Строение оптического кабеля 2 страница

Таблица 1.1

Сравнение стандартов PON

Стандарты PON
  GEPON GPON
Стандарт IEEE 802.3ah ITU-T G.984
Пропускная способность Симметричный, до 1,25 Гбит/с Нисходящий поток — до 2,5 Гбит/с Восходящий поток — до 1,25 Гбит/с
Количество абонентов на линии
Максимальная дальность работы 20 км
Длина волны нисходящего потока 1490 нм (цифровые данные) и 1550 нм (аналоговое КТВ)
Длина волны восходящего потока 1310 нм
Протоколы Ethernet Ethernet, ATM, TDM
       

 

Основное их отличие заключается в базовых протоколах. Кроме того, технология GРОN обладает асимметричной полосой пропускания (нисходящий трафик - до 2,488 Гбит/ с, восходящий - до 1,244 Гбит/с, в соответствии с иерархией скоростей SDН). Напротив, полоса пропускания для GЕРОN симметрична - 1,244 Гбит/с в обе стороны. К преимуществам технологии GЕРОN можно отнести ее прозрачность для Еthernеt-трафика. Технология GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) является одной из разновидностей технологии пассивных оптических сетей PON и одним из самых современных вариантов строительства сетей связи, обеспечивающим высокую скорость передачи информации (до 1,2 Гбит/с). Основное преимущество технологии GEPON заключается в том, что она позволяет оптимально использовать волоконно-оптический ресурс кабеля. Например, для подключения 64 абонентов в радиусе 20 км достаточно задействовать всего один волоконно-оптический сегмент.

Рис.1.3. Схема построения сетей GEPON.

Концепция GEPON это — нежелание употреблять активное сетевое оборудование по дороге к пользователю, полнодуплексный симметричный доступ на скоростях от 40 Мбит/с (при полной загрузке GEPON-узла) до 1,25 Гбит/с, высокая масштабируемость, увеличенная результативность применения среды передачи данных, снабжаемая прямым транспортом Ethernet-кадров, результативными схемами, приоритизации трафика и IP-протоколами. В одном ряду с поддерживаемыми услугами IP-ТВ, для обеспечения услуг общепринятого кабельного телевидения стандартами GEPON зарезервирован диапазон длин волн 1550 нм.

Создавая сеть GEPON, рисунок 1.3, оператором предоставляется весь пакет услуг, который состоит из предложений пакетной телефонии, широкополосного доступа в Интернет, кабельного телевидения, IP-ТВ и прочих сервисов, запрашиваемых пользователями.

Основными преимуществами GEPON являются:

· Использование стандартных механизмов 802.3ah, что позволит в перспективе значительно снизить стоимость оборудования.

· Повышение скорости передачи до 1 Гбит/c в обе стороны и предоставление более широкополосных услуг.

· Обеспечение QoS с помощью механизмов 802.1p/TOS. Возможно использование жестких механизмов приоритизации трафика с помощью восьми выделенных очередей для каждого типа трафика. Данные механизмы позволяют предоставлять такие услуги как VoIP или VoD с гарантией качества.

· Возможность подключения 64 абонентских устройств на ветку PON и эффективное использование оптического волокна.

· Полная поддержка DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) — механизма динамического перераспределения полосы пропускания в соответствии с запросами абонентов и наличием свободной полосы в дереве PON. Так абоненты, которым предоставлена гарантированная полоса пропускания для передачи данных, например, 1Мб/с могут получить реальную скорость до 1Гб/с, если полоса дерева PON остается частично неиспользованной (аналогично UBR трафику в ATM).

· Поддержка передачи потокового видео (IGMP Snooping).

· Простота установки и обслуживания.

 

1.6 Понятие мультисервисной сети

Стремительный прогресс в области телекоммуникационных и информационных технологий привел к появлению новых терминов, обеспечивающих: мультимедиа телекоммуникации, услуги широкополосного доступа, услуги с гарантией времени доставки трафика и др. Постепенно в западной литературе сформировался термин Time Warner Full Service Network (FSN), дословно означающий полносервисные сети, предупреждающие потерю качества из-за несвоевременной (с запаздыванием) доставки трафика. В российской литературе этот термин аналогичен понятию мультисервисных сетей, т.е. сетей, готовых к предоставлению любых телекоммуникационных и информационных услуг – передачу голоса, мультимедийные услуги, передачу данных и многое другое. Мультисервисные сети могут быть созданы непосредственно на основе как существующих цифровых, так и виртуальных сетей.

