Технология PON. Строительство в частном секторе презентация

Основы технологии PON.
PON (Passive optical network) — технология пассивных оптических сетей.
Суть технологии: между центральным узлом OLT (Optical line terminal) и удаленными абонентскими узлами ONT (Optical network terminal) создается полностью пассивная оптическая сеть, имеющая топологию дерева.
В промежуточных узлах дерева размещаются пассивные оптические разветвители (сплиттеры). Один приемопередающий модуль OLT позволяет передавать информацию множеству абонентских устройств ONT.

Для передачи прямого и обратного каналов используется одно оптическое волокно, полоса пропускания которого динамически распределяется между абонентами. Восходящие потоки (upstream) от абонентов идут на длине волны 1310 нм с использованием протокола множественного доступа с временным разделением (TDMA - Time Division Multiple Access).
Нисходящий поток (downstream) от центрального узла к абонентам идет на длине волны 1490 нм.
Основы технологии PON.

Основы технологии PON.

Основы технологии PON . Подмешивание сигнала КТВ (1550нм).
Вариант 1.
Через отдельный фильтр
Вариант 2.
Через фильтр, встроенный в усилитель

Основы технологии PON. Выбор оптических ответвителей.
Требования:
По полосе пропускания: трехдиапазонные (1310нм, 1490нм, 1550нм)
По технологии изготовления: Планарные (PLC - Planar Lightwave Circuit)
По наличию разъемов: Оконцованные (SC/APC)
По исполнению: Бескорпусные (модуль 0.9мм)
Технические характеристики:

Основы технологии PON. Выбор топологии.
Рекомендуемое количество абонентов на одной ветке (1 порт OLT) – 64.
Количество каскадов в дереве PON может быть любым, единственное ограничение – рамки оптического бюджета. Каждый следующий каскад и сопутствующие разъёмные соединения вносят ощутимые потери в сигнал.
Рекомендуемое количество каскадов – не более трёх.
Однокаскадная схема
Двухкаскадная схема
Трёхкаскадная схема

Основы технологии PON. Схема подключения OLT к ГУТС.
В случае организации КТВ по технологии IPTV оптический усилитель не устанавливается, сигналы с портов OLT подключаются напрямую к портам оптического кросса.

Распределительная сеть. Сегмент на 64 абонента.

Распределительная сеть. Кластер на 8 абонентов.

Распределительная сеть. Распределительное устройство 1-го каскада.
Муфта-кросс МКО-Г3
Типовая схема установки
Описание на сайте производителя:
https://www.ssd.ru/mufta-kross-mko-g3-s09-1-16sc-1plc16-sc-apc-18sc-18sc-apc-18sc-apc

Распределительная сеть. Распределительное устройство 2-го каскада.
Муфта-кросс МКО-П1
до 8 абонентов со сплиттером 1х8
Типовая схема установки
Описание на сайте производителя:
https://www.ssd.ru/mufta-kross-mko-p1-s09-2-4sc-1plc8-sc-apc-10sc-10sc-apc-2sc-apc

Распределительная сеть. Распределительное устройство 2-го каскада.
Муфта-кросс МКО-П3
до 16 абонентов со сплиттером 1х16
Типовая схема установки
Описание на сайте производителя:
https://www.ssd.ru/mufta-kross-mko-p3-s09-2-8sc-1plc8-sc-apc-20sc-20sc-apc-4sc-apc

Распределительная сеть. Навивная технология.
Подробная информация по технологии:
Описание: https://navivka.com/
Видео: https://www.youtube.com/watch?v=eQSC_4Kp7kk

Распределительная сеть. Подключение абонента.

Проектирование. Этапы.
ЭТАП I. Сбор исходных данных
Карта района с адресным планом жилых домов;
Схемы / планы / чертежи существующих кабельных канализаций и опор ЛЭП.
Обследование зоны строительства.
ЭТАП II. Анализ исходных данных и составление концепции проекта
Определение процента проникновения (процент охвата абонентов);
Определение топологии сети;
Выбор места размещения узла OLT;
Выбор места размещения оптических узлов со сплиттерами;
Определение оптимальной схемы трассировки кабелей;
Выбор максимальной ёмкости кабеля с учётом резервных волокон;
Расчёт оптического бюджета.
ЭТАП III. Разработка проектной документации
Разработка структурной схемы сети;
Разработка схемы трассировки кабелей на местности;
Разработка схемы размещения оптических узлов со сплиттерами на местности;
Разработка схемы кроссировки волокон в оптических узлах.

