Дослідження мереж доступу за технологією FTTB для надання пакету послуг IPTV

 

 

 

 

 

 

 

Курсова робота

 

 

з курсунові інформаційні технології на тему:

 

«Дослідження  мереж доступу за технологією FTTB для надання пакету послуг IPTV»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Київ 2012

 

ЗМІСТ

Вступ	3
Аналіз  технології  FTTx	4
Архітектуратехнології	4
Типипасивнихоптичних мереж	8
Доступні сервіси	9
Порівняння різних технологій доступу	10
Визначення  потреб  клієнта	13
Схема  надання  послуги	14
Схема  покриттяжитлового  комплексу	15
Карта  покриттяжитлового  комплексу	16
Вартість  проекту	17
Вартість обладнання	17
Розрахунок вартості та кількості обладнання на вузлі агрегації, вузлах доступу та в помешканнях	17
Розрахунок обладнання на ділянці від АТС до будинків	18
Розрахунок кількості і довжини кабелів, необхідних для створення мережі	19
Вартість послуг на монтаж та прокладку волоконно-оптичного кабелю	21
Загальна ціна на будівництво мережі	21
Експлуатаційні витрати	21
Обчислення  тарифного  плану	24
Білінг	25
Висновки	27
Перелік посилань	28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

 

Розробляння одномодового оптичного  волокна з його практично необмеженою  пропускною здатністю, відкрила двері  для масового впровадження магістральних  та міських волоконно-оптичних мереж  типу точка-точка. Використання волоконно-оптичного  кабелю замість мідного кабелю дозволило  суттєво зменшити вартість обладнання та експлуатації і значно збільшило  якість обслуговування (QoS). В даний  час багато корпоративних клієнтів мають доступ до послуг, що надаються  волоконно-оптичними мережами типу точка-точка.

Незважаючи на свої переваги волоконно-оптичні кабелі не використовуються широко на «останній милі», тобто  на ділянці мережі від центрального вузла (СО – centraloffice) до абонента. Через те, що ця ділянка мережі зазвичай мідна, клієнти житлового сектора та малий бізнес обмежені можливостями цифрових абонентських ліній (XDSL) і гібридними волоконно-коаксіальними лініями (HFC). Їх основна альтернатива,– бездротова передача даних прямого мовлення (DBS) – вимагає наявності антени і приймача. Тому застосовувані в даний час технології мають такі недоліки:

• мають обмежену пропускну здатність, в той час як спостерігається вибуховий попит на зростання пропускної здатності та інші високошвидкісні послуги;
• використовують різні середовища та обладнання, які вимагають постійного обслуговування;
• не дозволяють провайдеру надавати одночасно голос, відео, дані та інші високошвидкісні інтерактивні послуги абонентам житлового сектора економічно вигідним способом.

Хоча волоконно-оптичні  кабелі позбавлені всіх цих обмежень, є одна перешкода, яка заважає  надати волоконно-оптичні послуги  безпосередньо в житловий сектор і до малого бізнесу – це висока вартість підключення кожного абонента до СО. Така величезна кількість  з’єднань типу точка-точка вимагало б великої кількості активних компонентів, волоконно-оптичних кабелів  і тим самим мало б надмірну вартість будівництва і експлуатації.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЇFTTx

 

1. Архітектура технології

Архітектура FTTx (волокно-в-будинок, волокно-в-офіс і т.д.) пропонує привабливе рішення цих проблем. За допомогою FTTx, пасивні оптичні мережі (PON) дозволяють декільком абонентам спільно  використовувати одне підключення, без застосування активних компонентів (тобто компонентів, які створюють  або перетворюють випромінювання за допомогою опто-електро-оптичних перетворень).

