PON - пассивті оптикалық тармақтартаушылар технологиясы

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 36 бет
Таңдаулыға:

Елді-мекендерді автоматтандырылған есепке алу және бақылау жүйесін әзірлеп электрмен жабдықтау

мамандығы 5В071800 - Электр энергетикасы

Алматы 2017

Кіріспе
Соңғы жылдары кіші және орта кәсіпорындардың саны және электр жүктемесі өскендеріне байланысты, электрмен жабдықтау сенімділігінің талаптары өседі.
Осыған байланысты, кәзіргі уақытта трансформаторлық қосалқы бекеттердың көбісі қажетті электр қуатын өткізе алалмайды және өлардың беріп жатқан электр энергиясының сапасы өте төмен.
Айтылған сөзге байланысты бұл дипломдық жобада трансформаторлардың қорғану сұрақтарын ойластырып жасап,Алматы облысының Жамбыл ауданының Белбұлақ ауылындағы жабдықтауды жобалауға мақсат қойылған.
Қарастырылып отырған жобаның тақырыбы Энергияны үнемдеу және автоматтандыру кафедрасында қарастырылып жобалауға ұсынылған.
Диплом жұмысын орындау үшін диплом тәжірибесінде жинаған материалдар сызбалар құрылғылардың сипаттамалары және басқа қажет ақпарат қолданған.
Дипломның құрылысы құрған кезде ауылшаруашылығын электрмен жабдықтау бойынша дипломдық жобаны орындауға арналған әдістемелік ұсыныстар қолданған.
Жобалардың тақырыптары қазіргі талаптарға сай барынша ауыл шаруашылығының нақты жағдайларына жақындатылған.
Белбұлақ ауылының жүктемелік қуатының өсуіне байланысты 3510 кВ трансформаторлық қосалқы бекетінің кеңейтуіне дипломның негізі болып саналады. Мұнда бөліктері электр жүктеменің есебіне кернеу ауытқуын табуына трансформатордың типін таңдауына қысқа тұйықталу тоғының есебін шығаруына электр қондырғыларың таңдауына және релелік сұлбалалары құрастурына арналған.
Дипломдық жобаның міндетті бөлігі болып табылатын - арнаулы мәселе және экономика жасалған, еңбекті , азаматтық қорғау және электр жабдығын эксплуатациялаудың қауіпсіздік жолдары көрсетілген.

1 Ауданның және электрмен жабдықтау жүйесінің қысқа сипаттамасы
Алғашқы оптоталшықты желілер 30 жыл бұрын пайда болған және ең алдымен, қорғаныс ведомстволарының алдында тұрған міндеттерді шешу үшін қолданылды. Бірінші онжылдықта әзірленген жүйелер, телефондық желілер мен әскери қосымшаларда сұранысқа ие, көпмодолы талшықты градиент деректерін жіберу үшін пайдаланылатын, ал деректер бірінші терезе мөлдірлігінде - 800 ден 900 нм толқын ұзындығында берілген.
Келесі кезең бiрмодолы талшыққа көшуге және жаңа терезе мөлдірлігі дамуымен байланысты болды - 1300 нм толқын ұзындығы айналасында. Бірмодолы талшыққа өту жылдамдықты арттыруға және ең көп ара қашықтықта деректерді жіберуге мүмкіндік берді. Оптикалық сандықтар дәстүрлі қысқатолқынды және спутниктік деректерді тарату жүйелерін ауыстыруға келді. 80-ші жылдар басында сол уақыттарда рекордтық деректер жіберу жылдамдығына - 45 және 90 Мбит с-ке қол жеткізілді.
Ал 80-ші жылдардың ортасында технология оптоталшықты және электронды-оптикалық құрылғыларды жасау жетістіктері жеке пайдаланушыларды және ұйымдарды қосу үшін 10 шақырым ара қашықтықтар шегінде талшықты пайдалануға мүмкіндік берді.
Алғашқы тарату желісі екі нүктелі болды, бірақ 80-жылдардың соңында алғашқы (PON) пассивті-оптикалық жүйелер әзірленді, "нүкте-көпнүкте" топологиясын іске асыруға мүмкіндік беретін белсенді желілік элементтерді пайдаланбайды. Сол кезде АҚШ-та, солай Еуропада да алғашқы пилоттық сынау басталды.
Қазір пассивті оптикалық желілердін жарқын болашағы ешкімге күмән тудырмайды. Осы технологияның пайда болуы, желілердін тұрғызылу ұстанымдарына жаңаша қарауға мәжбүрлейді.
Көпталшықты кабельдер орнына, нәтижесінде ондаған немесе тіпті жіздеген оптоталшықты ширатуға, нәтижесінде төсеу және орнату қиын, азталшықты желі келеді.
Талшықты-оптикалық байланыс желісі (ТОБЖ) - бұл жіберу жүйесінің түрі, оптикалық диэлектрлік волновод арқылы ақпарат берілген кезде, "оптикалық талшық" деген атаумен белгілі . Талшықты-оптикалық желі - бұл ақпараттық желі, тораптардын арасындағы элементтерді байланыстыратын талшықты-оптикалық байланыс желісі. Талшықты-оптикалық желілер технологиясы талшықты оптикадан басқа мәселелерді, сонымен қатар электрондық тарату жабдықтарына қатысты сұрақтарды, оны стандарттау, хаттамалар жіберу, желі топологиясының сұрақтарын және желілерді құратын жалпы сұрақтарды қамтиды.
ТОБЖ арқылы ақпарат жіберу мыс кәбіл арқылы жіберуге қарағанда бірқатар артықшылықтары бар. Оптикалық байланыс желіге ақпаратты қарқынды енгізу салдары, сигнал таралу ерекшеліктерінен туындайтын оптикалық талшықтың артықшылықтары болып табылады.
РON (Passive Optical Network - пассивті оптикалық желі) - бұл тез дамушы отбасы, перспективалық технологияларда оптикалық талшықтарды қолдана отырып, кеңжолақты мультисервистік қатынау. РON технологиясының мәні атауында орналасқан және оның бөліп тұратын желісі белсенді компоненттерді қолдануынсыз орнатылуында болып табылады: бірталшықты оптикалық байланыс желісінен оптикалық сигналды бөлу пассивті оптикалық қуат тармақтаушылар - сплиттерлер көмегімен жүзеге асырылады.
Кез-келген пассивті оптикалық желінің құрылымы үш негізгі элементтерден - OLT станциялық терминалдан, пассивті оптикалық тармақтаушылардан және ONT абоненттік терминалынан тұрады. OLT терминалы PON желісінің сыртқы желілермен өзара іс-қимылын қамтамасыз етеді, ал ONT-да абоненттер жағымен өзара іс-қимылына қажет ететін интерфейстері бар.
PON технологиясының басты артықшылықтары бұл:
желі құрудың бағасының жоғары болмауы;
келешекте тарату инфрақұрылымының құрылуы;
желіге техникалық қызмет көрсету және төмен шығындарды пайдалану;
сенімділік;
бірте-бірте желісін ұлғайту мүмкіндігі; - жоғары икемділік.

