диплом. Диплом. Введение Технология xpon
 Скачать 0.54 Mb.
|
|
Кабели для построения сетей PON Кабели и способы их прокладки Главным элементом оптических кабелей, безусловно, являются оптические волокна. Их обычно окрашивают специальным лаком (для идентификации волокон), а затем размещают в полимерных или металлических трубках – оптических модулях или укладывают в ленточную конструкцию. Оптические модули могут быть скручены вокруг центрального элемента с образованием оптического сердечника, на который при необходимости накладывают защитную броню. Последняя выполняется из стальной проволоки, гофрированной ленты, стеклопластиковых прутков или арамидных (высокопрочное углеродное волокно) нитей. Наконец, бронированный кабель заключают во внешнюю оболочку.  Рисунок 2.6 – Строение оптического кабеля Конструкции кабелей определяются, в первую очередь, условиями их прокладки и эксплуатации. Существует три основных метода прокладки кабелей: 1. Непосредственная прокладка кабеля в грунт, например, в траншею. Кабели, предназначенные для такой прокладки, должны иметь наиболее прочную броню, а также максимальную защиту от влаги и грызунов. 2. Прокладка по подземной кабельной канализации. Строительство кабельной канализации обходится дороже, чем прокладка кабеля непосредственно в грунт, но ее использование значительно упрощает добавление и удаление кабелей. Кроме того, в этом случае можно использовать более легкие кабели с меньшей степенью защиты. 3. Воздушная подвеска на столбах или вышках. Обычно этот метод используют в местах массовой застройки; он не требует использования тяжелой техники (которая необходима при подземной прокладке), а потому экономически более выгоден. Оптический кабель может быть подвешен на несущий трос; также может быть использован самонесущий оптический кабель. Прокладка волокна методом задувки В последнее время повышенный интерес вызывают альтернативные технологии прокладки волоконно-оптических кабелей, в том числе методом вдувания. Идея подобных систем проста: на этапе строительства инфраструктуры в защитные трубки (ducts) прокладываются недорогие микротрубки (microducts), а затем по мере необходимости в них задувается оптическое волокно нужного типа. Преимущества подобных систем понятны: при относительно небольших начальных инвестициях (не надо сразу прокладывать все кабели) оператор получает инфраструктуру, которая позволяет добавлять кабели тогда, когда это необходимо, столько, сколько необходимо, и с такими характеристиками, которые необходимы. Системы на основе микротрубок можно использовать как на магистрали, так и для внутридомовой разводки. В решении, используются защитные трубки диаметром от 16 до 63 мм. Микротрубки выпускаются четырех основных размеров: 4, 7, 10 и 12 мм. В 4мм микротрубку может быть уложено до 6 волокон, в 12-мм – 144 волокна. Внутренняя поверхность микротрубок обработана специальным образом, чтобы снизить трение при задувке волокон. Задувка новых волокон в системах на основе микротрубок осуществляется довольно просто с помощью сжатого воздуха. При использовании подобных систем в высотных зданиях в стояке прокладывается гибкая трубка с предварительно инсталлированными микротрубками. На каждом этаже нужное число микротрубок отводится с помощью специальных Y-образных коннекторов. При появлении нового абонента волокно вдувается до его квартиры или офиса из центральной точки. Систему, можно использовать в 20-этажном здании высотой до 75 м. Пассивные оптические элементы 2.4.1 Оптический кросс высокой плотности (ODF). ODF входит в состав станционного участка PON. ODF должен обладать следующими возможностями: – обеспечение свободного доступа к любому из оптических портов и возможность оперативного выполнения кроссировочных работ; – наращивание емкости кросса в процессе эксплуатации; – обеспечение оперативного производства монтажа, инсталляции и коммутации оптического волокна; – система укладки оптического волокна и патч-кордов, гарантирующая соблюдение требований к геометрии изгиба оптического волокна; – конструктивно поддерживать установку сплиттеров непосредственно в ODF; – занимать минимальную площадь. 