Основные элементы (изделия) и компоненты оптической сети К основным элементам (изделиям) и компонентам оптической сети относятся: Оптические кабели магистральной, распределительной сети и абонентской проводки; Оптические соединители; Оптические разветвители (сплиттеры); Оптические муфты для сети; Оптический кросс (ODF); Оптические распределительные шкафы (ОРШ); Оптические распределительные коробки (ОРК); Оптические абонентские розетки (ОРА);

Волоконно-оптический кабель Волокна всех кабелей для сети PON должны быть одномодовыми по Рек. G.652D - с низким водяным пиком (расширенным диапазоном длин волн). Обычно, это волокно производства «Corning». Одномодовое волокно по Рек. G.652D поддерживает большую пропускную способность для сети доступа в диапазоне 1270…1610 нм с интервалом 20 нм и технологию CWDM (грубое спектральное мультиплексирование), используемую в оптической сети. Конструкция оптического кабеля должна сочетаться с методами прокладки и условиями окружающей среды.

Требования к основным характеристикам магистрального кабеля Параметры Прокладка в кабельной канализации Подвеска по опорам Прокладка в грунте Тип брони броня из стальных проволок или лент броня из стеклонитей Броня из стеклонитей броня из стальных проволок или лент броня из стеклонитей Тип оболочки Полиэтиленовая Конструкция кабельного сердечника Повивный (модульный) Тип центрального силового элемента Диэлектрический Заполнение кабеля Гидрофобным заполнителем Предельное растягивающее усилие, Н Сдавливающее воздействие, кН/см 0,4 - 2 Пожаробезопасность Не предъявляется

Рис. Примеры кабелей магистральной оптической сети

Требования к основным характеристикам распределительного кабеля Параметры Внешняя прокладка в кабельной канализации Внутренняя прокладка в горизонтальны х трубопроводах Внутренняя прокладка в вертикальных трубопроводах Тип брони броня из стальных проволок или лент броня из стеклонитей Без брони Тип оболочки Полиэтиленовая Конструкция кабельного сердечника Одиночная трубка Повивный (модульный) со свободно уложенными ОВ в модулях Тип центрального силового элемента Диэлектрически й Арамидные нити (кевлар) Заполнение кабеля Гидрофобным заполнителем нет Предельное растягивающее усилие, Н Сдавливающее воздействие, кН/см 0,2 - 2 Пожаробезопасность Не предъявляется В оболочке из самозатухающего материала или материала не подверженного горению и не содержащей галогены Пример типа кабеляОПС, ДПМДПО, ОПТACOME UNC1626

Рис. Примеры кабелей распределительной сети

Требования к основным характеристикам кабелей абонентской проводки Параметры Внешняя прокладка Внутренняя прокладка Тип брони Без брони Тип оболочки Плотная буферная Конструкция кабельного сердечника Одиночная трубка Тип центрального силового элемента Арамидные нити (кевлар) или стеклонити Арамидные нити (кевлар) Заполнение кабеля Гидрофобным заполнителем или вода блокирующими лентами (нитями) Без гидрофобного заполнения Предельное растягивающее усилие, Н Сдавливающее воздействие, кН/см 0,2 – 0,4 Допустимый радиус изгиба, мм ПожаробезопасностьВ оболочке из самозатухающего материала или материала не подверженного горению и не содержащей галогены Пример типа кабеляGUSA902, FCB-BXCOR1622, FCB-DX

Рис. Примеры кабелей абонентской проводки

Абонентская проводка почти всегда выполняется в сложных условиях, когда по трассе прокладки существует много углов под 90 градусов, что достаточно критично для оптического кабеля: затухания на каждом изгибе может достигать 1 дБ. Поэтому, у кабеля на этих участках должна быть, как минимум плотная буферная оболочка. В настоящее время разработаны стандарты для волокна с низкими потерями (добавление примесей фтора) за счет изгибов: Волокно G.657А допустимый радиус изгиба 10 мм; Волокно G.657В допустимый радиус изгиба 7,5 мм. Для волокна G.652D допустимый радиус изгиба составляет 30 мм.

