GPON оптикалық технологияның негізінде Ақсай қаласының желісін жобалау

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 49 бет
Таңдаулыға:

4

5

6

7

АҢДАТПА

Дипломдық жобада оптикалық технологияның негізінде Ақсай
қаласының желісін жобалау қарастырылады. Жоба GPON негізінде Ақсай
қаласының халық тығыз орналасқан аудандарында енгізілетін болады.
Бірнеше технологиялардың салыстырмалы талдауы жасалып, соның ішінен
GPON технологиясына таңдалынды.
Жобаланатын желі үшін келесідей есептеулер жүргізілді:
Регенерациялық аумақ ұзындығы, оптикалық кабель параметрлері.
Экономикалық бөлімде жобаның бизнес - жоспары құрылды, онда
капиталдық шығындар мен эксплуатациялық шығындардың есебі жүргізілді,
сонымен қатар жобаның өтемділік мерзімі анықталды.

Өміртіршілік
қауіпсіздігі бөлімінде еңбек шартын талдау

қарастырылды.

АННОТАЦИЯ

В дипломном проекте рассматривается проектирование сети г. Аксай

на основе оптической технологии. Проект будет внедрятся
в

густонаселенных местах г.
Аксай на базе
GPON. Был проведен

сравнительный анализ нескольких технологии и из них выбрана технология
GPON.

Для проектируемой сети были проведены расчеты:
длины

регенерационного участка, параметров оптического кабеля.
В экономической части проекта составлен бизнес-план проекта, в
котором произведен расчет капитальных затрат и эксплуатационных
расходов, а также определен срок окупаемости проекта.
В разделе безопасности жизнедеятельности рассмотрен анализ условий
труда.

ABSTRACT

At the graduation project the network design Aksai based on optical
technology. The project will be implemented in heavily populated areas of Aksai
based on GPON. A comparative analysis of several of these technologies and
selected technology GPON.
For the proposed network were calculated: length regenerator section, the
parameters of the optical cable.
In the economic part of the project, a business plan for the project, which
calculated the capital costs and operating costs, and the payback period is defined.
In the analysis considered life safety conditions

8

МАЗМҰНЫ

Кіріспе
1 НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1 PON технологиясын енгізудің артықшылықтары
1.2 GPON технологиясыны қысқаша сипаттама

6
7
7
7

1.3 APON, EPON және GPON технологияларының салыстырмалы

сипаттамасы
1.4 Жобаның суреттелуі
1.5 Құрылыс объектісінің сипаттамасы
1.6 Құрылғыға таңдау жасау
2 ЕСЕПТЕУ БӨЛІМІ
2.1 Кабел типiн таңдау
2.2 Оптикалық кабельдің параметрлерінің есептелуі
2.3 Регенерациялық ауданды есептеу
2.4 Оптикалық кабельде өзара әсерді есептеу
2.5 ТОБС тиімділігін анықтау
2.6 Құрылғының көрсеткіш жағдайын есептеу
2.7 ТОК-дегі SZ структурасының есептелуі
2.8 Қабықшадағы таратылудың сәулелік талдануы
3 БИЗНЕС-ЖОСПАР
3.1 Жалпы ақпарат
3.2 Жұмыстың мақсаты
3.3 Ұйымдастырылатын қызмет түрлері
3.4 Потенциалды сатып алушы мен тұтынушылар
3.5 Нарықтық өтімділігін талдау
3.6 Маркетинг
3.7 Қаражат жоспары
3.8 Экономикалық қорытынды
4 ӨМІР ТІРШІЛІК ҚАУІПСІЗДІГІ
4.1 Оператордың жұмыс жағдайын талдау
4.2 Кондиционерлеу және кондиционерді таңдап, есептеу
Қорытынды
Әдебиеттер тізімі

9
11
12
14
16
21
21
23
27
29
31
32
34
35
38
38
38
38
40
40
41
41
49
50
50
53
61
62

КІРІСПЕ

Қазіргі кездегі қоғамның даму шарттарындағы ғылыми - техникалық
прогресстің шарттары кезінде ақпарат көлемі мәнді түрде ұлғаюда.
Теориялық және эксперименттік зерттеулерге сүйенетін болсақ, бүгінгі таңда
қолданыстағы технологиялар саны күннен күнге өсуде. Бұл дегеніміз
халықтардың сұранысының өсуіне байланысты болып жатыр.
Байланыс экономиканы белсенді түрде басқаруға және мемлекеттік
ұжымдардың жұмысын тездетуде, азаматтардың күнделікті өмірлерін
жеңілдетуге мүмкіндік береді.
Нақты уақытта кеңінен және қарқынды дамып келе жатқан байланыс
түрі, ол талшықты оптика.
Әлемдік рынокта талшықты оптикаға тең келер байланыс түрлері аз
және де ол барлық салаларды асып түсуде және құрылғылары жағынан да
дамыған.
Оптикалық кабельдердің келесідей артықшылықтары бар:
- кеңжолақтылық, бұл дегеніміз үлкен ағынды ақпараттарды таратуға
мүмкіндік береді (бірнеше мыңдаған арналар);
- аз жоғалулар және де регенерациялық аумақтардың ұзақтығы;
- салмағы мен кіші габаритті өлшемдер;
- сыртқы әсерлерден жоғарғы қорғаныстық;
Сонымен қатар оптикалық байланыс бойынша бүгінгі күні жоғарғы
жылдамдықты интернет, сапалы телефония, жоғарғы сапалы телекөруді
ұсынуға болады.
Ұсынылып отырған дипломдық жобада Ақсай қаласында оптикалық
талшықты жобалау жүзеге асырылатын болады.