2.4.2 Оптический распределительный шкаф (ОРШ), подъездная сплиттерная коробка и оптическая стойка распределительная (ОСР) ОРШ – оконечное кабельное устройство, предназначенное для размещения сплиттеров и включения оптоволоконных кабелей магистральных и распределительных сетей. В ОРШ централизованно размещаются группы сплиттеров, разветвляющие одно магистральное оптическое волокно на 16 или 32 оптического волокна распределительного кабеля, реже – на 64. Главная функция ОРШ – это переход от длинного магистрального участка к короткому распределительному участку со сменой типов волоконно-оптических кабелей (ВОК) и одновременным значительным увеличением емкости оптического волокна, доступного к подключению абонентов. В ОРШ также производится коммутация оптических волокон, их оптимизация, измерение магистрали до АТС и диагностика абонентских подключений. ОРШ монтируется внутри здания или на улице (при обслуживании группы зданий). Следует использовать не более трех типоразмеров ОРШ для внутренней установки: малый ОРШ на 100 – 150 абонентских окончаний, средний ОРШ на 250 – 300 и большой ОРШ до 500 абонентских окончаний. ОРШ имеет разное конструктивное исполнение: для установки и подвески внутри помещений или для установки снаружи. Конструкция ОРШ для схемы с единым узлом распределения должна допускать возможность ветвления одного магистрального оптического волокна на 64 абонента при дальнейшем увеличении процента проникновения услуг в соответствии с рисунком 2.7. Для установки в подъездах малоэтажных зданий используется подъездная сплиттерная оптическая коробка (ОРШ малой емкости) – схема с узлами распределения в каждом подъезде. Подъездные сплиттерные оптические коробки, как правило, рассчитаны на размещение одного сплиттера. ОРШ уличного размещения должны иметь герметизацию и защиту от внешних воздействий класса не ниже IP 55. При проектировании ОРШ наружной установки необходимо учитывать возможность дальнейшей модернизации (расширения) сети при генеральном плане строительства и использовать ОРШ модульной конструкции, которая позволяет наращивать емкость без установки дополнительных дорогостоящих конструкций. Для организации схемы с узлами распределения к группе домов в частном секторе может использоваться оптическая стойка распределительная (ОРШ малой емкости) наружной установки. ОСР, как правило, рассчитана на размещение одного – двух сплиттеров. Корпус ОСР должен быть ударопрочным и изготовленным из металла или стеклопластика и также иметь герметизацию и защиту от внешних воздействий класса не ниже IP 55.  Рисунок 2.7– Конструкция оптического распределительного шкафа Распределительные блоки устанавливаются на границе между магистральным и распределительным участком сети PON. В сети, построенной по централизованной архитектуре, такой блок обычно представляет собой уличный шкаф с оборудованием, обеспечивающим обслуживание сотен портов. В сетях с каскадной архитектурой такой блок вполне может быть выполнен в коробке меньшего размера или вообще в муфте, установленной под землей или на столбе. На рисунке представлена типичная схема подключений в распределительном блоке. В этом примере на магистрали используется модульный кабель, состоящий из нескольких пучков волокон (модулей), каждый из которых имеет собственную изоляцию и свободно располагается внутри кабеля. В месте установки распределительного блока в магистральном кабеле делается надрез, из него извлекается один модуль, волокна которого подключаются к сплиттерам (в данном случае показаны три сплиттера). С выхода сплиттеров волокна через зону коммутации подключаются к волокнам распределительного кабеля. В случае централизованной архитектуры эти волокна, соединяясь с волокнами абонентских кабелей в отводном терминале, без какого-либо дополнительного деления приходят к портам устройств ONT. В каскадной схеме в отводном терминале тоже устанавливаются сплиттеры, которые делят сигнал еще один раз. Конструкция распределительного шкафа в сети с централизованной архитектурой должна гарантировать удобный доступ к соединениям для их проверки, тестирования сети, реализации разного рода изменений и дополнения (например, при подключении новых абонентов). При использовании же каскадной схемы муфта, на базе которой реализуется распределительный блок, может быть герметично закрыта и убрана под землю. В этом случае повторный доступ к установленным в ней элементам потребуется лишь в случае их повреждения или при необходимости подключения нового кабеля. Муфты делятся на тупиковые (ввод оптического кабеля производится с одной стороны корпуса) и проходные (вводы кабеля – с разных сторон корпуса), кроме того, имеются универсальные конструкции, которые можно использовать в качестве и тупиковой муфты, и проходной. Как правило, муфты изготавливаются для ввода не менее трех кабелей, что позволяет использовать их и для простого соединения двух кабелей, и для организации разветвлений. Запасы длин волокон, а также их сростки размещаются в специальных кассетах, гарантирующих заданный радиус укладки. Конструкции многих муфт предусматривают размещение не только сварных сростков, но и механических соединителей, и стандартных разъемных соединителей (разъемов). Герметизация вводов оптического кабеля в муфту может обеспечиваться термоусаживаемыми трубками, специальными герметиками (гелями) и иными способами. 