1 РОN технологиясы

1.1 РОN технологиясының пайда болу тарихы

Мамандардың айтуы бойынша PON технологиясының жасалуы өткен ғасырдың 80 жылдары British Telecom зертханасында басталды.Бірнеше жыл өткен сон ҰЛЫБританияда (1987ж) тесттік сынақтар өткізілді. Әрі қарай PON технологиясы белсенді түрде жақсарып дамиды.Көптеген жаңа мүшелер, операторлар сияқты жабдықтарды өндірушілерде оған 1990 жылдың аяғында кірді.
PON технологиясында 1995 жылы қабылданған,7 компаниядан тұратын топ(British Telecom, NTT, KPN, France Telecom, Deutsche Telecom, Telefoniсa және Telecom Italia)бір оптикалық талшық арқылы бірнеше қызмет орындауға болатын ойды іске асыру үшін концорциум қурылды. Бұл ұйым, халықаралық электробайланыс одағын қолдауымен FSAN (ағылшын.Full Service Access Network) деген атқа ие болды. FSAN мақсаты ортақ ұсыныстар жасайтын және PON жабдығының талаптарына сай, жабдық өндірушілер мен операторлар бирге орындай алатын бәсеке нарығында PON жүйесін қолдану.
2000 жылдың қазан айында LMSC (LANMAN Standards Committee) IEEE комитеті арнайы EFM (Ethernet in the First Mile) 802.3ah комиссиясымен көптеген эксперттердің қалауын жүзеге асыратын PON желісінің сәулеті арқылы қазіргі кезде көп қолданатын Ethernet желісін құрды.Сонымен қатар EFMA (Ethernet in the First Mile Alliance) құрылымы болып жатып,2001 жылдың желтоқсан айында бітті. Нақты EFMA мен EFM комиссиялары стандарт ушін бір-бірінің толықтырып және тығыз жұмыс жасайды.
Егер EFM техникалық сұрақтар мен стандарттар жасауына көп мән берсе IEEE ішінде,онда EFMA негізінен жаңа технологияларды пайдалану, өнеркәсіптік және коммерциялық аспектілері зерттейді. 2011 жылдың қараша айында FSAN 26 оператор және 50 өндірушіден тұрды.
FSAN жұмысының нәтижесінде PON стандарттары пайды болды:
а) ITU-T G.983:
1) АРОN (АТМ Раssive Орtical Network);
2) ВРОN (Broadband РОN);
ә) ITU-T G.984:
1) GРОN (Gigabit РОN);
б) IEEE 802.3ah:
1) ЕРОN немесе GEPON (Ethernet РОN);
в) IEEE 802.3av:

1.2 РОN технологиясының сипаттамасы

Оптикалық желілер екі топқа бөлуге болады- активті және пассивті. Қатынау торабы және активті желі жабдықтың соңғы пайдаланушының арасындағы кез келген активті жабдықтары бар(мысалы, регенератор немесе коммутатор). Пасивті желіде активті жабдық жоқ, яғни желісі пассивті компоненттерден ғана тұрады. Әдетте пассивті компоненттердін келесі түрлері (оптикалық талшықты қоспағанда): талшықты-оптикалық қосқыштар, тармақтаушылар және WDM мультиплексорлары қолданылады.
PON архитектурасының негізгі идеясы - көптеген ONU абоненттік қондырғыларына ақпаратты жіберу және олардан ақпаратты қабылдау үшін бір ғана OLT қабылдау-жіберу модулін қолдануы. Абоненттік тораптардын саны, бір OLT қабылдау-жіберу модуліне қосылған, қуаттың бюджеті және қабылдау-жіберу қондырғысының ең жоғарғы жылдамдығы қаншалықты мүмкіндік берсе, соншалықты үлкен болуы мүмкін. OLT-дан ONU-ға ақпарат жіберу үшін - тікелей (шығатын) ағынын, ереже бойынша, 1550 нм толқын ұзындығын пайдаланылады. Керісінше, әр түрлі абоненттік тораптардын деректер ағындары орталық торабта, бірлесіп кері (кіретін) ағынды құратын, 1310 нм толқын ұзындығында беріледі. OLT және ONU-да шығыс және кіріс ағындарды бөлетін, WDM мультиплексорлары енгізілген.
PON желісінің түрі қысқартылған PON алдында қосымша әріппен белгіленеді. PON желілерінің ең көп таралғаны болып табылады:
oo APON (ATM PON - пассивті оптикалық желі, ATM технологиясын қолнадатын);
oo BPON (Broadband PON - кеңжолақты пассивті оптикалық желі);
oo GPON (Gigabit-capable PON - пассивті оптикалық желі, гигабитті деректер жіберу жылдамдығын қамтасыз ететін);
oo EPON (Ethernet PON - пассивті оптикалық желі, Ethernet технологиясын қолнадатын).
PON (Passive optical network, пассивті оптикалық желі) - пассивті оптикалық желілер технологиясы.
PON технологиясы орталық түйін мен магистральға қосылуды қамтамасыз ететін(SDHATM),абонеттік түйін арасында толық пассивті оптикалық желінің топологиясы бұтақ тәріздес құрылады. Бұтақтың аралық түйіндерде шағын пассивті оптикалық тармақтаушылар(сплиттерлер)орналаса ды,қорек көзі мен күтімді қажет етпейді.
PON - пассивті оптикалық тармақтартаушылар технологиясы. PON - бұл оптика бойынша"соңғы миль" шешімін таба алатын технология. Оның мәні мынада: магистральға қосылуды қамтамасыз етеді,орталық түйін мен абоненттік түйіндер арасында топологиясы бұтақ тәріздес толық пассивті оптикалық желі құрады.

