Система кабельного ТВ для микрорайона

СОДЕРЖАНИЕ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ КТВ 6
1.1 Параметры кабельных домовых распределительных сетей 6
1.2 Стандарт вещания 11
1.3 Обзор технологий доступа FTTx 13
2 АНАЛИЗ СИТУАЦИОННОГО ПЛАНА 19
2.1 Техническое задание на проектирование 19
2.2 Информация об объекте 19
2.3 Разработка схемы проектируемой сети оптического доступа 21
3 ПОСТРОЕНИЕ СЕТИ МИКРОРАЙОНА 25
3.1 Расчет параметров оборудования уровня доступа 25
3.2 Расчет каналов связи 30
3.3 Выбор оборудования 32
3.4 Выбор кабелей связи 43
3.5 Выбор активного головного оборудования ДРС 46
4 РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПОНЕНТОВ СЕТИ 51
4.1 Станционный участок 51
4.2 Магистральный участок 54
4.3 Распределительный участок 57
4.4 Разработка схемы домовой распределительной сети 58
4.5 Разработка схемы расположения оборудования в шкафу 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 65
Приложение А. Маркировка кабеля в соответствии с ГОСТ 68
Приложение Б. Содержание паспорта на кабель 69
Приложение В. Оптические шнуры, соединители FiberPLUS® 70

1.1 Параметры кабельных домовых распределительных сетей

В соответствии с ГОСТ Р 52023-2003 распределительной сетью должно обеспечиваться подключение сети низшего порядка к сети более высокого ранга.
Кабельная распределительная сеть выполняется оптическими или коаксиальными кабелями, у которых параметры устанавливаются в соответствующих технических условиях на эти материалы.
Головная станция КРС и линейные элементы сети, выполненной коаксиальным кабелем, должны иметь несимметричные выходы и входы с номинальным сопротивлением RHOM = 75 Ом.
Активные и пассивные элементы выполненной коаксиальным кабелем линейной сети в зависимости от затухания несогласованности, подразделяют на три категории.
...

1.2 Стандарт вещания

DVB-S2 стандарт вещания цифрового телевидения, разработанный международным консорциумом, группой DVB-Project, и ратифицированный ETSI (EN 302307). Им предусматривается усовершенствование DVB S и ввод цифрового сбора новостей (Digital-Satellite News-Gathering), применяемыми мобильными терминалами для передачи аудио и видео данных с любой точки мира домой на телевизионную станцию.
Данный стандарт предназначен для ТВ-вещания как стандартного разрешения, так и HD (высокой чёткости). В него включаются интерактивные сервисы, в том числе с доступом в интернет (Internet-access) и передача контента. Используется мощная схема кодирования, имеющая специализированную структуру, известную как Irregular-Repeat Accumulate.
Ещё одно отличие – улучшенная амплитудная и фазовая модуляция и специальный транспортный поток для передачи IP пакетов, включающий потоки аудио и видео MPEG4.

Рисунок 1.
...

1.3 Обзор технологий доступа FTTx

Группа технологий FТТx (англ. Fibеr To The Х – оптическое волокно до точки X) – этот термин является общим для телекоммуникационных сетей, в которых от узлов связи до определенных точек Х подводятся волоконно-оптические кабели.
С точки зрения модели OSI это только физический уровень, тем не менее, данное понятие фактически охватывает и большее число технологий сетевого и канального уровней.
Они предназначены также для совместного использования с хDSL и VDSL, что позволяет использовать более эффективно пропускную способность медно-кабельных линий связи благодаря сокращению их протяженности.
Есть несколько вариантов реализации FТТx, из них можно выделить основные:
-       FТТH - Fibеr To The Home (волокно до квартиры);
-       FТТB - Fibеr To The Building (волокно до здания).
...