2.4.3 Оптическая распределительная коробка (ОРК) и оптический ящик кабельный распределительный (ОЯКР) ОРК используется для подключения квартиры абонента к вертикальному распределительному участку здания на этаже с применением оптических разъемов. Как правило, ОРК разных производителей имеют емкость от 4 до 16 абонентских подключений. Применение ОРК меньшей емкости приводит к значительному удорожанию проекта в целом, увеличивая их общее количество и стоимость монтажа. При проектировании распределительного участка любого здания с применением ОРК, необходимо придерживаться следующего правила – одна коробка для нескольких этажей здания. При большом (9 и более) количестве квартир на этаже допускается вариант размещения одной ОРК на этаж. При этом следует руководствоваться принципом максимально возможного задействования емкости ОРК. ОЯКР (ОКР уличного исполнения) используется для подключения дома абонента ВОК-1 абонентской разводки к ВОК распределительного участка частного сектора с применением оптических разъёмных (адаптеров) или неразъёмных (сварных) соединений. Корпус ОЯКР должен быть ударопрочным и изготовленным из металла или стеклопластика и также иметь герметизацию и защиту от внешних воздействий класса не ниже IP 55. 2.4.4 Ответвитель этажный (ОЭ) и протяжная коробка (ПК) Ответвитель этажный предназначен для ответвления из межэтажного ВОК волокон, обслуживающих этаж, фиксации межэтажного ВОК и транспортных трубок, защиты места ответвления. Ответвитель этажный используется совместно с межэтажными ВОК с сердечником свободного доступа. Ответвитель этажный имеет компактные размеры, может устанавливаться непосредственно в стояках, этажных шкафах, нишах и тому подобное. Типовая структура ОЭ представлена на рисунке 2.8.  1 – межэтажный ВОК; 2 – транспортная трубка; 3 – корпус этажного ответвителя; 4 – ОВ, отводимое к абоненту. Рисунок 2.8 – Конструкция этажного ответвителя Протяжная коробка предназначена для ответвления (промежуточных поворотов) межэтажных ВОК-1, укладки запасов ВОК-1 и защиты места соединения защитных вертикальных межэтажных коробов / труб с горизонтальными кабель каналами. ПК расположены при переходах ВОК-1 с вертикального способа прокладки к горизонтальному способу. В ПК на задней стенке рекомендуется устанавливать специальные органайзеры для выкладки запасов ВОК-1, возможных при организации подключения абонентов при помощи патч-кордов. Корпус основания и крышка ПК могут быть изготовлены из металла или ПВХ материалов. ПК должны иметь отверстия для ввода/вывода межэтажных труб и этажных кабельных каналов. 2.4.5 Оптическая абонентская розетка (ОРА) Оптическая абонентская розетка предназначена для установки в квартире абонента. Конструкция ОРА предусматривает возможность выкладки запаса ОВ. Оконцевание входящего ОВ возможно производить с помощью сварки, установки механического соединителя либо с использованием не полируемого оптического коннектора. Таким образом, возможны комплектации ОРА с адаптером, с адаптером и пигтейлом, с адаптером и не полируемым коннектором. Конструкция ОРА должна предусматривать, как правило, возможность подключения нескольких ОВ абонентского участка. 2.4.6 Оптические разветвители (ОР) Оптические разветвители (сплиттеры) – обеспечивают деление оптического сигнала. OP подразделяются по: – числу входных и выходных портов; – коэффициенту деления оптической мощности; – рабочей длине волны; – классу качества; – технологии производства. OP делятся по числу входных и выходных портов на: – OP, имеющие один вход и несколько выходов (1×N); – двух входные OP (2×N). Количество выходных портов может варьироваться от 2 до 64. Как правило, двухвходные OP используются для резервирования по оборудованию. Распределение оптической мощности (коэффициент деления) по отводам (выходам) OP бывает: – равномерное (например, делитель на четыре имеет по 25 % мощности на каждом отводе); – неравномерное. Примечание – Как правило, на PON для многоэтажной застройки используются OP с равномерным делением сигнала (1×2, 1×4, 1×8, 1×16, 1×32, 1×64). Это позволяет унифицировать строительство сети, сократить затраты на производство оборудования и уменьшить логистические затраты. Для неравномерных OP шаг коэффициента деления (разницы в выходной мощности) обычно составляет 5 %. Коэффициенты деления R и вносимые потери IL разветвителей 1×2 и 1×3 представлены в таблице 2.2 Таблица 2.2 - Коэффициенты деления R и вносимые потери IL разветвителей 1×2 и 1×3.