Мультисервисная сеть (МСС) представляет собой универсальную многоцелевую среду, предназначенную для передачи речи, изображения и данных с использованием технологии коммутации пакетов (IP). Мультисервисная сеть отличается степенью надежности, характерной для телефонных сетей (в противоположность негарантированному качеству связи через Интернет) и обеспечивает низкую стоимость передачи в расчете на единицу объема информации (приближенную к стоимости передачи данных по Интернету).

Основная задача мультисервисных сетей заключается в обеспечении работы разнородных информационных и телекоммуникационных систем и приложений в единой транспортной среде, когда для передачи обычного трафика (данных) и трафика другой информации (речи, видео и др.) используется единая инфраструктура.

МСС использует единый канал для передачи данных разных типов, позволяет уменьшить разнообразие типов оборудования, применять единые стандарты, технологии и централизованно управлять коммуникационной средой.

Интерактивные МСС предоставляют абонентам широкий спектр услуг: пакеты аналогового и цифрового телевидения, потоковое вещание, Интернет, телефонию, видеоконференция, голосование и опрос населения, видеотелефонию, видео по требованию, дистанционное обучение, медицинские консультации, оплату коммунальных услуг с автоматическим съемом показаний со счетчиков воды, тепла и электроэнергии, охранную сигнализацию, видеонаблюдение и др.

Проанализировав всё выше сказанное, можно сделать вывод, что в современных сетях широкополосного доступа (ШПД) выбор технологии предоставления услуг во многом определяет величину капитальных и операционных затрат оператора на развитие и эксплуатацию сети. Всем требованиям наиболее отвечает технология GEPON. Именно эту технологию выбираем для организации ШПД на проектируемой сети.

Раздел 2. Модернизация существующей сети

2.1 Анализ оснащенности участка проектирования

Микрорайон №7 города – один из молодых. Его бурная застройка приходится на начала 80-ых годов прошлого столетия. На его территории гармонично расположились 3 больших многоквартирных дома по 13-ть подъездов и, 2-х девятиэтажек, 1 дом 11-ти этажный два детских сада, средняя школа, магазин.

План-схема 7-го микрорайона представлена на рисунке 2.1.

Необходимо отдать должное тем, кто грамотно спроектировал и построил кабельную канализацию, состояние которой на сегодня можно расценивать как хорошее. Колодцы сообщаются асбест-цементными трубами диаметром 100 мм. Ввод в дома также осуществлён непосредственно из колодцев в подвалы. Схема кабельной канализации представлена на рисунке 2.2. Микрарайон запитан шкафным распределение. Возможности эксплуатируемой сети на пределе. Есть ежедневная огромная потребность в свободной ёмкости для развития и устранения повреждений. Магистральная ёмкость почти полностью занята, распределительная абонентская емкость закончилась. Последнее капстроительство в линейном хозяйстве микрорайона было несколько лет назад своими силами –ООО «ПЭС». На сей момент в микрорайоне 600 пар шкафных магистралей и 1200 распределительных пар.

Для удобства рассмотрения необходимости скорого удовлетворения потребностей клиентов сведения о количестве квартир, телефонизированного жилья, установленного xDSL ШПД, а так же заявок на установку стационарного телефона и подключения услуг ШПД представлено в таблице 2.1. В данной таблице представлены сведения только о домашних телефонах физических лиц. Данные актуальны на декабрь 2011 – январь 2012 г.г. Количество предприятий, магазинов и учебно-воспитательных заведений в данном жилом массиве составляет чуть более 1%, поэтому не учитывается.

Рис. 2.1. План-схема микрорайона №7 г. Краснокаменск

Таблица 2.1.

