Особливості створення проектів «PON»

Всім учасникам телекомунікаційного ринку відомо, що технологія “Passive optical network” є лідером серед усіх інших технологій. Будуючи мережі витою парою оператори зв’язку стикались із такими неприємними моментами як:-        

• зовнішні впливи (грози);
• надто мала довжина лінку – до 120м;
• подача живлення до всіх комутаційних вузлів.

Ця стаття покликана допомогти будівельникам пасивних мереж в плані якісного їх будівництва. Отже, все повинно початись із дослідження об’єкту, як правило, це населений пункт. Перед початком проектування необхідно здійснити збір заяв в розрізі домогосподарств, які допоможуть оптимально зробити проект дільників (сплітерів) на карті. Ця інформація може бути надана дилером, монтажником або іншим працівником, який володіє ситуацією щодо потенційних клієнтів.

Таким чином, першим етапом проектування є створення проекту сплітерів на карті. Вибравши довільне умовне його позначення наносимо на карту мітки. Для цього дуже зручно буде використовувати програму Google Earth.

Слід зазначити, що обов’язковою умовою є дослідження маршрутів ліній електропередач (ЛЕП), оскільки, саме по опорах обленерго буде здійснюватися сумісний підвіс. Їх слід нанести також на карту. В близькому майбутньому це дасть можливість робити звірку із місцевим РЕМ в ході інвентаризації та зробити робочий проект на сумісний підвіс. Правильне нанесення на карту ЛЕП є дуже важливо! Від цього буде залежати структурно-логічна схема сегменту мережі (надалі Інтерфейсу).

На малюнку зображено 11 сплітерів. Кожному із них присвоєно ідентифікатор “S1”, “S2”, “S3” ... “S11”. Також корисним буде відображення, безпосередньо на карті, кількість портів на кожному із сплітерів. Так, вигляд назви буде таким: «S1_1x4». Це означає, що розподільчий бокс (MDU) належить до Інтерфейсу №1, має ідентифікацію «S1» і до нього можна підключити 4 абонентських термінали (ONU), оскільки, там є 4-х портовий дільник.

Особливу увагу звертаємо на те, що сумарна кількість портів на кожному інтерфейсі повинна бути від 66 до 72. Хоча на порт OLT-комутатора може зареєструватись тільки 64 ONU, практика показує, що ймовірність підключення абонентів в населеному пункті 64/64 є дуже низькою. Це пов’язано із неточністю досліджень під час збору заяв від перспективних абонентів, міграційними процесам і т.п. Треба зазначити, що оптичний бюджет дозволяє проектувати до 72портів.

Вигляд структури папки із всім проектом буде таким:

Тобто в папці «PON проект» створюються дочірні папки «Interface1», «Interface2», «Interface3», «Interface4» і т.д. У кожній папці «InterfaceN» створюються ще три дочірніх папки – «Splitters», «Couplers» та «Connections».

Наступний етап – пошук місця для розташування OLT-комутатора і об’єднання його та сплітерів, що належать до першого інтерфейсу оптичними волокнами. Вибір місця для розташування центрального комутатора має базуватись на таких принципах: вибору географічного центру об’єкта, можливості подачі до вузла Інтернет (UP-Link), можливість для резервування основного Інтернет-каналу, стабільне живлення (аналіз якості електричної підстанції, з якої буде живитись комутаційний вузол), у випадку необхідності політична домовленість із власником об’єкту інфраструктури або будівництва (можливість виконання ТУ на розміщення вузла, оформлення договірної документації і т.ін.), забезпечення антивандальних умов роботи, забезпечення цілодобового доступу до нього.

Карта з об’єднаними елементами мережі першого інтерфейсу буде мати такий вигляд:

Щодо нормативів, які випливають у ході створення проекту пасивної мережі – відстань між сплітерами орієнтовно повинна бути близько 250м. Усереднений розхід абонентського кабелю – близько 100м на одного абонента.

Далі сплітера проектуються за таким самим принципом по цілому населеному пункті. Ідентифікатор сплітерів кожного наступного інтерфейсу можна починати з першого. Таким чином, логічна адреса сплітера буде: «назва населеного пункту, Interface4, Splitter5».

Приклад вигляду такого проекту довільного населеного пункту із увімкненими багатьма інтерфейсами:

Таким чином, після створення всього проекту з’являється можливість заміру всіх відрізків оптичних кабелів, які мають різну волоконну ємність. Це дасть можливість виконати точне замовлення їх у постачальників. Слід пам’ятати і про технологічні запаси, довжина якого близько 15м. Такий запас є біля кожного розподільчого боксу та комутаційного вузла. Пропонуємо такі позначення на карті ємностей кабелю:

• зелений – 2Е1 (2 оптичних волокна в одній тубі);
• жовтий – 4Е1;
• фіолетовий – 8Е1;
• рожевий – 12Е1.

Ці позначення у відповідності до кольорової гами будуть в роботі зручні працівникам монтажних служб, оскільки, порядковий номер волокон у кабелі відповідно до кольорів саме виконаний таким чином виробниками.

