МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА И СВЯЗИ УКРАИНЫ
Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова
КАФЕДРА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОГО УЧАСТКА
ГИБРИДНОЙ СЕТИ ДОСТУПА
КОМПЛЕКСНОЕ ЗАДАНИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ЕГО ВЫПОЛНЕНИЮ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ СЕТЕЙ ДОСТУПА (СПСД)
Модуль 4.2
Одесса 2010
ББК 32.886.3
К 67
УДК 681.7.068:621.37/39
Корнейчук В.И. Проектирование оптического участка гибридной сети доступа: Комплексное задание и методические указания по его выполнению по дисциплине «Системы передачи сетей доступа»; модуль 4.2. Одесса: Изд. центр ОНАС им. А.С. Попова, 2010. – 43 с.: ил.
Пособие содержит комплексное задание и методические указания по его выполнению по дисциплине «Системы передачи сетей доступа», модуль 4.2. Студенту требуется выполнить учебное проектирование оптического участка гибридной волоконно-коаксиальной сети и предложить вариант широкополосного доступа по такой сети с использованием технологи «кабельной модемной связи».
Пособие может быть полезным при выполнении студентами выпускной бакалаврской работы по системам и сетям широкополосного доступа, в частности пассивным оптическим сетям.
Для студентов очной и заочной форм, обучающихся по специальности «Телекоммуникации».
Ил. 12, табл. 13, список лит. 15.
Редактор О.Н. Кись, к.т.н., доцент каф. ТКС ОНАС им. А.С. Попова
Компьютерная верстка
и макетирование Е.С. Корнейчук
ОДОБРЕНО
На заседании кафедры
Телекоммуникационных систем
и рекомендовано к печати
Протокол №
от 00.00.2010 г.
Содержание
Введение…………………………………………………………………..
Часть 1 Исходные данные для выполнения комплексного задания ……
1.1 Исходные данные для выполнения КЗ…………………….…………
1.2 Содержание пояснительной записки КЗ……………….……………
1.3 Требования к оформлению материалов КЗ………….……………...
Часть 2 Методические указания по выполнения кз……………………….
2.1 Требования к проектированию ……………………………………….
2.2 Оптическая магистраль «точка-точка»……………………………….
2.3 Проектирование звездообразной сети…………………………………
2.4 Проектирование Т-образной й сети……………………………………
2.5 Проектирование древовидной сети…………………………………....
2.6 Диаграмма уровней мощности………………………………………...
2.7 Передача данных по гибридной сети ……….…………………….….
2.7.1 Организация кабельной модемной связи……………………..…
2.7.2 Станционное оборудование кабельной модемной связи ………
2.7.3 Абонентское оборудование кабельной модемной связи ……….
2.8 Полная структурная схема сети………………………….....................
2.9 Перечень оборудования, необходимого для построения сети……….
Выводы…………………………………………………………………
Рекомендованная литература………………………………………….
Приложения……………………………………………………………….
П.1 Правила выполнения операций в дБ и дБм………………………….
П.2 Параметры и цены оптического оборудования……………………..
П.3 Сокращения……………………………………………………………
ВВЕДЕНИЕ
Пользователи Интернет могут выбирать из предлагаемых им технологий проводного высокоскоростного доступа либо цифровую абонентскую линию (ЦАЛ) (англ. DSL – Digital Subscriber Line) [1], либо кабельную модемную связь (КМС) [2]. Каждая из этих технологий имеет свои преимущества, недостатки и свой контингент пользователей.
Доступ при помощи ЦАЛ организуют местные телефонные компании. Услуги кабельной модемной связи предоставляют операторы кабельного телевидения (КТВ). Согласно статистике в мире работает более 20 тыс. компаний-операторов КТВ. Компания-оператор, предоставляющая услуги кабельного ТВ, ТфОП и доступ в Интернет, называется «мультисистемным оператором» (МСО) (англ. MSO – Multiple Systems Operator).
И кабельные модемы, и модемы ассиметричных ЦАЛ способны по одной паре проводников (коаксиальной и симметричной) обеспечить одновременный обмен данными в сети Интернет и телефонную связь. Таким образом, абонент может пользоваться телефоном, не перерывая работу в сети.