Проектирование. Проведение обследования.
Что взять для обследования?
- Дальномер
- Фотоаппарат
- Карандаш
- Планшет с распечатанными картами посёлка в удобном масштабе (1:2000).
- Автомобиль с видеорегистратором*
- Квадрокоптер*
*Крайне желательно проехать по улицам проектируемой очереди посёлка на автомобиле с видеорегистратором, либо же отснять местность с квадрокоптера – это позволит избежать многих распространенных ошибок при проектировании – «забытая» опора, перепутанное натяжное/поддерживающее крепление и т.д., а также избавит проектировщика от нужды ехать на повторное обследование, если он что-то забыл.
Что отразить при обследовании?
1. Отрисовать все опоры в выбранной очереди
2. Указать расстояния между опорами
3. Указать номера опор, принадлежность и тип
4. Указать местоположения и номера ТП
5. Указать напряжение ВЛ, проходящей по опорам
6. Состояние опор (повреждения, наклон)
7. Находится ли опора в общем доступе или на территории жильца – отметить в проекте!
8. Загруженность опоры (можно ли установить шкаф с кронштейном для запаса кабеля)
9. Отмечать опоры с укосиной

Проектирование. Подсчет МЕ.
Перед подсчетом количества домов следует определиться, включать ли в расчёт строящиеся дома и пустыри.
Один из вариантов планирования сети: включаем в сегменты участки, где есть хотя бы фундамент, а пустыри игнорируем, даже если для него есть выделенный участок.
Уточнить состояние участка можно с помощью публичной кадастровой карты и снимков с Google Maps и Яндекс.Карты.
В публичной кадастровой карте чётко отмечены все участки, застроенные и не застроенные, которые очень легко посчитать. Но на месте разбитых участков может оказаться пустырь, который долгие годы еще не будет застраиваться.
Актуальные карты со спутника помогают понять, есть ли на месте кадастрового участка строение или нет. Считать количество домохозяйств по этой карте сложно – строений на участке может быть много, и что из них является жилым домом – не ясно

Проектирование. Определение границ зоны охвата сети.
Первый этап, как и самый важный – чёткое понимание границ застраиваемого района.
Необходимо определить границы посёлка, за пределами которых точно не будет наших абонентов (например, ветхие дома, сады, присутствие конкурентов конкуренты, нет и не предвидится желающих и т.д.).
Чёткое понимание границ нужно для следующего шага – разбивки посёлка на сегменты.
Строим
Не строим
(конкуренты)
Не строим
(ветхое жилье, сады)

Проектирование. Разбивка на сегменты.
Следующий этап – сегментирование (разбивка зоны сети на примерно равные участки; один сегмент – один порт OLT) с указанием количества домохозяйств в сегменте.
К одному порту OLT подключается не более 64 абонентов, с проникновением 80%. Таким образом, для каждого сегмента мы выделяем порядка 75-80 домохозяйств.
В зависимости от наличия конкурентов и результатов обхода местных жителей процент проникновения может быть ниже или выше.

Проектирование. Правила разбивки на сегменты.
Как правило, частные дома стоят по обе стороны от дороги, по которой планируется строительство магистральных участков распределительной сети, поэтому и оба ряда домов следует отметить в одном и том же сегменте.
То есть, границы сегментов нужно проводить не по оси улиц, а по осям кварталов (как на рисунке слева).
Желательно, чтоб сегмент был неразрывным – должна быть возможность соединить магистральными участками распределительной сети все улицы данного сегмента, не выходя за его границы.
Распределительные муфты необходимо устанавливать в начале сегментов (по ходу прокладки «магистральной» линии от центрального узла).
По волокнам магистральных участков распределительной сети распространяется сигнал от портов OLT до распределительных муфт со сплиттерами 1-го каскада. До каждой распределительной муфты необходимо предусмотреть организацию дополнительного резервного волокна до OLT.
Не правильно
Правильно
Не правильно
Правильно
Магистраль выходит в соседний сегмент

