Wrocław, 01.06.2011r.
Transmisja danych  projekt
Projekt łączy o dużej przepustowości w technologii DWDM. Centrala we
Wrocławiu plus 4 oddziały.
Autorzy:
Piotr Respondek 171094
Gwidon Józ
wiak 171864
1. Informacje podstawowe. Założenia projektowe.
·ð Projekt obejmuje budowÄ™ sieci dla firmy, która bÄ™dzie Å›wiadczyd usÅ‚ugi internetowe oraz
hostingowi dla swoich klientów.
·ð Szkielet sieci bÄ™dzie wykonany w technologii DWDM.
·ð ZakÅ‚adamy, że firma posiadad bÄ™dzie 25 tys. abonentów we WrocÅ‚awiu oraz po 15 tys.
w każdym oddziale zamiejscowym.
·ð Architektura sieci bÄ™dzie drzewem, gdzie korzeo znajduje siÄ™ we WrocÅ‚awiu, a niższe wÄ™zÅ‚y
to każdy z oddziałów a od każdego z oddziałów kolejne węzły, czyli abonenci.
·ð OdlegÅ‚oÅ›ci miÄ™dzy poszczególnymi urzÄ…dzeniami OLT i ONU wynosid bÄ™dÄ… okoÅ‚o:
o Wrocław  Legnica = 78km
o Wrocław  Wałbrzych = 75km
o Wrocław  Jelenia Góra = 120km
o Wrocław  Lubin = 72km
2. Analiza potrzeb użytkowników oraz opracowanie założeń.
2.1. Analiza usług świadczonych użytkownikom.
·ð Åšwiadczone usÅ‚ugi bÄ™dÄ… opieraÅ‚y siÄ™ głównie na udostÄ™pnianiu Å‚Ä…cza internetowego
asymetrycznego z prędkością 10Mb/s download oraz 1Mb/s upload.
·ð Firma ma Å›wiadczyd również usÅ‚ugi hostingowe, do czego wymagany jest szybki upload.
Można go uzyskad wykorzystując łącze symetryczne, gdzie dla abonentów internetowych
zastosowany zostanie przydział asymetryczny z większym download, natomiast do serwerów
na odwrót.
2.2. Obliczenie wymaganej przepustowości.
Skoro każdy z abonentów ma otrzymad prędkośd co najmniej 10Mb/s to szybkośd transmisji danych
między oddziałami powinna wynosid co najmniej 15000 * 10 Mb/s, co daje ok. 147 Gb/s.
Z uwzględnieniem ewentualnych nadmiarów transfer powinien wynosid ok. 200 Gb/s.
Transfer upload powinien wynosid 1Mb/s * 15000, co daje ok. 14,5 Gb/s. Ewentualne zamontowanie
serwera WWW w oddziale doda ok. 1Gb/s upload więcej, ponieważ przeciętna dobrze
zaprojektowana strona ma rozmiar ok. 1MB, co po przeliczaniu daje nam 128 użytkowników
mogÄ…cych pobrad stronÄ™ w jednym momencie w czasie nie przekraczajÄ…cym jednej sekundy,
a patrząc dalej ok. 7600 internautów na minutę nie odczuwających opóz
nieo. Zatem minimalny
transfer upload z uwzględnieniem nadmiarów powinien wynosid ok. 20 Gb/s.
3. Projekt sieci.
3.1. Projekt logiczny sieci wraz z opisem koncepcji rozwiÄ…zania.
Projekt logiczny sieci zostanie wykonany w topologii drzewa. Poniższy obrazek prezentuje schemat
połączeo.
Serwery hostingowi będą znajdowały się w centrali we Wrocławiu. Każda z filii może we własnym
zakresie dołączyd serwery w swoich oddziałach. Jest to możliwe, ponieważ transfer uwzględnia
ewentualne nadmiary transferu.
Urządzenia OLT znajdowad się będą w centrali, a każdy z oddziałów będzie posiadał urządzenia ONU.
Połączenie sieci z odbiorcami może się odbywad za pomocą miedzi lub światłowodów. W przypadku
miedzi sprawa jest prosta i o wiele taosza. W centrali instalujemy ONU, od którego doprowadzamy
przyłącza do odbiorców. Natomiast w przypadku przyłączy optycznych w centrali instalujemy
rozgałęz
niki a każdy z odbiorców otrzymuje urządzenie ONT. W naszym projekcie założyliśmy
wykorzystanie przyłączy miedzianych, gdyż dla świadczonych usług są one wystarczające. Poniższy
obrazek przedstawia obie możliwości rozwiązania oraz ich połączenie.
Szczegółowy obraz wybranych rozwiązao i projektowanej sieci wygląda następująco:
Gdzie światłowód DWDM to łącze dzierżawione, w którym następuje transmisja z dużą
przepustowością na duże odległości.
