РОN желісін жекелік учаскелер үшін жобалау

Абоненттердің жиілігі үлкен емес жеке аумақтарда PON желісін жобалау.Жобалауға аумақтарды шартты түрде алдық. Аумақтардың картасы Б қосымшасында көрсетілген.

3 тапсырмаға есеп, әр тармаққа арналған шығын бюджетін есептеу және әр разветвительдің оптииальды бөлу коэффициентін анықтау.

Жобаланатын аумақ 3.1 кестедегі студенттің сынақ кітапшасының соңғы саны бойынша анықталады. Аумақтардың картасы Б қосымшасында көрсетілген.

Абоненттер арасындағы арақашықтық 3.2 кестеде берілген. Студенттің тегінің бірінші әрпі бойынша таңдалады.

3.1 кесте

Сынақ кітапшасының соңғы нөмірі	Бөлімше нөмірі

3.2 кесте

Ln, км	Ж-М
L1
L2	1,2
L3	1,1
L4	0,9
L5	0,75
L6	0,5
L7	1,25
L8	1,5
L9	0,8
L10	0,3

2.8 сурет. Үйлесімді PON

2.9 сурет. Үйлесімсіз PON

Тармақталғыштың бөлу коэффициентін таңдар кезде, қандай да бір бөлу коэффициентін тізбекке енгізер кезде қандай шығын болатынын анықтау қажет. 1х2 типті екі аттық (1310 нм және 1490 нм) тармақталғыштың енгізілетін шығынын шамамен анықтау үшін біз келесі 3.3 анықтамалық кестемен қолданамыз.

3.3 кесте

Бөлу коэффициенті, %	Мүмкін боларлық жоғалулар, Дб	Кіріс порттары арасындағы мүмкін болсатын жоғалулар айырмасы, дБ
50/50	3,7/3,7
|45/55	4,2/3,2	1,0
40/60	4,8/2,8	2,0
35/65	5,4/2,4	3,0
30/70	6,2/2,0	4,2
25/75	7,1/1,6	5,5
20/80	8,2/1,3	6,9
15/85	9,7/1,0	8,7
10/90	11,7/0,7	11,0
5/95	15,2/0,5	14,7

Ескерту: Кестеде негізгі көрсеткіштерден бірнеше ондаған дБ – ға артық жоғалтулардың максималды мәндері берілген.

Шығыс порттары көп тармақтағыштардың жоғалтуларын есептеу немесе басқа бөлу коэффициенттерін қолдану қажет болған жағдайда, (3.6) формуланы қолдануға болады:

)+log₂(N-1) 0.4 + 0.2 + 1.5lg,дБ (3.6)

мұнда: D% - берілген портқа шығаратын қуат пайыздық мөлшері, %;

N – шығыс порттар саны;

і – шығыс портының номері.

1х4 типті тармақтағыштың өшулігін 10/20/33/37 коэффициенттері үшін есептейік:

)+log₂(4-1) 0.4 + 0.2 + 1.5lg, дБ

)+log₂(4-1) 0.4 + 0.2 + 1.5lg, дБ

)+log₂(4-1) 0.4 + 0.2 + 1.5lg, дБ

)+log₂(4-1) 0.4 + 0.2 + 1.5lg, дБ

Жоғарыда келтірілген формулалар бойынша есептеулер мен анықтамалық кестелерді қолдану арқылы біз жоғалтулар мәнін тек шамалап қана есептейтінімізді ескере кету қажет (ауытқу 0,1...0,4 дБ аралығында болады). Әрбір тармақтағыш үшін шығындардың нақты мәндерін өндіруші береді, бірақ есептік мәндер де жобалауға жарайды.

Енді нақты бір жоба және шығындар бюджетін есетеу үшін тармақтағыштардың бөліну коэффициенттерін анықтауға көшсе болады. Әрбір оптикалық желі үшін желідегі барлық өшулік компонеттерінің суммасы ретінде шығындарды көрсетеміз:

А_∑ = (l₁+ … + l_n) α + N_p A_p + N_c A_c +(A_S1 + А_Sm), дб (3.7)

А_∑ =(2,5+1,2+0,9+2,0+1,3)*0,35+(2*0,3)+(16*0,08)+(11,7+7,12+6,21+5,44)= 7,9*0,35+0,6+1,28+30,47=35,115дБ

мұнда: А_∑ - желідегі қосынды жоғалтулар, дБ;

l_і – аймақ ұзындығы, км;

n – аймақтар саны;

α – оптикалық кабельдің өшул,ік коэффициенті, дБ/км;

N_p – ажыратылатын байланыстар саны;

A_p – ажыратылатын байланыстағы орташа жоғалтулар, дБ;

N_c – дәнекерленген байланыстар саны;

A_c – дәнекерленген байланыстағы орташа жоғалтулар, дБ;

A_Sі – і – ші оптикалық тармақтағыштағы жоғалтулар, дБ.