Проектирование. Разбивка на абонентские кластеры.
Следующий этап – разбивка сегментов на абонентские кластеры.
Абонентский кластер - зона подключений одного абонентского распределительного устройства (муфты).
При разделении на кластеры необходимо учитывать процент проникновения (50% или 100%). В случае 50% проникновения размер кластера увеличивается в 2 раза, так как в абонентских муфтах закладываются оптические ответвители с числом абонентских отводов в два раза меньшим чем количество домов.
Места установки абонентских муфт выбираются в центрах выделенных кластеров с учетом удобства прокладки абонентских линий

Проектирование. Трассировка распределительной сети.
Для подключения абонентских муфт планируются внутрикластерные участки ВОЛС (распределительные участки), отходящие от распределительных муфт.
Данные участки прокладываются 4-х или 8-ми волоконными оптическими кабелями, которые последовательно проходят через несколько абонентских муфт.
Внутрикластерные ВОЛС также могут разветвляться в абонентских кросс-муфтах, имеющих три ввода под самонесущий оптический кабель.
Количество ОВ выбирается исходя из числа задействованных на участке волокон + запас 20-50% на дальнейшее развитие.

Проектирование. Подготовка эскиза сети при помощи конфигуратора.
Эскиз сети PON может быть подготовлен автоматизированным способом при помощи конфигуратора https://vols.expert/ftth/. Для начала работы требуется зарегистрироваться на ресурсе vols.expert. После регистрации на ресурсе появится доступ к пошаговой инструкции по работе с конфигуратором.
Предполагается, что населенный пункт уже существует и достаточно достоверно отображен на картах/спутниковых фотографиях сервиса Google Maps.
В общем случае создания конфигурации «по карте» состоит из следующих пунктов:
• - Выделение территории покрытия и указание точки входа;
• - Нанесение меток узлов сети, абонентов;
• - Нанесение трасс коммуникаций;
• - Определение типа и структуры сети;
• - Объединение абонентов в кластеры;
• - Объединение кластеров в суперкластеры;
• - Выбор типа и места установки абонентских распред.устройств (муфт);
• - Прокладка абонентских дроп-кабелей;
• - Выбор типа и определение мест установки распред. устройств первого каскада;
• - Прокладка распределительных кабелей;
• - Прокладка магистральных кабелей.
Результатом работы является эскиз сети PON в рассматриваемом районе (формат *.png) и спецификация материалов (формат *.xls).

Расчёт оптического бюджета. Справочные данные.
Справочные данные, необходимые для расчета затухания оптической линии, представлены в таблицах 1-3:
Оптический бюджет линии связи – максимально возможное затухание в оптической линии связи между передатчиком и приемником, при котором данная линия может использоваться по назначению.
Затухание оптической линии связи – сумма всех возможных потерь от передатчика до приемника оптического сигнала.
Структурная схема линейной части сети PON в частном секторе

Расчёт оптического бюджета.
Оптический бюджет линии определяется следующим образом:
где
ΔР, дБ – оптический бюджет линии;
Tx, дБм – уровень мощности передатчика;
Rx, дБм – чувствительность приемника.
Максимально возможное затухание в GPON дереве определяется для самого протяженного участка от ONT до OLT (для uplink потока) по следующей формуле:
где
αРСi , дБ - потери на разъемном соединении (коннекторах);
αНРСi , дБ - потери на неразъемном соединении (сварка ОВ, механические соединители);
β, дБ – вносимые оптическим сплиттером потери;
l, км – длина оптической линии связи;
kλ.дБ/км – коэффициент затухания оптического волокна на длине волны λ;
ξ, дБ – эксплуатационный запас.
Целевым критерием при расчете GPON дерева является выполнение следующего условия:
где
ΔР, дБ – оптический бюджет линии;
αmax, дБ - максимально возможное затухание в GPON дереве – затухание оптической линии связи на участке от передатчика до самого удаленного приемника.

Расчёт оптического бюджета.
Затухание оптической линии связи рассчитывается до каждого абонентского отвода, результаты расчетов сводятся в таблицу: