Технология PON. Проектирование сетей PON в частном секторе

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.

А ещё абонентские терминалы могут называться ONU (Optical network unit)

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.

Восходящий поток: 1310 нм

Нисходящий поток: 1490 нм (редко 1550)

встроенный в усилитель

невысокая стоимость передатчиков на 1310 нм.
- Низкая мощность передатчиков – 13 дБм, не более 32 абонентов;
- Сложность топологии -строится параллельно два дерева - для Интернет и КТВ;
- Огромное количество передатчиков при росте числа подключаемых сегментов.

Сегмент
№1 (64 аб.)

Сегмент
№2 (64 аб.)

Сегмент
№1 (64 аб.)

Сегмент
№2 (64 аб.)

+ Простота топологии
+ Малое количество занимаемых волокон
+ Малое количество оборудования при подключении больших посёлков
- Очень высокая стоимость передатчиков на 1550 нм

1550нм)
Трёхоконные (1310нм, 1490нм, 1550нм)

По технологии изготовления:
Сплавные (FBT - Fused Biconic Taper)
Планарные (PLC - Planar Lightwave Circuit)

Выбор трёхоконных ответвителей обусловлен необходимостью работы на трёх длинах волн: 1310 и 1490 для сети Интернет, 1550 для сети КТВ

Бывают и сплавные трёхоконные сплиттеры. Их преимущества – разные коэффициенты деления и любое количество отводов, но найти такие достаточно сложно и их цена намного выше. Поэтому выбор пал на распространённые и проверенные планарные делители

По наличию разъёмов
Неоконцованные
Оконцованные (SC/APC)

Хоть сварные соединения и вносят меньшие затухания, оконцованные делители решают задачу лёгкой масштабируемости сети, простоты обслуживания и скорости подключения конечных абонентов

По исполнению:
Бескорпусные (модуль 0.9мм)
В корпусе (модуль 2.0-3.0мм)

Бескорпусные разветвители компактны, но высока вероятность их повредить при обслуживании. Корпус и толстые оптические модули - залог долгой службы сплиттера.

Делитель оптический планарный
PLC-1xN-SC/APC

N – количество отводов, равное 2N (особенность технологии изготовления планарных сплиттеров), таким образом коэффициенты деления бывают: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 (очень редко).

64. В теории можно «посадить» на одну ветку и 128 абонентов (лишь бы вписаться в оптический бюджет и не сильно порезать абонентам скорость), но таковой практики в компании ещё не было.
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.

индивидуальное, и зависит от нескольких параметров: топология, планируемое развитие, выбранный процент проникновения и прочее.
Для Уфы магистраль строится следующими кабелями:
Кабель оптический SM8 ОКМС-2/4Сп-8(2) 8 кН
Кабель оптический SM16 ОКМС-4/2(2,0)Сп-16(2) 8 кН
Кабель оптический SM32 ОКМС-4/2(2.4)Сп-32(2) 8 кН
Несколько рекомендаций по выбору волоконности ВОК:
8 волокон – на тупиковых улицах, где задействуется не более 4-х волокон и не ожидается никакого развития
16 волокон – на основных улицах, если количество задействуемых волокон не более 8-10, и не ожидается развития
32 волокна – на улицах, где задействуется более 10-12 волокон и ожидается дальнейшее развитие.

Вне зависимости от волоконности кабеля, в частном секторе используются спиральные зажимы (натяжные и поддерживающие) без протектора (согласно СОП №СП-1383.03.03.16).