№№ домов Этажность Количество подъездов Количество квартир в подъезде Общее число квартир дома Количество установленных телефонов Количество установленного ШПД Заявки на установку телефона Желающие подключить ШПД, которым отказано Процент телефонизации Процент обеспечения ШПД Процент желающих подключиться к ШПД Необходимость скорейшего решения
50.7 60.6 24,1 умерен
15-20 78.1 11.2 26,3 остр.
48.6 71.4 38,9 остр.
15-20 54,5 14.3 остр.
70,8 25,5 21,1 умерен
15-20 46.8 22,4 23,7 умерен
итог     59,3 17,5 14,5 умерен

Для вычисления табличных процентных отношений были использованы формулы:

Ктел.кв. = ( N тел.кв. * 100%) / Nобщ.кол.кв.,

где Ктел.кв. – процент телефонизированных квартир;

N тел.кв. – количество телефонизированных квартир;

Nобщ.кол.кв. – общее количество квартир в доме;

КШПД.кв. = ( N ШПД.кв. * 100%) / N тел.кв. ,

где КШПД.кв. – процент телефонизированных квартир с услугой ШПД;

N ШПД.кв. – количество квартир с услугой ШПД;

Nтел.к-количеств телефонизированных квартир; Кпотр.ШПД = (Nзаявл.ШПД *100%) / (N тел.кв. - N ШПД.кв.),

где Кпотр.ШПД – процент потребности остальных нетелефонизированных квартир в услуге ШПД;

Nзаявл.ШПД – количество заявлений на подключение услуг ШПД;

N тел.кв. – количество телефонизированных квартир;

N ШПД.кв. – количество квартир с услугой ШПД. Из полученных в таблице результатов видим, что доступом к ТфОП (телефонной сети общего пользования) охвачено 69,5 % квартир, доступом к услуге ШПД по технологии DSL обеспечены 29,9% абонентов АТС, и почти столько же желают получать высокоскоростное подключение к выходу во всемирную паутину.

Но привычное сегодня понятие «интернет» – это уже не просто возможность проверить почту, поболтать в «аське» или ­­­«скайпе», «погуглить» или побродить по разным сайтам, – это целый спектр возможностей, развлечений, занятий. И скорость, предоставляемая сегодня абонентам сети, уже многих не удовлетворяет, более того услуги, распростанённые в крупных городах с развитыми сетями, на имеющихся у нас сетях предоставить невозможно. Нужны новые сети, способные предоставить на выбор скорость каждому абоненту в зависимости от выбранных им спектре услуг.

Для физических лиц:

ü высокоскоростной широкополосный доступ к Интернету обеспечит возможность доступа к информационным ресурсам всемирной сети.

ü IP телефония позволит, сократить расходы на телефонные переговоры.

ü IPTV - это цифровое интерактивное телевидение нового поколения. Технология IPTV являет собой новое поколение цифрового телевидения в IP-Сетях. С помощью IPTV плеера, без использования дополнительного оборудования, можно просматривать более ста телевизионных каналов. Для просмотра IPTV на телевизоре необходимое использование дополнительной IPTV- Приставки, а также маршрутизатора (несколько компьютеров в сети + телевизор) или коммутатора (один компьютер + телевизор);

ü HDTV – телевидение высокой чёткости, с картинкой высочайшего качества, способной удовлетворить самых взыскательных пользователей;

ü видео по запросу (VoD).

Для юридических лиц:

ü широкополосный доступ к сети Интернет;

ü IP телефония;

ü услуга передачи данных по технологии VPN. Под услугами передачи данных понимаются организация и обслуживания каналов передачи данных между точками (офисами) клиентов;

ü видеонаблюдение с предоставлением файлохранилища;

ü передача трафика корпоративных сетей, объединение локальных сетей;

ü IPTV (для гостиничного и др. бизнеса).

Удовлетворить потребность в получении этих услуг способна только новая оптоволоконная сеть. Исходя из таблицы, видно, что на сей момент услугой ШПД пользуется 122 абонентов телефонной сети, и 83 желали бы стать пользователями. Поэтому нужно рассчитывать на обеспечение как минимум 325 квартир. И из оставшихся 950 квартир будем считать, что ещё 25% пожелают впоследствии подключить услугу, а это 287 клиентов. В итоге получаем 410 абонентов, что составляет более 50% охвата всех жилищ 7-го микрорайона.