1.1 - сурет - РОN желісінің жұмыс істеу принціпі

Бұтақтың аралық түйіндерде шағын пассивті оптикалық тармақтаушылар(сплиттерлер)орналаса ды,қорек көзі мен күтімді қажет етпейді.
Сплиттерлер-пассивті оптикалық құрылғы,оптикалық сигналдардың қуатын бөліп-қосу ушін арналған. Сплиттерлер төмен деңгейдегі шығындармен,кең өткізу қабілетімен,тұрақтылығымен және жоғары сенімділігімен сипатталады.Оптикалық тармақтаушылар(сплиттерлер)ақпарат жіберу желісінде, CATV телевизиялық сигналдардың жіберу желісінде,оптикалық бөлгішті оптикалық сигналдардың мониторинг параметрлеріне қолдануға болады,өлшеуіш жабдықпен бирге,оптикалық тармақтаушылардың(сплиттерлер)қолда нуы GEPON желісіне алынды.
PON желілерінің қасиеттері:
oo бұтақ тәрізді бір талшықпен жіберетін екі толқын сәулеті ұзындығында бір-біріне қарама-қарсы: 1550 нм (орталық тораптан абонентке, шығатын ағын) және 1310 нм (абоненттен орталық торапқа, кіретін ағын);
oo бұтақтың аралық түйіндерде, пассивті оптикалық тармақтаушылар орналасады;
oo TDMA пайдалану әдісін қолдану абонеттер арасындағы өткізі жолағын икемді бөледі;
oo бір талшыққа, орталық тораптан келетін (OLT), 32 абоненттік торапқа дейін қосуға болады (ONT) ;
oo ен үлкен қашықтық 20 километр құрайды.
PON құрылысына нукте-көпнуктетопологиясын қолданады және оның құрылымы ағаш тәрізді.
Бір талшықты - оптикалық сегмент бір ғана қабылдағыш-таратқыш орталық торапқа жалғанады ("нукте-нукте"топологиясынан бөлек)сондай-ақ,қондырғының бағасын тиімді болуына маңызы бар.
Бір талшықты - оптикалық PON желісінің сегменті 32 абоненттік торапқа дейін қамтиды 20 км қашықтыққа дейін,ал EPONBPON технологиялары ушін 20 км және GPON технологиясы үшін 60 км қашықтыққа 128 абоненттік торапты қамтиды. Әрбір абоненттік торап жай тұрғын уйге немесе офис ғимаратына есептелген және өз кезегінде 100 абонентке дейін қамтиды.Барлық абоненттік тораптар терминалды болады және өшірілуі немесе біреуінің немесе бірнеше абонеттік тораптын қатардан тыс шығуы басқалардын жұмыс істеуіне әсерін тигізбейді.
Кез-келген пассивті оптикалық желінің құрылымы үш негізгі элементтерден - OLT станциялық терминалдан,пассивті оптикалық тармақтаушылардан және ONT абоненттік терминалынан тұрады. OLT терминалы PON желісінің сыртқы желілермен өзара іс-қимылын қамтамасыз етеді,ал ONT-да абоненттер жағымен өзара іс-қимылына қажет ететін интерфейстері бар.
Шығатын ағын орталық туйіннен абонеттерге 1550 нм толқын ұзындығымен және 622 Мбитс жылдамдықпен келеді. 1.2-суретте шығатын ағынның сұлбасы көрсетілген.

1.2 - сурет - Шығатын ағын (downstream)

Кіретін ағындар абоненттерден бірнеше уакыт бөлігін пайдалану (TDMA) хаттамасын қолдануымен 1310 нм толқын ұзындығымен келеді. 1.3-суретте кіретін ағынның сұлбасы көрсетілген.

1.3 - сурет - Кіретін ағын (upstream)

PON технологиясы орталық түйін мен магистральға қосылуды қамтамасыз ететін,абонеттік түйін арасында толық пассивті оптикалық желінің топологиясы бұтақ тәріздес құрылады. Бұтақтың аралық түйіндерде шағын пассивті оптикалық тармақтаушылар(сплиттерлер)орналаса ды,қорек көзі мен күтімді қажет етпейді.
PON маңызды артықшылықтарының бірі -- қолданушыға барлық қызметтерге (дауыс, интернет, телевидение) бір оптикалық талшық қолдану арқылы мумкіндік береді.
PON архитектурасының артықшылығы:
oo аралық активті түйіндердін болмауы;
oo орталық түйіндегі оптикалық қабылдағыш-таратқышты үнемдеу;
oo талшықты үнемдеу;
oo жеңіл жана абоненттерді қосу және ыңғайлы қызмет көрсету (қосу,өшіру және бір немесе бірнеше абоненттердің істен шығуы басқалардын жұмыс істеуіне еш әсер етпейді).

1.3 РОN технологиясының түрлері

1.1-кестеде РОN технологиясының түрлері мен стандарттары көрсетілген.

