Проектирование и строительство сетей абонентского доступа на основе GPON

Современные методы GPON (GigabitPassiveOpticalNetwork) предназначены для проведения многофункционального широкополосного доступа в Интернет, подключения телефонии и телевидения с соединением на скорости до 1 Гбит/спри помощи одного оптоволоконного кабеля.

Для применения при строительстве магистральных сетей по технологии GPON допускается использование волоконно-оптических кабелей (ВОК) производства Санкт-Петербугских компаний  ООО «ОПТЕН-КАБЕЛЬ», ООО «ТД «Севкабель-Трейд», ЗАО «ОКС 01» и московского ООО «ЕВРОКАБЕЛЬ I». По согласованию с заказчиком можно применять аналогичные материалы других производителей, а, кроме того, разные типы оптических распределительных шкафов (ОРШ) со сплиттерами , оптической распределительной коробки (ОРК) со сплиттером (ОРК С) второго уровня  икабелей распределительной сети. Все эти и другие элементы, а также металлоконструкции соединяются в соответствии с п. 1.7.82 Правил устройства электроустановок.

Поясним основные понятия системы  GPON. Магистральный участок — это ВОК, идущий от рамки оптического распределения (ODF) на опорном узле до распределительного оптического шкафа. Распределительная сеть представляет собой комплекс оборудования PON и волоконно-оптических кабелей, идущих от ОРШ до ОРК-С. С их помощью производится подключение абонентов оптическими коммутационными шнурами. А емкостью линейно-кабельного сооружения (ЛКС) называют общее число предназначенных для подключения абонентов SC-портов во всех оптических распределительных коробках.

Общие правила построения сети по технологии GPON:

1.      Магистральная и распределительная сети предусматривают подключение всех квартир без исключения. Потенциальная монтированная емкость оптических распределительных коробок со сплиттерами второго уровня позволяет обеспечивать подключение 100% квартир в доме, не монтируя вспомогательные ОРК-С.

2.      Используемая конфигурация сети представляет собой двухкаскадную схему с ветвлением по сплиттерам первого и второго уровня. В первом случае речь идет о соотношении 1:8 и 1:16, во втором — 1:8 и 1:4 соответственно. При этом, в формуле N1*N2 коэффициент деления линка пассивной оптической сети со скоростью до 1 Гбит/с не превышает значения =64. За N1 и N2 здесь берутся значения делителей первого и второго уровня каскадирования.

3.      В качестве этажных сплиттерных коробок применяются оптические распределительные коробки на 16С и на 8С. На стадии строительства предусматривается установка только одного сплиттера 1:8 в ОРК-16С или 1:4 в ОРК-8С.

4.      Все виды оптических рамок распределения, распределительных шкафов и коробок со сплиттерами устанавливаются с оптич-ми соединителями и коннекторами типа SC.

 Требования к оптическим соединителям и коннекторам

Коннекторы для  оптических рамок распределения, распределительных шкафов и коробок со входом-выходом сплиттеров 1:4, 1:8 и 1:16, а также SC/APC дают возможность обеспечивать вносимые и возвратные потери не более 0,3 дБ и не менее 60 дБ при АРС соответственно.

Магистральные ВОК сети GPON являются одномодовыми с низким водяным пиком и расширенным диапазоном длин волн в соответствии со стандартом G.652D. Распределительные ВОК используют, как правило, G657D, но разрешается применять распредел. кабель с волокнами G652D, если радиус изгиба не нарушает этот стандарт. Стандарт волокна G657D с повышенными изгибными характеристиками также применяется для соединительных оптических шнуров в оптических распределительных шкафах и коробках со сплиттерами.

Основные требования к характеристикам и свойствам оптич. разветвлителей:

·         используются одномодовые волокна по спецификациям G652 и G657;

·         переходное затухание и обратное отражение должны быть более 55 дБ;

·         рабочие длины волн находятся в диапазоне от 1260 до 1650 нм;

·         рабочая температура от -40 до +85 ºС.

 При коэффициенте деления 1:4 вносимое затухание не должно превышать 7,5 дБ, равномерность каналов установлена на значении не более 0,4 дБ, а поляризационная чувствительность должна составлять не более 0,2 дБ. Коэффициент 1:8 предполагает не более 10,5 дБ вносимого затухания, при этом равномерность каналов не должна превышать 0,6 дБ, а поляризационная чувствительность — не более 0,3 дБ. При коэффициенте 1:16 поляризационная чувствительность останется на том же уровне, а значение вносимого затухания не должно превышать 13,7 дБ. При этом, равномерность каналов не должна быть больше 0,8 дБ.