Оптические соединители Качественный волоконно-оптический разъёмный соединитель должен обеспечивать: Малые вносимые потери (не более 0,3 дБ); Высокие возвратные потери (не менее 50 дБ.); Высокую стабильность параметров соединения (изменение вносимых потерь менее 0,2 дБ); Хорошую повторяемость параметров соединения (порядка 500 раз). Оптические характеристики соединителя определяются полировкой торцов наконечников: РС, SPC, UPC, APC. Для достижения возвратных потерь не менее 50 дБ, следует использовать соединители с полировкой UPC ( 50 дБ) или APC ( 60 дБ).

Рис. Типы и технологии оптических соединителей

Оптические разветвители Требования к параметрам оптических разветвителей изложены в Рек. G.671. Требования к основным характеристикам разветвителей Параметры Требования к характеристикам Тип по технологии изготовления Планарные (PLC-planar-lightwave- circuit) Тип по рабочей полосе пропускания Двухоконные (мульти оконные) Тип по способу монтажа Оконцованные или неоконцованные Рабочие длины волн, нм Коэффициент разветвления 1:321:161:81:41:2 Максимальные вносимые потери, дБ17,514,410,77,23,5 Потери на неоднородность, дБ1,71,41,20,80,5 Возвратные потери, дБ50 Поляризационно-зависимые потери (PLD), дБ0,3 Направленность, дБ55 Потери в зависимости от длины волны, дБ0,3 Температурная нестабильность (-40 0 С…+85 0 С), дБ0,4 Температура эксплуатации, 0 С-40…+85

Рис. Внешний вид различных разветвителей (сплиттеров)

Рис. Современные муфты для оптической сети

Оптический кросс Оптические кроссы в сети предназначены для установки на сетевых узлах зданий АТС. Данные кроссы коммутируют линейные направления волоконно-оптических кабелей, приходящих от абонентов, на станционную сторону подключения к активному оборудованию. На АТС оптический кросс размещается в непосредственно близости от стоек с активным оборудованием.

Рис. Типовое устройство кросса

Рис. Современные кроссы высокой плотности

Оптические распределительные шкафы (ОРШ) являются оконечными устройствами магистральной оптической сети, в которых производиться ввод магистральных ВОК, разделка в кассетах сварных соединений на другие кабели, кроссировка кабелей распределительной сети. При необходимости, в ОРШ устанавливаются оптические разветвители (сплиттеры). Конструкция и исполнение ОРШ может быть двух типов: - настенный ОРШ (внутри подъездный) - ОРШ с установкой на фундаменте (уличный или внутри подъездный).

Рис. Современные ОРШ различных производителей

Рис. Типовое устройство ОРШ

Оптические распределительные коробки (ОРК) Оптические распределительные коробки, боксы (ОРК) входят в состав устройств распределительной оптической сети и являются коммутационными узлами между абонентскими подключениями и ОРШ магистральной сети. ОРК предусматриваются к установке на стенах в подъездах жилых домов или в монтажных нишах и разделяются на оконечные, проходные и с возможностью внутренней установки сплиттеров.

Рис. Современные ОРК различных производителей

Рис. Типовое устройство ОРК со сплиттером

Рис. Типовое устройство ОРК без сплиттера

Оптические абонентские розетки (ОРА) Оптические абонентские розетки предусматриваются к установке в квартире или в офисе у абонента непосредственно при вводе в помещение. Возможны решения, зависящие от поставщика активного оборудования и линейки клиентского оконечного оборудования: комплектация абонентских устройств без промежуточных оптических розеток.

Рис. Примеры некоторых типов оптических абонентских розеток

Опыт проектирования линейных сооружений оптической сети В представленных ниже материалах приведены основные направления, с которыми приходится сталкиваться специалистам (изыскателям, проектировщикам) при проектировании построения линейно-кабельных сооружений оптических сетей доступа. Исходные данные для проектирования оптической сети 1. Данные по районам или адресный список жилых домов для проникновения оптических сетей доступа, согласования с владельцами домов 2. Процент охвата абонентов сетью доступа в жилых домах. Необходимость охвата офисов, ведомственных предприятий, расположенных в жилых и отдельных зданиях. 3. Данные по оптическому бюджету затухания 4. Выбор схемы включения разветвителей (одноуровневая или каскадная), общего коэффициента ветвления разветвителей, выбор конкретных типов разветвителей и места их установки 5. Выбор конкретных производителей поставщиков активного оборудования и пассивных устройств и компонентов

