6. Умовно розмістити сформовані групи користувачів на заданій території, з урахуванням того, що розробляється модель, а не реальний проект.

Малюнок.1. – Умовне розміщення сформованих груп користувачів на заданій території.

7. Розробити схему підключень ліній доступу до

базових мереж.

Малюнок. 2 – Схема подключения линий доступа к базовым сетям

8. Вибрати й аргументувати топологію мережі доступу.  У моїй роботі буде використана топологія дерево. На магістральному та локальному ділянці дерево, бо дерево об'єднує топологію зірки і загальної шини. У самій простій формі, тільки пристрої центру з'єднуються безпосередньо з шиною. Цей підхід гібрида шина / зірки підтримує майбутню розширюваність мережі набагато кращий, ніж шина (обмежена в числі пристроїв), або зірка (обмежений числом портів центру). На магістральному ділянці зірка, яка зображена на рис.3. Розглянемо можливі варіанти застосування топологій мережі для даної місцевості: Топологія «ЗІРКА» може застосовуватися при щільному розташуванні абонентів недалеко від головної станції. У цьому випадку разветвитель розміщується в станційному приміщенні поряд з OLT, що зручно в обслуговуванні. Така схема проста і зручна для експлуатаційних вимірювань і виявлення місця пошкодження лінії. Однак тут немає економії волокон. При досить рознесеному і нерівномірному розташуванні абонентів така схема може виявитися неефективною. Шинна топологія може використовуватися, якщо вдома абонентів знаходяться на одній лінії вздовж оптичної магістралі. Схема досить економічна, але вона передбачає дуже велику різницю вихідних потужностей оптичних розгалужувачів (типу 1 / 99, 3 / 97 і т.п.), що досить складно технологічно реалізувати з хорошою точністю. Вона реально може застосовуватися тільки при «лінійному» розташуванні користувачів вздовж магістралі і тільки при невеликій кількості каскадів, інакше втрати в розгалужувачі стануть сильно обмежувати дальність передачі. Традиційна топологія «ДЕРЕВО» залишається найбільш популярною. Питання оптимального розподілу потужності між різними гілками вирішуються вдалим підбором коефіцієнтів розподілу оптичних розгалужувачів. Древообразная топологія є дуже гнучкою з точки зору потенційного розвитку та розширення абонентської бази. Потенційні проблеми можуть бути пов'язані зі складністю оптичних вимірювань, особливо з станційної сторони. В цілому, таку схему можна рекомендувати при локальних скупченнях (кластерах) абонентів в районі обслуговування. Наша житлова зона відділена річкою, OLT закінчення розташоване за річкою і підключається до 4 базових мереж. Для нашої місцевості буде раціонально застосувати топологію «ДЕРЕВО». Викликано це тим, що дана топологія має високу гнучкість, масштабованість, відмовостійкість (якщо вийде з ладу один з вузлів це не позначиться на роботі всієї мережі) і відносно невисоку вартість реалізації.

Малюнок.3 – схема топології «Зірка»

9. Розрахунок довжини сегментів ліній доступу для прямокутної структури мережі доступу. Розрахуємо середню довжину доступу для 5 групи користувачів, виходячи з умови завдання, в якому говориться, що використовується модель структури мережі доступу - прямокутна, і варіант підключення користувачів при якому частина користувачів в межах території мережі доступу підключені до вузланадання послуг (УПУ), а інша частина - до вузол доступу (УД). Порахуємо пропускну здатність УД за формулою: ω_уд = N_p × ω_p + ω_1 γ_2 (1) де: ω_уд - пропускна здатність УД N_p - кількість кінцевих пристроїв, які підключаються до УД ω_p - середня пропускна здатність, яка припадає на одне кінцевий пристрій ω_1 - пропускна спроможність транспортного сегмента доступу. Який з'єднує УДз УПУ. γ_2 - експлуатаційний запас кабелю сегмента транспортного доступу на ділянцівузла надання послуг (УПУ) - УД ω_уд = 79 × 6Мбіт / с +239 × 0,02 = 478,78 Мбіт / с Розрахуємо середню довжину лінії доступу: (2)

де:

– довжина локального сегмента лінії доступу(ЛД)

–територія що обслуговуєтся УПУ однорівневої структури

- територія що обслуговується УПУ однорівневої структури

– розмір моделі прямокутної структури

- розмір моделі прямокутної структури

–розмір вузла доступу

- розмір вузла доступу

F₁, F₂ - коефіцієнти, що використовують співвідношенню між кількістю ЛД, котрі підключені до УД, і кількість ЛД, котрі підключені до УПУ.

