(Single Line Digital Subscriber Line — однопарная цифровая абонентская линия) Также как и технология HDSL, технология SDSL обеспечивает симметричную передачу данных со скоростями, соответствующими скоростям линии Т1/Е1, но при этом технология SDSL имеет два важных отличия. Во-первых, используется только одна витая пара проводов, а во-вторых, максимальное расстояние передачи ограничено 3 км.[1] В пределах этого расстояния технология SDSL обеспечивает, например, работу системы организации видеоконференций, когда требуется поддерживать одинаковые потоки передачи данных в оба направления. В определенном смысле технология SDSL является предшественником технологии HDSL2. [1]
VDSL (Very High Bit-Rate Digital Subscriber Line — сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) Технология VDSL является наиболее «быстрой» технологией xDSL. Она обеспечивает скорость передачи данных «нисходящего» потока в пределах от 13 до 52 Мбит/с, а скорость передачи данных «восходящего» потока в пределах от 1,5 до 2,3 Мбит/с, причем по одной витой паре телефонных проводов. В симметричном режиме поддерживаются скорости до 26 Мбит/с. Технология VDSL может рассматриваться как экономически эффективная альтернатива прокладыванию волоконно-оптического кабеля до конечного пользователя. Однако, максимальное расстояние передачи данных для этой технологии составляет от 300 метров до 1300 метров. То есть, либо длина абонентской линии не должна превышать данного значения, либо оптико-волоконный кабель должен быть подведен поближе к пользователю (например, заведен в здание, в котором находится много потенциальных пользователей). Технология VDSL может использоваться с теми же целями, что и ADSL; кроме того, она может использоваться для передачи сигналов телевидения высокой четкости (HDTV), видео по запросу и т.п. [1]
2. 4 Достоинства и не достатки.
Основными достоинствами данного метода является следующие :
использование существующих медных абонентских линий связи.
одновременное использование телефонного аппарата и модема.
постоянное соединение с сервером .
более высокая скорость по сравнению с аналоговыми модемами.
Недостатками являются :
ограниченность параметрами медной линии (качеством)
ограниченность длинной абонентской линии
необходимость дополнительного абонентского оборудования (сплиттер, модем , соединительные провода)
2.5 С использованием волоконно-оптических систем .
2.5.1 Активные оптические системы.
Активная оптическая сеть представляет собой совокупность магистральных оптических кабелей ,коммутаторов и абонентских домовых сетей .
В системах с активной оптикой используется коммутационное оборудование, требующее подключения к электрической сети. Для осуществления обработки протекающей в сети информации используются различные коммутаторы и маршрутизаторы, которые обрабатывают поступающие на них данные и перенаправляют их по нужному адресу.
Активные оптические сети построены по технологии ETTH (Ethernet To The Home) — один из способов постоянного подключения к Интернету по протоколу Fast Ethernet, являющейся совместной разработкой компаний «Teleste Corporation» и «Tratec Telecom B.V.».
Скорость подключения — 100 Мбит/с или 1 Гбит/c. До каждого подключаемого дома производится прокладка оптического кабеля. В качестве абонентских линий, от активного оборудования прокладывается витая пара пятой категории.[2]
Примеры построения ETTH приведены на рисунке 2. 1, 2. 2
Рисунок 2.1 пример абонентского подключения ETTH через STB –приставку.
Рисунок 2.2 пример подключения ETTH через абонентский роутер.
Достоинства и не достатки.
Активные оптические сети также имеют определенные преимущества над пассивными. Абоненты подобных сетей могут самостоятельно выбирать оборудование, которое будет обеспечивать необходимую им дальность передачи данных, а также расширять свою сеть без необходимости ее реструктуризации.
Недостатки:
Говоря о слабых сторонах активных систем, стоит упомянуть необходимость установки коммутаторов для каждых24,36, 48 абонентов сети. А поскольку активные системы требуют электропитания, они намного менее надежны в сравнении со своими пассивными аналогами.
2.5.2 Пассивные оптические системы.
Особенности построения.
В пассивных оптоволоконных системах нет никакого оборудования, питающегося от электричества. Вместо этого здесь используются специальные оптические разветвители, которые самостоятельно разделяют и группируют оптические сигналы, проходящие сквозь них. Таким образом, питание здесь необходимо только для источников и приемников данных. В некоторых случаях системы типа FTTH могут одновременно состоять из активных и пассивных элементов. Такие системы называют гибридными.
Основные понятия технологий оптического доступа
Наибольший объем услуг может быть предоставлен пользователю с помощью сетей оптического доступа OAN (Optical Access Networks) – активных (FTTH, FTTB. FTTC, FTTCab и т.д.) или пассивных PON (Passive Optical Networks). Созданием и продвижением новейших технологий доступа, и в частности оптических технологий, занимается международный консорциум FSAN (Full Service Access Network)
Технология FTTx - оптика до х (Fiber-То-The-х, FTTx) – это доступ к широкому спектру мультисервисных услуг, по оптическому волокну.