2.2 Информация об объекте

Многоуровневый жилой дом в микрорайоне Орбита, на пересечении улиц Лыткина и Петрозаводской. Самый крупный реализованный проект по количеству квартир в одном доме.
Конструктивная схема здания – здание с поперечными и продольными, несущими и самонесущими стенами. Перегородки межкомнатные толщиной 80 мм запроектированы из пазогребневых гипсовых плит, межквартирные – из двух аналогичных слоев с укладкой между ними звукоизоляционных и минераловатных плит.
Комплекс имеет следующие технико-экономические показатели:
• площадь земельного участка – 84985,0 кв. м;
• площадь застройки – 8928,0 кв.м, в том числе: жилой дом со встроенными помещениями – 2933 кв. м, автостоянка – 5995,0 кв. м;
• площадь помещений общественного назначения – 2041,65 кв. м;
• количество квартир – 475 шт.;
• этажность – 18 (включая технический чердак, подвал).
Относительно ближайшего телекоммуникационного узла АО «Ростелеком», расположенного по адресу: ул.
...

2.3 Разработка схемы проектируемой сети оптического доступа
Принципы технической политики развития и построения сетей абонентского доступа по технологии FТТВ заключаются в следующем:
• выработка единых подходов к построению сетей абонентского доступа по технологии FТТВ;
• оптимальное использование финансовых средств при строительстве сетей абонентского доступа по технологии FТТВ;
• применение однотипного оборудования;
• использование единых схем построения сетей по технологии FТТВ.
При проектировании и строительстве сетей доступа следует применять топологию «звезда», при которой коммутатор доступа, установленный в шкафу FТТВ (ONU) подключается к коммутатору агрегации/концентрации прямыми волокнами волоконно-оптического кабеля (рисунок 2.3).
Применяется топология «звезда» для всех проектов строительства фрагментов сети, которые предусматривают проектирование новых участков линейно-кабельных сооружений.
...

3.1 Расчет параметров оборудования уровня доступа

Согласно заданию и проведенным изысканиям получены данные, на основании которых будут разработаны основные проектные решения.
В состав жилого комплекса входит 16-тиэтажный дом
В нем расположено 475 квартир в 5 подъездах и 12 офисов.

Рисунок 3.1 – Вид жилого дома

В соответствии с технической политикой проектирования и строительства ОАО «Ростелеком» [19] сетей доступа FTTB при проектировании сетей доступа для определения монтированной ёмкости узла доступа рекомендуется руководствоваться коэффициентом проникновения 30% от общего числа домохозяйств.
Количество узлов доступа в здании выбирается с учетом максимально возможного расстояния между вводом кабеля в квартиру абонента и узлом доступа. Оно не должно превышать 100 метров.
...

3.2 Расчет каналов связи

Основная и дополнительная нагрузки рассчитываются исходя из числа абонентов сети, структурного распределения трафика по их категориям и его приоритетности. Расчет пропускной способности проектируемой сети осуществляется в соответствии с численностью планируемой максимальной абонентской базы (Еуд), а также заинтересованности различных групп в предоставляемых услугах и занятости рынка другими операторами связи.
В работе предусматривается организация доступа в сеть физическим и юридическим лицам в единой физической сети. С целью реализации проекта необходимо задаться рядом значений о процентных соотношениях абонентской нагрузки:
• доступ в интернет на максимальной скорости – 33 %;
• доступ в интернет на средней скорости - 47 %;
• доступ в интернет на минимальной скорости - 20 %;
• использование услуг IPTV - 49 %;
• использование услуг HDTV - 18 %;
• использование услуг VoIP (G.
...

3.3 Выбор оборудования

Уровень доступа состоит из коммутаторов доступа (домовых коммутаторов), которые представляют собой управляемые устройства без функций маршрутизации. Они обеспечивают соединение на скорости 10/100 Мбит/с портов для конечных пользователей и Uplink-портов на 1 Гбит/с. Дистанционное питание узлов доступа от АТС не допускается.
При строительстве сетевых узлов ONU число коммутаторов доступа, включаемых последовательно, на один порт агрегации не должно быть более двух.
Не допускается последовательное включение по схеме «цепочка» коммутаторов доступа, находящихся в разных шкафах FТТВ.
Телекоммуникационные шкафы с коммутаторами доступа размещаются с учётом особенности каждой серии домов, каждого подъезда и требований правил устройства электроустановок. Порты Gigabit Ethernet соединяют коммутатор доступа с коммутаторами агрегации/концентрации на узлах связи с использованием гигабитных оптических интерфейсов при помощи одноволоконных модулей SFP.
...

