Технология PON. Строительство в частном секторе

1.

Технология PON
Строительство в частном секторе

2.

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).
приемопередающий модуль OLT позволяет передавать информацию множеству абонентских устройств ONT.
Один

3.

Основы технологии PON.
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.

4.

Основы технологии PON.
Технология
APON
BPON
EPON (GEPON)
GPON
Полоса пропускания для нисходящего потока
155 Мбит/с
622 Мбит/с
1,244 Гбит/с
2,488 Гбит/с
Полоса пропускания для восходящего потока
155 Мбит/с
155 Мбит/с
1,244 Гбит/с
1,244 Гбит/с
32
20
32
20
64(128)
60
Емкость
Максимальная длина передачи, км

5.

Основы технологии PON . Подмешивание сигнала КТВ (1550нм).
Вариант 1.
Через отдельный фильтр
Модуль оптического уплотнения
(фильтр) 1310/1490/1550
Вариант 2.
Через фильтр, встроенный в усилитель

6.

Основы технологии PON. Выбор оптических ответвителей.
Требования:
1. По полосе пропускания: трехдиапазонные (1310нм, 1490нм, 1550нм)
2. По технологии изготовления: Планарные (PLC - Planar Lightwave Circuit)
3. По наличию разъемов: Оконцованные (SC/APC)
4. По исполнению: Бескорпусные (модуль 0.9мм)
Технические характеристики:
Тип PLC делителя
Рабочий диапазон
Вносимые потери (dB)
Воспроизводимость (dB)*
Направленность (dB)
Возвратные потери (dB)
Зависимость вносимых потерь от изменения поляризации Polarization
Depend Loss (PDL)
Зависимость вносимых потерь от изменения дфлины волны Wavelength
Dependent Loss
Зависимость вносимых потерь от изменения температуры
Temperature Dependent Loss
Тип оптического волокна
Рабочая температура (С)
Температура хранения (С)
1×2
1×4
3.2
0.4
7.6
0.6
1×8 1×16 1×32
1260-1650nm
11.0 14.2
17.0
0.8
1
1.2
55
55
0.2
0.2
0.3 0.3
0.3
0.5
0.5
Corning SMF-28e
-40 85
-40 85
1×64
21
1.8
0.4

7.

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

8.

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.

9.

Распределительная сеть. Сегмент на 64 абонента.
Наименование
0
1
2
Ед.
изм.
Муфта переходная (ответвительная)
Муфта-кросс 1го каскада, PLC 1х8
Муфта-кросс 2го каскада, PLC 1х8
Оптический кабель распределительный
(магистральный участок)
шт.
шт.
шт.
4
Оптический кабель распределительный
км
5
Оптический кабель – абонентский дроп
шт.
3
км
Кол.
1
1
8
определяется
проектом
определяется
проектом
64

10.

Распределительная сеть. Кластер на 8 абонентов.
Наименование
1
2
3
Муфта-кросс 2го каскада, PLC 1х8
Оптический кабель распределительный
Оптический кабель – абонентский дроп
Ед. изм.
Кол.
шт.
шт.
шт.
1
определяется проектом
8

11.

Распределительная сеть. Распределительное устройство 1-го каскада.
Муфта-кросс МКО-Г3
Типовая схема установки
Наименование
Ед. изм.
Кол.
1
2
Муфта-кросс МКО-Г3, PLC 1х8
Кронштейн для МТОК-Г3
шт.
шт.
1
1
3
Оптический кабель магистральный
км
определяется проектом
4
Оптический кабель распределительный
км
определяется проектом
5
6
7
8
9
Устройство УПМК
Узел крепления УК-Н-01
Талреп
Промзвено штанга ушко-ушко
Зажим НСО (спиральный)
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
1
4
2
2
4
10
Запас распределительного, магистрального кабелей
км
определяется проектом
11
Хомут ленточный
шт.
определяется проектом
Описание на сайте производителя:
https://www.ssd.ru/mufta-kross-mko-g3-s09-1-16sc-1plc16-sc-apc18sc-18sc-apc-18sc-apc

12.