Połączenia światłowodowe zostaną wykonane za pomocą dzierżawionych włókien światłowodowych,
ponieważ jedno włókno jednomodowe wystarczy do osiągnięcia wymaganej przepustowości, a koszt
dzierżawy jest dużo niższy niż położenia własnych światłowodów. Koszty dzierżawy 2 włókien
jednomodowych na 10 lat wynosi ok. 10 mln. zł.. Odbiorca może rozważyd w przyszłości położenie
własnych światłowodów, a co za tym idzie dzierżawienie innym swoich nadmiarowych włókien.
3.2. Mapa fizyczna sieci.
Poniższa mapa przedstawia poglądowe rozmieszczenie oddziałów oraz przybliżone odległości między
nimi. Oczywiście odległości te nie są mierzone po prostej. Są to przybliżone długości światłowodów
dzielących urządzenia. Kolorem niebieskim zaznaczono centralę, a zielonymi oddziały.
3.3. Struktura sieci dostępowej.
Sied dostępowa będzie realizowana indywidualnie przez odbiorcę projektu. Może byd wykonana
w dwóch wersjach. Światłowodowej oraz miedzianej.
Pierwsza z nich zalecana jest w przypadku realizacji sieci dla osiedli o zabudowie wysokiej. W jednym
z budynków można wtedy umieścid urządzenie ONU, a w pozostałych urządzenia ONT. Istnieje też
inna koncepcja budowy takiej sieci, która zakłada umieszczenie urządzenia ONU w każdym
z budynków wtedy abonenci otrzymują łącze światłowodowe i posiadają urządzenia ONT (taką
realizację można zastosowad również dla zabudowy niskiej).
Druga opcja to zastosowanie połączeo miedzianych, które pozwalają osiągnąd prędkości symetryczne
do 1Gb/s. W tym przypadku instalujemy urządzenie ONU w każdym z oddziałów firmy, a reszta jest
rozprowadzana za pomocą miedzi do poszczególnych jednostek. Przy zabudowie wysokiej do każdego
z budynków można doprowadzid łącze agregowane, co pozwoli na osiągnięcie większej
przepustowości.
Stosowanie wyłącznie połączeo światłowodowych powoduje niepotrzebne koszty, dlatego zaleca się
zastosowanie hybrydowe. Dla zabudowy wysokiej doprowadzamy światłowód do każdego
z budynków, a następnie każdy z abonentów otrzymuje Internet za pomocą łącza miedzianego.
W przypadku zabudowy niskiej każdy z abonentów otrzymuje łącze miedziane. Zalecenie to wynika
z założeo, gdzie zamieszczona jest informacja o średniej przepustowości łącza download 10Mb/s.
Przy okablowaniu miedzianym pozostaje jeszcze duży zapas na ewentualne zwiększenie
przepustowości.
4. Wykorzystywane urzÄ…dzenia.
4.1. Sprzęt aktywny.
Jednym z najważniejszych sprzętów aktywnych są urządzenia OLT zamontowane w centrali. Z naszych
obliczeo wynika, że na każdą centralę przypada transfer 200Gb/s downstream oraz 20 Gb/s
upstream. Uznaliśmy, że jednym z lepszych rozwiązao będzie zastosowanie urządzeo Enablence
TRIDENT7 OLT, będących platformą dostępową. Do takiego urządzenia można zamontowad max 18
kart IEEE 802.3 GE-PON PIM, gdzie każda posiada 4 porty działające w technologii GEPON, co daje
transfer 10 Gb/s downstream oraz 1 Gb/s upstream. Zatem z jednej karty możemy otrzymad transfer
40 Gb/s down i 4 Gb/s up. My potrzebujemy 200 Gb/s na 20 Gb/s, czyli dokładnie 5 kart na każdy
z oddziałów. Po dalszych obliczeniach okazuje się, że potrzebne jest 20 kart, a co za tym idzie 2
urzÄ…dzenia OLT. Ta sytuacja pozwala na zapewnienie ewentualnej rozbudowy sieci w formie
zwiększenia transferu lub uruchomienia dodatkowych usług. Dodatkowe karty będą też przeznaczone
na podłączenie sieci PON do sieci IP (Internet). Więcej informacji na temat tego urządzenia można
znalez
d na stronie:
http://www.klonex.com.pl/pon-fttx/platforma-dostepowa-enablence-trident7-olt/#more-383
Kolejnymi ważnymi urządzeniami są urządzenia odbiorcze ONU umieszczone w każdym z oddziałów
(lokalne punkty dystrybucyjne). W każdym z oddziałów otrzymujemy z multipleksera DWDM 20
włókien down i 20 up (dla naszej szacowanej prędkości, mux/demux obsługuje 32 porty). Na każdym