Строительство ШПД по технологии PON улучшает выполнение плана продаж ООО «ПЭС», позволяет широко внедрять новые услуги, такие как высокоскоростной Интернет на скорости до 1 Гб/с, новейшее интерактивное IP-телевидение, которое даст возможность смотреть более 40 спутниковых и эфирных каналов цифрового телевидения с высоким разрешения формата HDTV, качественная связь с возможностью подключения как обычного, так и IP-телефона с расширенным набором функций, неограниченное количество номеров по одной линии и сохранение номера при переезде. Используя услуги IP-телефонии, можно значительно экономить на звонках в другие города.

Одно из важных достоинств PON — возможность предоставления потребителю всех услуг (голос, Интернет, телевидение) из одних рук по одному оптическому волокну. Собственно, это один из способов реализации концепции Triple Play.

Важно отметить, что для реализации концепции Triple Play почему-то предлагается использовать IP-канал и специальную приставку (Set-Top-Box, STB) на стороне потребителя. Приставка в данном случае используется для выделения из IP-потока, поступающего к потребителю, телевизионного сигнала, Ethernet-трафика и телефонии. При этом STB получает сигнал от ADSL-модема или Ethernet-коммутатора, а к его выходам могут быть подключены телевизор, компьютер и телефон.

По сути, в данном случае имеется дело с реализацией концепции Triple Play на базе IP-решений. Оператор, предоставляющий IP-канал, может также обеспечить организацию трансляции телевидения по IP и VoIP. Однако осуществить доставку услуг — вовсе не то же самое, что выполнить предоставление реальных услуг Triple Play. Очевидно, что это по силам только крупным операторам. Небольшие операторы, в частности, домашних сетей, могут лишь протянуть волоконно-оптический кабель к дому и «раздать» Ethernet по квартирам, обеспечивая последним высокоскоростной доступ к Интернету.

При строительстве ШПД будут обеспечены следующие дома 7-го микрорайона (рис2.1): 1, 2, 3, 4, 5, 6. По этим адресам была проведена маркетинговая работа в 2011 году, результаты приведены в таблице 2.1.

Проанализировав данные таблицы можно сказать, что после строительства сети PON пользователями, проживающими по данным адресам, будут востребованы все услуги, предоставляемыми данным ШПД.

Выполнение решений проекта позволит: повысить доходность от эксплуатации построенной ШПД; наполнить рынок конкурентоспособными услугами; сократить затраты на эксплуатацию существующих аналоговых систем связи и создать новые оптические линии; обеспечить занятость высококвалифицированного персонала ООО "ПЭС"; повысить имидж ООО "ПЭС", как оператора связи. Последнее, кстати, далеко немаловажно. Держать марку очень сложно со старыми сетями и технологиями. В городе несколько провайдеров, предоставляющих, разнообразный спектр услуг. Одним из которых является ООО «ПЭС».

Перечислим основные услуги, предоставляемые ООО «ПЭС»:

1. Установка телефона для физических и юридических лиц, подключение к сети общего пользования.

2. Подключение к междугороднему и международному доступу, как через отдельный выделенный канал, так и через IP-телефонию.

3. Подключение к сети Internet методом Dual-Up и ADSL.

4. Подключение к сети Internet методом ETTH, PON.

Интернет — всемирная система объединённых компьютерных сетей, построенная на использовании протокола IP и маршрутизации пакетов данных. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для Всемирной паутины и множества других систем (протоколов) передачи данных. Часто упоминается как «Всемирная сеть» и «Глобальная сеть». В настоящее время, когда слово «Интернет» употребляется в обиходе, чаще всего имеется в виду Всемирная паутина и доступная в ней информация, а не сама физическая сеть.

К середине 2011года число пользователей, регулярно использующих Интернет, составило около 2,5 млрд. человек (около четверти населения Земли). Вместе с подключенными к нему компьютерами, Интернет служит основой для развития «информационного общества».

5. Цифровое телевидение (IP-TV).

Услуга цифрового интерактивного телевидения по технологии IP-TV. Теперь пользователь IP-TV запросто может устроить у себя дома настоящий домашний киноцентр. Сегодня специалисты ООО «ПЭС» отвечают на наиболее важные вопросы по предоставлению этой перспективной услуги. IP-TV (ай пи - ТВ) – это цифровое интерактивное телевидение. В отличие от систем кабельного и эфирного телевидения, видеосигнал в системе IP-TV доставляется до абонента в цифровом качестве по сети передачи данных.