Основне (живлюче) волокно  розташовується між оптичним лінійним терміналом (OLT), розташованим на центральному вузлі (СО) і волоконно-розподільчимхабом (FDH), розташованим поблизу від групи  абонентів. У цій точці використовується пасивний розгалужувач  для підключення  до 32 абонентів до одного основного  волокна. Далі кожне абонентське  приміщення забезпечується оптичними  мережевими терміналами (ОNT), які підключається  до гілок розгалужувача. Така архітектура (точка-багато точок) значно зменшує  вартість будівництва, управління та експлуатації.

OLT забезпечує передачу  голосу і даних (прямий потік)  на довжині хвилі 1490 нм, ONT забезпечує  зворотний потік на довжині  хвилі 1310, що дозволяє здійснювати  передачу в обох напрямках  по одному волокну без взаємного  впливу сигналів.

Додатково OLT може бути підключений  до хвильового мультиплексора (WDM) для  спільної передачі відеосигналу з голосом  і даними (послуга три-в-одному) по одному волокну. Передача відеосигналу відбувається тільки в одному напрямку (прямий потік) і зазвичай на довжині  хвилі 1550 нм.

В залежності від вимог  замовника може бути реалізована  різна пропускна здатність. На даний  момент заплановані наступні типові симетричні або асиметричні швидкості 155 МБ/с, 622 МБ/с, 1 ГБ/с і 2,5 ГБ/с. Обраний  протокол базується на режимі асинхронної  передачі (ATM) і називається АТМ-PON. Також можливе застосування інших  протоколів, включаючи Ethernet (EPON).

 

Рис.1.1 Передача послуг «три-в-одному»  по пасивній оптичній мережі

з високою пропускною здатністю

 

Існує багато варіацій архітектури FTTx. Серед них такі як:

• Fiber-to-the-Cabinet (FTTCab) – волокно в розподільчу шафу;
• Fiber-to-the-Curb (FTTC) – волокно в колодязь, розподільчу вуличну тумбу, шафу і т.і.;
• Fiber-to-the-Home (FTTH) – волокно в дім;
• Fiber-to-the-Premises (FTTP) – волокно в приміщення;
• Fiber-to-the-Office (FTTO) – волокно в офіс;
• Fiber-to-the-User (FTTU) – волокно до користувача.

 

Рис.1.2 Типова мережа FTTx

 

Окремо потрібно відзначити концепцію FTTB (FiberToTheBuilding) - організація  розподільчої мережі всередині будівлі.

 

Рис.1.3 Концепція FTTB

 

При використанні варіанту FTTB оптичне волокно заводиться в  будинок, як правило, на цокольний поверх або на горище (що більш економічно ефективно) і підключається до пристрою ONU (OpticalNetworkUnit). На стороні оператора  зв'язку встановлюється термінал оптичної лінії OLT (термінал оптичної лінії). OLT є  первинним пристроєм і визначає параметри обміну трафіку (наприклад, інтервали часу прийому/передачі сигналу) з абонентськими пристроями ONU (або  ОNТ, в разі FTTH).

Подальший розподіл мережі по будинку відбувається по «крученій  парі».

Цей підхід доцільно застосовувати  в разі розгортання мережі в багатоквартирних будинках і бізнес-центрах середнього класу. При використанні концепції FTTB немає необхідності прокладати дорогий  оптичний кабель з великою кількістю  волокон, як при використанні FTTH.

 

 

 

 

 

 

 

Приблизна схема використання технології FTTB+VDSL2+Wi-Fi:

Рис.1.4

 

Інтерес до FTTx збільшився експоненціально:

• Малий бізнес і абоненти житлового сектора вимагають велику пропускну здатність і більшу кількість послуг.
• FTTx має велику пропускну здатність оптичного волокна та пропонує велику різноманіття послуг (передачу даних, телефонію, відео) за помірну плату, через те що велика кількість кінцевих користувачів спільно використовують пропускну здатність одного волокна, і тому що все польове обладнання є пасивним.
• Нові стандарти, які були встановлені ITU та інститутом інженерів електротехніки й електроніки (IEEE) значно поліпшили уніфікованість, ємність, живучість, безпеку і гнучкість PON, відкрили можливість широкомасштабної економії і різкого зниження вартості, які неможливо було уявити до цього.
• Тепер FTTx пропонується багатьма типами операторів:

• традиційними операторами місцевого зв'язку (ILЕС) і регіональними операторами Белл;
• сільськими операторами зв'язку (RLEC);
• компаніями, що надають комунальні послуги;
• муніципалітетами і т.д.