z włókien mamy po 10 Gb/s down i 1 Gb/s up. Dysponujemy urządzeniami ONU o 24 i 16 portach
FastEthernet (100 Mb/s) duplex oraz po jednym wejściu światłowodowym. Aby w pełni wykorzystad
otrzymaną ze światłowodu przepustowośd potrzebujemy dokładnie 103 porty FastEthernet. Wynika
to z następujących obliczeo 10 Gb = 10240 Mb / 100 Mb = 102,4. Aby osiągnąd taką liczbę portów
potrzebujemy 3 urządzenia 24-o portowe i 2 16-to portowe (3*24+2*16 = 104). W celu podziału
światłowodu zostanie wykorzystany rozgałęz
nik (spliter). Na każdy oddział potrzeba 3*20 ONU 24
portowych (60 szt.) oraz 2*20 ONU 16 portowych (40 szt.). W centrali sumaryczna przepustowośd
powinna wynosid ok. 250 Gb/s download oraz 25 Gb/s upload, a co za tym idzie 3*25 ONU 24 oraz
2*25 ONU 16. W sumie potrzebujemy 315 ONU 24 i 210 ONU 16. Więcej informacji na temat
urzÄ…dzeo ONU na stronie:
http://www.acnet.com.pl/pon/systemy-gepon/onu/onu-dla-aplikacji-fttb.html
Teraz można przejśd do transmisji między oddziałami w technologii DWDM. Umożliwia ona łączenie
kilku kanałów w jeden dzięki czemu za pomocą jednego włókna światłowodowego można uzyskad
transfery rzędu Tb/s. Do tego potrzebne są multipleksery DWDM. Nam w zupełności wystarczą 32
kanałowe urządzenia MUX/DEMUX, za pomocą których możemy uzyskad max 320 Gb/s. Urządzenie
to ma 32 porty. Zatem potrzebujemy 4 takie urządzenia w centrali (po jednym dla każdego oddziału)
oraz analogicznie w oddziałach. W sumie 8 urządzeo MUX/DEMUX DWDM. Zdecydowaliśmy się na
urządzenia firmy LIGHTEM LDWDM-321-LU-19RM-0. Więcej informacji na temat tego urządzenia
można znalez
d na stronie:
http://www.lightem.com/home3/products/passivenetworking/xwdm/dwdm-muxdemux.htm
4.2. Sprzęt pasywny.
Sprzęt pasywny wykorzystywany w naszej sieci to głównie wzmacniacze i splitery (rozgałęz
niki).
Wzmacniacze są potrzebne ponieważ transmisja odbywa się na duże odległości, a urządzenia OLT
oraz ONU są w stanie zasilid światłowody na odległości w granicach 20 km. Dalej sygnał zostaje
stłumiony, dlatego na trasie konieczne są wzmacniacze. Nie będziemy się nimi zajmowad, ponieważ
ich instalacją zajęła się już firma od której dzierżawimy włókna światłowodowe.
Splitery to urządzenia pasywne pozwalające rozdzielid jedno włókno światłowodu na kilka. Są nam
potrzebne, ponieważ jeden światłowód chcemy podłączyd do 5 urządzeo ONU. Rozgałęz
niki jakie
zastosowaliśmy w projekcie to Singlemode Fused type 1x5 Splitter. Więcej o nim można się
dowiedzied na stronie:
http://www.lightem.com/home3/products/passivenetworking/splitter/smfusedsplitter.htm
4.3. Okablowanie.
Główne okablowanie strukturalne będzie wydzierżawione, ponieważ położenie własnego
światłowodu na tak duże odległości wiąże się z ogromnymi kosztami.
Do łączenia urządzeo wewnątrz budynku wykorzystamy światłowody do tego przeznaczone (Fiber
Optic Patchcord), czyli pojedyncze elastyczne włókna z koocówkami. Więcej na ich temat na stronie:
http://www.lightem.com/home3/products/fibercabling/fiberpatchcord/patchcordstandard.htm
5. Kosztorys.
Realizacja tego punktu w przypadku projektu tak dużej sieci jest dośd trudna, ponieważ stosowane
urządzenia są bardzo drogie i trudno dostępne. Stosuje się je do ogromnych sieci szkieletowych,
dlatego nie mogliśmy znalez
d ich cen w Internecie. Po za tym przy zakupie tak dużych ilości sprzętu
z pewności firmy podpisują umowy z producentem, które wiążą się z licznymi rabatami. W wyniku
tego oszacowanie kosztów jest prawie niemożliwe.
6. Bibliografia.
y
ródła wiedzy:
http://teleinfo.pb.edu.pl/gilg/sieci_korporacyjne/Pasywne%20sieci%20optyczne.ppt
http://skisr.cs.put.poznan.pl/semestr8/nsk/lec/nsk_wyklad2_5_dwdm_2003_2perPage.pdf
http://www.networld.pl
http://fyrfynaniom.fm.interia.pl/dwdm.html
y
ródła informacji o sprzęcie:
http://www.klonex.com.pl/
http://www.acnet.com.pl/
http://www.lightem.com/