4.1 Архитектура и особенности развития сетей доступа

Разработка основных положений и принципов построения и применения оптических сетей доступа в документах и международных стандартах неразрывно связана с принципами организации ЦСИС на базе новых транспортных технологий: - асинхронного способа переноса, синхронной цифровой иерархии, спектрального разделения по длинам волн и др.

Сеть доступа - часть сети связи, обеспечивающая доставку сигналов (услуг связи) между пользователями и транспортной сетью.

Основное направление развития сетей доступа - цифровизация и увеличение пропускной способности с целью предоставления абонентам комплекса услуг, включая интерактивную цифровую высокоскоростную связь и услуги мультимедиа.

Развитие сетей доступа происходит по двум основным направлениям:

Использование  волоконно-оптических средств на сетях доступа позволяет реализовать:

При этом физический уровень технических средств сети доступа остается практически неизменным для любого варианта (капитальные затраты не меняются). Может увеличиваться только стоимость терминального оборудования и оплата услуг по мере увеличения их количества и качества. Это определяется огромной информационной избыточностью соединительных линий.

Другими словами, оптические сети доступа имеют возможность одновременного удовлетворения как потребителей, которым нужен традиционный телефонный аппарат, так и потребителей, которым требуется широкополосный канал, включая кабельное телевидение.
На рисунке 4.1 приведены различные варианты организации ОСД:

ВвД (FTTH)      - волокно вводится в дом (помещение индивидуального пользователя)
ВвК (FTTCab)  - волокно вводится в кабинет (оффис, учреждение)
ВвЗ (FTTB)       - волокно вводится в здание (к группе пользователей)
ВвШ (FTTC)      - волокно вводится в распределительный шкаф (перед одним или несколькими зданиями)
ОСО                  - оптическое сетевое окончание
СО                     - сетевое окончание
СУО                  - стык узла обслуживания (пункт доступа ТС или узел предоставления услуг)
ССП                  - стык сети пользователя

Рисунок 4.1

При построении оптических сетей доступа (ОСД) на ЕСЭ РФ следует учитывать мировой опыт развития: при строительстве в новых районах создавать полностью оптические сети доступа, а в районах с относительно развитой инфраструктурой связи модернизировать сеть на базе гибридных волоконно-коаксиальных сетей (ГВКС).

Проектирование и строительство ОСД может осуществляться при:

- телефонизации вновь строящихся районов;

- дополнительной телефонизации или создании сети кабельного телевидения;

-  создании локальных выделенных сетей, имеющих перспективу быть наложенными сетями.

На рисунке 4.2 приведена типовая конфигурация ОСД, которая включает:

1. оптическое линейное окончание (ОЛО);
2. оптический сетевой блок (ОСБ);
3. оптическая распределительная сеть (ОРС).

ОЛО является окончанием ОСД на станционной стороне (станции или узла предоставления услуг). ОЛО обеспечивает стык ОСД со стороны транспортной сети (стык узла обслуживания (СУО) или предоставления услуг), и оптический стык в точке Пд/Пр (стык пассивной оптической сети, СПО) с ОРС, например, на основе ПОС. ОЛО может подключаться к одной или нескольким ОРС.

ОСБ является окончанием ОСД на стороне абонента (пользователя). Он обеспечивает (непосредственно или на расстоянии) стык ОСД со стороны пользователя (стык сети пользователя) и оптический стык в точке Пд/Пр (СПО) с ОРС. Разновидностью ОСБ может являться окончание ОСД на стороне пользователя, применяемое в топологии ВвД и непосредственно выполняющее функцию порта пользователя. В этом случае ОСБ является оптическим сетевым окончанием (ОСО), как показано на рисунке 4.1. Характерным для ОСО в отличие от ОСБ является и то, что в нем оканчивается и канал управления системы управления ОСД.

ОРС обеспечивает средства оптической передачи от ОЛО к пользователям и обратно, состоит из пассивных оптических компонентов и выполняет следующие функции:

а) обеспечивает прямое оптическое соединение (возможность непосредственного обмена оптическими сигналами между ОЛО и ОСБ);

б) осуществляет оптическое разветвление в нисходящем (от ОЛО) потоке и объединение в восходящем (в ОЛО) потоке при помощи оптических разветвителей (см. далее рисунок 4.3);

в) обеспечивает возможность оптической многоволновой транспортировки (одновременную передачу по одному и тому же волокну сигналов на различных длинах волн в обоих направлениях передачи).

Рисунок 4.2

ОРС обеспечивает один или более оптических трактов между одним ОЛО и одним или более ОСБ. Каждый оптический тракт определяется между точками нормирования оптического стыка на передаче IIд и приеме Пр.