магистралью по обе стороны опоры монтируются модифицированные УК-Н-мини с тремя крюками –
УК-Н-3(мини) в 1С

/10/100/1000 Base-X (SFP)
Downlink:
- 2 порта 2.5Гбит/с GPON (SFP)
Цена: 1350 $ (розница)

Eltex OLT LTP-8X
Uplink:
- 2 порта 10GBase-X (SFP+)
- 4 комбо- порта 10/100/1000 Base-T /10/100/1000 Base-X (SFP)
- 4 порта 10/100/1000Base-T
Downlink:
- 8 портов 2.5Гбит/с GPON (SFP)
Цена: 2450 $ (розница), 2190 $ (Ufanet)

Eltex OLT LTP-4X
Uplink:
- 2 порта 10GBase-X (SFP+)
4 комбо- порта 10/100/1000 Base-T /10/100/1000 Base-X (SFP)
Downlink:
- 4 порта 2.5Гбит/с GPON (SFP)
Цена: 1450 $ (розница), 1150 $ (Ufanet)

Существуют и другие вендоры оборудования PON – QTECH, BDCOM, Volius, Huawei. Однако по результатам анализа ряда характеристик (цена, сроки и надёжность поставок, ПО, простота настройки и обслуживания, техподдержка и пр.) была выбрана фирма Eltex.

1 волокно (B+ class)
- Разъём SC/UPC
- Мощность +1,5…+5 дБм
- Чувствительность -28 dB
Цена: 106 $ (розница)

Модуль Eltex SFP xPON 2,5 GE 20 км, 1 волокно (C+ class)
- Разъём SC/UPC
- Мощность +7…+10 дБм
- Чувствительность -33 dB
Цена: 165 $ (розница), 141 $ (Ufanet)

Модуль SFP WDM GPON, дальность до 20км (28dB), Tx/Rx: 1490/1310нм
- Разъём SC/UPC
- Мощность +1…+5 дБм
- Чувствительность -28 dB
Цена: 98 $ (розница)

Модуль SFP WDM GPON, дальность до 20км (35dB), Tx/Rx: 1490/1310нм
- Разъём SC/UPC
- Мощность +3…+7 дБм
- Чувствительность -35 дБм
Цена: 195 $ (розница)

B-class

C-class

$
VS5756-1x8-SW-GP-DC-BR 3500 $
VS5704-1x12-SW-GP-DC 4500 $
VS5704-1x16-SW-GP-DC 4700 $

Усилители китайской фирмы FullWell со встроенными оптическими фильтрами:
FWAP-1550H-32-16-17,5 3800 $
FWAP-1550H-32-16-20,5 4700 $
К цене нужно добавить порядка 35% стоимости на растоможку и транспортировку

Усилители Prointech со встроенными оптическими фильтрами:
EA62133+PON P N A 18 2U F SA 22+48 3500 $ (8 портов по 22 дБм)
EA62136+PON P N A 34 2U F SA 22+48 4700 $ (16 портов по 21,5 дБм)

0,8 кН – при предоставлении всех услуг по одному волокну
- Кабель оптический SM2 ОКД-2Д 02 0,8 кН – при предоставлении услуги КТВ по отдельному волокну

порт LAN (10/100/1000Base-T)
Чувствительность Интернет -28 дБм
Мощность Интернет +0,5…+5 дБм
Цена: 40 $ (Ufanet)

Eltex ONT NTU-2V
- 1 порт GPON (SC/APC)
- 1 порт LAN (10/100/1000Base-T)
- 1 порт Ethernet 10/100 Base-T)
- 1 порт FXS 
Чувствительность Интернет -28 дБм
Мощность Интернет +0,5…+5 дБм
Цена: 60 $ (Ufanet)

Eltex ONT NTP-2C
- 1 порт GPON (SC/APC)
- 2 порта Ethernet 10/100/1000 Base-T(RJ-45)
- RF-выход (~80дБмкВ)
Чувствительность КТВ -8…+2 дБм
Чувствительность Интернет -28 дБм
Мощность Интернет +0,5…+5 дБм
Цена: 100 $ (Ufanet)

Eltex ONT NTP-RG-1402GC
- 1 порт GPON (SC/APC)
- 4 порта Ethernet 10/100/1000 Base-T(RJ-45)
- 2порта FXS
- RF-выход (~80дБмкВ)
Чувствительность КТВ -8…+2 дБм
Чувствительность Интернет -28 дБм
Мощность Интернет +0,5…+5 дБм
Цена: 135 $ (Ufanet)

без привлечения проектировщиков и СвОС.