Ні в якому випадку не можна застосовувати в якості магістралей одно- волоконний кабель. Слід передбачати вільні волокна у кабелях з метою формування ущільнюючих інтерфейсів.

Ущільнюючий називають інтерфейс, який проектують по цілому населеному пункті, якщо в ході експлуатації мережі виникає необхідність для збільшення портів біля якогось існуючого сплітера.  

Наведемо карту із прикладом розрахунку волоконно-оптичного кабелю різної волоконності. Слід звернути увагу, що коли наносять відрізки із відповідним кольором та у відповідні папки, їх називають цифрою, яка еквівалентна його довжині. Це зручно при сумуванні – ці довжини можна легко перенести в Excel, систематизувати і зробити відповідне замовлення. Треба пам’ятати про розрахунок довжин кожного із кабелю на технологічні запаси за формулою: кількість сплітерів, які є на довжині кабелю * 15м.

Найважливішим етапом є розрахунок потенціалів рівня сигналу. Функцію регулятора відіграє пасивний пристрій «Coupler». Особливістю цього пристрою є те, що він має тільки 2 виходи. Звідси й назва («couple» – з англ. «пара»). Тобто тільки пара виходів у порівнянні із дільником, потенціал яких розподілений у відсотках в залежності від особливості та характеристики кожного такого пристрою.

Щоб зрозуміти яким чином робиться розрахунок, треба розглянути таблицю із затуханнями на кожному із них:

В окремій таблиці відобразимо затухання на каплерах:

Щоб уявити собі особливість балансування маленького сегменту мережі, відобразимо його схематично:

Від комутатора є умовний потенціал – рівень сигналу в dBm (децибел*міліват). Опір (затухання) в dB (децибел) чинять такі фактори:

• довжина волокна – 0,36dB;
• оптичний конектор – 0,5dB;
• місце зварювання волокна – 0,05dB;
• кожен сплітер і каплер відповідно до своєї характеристики, яка наведена у попередніх таблицях.

При проведенні розрахунків можна знехтувати затуханням на довжині волокон, оптичних конекторах та місці зварювання. Для цього 5dB будемо резервувати у кожному інтерфейсі. Таким чином, якщо чутливість ONU- пристрою (оптичний бюджет інтерфейсу мережі) близько 26dBm, то на схемі повинно бути орієнтовно 21dBm.

Для розрахунку оптимального варіанту із підбору каплера необхідно відомі затухання (S1 = 7,4dB; S2 = 10,7dB) із кінця сегменту мережі порівняти із всіма наявними в асортименті каплерами. Так, до більшого затухання завжди слід додавати вихід каплера із більшим потенціалом (відсотком).

Почнемо із каплера 5/95,

Перевірка №1:

5% - 13,70dB + 7,4dB = 21,1dB

10% - 0,32dB + 10,7dB = 11,02dB

Для того, щоб визначити рівень оптимальності балансу, щоразу треба знайти різницю між отриманими результатами – 21,1dB – 11,02 dB =10,08dB. Підсумовуючи, зазначимо, що отриманий результат є паразитним залишком затухання одного із виходів відсоткового дільника, який буде долатись без користі.

Таким чином перевіряємо далі для того, щоб ця різниця була найменша. Саме той каплер і застосуємо для балансування цих сплітерів.

Перевірка №2:

10% - 10,08dB + 7,4dB = 17,48dB

90% - 0,49dB + 10,7dB = 11,19dB

17,48dB – 11,19dB = 6,29dB

Результуюче значення, яке характеризує зменшилось, а отже покращилось. Перевіряючи далі знаходимо найоптимальніший варіант серед усіх – каплер 30/70:

30% - 5,39dB + 7,4dB = 12,79dB

70% - 1,56dB + 10,7dB = 12,26dB

12,79dB – 12,26dB = 0,53dB

Перевірка всіх інших позицій показала більші відхилення, отже каплер 30/70 в цю MDU підходить найкраще.

Для автоматизації процедури розрахунків можна створити відповідну форму в MS Excel. Пропонуємо вам вже готовий файл для автоматизації розрахунків. Звертаємо увагу, що у поле «Більше», червоного кольору слід вписувати тільки більше значення, у поле «Менше», жовтого кольору – тільки менше.

Для подальшого розрахунку балансу беремо номінал більшого затухання із таблиці «Результуюче значення» - 12,79dB. Тобто якщо потрібно до порахованого сегмент додати сплітер 1х4, то проводимо балансування між 12,79dB і 7,4dB вже.  

Структурно-логічну схему інтерфейсу можна виконувати у будь-якому редакторі схем – починаючи з Paint, Visio, Kompas тощо. 

Вигляд цілої схеми сегменту мережі буде наступний:

Обведення декількох елементів мережі (каплерів і сплітерів) означає, що це вміст одного MDU-пристрою. В якості альтернативи можна на схемі просто ближче розміщувати ті елементи, які розміщуються в одному розподільчому боксі. Також можна наносити каплери на карту:

Для орієнтування монтажної бригади, проектувальник повинен надати скріншот карти з відповідним інтерфейсом і структурно-логічну схему.

Бажаємо успіхів в проектуванні, будуванні та хороших Вам рівнів сигналу!