1.1 - кесте - РОN технологиясының түрлерін салыстыру

Сипаттамалары
АРОN (ВРОN)
EPON
GPON
GЕРОN
Стандарт
ITU-T G.981.x
IEEE 802.3ah
ITU-T G.984.x
IEEE 802.1ah
Стандарттың қабылданған күні
қазан 1998
шілде 2004
қазан 2003
қыркүйек 2004
Жіберу жылдамдығы(Мбс)
1556221244
155622
10001000
12442488
15562212442488
12501250
Сызықты кодтары
NRZ
8B10B
NRZ
8B10B
Бөлу коэффициенті
32
64
64-128
64
Максималды тарату қашықтығы(км)
20
20
60
20
Базалық хаттама
ATM
Еthеrnеt
SDH
Еthеrnеt

1.3.1 АРОN ВРОN технологиясы

90-шы жылдардың ортасында, АТМ хаттамасы (QoS) соңғы абонеттер арасындағы қызметінің сапасының жарамдылығына кепілдік береді.Сол себепті FSAN мультисервистік қызметті PON желісіне кепілді жеткізуіне қамтамасыз ету ушін АТМ технологиясын тандайды.1998 жылдың қазан айында МСЭ-Т G.983.1 стандарты пайда болады(PON технологиясы көлік негізінде АТМ ұяшықтарын қолданады)- APON технологиясы деген атқа ие болды. APON желісінің жіберу жылдамдығы-622 Мбитс дейін.2001 жылдың наурызында G.983.3 келесі ұсынысы BPON (Broadband)деген ұғымға және PON стандартына жаңа мәндер қосады ;
Әртүрлі бағдарламалар жіберу(дыбыс,видео,мәліметтер)-бұл нақты өндірушілерге рұқсат берді OLT-да магистральды желілерге қосылу ушін қажетті интерфейстерді қосуға және ONU-да абонеттерді қосуға;кеңейтілген спектр диапозонына- басқа толқын ұзындықтарына біреуіне немесе сол PON бұтағында ғана қосымша қызметтерге мүмкіндік ашады,мысалы кең хабар тарату телевидениясы үшінші толқын ұзындығында(triple play).
Осындай стандарттармен кеңейтілген АPON-ға BPON (Broadband PON)деген ат беріледі.
ВPON рұқсаттама тармағының сәулетін әр түрлі қолдайды: Fibre to the Home (FTTH), Home BuildingCurb (FTTВС) тағы Fibre to the Cabinet (FTTСab). Әдетте Fibre to the Business (FTT Business) және Fibre to the Home (FTTH)қолданылады. Олардың айырмашылығы,біреуіне қарағанда екіншісі пайдаланушыға көп қызмет жасайды және екіншіге қарағанда көбірек функциялар ұсынады. 1.4-суретінде ВPON технологиясының рұқсаттама тармағы негізінде сұлбасы көрсетілген.

1.4 - сурет - Басқару жүйесінің жұмыс істеу схемасы

Бұл жерде 1.4-суретте ОСД басқару жүйесінде басқару торабы арқылы жұмыс істейді және оптикалық блоктар,(ОМСІ-ONT Management Control Interface) тексеру арқылы көрсетіледі, басқаша айтқанда басқарушы (ONT және OLT блоктарында көрсетіледі суретте толық нүктелер және олардың ішінде - басқару және тексеру арнасы - үзілген сызықпен белгіленген).

1.3.2 GРОN технологиясы

GPON (Gigabit PON) қатынау желісінің архитектурасын АPON технологиясының органикалық жалғасы ретінде қарастыруға болады.Сонын ішінде PON желісінің өткізу жолағын ұзарту жүзеге асырылады,әртүрлі мультисервистік бағдарламалар жіберу тиімділігі сияқты. GPON ITU-T-Rec. G.984.3 стандарты 2003 жылдың қазан айында қабылданды.
GPON 622Мбитс-тен 2,5 Гбитс-ке дейін кадрдын ауқымды құрылымын қамтамасыз етеді, PON бұтағында шығатын кіретін ағындар симметриялық биттік жылдамдығын қолдайды,солай ассиметриялық ITU G.704.1 GFP стандартына негізделген(ортақ кадр хаттамасы), синхромды көлік хаттамасының инкапсуляциясын кез-келген сервис түріне қамтамасыз етеді (сонын қатарында TDMA).Зерттеудін көрсетуінше,тіпті ең жаман трафикті бөлудін өзінде және ағын тербелістері жолақты 93% АPON мен салыстырғанда 71% қалпына келтіреді.
Кез-келген пассивті оптикалық желінің құрылымы үш негізгі элементтерден - OLT станциялық терминалдан,пассивті оптикалық тармақтаушылардан және ONT абоненттік терминалынан тұрады. OLT терминалы PON желісінің сыртқы желілермен өзара іс-қимылын қамтамасыз етеді,ал ONT-да абоненттер жағымен өзара іс-қимылына қажет ететін интерфейстері бар.
PON бұтағында жабдықты бірдей және әртүрлі жіберу жылдамдығыментікілей ағын және кері ағында жабдықты қолдануға болады.
GPON-ның көп дәрежелі жуйенің қиындығы және басқаруы кемшіліктерін қамтуы тиіс. Бұл шешім EPON-ға қарағанда жіберу жылдамдығын салыстыру кезінде қымбаттырақ. PON үй компьютерлерін интернетке қосканда шығындарын азайтады.Бұл жағдайда бұтақклиенттері үйде болады.Үйге дейін оптикалық кабель тартылады,ал уйде PON терминалының клиенттері қолданылады. PON терминалының Ethernet портына Ethernet коммутаторы қосылады,ал бұларға бұралған жұппен үй компьютерлері қосылады.
GPON(Gigabit PON) технологиясы AВ PON технологиясын органикалық дамытуы ретінде қарастыруға болады. GPON ITU-T Rec.984.3 стандарты 2003 жылы қазан айында қабылданған.
GPON технологиясы бүкіл сервисті қолдайды. Бұл оның бизнес міндеттері үшін жақсы қылады және пайдаланушының "соңғы милі" мәселесін шешугеде жақсы етеді. Мысалы, бизнес атқару үшін хабар сияқты жоғарғы жылдамдықтағы FTTВ немесе FTTН технологиясын қолдануы мүмкін, рұқсаттама тармағында хDSL технологиясын пайдалану жоспарда болса, онда нақты жағдайға байланысты төмендегі жылдамдықтарды пайдаланған дұрыс болады.
OLT мен ONU арасында ең жоғарғы арақашықтық 20 километр болады. Бұл шектеуіш оптикалық сигналды ажырату-тарату ортасына байланысты, GPON технологиясының қисынды шектеуі емес. 10 километр қашықтықта OLT мен ONU арасында 1.25 Гбитс және оданда жоғарғы жылдамдықтарға технология кепіл береді.