10

1 НЕГІЗГІ БӨЛІМ

1.1 PON технологиясын енгізудің артықшылықтары

Бүгінгі таңда Қазақстанның барлық ірі операторлары абоненттерге
заман талабына сай қызмет түрлерін ұсыну қажеттілігімен соқтығысуда.
Жеке пәтерлерде тұратын абоненттерге кең жолақты қызмет түрін, жалпы
қолданыстағы сапалы IP-телефония қызметтерін, IP-телекөру қызметтерін,
сұраныс бойынша қызметтерді (IPTV және VoD) және де HDTV ұсынуды
қамтамасыз ету бірінші орында. Сонымен қатар абоненттердің көбі осындай
ұсыныстарды өз үйлерінде қосуға дайын.
Солардың бірнешеуін мысал ретінде қарастырып кететін болсақ: егер
абонент толық терілім қызметіне жазылатын болса, онда:
Интернет желісіне рұқсат -- 2 Мбитс;
VoIP (3 линия) -- 3x0,1 Мбитс = 0,3 Мбитс;
Локалды ресурстарға рұқсат -- 1 Мбитс дейін;
HDTV бір арнасы (MPEG-2 форматында) -- 15 Мбитс;
SDTV екі арнасы (MPEG-2 форматында) -- 2х3,5 Мбитс = 7 Мбитс.
Нақты сұраныс түрінің сомалық қажеттілігінің өткізгіштік қызметі 25,3
Мбитс құрайды.
Корпоративті сектор абоненттері үшін жоғарыда көрсетілген қызмет
түрінен басқа қосымша спецификалық қызметтер қосылады, олар IP-УПАТС,
VoIP-Centrex (виртуалды IP-УПАТС), TDM УПАТС қосу (E1, PRI
интерфейстері арқылы), кеңселерді біріктіруге арналған корпоративті
телефонды IP-желілерін құру.

1.2 GPON технологиясына қысқаша сипаттама

GPON-нiң (Gigabit PON) рұқсат желiнiң архитектураларын APONның
технологиясының органикалық жалғасы сияқты қарауға болады. сонымен
бiрге PON желiсiнiң өткiзу жолағын үлкейтудi және түрлi қызметтiк
қосымшалардың тиiмдi берiлуi жүзеге асырылады. GPON стандарты ITU-T
Rec. G.984.3 GPON 2003 жылдың қазанында қабылданды.
GPON кадрлардың масштабты құрылымына ұқсас болып келеді,
PONның ағашындағы тура және керi ағынның 622 Мбитстан 2,5 Гбитске
дейінгі тапсыру жылдамдықтарында iлiгедi, сол сияқты бiрдей тапсыру
жылдамдығымен жүйеге жол бередi. GPON ITU-T G.704.1 GFP (generic
framing protocol, кадрлардың ортақ хаттамасы) стандартта қызметтiң кез
келген түрiнiң iлеспе көлiк хаттамасына басқалықты қамтамасыз етуге
негiзделедi, соның iшiнде TDM. Зерттеулер тiптi трафиктiң үлестiрiлуiн ең
жарамсыз жағдайында және ағындар тербелiстерiнде жолақтың тазартуы
EPON туралы айтпағанның өзінде APONның 71%мен салыстырғанда 93%
құрайтынын көрсетеді.

11

Егер SDHта жолақтың бөлуi статикалық болса, онда GFP (generic
framing protocol), SDHтың кадрының құрылымы сақтай отырып жолақты
динамикалық үлестiруге мүмкiндiк бередi.

1.2.1 GPON желісінің қосылунаң әр түрлі сұлбалары
Мысал ретінде көп пәтерлi үйдiң және коттедж поселкесiнiң қосылу
нұсқасы 1.1 - суретте келтiрiлген.

1.1 Сурет - GPON желісінің қосылуының әр түрлі сұлбалары

Көп пәтерлi үйдiң қосуында магистралдiқ талшықты-оптикалық
кабелден FCB оптикалық муфтасы көмегiмен оптикалық талшықтың
тармағы бөлініп кейiннен FDB оптикалық шкафына қосылады. FDBге
кiрiстiрiлген сплиттер қосылатын абоненттердiң саны бойынша оптикалық
тал жiптi үлестіреді. Кабел арқылы әрбiр қабатында еркiн тал жiптерi бар
бокс FBM арқылы тал жiптердiң керек сан абоненттiң пәтерiне өте алады
және онда оптикалық қосқыщлармен терминирленеді [22].
Коттедж поселкесiн қосу үшiн магистралдiқ талшықты-оптикалық
кабел FCB оптикалық муфта көмегiмен үй коттедж поселкесiнен тiкелей
жақындықта орналасқан ODB кросса-боксiне қосылатын оптикалық тал
жiптiң тармағын өндiрiп алады.

ODB кiрiстiрiлген сплиттер көмегiмен
абоненттiк оптикалық

қосқыштардың арасына оптикалық тал жiптi үлестіреді.

12

1.2.2 Көп пәтерлi үйлер

мысалындағы GPON құрастыруының

сұлбалары
а) Аз қабатты үйлер
Аз қабатты үйлердегi GPON құрастыруының сұлбасы 1.7 - суретте
көрсетілген. Келесi сипаттамалары бар көп пәтерлi үйдiң қосалу нұсқасы
қарастырылған:
-қабаттардың саны - 5;
-кiреберiстердiң саны - 2;
-кiреберiсiндегi стояк саны- 1;
-қабатындағы пәтерлердiң сан - 4 пәтер;
-пәтерлердiң жалпы сандары - 40қа дейiн;
-абоненттердiң максимал есептi саны - 32.

1.2 Сурет - Аз қабатты үйлердегi GPON технологиясының
құрылымдық сұлбасы

Нұсқа еркiн тал жiптерi бар кабел үшiн бокстi қолданумен таратудфы
қарастырады. 32 абоненттерге дейiн қосуға өлшеулi таратушы шкаф үйдiң
техникалық бөлмесi немесе төледе бекiтiледi. еркiн тал жiптерi үшiн FBM
қабаттық бокс арқылы тiкелей абоненттiк тал жiптер абоненттiң пәтерiне
SCтың тiркеуiшi бар абоненттiк қабырға қосқыштарында терминирленіп

13

iске қосылады. Шкафқа кезеңдiк қосылу үшiн SC алдын ала белгiленген
тiркеуiштерiмен 1:32 бiр сплиттерi бекiтiледi.
ә) Көп қабатты үйлер
1.3 - суретте көрсетілгендей келесi сипаттамалары бар көп пәтерлi
үйдiң қосылының нұсқасын қарастырайық:
- қабаттардың саны - 18;
- кiреберiстердiң саны - 2;
- кiреберiсiндегi стояк саны - 1;
- қабатындағы пәтерлердiң саны - 4 пәтер;
- пәтерлердiң жалпы сандары - 144ке дейiн;
- абоненттердiң максимал есептiк саны - 128.