Типы FTTx:
- FTTA (Fiber to the Apartment) - оптоволокно до квартиры;
- FTTB (Fiber to the Building) - оптоволокно до здания;
- FTTC (Fiber to the Curb) - оптоволокно до распределительной шкафа;
- FTTCab (Fiber to the Cabinet) - оптоволокно до телефонного шкафа/будки;
- FTTE (Fiber to the Exchange) - оптоволокно до ближайшего к пользователю коммутатора;
- FTTH (Fiber to the Home) - оптоволокно до дома;
- FTTMdu (Fiber to the MultiDwelling Unit) - оптоволокно до блока/квартала жилых домов;
- FTTN (Fiber to the Node) - оптоволокно до узла;
- FTTO (Fiber To The Office) - доведение кабеля с ОВ до офиса;
- FTTOpt (Fiber To The Optimum) - доведение кабеля с ОВ до некой оптимальной, с точки зрения Оператора и/или пользователя, точки;
- FTTP (Fiber to the Premises) - доведение кабеля с ОВ до помещения клиента;
- FTTR (Fiber to the Remote Office) - оптоволокно до удаленного узла- доведение кабеля с ОВ до удаленного модуля, концентратора, мультиплексора или УАТС;
- FTTS (Fiber to the Subscriber) - оптоволокно до абонента;
- FTTU (Fiber to the User) - оптоволокно до пользователя.
Примеры организации МСАД на технологии FTTx, приведены на рисунке 2.3,2.4.
Рисунок 2.3 - Примеры организации МСАД на технологии FTTx
Рисунок 2.4 – пример реализации технологии FTTx.
Технология PON (passive optical networks) – пассивные оптические сети это наиболее перспективная технология широкополосного мультисервисного множественного доступа по оптическому волокну .Суть технологии пассивных оптических сетей, состоит в том, что ее распределительная сеть строится без каких-либо активных компоненторазветвление оптического сигнала осуществляется с помощью пассивных делителей оптической мощности - сплиттеров.
Типы PON:
- APON (ATM Passive Optical Network) - использует АТМ-инкапсуляцию транспортируемых данных для бизнес-приложений, обеспечивает скорость передачи 155 Мбит/с при дальности связи до 20 км. Базовый стандарт APON: ITU-T G.983;
- BPON (Broadband Passive Optical Network) - превосходит APON за счет ряда преимуществ, в частности, поддержки метода спектрального уплотнения каналов (Wavelength Division Multiplexing - WDM), видео-приложений, более высокой скорости передачи (622 Мбит/с и 1,2 Гбит/c). Базовый стандарт BPON: ITU-T G.983x;
- GPON (Gigabit Passive Optical Network) - наиболее распространенный на сегодня вариант PON, обеспечивающий симметричную передачу со скоростью до 2,5 Мбит/с, поддерживает транспортные протоколы Ethernet и
ATM, а также IP-транспорт. Базовый стандарт GPON: ITU-T G.984;
- EPON (Ethernet Passive Optical Network) - другое название: "Ethernet на первой миле" (Ethernet in the First Mile) - обеспечивает симметричную передачу со скоростью до 1,25 Гбит/с и использует инкапсуляцию Ethernet. Базовый стандарт EPON: IEEE 802.3ah;
- GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) является одной из разновидностей технологии пассивных оптических сетей PON и одним из самых современных вариантов строительства сетей связи, обеспечивающим высокую скорость передачи информации (до 1,2 Гбит/с). Основное преимущество технологии GEPON заключается в том, что она позволяет оптимально использовать волоконно-оптический ресурс кабеля. Например, для подключения 64 абонентов в радиусе 20 км достаточно задействовать всего один волоконно-оптический сегмент; [2]
- 10GEPON (10 Gigabit Ethernet Passive Optical Network) - гибрид технологий GPON и EPON со скоростями передачи до 10 Гбит/с. Базовый стандарт 10GEPON: IEEE 802.3av;
- TurboGEPON обеспечивает скорость передачи информации до 2.5 Гбит/с по направлению к абоненту (downstream) и до 1,25 Гбит/с в направлении от абонента (upstream).
2.5.3 Достоинства и не достатки.
