МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ДГТУ)

Факультет	Информатика и вычислительная техника
	(наименование факультета)
Кафедра	Кибербезопасность информационных систем
	(наименование кафедры)

Лабораторная работа №7

На тему: «FTTH»

Дисциплина:

Сети и телекоммуникации

Автор			Нестеров А. А.
	(подпись, дата)
Направление подготовки		09. 03. 01 Информатика и вычислительная техника
Профиль	Информатика и вычислительная техника
Руководитель				Решетников И. В
	(подпись, дата)

г. Ростов-на-Дону

2019год

Лабораторная работа №1

Fiber To The X или FTTx (англ. fibertothe x — оптическое волокно до точки X) — это общий термин для любой широкополосной телекоммуникационной сети передачи данных, использующей в своей архитектуре волоконно-оптический кабель в качестве последней мили для обеспечения всей или части абонентской линии. Термин является собирательным для нескольких конфигураций развёртывания оптоволокна — начиная от FTTN (до узла) и заканчивая FTTD (до рабочего стола).

В строгом определении FTTx является только физическим уровнем передачи данных, однако фактически понятием охватывается большое число технологий канального и сетевого уровня. С широкой полосой систем FTTx неразрывно связана возможность предоставления большого числа новых услуг

FTTH (fibertothehome) — оптическое волокно до жилища. В жилище устанавливается терминал, а от терминала кабель до компьютера. Данное определение исключает те архитектуры сети, в которых оптическое волокно заканчивается до достижения жилых помещений или офисного пространства и линия продолжается иной физической средой, нежели оптической. Схема FTTH представлена на рисунке 1:

Рисунок 1 – Схема FTTH

Однозначно в пользу решений FTTH выступали эксперты компании Motorola. Они сравнивают продолжительность жизненного цикла инвестиций в любую технологию доступа и коррелированный рост требований к пропускной способности каналов доступа. Оператор должен обязательно учитывать эти данные, иначе он рискует оказаться уязвимым перед лицом конкурентов по мере стремления пользователей к получению услуг всё более высокого класса.

Существует два типа организации FTTH сетей: на базе Ethernet и на базе PON.

Архитектуры на базе Ethernet

Необходимость быстрого вывода на рынок и снижения стоимости для абонентов привели к появлению сетевой архитектуры на базе Ethernet-коммутации. Передача данных по сети Ethernet и Ethernet-коммутация стали приносить доход на рынке корпоративных сетей и привели к снижению цен, появлению законченных продуктов и ускорению освоения новых продуктов. В основе первых европейских проектов сетей Ethernet FTTH лежала архитектура, при которой коммутаторы, расположенные на цокольных этажах многоквартирных домов, были объединены в кольцо по технологии GigabitEthernet. Эта структура обеспечивала прекрасную устойчивость к различного рода повреждениям кабеля и была весьма рентабельной, но к ее недостаткам можно было отнести разделение полосы пропускания внутри каждого кольца доступа (1 Гбит/с), что давало в перспективе сравнительно небольшую пропускную способность, а также вызывало трудности масштабирования архитектуры.

Затем широкое распространение получила архитектура Ethernet типа «звезда». Такая архитектура предполагает наличие выделенных оптоволоконных линий (обычно одномодовых, одноволоконных линий с передачей данных Ethernet по технологии 100BX или 1000BX) от каждого оконечного устройства к точке присутствия (pointofpresence, POP), где происходит их подключение к коммутатору. Оконечные устройства могут находиться в отдельных жилых домах, квартирах или многоквартирных домах, на цокольных этажах которых располагаются коммутаторы, доводящие линии по всем квартирам с помощью соответствующей технологии передачи.

Архитектура Ethernet FTTH с топологией «Звезда»:

Архитектуры на базе PON

При использовании архитектуры на базе пассивной оптической сети PON для развертывания сетей FTTH оптоволоконная линия распределяется по абонентам с помощью пассивных оптических разветвителей с коэффициентом разветвления до 1: 64 или даже 1: 128. Архитектура FTTH на базе PON обычно поддерживает протокол Ethernet. В некоторых случаях используется дополнительная длина волны нисходящего потока, что позволяет предоставлять традиционные аналоговые и цифровые телевизионные услуги пользователям без применения телевизионных приставок с поддержкой IP.

Ниже на рисунке изображена типичная пассивная оптическая сеть PON, в которой используются различные терминаторы оптической сети (opticalnetworktermination, ONT) или устройства оптической сети (opticalnetworkunit, ONU). ONT предназначены для использования отдельным конечным пользователем. Устройства ONU обычно располагаются на цокольных этажах или в подвальных помещениях и совместно используются группой пользователей. Голосовые сервисы, а также услуги передачи данных и видео доводятся от ONU или ONT до абонента по кабелям, проложенным в помещении абонента.