1.3 Сурет - Көп қабатты үйлердегi GPON құрастыруының сұлбасы

Нұсқа FB2дiң қабатты оптикалық бокстерiн қолданумен таратуға
ойлайды. FDB2дiң 128 абоненттерге дейiн қосу өлшеулi таратушы шкафы
үйдiң техникалық бөлмесiнде бекiтiледi. Абоненттiк тал жiптер (12 тал
жiптердiң бiр блогiне дейiн) SCтiң тiркеуiштерiмен FB2лерге терминирлейдi.
Бокстерге кабелдердiң SCның терминирлеген тiркеуiштерi көмегiмен
абоненттiң тарабынан SCтың тiркеуiшi бар оптикалық абоненттiк

14

қосқыштарға қосатын оптикалық кабелдер абоненттiң пәтерiне қосыла
алады. Шкафқа кезеңдi қосу үшiн SCның алдын ала белгiленген
тiркеуiштерiмен төрт топтық 1:32 сплиттер бекiтiледi.

1.3 APON, EPON және GPON технологияларының салыстырмалы
сипаттамасы

Қазіргі уақытта PON-ның бізге белгілі төрт технологиясы бар, олардың
әрқайсысының өзінің артықшылығы және кемшіліктері бар.
Технологияларды тізіп шығайық: A-PON, B-PON, F-PON, G-PON. G-PON
технологиясының басқаларымен салыстырғандағы артықшылығы ақпаратты
таратуы мүмкін максималды жылдамдық болып табылады. Осыдан ол өзінің
атын G-PON-ды (Gigabit PON) алды. Келесі артықшылығы өспелі және
бәсеңдейтін ағында таратуды, біреуге бағытталған трафикті басқа біреуге
оқуға мүмкін бермейтін AES крипто-алгоритмін қолданумен трафикті
шифрлеуді қамтамасыз ететін 155 Мбитс-ден 2488-ге дейін
жылдамдықтардың кең жинағы болып табылады. G-PON технологиясын іске
асыратын құрылғы 3264128 оптикалық желілік блокты үйлестіре алады, ал
оптикалық желілік блоктың саны көп болған сайын пайдалылық көп және
желіні жалпы сатылымы жоғары болады. PON стандарттарының
салыстырмалы талдауы 1.1 - кестеде келтірілген.

1.1 К е с т е

- APON, EPON және GPON технологияларының

сипаттамалары

15 Сипаттамалары
APON (BPON)
EPON
GPON

Стандарттау
институты
ITU-T
SG15 FSAN
IEEE EFMA ITU-T SG15 FSAN

Стандарт
ITU-T G.981.x
IEEE 802.3ah
ITU-T G.984.x

Тарату жылдамдығы,
туракері ағын,
Мбитс
155155;
622155;
622622;
1244155,622,1244
10001000
2488622,1244,2488

Негізгі хаттама
ATM
Ethernet
SDH

Сызықтық код
NRZ 8B10B NRZ
Желінің максималды
радиусы, км
20
20 20 (30¹)
Бір талшыққа
шаққанда абоненттік
түйіннің максималды
32 16 64 (128²)

1.4 Жобаның суреттелуі

Нақты дипломдық жобада Ақсай қаласының ықшам аудандарында
талшықты - оптикалық байланыс желісінің құрылысын құруға арналған
барлық материалдарды құрайды.
Жобаның мақсаты: жобаланатын байланыс желісінің АТС тен ықшам
аудандарда тұратын абоненттер үшін байланысты қамтамасыз ету
Жобада мысал ретінде алынған бір ауданның территориясы бойынша
PON технологиясының негізінде ішкікварталды және орнықтырушы
байланыс желісінің құрылысы қарастырылған.
PON технологиясының негізі ретінде нүкте - көпнүкте (point-to-
multipoint) топологиясын кеңінен қолданамыз, себебі ең тиімді болып
табылады.
PON рұқсат желісінің топологиясы 1.4 суретте көрсетіліп кеткен.
Жобада қолданылатын технология кабельді инфрақұрылымды тиімді
қолдануға мүмкіндік береді. Себебі орталық түйіннен ажыратқышқа дейін
тек қана бір талшық қолданылады.

16 саны

Қосымшалар
Кез-келген
IP,мәліметтер
Кез-келген

Қатені түзету FEC
қарастырылған
жоқ
Қарастыру қажет

Туракері ағынның
толқын ұзындығы, нм
15501310
(14801310)
15501310
3)
(13101310
15501310
(14801310)

Жолақтың
бар құптау бар
динамикалық бөлінуі

IP-бөлшектеу
бар
жоқ
бар

Мәліметті қорғау
Ашық кілтпен
жоқ
шифрлау
Ашық кілтпен
шифрлау

Қорға жинау
бар
жоқ
бар

1.4 Сурет - PON рұқсат желісінің логикалық жалғастыруының
фундаменталды топологиясы

Қарастырылып отырған жүйенің артықшылықтарына келесілерді
жатқызуға болады:
- аралық белсенді түйіндердің болмау;
- орталық түйіндегі оптикалық қабылдаутаратқыштардың экономиясы;
- оптикалық талшықтардың экономиясы;
- жаңа абоненттерді оңай қосу;
- қызмет көрсетудің ыңғайлылығы.
OLT дан ONT ға дейін ақпарат ағынын тарату үшін 1550 нм толқын
ұзындығы қолданылады.
OLT мен ONT да WDM мультиплексорлаары орнатылған, ол кіріс және
шығыс ағындарды бөліп тұрады (1.5 сурет).