По параметрам рабочей длины волны ОР подразделяются на: – однооконные (λ=1310 нм или 1550 нм); – двухоконные (λ=1310 нм и 1550 нм); – трёхоконные (λ=1310 нм, 1490 нм и 1550 нм); – широкополосные (λ=1310 нм ÷ 1620 нм). Оптические разветвители по классу качества делятся на классы А и Б. В таблице 2.3 приведены сравнительные характеристики ОР 1х2 с коэффициентом деления 50/50 двух классов качества и допуски для ОР 1хN. Таблица 2.3 – сравнительные характеристики ОР 1х2 с коэффициентом деления 50/50 двух классов качества и допуски для ОР 1хN.
По способу производства ОР делятся на: – Сплавные FTB (fused biconic taper) – выполненные по сплавной технологии. – Планарные PLC (planar-lightwave-circuit) – выполненные по полупроводниковой технологии. Сравнительные характеристики сплавных и планарных ОР приведены в таблице 2.4. Таблица 2.4 – Сравнительные характеристики сплавных и планарных ОР
Типовые значения затухания для сплавных и планарных ОР приведены в таблице 2.5. (Значения для сплавных ОР приведены для класса Б). Таблица 2.5 – Типовые значения затухания для сплавных и планарных ОР
Продолжение таблицы 2.5.
При строительстве новых сетей следует использовать планарные типы ОР, если число выходных портов ОР больше, чем четыре. 2.4.7 Разъемные соединения На всем сегменте PON необходимо использовать однотипные разъемные соединения – коннекторы, что упрощает комплектацию объектов и подготовку обслуживающего персонала, сокращает ассортимент ЗИП. Рекомендуемый тип всех разъемов на PON – SC/APC. Это пластиковый разъем с угловой полировкой ОВ, имеющий зеленую маркировку корпуса. Такой коннектор наиболее полно обеспечивает требуемые параметры сигнала, такие как минимальные обратные отражения, что предотвращает преждевременный выход из строя станционных лазеров, передачу сигнала аналогового телевидения, и имеет широкие окна прозрачности для возможно более широковолнового сигнала в будущем. Типичный гарантированный температурный диапазон разъемного соединения SC/APC – от минус 40 ºС до плюс 70 ºС. Основное отличие коннекторов типа SC/UPC и SC/APC представлено на рисунке 2.9:  а) Коннектор типа SC/UPC;  б) Коннектор типа SC/APC; Рисунок 2.9. – Коннекторы SC/UPC и SC/APC Соединение разнотипных коннекторов недопустимо, так как в месте контакта UPC-APC образуется воздушный зазор, который ведет к потерям от 3,5 дБ. Такое соединение чревато и повреждением торцов обоих ОВ. В некоторых случаях, при вынужденной экономии мест под размещение больших кроссовых массивов в АТС, допускается применение малогабаритных коннекторов типа LC/АPC. Разъем LC имеет размеры примерно в два раза меньшие, чем SC, диаметр наконечника составляет 1,25 мм. Это позволяет реализовать большую плотность при установке на коммутационной панели. Разъем фиксируется с помощью прижимного механизма, исключающего случайное разъединение. Применение коннекторов типа LC/APC для патч-панелей ОРШ внутри зданий допускается только в отдельных случаях, когда собственником здания предъявляются жесткие требования к минимальным габаритам ОРШ, и где ОРШ располагается в легко доступном месте с удобной организацией работ. В ООКУ уличного исполнения следует применять коннекторы типа FC/APC или Е2000/APC, обеспечивающие стабильность соединения, при часто изменяющихся характеристиках окружающей среды, и предотвращение попадания пыли на плоскость (торец ферула) оптического контакта. Применение в ООКУ уличного исполнения коннекторов иных типов не допускается. При оконцевании ОВ на распределительном и абонентском участках следует применять не полируемые коннекторы NPC SC/APC. 2.4.8 Неразъемные соединения ОВ могут соединяться между собой сварным или механическим способом. Для механического соединения ОВ используется