Преимущества:
Пассивные оптические сети имеют ряд явных преимуществ. Благодаря тому, что каждое оптическое волокно кабеля такой сети может обслуживать одновременно до 64/128 пользователей, такие системы являются очень эффективными. В сравнении с активными оптическими сетями, пассивные намного более экономичны в установке и дальнейшем техническом обслуживании. А поскольку в них используется намного меньше подвижных электрических частей, вероятность поломки в них намного ниже.[ 2]
Недостатки:
Есть у пассивных сетей и свои недостатки. С их помощью можно передавать информацию на более короткие расстояния, чем это возможно в активных сетях. Это значит, что пользователи таких сетей должны быть ближе расположены к центральному источнику данных, что значительно ограничивает сферу применения пассивных систем. Следующий минус заключается в том, что при возникновении поломки в такой сети очень сложно выявить ее местонахождение. И, наконец, пропускная способность пассивных оптических сетей не предназначена для работы с индивидуальными ее абонентами, что сказывается на снижении скорости передачи данных во время их перегруженности. Это также становится причиной т.н. задержек, что особенно заметно при потоковом воспроизведении аудио и видео, для которых очень важна постоянная скорость передачи данных.
2.6 Выбор технологии организации доступа.
Исходя из выше описанных технологий, их достоинства и не достатки, было принято решение использовать технологию FTTB.
В данной квалификационной выпускной бакалаврской работе будет подключен жилой массив к широкополосной сети доступа , состоящий из 16-ти 3-х этажных домов по 24 квартиры в каждом доме.
Сеть будет иметь топологию соединения звезда. В квалификационной выпускной бакалаврской работе использоваться широкополосная сеть ,которая позволит дать абонентам доступ в глобальную сеть Ethernet по технологии FTTB .(FTTHB-Fiber to the Building )— один из способов постоянного подключения к Интернету по протоколу Fast Ethernet, являющейся совместной разработкой компаний «Teleste Corporation» и «Tratec Telecom B.V.».
Скорость подключения — 100 Мбит/с или 1 Гбит/c. До каждого подключаемого дома производится прокладка оптического кабеля. В качестве абонентских линий, от активного оборудования прокладывается витая пара пятой категории) .[ 2]
В данной работе будет использоваться подключения FTTB до домового коммутатора ,а для дальнейшего подключения абонентов будет использоваться кабель типа витая параUTP 5E категории .
От пачкордов было принято решение отказаться , так как в доме на этапе строительства дома были проложены кабельные проходы до каждого абонента .У каждого абонента будет установлена кабельная розетка типа RJ-45 для подключения к коммутатору .
3 Расчёт трафика проектируемой сети.
В соответствии с заданием количество абонентов и виды услуг приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1
услуга
|
Вмак Кбит/с
|
пачечность
|
Sip(1)
|
64
|
1
|
Ip-tv(2)
|
10000
|
5
|
Ethernet(3)
|
10000
|
54
|
Количество домов
|
16
|
Количество квартир в доме
|
24
|
Количество виртуальных каналов Nвк
|
16*24=384
|
Рассчитаем по формуле (3.1)среднею битовую скорость каждой услуги[3]
Bср=Nвк*p*B мак (3.1)
где - Nвк количество виртуальных каналов
Вмак - максимальная битовая скорость передачи
р- пачечность
Рассчитаем по формуле (3.2) дисперсию битовой скорости каждой услуги
D= Nвк*p* (3.2)
где - Nвк количество виртуальных каналов
Вмак - максимальная битовая скорость передачи
р- пачечность
Рассчитаем по формуле (3.3) общую среднею битовую скорость
Вср= (3.3)
где сумма всех битовых скоростей услуг .
Рассчитаем по формуле (3.4) общую дисперсию средней битовой скорости
D= (3.4)
где сумма всех битовых скоростей услуг .
Рассчитаем по формуле (3.5) максимальную допустимую скорость передачи в тракте при вероятности потере пакета 
Вмакс= Вср+U D (3.5)
где Вср- суммарная средняя битовая скорость
D- суммарная средняя дисперсия
U =5,612 вероятность потери пакета
Расчет производительности производится по формуле (3.6)
Rk=Bмак /Lинф (3.6)
Bмак- максимальную допустимую скорость передачи в тракте
Lинф -емкость информационного пакета (1518байт)
Bср1=Nвк*p*B мак =384*1*64*103 =2457,6*103бит/с
Bср2=Nвк*p*B мак=384*5*10000*103=192*108 бит/с
Bср3=Nвк*p*B мак=384*54*10000*103=207,36*109бит/с
D1= Nвк*p*= 384*1*  =1,572*1012
D2= Nвк*p*=384*5*  =1,92*1017
D3= Nвк*p*=384*54* =2,0736*1018
Вср==2457,6*103 +192*108 +207,36*109=2,265*1011бит/с
D==1,572*1012+1,92*1017+2,0736*1018=2,265*1018
Вмакс= Вср+UD=2,265*1011+5,612 =2,349*1011бит/с
Rk=Bмак /Lинф=2,349*1011/1518*8*103=1,20*1012бит/с
Данные расчеты были произведены на 100% загруженность линии и оборудования.