17

1.5 Сурет - PON архитектурасының негізгі элементтері және әсер ету
ұстанымдары

1.5 Құрылыс объектісінің сипаттамасы

Ақсай қаласы Батыс Қазақстан облысында орналасқан. Қаланың алып
жатқан территориясының ауданы шамамен 151 339 км2, бұл дегеніміз ол
Қазақстанның 5,6% құрайды, сондықтан көлемі жағынан 8-шы орынды
алады. Қала халқының саны 614 280 адамды құрайды.
Және де Ақсай қаласы Ресейдің бес облысымен шекараласқан.
Жобаны қалада жүзеге асыру үшін келесілерді сәйкесінше тексеру
керек:
а) Үйлердің сипаттамасын анықтау:
Үйдің нөмірін;
қанша қабатты екенін;
подъездер санын және олардың кіретін жақтарын;
пәтерлер мен қызметтік бөлмелердің санын;
фототүсіру.

18

1.6 Сурет - Қаланың ситуациялық жоспарындағы PON желісінің
сұлбасы

Жобада қарастырылып отырған қала, түгелдей дерлік халықпен
орналастырылған, құрылыс қазңргң кездегі бар кабельдік канализацияның
үстінен жүргізілетін болады
Сондықтан берілген дипломдық жобада қабылданған барлық жобалық
шешімдер қазіргі кездегі канализация бойынша байланыс кабельін салумен
тығыз байланысқан, ал ол жоқ жерлерде ауалы байланыс желілері арқылы
жүзеге асырылатын болады. Максималды аспалылығы 88 метрді құрайды.
Көптеген ТОБЖ бағандары жарамсыз болып табылады. Соған
байланысты жобада оларды толығымен ауыстыру немесе түзету
қарастырылады.
Жобаланатын желіде ағаш тәріздес екі каскадты сплиттерленген
топология қолданылады. Осы таңдалынған сплиттерлеу түрі алынған қала
үшін дәл келеді. Бірінші сплиттерлеу қалада болады, ол орталық көшеден
басталады, ал екінші сплиттерлеу қажеттілік бойынша және ыңғайлы болу
үшін абонент жағына қойылады. Желінің жоспары А қосымшасында
келтірілген. Онда сплиттерлен белгіленген және де мағистралды байланыс
желілері көрсетілген.
Кейбір жерлерде соңғы (14) сплиттерленуі кезінде талшықтың қоры
қалтырылған, ол егер де осы жерлерде жаңа объектілер тұрғызылатын болса,
соларға қажет болады.

19

1.7 Сурет - Ақсай қаласындағы көп қабатты үйлерге тартылған желінің
сұлбасы

1.6 Құрылғыға таңдау жасау

Құрылғыны таңдаудағы негізгі тапсырмалардың бірі болып станциялық
құрылғы (OLT) мен соңғы құрылғы (ONT) таңдау болып табылады.
Құрылғыны таңңдауда екі негізгі NEC және Alcatel-Lucent компанияларының
құрылғыларына тоқталдық
Барлық құрылғылар толықтай қарастырылып шықты.

1.6.1 NEC ME2200 компаниясының құрылғылары
Оптикалық рұқсат платформасы жоғарғыжылдамдықты
сөздімәліметтерді және видеоны коммерциялық абоненттерге тарату,
қызметін ұсынады (OLT) ME2200 (1.8 сурет).

20

1.8 Сурет - (OLT) ME2200 оптикалық желі терминалы

NEC компаниясының (OLT) ME2200 оптикалық желі терминалы
EthernetIP желісінің ядросына тура оптикалық интерфейсты қамтамасыз
етеді.
Негізгі артықшылықтары: майысқақ және экономикалық тиімді
транспорт, ол 44 OLT EPON интерфейстерін қамтамасыз етеді, олардың
әрқайсысы 1 Гбс жылдамдықты таратуды жүргізеді және бір жолақта 32
абоненттерге дейін қолдана алады.

Жауап бермеудегі жұмыс істеудің орташа уақыты (MTBF)
- Модуль CSM: 248 169 сағат
- Модуль GEM04B: 358 454 сағат
- Модуль GEM04A: 498 732 сағат
- Модуль EPM04B: 393 615 сағат
- Электроқоректену модулі: 1 342 237 сағат
- Желдеткіштік модулі: 698 768 сағат.

Қолданатын қуаты
- Модуль CSM: 50 Вт
- Модуль GEM04B: 10 Вт
- Модуль GEM04A: 12 Вт
- Модуль EPM04B: 20 Вт
- Электроқоректену модулі: 10 Вт
- Желдеткіштік блок: 36 Вт
- Толық жүктемелі конфигурация (2 CSM модулі, 11

21

EPM04B модулі, 1 GEM04B модулі, 2 электрқорек модулі): 458 Вт

Порт RJ45RS232
Басқару LAN 1 RJ45 10100Base-T Fast Ethernet
Максималды порттар саны - 44 OLT порттарына дейін
OLT 1 портқа бөліну 1:32 (1:64 болашақтағы жаңару SW)
GPON жолағының кеңдігі 2,5 Гбит
Оптикалық жоғалулар 29 дБ PON түйіні үшін
Таратудағы толқын ұзындығы: 1550 нм, қабылдау: 1310 нм

1.6.2 (ONU) 404I оптикалық желілік блок
Резервтеуді қолдайтын тұрмыста қолданатын төрт портты 10100M
BASE-T (ONU) 404i оптикалық желілік блогы (1.9 сурет) экономикалық
тиімді GPON құрылғысы

1.9 Сурет - (ONU) 404i оптикалық желілік блогы

Дауыстық функциялар
- 2*FXS(RJ11) VOIP телефоны үшін
- 1*FXO(RJ11) резервті линия үшін, ONU сөнген кезде
- Протокол VoIP: MGCP and SIP
- Кодалар VoIP:G.711,G7.29a,G.168,RFC2833 (реле DTMF)
- ФАКС: T.38
- VAD және жаңғырықтыбасу CNG.G168
Басқару
- OLT, SNTP, SNMPv2 арқылы дистанциялық басқару
- Орнатылған бағдарламалардың дистанциялық жаңаруы
- WEB-негіздегі басқару
Артқы перне тақтаның интерфейсі
- 1 электрқорек жалғағыш
- 4 RJ-45 10100M Ethernet жалғағышы
- 3 RJ-11 жалғағышы дауыс үшін
22

- 1 GPON SC жалғағышы

1.10 Сурет - (OLT) 7342 ISAM оптикалық желі терминалы

1.6.3 (ONT) МОДЕЛЬ I-240G оптикалық желілік терминал
ONT блогы екі негізгі функцияны қамтамасыз етеді:
- ONTны GPON қосуды
- ONT ны тұтынушы құрылңысына қосуды.
ONT физикалық блогы (1.11 сурет) GPON ға SCAPC типті оптикалық
разъемдерді қолдаумен жүзеге асады.