Архитектура пассивной оптической сети (PON):

В настоящее время существует три различных стандарта сети PON, которые приведены в таблице. Параметры полосы пропускания обозначают совокупную скорость передачи данных в нисходящем и восходящем потоках. Эта скорость передачи данных делится между 16, 32, 64 или 128 абонентами, в зависимости от плана развертывания.

Архитектура BPON -- это традиционная технология, которая в настоящее время все еще применяется некоторыми сервис-провайдерами в США, однако она быстро вытесняется другими архитектурами. В то время как EPON была разработана с целью снижения стоимости путем использования технологии GigabitEthernet, архитектура GPON разрабатывалась, чтобы обеспечить более высокую скорость передачи данных нисходящего потока, снизить накладные расходы и обеспечить возможность передачи трафика ATM и TDM. Несмотря на добавленную поддержку старых протоколов, эта возможность пока редко используется на практике. Вместо этого архитектура GPON используется в качестве транспортной платформы Ethernet.

Эксперты компании Alcatel-Lucent перечисляют следующие преимущества архитектуры FTTH:

š из всех вариантов FTTx она обеспечивает наибольшую полосу пропускания;

š это полностью стандартизированный и наиболее перспективный вариант;

š решения FTTH обеспечивают массовое обслуживание абонентов на расстоянии до 20 км от узла связи;

š они позволяют существенно сократить эксплуатационные расходы — за счет уменьшения площади технических помещений (необходимых для размещения оборудования), снижения энергопотребления и собственно затрат на техническую поддержку.

Достоинства:

š Высокая надежность.

š Конфиденциальность.

š Экономия волокон.

š Нет необходимости в использовании дистанционного питания.

š Простота переконфигурации сети за счет установки в основных узлах распределения оптических кроссовых шкафов. Перекоммутация осуществляется за счет простейшей переустановки патчкордов по соответствующим направлениям (с помощью пигтейлов).

š Простота построения параллельных сетей.

š Для владельцев многоквартирных домов подключение на базе FTTH способно повысить стоимость недвижимости.

š Высокая полоса пропускания, которая позволяет достичь максимальной гибкости при развертывании сервиса в будущем, FTTH полностью стандартизированный и наиболее перспективный вариант развития сетей абонентского доступа с использованием волоконно-оптического кабеля.

Недостатки:

š Наличие терминала / устройства CPE в квартире клиента.

š Сети с FTTH технологией несколько дороже аналогичных сетей с FTTB технологией.

Хотя сети с FTTH технологией несколько дороже аналогичных сетей с FTTB технологией, однако, цены на оборудование снижаются. К тому же без учета стоимости дополнительного оборудования (SetTopBox) и в случае правильного выбора оборудования по ценовой политике с учетом специфики структуры FTTH сети, разница в суммарной стоимости по сравнению с FTTB может быть сведена к нулю. Также использование решений FTTH позволяет существенно сократить эксплуатационные расходы, в первую очередь, за счет уменьшения площади технических помещений, где необходимо размещения оборудования, а также соответственно, снижения энергопотребления и собственно затрат на техническую поддержку.

Очевидно, что для реализации конкурентно-способных услуг необходимо построение сети на базе технологии FTTH.

Существуют системы с пространственным разделением среды, с временным разделением TDM, системы со спектральным разделением WDM.

FTTH- (англ. FibertotheHome- оптическое волокно до квартиры). Учитывая, что российские абоненты проживают в основном в многоквартирных домах, FTTH означает, в отличие от FTTB, доведение оптического волокна до квартиры абонента.

Лабораторная работа №2

Цель работы: Описать микрорайон, с учетом числа жителей и схемы домов.

Описание: строительство сети доступа с применением технологии FTTH для предоставления широкополосного доступа в Интернет, с учетом

80% охвата пользовательской сети.

Выполнить проектирование сети FTTH, определение кабельных трасс

и расположения узловых элементов, расчет объема трафика, с учетом

исходных данных. Количество квартир и распределение по домам и

подъездам приведены в таблице 1. Задействованные улицы показаны на рисунке 2.

Рисунок 2 – Выбранные улицы

Таблица 1

Улица	Кол-во домов	Подключенных домов	Не подключенных домов
Гипсовая
Валуйский пер.
Камышинская
Пер. Прежевальского
Жлобинский пер.