Распределительная сеть. Распределительное устройство 2-го каскада.
Муфта-кросс МКО-П1
до 8 абонентов со сплиттером 1х8
Типовая схема установки
Наименование
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Муфта-кросс МКО-П1, PLC 1х8
Кронштейн для МКО-П1
Оптический кабель распределительный
Узел крепления УК-Н-01
Талреп
Промзвено штанга ушко-ушко
Зажим НСО (спиральный)
Оптический кабель – абонентский дроп
Узел крепления УК-П-01
Зажим ODWAC
Кронштейн УН-Т
Транзитная (переходная) коробка
Запас распределительного кабеля
Комплект фиксации КФ-1
Хомут ленточный
Навивка абонентских дроп-кабелей на самонесущий
распредкабель
Ед. изм.
Кол.
шт.
шт.
км
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
км
шт.
шт.
1
1
определяется проектом
2
1
1
2
1
1
2
1
1
определяется проектом
1
определяется проектом
шт.
Описание на сайте производителя:
https://www.ssd.ru/mufta-kross-mko-p1-s09-2-4sc-1plc8-sc-apc-10sc10sc-apc-2sc-apc

13.

Распределительная сеть. Распределительное устройство 2-го каскада.
Муфта-кросс МКО-П3
до 16 абонентов со сплиттером 1х16
Типовая схема установки
Наименование
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Муфта-кросс МКО-П3, PLC 1х16
Кронштейн для МКО-П3
Оптический кабель распределительный
Узел крепления УК-Н-01
Талреп
Промзвено штанга ушко-ушко
Зажим НСО (спиральный)
Оптический кабель – абонентский дроп
Узел крепления УК-П-01
Зажим ODWAC
Кронштейн УН-Т
Транзитная (переходная) коробка
Запас распределительного кабеля
Комплект фиксации КФ-1
Хомут ленточный
Навивка абонентских дроп-кабелей на самонесущий
распредкабель
Ед. изм.
Кол.
шт.
шт.
км
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
шт.
км
шт.
шт.
1
1
определяется проектом
2
1
1
2
1
1
2
1
1
определяется проектом
1
определяется проектом
шт.
Описание на сайте производителя:
https://www.ssd.ru/mufta-kross-mko-p3-s09-2-8sc-1plc8-sc-apc-20sc20sc-apc-4sc-apc

14.

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

15.

Распределительная сеть. Подключение абонента.

16.

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.

17.

Проектирование. Проведение обследования.
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
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.

18.

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

19.

Проектирование. Определение границ зоны охвата сети.
Не строим
(конкуренты)
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
(ветхое жилье,
сады)

20.

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.

21.

Проектирование. Правила разбивки на сегменты.
Не
правильно
Правильно
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).
Не
правильно
Правильно
Магистраль
выходит в
соседний сегмент
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.

22.

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

23.

Проектирование. Трассировка распределительной сети.
ВОК-4
ВОК-4
215
190
ВОК-4
160
А8
А8
160
А8
ВОК-8
190
85
А8
МУП 5
(ул. Петренко, 2)
3
Р8/8/8
ВОК-8
ВОК-8
ВОК-8
170
80
220
А8
ВОК-8
85
ВОК-8
ВОК-8
ВОК-8
ВОК-8
195
195
180
170
195
ВОК-8
А8
А8
А8
А8
215
190
180
180
ВОК-8
190
ВОК-8
ВОК-8
ВОК-4
ВОК-8
А8
А8
ВОК-4
ВОК-4
ВОК-8
А8
А8
А8
А8
А8
А8
А8
А8
А8
190
Сводная таблица основных метериалов
Условные обозначения
Обозначение
А8
Наименование
Примечание
№
Наименование
Ед. измерения
Ед. измерения
Абонетская муфта со сплиттером 1/8
1
Абонетская муфта со сплиттером 1/8
Шт.
20
Распределительная муфта с тремя сплиттерами 1/8
2
Распределительная муфта с тремя сплиттерами 1/8
Шт.
1
Трасса прокладки волоконно-оптического кабеля
3
ВОК-4
Кол. участков
6
Столбовая опора
4
ВОК-8
Кол. участков
16
Волоконно-оптический кабель с 8 оптическими волокнами
5
ВОК-4 без запаса
м
1130
190
Длина участка ВОК в метрах без учета запаса кабеля
6
ВОК-8 без запаса
м
2555
3
OLT с тремя задействованными портами в климатическом
шкафу/в ДШ на стене отапливаемого помещения
Р8/8/8
ВОК-8
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 кроссмуфтах, имеющих три ввода под
самонесущий оптический кабель.
Количество ОВ выбирается исходя из
числа задействованных на участке
волокон
+
запас
20-50%
на
дальнейшее развитие.

24.

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).