1 .2 К е с т е - OLT арналған өңделудің орташа уақытының параметрлері
(MTBF)

23

Плата атаулары
MTBF (жыл)
OLTS-M
75,18
EHNT-B
20,84
EXNT-A
26,87
AACU-C
85,6
1-GE SFP10-GE XFP
291,2228,3
GLT4-A
21,74
SMAC
1332,7

1.12 Сурет - I-240G модельді (ONT) оптикалық желілік терминалы

I-240G моделі Triple-play қызметін ұсынуға мүмкіндік береді, ол FSAN
ұсыныстарына сәйкес келеді. ONT 22012 вольтты қорек көзінен немесе
телефония қызметін қамтамасыз етуге арналған өшпейтін қорек көзінен
қоректене алады.
I-240G моделінде 2 POTS интерфейсы бар, сонымен қатар ол
абоненттерге 400 Мбс дейінгі 101001000 BaseT Ethernet 4 порты арқылы
кең өткізу жолағын ұсына алады, бұл дегеніміз HSI, IPTV және VoIP,
сонымен қатар IP протоколдарының стегын қолданатын көптеген
қызметтерді жеткізуді қамтамасыз етеді.
1.3 кестеде құрылғылардың бағалары келтірілген. Екі компанияның
бағаларын салыстыра отыра Alcatel-Lucent компаниясына тоқталдық.

1 .3 К е с т е - Құрылғы бағалары

24

Бағасы, теңге
Құрылғы атаулары
NEC
Alcatel-Lucent
OLT
800 000
900 000
ONUONT
35 000
26 000

2 ЕСЕПТЕУ БӨЛІМІ

2.1 Кабел типiн таңдау

Кабель сипаттамалары: ОКЛ-01-6-16-10125-0,360,22-3,518 -1,0
Шығарушы: Самара оптикалық кабель компаниясы

Кабельдің маркасына қысқаша шолу:
ОКЛ
-
трубаларда,

коллекторларда, кабель канализациясында және ғимарат ішінде төсеуге
арналған, 01 - кабель типінің модификациясы, 6 - өзекше бұрмасындағы
элементтер саны, 16 - оптикалық талшық саны, 10125 - өзекше диаметрі

және қабықша диаметрі (мм), 0,360,22
-
13101550 нм толқын

ұзындығындағы дБкм өшулік коэффициенті, 3,51,8 - 13101550 нм толқын
ұзындығындағы хроматикалық дисперсия (пснмкм), 1,0 - рұқсатталған
созылма жүктемесі кН.

2.1 Сурет -- Қабель құрылымы

Кабель конструкциясының түсіндірмесі:
1. Өстік элемент болатты тросс;
2. Бір модалы ITU-Т G.652 С оптикалық талшық;
3. Ішкімодульді гидрофопты толтырғыш;
4. Оптикалық модуль;
5. Өзекшеге су өткізбейтин қабықша;
6. Өтпелі қабықша өртке қорғаныш;
7. Бронь қабатын су өткізбейтин қабықша;
8. Болатты графинирленген лента;
9. Қорғаныс қабықша;
25

2.1 К е с т е - ОКЛ кабелінің басты техникалық сипаттамалары

Қосымша техникалық сипаттамалары:
- Төсеу және монтаждау температурасында +- 90 бұрышпен
минималды бүгілу радиусында 20 бүгілу циклын көтере алады;
- ортаның қалыпты температурасында +- 360° бұрышпен 4метрден
аспайтын қашықтықта өсьтік айналдырудың 10 циклына дейін ыңғайлы;
- барабанның мойнының диаметрі кабельдің сыртқы диаметрінен 40
еселікпен болуы керек
- (10 - 200) Гц жиіліктер диапазонындағы дірілдер жүктемесіне тұрақты
болып келеді;
- кемірушілердің әсерінен зақымдануына төтеп береді;
- 35°С температурадағы 98% аса жоғары салыстырмалы ылғалдылыққа
төзімді;
- көлденең бағытта су өткізбейді
- кабельдің сыртқы қабығы оқшауланған
- мүк саңырауқұлақтарының, атмосфералық жауын-шашындардың,
тұзды тұманның, күн сәулесінің тікелей әсерлеріне төзімді;
- 70°С теспературада гидрофобты кабель толтырушылары терлемейді;
Төсеуге, қолдануға және сақтауға арналған нұсқаулық:
- кабельдің оптикалық модульінің бұрылуы модуль диаметрінен 20ға
кем болу керек;
- оптикалық талшықтың төселуі кезіндегі рұқсатталған бұрылу радиусы
3мм-ден кем болмауы керек;
- кабельді бөлу немесе төсеу кезінде қолданылатын жабдықтар және
әдістемелер кабельді зақымдануға жол бермейтіндей болу керек;

26 Параметр
Параметр мәні
Кабельдегі оптикалық талшық саны
2-96
Қабықшасының түсі
сұры, қара
Талшық типі
9125; 50125 и 62,5125
Күштік элементі
Болатты трос
Кабель конструкциясы
Модульдік конструкция
Кабельдің сыртқы номиналды
диаметрі
4,0-10,0
Сырты қабығының қалыңдығы
1,0
Кабельдің салмағы
40-120
Созылғандағы түсетін жүктеме
мөлшері
0,5-1,0
Бүгілудің минималды радиусы
15xDкаб
Жұмыс істеу температурасы
-10°С+50°С
Төсеу жіне монтаждау кезіндегі
температурасы
-10°С +50°С
Қызмет көрсету мерзімі
25