IP-TV открывает для пользователей совершенно новые возможности обычного телевизора и дает возможность управления телевидением при помощи дополнительных услуг, таких как «видео по запросу», «запись передач на ряде телеканалов за прошедшие трое суток». Все каналы удобно сформированы в тематические пакеты, среди которых каждый найдет что-то интересное для себя. Для просмотра телеканалов IP-TV на обычном телевизоре используется специальная приставка Set-Top-Box.

Главные преимущества «IP-TV»: возможность просмотра большего количества телевизионных каналов; возможность приобретения тематических пакетов телеканалов с дифференцированной тарификацией; возможность «заказывать» фильмы из контентной фильмотеки (более 500 наименований) и телепрограммы на удобное время; возможность бесплатного просмотра основных общедоступных телеканалов в цифровом качестве; трансляция каналов и фильмов в формате высокой четкости HD.

6. SIP – телефония

SIP– телефония – это самый современный и быстро развивающийся вид интернет телефонии, позволяющая совершать звонки через Интернет и сочетающий в себе сразу несколько преимуществ - доступность, качество и экономичность. Воспользоваться SIP телефонией может любой пользователь сети Интернет, где бы он не находился, в России или за рубежом. Благодаря выгодным тарифам на SIP телефонию, можно экономить на исходящих звонках на междугородные, международные, городские телефонные номера, а так же на SIP и Skype.

Кроме того, услуга позволит: увеличить число исходящих линий до нужного количества, что часто бывает необходимо при проведении краткосрочных компаний, связанных с массовыми исходящими звонками; расширить количество внутренних номеров, чтобы разгрузить существующие линии и обеспечить связью всех сотрудников без дополнительных затрат; пользоваться конференцсвязью; записывать разговоры, например, для усиления контроля за работой сотрудников.

7. Виртуальный хостинг

Виртуальный хостинг - это размещение виртуального веб-сервера на машине-сервере, чьи ресурсы разделяются им с другими виртуальными серверами. Преимуществом такого способа являются низкая стоимость услуги и то, что владелец виртуального веб-сервера не должен заботиться об обслуживании и настройке сервера и его программного обеспечения.

Хостинг (hosting) - предоставление услуг размещения, поддержки и сопровождения пользовательских или корпоративных веб-сайтов на серверах компаний, специализирующихся на таких услугах. Компании, предоставляющие такие услуги, создают центры хранения и хостинга данных, обеспеченные резервными источниками электропитания, защитой от попадания влаги, устойчивостью к землетрясениям и т.д., что позволяет обеспечить устойчивый круглосуточный доступ к веб-сайтам клиентов.

Виртуальный хостинг - это размещение веб-сайта на оборудовании хостинг-провайдера, находящемся в постоянном соединении с сетью Интернет высокоскоростными каналами связи. Эта услуга обеспечивает доступ к веб-сайту в любое время из любой точки мира по адресу, который был ранее зарегистрирован. Экономия в случае использования виртуального хостинга может составить очень большую сумму, так как перекладываются на хостинг-провайдера заботы по круглосуточной поддержке дорогостоящего серверного оборудования, настройке программного обеспечения, его регулярному обновлению, а также обеспечению постоянного соединения с Интернет.

8. Fax-mail

Fax-mail – это услуга, которая позволяет принимать и отправлять факсимильные сообщения используя только электронную почту. Преимущества «Fax-mail» перед обычным факсом: экономичность – не нужно приобретать собственный факс-аппарат, расходные материалы для него, проводить отдельную телефонную линию и использовать дополнительные трудозатраты, т.к. факс будет приниматься автоматически; мобильность – "Виртуальный номер", выделяемый для услуги "Fax-mail" не требует физической привязки к рабочему месту, полученные факсы доступны 24 часа в сутки в любой точке мира, где есть доступ в Интернет; функциональность – "Fax-mail" расширяет возможности по приему и обработке поступивших факсимильных сообщений; одновременно на Ваш "виртуальный" номер сможет поступать неограниченное количество факсимильных сообщений; найти нужное факсимильное сообщение становится намного проще, а также узнать, когда и кем он был отправлен; все полученные документы можно группировать, сортировать, распечатывать неограниченное количество раз, пересылать другим адресатам; факсимильные сообщения хранятся сколько угодно долго без потери своего первоначального качества.