1.3.3 GЕРОN технологиясы

GЕPON технологиясы,әртүрлі PON технологиясына жатады және байланыс желісінің құрылысы ( 1,2 Гбсек дейін) жіберетін үлкен жылдамдықты қамтамасыз етеді). GЕPON технологиясының пайдасы ол талшықты-оптикалық кабельдін барлық ресурстарын оңтайлы пайдалануға мүмкіндік береді.Мысалға,20 км қашықтықта 64 абонентті қосу үшін,бар жоғы бір талшықты-оптикалық сегментті пайдалану жеткілікті.
GEPON-ның пайдасы.
Айтарлықтай жұмысқа мүмкіндік беретін жабдықтың бағасын түсіру үшін 802.3ah стандарттық механизмі қолданылады.
Күшейтілген жіберу жылдамдығы 1 Гбcек дейін екі жаққа, кеңжолақты қызмет көрсету.
802.1pTOS механизмі арқылы QoS қамтамасыз ету.Қатаң механизмдерді қолдану қозғалыс трафикте бөлінген сегіз кезектегі әрбір трафик үшін қарастырылған.Осындай механизмдер VoIP, VoD қызметтерін қамтамасыздығын мүмкін қылады.
Бір PON филиалына 64 абонеттік құрылғыларды қосу,оптикалық талшықты нәтижелі қолдану.
Ағындық бейне жіберу.
Женіл орнату және қызмет көрсету.
GEPON пассивті оптикалық желісі негізгі үш компоненттерден ұйымдастырылады: OLT-станциялық терминалдан,пассивті оптикалық тармақтаушылардан және ONT-абоненттік терминалынан тұрады. Станциялық терминалдар сыртқы желілерге мәлімет жіберуін ұйымдастыруы үшін қызмет етеді,абонеттік терминалдар абонет жағына сервис жіберу үшін қолданылады.
GEPON желісінде нукте-көпнүкте топологиясы бар,тармақталған сегмент-бұтақ орталық тораптын бір портына қосылады.Сигналды тармақтау және бөлу қорек қажет етпейтін және қызмет көрсетуді қажет етпейтін сплиттер арқылы атқарылады.Осылайша көп абоненттік құрылғылар ONT бір станциялық терминалдын қабылдау-жіберу модулінен мәлімет алады.

1.4 ЕРОN технологиясы

Бүгінгі күнде Ethernet желілері ең үлкен тарату алды.Есептеуінше, әлемде пайдалынылатын жергілікті желілердің 95% ортақ есеппен 320 млн порт Ethernet стандартын қолданады. Ethernet технологиясы қазіргі кезде ақпарат жіберу жылдамдығы жағынан да,тез өсу және жаңа интерфейстерді стандарттау жағынан да құрметті болды. Ethernet желілері қызмет көрсету және басқару жағынан қарапайым,төмен бағаларымен кең таралған технология болады. IEEE 802.3ah стандарты дамиды,толығымен магистральды пакеттік жүзікпен IEEE 802.17. стандартымен үйлесімді. Дәл қазіргі уақытта бұл жұмыс өте маңызды болады және не үшін. 10 Гбитс жоғары жылдамдыққа дейін көп стандарттар пайда болады. Full Duplex Ethernet IEEE 802.3 стандарты пайда болды,күтпеген кідірістердін шешімін шешетін. Мультисервистік қызметтердің жаңа мүмкіндіктерін ұйымдастыру мәселелерін шешетін, стандарттар пайда болды:
- IEEE 802.1Q - виртуалды желілер (VLAN) және қозғалыс басымдығын анықтау;
- Diff Serv - OSI ISO моделдерінің үшінші дәрежелі хаттамасы,трафикті бірнеше үлкен топқа бөлуді қамтамасыз ететін,олардың әрқайсысына QoS белгілі деңгей сапасымен қамтамасыз қылады,
- MPLS - 3 деңгейлі хаттамалар тобы желідегі тез коммутация пакеттері үшін,белгілер қолдануға негізделген.
Ethernet технологиясы ақпарат жіберу жылдамдығы жағынан да,тез өсу және жаңа интерфейстерді стандарттау жағынан да ұтымды болды. Дәл қазіргі уақытта Gigabit Ethernet кең таралуда, 10 Gigabit Ethernet негізінде стандарттық шешімдер қол жетімді болды. Соңында,Ethernet желілеріне қызмет көрсету және басқару қарапайымдылығы,тағыда төмен бағаларымен белгілі болып, халықтық технология деген атаққа ие болды.
Ethernet жаңа стандарттар мен хаттамалар топтарын қарулануға алған кезде, ақылға қонымды сұрақ болды,неге Ethernet желілер арасында қалалық және локалдық байланысқа, сол Ethernet стандарты негізіндегі PON желісін қолданбасқа.Демек, неге қосымша APON және GPON түсіне бермейтін сондай EPON (Ethernet PON) IEEE 802.3 ішінде?!
Бұл шешімді табу үшін 2000 жылы арнайы EFM (Ethernet in the first mile)комиссиясы құрылды- Ethernet алғашқы қадамын,сондай-ақ IEEE 803.3ah.кодын алған.2001 жылы қосымша альянсы EFMA (Ethernet in the first mile alliance - Ethernet алғашқы қадамда альянсы)құрылып жатады. Егер EFM техникалық сұрақтар мен стандарттар жасауына көп мән берсе IEEE ішінде,онда EFMA негізінен жаңа технологияларды пайдалану, өнеркәсіптік және коммерциялық аспектілері зерттейді.
Желіні пайдалану үшін 3 әртүрлі шешім қаралады:
- EFMC (EFM copper) - G.SHDSL технологиясының мыс кабельдерін пайдалану нүкте-көпнүкте арқылы қосылуы;
- EFMF (EFM fiber) - оптоталшықты кабель нүкте-көпнүкте арқылы қосылуы;
- EFMP (EFM PON) - оптоталшықты кабель нүкте-көпнүкте арқылы қосылуы-бұл нұсқа EPON (Ethernet PON) атына ие болды.
EPON технологиясының басты айырмашылығы (APON ВPON қарағанда), оның EPON бұтағының ішінде Ethernet кадрларын бөлшексіз жібереуінде (ұяшықтарға немесе жақтауларға бөлуі).
Осы күндері көп клиенттер Интернетке қосыла салып 100 Мбитс және одан жоғары жылдамдық сұрайды. Бұл EPON технологиясын пайдаланған сон болады. Тіпті кіші бизнес клиенттері де қымбат шешім қабылдайды (оптиканы),болашақта оздерінің қабілеттеріне шек болмау үшін.
Бұдан алды біз осындай EPON технологиясының маңызды ерекшелігі бар екенін, Ethernet кадрларының бөлшектенуі болмайтының белгілеп көрсеткенбіз. Бұл каналдардың өткізу қабілеттілігінің күшейтуіне әкеледі.Мамандардың өткізу жолағына жасаған бағалары АТМ желісі арқылы шамамен 13% болды. Желідегі EPON жылдамдығы шамамен 1.2Гбитс құрайды.Бүгінгі күнде АТМ қондырғыларының бағасы Ethernet қондырғыларының бағасымен ұксастау. Егер оператор IP хаттамасының базасында желі құруға шешім қабылдаса, онда EPON технологиясы соңғы миль міндеттерін шешетін ең оңтайлысы.
Арине, Ethernet басқа технологиялармен жіберуге болады(мысалы, қазіргі заманғы медиаконвертор және Ethernet коммутаторлары), онда бірақ желіде оператор-қолданушы учаскесінде активті қондырғы пайда болады және осы шектеулерге байланысты барлығы туындайды. Кең өткізу жолағын қамтамасыз ету күрделірек, сондықтан қымбат құрылғы қолдануын талап етеді. IP хаттамасына өткенде ЕРОN қазіргі кезде ең озық технология деп санауға болады.
ЕРОN архитектурасы оптоталшықты каналдар ұйымдарынаның тапсырмаларын орындауға тікілей пайданушыға (талшық уйге,пәтерге,кеңсеге) бағытталған. Бұл технология барынша IP хаттамасына оңтайланған және қымбат емес кеңжолақты транспорт ұйымдарының Internet кіру үшін барлық жағынан ең жақсы шешімі.
Қысқаша айтқанда, EPON технологиясының мынандай оң қасиеттерін таңдаймыз:
арна бойыншы анықтамалық Ethernet пакеттері беріледі;
- қарапайым және қымбат емес басқару қамтасасыз етеді;
- Ethernet коммутацияда белгілі артықшылығы бар, нақты айтқанда - ІР хаттамасымен толық үйлесімділік, TLS, Broadcast, Multicast фунцияларының қолдауы, IGMP қолдауы , IPTV қолдауы жақсы ұйымдастырылған, әсіресе кең ауқымды орнатуда.
Осылайша, EPON қымбат емес Ethernet жабдықтары мен талшықты-оптикалық инфрақұрылымдарын біріктіреді, NGN телекоммуникация лық желілері үшін болашақ құрылысына маңызды болып табылады, басында біз айтып кеткендерге.
1.5-суретте ЕРОN (Еthеrnеt РОN) технологиясының архитектурасы көрсетілген.