- кабельді төсеу муфтаның, әртүрлі қысқыштардың қолданылуымен
жүргізілуі керек;
- арматураның техникалық сипаттамалары кабельдің өндірушісімен
келісім арқылы таңдалынады;
- кабельдің сақтау мерзімі далалық жағдайларда 10 жылдан кем емес;
- жылытылатын зауыттарда 15 жылдан кем емес;
- құрылыстық ұзындық 4км;

2.2 Оптикалық кабельдің параметрлерінің есептелуі

Сандық апертура

NA n12 n22

(2.1)

Әдеттегі ұзындығы NA=0,150,25. Негізінде сандық апертура
талшықтың жарық жинағыш қабілетін түсіндіру үшін қолданылады [7].
Есептейміз:

NA n12 n22 1,532 1,52922 0,049

n2 қабықшасы мен n1 жүрекшесінің берілген сыну көрсеткіштері
бойынша қатыстық сыну көрсеткішін есептейміз:

n1 n2
n1

(2.2)

n1 n2
n1

1,53 1,5292
1,53

0,0069 0,69%

Басқа маңызды параметр бойынша мінезделген талшықтың және сол
арқылы таралатын жарықтың нормалық жиілігі:

V

2 a

NA

(2.3)

Егер V=2,405 болса, онда мұнда бір талшық таралады, ал егер V=2,405
болса,онда көпмодалы режим болады.
мұндағы: a - жүрекшенің қабықшасының радиусы, а = 5 мкм;
n1 - жүрекшенің сыну көрсеткіші, n1=1,53;
n2 - қабықшаның сыну көрсеткіші, n2=1,5292.
2.3 теңдеуіне мәндерін қоямыз:

27

V

2 a

n12 n22

(2.4)

V

2 3,14 5 10 6
6

1,532 1,5292 2 1,003

Біздің жағдайымызда 0,857 = 2,405 жарықөткізгіш бойынша бір ғана
талшық таралады. Демек бірмодалық кабель болуы қажет.
Толқын саны, мода:

N V 2
N 1,0032 1,005 1

Критикалық жиілігін анықтаймыз:

(2.5)

f 0

Pп т с
2

2

(2.6)

мұндағы: Рпт = 2.405 - бірмодалы режим үшін толқын түрі;
с = 3 108 мс - ваакумдағы жарық жылдамдығы;
d = 10 мм - талшық диаметрі.

f 0

2.405 3 108
3.14 10 2 1.532 1.52922

4.642 1014 Гц.

Критикалық толқын ұзындығы:

0

d
Рпт

2

2

(2.7)

0

3.14 10 10 3
2.405

0.049 6.462 10 7 мм

с:

Толық ішкі шағылысу шартының орындалуының критикалық бұрыш

281,55 10

n1 n2

2

(2.8)

с =

1.5292

2

0

Жұтылу энергиясының шығыны:

п 8.69 103

n1tg

(2.9)

мұндағы: tg = 10-10 - шығын бұрышы,
- жұмыстық толқын ұзындығы, нм;

3

3.14 1.53 10 10
1.55 10 6

3

2.584 дБкм

n

2.8

2.6

2.4

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1
Сурет 2.2 -- Жұтылу энергияның шығыны

Шашырау шығыны:

р

к р
4

(2.10)

мұндағы: кр - шашырау коэффициенті (дБкм) мкм3

29 с = 1
n2
n1
1.53
1 0.09 рад 5.16 .

кварц үшін кр = 1,5

р

1.5
(1.55 10 6 ) 4

2.599 дБкм.

0.35

0.3

0.25
p

0.2

0.15

0.1
1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1
2.3 Сурет - Таралу шығынының ұзындыққа тәуелділігі

Жалпы шығын:

п р

(2.11)

2.584 2.599 5.183 дБкм.

Біздің жағдайда ұзындығы 1400 метр талшық үшін жалпы шығын:

L

l

(2.12)

L

5.183 1.400

7.256 дБ

Фазалық жылдамдықтың өзгеру шекарасы:

c
n1

3 108
1.53

1.961 105 кмс

30

c
n2

3 108
1.5292

1.984 105 кмс

мұндағы: с - жарық жылдамдығы.

Толқындық кедергінің өзгеру шекарасы:

z0
n1

z0
n2

376.71
1.53

376.71
1.5292

246.216 Ом

249.147 Ом

мұндағы: z0 - ауаның толқын кедергісі, 376.71Ом.

2.3 Регенерациялық ауданды есептеу

Таңдалған кабель типіне сәйкес регенерациалық аймақтың ұзындығына
есептеу жүргіземіз [11].
Дисперсия бойынша шектілікке есептеу жүргіземіз. Материалдық
дисперсия келесі формуламен анықталады:

мат М

(2.13)

мұндағы: М - балқытылған кварц үшін қиылған материалды дисперсия
коффициенті 0.3098 тең;
∆λ - спектральды лазер ені, ∆λ = 0.5 нм.

мат 0,5 10 9 0,3098 1,549 10 10

Баспалдақты жарықөткішгіш үшін толқын өткізгіш дисперсиясы келесі
формуламен анықталады:

вв

c

,

(2.14)

мұндағы: с - вакуумдағы жарық жылдамдығы, 3·105 кмс.