9. Видеонаблюдение

Видеонаблюдения за процедурами голосования и подсчета голосов избирателей в ходе мартовских выборов Президента Российской Федерации.

10. Collocation

Колокация, колокейшн — услуга связи, состоящая в том, что провайдер размещает оборудование клиента на своей территории (обычно в дата центре) и подключает его к каналам связи с высокой пропускной способностью. Иногда указанное оборудование не принадлежит клиенту, а арендуется им у того же провайдера, в этом случае услуга называется «аренда выделенного сервера».

Такое размещение позволяет сэкономить на организации канала связи от провайдера до клиента — (последней мили). Чаще всего на колокацию ставят серверы, предназначенные для поддержания веб-сайтов и других сетевых служб с большим объёмом трафика, а также оборудование, к которому требуется надёжный доступ из многих точек, например, VPN-концентраторы, шлюзы IP-телефонии.

Обычно в состав данной услуги помимо собственно размещения оборудования и подключения к каналу связи также входит:

· организация удаленного доступа к оборудованию;

· резервированное электропитание;

· обеспечение климатического режима;

· физическая охрана;

· простейшие услуги по обслуживанию оборудования;

· мониторинг.

Из этого списка основных услуг филиала, местный узел связи пока может предоставить 1, 2, 3, 5, 6, 10. Нужны новые мощности для создания условий пользования.

В таблице 2.2 даны сведения об используемом оборудовании на узле ООО «ПЭС». Оборудование установлено в помещении АТС 5ESS15000 и размещено на 35" стойках. На рисунке 2.3 изображена схема организации связи месного узла передачи данных.

Таблица 2.2

Оборудование узла передачи данных

Перечень установленного оборудования
№ п/п Номер статива Наименование оборудования Назначение Серийный номер Инвентарный номер Монтированная емкость
Cisco Catalist 2950-24/1 Ethernet коммутатор FOSO811SOVS
Cisco Catalist 2950-24/2 Ethernet коммутатор FCZO93Y185  
Cisco 2611 Маршрутизатор SHNO32900HN    
Cisco 2509 Маршрутизатор  
RAD FCD E1 Преобразователь интерфейсов  
UPS 3000Вт ИБП GS0042007738    
Cisco 7301 Маршрутизатор    
Cisco Catalyst ME 3750 Коммутатор CAT1029NJM8    
Cisco AS5400 Сервер доступа JAE10286DN3   DialUP - 90 Voice IP - 90
RIC-4E1 Преобразователь интерфейсов    
RIC-E1 Преобразователь интерфейсов  
Nortel Switch 3510-24T Коммутатор    
Huawei MA5600 DSLAM Коммутатор широкополосного доступа ADSL2+ AnnexA,ADSL2+ AnnexB
MPSU 6000 Электропитающее устройство    
STI 1000/48/220 Преобразователь напряжения 831/0057008    
Flex CON-Eth Преобразователь интерфейсов 01N35834    
RAD FCD-E1 Преобразователь интерфейсов    
Flex CON-Eth Преобразователь интерфейсов 01N33491    

 

Рис. 2.3. Схема организации связи узла передачи данных АТС-3.

2.2. Расчёт интенсивности нагрузки Ethernet сети

Контент IPTV планируется транслировать по субооператорской схеме от ООО «ПЭС», в рамках агентского соглашения с ЗАО «Росатом» (дочерняя компания). На данный момент, вещаются 95 базовых каналов с стандартном качестве и 13 каналов в HD качестве. Согласно Федеральной целевой программе "Развитие цифрового телерадиовещания в РФ на 2009-2015 годы", основным форматом для передачи цифрового телевизионного сигнала будет DVB-T в сжатии MPEG-4. Поэтому все каналы транслируются в виде мультикаст вещания в стандарте MPEG-4. Рассчитаем трафик поступающий от контент-агрегатора.

Таблица 2.2

Как видно из таблицы 2.2 требований IPTV по пропускной способности, для вещания стандартного качества (480i) достаточно 2 Мбит/с., а в разрешении (1080i) достаточно 10 Мбит/с. Тогда общая скорость потока вместе с ТВ гидом и служебной информацией составит:

=95*2+25*13+0,5+0,5=321 Мбит/с