1.5 - сурет - ЕРОN технологиясының сәулеті

Заманауи телекоммуникациялық желілерін қолданудын алдында тұрған негізгі міндеттердің бірі - соңғы миля, деп аталатын проблема жеке және корпоративтік клиенттерге мүмкіндігінше көбірек өткізу жолағын ең төменгі құны бойынша қамтамасыз етеді.
PON технологиясының мәні мынада болып табылады,орталық түйін мен абонеттік түйін арасында толық пассивті оптикалық желінің топологиясы бұтақ тәріздес құрылады. Бұтақтың аралық түйіндерде шағын пассивті оптикалық тармақтаушылар(сплиттерлер)орналаса ды,қорек көзі мен күтімді қажет етпейді.
IEEE 802.3 ah стандарты EFM үш түрін анықтайды:
а) EFM мыс кәбілдер негізінде (EFM copper - EFMC):
oo 10 Мбитс телефон кабеліне бір жұптан 750 м қашықтыққа дейін;
oo 2 Мбитс телефон кабеліне бір жұптан 2700 м қашықтыққа дейін;
б) EFM талшықты-оптикалық кәбілдер негізінде (EFM fibre - EFMF):
- 100 және 1000 Мбитс талшық бір режимде 10 км қашықтыққа дейін;
в) EFM пассивті оптикалық желілер негізінде (EFM PON - EFMP):
- 1000 Мбитс пассивті оптикалық желілерге (талшық бір режимде негізінде) 20 километр қашықтыққа дейін.