Коефіцієнти F₁, F₂ можуть бути получені по формулах:

(3)

(4)

=

= 0,97

=

= 0,0247

=52,75

Рис. 4 - Модель прямокутної структури СД

10. Вибрати й аргументувати технології на локальних і транспортних сегментахдоступу для окремих груп користувачів. На магістральному ділянці я буду використовувати технологію GEPON Структура мережі PON. Мережа PON складається з кількох елементів - комутатора на вузлі зв'язку, ліній зв'язку з пасивними сплітерами у вузлах мережі та модемів на стороніабонентів. До кожного модему надходять всі пакети від комутатора, а під часпередачі використовується тимчасове мультиплексування кадрів (рис 5 і рис.6).

Малюнок.5 - Передача даних у прямому каналі

Малюнок.6 - Передача даних у зворотному каналі

Компанія ZyXEL пропонує сьогодні обладнання стандарту EPON (IEEE 802.3ah), званого також GEPON. На даний момент устаткування бере участь у кількох проектах, а також утестуваннях у провайдерів по всій Росії. Саме про нього і піде далі мова.Відзначимо, що інші стандарти розглянутого типу мереж відрізняютьсяшвидкісними та іншими технічними характеристиками. Таблиця 2. стандарти PON

Стандарти PON
	BPON	EPON	GPON
Стандарт	ITU-T G.983	IEEE 802.3ah	ITU-T G.984
Пропускна спроможність	Спадний потік - до 622 Мбіт / с Висхідний потік - 155 Мбіт / с	Симметричний, до 1,25 Гбіт/с	Спадний потік — до 2,5 Гбіт/с Висхідний потік — до 1,25 Гбіт/с
Кількість абонентів на лінії	32
Максимальна дальність роботи	20 км
Довжина хвилі низхідного потоку	1490 нм (цифрові данні) и 1550 нм (аналогове ТБ)
Довжина хвилі висхідного потоку	1310 нм
Протоколи	ATM	Ethernet	Ethernet, ATM, TDM

Комутатор дозволяє по одному волокну (одному порту) підключити до 32 абонавіть 64 абонентів. Загальна швидкість передачі даних (яка ділиться міжабонентами) становить 1,25 Гбіт / с. Подальший розвиток EPON вже внайближчі роки пропонує також перехід на швидкості 10 / 1 Гігабіт / с і 10/10Гігабіт / с. У наступному році очікується прийняття робочої версії стандарту 10G EPON, C затримкою у два-три роки планується перехід на 10-гігабітні швидкості і технології GPON. Для прийому та передачі використовуються лазери з різною довжиною хвилі - 1490 нм для передачі і 1310 для прийому. При необхідності можливе додаванняв канал і аналогових кабельних телевізійних каналів (100 і більше), якімодулюють лазером на 1550 нм. Залежно від конкретної схеми мережі івикористаного устаткування, загальна протяжність каналу може становити до 20 км.

Малюнок.7 - Мультисервісна мережа на базі технології GEPON

Кабель прокладається від порту комутатора у вигляді дерева. Сплиттери, що встановлюються у вузлах, надзвичайно невибагливі - не вимагаютьелектроживлення, настройки та управління, термошкафу, недорогі і дужекомпактні. Це дозволяє розміщувати їх, наприклад, у вже наявних телефоннихрозподільних шафах.

Малюнок.8 - Спліттер Найпростіші кінцеві пристрої являють собою конвертери оптика-кабель з вбудованим фільтром MAC-адрес. У разі використання телебачення, в модем встановлюється ще один приймач, а на телевізор виводиться звичайний високочастотний кабель. Для захисту інформації можливе використання шифрування (AES128) всіх переданих пакетів. Технологія не допускає прямого спілкування окремих абонентів, що знаходяться на одному порту комутатора - дані від одного абонента можуть потрапити до іншої тільки через GEPON-комутатор, який ретранслює потоки даних висхідного потоку на довжині хвилі 1310 нм в спадний потік на довжині 1490 нм. Додатковим плюсом з точки зору безпеки є використання на лінії виключно пасивного обладнання, що утрудняє перехоплення. З позитивних сторін PON потрібно відзначити: • мінімальне використання активного обладнання; • мінімізація кабельної інфраструктури; • низька вартість обслуговування; • можливість інтеграції з кабельним телебаченням; • хороша масштабованість; • висока щільність абонентських портів. У той же час, при розгляді технології потрібно врахувати і її особливості, особливо порівняно з лініями «точка-точка», колективна між абонентами полоса пропускання, загальна середовище може не підійти клієнту з точки зору безпеки, пасивні сплітери ускладнюють діагностику оптичної лінії, можливий вплив несправності обладнання одного абонента на роботу інших, менша вигода в разі реалізації на етапі будівництва.