3.4 Выбор кабелей связи

В качестве оптической линии связи используется модульный волоконно-оптический кабель со стандартным одномодовым волокном G.652D. В сварных соединениях затухание в каждом направлении должно быть не более 0,05 дБ, погрешность оценки затухания в сварных соединениях также не должна превышать величину в 0,05 дБ. Все волокна проектируемых ВОК на узлах связи должны быть разварены на внешние разъемы кроссовых оптических шкафов. Металлические покровы волоконно-оптических кабелей заземляются. Количество волокон ВОК должно рассчитывается с учетом резерва на развитие 10% от числа активных ОВ, но не менее двух на один кабель. Резервные волокна предусматриваются на каждом магистральном и переходном (между шкафами в соседних подъездах) участках.
...

3.5 Выбор активного головного оборудования ДРС

Под головной станцией понимается комплект оборудования (ГС), которое необходимо для формирования группового потока (т.е. набора различающихся по частоте каналов, контентного содержания), приемлемого для трансляции в FTTx сетях.
Digital-Video Broadcasting (DVB) – проект цифровых видеотрансляций – это международная организация, которая в области цифрового телевидения занимается разработкой стандартов. В их основе лежит принцип кодирования движущихся изображений совместно со звуковым сопровождением. Стандарт DVB-C (структура системы) максимально гармонизирован со структурой спутниковой системы DVB-S, но в качестве типа модуляции в ней используется не QPSK, а M - QAM с числом позиций М от 16 до 256 (т.е. от 16 QAM до 256 QAM). Входными сигналами для головной станции будут получаемые через интерфейсы в основной полосе транспортные пакеты MPEG-2, от спутниковой линии, локальных программных источников и т.п.
...

4.1 Станционный участок

Станционный участок подразумевает активное оборудование ОLT (OLT – Оptical Linе Tеrminal) и кросс оптический высокой плотности ОDF (ODF – Оptical Distribution Framе), которые смонтированы на узле доступа в помещении АТС.
Станционное оборудование включает в себя:
• 19" шкаф;
• станционный терминал (OLT) LTE-8ST;
• оптический кросс на 8 подключений SC/APC.
 В 19" телекоммуникационном шкафу располагается терминал ОLT LTЕ-8ST на восемь портов и кросс оптический на 8 подключений. Электропитание 48В постоянного тока подводится от источника вторичного питания УЭП2-3.
С помощью патчкорда UTP cat 5e или оптической кабельной сборки LTE-8ST подключается к внешней сети передачи данных. Четыре электрических интерфейса Ethernet и четыре оптических интерфейса являются комбинированными (Combo Ports 8..11). В комбинированных портах может быть активным только один из интерфейсов, но не оба одновременно.
...

4.2 Магистральный участок

Магистральный участок представляет собой один из основных элементов пассивной волоконно-оптической сети. Правильный выбор системы и топологии построения сети, точное определение принципов и условий организации доступа позволяют при дальнейшем развитии существенно оптимизировать затраты. На участке до оптического распределительного шкафа, производится распределение оптических волокон на магистральном уровне.
Главная задача на магистральном участке – привести требуемое количество оптических волокон по наиболее оптимальному маршруту максимально близко к группе абонентов, сконцентрированных в одном узле, с учетом емкости и топологии кабельной канализации.
Магистральный участок завершается подъездным распределительным шкафом или специальной механической оптической муфтой с облегченным доступом к ОВ.
...