Осыдан кейін, әрбір тармақ үшін (OLT – дан ONU – ға дейін) өшулікті есептейміз.

Шығындар бюджетінің есептеулері әрбір тармақ үшін жоғалтулардың жалпы саны (запасты қоса алғанда) жүйенің динамикалық диапазонынан аспайтындығын дәлеледеу керек:

P=P_вых.min -P_вх ≥ А_∑ + Р_зап

мұнда: Р – PON динамикалық диапазоны, дБ;

P_вых.min – OLT таратқышының минималды шығыс қуаты, дБм;

P_вх – ONU қабылдағыштың рұқсат етілген қуаты, дБм;

А_∑ - желідегі қосынды жоғалтулар (OLT мен ONU арасында), дБ;

Р_зап – PON эксплуатациялық запасы, дБ.

Эксплуатациялық запасты линиялық трактте ақаулар болған жағдайға, тарату мен оның одан арғы дамуынашарлаған кезде қарастыру керек. Әдетте запас 3 – 4 дБ болып алынады.

3. 8 Сурет бойынша: ажыратылатын байланыстағы орташа жоғалтулар - A_p =0,3 дБ, дәнекерленген байланыстағы жоғалтулар - A_c =0,05 дБ, оптикалық кабельдің өшулік коэффициенті - α=0,35дБ/км (толқын ұзындығы 1310 нм кезінде) және α=0,22 дБ/км (толқын ұзындығы 1550 нм кезінде), берілген аймақтың ұзындығы: l1=2,5 км, l2=1,2 км, l3=0,9 км, l4=2,0 км, l5=1,3 км.

3.8 Сурет - PON жобасы

Әрбір оптикалық желі үшін желідегі барлық өшулік компонеттерінің суммасы ретінде шығындарды есептейміз:

OLT-ONU1: A_∑-1 = (1,25+0,5)0,35+40,3 +2 0,05 + А_РАЗ-1=1,9125+А_РАЗ-1.

OLT-ONU2: A_∑-2 = (1,25+1,1+0,9+0,75)0,35+40,3+6 0,05 +А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2+АРАЗ_-3= 2,9+ А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2+АРАЗ_-3

OLT-ONU3: A_∑-3 = (1,25+1,2+0,9+0,75)0,35+40,3 +6 0,05 + А_РАЗ-1 + А_РАЗ-2+АРАЗ_-3= 2,935+ А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2+АРАЗ_-3

OLT-ONU4: A_∑-4 = (1,25+0,75+1)0,35+40,3 +4 0,05 + А_РАЗ-1+ А_РАЗ-2=2.45+ А_РАЗ-1+ А_РАЗ-2

Енді, 3.7 кестеден қуат мөлшеріне қарай өшулік коэффициенттерін таңдап, келесі есептеулерді жүргіземіз, бірақ менің нұсқам бойынша S₁ бөлу сплиттер коэффициенті берілген, сол себепті мынадай болады:

OLT-ONU1: A_∑-1 = 1,9125+А_РАЗ-1

OLT-ONU2: A_∑-3 = 2,9+ А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2+А_РАЗ-3

OLT-ONU3: A_∑-2 = 2,935+ А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2+А_РАЗ-3

OLT-ONU4: A_∑-4 =2,45+ А_РАЗ-1+ А_РАЗ-2

Деңгейлердің ең үлкен айырмасы 2,935-2,9=0,035 екенін көреміз. Анықтамалық кестеден оған ең жақын мән 1 екені белгілі, яғни қуат мөлшерін 50/50 деп аламыз. Бұл мәннен біз өшуліктің 3,7/3,7 дБ екенін анықтаймыз:

OLT-ONU2: A_∑-1 = 2,9 + А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2+ 3,7 = 6,6 + А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2дБ;

OLT-ONU3: A_∑-2 = 2,935 + А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2+3,7 = 6,635+ А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2 дБ;