первой очереди строительства (один или несколько сегментов)
Инженерное обследование опор в первой очереди
Согласование первой очереди
Выполнение проекта

границ застраиваемого посёлка.
Необходимо вместе с менеджером совместно обрисовать границы посёлка, за пределами которых точно не будет наших сетей (например, где ветхие дома, сады, есть конкуренты, нет и не предвидится желающих и т.д.).
Такое чёткое понимание границ нужно для следующего шага – разбивки посёлка на сегменты.

Не строим
(конкуренты)

Не строим
(ветхое жилье, сады)

Строим

сегмент – один порт OLT) с указанием количества домохозяйств в сегменте.
Как выбрать это количество? Для Уфы мы приняли, что к одному порту OLT подключаем 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.
Данный этап является критически важным, даже если весь посёлок огромный, а мы планируем застроить для начала лишь малую его часть. Ведь если мы будем делать сегментирование по мере необходимости – в итоге к концу строительства посёлка получим набор разрозненных незастроенных кварталов с ёмкостью, к примеру, по 15, 20, 60 домохозяйств, которые будет трудно и затратно объединить в сегменты.

и не застроенные, которые очень легко посчитать. Но на месте разбитых участков может оказаться пустырь, который долгие годы еще не будет застраиваться.

https://www.google.ru/maps/
https://yandex.ru/maps/

https://pkk5.rosreestr.ru

Актуальные карты со спутника помогают понять, есть ли на месте кадастрового участка строение или нет. Считать количество домохозяйств по этой карте трудновато – строений на участке может быть много, и что из них является жилым домом - неясно

Перед подсчетом количества домов следует определиться, включать ли в расчёт строящиеся дома и пустыри. Для Уфы мы решили, что включаем в сегменты участки, где есть хотя бы фундамент, а пустыри игнорировать, даже если для него есть выделенный участок. В любом случае, два главных помощника проектировщика – это публичная кадастровая карта и снимки со спутника Google Maps или Яндекс.Карты.

по которой планируется строительство магистрали. 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).

Очень желательно, чтоб сегмент был неразрывным – должна быть возможность соединить магистралью все улицы данного сегмента, не выходя за его границы

Не правильно

Правильно

Не правильно

Правильно

Магистраль выходит в соседний сегмент

заявок от жителей (обведено белым кружком). Исходя из рисунка ниже, в первую очередь войдут 3 сегмента.

Однако, способов разбивки существует множество. Поэтому при сегментировании будет полезно обратиться в менеджеру проекта и узнать, где больше всего заявок. В данном случае мы можем подключить всех желющих, построив только 2 сегмента вместо 3-х.

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

На что обращать внимание при обследовании?
- Не желательно проектировать по опорам свыше 1кВ – дороже аренда опор, сложнее согласование, сложнее обслуживание

абонента
Задание на сварку
Приложения для согласования (в зависимости от владельца опор):
Расчёт монтажных тяжений и стрел провиса ВОЛС
Расчёт нагрузок на опоры
Таблица задействуемых опор
Свидетельство о допуске к определенным видам работ
Сертификат соответствия кабельной продукции

– на выносках
- Обозначать абонентские отводы и их количество
(в отдельный слой, пригодится для службы, подключающей последнюю милю)

затухание:
1) На волокне
2) На сплиттере
3) На сварке
4) На адаптере

PLC-1xN, SC/APC (1260-1560нм)

0,02 дБ

0,5 дБ

1550: 0,23 дБ/км
1490: 0,25 дБ/км
1310: 0,40 дБ/км

случай, если подключение превысит установленный процент проникновения)

сегменте, возможно перегонять сигнал от ответвителя в соседний шкаф сразу при проектировании

шкафов клиентскими отводами. Количество резервных линков зависит от топологии и процента проникновения, для Уфы мы закладываем 2 резервных линка между всеми соседними шкафами