4.3 Распределительный участок

Многопарные кабели прокладываются преимущественно в существующих стояках подъездов для обеспечения условий подключений клиентов, а между подъездами – преимущественно по подвалам или техническим этажам зданий. Будем использовать кабели типа КСВППэ-5е ёмкостью 4 пары, электрические характеристики которого соответствуют категории 5 по стандарту МЭК 61156 для кабелей вертикальной прокладки.
Монтаж внутридомового распределительного кабеля производится в соответствии правилами монтажа структурированных сетей. В подъезде, в местах расположения сетевых узлов доступа, абонентские линии непосредственно соединяются с коммутатором доступа в процессе инсталляции. Монтаж начинается с прокладки кабеля по техническому помещению от узла доступа, проходя затрудненный участок до межэтажных слаботочных кабельных каналов. По каналам кабель прокладывается до распределительного настенных коробок этажа в зависимости от места установки оборудования.
...

4.4 Разработка схемы домовой распределительной сети

Абонентские узлы доступа MES2124 позволяют осуществить подключение к сети 24 абонентов, поэтому для равномерного распределения нагрузки они будут располагаться на 2,6,10 и 14 этажах каждого подъезда.

Домовая распределительная сеть представляется отходящими от узлов доступа распределительными кабелями, проложенными до соседних этажей по принципу «на два вверх – на один вниз» по кабельным слаботочным нишам. Узлы доступа оптическим кабелем ВРП-Н увязываются с оптическим кроссом и коммутатором MES3224F, соединенным с головной станцией, расположенной на узле связи, магистральным кабелем ОКМТ.
На структурной схеме подключения абонентов к коммутатору узла доступа, показаны типы интерфейсов, тип подключаемого кабеля, и общее количества расположения абонентских окончаний. Даная схема является типовой и применяется на всех узлах доступа проектируемой сети.

Рисунок 4.5 – Схема подключения абонентских устройств узла доступа

Рисунок 4.
...

4.5 Разработка схемы расположения оборудования в шкафу

Рассмотрим размещение оборудования узла агрегации. В техническом этаже размещаем шкаф телекоммуникационный 19" высотой 42U2, предназначенный для размещения активного и пассивного сетевого оборудования. Для удобства монтажа и эксплуатации обеспечиваем доступ к нему с четырех сторон.

Патч-панели, коммутаторы и оптический кросс выносим в самый верх шкафа, а пространство в нижней части шкафа занимаем под самое тяжелое оборудование - источник бесперебойного питания Eaton Powerware и дополнительный блок аккумуляторных батарей. Таким образом конструктиву придается дополнительная устойчивость. В большинстве инструкций по сборке шкафа можем обнаружить соответствующие требования.
Конечно, кабели и шнуры подводятся так, чтобы передние и задние части активного оборудования оставались доступными.
...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Скорость развития оптических широкополосных сетей с доступом непосредственно до конечного пользователя очень высокая. В нарастающей конкурентной борьбе за клиента в этом секторе строительства систем доступа важно не забывать о системном подходе и правилах построения оптических сетей. Это позволит обеспечить не только эффективность финансовых вложений, но и качество предоставления услуг населению и, соответственно, долгосрочное сотрудничество.
В ходе работы рассмотрено построение сети по технологии FTTB. На сегодняшний день это не самая дорогая по стоимости реализации технология, позволяющая при этом удовлетворить потребности клиента в различных сервисах и телекоммуникационных услугах. Наиболее перспективная технология – FTTH дает больше возможностей и в ближайшей перспективе скорость доступа при ее применении ограничивается только аппаратными возможностями.
...