Обладнання.

Обладнання ZyXEL на даний час дуже популярне та якісне, і має відносно не дорогу вартість в придбанні.

ZyXel ES-105A - компактний настільний комутатор, призначений длявикористання вдома або в малому офісі. Він дозволяє об'єднати в єдинумережу до п'яти працюючих пристроїв, щоб спростити їх використання. ZyXel ES-105A забезпечує роботу пристроїв на відстані до 200 метрів з високою швидкістю доступу на рівні 100 Мбіт / с. Крім того, з усіх портівпристрою ви можете виставити два пріоритетних, які будуть обслуговуватисяпід час пікового завантаження мережі в першу чергу. Крім того, ZyXel ES-105A може використовувати навіть недосвідченийкористувач. Цей комутатор не вимагає тривалої настройки і установкидрайверів, підтримує автоматичне визначення типу кабелю і оснащенийсвітлодіодними індикаторами для зручності діагностики мережі. До достоїнств комутатора також відноситься його міцний металевий корпус,який робить пристрій стійким до різних життєвих обставин, і компактна ібезшумна конструкція, завдяки якій ZyXel ES-105A без проблем можнарозмістити усебе вдома або в офісі в безпосередній близькості до робочого місця. безпосередній близькості до робочого безпосередній близькості до робочого місця.

Малюнок 9. Комутатор (Задня частина)

ZyXEL ES-2108-G - керований комутатор, призначений для провайдерів, яким необхідні розширені можливості захищеного управління, розподілу пріоритету трафіку і налаштування безпеки, а також невеликих офісів, де потрібно підключити до локальної мережі та інтернету невелике число користувачів. У керованому комутаторі 2-го рівня ZyXEL ES-2108-G використано вісім портів 10/100 Мбіт / с, а також магістральний інтерфейс на 1000 Мбіт / с. Завдяки цьому, ви зможете отримати високу швидкість і стабільність мережевого підключення на відстані до 80 км. У можливості ZyXEL ES-2108-G входить підтримка передачі відео і музики, IP-телефонія. Для ефективного використання трафіку в комутаторі є можливість налаштувати чотири черги пріоритету, які допоможуть уникнути затримок при високому навантаженні каналу. Для забезпечення високого рівня захисту ZyXEL ES-2108-G також підтримує фільтрацію по МАС-адресою, аутентифікацію по протоколу 802.1x, налаштування віртуальних локальних мереж за протоколом 802.1q і ізолювання портів. При обриві одного з каналів для відновлення структури мережі у пристрої підтримуються протоколи STP і RSTP.

Малюнок 10. ZyXEL ES-2108-G - керований комутатор

Тип керований рівня 2 Кількість портів Fast Ethernet (10/100) 8 Кількість портів Gigabit Ethernet (10/100/1000) - Інші порти 2 порти 1000BASE-T Ethernet RJ-45, суміщені з SFP-слотами;консольний порт RS-232 DB-9, 1 SFP-слот 100BASE-X; 1 порт 100BASE-FX LC-роз'єм Моніторинг та конфігурування Web-інтерфейс, SNMP додатково Можливість монтажу в стійку да Стекірованіе да Харчування мережа / PoE Розміри (мм) 250x135x35 Вага (кг) 1,2 Особливості Віддзеркалення портів для аналізу трафіку; Спеціальнаконструкція з пасивним охолодженням дозволила позбутися від вентиляторів

Малюнок 11. Розподільник мережі

Таблиця 3. Рекомендовані ціни на обладнання Gepon

Рекомендованные цены на оборудование GEPON
Модель	Вартість ($)	Вартість на абонента ($)
Gigabit Ethernet	372/454	372/454
ZyXEL ES-2108-G	388/502	388/502
ZyXel ES-105A	23 939	47

Для IP телефонії потрібний наступний телефонний апарат:

Малюнок.12 - ArtDio IPF-2000 (IPF-2002)

ArtDio IPF-2000 (IPF-2002) Орієнтована ціна: $99 Виробник: http://www.artdio.com.tw/ Протокол: SIP,H.323 Кодеки: G.723, G.729, GSM, G.711 Порти: 1 Ethernet