31 2n12

вв

6 8

1.39 10 11

Бір модалы талшықты-оптикалық жарықөткішгіші үшін дисперсия
қосындысы материалдық және толқынөткішгіштік дисперсиясының
қосындысымен анықталады:

вв

мат

(2.15)

Теңдік мәндерін қоямыз, сонда:

1.39 10

11

1.549 10 10 1.563 10 10

Толық дисперсия көмегімен жарықөткізгіштің өзкізу жолағының енін
анықтауға болады ΔF:

F

1

, ГГцкм

(2.16)

F
1
1.563 10 10
6.4 ГГцкм

Регенерациялық аймақтың ұзындығын екі фактор бойынша
анықтаймыз: жарықөткізгіш дисперсиясы және регенерация аймағының
өшулігі.
Жарықөткізгіштің дисперсиялық сипаттамасы бойынша регенерация
аймағының ұзындығын анықтаймыз:

F
Fx

L x
L

(2.17)

мұндағы: ΔF - 1км жарықөткізгіші үшін өткізу жолағының ені;
ΔFх - соңғы регенрация аймағындағы өткізу жолағының ені,
Lстр - құрылыс ұзындығы, (1.4 км);
Lх - регенерация аймағының ұзындығы.
Келесі епестеулер үшін ΔFх = 2.5 ГГц қолданамыз.
2.17 теңдігінен Lx мөлшерін аламыз:

L x

F 2
F X2

Lстр

(2.18)

320.5 10 9 2 1.532 0.0069
1.55 10 3 10

2

2.5 10

Өшуліктер бойынша регенерация аймағының максималды ұзындығын
анықтаймыз. Шарт бойынша құрылыстық ұзындығы түйін орнына қосымша
өшуліктерді енгізбейді.

2.4 Оптикалық кабельде өзара әсерді есептеу

Оптикалық кабельдің жүрекшесінде орналасқан жарықөткізгіш көрші
талшықтарға әсер етуі мүмкін мүмкін. Оптикалық кабельдегі өзаралық бөгет
деңгейлері кабельдік жүрекшенің конструкциясына, яғни талшықтардың
өзара орналасуына байланысты.
Оптикалық талшықтардың өзара әсер ету дәрежесін екі көршілес
талшығынан екіншілік әсер ету параметрлерін есептеу арқылы бағалауға
болады.
Жақын қашықтықтағы өтпелі өшулік A0, дБ, (2.19) теңдігімен
есептелінеді:

A0 20 lg

4
N 2 m 1 e2 L

(2.19)

Бөгеттерден қорғаныс АЗ, дБ:

A3 20 lg

2

2

(2.20)

Ұзын қашықтықтағы өтпелі өшулік Аl, дБ:

Al A3 L

(2.21)

мұндағы: - оптикалық талшықтың өшулік коффициенті (дБкм);
L - күшейту аймағындағы оптикалық кабель ұзындығы, 9.2 км;
m - талшықтар арасындағы байланыс коффициенті, 0.6 - 0.7;
N - талшық қабықшасы арқылы енетін аймақ коффициенті

N

( g12 g 23 l kt )
(1 P12 P23 l 2 kt )

(2.22)

мұндағы: k a a - қабықшадағы шығын коффициенті;

33 6.4 109
L x 9 1.4 9.2 км

N m L

t - қабықша қалыңдығы (1 3 мкм);
g12 және g23 - жүрекше шекарасындағы сыну коффициенті (n1),
қабықшадағы (n2) және ауадағы (n3);
l - байланыстырушы сызықтың ұзындығы.
Сыну коффициентін анықтаймыз:

g12

2 n1
n1 n2

(2.23)

g12
2 1.53
1.53 1.5292

1.002

g 23

2 n2
n2 n3

(2.24)

g 23

2 1.5292
1.5292 0.966

1,204 .

Жүрекше мен қабықша арасында жарықтың пайда болу ықтималдығын
анықтаймыз:

P12

n1 n2
n1 n2

(2.25)

P12

1.53 1.5292
1.53 1.5292

1.979 10 3

P23

2 n2
n2 n3

(2.26)

P23

2 1.5292
1.5292 0.966

0.221

Қабықшадағы өшу коффициенті:

k a a 2 f 0 0

(2.27)

мұндағы: 0

10 9
36

- вакуумның диэлектриктік өткізгіштігі, Фм;

0 4 10 7 - вакуумның магниттік өткізгіштігі, Гнм;
34

n 2 - ортаның диэлектриктік өткізгіштігі;
1 - ортаның магниттік өткізгіштігі.

k 1.2333 1012 1.111 10 15 4.111 104

Талшықтың қабықшасы арқылы аймақтың өту коффициентін анықтау
үшін мәндерді (2.27) теңдігіне қоямыз:

N

(1.002 1.204 278 kt )
(1 1.979 10 3 0.221 278 2kt )

0.637

Жақын қашықтықтағы ауыспалы өшулікті анықтау:

A0 20 lg

4 0.22
0.137 2 0.6(1 e 2.42 )

60.18 дБкм.

Бөгеттен қорғануды анықтау:

A3 20 lg

2

2

1.38 дБкм.

Алыс қашықтықтағы ауыспалы өшулік теңдігі бойынша анықтаймыз:

Al 1.38 0.22 9.2 0.64 дБ

2.5 ТОБС тиімділігін анықтау

Сенімділік - заманға сай магистральды және байланыс желісін

жалпылама қолданудың бірден-бір маңызды сипаттамасы.
Әсіресе,

сенімділігі бойынша жоғары талаптар ТОСБ-ға қатысты жоғары өткізу
қабілеттілігімен кабельді магистральға ұсынылады. Техникалық
эксплуатацияның негізгі тапсырмасы оптикалық тракттар және байланыс
арнасы. Қабылдамау ағынын кездейсоқ процесс кезінде жобалау, яғни
қабылданбаған және түзетілмеген ТОСБ кез-келген уақытта пайда болады
[4].
Желідегі ақауды туралау үрдісі қалпына келу уақытымен сипатталады
tВ, бұл дипломдық жобада 0,5 сағ. Желінің ақаусыз жұмыс істеу уақыты ТБ.Р
tВ и ТБ.Р =7,72 104 ч
Онда қабылдамау ағының интенсивтігі мынаған тең болады:

350.137 0.6 5.5

=

1
TБ .Р

(2.28)

=

1
7,72 10

4

= 12,95 10-6 сағ-1

ТОБЖ-ның қалыпты жұмыс атқару уақыты Пуассон заңы бойынша
таратудың кездейсоқ tВ уақытында болады және ол жүйенің өнімділік
параметрімен сипатталады:

= 1
tв

(2.29)

=

1
0,5

= 2 сағ-1.