Обследование на местности жилых домов На местности проводятся следующие изыскания: Уточнение характеристик дома: номер дома, этажность, количество подъездов и стороны входа в подъезды, количество квартир и служебных помещений. Уточнение распределения квартир по подъездам и этажам. Разработка эскизов этажных и межэтажных планов (с промерами), фотосъёмка. Определение количества существующих вертикальных трубопроводов (стояков) в одном подъезде. По возможности, обследование существующего состояния монтажных ниш и трубопроводов (фотосъёмка). Определение варианта решения по вертикальной проводке: по существующим трубопроводам или с помощью закладных пластиковых труб. Определение места установки оптических распределительных коробок (ОРК) со сплиттером (на 1 или 2 этаже/межэтажные) и этажных ОРК в каждом подъезде. Уточнение способа и возможности ввода в дом: через подвал, по чердаку или по внешней стене. Определение необходимости строительства кабельной канализации на вводе (при подземном вводе) или установки стоек на крыше (при воздушном вводе). По итогам обследования каждого жилого дома, рекомендуется составлять протоколы обследования жилых домов по форме, представленной на рис.

При выделении шкафных районов следует руководствоваться следующими основными положениями: Территория шкафного района должна быть по возможности компактной; Границами шкафных районов, как правило, должны быть естественные преграды реки, сады, бульвары, овраги, железные дороги, большие разрывы в застройке города и т.п.; В случае отсутствия естественных разрывов, границы шкафных районов, как правило, должны проходить по внутриквартальной территории; Широкие улицы с усовершенствованными дорожными покрытиями, автомагистрали и т.п. также могут быть границами шкафных районов; Число пересечений улиц распределительной сетью должно быть минимальным. Правила выделения шкафных районов

ОРШ по типам На основании анализа возможной загрузки шкафов и в соответствии с проработкой варианта шкафного построения магистральной сети и схем распределительной сети PON определена возможная максимальная загрузка ОРШ и, соответственно, наименование по типам: ОРШ малой ёмкости: ОРШ-М-ВОК32-64SC входной ВОК – до 32 ОВ, коммутационная панель на разъёма SC; ОРШ средней ёмкости: ОРШ-С-ВОК48-96SC входной ВОК – до 48 ОВ, коммутационная панель на 96 SC; ОРШ большой ёмкости: ОРШ-Б-ВОК96-292SC входной ВОК – до 96 ОВ, коммутационная панель на 292 SC. С разъёмами типа LC плотность ОРШ увеличивается или/и уменьшаются размеры ОРШ.

При использовании ОРШ уличных (на фундаменте) Преимущества: Устанавливаются на кабельной канализации рядом с существующими РШ Требуется малое количество ОРШ для большого числа абонентов Могут постепенно комплектоваться от ОРШ-М до ОРШ-С и ОРШ-Б Позволяют производить транзитное подключение магистральных кабелей (использование вместо муфт) Удобный доступ для обслуживания в любое время Позволяют оптимально определять и строить шкафные районы Экономят занятие каналов труб кабельной канализации Позволяют применять кольцевое резервирование за счет межшкафной передачи

Недостатки: Температурная нестабильность для оптических компонентов Требуются выполнение земляных работ и соответствующие согласования по установке шкафа

При использовании ОРШ внутриподъездных (настенных) Преимущества: Устанавливаются внутри подъездов на стене как обычная ОРК Температурная стабильность для оптических компонентов Удобно использовать в многоквартирном доме: 1 ОРШ = 1-2 дома Позволяют строить сеть без определения шкафных районов (по системе прямого питания) Не требуется выполнение земляных работ для установки ОРШ

