«Триколор ТВ»

Оптика в дом: готовы ли технологии?

28.08.2019 > 17:40
Оптика в дом: готовы ли технологии?
Фото: Shutterstock
Потребность абонентов в быстрой и надежной доставке данных растет с каждым годом. Это связано с ростом видео- и аудиотрафика и распространением домашних офисов для удаленной работы. Поэтому перспективной выглядит внутридомовая прокладка универсальной сети, позволяющая решать все задачи. Мы сделаем краткий обзор технологий PON, рассмотрим критерии выбора кабеля для внутридомового применения, а также варианты топологии его прокладки.

Сейчас внутри зданий чаще всего используется витая пара CATx, позволяющая доставлять 10 Гбит/с на расстояние до 100 м. Однако в многоквартирных домах этого канала может быть недостаточно. В стояках крупных домов требуется параллельная прокладка нескольких витых пар, а диаметр стояка для этого часто недостаточен, не говоря уже о том, что параллельная прокладка усложняет обслуживание кабелей. Поэтому для новых инсталляций более целесообразны кабели с пропускной способностью 100 Гбит/с.

Технологии PON

Самые распространенные технологии строительства оптических сетей доступа относятся к семейству PON. Напомним, что сети PON строятся по топологии «точка-многоточка» (схема 1). Они состоят из древовидных сегментов, каждый из которых обслуживается одним приемо-передающим модулем (OLT), установленным на центральной станции. На промежуточных узлах дерева устанавливаются пассивные разветвители, не требующие ни питания, ни регулярного обслуживания, а к ветвям подключаются абонентские модемы.

PON_scheme.jpg
Схема 1

Таким образом в пределах одного PON-сегмента используется общая транспортная среда. Но так как пропускная способность оптического кабеля очень высока, то скорость потоков в сегменте ограничивается только возможностями приемо-передающих устройств и протокола обмена данными.

В традиционных системах PON применяется временное уплотнение. В BPON и EPON один сегмент позволяет обслуживать 32 абонента, а в первых версиях GPON — 64 абонента. Несколько лет назад появилась значительно более гибкая и скоростная версия GPON — TWDM PON. Названа она была так потому, что в ней использовано сочетание временного и волнового уплотнения, позволяющее одному OLT обслуживать до 256 абонентов. Общая пропускная способность сегмента TWDM PON — 40 Гбит/с. Оборудование этого стандарта может работать в нескольких частотных диапазонах, в том числе допускающих применение EDFA-усилителей. Кроме того, предусмотрена возможность частотной перестройки приемопередатчиков. Появление TWDM PON значительно улучшило гибкость и масштабируемость технологии.

Новые классы оптических кабелей

Распространение систем PON сформировало потребность в новой категории оптических кабелей, выпускаемых в компактных формфакторах, удобных для прокладки внутри зданий и помещений и сохраняющих свои характеристики при сильных изгибах и бюджетных вариантах инсталляции.

Основные характеристики оптических кабелей и составляющих их волокон нормируются серией рекомендаций ITU-T G.65x.x.

В большинстве нынешних оптических сетей используются одномодовые кабели, производимые в соответствии с рекомендацией ITU-T G.652.D/B. Для таких кабелей характерны большие потери при сильных изгибах. Максимальный радиус изгиба волокна, не вызывающий увеличения потерь, является одной из ключевых характеристик оптического кабеля. Она получила название «потери на макроизгибах» и нормируется во всех рекомендациях.

С распространением FTTH-архитектур выросла популярность кабелей стандарта ITU-T G.657. Они отличаются большей устойчивостью волокон к изгибам и большей компактностью всего кабеля. В зависимости от жесткости требований кабели этого типа также делятся на категории. У кабелей категории G.657.В увеличение угла изгиба может достигаться за счет уменьшения диаметра коридора, по которому световой луч проходит внутри волокна. Этот коридор называется диаметром модового поля и обозначается английской аббревиатурой MFD (Mode Field Diameter). Уменьшение MFD требует более точной стыковки кабелей при их сращивании. К тому же кабели стандарта G.657.B, у которых MFD допускается в пределах 6,3—9,5 мкм, могут оказаться несовместимыми с традиционными кабелями G.652.D/B, у которых MFD лежит в пределах 8,6—9,2/9,5 мкм. Кабели стандартов G.657.A и G.652.D/B можно использовать вперемешку.

В стандарте G.657 выделены два подкласса, G.657.A2 и G.657.B3, предназначенные для прокладки внутри дома. Нижний предел радиуса изгиба у кабелей G.657.A2 — 7,5 мм, у кабелей G.657.B3 — 5 мм. Кабели G.657.B3 по устойчивости к изгибам схожи с медными проводами, что позволяет прокладывать их по периметрам помещений и вдоль дверных проемов.