25.

Расчёт оптического бюджета. Справочные данные.
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.
Справочные данные, необходимые для расчета затухания оптической линии, представлены в таблицах 1-3:
Структурная схема линейной части сети PON в частном секторе

26.

Расчёт оптического бюджета.
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.
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.

27.

Расчёт оптического бюджета.
Затухание оптической линии связи рассчитывается до каждого абонентского отвода, результаты расчетов сводятся в таблицу:
Магистральный и распределительный участки
сплиттер коннектор
сплиттер 1х8
сплиттер коннектор
сплитер сварка
сплит сварка
коннектор
сплиттер 1х8
коннектор
дроп-кабель
коннектор
1
Адрес размещения
1.1
-0,3
-0,3
-0,05
-0,85
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-2,25
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
2
Адрес размещения
1.2
-0,3
-0,3
-0,05
-0,8
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-2,31
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
3
Адрес размещения
1.3
-0,3
-0,3
-0,05
-0,75
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-2,24
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
4
Адрес размещения
1.4
-0,3
-0,3
-0,05
-0,7
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-2,16
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
5
Адрес размещения
1.5
-0,3
-0,3
-0,05
-0,7
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-2,22
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
6
Адрес размещения
1.6
-0,3
-0,3
-0,05
-0,8
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-2,08
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
7
Адрес размещения
1.7
-0,3
-0,3
-0,05
-0,8
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-2,11
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
8
Адрес размещения
1.8
-0,3
-0,3
-0,05
-0,7
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-1,95
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
9
Адрес размещения
2.1
-0,3
-0,3
-0,05
-0,75
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-1,98
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
10
Адрес размещения
2.2
-0,3
-0,3
-0,05
-0,7
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-1,92
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
11
Адрес размещения
2.3
-0,3
-0,3
-0,05
-0,7
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-1,94
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
12
Адрес размещения
2.4
-0,3
-0,3
-0,05
-0,65
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-1,81
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
13
Адрес размещения
2.5
-0,3
-0,3
-0,05
-0,6
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-1,71
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
14
Адрес размещения
2.6
-0,3
-0,3
-0,05
-0,65
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-1,79
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
15
Адрес размещения
2.7
-0,3
-0,3
-0,05
-0,65
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-1,80
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
16
Адрес размещения
2.8
-0,3
-0,3
-0,05
-0,6
-0,05
-0,3
-11
-0,3
-0,03
-1,71
-0,03
-0,3
-11
-0,3
-0,04
-0,3
№ п/п
суммарное затухание в линии, dB
№ СПЛ 2го
каскада
затухание на
волокне 0.36/0.24
dB/km на длинах
волн 1310/1490
nm
запас, dBm
Локация
затухание на
сварке волокна (~
0.03 dB) на
обычных и
сплиттерных
муфтах/кол-во
стыков(при сварке
транзитом)
эксплуатационный запас
Абонентский
участок
Сплиттер 2-го каскада
сплитер сварка
Трасса
кросс сварка
Сплиттер 1-го каскада
коннектор кросс
Все муфты
коннектор SFP
Станционный
участок
-3 -0,40
-3 -0,41
-30,4008
-3 -0,29
-3 -0,16
-30,2856
-3 -0,22
-3 -0,18
-30,2158
-3 -0,21
-3 0,05
-30,2096
-3 -0,03
-3 0,08
-30,0336
-3 0,06
-3 0,24
-29,944
-30,409
-30,1618
-30,1826
-29,9494
-29,9206
-29,7554
-3 0,39
-3 0,26
-29,6118
-3 0,25
-3 0,39
-29,7518
-29,7374
-29,6082

28.

Состав тома рабочей документации.
В соответствии с ГОСТ Р21.1101-2013 и ГОСТ Р21.1703-2000 том РД на строительство сети PON должен содержать
следующие рабочие чертежи:
1. Общие данные.
2. Ситуационный план.
3. План трассы кабельной линии.
4. План расположения кабелей на объектах проводной связи.
5. Схема кроссировочных соединений на промежуточных кроссах.
6. Схема организации связи.
7. Спецификация оборудования, изделий и материалов.
Таблица расчета оптического бюджета прикладывается к тому РД.
Рабочая документация передается подрядчиком в бумажном и в электронном виде. Распечатанная документация
передается в двух экземплярах, электронный вид передается в редактируемом формате (dwg), таблица расчета
оптического бюджета передается в формате excel.