Недостатки: Требуется значительно большее количество ОРШ, чем при установке уличных шкафов. Трудности с выбором места установки ОРШ в доме При установке ОРШ на несколько домов, прокладка транзитных кабелей по техническому помещению дома затруднена и ненадежна (по сравнению с кабельной канализацией) Количество вводимых кабелей и их емкость не позволяет гибко дооборудовать ОРШ Требуется большое количество свободных или частично занятых каналов труб кабельной канализации Практически невозможно осуществить кольцевое резервирование и применить межшкафную передачу

Правила установки ОРШ Место установки шкафа обуславливается направлениями магистрального (направление от АТС) и распределительных кабелей, а также конфигурацией территории шкафного района; Расположение ОРШ вначале района с небольшим сдвигом в направлении прокладки распределительных кабелей так, чтобы распределительные кабели, отходящие от ОРШ в сторону АТС не превышали бы 20-30% общей ёмкости ОРШ; По возможности, ОРШ устанавливают внутри помещений (подъездов).

Рис. Пример комплектующих ОРШ

Рис. Пример схемы устройства ОРШ

Проектирование распределительной сети В распределительную сеть входят: Участок сети от ОРШ до кабельного ввода в жилой дом схемы расположения распределительных участков сети; Каблирование и размещение распределительных устройств непосредственно в жилом доме схемы кабельных вводов сети; Вопросы проектирования распределительной сети касаются следующих положений: Выбор, прокладка и защита распределительного кабеля; Устройство ввода в жилой дом; Размещение оптических распределительных коробок (ОРК) в подъездах домов и их распределение по этажам; Размещение и включение разветвителей; Способы резервирования распределительной сети; Абонентская проводка.

Устройство ввода в жилой дом Вводы в жилой дом могут быть организованы тремя способами: Подземный ввод через подвальное помещение; Воздушный ввод через чердачное помещение; Подземный (воздушный) ввод на внешнюю стену здания.

Рис. Устройство кабельного ввода в жилой дом через подвальное помещение

Рис. Устройство кабельного ввода в здание по внешней стене

Рис. Устройство воздушного кабельного ввода в здание

Варианты распределительной оптической сети в многоквартирном жилом доме Вариант распределения отдельным кабелем на каждую ОРК

Вариант распределения способом вытягивания модулей из кабеля на этажах

Вариант распределения способом задувки волокна в микротрубки

Устройство распределительной сети в подъезде дома Рис. Устройство распределительной оптической сети на этажной и межэтажной площадках в подъезде жилого дома.

Рис. Устройство закладных труб и стыка с распределительной коробкой

Рис. Устройство ОРК в монтажной нише и организация распредсети в существующих скрытых каналах

Абонентская проводка в оптической сети доступа Абонентская проводка в оптической сети абонентского доступа это участок от этажной оптической распределительной коробки до оптической розетки, устанавливаемой у абонента в квартире. Прокладка кабеля абонентской проводки может быть организована тремя способами: С помощью оптических шнуров (или кабелем) с оконцеванием разъёмами непосредственно на месте. В этом случае у монтажника имеются специальные комплекты (чемоданчик) для разделки кабеля в разъемы в полевых условиях. Недостаток: не всегда удается достичь требуемого качества полировки (UPC) или стыка (механического соединения), требуется на каждое соединение больше времени, чем при других вариантах; С помощью оптических шнуров (или кабелем), подготовленных с двух сторон разъёмами с пигтейлами и выполнением соединения сваркой волокон. С учетом существующего на сегодняшний день отработанного, простого и доступного механизма выполнения сварки волокон (и с высоким качеством), такой способ является наиболее приемлемым и удобным. Недостаток: осуществляется «лишних» два сварных соединения, что незначительно снижает надежность сети и повышает затухание оптической линии; С помощью предварительно оконцованного с двух сторон разъёмами патчкордом или с одной стороны пигтейлом. Недостаток: требуется знать точно расстояние от ОРК до абонентской розетки и протягивание патчкордов в кабель-каналах (в гофрированных трубах) и отверстиях стены с разъёмами производить затруднительно.

Проведение измерений При монтаже и эксплуатации волоконно-оптических линий связи необходимо производить следующие измерения: Измерение затухания в оптических волокнах кабеля; Измерение уровня мощности оптического излучения на выходе передающего оптоэлектронного модуля или оптического волокна; Измерение коэффициента ошибок в цифровом линейном тракте на выходах оконечного и промежуточного оборудования линейного световодного тракта; Определение места повреждения и контроль стыковых соединений оптического кабеля.