1. ГОСТ 53246-2008. Информационные технологии. Системы кабельные структурированные. Проектирование основных узлов системы. Общие требования.
2. Рекомендация ITU-T G.983.1 (01/2005) Оптические системы широкополосного до-ступа, базирующиеся на пассивной оптической сети.
3. Рекомендация ITU-T G.984.2 (03/2003) Пассивные волоконно-оптические сети с поддержкой гигабитных скоростей передачи (GPON): Спецификация зависимого от физической среды (PMD) уровня.
4. IEEE Std. 802.2TM 2008 – Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий. Технология доступа к спецификации физического уровня.
5. Рекомендация ITU-T G.652 (11/2009) Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля.
6. Рекомендация ITU-T G.671 (01/2009) Характеристики передачи оптических компонентов и подсистем.
7. Оптические системы передачи / Б.В. Скворцов, В.И. Иванов, В.В. Крухмалёв; Под ред. В.И. Иванова. – М.: Радио и Связь, 1994.
8. Горлов Н. И. , Богачков И. В., Первушина Л. В. Проектирование, строительство и техническая эксплуатация волоконно-оптических линий передачи: в 2-х. Т.1. Проектирование волоконно-оптических линий передачи. – Новосибирск: Веди, 2011.
9. Чеo П.К. Вoлoкoннaя oптикa. – М.: Энергoиздaт, 2000 г.
10. Портнов Э.Л.Принципы построения первичных кабельных сетей и оптические кабельные линии связи: Учебное пособие для вузов. – М: Горячая Линия - Телеком, 2009.
11. Заславский К.Е. Волоконно-оптические системы передачи. Часть 1. Новосибирск, 1994.
12. Заславский К.Е. Волоконно-оптические системы передачи. Часть 2. Новосибирск, 1995.
13. Андреев В.А., Бурдин В.А., Кочановский Л.Н. Проектирование, строительство и техническая эксплуатация ВОЛС в 2 т., т.2. – М.: Радио и связь, 2010.
14. Н.И. Горлов, А.В. Микиденко, Е.А. Минина. Оптические линии связи и пассивные компоненты ВОЛП: Учебное пособие. – Новосибирск: СибГУТИ, 2003.
15. Баклашов Н.И., Китаева Н.Ж., Короткова Н.А. Охрана труда на предприятиях связи. – М.: Радио и связь, 1999.
16. Гaуэр Д. Oптичеcкие cиcтемы cвязи. – М.: Рaдиo и cвязь, 2002.
17. О перспективе использования волоконно-оптического кабеля, подвешенного на опорах высоковольтной линии электропередачи для организации магистральных и зональных сетей связи. Решение ГКЭС при Минсвязи РФ от 27.10.93., № 56.
18. Техническая политика проектирования и строительства сетей доступа FTTB в ОАО «Ростелеком» Утв. приказом ОАО «Ростелеком» от 10.12.2013 № 01/01/1196-13.
19. Швецoв Э.A., М.Е. Белкин. Фотoприемные уcтрoйcтвa вoлoкoннo-oптичеcких cиcтем передaчи. – М.: Рaдиo и cвязь, 2002.
20. Правила проектирования, строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи на воздушных линиях электропередачи напряжением 110 кВ и выше УДК 621.311.: 621.315. от 16.10.2001 г.
21. Линии передачи волоконно-оптические на магистральной и внутризоновых первичных сетях ВСС России РД 45.047-99.
22. Джонсон Л. Техника безопасности при работе с оптическими кабелями. Сети и системы связи. 1999. №14
23. ПОТ РО 45-009-2003. Правила по охране труда при работе на линейных сооружениях кабельных линий передач.
24. ЭЛТЕКС. Оборудование связи. [Электронный ресурс] – URL: http://eltex-msk.ru/catalog/xpon/ (дата обращения: 22.05.2018)
25. Гаранин М.В., Журавлев А.А., Кунегин С.В. Системы и сети передачи информации: Учебное пособие для вузов / М.В. Гаранин, В.И. Журавлев, С.В. Кунегин. – М.: Радио и связь, 2001.
26. ЗАО "ТрансВОК" – производство волоконно-оптических кабелей, муфт, аксессуаров [Электронный ресурс] – URL: http://www.transvoc.ru/products/kabel-internal/ (дата обращения: 21.05.2018)
27. Портнов Э.Л. Оптические кабели связи и пассивные компоненты ВОЛС – М.: Горячая линия - Телеком, 2007.