1.5 Талдықорған қаласына жалпы шолу және мәселенің қойылымы

Талдықорған қаласы Қазақстан Республикасының оңтүстік-шығысында орналасқан, Алматы облысының облыстық орталығы болып табылады. Қаланың ауданы 74 шаршы километр. Талдықорған қалаласының халық саны 01.01.2012 бойынша 140,2 мың адамды құрады. Халықтын жұмыс деңгейі 91,5%. Қала тұрғындарының өмір сүру деңгейі орташа. Қала тұрғындарының негізгі бөлігі тұрақты жұмысы бар табысы орта деңгейдегі (артықшылығы өнеркәсіптік кәсіпорындарында, темір жол кәсіпорындарында, сауда және қызмет көрсету), телекоммуникациялық қызметтерді тұрақты төлеу үшін жеткілікті.
Қазіргі уақытта, Талдықорған қаласының телефон желісінде алты таңбалы нөмірлеуді қабылданды. Қазіргі уақытта ең жаңа құрал-жабдықтарды пайдаланады. Әр түрлі технологиялардың көп саны пайдаланылады. Талдықорған қаласының желісінде мынадай технологиялар бар - NGN, SDH, хDSL, IPTV, IP-phone, TDM, CDMA, GPON, EPON, GЕРОN және т.б. Бұл технологиялардың үлкен ауқымының қолдануына байланысты, дабылдардың барлық түрлері пайдаланылады.
Softswitch бүгін ең алдымен дабылдың әмбебап түрлендіргіші рөлін ойнайды, коммутация арналарының желісінде дабыл хаттамаларын түрлендіретін: OKC-7; DSS1; V5; CAS.
Коммутациялық пакет желілерінде де солай - IP-телефонияның хаттамалары: H.323;SIP; MGCP; MEGAKOH.248.
Бұндай рөл ұзақ болашаққа инвестиция сақтауына ықпал етеді, ОКС-7 сиякты бугин ТфОП жұмысын қолдайды, және IP-хаттамасын қолдану арқылы жаңа пакеттік желілер дабыл береді. Әрі қарай жағдай керісінше болады: ОКС-7 пакет желісінде SIP хаттамасын алмастырады, ал сақталған аралдардың дабылы коммутация арналары желісімен бұрынғыдай ОКС-7 қолданылатын болады тізбек аман сигналдық желілер әлі SS7 қолданылатын болады.
Талдықорған қаласы телекоммуникациялық компанияларды басқару АҚ Қазақтелеком Алматы облысының орталығы болып табылады. Әртүрлі қондырғы түрлері қолданылады. Көбінесе қазіргі уақытта Huawei компаниясының құрылығысының таралу үрдісі басым. Сондай-ақ, Teledata Networks компаниясының жабдығы пайдаланылады, негізінен Талдықорған қаласының ортасында кіші аудандарда . барлық жабдықтарды басқару үшін IManager M2000 бағдарламалық қамтамасыз ету қолданылады. Талдықорған қаласының байланысын ұйымдастыру схемасы 1.6 суретте көрсетілген.

1.6 сурет - Талдықорған қаласының байланысын ұйымдастыру схемасы

Барлық осы артықшылықтарымен технологияның қарқынды дамуы анықталады. Телекоммуникация нарығындағы жағдай, соңғы бірнеше жылда қаралған технологияның қарқынды дамуы мен кеңінен пайдалану күтілуде ол 100% мөлшерінен асатынын көрсетеді.
Талдықорған қаласында қарастырылған соңғы миля құру амалының практикалық қолдануы бар:
а) оптикалық желілер - бұл коммуникация үшін болашақ;
б) Ethernet PON - көбінесе тиімді транспорттық саулет. Ірі компаниялардың басым көпшілігі дәл осы қалада шоғырланған. Бұл өз алдына тұрақты экономикалық базамен сипатталады. Мұның бәрі көрсетілетін қызметтер үшін халықтың жоғары сұраныстың туындатады.
Оңтүстік астанада телекоммуникациялық сала түбегейлі өзгерістер кезеңін бастан кешуде. Қазіргі уақытта,ауданда көптеген байланыс операторларыоның әрбірі пайда қуалау және соңғы пайдаланушыға табыспен қызметтердің кең ауқымын жеткізуге ұмтыламыз. Мысалы, телефон желілерінде байланыс жылдамдығы өзінкіне жеткенде, шамасы, соңғы мәні 56 Кбитс, дамудың осымен тоқтайтыны әсер болды. Сонымен қатар, кабельді теледидар арналары өзінін абоненттеріне ортақ кабельмен жұмыс істегенде 10 Мбитс-ұсына бастады, ал спутниктік жүйелерде-50 Мбитс дейін.
Интернетке қатынау мұндай операторлардың бизнесінің ажырамас бөлігі болды. Және телефондық компаниялар неғұрлым бәсекелес қабілетті жүйелермен әрі қарай жылжу қажеттігін түсінді. Бұл үшін соңғы пайдаланушыларға сандық қызметтерді жеткізу керек болды, өзін жиі соңғы миля деп аталатын тікелей абоненттік қатынау желісін, жаңғырту. Сөз соңғы миля әдебиетте жиі қолданылады.
Соңғы миля - абоненттік жағымен орталық кеңсенің арасындағы қатынау желісінің кеңістігі.
Бұл соңғы миля кең жолақты қызметтерді көрсетуді жеткізу шектеулі тар болып табылады. Жетілдіру бойынша соңғы миль кеткен шығындар магистралды желісін салу үшін кеткен айтарлықтай жоғары шығындар. Соңғы миляны жаңарту әлдеқайда күрделі, жаңарту қарағанда.
Бұл проблемаларды шешу үшін, біз бірқатар озық технологияларды жасап шығардық, абоненттік байланыстарды дамығанмен қосу проблемаларды жеңілдету мәселесіне көмектесті, дамыған елдерде де. Осылайша, бүгін біздер дәлелденген шешімдер халықаралық тәжірбие қатары бар, жақын болашақта пайдалану арқылы, соңғы миля шеше алады.
Дипломдық жоба Талдықорған қаласының, Еркін шағын ауданындағы байланыс желілеріне ЕPON технологиясын ұйымдастыру жолын қарастырады. Қолданылатын желiлерді жасау әдiстерiне салыстыратын талдау жасау. Пассивті оптикалық жүйелердің жұмыс істеу ұстанымдарын қарастырамыз. Олардың түрлеріне талдау жасап, артықшылықтары мен кемшіліктерін атаймыз. Сонымен қатар EPON технологиясын құру үшін қажетті құрылғыларды таңдап, олардың ішкі платаларының жұмыс істеу принціптеріне тоқталып өтеміз. ЕPON технологиясына негізінде желі құрудың әр түрлі нұсқаларын келтіріп, тиісті сұлбасын жасаймыз.