 Обозначение и нумерация типов оптических распределительных шкафов и коробок в проектах

При проектировании используется следующая система обозначений. Во-первых, для оптических распределительных коробок со сплиттерами применяется формула OPK-FC/N(MC). Здесь F — обозначает максимально допустимое количество разъемовSC,  N — количество адаптеров в комплектации и загрузка ОРК, а М — емкость сплиттерав указанной ОРК. Учитываются значения сплиттеров только второго уровня. При росте емкости сплиттера, их количество корректируется в соответствии с загрузкой (к примеру, ОРК-8С/4(4С) и  ОРК-16С/8(4С) или ОРК-16С/12(4С,8С), оба варианта будут правильными).  Во-вторых, для обозначения оптического распределительного шкафа применяется формула ОРШ-F, где F – это максимально допустимое количество разъемов типа SC.

Нумерация для оптических распределительных шкафов и коробок требует особого внимания. Так, номер шкафа состоит из индекса узла связи, к которому привязан ОРШ по магистральной сети, и номера шкафа в зоне обслуживания узла связи. Приведем пример: ОРШ-335-126, где 335 — индекс, а 126 — номер в зоне АТС-335. Распределительные коробки нумеруются трехзначными значениями от 001 до 099 в зоне питания оптического распределительного шкафа. Выглядит такая нумерация вот так: 335-126-07. Здесь номер присваивается начиная от первой распределительной коробки слева сверху в квартирограмме дома.

Сплиттеры первого деления 1:8 и 1:16 также обеспечиваются индивидуальными сетевыми идентификаторами, где указывается номер ОРШ, в котором установлен сплиттер. Выглядит это так:  335-126/03 или  335-126/09, где номера 03 и 09 являются идентификаторами сплиттеров №3 и №9 в ОРШ-335-126. Сплиттеры второго уровня не нумеруются.

Порты линейно-кабельных сооружений, используемые для подключения абонентов, нумеруются следующим образом:  335-126-07\01-01,02,03,04 и 335-126-07\02-05,05,07,08. Здесь указаны порты с первого по четвертый на  ОРК-8С № 335-126-07 (подключенные к сплиттеру 01 в ОРШ-335-126) и порты с пятого по восьмой на ОРК-8С № 335-126-07 (подключенные к сплиттеру 02 в ОРШ-335-126) соответственно.

 Общие требования к магистральным сетям

Напомним, магистральными называются участки сетей с волоконно-оптическим кабелем, соединяющим оптический кросс ODFна опорном узле с распределительным оптическим шкафом.  Оптические распределит.шкафы размещаются, как правило, на стене подъезда жилого дома или на техническом этаже.

Правила построения магистральных сетей:

1.      Объем оптического волокна (ОВ) для построения магистральной сети рассчитывается исходя из 100%-го проникновения в жилые дома. При этом минимальное его количество должно превышать ВОК-8.

2.      Его конструкция должна соответствовать способам монтажа и условиям окружающей среды. При проектировании сети необходимо максимально полно рассмотреть использование ресурсов существующей кабельной канализации и запланировать прокладку дополнительных каналов при необходимости. 

3.      Не допускается использование в кабельных канализациях ВОК с ленточной броней. При использовании кабелей ТОС и ОПЦ важно соблюдать условие ОВ>24.

4.      Перед подключением ОРШ необходимо установить измеритель оптической мощности. Точка для его установки определяется таким образом, чтобы затраты на монтаж оптоволокна от измерителя до шкафа были минимальными.  Подключая этот участок ВОК, необходимо учитывать  применение оголовника муфты начиная с минимальных отводов.

5.      Для обеспечения возможности вывода большого количества кабелей используются муфты типа МТОК-Г3. Здесь минимальный отвод рассчитан на кабель не более 10 мм. В оптической распредел. муфте оконечной (ОРМО), к которой подключается ОРШ, желательно задействовать не более шести отводов.

6.      Желательно использовать необходимый минимум муфт на трассе и прокладывать на протяженных участках одной полной строительной длиной более чем в два километра.

7.      Принцип сварки волокон в муфте использует цветовую кодировку стандарта ANSI/TIA/EIA 598-A, начиная с голубого, оранжевого и зеленого.

 

Примечание: примененять кабели с ленточной броней в кабельной канализации не разрешается.