Крім того, багато країн  Азії (Китай, Японія, Корея, Сінгапур і  Тайвань), а також Європа в даний  час тестують або впроваджують мережі PON, а комітет 802.3ah Інституту Інженерів  Електротехніки і Електроніки (IEEE) виробляє стандарти для пасивних оптичних мереж на основі Ethernet (EPON).

 

2. Типи пасивних оптичних мереж

Як показано в табл.1.1, під час використання PON можна  використовувати декілька технологій.

 

Табл.1.1 Характеристики технологій PON

Характеристики	APON/BPON	EPON	GPON
Стандарт	ITU-T G.981.x	IEEE 802.3ah	ITU-T G.984.x
Швидкість передачі (прямий/зворотний  потік), Мбіт/с	155 / 155 622 / 155 622 / 622	1000 / 1000	1244 / 155,622,1244 2488 / 622,1244,2048
Базовий протокол	ATM	Ethernet	SDH
Лінійний код	NRZ	8B/10B	NRZ
Максимальний радіус мережі (ONT-OLT), км	20	20	20
Максимальна кількість абонентських вузлів на одне волокно	32	16	64
Додатки	будь-які	ІР, дані	будь-які
Корекція помилок FEC (ForwardErrorCorrection)	передбачена	-	передбачена
Довжини хвиль прямого/зворотного потоку, нм	1550 / 1310 (1480 / 1310)	1550 / 1310 (1310 / 1310)	1550 / 1310 (1480 / 1310)
Захист даних	шифрування відкритими ключами	-	шифрування відкритими ключами
Оцінка підтримки голосових  додатків і QoS	висока	низька	висока

3. Доступні сервіси

 

Рис.1.5 Довжини хвиль і  сервіси в FTTx мережі

 

У табл.1.2 наведені можливі  сервіси, які можуть бути забезпечені  за допомогою PON.

 

Табл.1.2 Послуги, доступні по PON

Послуги
Дані:	Високошвидкісний Інтернет Дані корпоративних користувачів Приватні лінії FrameRelay З'єднання ATM Інтерактивні ігри Системи безпеки і моніторингу Майбутні сервіси
POTS (PlainOrdinaryTelephoneSet):	Одна або кілька телефонних ліній
Відео:	Цифрове і Аналогове широкомовне відео Телебачення високої чіткості (HDTV) Відео-за-запитом (VOD) Інтерактивне ТБ / Платне ТБ

 

 

 

 

 

 

 

4. Порівняння різних технологій доступу

Рис.1.6 Узагальнена схема поширених технологій доступу

 

Табл.1.3 Характеристики поширених  технологій широкосмугового доступу

Технологія	Пропускна здатність (до/від абонента)	Максимальна протяжність	Індекс капітальних затрат (чим менше –  тим краще)	Додаткове проміжне обладнання	Індекс екологічності (чим менше –  тим краще)
ADSL2+	24 Мбіт/с/ 1,4Мбіт/с	2,4 км (кручена пара)	1	-	5
VDSL2	100 Мбіт/с/ 50 Мбіт/с	0,8 км (кручена пара)	2	-	6
GPON	2,4 Гбіт/с/ 1,25 Гбіт/с (100Мбіт/с/ 50 Мбіт/с на кожен з 24 вузлів)	20 км (ОВ)+(спліттер)	12	спліттер	1
P2P/AE	1 Гбіт/с/ 1 Гбіт/с	80 км (ОВ)	15	-	2