C 2018 года в EC дополнительно вступили в силу правила, регламентирующие требования к внутридомовым конструкциям, в том числе к кабелям. В рамках этих правил кабели классифицируются по пропускной способности, степени механической прочности, стабильности характеристик, устойчивости к воздействию воды и огня, а также экологической безопасности. По этим характеристикам кабели также разделяются на несколько классов и подклассов, что позволяет выбрать оптимальную модель в зависимости от задачи.

Топологии внутридомовой прокладки кабеля

Заводимый в дом оптоволоконный кабель попадает в домовую распределительную коробку, которая обычно размещается в подвале или внизу одного из подъездов. В маленьких домах волокна сразу заводятся на кросс-панель (фото 1), на которой волокна входного кабеля коммутируются с волокнами стояковых кабелей. В более крупных зданиях распределительная коробка включает один или несколько сплиттеров PON и часто превращается в шкаф.

cross_panel.jpg
Фото 1

От коробки или шкафа кабели должны быть протянуты до абонентских розеток. При выборе варианта прокладки оптики внутри здания принимается во внимание возраст здания, его высота, диаметры стояков, а также наличие персонала, который может быстро провести установку и тестирование. Но более всего на выбор влияют число этажей и количество квартир на этаже.

В маленьких зданиях с числом квартир менее 12 от распределительной коробки к каждой квартире обычно протягивается отдельный кабель. В несколько более крупных зданиях, с числом квартир до 48, по стояку часто протягивается оптоволоконный кабель и на каждом этаже от него отводится нужное количество волокон, соединяемое с абонентскими отводами (схема 2). Стояковые кабели могут иметь от 12 до 96 волокон. В еще более крупных зданиях неизбежным становится использование этажных распределительных коробок.

riser_in_small_building.jpgСхема 2

В высотках может быть один крупный стояк, в котором прокладывается несколько многоволоконных кабелей, каждый из которых обслуживает один или несколько этажей. При топологии, изображенной на схеме 3, одна распределительная коробка обслуживает три этажа. В нее заводятся все волокна многоволоконного кабеля, и выводятся абонентские отводы для трех этажей. Как вариант, в здании может быть не один стояк, а несколько, размещенных в параллель.

riser_in_large_building.jpgСхема 3
Эти топологии самые распространенные, но могут использоваться и гибридные варианты.

Преконфигурированные сборки

Кабели для стояковой прокладки традиционно поставляются с волокнами, оконцованными со стороны подключения к кросс-панели в домовой распределительной коробке. Но сейчас все чаще используются сборки с уже оконцованными отводами для подключения к этажным коробкам или абонентским отводам. Для этого выпускаются преконфигурированные сборки с оконцованными волокнами определенной длины (фото 2). Такие сборки разрабатываются для многоквартирных домов стандартных серий и сильно упрощают подключение абонентов. Длина отводов в сборках обычно закладывается с запасом, поэтому для них лучше устанавливать этажные коробки с бобиной для хранения излишков кабеля. Еще несколько лет назад использование преконфигурированных сборок часто получалось дороже, но сейчас эксперты скорее оценивают такой вариант как более дешевый — капитальные затраты на сборки снизились, и их использование позволяет экономить на сварочном оборудовании и квалифицированной рабочей силе.

Абонентские кабели

Кабели для квартирных отводов могут оснащаться коннекторами с одной или обеих сторон. Если кабель оконцован с двух сторон, надо предусмотреть место для размещения его излишков. Если коннектор один, то он обычно используется для подключения к внутриквартирной розетке, а в этажной распределительной коробке используется сварка. Абонентский кабель также может быть предынтегрирован в абонентский терминал — в этом случае терминал закрепляется на стене, а кабель протягивается к этажной коробке.

Абонентские кабели обычно относятся к классу G.657.B3 и могут иметь толщину менее миллиметра. Способы их прокладки могут быть разными, например, их можно закреплять поверхностным герметиком или выбрать кабель на клейкой основе, который можно приклеить вдоль плинтуса.

preconfigured_assemble.jpg
Фото 2

Чаще абонентский кабель подключается к настенной оптической розетке, к которой, в свою очередь, подсоединяется абонентский PON-модем (ONT). Для подключения модема розетка оснащается пигтейлом или выходной LC/APC-розеткой для подключения внутриквартирного оптоволоконного кабеля. Второй вариант позволяет устанавливать ONT на удалении от розетки. ONT, как правило, оснащен сетевым коннектором RJ-45, к которому подключается домашний маршрутизатор.

Выводы

Оптические инсталляции в многоквартирных домах пока не получили повсеместного распространения. Однако растущая потребность в пропускной способности канала привела к развитию стандартов PON и появлению массового производства оптических пассивов для внутридомового применения. Сегодня уже можно говорить о готовности инфраструктуры для быстрого и недорогого развертывания оптических сетей внутри многоквартирных домов, которое часто позволяет избежать сложностей прокладки медных проводов.

_________________________
Рубрика: Технологии
Все Статьи

Комментарии
Авторизоваться
«Триколор ТВ»