Кол-во ОВ кабелей ТОС и ОПС , для прокладки в кабельной канализации не должно превышать 24.

 По итогам монтажа магистральной сети составляется комплект рабочей документации на строительство, в который входят схемы размещения муфт и монтажа ОВ в них, прокладки ВОК и его прохождения по зданию АТС; рефлектограммы измерений затухания ОВ; ODF-фасады; протокол измерения сопротивления изоляции оболочки бронированного кабеля, а также сертификат, техпаспорт и гарантии качества.

Общие требования к распределительным сетям

Распределительная сеть представляет собой общее количество волоконно-оптических кабелей и оборудования сети GPON, находящиеся на участке от ОРШ до ОРК.

Емкость распределительной сети можно рассчитать исходя из емкости волоконно-оптических кабелей между этажами, которая определяется количеством этажей плюс одна дополнительная единица ОВ на семь этажей. При этом, резервное ОВ не разваривается в ОРК и ОРШ. А в верхней коробке подъезда и в оптических распределительных шкафах предусматривается выкладка для него. В присоединенных домах емкость оптоволокна определяется следующим образом: одна единица ОВ на коробку плюс дополнительная единица ОВ в резерве.

Правила построения распределительных сетей:

1.      Применяются ВОК стандартных емкостей (6, 8, 12, 16, 24 и 32). 

2.      В оптические распределительные шкафы монтируются сплиттеры первого уровня.

3.      Проектирование установки сплиттеров зависит от количества квартир на этаже.

4.      Прокладка кабеля производится по стоякам дома до установленных на этажах ОРК-С.

5.      Стояки и коробки разветвительные протяжные (РКП) для коммутационных шнуров планируются ко всем квартирам жилого дома. Распредкоробка устанавливается на стену.

6.      Новые стояки и ОРК размещаются в соответствии с требованиями пожарной безопасности, не перегораживая пути эвакуации. Высота размещения настенных коробок установлена не ниже 2,2 метров.

7.      Стояк под абонентские коммутационные шнуры монтирует в зоне питания распределительной коробки. Обойтись без стояка возможно при предоставлении в ОКС МРФ письменного требования управляющей компании или ТСЖ об использовании только существующих трубопроводов.

8.      ВОК между подъездами монтируется в подвалах или технич. этажах. Если кабель идет по фасаду, он должен быть бронированным.

9.      По чердакам и подвалам кабель устанавливается в специальных пластиковых трубах или металлической 50-миллиметровой гофрированной трубе.

10.  В нишах кабель маркируется бирками «Ростелекома».

Чтобы соединить волокна магистральной и распредсетей используются предоконцованныесплиттеры 1:8 и 1:16. Затем на этажах жилого дома закрепляются оптические распределительные коробки со сплиттерами второго уровня. Измонтаж ведется таким образом, чтобы одна коробка могла обслужить квартиры двух этажей. Монтаж ОРК-С начинают, как правило, с первого подъезда сверху вниз.

 Основные требования к распределительному кабелю:

Число сплиттеров зависит от количества квартир на этаже. Если их четыре или меньше, желательно монтировать в ОРШ сплиттеры 1:16, а в ОРК-С — 1:4. Если квартир на этаже от 5 до 8, желательно предусмотреть возможность установки сплиттеров 1:8 как в шкафах, так и в коробках. В том случае, когда количество квартир на этаже превышает восемь, на каждом лестничном пролете устанавливается отдельная ОРК-С на 1:8, распределит.шкаф планируется с учетом того же значения. Кроме того, разрешается проектировать и устанавливать распредкоробки с зонами питания более двух этажей. Такой вариант возможен, если на этаже располагается пять квартир. При этом, необходимо учитывать, что к сети должны быть подключены все 100% квартир при монтаже всех сплиттеров второго уровня в коробке в зоне питания ОРК-С.

Прокладка кабелей распределительной сети по стоякам

 Прокладка кабеля производится по стоякам дома (такой кабель называют межэтажным) до установленных на этажах ОРК-С. В этом месте из межэтажного кабеля извлекаются оптоволокна в том количестве, сколько сплиттеров второго уровня возможно установить в ОРК-С. Волокна терминируются на разъемы SC/APC. В ОРШ межэтажный кабель разваривается по количеству затерминированных волокон во всех ОРК-С соответственно. Если ОРК-С устанавливается на несколько этажей, а существующий закладной канал для подключения абонентов не подходит, желательно предусмотреть строительство отдельных закладных труб в зоне питания коробки.