Как показано на рисунке 4.2, ОСД является системой между точками нормирования параметров стыка ССП (Т) и стыка СУО (V). ОРС относится к волоконной распределительной сети на базе пассивных оптических компонентов. ОСБ может подсоединяться к ССП через УС (устройство сопряжения) при реализации ГВКС, т.е. при передаче на последнем участке ОСД по цифровой абонентской линии по медным жилам. Для этого случая на рисунке 4.2 добавлена точка нормирования параметров стыка (а) между ОСБ и УС.

На ОСД должны быть предусмотрены точки доступа для оптических измерений и контроля. Эти точки могут быть расположены в ОЛО, ОСБ/ОСО, ОРС. Должно быть обеспечено сопряжение с системой управления электросвязи, через стык типа Q3, как показано на рисунке 4.2 и более подробно изложено в разделе 4.4.

На рисунке 4.3 показана структурная схема ОРС.

Рисунок 4.3

Сплошная линия обозначает одно или более оптических волокон. Пунктирная линия обозначает дополнительные резервные волокна. Два направления оптической передачи в ОРС определяются следующим образом:

1. нисходящее направление для сигналов, поступающих от ОЛО к одному или нескольким ОСБ;
2. восходящее направление для сигналов, поступающих от одного или нескольких ОСБ к ОЛО.

При передаче в нисходящем и восходящем направлениях могут использоваться одно и то же волокно и те же компоненты или разные волокна и компоненты.

Если для реконфигурации сети ОРС требуются дополнительные соединители или другие пассивные устройства, они должны располагаться между точками Пл и Пр, а их затухание следует учитывать при любых расчетах оптических потерь.

На рисунке 4.3 обозначены следующие оптические стыки:

- Осн, Осв - оптический стык в точке нормирования Пр/Пд между ОСБ и ОРС для нисходящего и восходящего направлений соответственно;

- Oлн, Oлв - оптический стык в точке нормирования Пд/Пр между ОЛО и ОРС для нисходящего и восходящего направлений соответственно.

Технические требования на параметры оптических стыков (Осн, Осв, Oлв, Oлн) определяются в РД 45.200-2001.

ОРС должна обеспечивать предоставление любой из предполагаемых услуг без необходимости проведения обширных изменений самой ОРС. Это требование влияет на свойства пассивных оптических компонентов, которые входят в состав ОРС. Ряд важных требований, непосредственно влияющих на оптические свойства ОРС, определяются следующим образом:

1. прозрачность по оптической длине волны: устройства, такие как оптические разветвители, которые не предназначены для выполнения функции выбора по длине волны, должны обеспечивать передачу сигналов на любой длине волны в диапазонах 1310 нм и 1550 нм;
2. обратимость: изменение направления на обратное входных и выходных портов не должно вызывать значительных изменений оптических потерь компонентов ОРС;
3. совместимость с волокном: все оптические компоненты должны быть совместимы с одномодовым кабелем, хотя на ОРС возможно применение и многомодового кабеля.

ОРС состоит из пассивных оптических элементов - компонентов ОСД, рассмотренных в разделе 4.2.

Для увеличения перекрываемого затухания в оптическом тракте ОСД могут применяться оптические усилители с параметрами по РД 45.186-2001. Пример использования ОУ в составе оптического тракта ОРС в нисходящем направлении показан на рисунке 4.4. Как показано на рисунке, в общем случае могут применяться три типа ОУ:

1. ОУ1 - оптический усилитель передачи;
2. ОУ2 - оптический усилитель приема;
3. ОУ3 - промежуточный (линейный) усилитель.

Использование ОУ позволяет компенсировать дополнительные потери в оптическом тракте, характерные для ОСД, которые связаны с большим количеством ответвлений части мощности оптического излучения в оптических разветвителях. ОУ рекомендуется устанавливать в одном помещении (или месте размещения) с другим оборудованием ОСД, например, ОУ1 вместе с оборудованием ОЛО, а ОУ2 вместе с оборудованием ОСБ, что позволит более рационально решать вопросы электропитания и технического обслуживания.

Вместе с тем, применение ОУ может привести к необходимости соблюдения мер безопасности в соответствии с Р 45.07-2001.

Допустимые потери оптического тракта ОСД определяются как потери между точками Пд/Пр и Пр/Пд (рисунок 4.3). Они включают в основном, километрические потери на затухание в оптическом волокне и потери в пассивных оптических компонентах ОРС (соединители, сростки, разветвители. и т.д.).

Рисунок 4.4