Для каждого домового коммутатора загруженность должна составлять
Rkобщ/16=9.7*108бит /с
4Выбор оборудования сети.
4.1 Выбор станционного оборудования
Исходя из выше представленных расчетов для нашей сети необходимо оборудования с производительностью не ниже 1,20*1012бит/с (Гб/с).
Также должно обеспечивать прием-передачу 20Gb/c по оптоволоконному кабелю.
Был выбран коммутатор фирмы Juniper,[8] отвечающий нашим требованиям
EX4550-32F (рисунок4.1)
Рисунок 4.1 внешний вид коммутатора Juniper EX4550-32F.
Описание и технические данные OLT Juniper EX4550-32F:
Коммутатор EX4550-32F представляет собой оптический L3-коммутатор операторского класса с поддержкой портов до 32 10G SFP+ . Поддерживает dual stack(IPv4/IPv6), QOS, Расширенные функции VLAN (Vulticast VLAN, Voice VLAN,QinQ, и т.п.), bandwidth-control, агрегацию линков, интеллектуальный контроль безопасности, протоколы динамической маршрутизации (IS-IS, OSPF, BGP,MPLS) RSVP, LDP signaling.
Областью применения коммутатора EX4550 является построение узлов агрегации в сетях операторов связи, использование в качестве ядра корпоративных ,домовых сетях, использование в качестве коммутатора агрегации в центрах обработки данных.
Коммутаторы EX4550-32F работают на базе Junos OS, как и другие коммутаторы и маршрутизаторы Juniper, что обеспечивает единый согласованный функционал по всей сети, построенной на оборудовании Juniper.
Технические характеристики :
Интерфейсы
|
32 порта 10GE SFP+
16 дополнительных портов 10GE SFP/SFP+ через два заменяемых модуля расширения
4 дополнительных порта 40GE через два заменяемых модуля расширения.
|
Консольный порт
|
RJ-45
|
Процессор
Тип процессора - Marvell MV78x00, архитектура ARMv5TE
Тактовая частота процессора - 1000МГц
Количество ядер - 2
Оперативная память - DDR2 SDRAM 2048 МБ 800 МГц
Энергонезависимая память - 2 ГБ NAND Flash
Коммутатор
Коммутатор Ethernet - Marvell Packet Processor
Производительность коммутатора - 320 Гбит/с
Как видим из приведенной характеристики оборудования оно удовлетворяет нашим условиям:
Rk сети < Rk ком (1,20*1012 <3,20*1012)
4.2 Выбор домового коммутатора .
Домовой коммутатор должен иметь следующие параметры:
Производительность не ниже 9.7Гб/с
Количество портов 24порта RJ-45 100/1000Мб/с ,2 порта под SFP модуль
с пропускной способностью до 1.25Гб/с
Был выбран коммутатор фирмы ELTEX, отвечающий нашим требованиям :
ELTEX MES2124М  рисунок 4.2.1]
Рисунок 4.2.1 внешний вид коммутатора ELTEX MES2124М.
Описание и технические данные:
Коммутаторы доступа MES – управляемые коммутаторы уровня L2, которые имеют 24 порта 10/100Base-T и 4комбинированных порта 1000Base-T/Base-X для подключения SFPмодулей . Коммутаторы осуществляют подключение конечных пользователей к сети крупных предприятий, предприятий малого и среднего бизнеса, к домовым сетям пользователей и к сетям операторов связи с помощью интерфейсов Fast и Gigabit Ethernet. Функциональные возможности коммутатора обеспечивают физическое стекирование, поддержку виртуальных локальных сетей, многоадресных групп рассылки и расширенные функции безопасности.[ 4]
Интерфейсы……………………… 24 порта 10/100/1000 Base-T (RJ-45),
4 порта 10/100/1000 Base-T/1000Base-X (SFP)
Модули SFР………………………. SFР
Производительность коммутатора………..56Гб/с
Дуплексный и полудупплексный режимы…………
Дуплексный иполудуплексный режимы для скоростей 10/100 Мбит/с.
Дуплексный для скорости 1000 Мбит/с.
Исходя из представленной характеристики оборудования видим ,что коммутатор отвечает нашим условиям:
Rk сети < Rk ком (9.7Гб/с<5Гб/с)
Интерфейсы……………………… 24 порта 10/100/1000 Base-T (RJ-45),
4 порта 10/100/1000 Base-T/1000Base-X (SFP)
5 Выбор оптического оборудования.
5.1 Выбор магистрального кабеля .
Для нашего проекта будет применён одномодовый кабель для прокладки в кабельной канализации фирмы Интегра кабель. [рисунок 5.1 ] [5]
Кабель будет использоваться на 24 волокна(4рабочих,20 резервных)
ИКСН-М6П-А24-2.7
ИК – оптический кабель марки «Интегра-Кабель»
С
|