Деңгейлердің ең үлкен айырмасы 6,635-2,45=4,215 екенін көреміз. Анықтамалық кестеден оған ең жақын мән 1 екені белгілі, яғни қуат мөлшерін 30/70 деп аламыз. Бұл мәннен біз өшуліктің 6,2/2,0 дБ екенін анықтаймыз:

OLT-ONU2: A_∑-3 =6,6 + А_РАЗ-1 =12,8+ А_РАЗ-1

OLT-ONU3: A_∑-2 = 6,635+ А_РАЗ-1 +6,2=12,835+ А_РАЗ-1

OLT-ONU4: A_∑-4 =2,45+ А_РАЗ-1+2,0=4,45+ А_РАЗ-1

Деңгейлердің ең үлкен айырмасы 12,835-1,9225=10,91 екенін көреміз. Анықтамалық кестеден оған ең жақын мән 1 екені белгілі, яғни қуат мөлшерін 15/85 деп аламыз. Бұл мәннен біз өшуліктің 9.7/1,0 дБ екенін анықтаймыз:

OLT-ONU1: A_∑-1 = 1,9125+9,7=11,6125 дБ

OLT-ONU2: A_∑-3 = 12,8+ 1=13,8 дБ

OLT-ONU3: A_∑-2 = 12,835+ 1=13,835 дБ

OLT-ONU4: A_∑-4 =4,45+1=5,45 дБ

Әрбір оптикалық желі үшін желідегі барлық өшулік компонеттерінің суммасы ретінде шығындарды есептейміз:

OLT-ONU1: A_∑-1 = (1,25+0,5)0,22+40,3 +2 0,05 + А_РАЗ-1=1,685+А_РАЗ-1.

OLT-ONU2: A_∑-2 = (1,25+1,1+0,9+0,75)0,22+40,3+6 0,05 +А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2+АРАЗ_-3= 2,38+ А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2+А_РАЗ-3

OLT-ONU3: A_∑-3 = (1,25+1,2+0,9+0,75)0,22+40,3 +6 0,05 + А_РАЗ-1 + А_РАЗ-2+АРАЗ_-3= 2,402+ А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2+А_РАЗ-3

OLT-ONU4: A_∑-4 = (1,25+0,75+1)0,22+40,3 +4 0,05 + А_РАЗ-1+ А_РАЗ-2=2,06+ А_РАЗ-1+ А_РАЗ-2

Енді, 3.7 кестеден қуат мөлшеріне қарай өшулік коэффициенттерін таңдап, келесі есептеулерді жүргіземіз, бірақ менің нұсқам бойынша S₁ бөлу сплиттер коэффициенті берілген, сол себепті мынадай болады:

OLT-ONU1: A_∑-1 = 1,685+А_РАЗ-1

OLT-ONU2: A_∑-3 = 2,38+ А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2+А_РАЗ-3

OLT-ONU3: A_∑-2 = 2,402+ А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2+А_РАЗ-3

OLT-ONU4: A_∑-4 =2,06+ А_РАЗ-1+ А_РАЗ-2

Деңгейлердің ең үлкен айырмасы 2,402-2,38=0,022 екенін көреміз. Анықтамалық кестеден оған ең жақын мән 1 екені белгілі, яғни қуат мөлшерін 50/50 деп аламыз. Бұл мәннен біз өшуліктің 3,7/3,7 дБ екенін анықтаймыз:

OLT-ONU2: A_∑-1 = 2,38 + А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2+ 3,7 = 6,08 + А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2дБ;

OLT-ONU3: A_∑-2 = 2,402 + А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2+3,7 = 6,102+ А_РАЗ-1 +А_РАЗ-2 дБ;

Деңгейлердің ең үлкен айырмасы 6,102-2,06=4,042 екенін көреміз. Анықтамалық кестеден оған ең жақын мән 1 екені белгілі, яғни қуат мөлшерін 30/70 деп аламыз. Бұл мәннен біз өшуліктің 6,2/2,0 дБ екенін анықтаймыз:

OLT-ONU2: A_∑-3 =6,08 + А_РАЗ-1 +6,2 =12,28+ А_РАЗ-1

OLT-ONU3: A_∑-2 = 6,102+ А_РАЗ-1 +6,2=12,302+ А_РАЗ-1

OLT-ONU4: A_∑-4 =2,06+ А_РАЗ-1+2,0=4,06+ А_РАЗ-1

Деңгейлердің ең үлкен айырмасы 12,302-1,685=10,617 екенін көреміз. Анықтамалық кестеден оған ең жақын мән 1 екені белгілі, яғни қуат мөлшерін 15/85 деп аламыз. Бұл мәннен біз өшуліктің 9,7/1,0 дБ екенін анықтаймыз:

OLT-ONU1: A_∑-1 = 1,685+9,7=11,385 дБ

OLT-ONU2: A_∑-3 = 12,28+ 1=13,8 дБ

OLT-ONU3: A_∑-2 = 12,302+ 1=13,835 дБ

OLT-ONU4: A_∑-4 =4,06+1=5,06 дБ

Осылайша, біз тармақтағыштардағы бөліну коэффициенттерін анықтадық. Желіні балансталған деп есептесек болады, себебі, өшуліктер арасындағы шашырау аз мәнге ие.

Қор мен жүйенің динамикалық диапазонын қоса алғанда, жоғалтулар бюджетінен аспайтындығын тексереміз. PON UTSTARCOM жүйесі үшін динамикалық диапазон 29 дБ екенін ескере отырып, келесіні аламыз:

29 дБ ≥(11,02 + 3) дБ;

29 дБ ≥14,02 дБ, яғни шарт орындалады.

Егер шарт өшулігі көп тармақта орындалса, онда сәйкесінше басқа да тармақтарға да орындалады.

Орытынды

Сонымен қарастырылған курстық жұмысты қорытындылай келе берілген бірнеше тапсырманы орындалынды. Өзіміздің нұсқамызға сәйкес абоненттер санын анықтадық, қажетті құрылғыны таңдап, OLT санын және оптикалық порттар мен оптикалық талшық санын есептелінді. Сондай-ақ GPON желісінің өткізгіштік қасиетін, оптикалық бюджетке есептеулер жүргіп, байланысты ұйымдастыру сұлбасын құрастырылды. PON –пассивті оптикалық желілер– талшық бойымен, тез дамудағы ең перспективті кеңжолақты мультисервистік қатынау технологиялар жанұясы. PON технологиясының мәні, оның атауына сай келеді, таратылған желі активті компоненттерсіз құрылады: оптикалық сигналдың таралуы бірталшықты оптикалық байланыс желісінде оптикалық қуаттың пассивті бөлгіштері – сплиттерлер арқылы жүзеге асады. Жұмысты орындау барысында біз жалпы PON желісінің негізгі түсініктерімен таныстық. Желінің сұлбасын тұрғызып, ол желіге кіретін барлық элементтерді сипатталынды.

РОN желісін жекелік учаскелер үшін жобалауды жүргізілді. Шығындар бюджетін есептеу кезінде әрбір тармақ үшін жоғалтулардың жалпы саны жүйенің динамикалық диапазонынан аспайтындығын дәлелденді. Жалпы шарт өшулігі көп тармақта орындалғандықтан, басқа да тармақтарда орындалады.

Ең бірінші біз әр қолданушылардың тұтынған әр-түрлі құрылғылардан түскен жүктемелерін есептелінді. Барлық абонент саны 1450 екенін ескере отырып, ең алғаш сандық телевидения үшін жүктеме В_пд = 1268,75 Мбайт/с,

дауыс жіберу В_voip ⁼ 4,64 Мбайт/с, ал сұраныс бойынша видео жіберудің жүктемесі B_V0D =36,25 Мбайт/с тең болды. Сонда орташа жүктеме В_∑=1268,75+4,64+36,25= 1309,64 Мбайт/с.

Сонымен қоса, тек жеке кварталдарды ғана жобалау қажет болғандықтан, жобаланатын аумақ сынақ кітапшасының соңғы санымен анықталады, яғни Шагабутдинов – Қарасай батыр – Шарипов – Досмухамедов – Байтұрсынұлы аумағындағы 1-4-5-8 аудандары қарастырылды.

Дебиеттер тізімі

1 Скляров O.K. Волоконно-оптические сети и системы связи. - М.: СОЛОН-Пресс, 2004.

2 Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения. - М.: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 1999.

3 Кох Р., Яновский Г. Эволюция и конвергенция в электросвязи. - М.: Радио и связь, 2001.

4 Чежимбаева К.С. Транспортные телекоммуникационные сети. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 5В071900-РЭиТ. - Алматы: АУЭС, 2015