Современные сети КТВ являются гибридными волоконно-коаксиальная (англ. HFC – Hybrid Fiber-Coax). HFC сеть (рис. В.1) обладает следующими преимуществами:
– комбинированное использование оптической и коаксиальной инфраструктуры позволяет в течение продолжительного времени сохранять инвестиции, вложенные в ОВ, и постепенно уменьшать длины коаксиально-кабельных (КК) участков сети;
– лучшая помехоустойчивость, и, следовательно, высокое качество передачи информации по сравнению с сетями, построенными на симметричном или коаксиальном кабеле;
– возможность существенного наращивания (по сравнению с симметричным абонентским кабелем) пропускной способности сети и перехода на более высокоскоростные транспортные протоколы;
– расширение спектра услуг за счет цифрового, интерактивного и платного телевидения (видео), видеоконференцсвязи и др. услуг, требующих широкой полосы пропускания;
– наличие условий для построения районных, кампусных, корпоративных и прочих сетей с интеграцией услуг;
– возможность централизованного управления (включая диагностику) и обслуживания абонентского оборудования, что является весомым фактором;
– обеспечение приема и просмотра на экране телевизора информации из Web, а на мониторе компьютера – телевизионных программ.
Сеть доступа, реализованная по технологии HFC, является современной телекоммуникационной платформой, предоставляющей абонентам пакеты теле- и радио-программ, а также ассортимент интерактивных мультимедийных услуг.
На рис. В.1 приведена структурная схема гибридной волоконно-коаксиальной сети доступа, позволяющая предоставлять широкополосные (программы аналогового и цифрового ТВ и радиовещания (РВ)) и узкополосные (передача данных, телефония) услуги.
На головную станцию (ГС) поступают сигналы ТВ и РВ по каналам наземного ТВ (НТВ) и спутникового ТВ (СТВ), радиорелейным и по кабелю от местной студии. Принятые электрические сигналы обрабатываются, конвертируются и в передающем устройстве (ПУ) прямого потока (ПП) преобразуются в оптический линейный сигнал (Э/О преобразование), поступающий в оптическую сеть. Здесь сигнал передается и распределяется (разветвляется) при помощи пассивных сетевых компонент – оптических волокон (ОВ) и оптических ответвителей (ОО) и поступает в оптические узлы (ОУ).
Оптический узел, устанавливаемый в центре микрорайона (группы многоквартирных домов), потенциально способен обслуживать до 2 тыс. абонентов. В ОУ осуществляется обратное О/Э преобразование и усиление группового ТВ сигнала. Далее сигнал передается по существующей коаксиально-кабельной (домовой) сети в помещения абонентов, где установлено ТВ приемное устройство.
Для передачи данных и оцифрованного голоса по сети КТВ на головной станции устанавливается терминальная система КМС. В нисходящем направлении (ГСабонент) данные и оцифрованный голос передаются при помощи квадратурной амплитудной модуляции (QAM-64, QAM-256) по стандартному ТВ каналу (в полосе частот 8 МГц), свободному от ТВ вещания. В оптическом узле (после О/Э преобразования) нисходящий поток данных по КК поступает на все абонентские модемы. Находящийся в кабельном модеме контроллер доступа к среде передачи (см. п. 2.7) выделяет из общего потока данных только те, которые предназначаются конкретному абоненту. Все прочие данные «теряются».
Обратный поток (ОП) в направлении абонентГС передается в низкочастотной части линейного плана частот (5…42 МГц) не занятом ТВ вещанием. Однако этот диапазон подвержен влиянию импульсных помех от бытовых и промышленных электроприборов, а также помех от частной, служебной и любительской радиосвязи. В такой сложной электромагнитной обстановке для передачи восходящего потока применяется квадратурная фазовая модуляция (англ. QPSK – Quaternary Phase-Shift Keying). Она обладает лучшей (чем QAM) помехоустойчивостью, но дает меньшую скорость передачи данных. Это не столь существенно, поскольку восходящий трафик всегда менее интенсивен, чем нисходящий.
В простейшем случае для передачи ОП используется свободное ОВ в многоволоконном оптическом кабеле (ОК). Для этого в помещении ОУ устанавливается ПУ ОП, а в помещении ГС – ПрУ ОП. После О/Э преобразования обратный поток данных подается ТС КМС и далее в сеть Интернет.
Оптическийузел 4
Оптическийузел 4
ГС
ПрУ ОП
ПУ ПП
ТС КМС
Сеть Интернет
Помещение абонента
Рисунок В.1 – Структурная схема гибридной
волоконно-коаксиальной сети доступа