специальное устройство – сплайс (splice), схематичная конструкция которого изображена на рисунке 2.10:  а) корпус; б) крышка; в) три направляющие; г) концы ОВ; д) иммерсионный гель. Рисунок 2.10 – Конструкция сплайса для механического соединения оптических волокон Сплайс состоит из корпуса, в который через специальные каналы и направляющие вводятся сколотые концы ОВ. Направляющие служат для прецизионной стыковки торцов в камере, заполненной иммерсионным гелем, необходимым для сведения к минимуму переходного затухания и герметичности соединения. Показатель преломления геля близок к показателю сердцевины ОВ, что позволяет свести к минимуму обратное отражение. Сверху корпус закрывается крышкой. Согласно требованиям, вносимые потери в сплайсе составляют меньше или равно 0,5 дБ (среднее значение вносимых потерь в сплайсах различных производителей - 0,1 дБ). Все механические неразъемные соединения на сети должны быть выполнены под угловую полировку волокна APC. 2.4.9 Оптические сплиттерные распределительные муфты Оптические сплиттерные распределительные муфты (сплиттерные муфты) - универсальные кабельные устройства предназначены для монтажа ВОК, размещения сплиттеров и обеспечения защиты мест сращивания ОВ и разветвления ВОК от внешних воздействующих факторов. Конструкция оптической сплиттерной распределительной муфты для монтажа ВОК наружной прокладки, проектируемой и устанавливаемой в составе линейного участка, строящегося к домам частной застройки должна быть: – с классом защиты IP68 (для кабельной канализации и грунта) и IP55 (для установки на опорах); – укомплектована сплайс-кассетами, сплиттерами и оптическими разъемами (адаптерами) в количестве, определенной проектной документацией; – устойчивой: а) к статическому гидравлическому давлению 60 кПа (0,6 кгс/см²) в течение всего срока службы (для кабельной канализации и грунта); б) к воздействию удара не менее 10 Дж; в) к воздействию осевого растягивающего усилия не менее 100 Н (на открытом воздухе) и 450Н (для кабельной канализации), и значением 20 % от допустимого растягивающего усилия кабеля для прокладки в грунт; г) к осевому кручению введенного в нее кабеля на угол не менее 90°; д) к воздействию и циклическому изменению температур в диапазоне от минус 40°С до 50 °С (для кабельной канализации и грунта) и от минус 60 °С до 70 °С (на открытом воздухе); е) к воздействию инея, росы, дождя, пыли, солнечного излучения (на открытом воздухе); ж) к вымораживанию в лед и оттаиванию (для кабельной канализации и грунта); – компактной, простой в монтаже с возможностью легкого многократного доступа внутрь к кассетам – совместима с любыми типами ВОК (с одной/двумя оболочками, с одним/двумя силовыми элементами, бронированный и т.д.); – приспособлена: а) для укладки запасов, как длин ОВ величиной не менее 1,2 м с каждой стороны, так и транзитного волокна с радиусом изгиба ОВ не менее 30 см; б) для обеспечения надежной фиксации гильз КДЗС; – рассчитана на ввод и вывод соответствующих кабелей в количестве, определенной проектной документацией. В случае ввода в муфту бронированных кабелей в ней должны быть предусмотрены шпильки заземления и комплект проводников заземления Специальные оптические распределительные муфты, предназначенные для установки в затопляемых местах должны иметь на корпусе клапан под насос для возможности подачи и контроля воздуха в муфте. Специальные оптические распределительные муфты (коробки), подвешиваемые на опорах должны иметь конструктивно защиту от несанкционированного доступа и вандализма. Дополнительно муфта может быть оборудована специальной защитой от воздействия ультрафиолетового излучения и/или пуленепробиваемым кожухом. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||