Різновиди Ethernet Залежно від швидкості передачі даних і передавального середовища існує кілька варіантів технології. Незалежно від способу передачі стек мережевого протоколу і програми працюють однаково практично у всіх нижчеперелічених варіантах. У цьому розділі коротко описані всі офіційно існуючі різновиди. З різних причин, на додаток до основного стандарту багато виробників рекомендують користуватися іншими запатентованими носіями - наприклад, для збільшення відстані між точками мережі використовується оптоволоконний кабель.Більшість Ethernet-карт і інших пристроїв має підтримку декількох швидкостей передачі даних, використовуючи автовизначення швидкості і дуплексне, для досягнення найкращого з'єднання між двома пристроями. Якщо автовизначення не спрацьовує, швидкість підстроюється під партнера, і включається режим полудуплексной передачі. Наприклад, наявність у пристрої порту Ethernet 10/100 говорить про те, що через нього можна працювати за технологіями 10BASE-T і 100BASE-TX, а порт Ethernet 10/100/1000 - підтримує стандарти 10BASE-T, 100BASE-TX, і 1000BASE -T.     Ethernet (100 Мбіт / с) (Fast Ethernet) 100BASE-T - Загальний термін для позначення одного з трьох стандартів 100 Мбіт / с ethernet, що використовує як середовище передачі даних виту пару.Довжина сегмента до 200-250 метрів. Включає в себе 100BASE-TX, 100BASE-T4 і 100BASE-T2. 100BASE-TX, IEEE 802.3u - Розвиток технології 10BASE-T, використовується топологія зірка, задіяний кабель вита пара категорії-5, в якому фактично використовуються 2 пари провідників, максимальна швидкість передачі даних 100 Мбіт / с. 100BASE-T4 - 100 Мбіт / с Ethernet по кабелю категорії-3. Задіяні всі 4 пари.Зараз практично не використовується. Передача даних йде в напівдуплексному режимі. 100BASE-T2 - Не використовується. 100 Mбит / с Ethernet через кабель категорії-3. Використовується лише 2 пари. Підтримується повнодуплексний режим передачі, коли сигнали поширюються в протилежних напрями по кожній парі. Швидкість передачі в одному напрямку - 50 Мбіт / с. 100BASE-FX - 100 Мбіт / с Ethernet за допомогою оптоволоконного кабелю.Максимальна довжина сегмента 400 метрів в напівдуплексному режимі (для гарантованого виявлення колізій) або 2 кілометри в повнодуплексному режимі по багатомодовому оптичному волокну і до 32 кілометрів по одномодовому.     Гігабіт Ethernet 1000BASE-T, IEEE 802.3ab - Cтандарт Ethernet 1 Гбіт / с. Використовується вита пара категорії 5e або категорії 6. У передачі даних беруть участь всі 4 пари. Швидкість передачі даних - 250 Мбіт / с по одній парі. 1000BASE-TX, - Cтандарт Ethernet 1 Гбіт / с, що використовує тільки кручену пару категорії 6. Практично не використовується. 1000Base-X - загальний термін для позначення технології Гігабіт Ethernet, що використовує як середовище передачі даних оптоволоконний кабель, включає в себе 1000BASE-SX, 1000BASE-LX і 1000BASE-CX. 1000BASE-SX, IEEE 802.3z - 1 Гбіт / с Ethernet технологія, використовує багатомодове волокно дальність проходження сигналу без повторювача до 550 метрів. 1000BASE-LX, IEEE 802.3z - 1 Гбіт / с Ethernet технологія, використовує багатомодове волокно дальність проходження сигналу без повторювача до 550 метрів. Оптимізована для далеких відстаней, при використанні одномодового волокна (до 10 кілометрів). 1000BASE-CX - Технологія Гігабіт Ethernet для коротких відстаней (до 25 метрів), використовується спеціальний мідний кабель (Екранована вита пара (STP)) з хвилевим опором 150 Ом. Замінений стандартом 1000BASE-T, і зараз не використовується. 1000BASE-LH (Long Haul) - 1 Гбіт / с Ethernet технологія, використовує одномодовий оптичний кабель, дальність проходження сигналу без повторювача до 100 кілометрів. Для IPTV нам потрібна телевізійна приставка D-Link DIB-120 (IP-TV)