ТОБЖ аралығындағы қабылдамаудың интенсивтілігін анықтаймыз:
L = 20 км

1 =

ν
L

(2.30)

1 =

12,95 10 6
20

= 6,475 10-5 сағ-1км

ВОКМ жұмысының сапалық бағалануының негізгі параметрлері
жылына 20 км келуші бұзылу тығыздығына m байланысты.

m1 = 20 8760

(2.31)

мұндағы: 8760 - 1 жылдағы сағат саны;
20 - m мәні анықталатын жолдың ұзындығы

m1 = 6,475 10-5 20 8760 = 11,34

2.6 Құрылғының көрсеткіш жағдайын есептеу

СП құрылғысы өзімен тағайындалуы бойынша, яғни техникалық
қамтамасыз ету және жөндеу, қалпына келу уақыты сипаттамалы алмасу
уақытының қолдануы үшін толассыз қолдану аспабын ұсынады,
эксплуатация процесінде СП құрылғысы әртүрлі жағдайда болады.

Дайындық коэффициенті:
36

КГ =

μ
(μ + λ)

(2.32)

КГ =

2
2 6,475 10 -5

= 0,99999

Орнатылған эксплуатация режиміндегі
жағдайының ықтималдығы сипатталады:
Қарапайым коэффициент:

КП = 1-КГ

КП = 1-0,9999 = 0,0001

Техникалық қолдану коэффициенті:

құрылғының

дұрысталу

(2.33)

КТИ =

T0
T0 TБ.Р TВ

;

(2.34)

мұндағы: Т0 - қабылдамаудағы істеген жұмыстың орташа уаұыты,109
сағ;
ТБ.Р - техникалық қызмет көрсетудің орташа уақыты, 7,72 104 сағ;
ТВ - құрылғының қалпына келуінің орташа уақыты, 0,5 сағ.
(2.34) теңдеуінен техникалық қызмет көрсету коффициентін анықтаймыз:

КТИ

109
109 7,72 104 0,5

0,9999

Жүйелердің жабдықтау сенімділігі қойылатын талап көрсеткіштерінің
қамтамасыз етуі және тапсыру сызықтарының келесі әдістермен жүзеге
асады:
Элементтердің сенімділік толассыз жоғарылауымен және СП
түйіндерінің оның өңдеуі кезеңдерінде, даярлаудың және қанаудың
техникалық қанау толық жетілдіруімен және даңғыл жолдардың сақтауымен
және қамтамасыз етуге арналған каналдардың хабар тапсырулары аралық -
желілі түйіндермен .
Есептеулер MathCAD бағдарламасында орындалып, 2.4 суретте
терезенің кескіні келтірілген.

37

2.4 Сурет - MathCAD бағдарламасының терезесі

2.7 ТОК-дегі SZ структурасының есептелуі

3600 толық айналым аумағының ширатпа қадамы S қадамы деп
аталады.
Оралған элементтер мен кабельдің көлденең қимасының арасындағы
бұрыш ширатпа бұрышы деп аталады. Кабельдің осі мен оралған
элементтің ортасының арасындағы аралық ширатпа радиусы R деп аталады
[8].
Берілген кабельдің түрі үшін ширатпа қадамы S=170мм және ширатпа
радиусы R=4,3мм, сонда, қосымша ұзындық Z мынаған тең болады:

2

2

(2.35)

Сондықтан, оралған элементтердің кабелінің әрбір жүз метр ұзындығы
1,25 метрге ұзын.
Ширатпа бұрышы мынаған тең:

arctg

S
2 R

(2.36)

arctg

170
6.28 4.3

80.97%

38

2 R
Z 1

S
2 4.3
1 100% 1

170
1 100% 1.25%

Сәйкес келетін қисық радиусы:

2

(2.37)

2
170
6.28 4.3

175мм

Бұрмалануына байланысты талшықтағы жарық өткізгіштің қысылуы
мен созылуына жол бермеу керек, себебі созылу жүктемесіне берілген және
температуралық диапазонда, беріліс сипаттамасында қажетсіз өзгерістер мен
жарық өткізгіштің зақымдануы қауіп болмауы керек. ОТ-ның салыстырмалы
ұзындығының өзгеруі LL, яғни шекті ұзаруы Ек немесе Етк кәбілді
сығылуы келесі формуламен анықталады:

E 1 1

4 2 R 2
S 2

R
R

,

(2.38)

мұндағы: + таңбасы кабельдің сығылуы үшін Етк
- таңбасы кабельдің ұзаруы үшін Ек
Сонымен, қабықшаның номиналды ішкі диаметрін i = 2мм біле
отырып, 12 баспалдақты (қосарланған профильмен) жарықөткізгіштіктің
сыну көрсеткіші жалпы саңылауға ие болады:

R = (2.0мм - 1,0мм)2=0,4мм

Сонда, кабельдің максималды шекті ұзаруы мынаған тең:

Ek 1 1

4 2 4.3 2
170 2

0.4
4.3

0.4 2
4.3 2

2.8 Қабықшадағы таратылудың сәулелік талдануы

Қабықша бойымен таратылған сәуле меридиональды деп аталады.
Олардың таралуының критикалық режимі мынадай шартпен сәйкес келеді:

sin c = 1,531,5292 = 0,98

sin c = n2n1

c = arcsin c

39

(2.39)

(2.40) S

2 R

2

R 2
R 2
2
0.001064 0.1064%

c = arcsin0,98 = 78,50

жүрекше-қабықша бөлігінде жалпы ішкі шағылу (ЖІШ) мынадай
бұрышпен анықталады:

с 2

(2.41)

Шартқа жеткілікті бұл сәуледе (2.41), ирек траектория бойынша өзектің
бойымен таралып жатыр. ЭҚК-ның пайда болуы шығындарды тудырмайды,
яғни жеткілікті шартқа (2.41) сәйкес үлкен қашықтыққа жарық арқылы
сигналдың берілуін қамтамасыз етеді. Әрбір талшықта көптеген шексіз
меридиандық сызықтар кездеседі, олар бағытталған бұрыштармен ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.