Когда кабель монтируется по стоякам, а коробку разместить в нише не удается, желательно предусмотреть установку на кабель этажного ответвителя, который снабжается транспортной трубкой для прокладки ОВ до ОРК-С. Трубка может монтироваться внутри пластиковойгофротрубы. Монтаж протяжной разветвительной коробки предусматривается в тех случаях, когда при организации новых стояков на этажах не запланирована установка ОРК-С. РКП предназначена для ввода и вывода трубы, подсоединения кабельного канала  и прокладки кабелей абонентской проводки с допустимым радиусом изгиба.

Между этажами кабель монтируется в первую очередь в существующих вертикальных стояках. Для коммутационных шнуров следует оставлять по 20 мм, чтобы при необходимости возвести стояки с таким диаметром.  При загрузке этих каналов существующими кабелями необходимо предусмотреть 32-милиметровые закладные трубы для вертикального кабеля и коммутационных шнуров. Обычно это пластиковые жесткие трубы из негорючего материала. ОРК-С располагается в этом случае на стене вплотную к трубе. Когда возведение вертикального трубопровода на этаже невозможно, закладные трубы обустраиваются на этажной площадке рядом с существующими стояками или между этажами. Комплектация ОРК-С должна сопровождаться паспортом и сертификатом, а также протоколом измерения ее сплиттеров. А каждая оптическая распределительная коробка маркируется знаком лазерного излучения.

 При строительстве распределительных сетей чаще всего используются  кабели модульного типа с прямым доступом к модулям (одна единица ОВ в модуле) или кабели с плотным буфером с прямым доступом к ОВ (буфер 900 мкм). Для оптимального размещения кабеля в стыках и поворотах предусматривается установка протяжных металлических ящиков или пластиковых коробок типа IR56 (240*190*90), которые защитят кабель и стыковку труб, а также способны вместить кабельный запас.

 Требования к основным параметрам распредкабеля:

• опторазветвители со значениями 1:4, 1:8 и 1:16 оконцованы оптическими разъемами SC/APC;
•  оболочка распредкабеля для прокладки внутри дома не должна быть выполнена из горючих материалов;
• конструкция ОРК-С должна предусматривать установку кабеля с прямым доступом к волокнам в плотном буфере, а также позволять заводить коммутационные шнуры абонентов через каналы 20*10;
• настенные ОРК-С должны предусматривать выламываемые отверстия под кабельные каналы размером 20*10 с каждой стороны коробки, а также снизу и сверху;
•  металлическая броня оптического кабеля в жилых домах должна быть заземлена. Для этого применяется групповая заземляющая шина и провода типа ПВ-3 1*16;

Измерения проводятся оптическими тестерами в направлении от оптической распределительной коробки к шкафу на длине волны 1,31 мкм, а в направлении от распределит.шкафа к коробке на длине волны 1,49 мкм. В местах загибов рассматривается длине волна 1,55.

По итогам монтажа распределительной сети составляется комплект рабочей документации на строительство, в который входят: отчет об объеме выполненных работы, схемы прокладки волоконно-оптических кабелей, кабельного ввода распределит. сети, распределения ОВ и разъемов; протоколы измерений затухания ОВ на участке между ODF до распределительным шкафом и коробкой; ведомость проложенных строительных длин; квартирограммы с зонами питания ОРК-С, акт согласования строительства новых стояков и закладных труб, а также сертификат, техпаспорт и гарантии качества.

 

Обозначения и сокращения:

 

ВОК	-	Волоконно-оптический кабель
АТС	-	Автоматическая телефонная станция
ГЗШ	-	Групповая заземляющая шина
ОВ	-	Оптическое волокно
ОРШ	-	Оптический распределительный шкаф со сплитерами первого уровня
ОРК-С	-	Оптическая распределительная коробка со сплиттером(и) второго уровня
ЛКС	-	Линейно-кабельные сооружения
РКП	-	Разветвительная коробка протяжная
GPON	-	GigabitPassiveOpticalNetwork
ONT	-	OpticalNetworkTerminal	Оптическое линейное окончание
PON	-	PassiveOpticalNetwork	Оптическое сетевое окончание;
ОРМО	-	Оптическая распределительная муфта оконечная, к которой осуществляется подключение ОРШ
ДХ	-	Домохозяйство, в общем случае приравнивается к квартире в жилом доме