Малюнок.13 - Телевізійна приставка D-Link DIB-120 (IP-TV) Цифрова телевізійна IP-приставка високої роздільної здатності DIB-120 дозволяє переглядати цифровий контент поверх будь широкосмугового IP-мережі. Інтерактивне навігаційне меню дозволяє користувачам отримувати доступ до постійно зростаючого каталогу розваг online, спортивних подій та новин. За допомогою широкосмугового доступу кожен може вдома в комфортних умовах дивитися відео в режимі HDTV у зручний для себе час. Бездротовий інтерфейс Ethernet 10/100 Відео HDMI: відео високої роздільної здатності до 1080i і 720p Компонентне відео S-Video Композитне відео Аудіо RCA A / V Left / Right stereo audio Optical digital audio output (S / PDIF) USB 2 порти USB 2.0 IrDA Пульт дистанційного управленія5 Буквено-цифрові знаки, введення та відображення символів ADSL (англ. Asymmetric Digital Subscriber Line - асиметрична цифрова абонентська лінія) - модемна технологія, в якій доступна смуга пропускання каналу розподілена між вихідним і вхідним трафіком асиметрично: тому що для більшості користувачів вхідний трафік значно більше істотний, ніж вихідний, то вихідний обмежується. ADSL є асиметричною технологією - швидкість «вихідного» потоку даних (тобто тих даних, які передаються вбік кінцевого користувача) вище, ніж швидкість «висхідного» потоку даних (у свою чергу переданого від користувача вбік мережі). Відразу ж слід сказати, що не слід шукати тут причину для занепокоєння. Швидкість передачі даних від користувача (більш «повільне» напрям передачі даних) все одно значно вище, ніж при використанні аналогового модему. Фактично ж вона також значно вище, ніж ISDN. Технологія передбачає резервування певної смуги частот для звичайного телефонного зв'язку. Однак слід віддати належне розробникам нових технологій, які все ж таки залишили телефонним абонентам вузеньку смужку частот для живого спілкування. При цьому телефонна розмова можна вести одночасно з високошвидкісною передачею даних, а не вибирати одне з двох.Більше того, навіть якщо у вас відключать електрику, звичайна «стара добра» телефонна зв'язок буде працювати як і раніше, і з викликом електрика у вас ніяких проблем не виникне. Забезпечення такої можливості було одним з розділів оригінального плану розробки ADSL. Навіть одна ця можливість дає системі ADSL значну перевагу перед ISDN. Швидкості. Факторами, що впливають на швидкість передачі даних, є стан абонентської лінії (тобто діаметр проводів, наявність кабельних відводів і т.п.) і її протяжність. Загасання сигналу в лінії підвищується при збільшенні довжини лінії і зростанні частоти сигналу, і зменшується зі збільшенням діаметра проводу. Фактично функціональним межею для ADSL є абонентська лінія довжиною 3,5 - 5,5 км при товщині проводів 0,5 мм. В даний час ADSL забезпечує швидкість «низхідного» потоку даних в межах від 1,5 Мбіт / с до 8 Мбіт / с і швидкість «висхідного» потоку даних від 640 Кбіт / с до 1,5 Мбіт / с:

Малюнок.14 - Обладнання маршрутизатор TP-LINK TD-8810

• Тип: Для дому та малого офісу • WAN-порт: ADSL • Інтерфейси: 1 x RJ-45 10/100 Ethernet LAN 11. Розрахуємо вартість нашого обладнання: OLT-2300M/OLC-2301HA-12 1317 $ таких нам треба 10 штук і того 13170 $ Близько 12 оптоволоконних спліттеров по 13 $ і того 156 $ Орієнтовна вартість оптоволоконний кабель внутрішній, негорючий 2 волокна2400 м * 0,58 $ = 1400 $ Якщо враховувати вартість абонентського обладнання то: ZyXEL ES-2108-G 417 * 388 $ = 182748 $ ZyXel ES-105A 56600 $ ArtDio IPF-2000 (IPF-2002) 81418 $ Разом без обліку абонентського обладнання 14726 $ З урахуванням абонентського обладнання 335492 $ Розрахуємо через скільки окупиться наша мережа: 1. 253 * 70 грн = 17710 грн 2. 127 * 90 грн = 11430 грн 3. 75 * 40 грн = 3000 грн 4. 55 * 20 грн = 1100 грн 5. 28 * 20 грн = 560 грн 6. 21 * 25 грн = 525 грн У сумі 34325 грн або 7.989 $ в рік 94 776 $ Наша мережа доступу окупить себе за 2 роки.