Проблема эксплуатационных измерений в оптических сетях включает в себя не только диагностику ВОЛС под задачи развертывания оптической сети, но и следующие задачи эксплуатации: Диагностика качества услуг Интернет; Диагностика качества голосовых услуг VoIP; Диагностика качества услуг IPTV; Проверка работоспособности ВОЛС от сетевого узла до сплиттера и от сплиттера до оконечного устройства (розетки) клиента; Настройка локальной сети Ethernet пользователя.

Рекомендуемый комплекс необходимых приборов и инструмента для обслуживания оптической сети доступа представлен в таблице. Наименование прибора, инструмента Основное назначение Измерение уровня мощности излучения Компактный измеритель мощности Измерение мощности в комплекте с источником излучения Компактный источник излучения Источник излучения в комплекте с измерителем мощности Универсальный тестер Универсальный Анализатор PON Контроль Ethernet и оптоволокна, измерение ОРМ, контроль параметров PON, контроль качества услуг IPTV, VoIP, FTP, Web, тестирование ВЕR в NGN. Измерение затухания волокна, потерь в сростках, длину волокна, местоположение обрыва волокна Оптический рефлектометр Модуль оптического рефлектометра на длины волн 1310/1490/1550/ (9/125 µm). Модуль оптического мультиметра: измерения потерь в волокне, уровень обратных отражений ORL и длины волокна

Наименование прибора, инструмента Основное назначение Сварочное оборудование Автоматический сварочный аппарат Сварка волокна в полевых условиях Для ремонтных работ Комплект оптических телефонов Обеспечение связи по линии Визуальный локатор дефектов Обнаружение конкретного волокна в кабеле Детектор активного волокна Обнаружение «работающего» волокна в кабеле Инструменты Комплект инструмента кабельщика Комплект кабельщика спайщика Универсальный набор для разделки ВОДля терминирования оптического кабеля Набор д/соединения оптического кабеля Инструмент для механического соединения оптических волокон Принципы эксплуатации должны быть запланированы ещё до начала строительства сети.

Расчеты затухания оптической сети PON Расчеты затухания выполняются для оптической линии от подключения волокна на активном оборудовании (на передатчике) до самого удаленного абонента (на приемнике). В пассивной сети PON источниками потерь являются: Полное затухание в оптическом волокне: зависит от коэффициента затухания волокна на определенной длине волны и его длины. Полные потери в сростках (сварные соединения): зависят от потерь в каждом сростке и их общего количества. Полные потери в соединителях (разъёмные соединения): зависят от потерь в каждом соединителе и их общего количества. Потери в разветвителях волокон: зависят от коэффициента разветвления. Штрафные потери: потери на изгибах волокна при прокладке. Эксплуатационные потери: потери на дополнительных сростках и кабельных вставках при проведении ремонтных работ. Сумму всех потерь, возникающих на участке оптической сети, представляет энергетический бюджет затухания. Расчеты производят для каждого сетевого узла по самой удаленной оптической линии с учетом магистрального, распределительного участков сети, абонентской проводки и внутристанционных соединений со всеми пассивными устройствами в цепи соединения.

При расчетах учитываются следующие параметры вносимых в линию потерь: 1. Коэффициент затухания волокна (по Рек. G.652D) на длине волны 1310 нм 0,34 0,4 дб/км. 2. Неразъёмные соединения (сварные) 0,05 0,07 дБ. 3. Разъёмные соединения (коннекторы) 0,2 0,7 дБ. 4. Разветвители: 1:2 3,5 дБ; 1:4 7,2 дБ; 1:8 10,7 дБ; 1:16 14,4 дБ; 1:32 17,5 дБ. 4. Штрафные потери: потери на изгибах волокна при прокладке 1 дБ. 5. Эксплуатационный запас 3 дБ. Диапазон перекрываемого затухания приёмопередающего оборудования PON составляет 1528 дБ.

Шкаф уличный ШРО