1.5.1 PON ЖЕЛІЛЕРІН ЖОБАЛАУ

Кез-келген компьютерлік желіні құру, оның көлеміне қарамастан, жобаның әзірлеуден басталуы керек. Жобасыз монтаждаушылар ТОБЖ төсеуді бастауы екіталай, бұл қолайсыздыққа көп мөлшерде қателер әкеледі. Сауатты жасалған желінің жобасы қаржылық және монтаждау жұмыстарына уақыт шығындарын азайтуға мүмкіндік береді, ал PON жағдайында - пассивті оптикалық желілер үшін өшіру жиынтығын азайту өте маңызды көрсеткіш болып табылады.
1. ЖОБАЛАУ КЕЗЕҢДЕРІ
PON ЖЕЛІЛЕРІН ЖОБАЛАУ нақты 3 кезеңге бөлуге болады:
I КЕЗЕҢ. Бастапқы деректерді жинау
oo Аудан картасы тұрғын үй адрестік жоспарымен;
oo Схемалар жоспарлар кабельдік канализация бар сызбалар
II КЕЗЕҢ. Бастапқы деректер мен жобаның тұжырымдамасын жасауды талдау
oo Пайыз енуді анықтау(абонеттерді қамту пайызы);
oo Желі тополгиясын анықтау;
oo сплиттері бар оптикалық түйіндерін орналастыру орнын таңдау;
oo Кабельдерді қадағалау оңтайлы схемасын анықтау;
oo Резервтік талшықтарды ескере отырып, кабельдін ең көп сыйымдылығын таңдау;
oo Оптикалық шығын бюджетін есептеу.
III КЕЗЕҢ. Жобалық құжаттаманы әзірлеу
oo Желінің құрылымдық схемаларын әзірлеу;
oo Сол жердегі кабельдерді қадағалау схемасын әзірлеу;
oo Сол жердегі оптикалық тораптар мен сплиттерлерді орналастыру схемасын әзірлеу;
oo Оптикалық тораптарда талшықтын сұрыпталу схемасын әзірлеу;
oo Және тағы басқалар...
Ену деңгейінің пайызын (PP -- percent of penetration) немесе тағы қалай атайды, абоненттерді қамту пайызы кез келген компьютерлік желілер жобасысының іргетасы болып табылады. Әрине, қатынау желілерін жобалау алдында, анықтау қажет, қанша әлеуетті абоненттер оған қосылуға дайын. Олардың саны көптеген факторларға тәуелді:
:: Осы ауданда басқа Интернет Сервис Провайдерлердін (ISP) қатысуы, PON FTTx технологиясы бойынша абоненттерді қосатын (сымсыз провайдерлер радио ұялы Интернетті есептемегенде);
:: Үй-жайлардың түрі: саяжай кооперативі, жеке ауылдық қалалық үлгідегі үйлер, коттедждік аудандар;
:: Қосылу құны тарифтік жоспарлар абоненттік төлем.
Егер Сіз -- PON провайдер болсаныз, "жалғыз" (бәсекелессіз) жеке секторды игеруді шешсеніз, онда сіз орта есеппен 40-60% қосылады деп есептесеніз болады. үшін, бұл көрсеткіш 20-30% -ға дейін құлап, ең алдымен маусымдық тәуелділікке, көп жыл бойы саяжайда ешкім тұрмауына байланысты болып табылады. Сондықтан провайдерлер, әдетте, саяжай кооперативтерінен айналып өтеді. Коттедждік аудандар - мүлдем басқа іс. Мұнда әл-ауқаты ортадан жоғары абоненттер тұрады , сондықтан ену деңгейінің пайызы 80-100%-ға жетуі мүмкін.
Желілердін құрылысы - шығынды іс-шара, сондықтан әрбір провайдер 100% - ға енетін PON желісін өзіне құруға мүмкіндік бере бермейді, әсіресе, егер екі мыңнан астам үйі бар жеке сектордың ауданы туралы сөз болса. Осыған байланысты көптеген провайдерлер PON желісін көп емес пайызбен жобалайды, бірақ одан әрі тарату және абоненттік базаны ұлғайту мүмкіндігімен беріледі.
Ену деңгейінің пайызын таңдау кезінде керек екенін PON желісі оптикалық сплиттерлердін шығу санымен құрылатын фактіні ескеру керек. Ену деңгейінің пайызын таңдаған кезде белгілі бір шарт қояды және бұл жағдай өте маңызды болып табылады
Сонымен, пайыз енуі бекітілгеннен кейін, болашақ желінің топологиясын таңдау - аса жауапты кезеңі басталады. Жобалаушыға бұл кезең ең қызықты болып табылады, өйткені сол бір жоба бірнеше әртүрлі топологиялардын көмегімен іске асырылуы мүмкін, олардың әрқайсысы белгілі бір артықшылықтарға ие болады. Сондықтан таңдауды асықтыруға болмайды, топологияға байланысы тым көп болғандықтан: желі құрылысының жылдамдығы, құрылысқа арналған шығындар, абоненттердің қосылу жылдамдығы, оптикалық сигналдын сапасы, абоненттік базаны жылдам кеңейту үшін мүмкіндік және т. б.
Естеріңізге сала кетейік, PON ағаштар көбінесе бір-біріне каскадпен қосылатын, PLC сплиттерлерінде құрылады. Қанша PLC сплиттерлері каскадта орналасқанға байланысты, 1х, 2х, 3х ... деңгейлік ағаштарды ажыратады, (сондай-ақ "2 түйіні бар каскадты ағаш" немесе "2 каскадтық ағаш" деген өрнектерді кездестіруге болады)

1.7 сурет - 1х каскадты (А), 2х каскадты (B) және 3х каскадты (C) ағаш

Ағаш тәрізді топологияны сипаттау кезінде осындай "1х4+1х16" немесе "1х2+1х4+1х8" және т.б белгілер ретінде жиі пайдаланылады. Бұл басқа емес PLC сплиттерлерінің каскадының белгісі ретінде. Мысалы, "1х4+1х16" жазбасы 2x деңгейлі ағаш 1х4 түбірлі сплиттермен және 1х16 абоненттік сплиттерлермен білдіреді.

1.5.2 Аудан сипаттамасы

Талдықорған қаласы, Еркін шағын ауданындағы жаңа тұрғын үйлер - менің тандауым. Жобада станциялық жабдықты (OLТ), ең жақын АТС-те орналасқан, абоненттік жабдық (ONU) таңдау, кабель төсеу шарттарына сәйкес ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.