Для подключения частного сектора к сети Интернет применяют либо радиодоступ по Wi-Fi или WiMAX, либо кабельные сети. У первого способа низкая скорость и стабильность при использовании Wi-Fi, либо высокая стоимость. Подключения по кабелю так же разделяются на медные и оптические сети. Первые просты в реализации и не требуют больших затрат – можно легко вешать коммутаторы на столбах и соединять их витой парой, но обладают низкой надежностью, т.к. медные линии связи подвержены влиянию статического электричества и часто выходят из строя во время грозы. Так же имеется ограничение на максимальную длину кабеля – 100 или 200 метров в зависимости от скорости. Оптические сети требуют применения многоволоконного кабеля, а для сварки волокон между собой использования дорогого сварочного аппарата, что недоступно для малых операторов. Так же такие сети сталкиваются с проблемой расширения – когда волокон не хватает для подключения новых клиентов, приходится ставить коммутаторы на столбах и заниматься их обслуживанием. У каждой технологии свои достоинства и недостатки при различной стоимости реализации сети.

 

Но теперь появилась прогрессивная технология для подключения к Интернету частного сектора – оптические пассивные сети, или сокращенно PON. Они используют для передачи данных всего одно оптическое волокно на всех, а подключение клиентов осуществляется с помощью сплиттеров (они делают ответвление от магистрального кабеля) и клиентских устройств ONU. В центре сети ставится головная станция – OLT, которая преобразует данные из сети оператора в оптические сигналы и передает клиентам.

Для создания такой сети даже не нужен сварочный аппарат, специальные оптические разъемы одеваются на кабель и защелкиваются, делая оконцовку быстрой и удобной. Подключение клиентов осуществляется одноволоконным кабелем, соединение сплиттеров между собой производят либо одноволоконным, либо 2 или 4-х волоконным при использовании сложных топологий, или когда надо оставить волокна про запас для расширения сети. Стоимость такого волокна в несколько раз меньше, чем многоволоконные кабели на 16 или 32, которые применяются при строительстве оптических сетей по классической технологии волокно в дом.

 

Теперь рассмотрим применяемое оборудование более подробно.

Центром сети является головная станция TinTel OLT E2002S, которая имеет в своем составе 2 не зависимых оптических дерева PON со сменными SFP модулями TinTel SFP-EPON-20, и 2 оптических порта для установки SFP модулей для подключения к операторскому оборудованию или коммутатору. Для управления используется специальный выделенный порт. На каждый оптический модуль PON можно подключить 64 клиента, при использовании двух – 128. Пропускная способность 1250 мегабит на каждый.

Располагаться головная станция может либо в стойке на узле связи, а до места подключаемых клиентов идти 2-х волоконный кабель, либо на выносном узле, например в гермобоксе на столбе, тогда от центрального узла связи так же достаточно протянуть 2 волокна. Таким способом очень удобно расширять существующие оптические сети. Если у оператора уже протянуто волокно в частный сектор, то достаточно заменить коммутаторы в ящиках и установить сплиттеры на столбах и начать подключать клиентов по новой технологии, освободив часть волокон магистральных кабелей и отказавшись от установки коммутаторов для распределения по частному сектору.

Клиентские устройства ONU TinTel E1001 имеют встроенный оптический PON порт и сетевой порт 100 мегабит для подключения оборудования клиента. Достаточно протянуть оптический кабель и подключить к устройству, как у клиента появится доступ к сети. Настраивать ничего не нужно.

Для особо требовательных клиентов есть версия с гигабитным сетевым портом – TinTel E1001G, ее можно использовать так же для подключения многоквартирных домов к сети оператора, тем самым не требуя прокладки многоволоконных кабелей по крышам или канализации, или разгрузив существующие кабели, избавившись от соединения коммутаторов последовательно.

По размерам клиентские устройства PON TinTel E1001 и E1001G не сильно отличаются от стандартных медиаконвертеров, например TinTel MC-1000S. Схема подключения аналогичная.

Для распределения оптики используются различные сплиттеры. Например TinTel PLC BOX 1x2 в пластмассовом корпусе. Может крепиться как на стене с помощью винтов, так и на столбе. Закрывается с помощью специального ключика, половинки корпуса уплотняются резиновой прокладкой.

Внутри TinTel PLC BOX 1x2 расположен сплиттер с делением 1х2. Входное волокно делится на 2-х клиентов или 2 магистральных кабеля, уходящих к следующим распределительным сплиттерам. Все подключения кабелей делаются на соединителях без использовании сварочного аппарата.

Для доступа к клиентским портам TinTel PLC BOX 1x2 крышку со сплиттером откидывают на петлях влево. Ввод для магистрального кабеля расположен так же слева, имеются 2 зажима для фиксации кабеля. Клиентские вводы находятся справа. В резиновой заглушке имеются 4 паза для их подключения. Зажимаются пластмассовой пластиной, которая не позволяет им при механических воздействиях выпасть из корпуса. Внутри может быть установлен сплиттер 1х4.

Для подключения большего количества клиентов используют TinTel PLC BOX 1x8, в котором расположен сплиттер на 8 абонентских отводов. Выполнен в пластмассовом корпусе, закрывающимся с помощью специального ключа. Можно крепить и на стену, и на столб.

Клиентские отводы в TinTel PLC BOX 1x8 расположены сверху, и для подключения кабелей не нужно откидывать пластину со сплиттером. Для ввода магистрального кабеля есть 2 места, закрываемых резиновыми заглушками и металлическими скобами для фиксации. Можно пускать магистральный кабель транзитом. Для сложных сетей в корпусе имеется еще одно круглое окно, куда можно установить сальниковый ввод, выломав заглушку.

На откидывающейся крышке TinTel PLC BOX 1x8 расположен сплиттер с запасом кабеля, а так же место для установки гильз КЗДС и намотки оптики при использовании соединения сваркой магистральных кабелей. Клиентские кабели вводятся через специальное окно справа в нижней части корпуса. Самое крайнее отверстие большого диаметра и в него свободно проходит разъем SC, дальше кабель заводят влево и помещают в одно из свободных окон. Уплотняется резиновыми заглушками. Фиксируются от выпадения снаружи корпуса.

Самый большой уличный сплиттер TinTel PLC BOX 1x16 позволяет подключать 16 клиентов и заводить 2 магистральных оптических кабеля. Крепится на стену или на столб с использованием ленточных хомутов. Закрывается на ключ.

Внутри TinTel PLC BOX 1x16 расположен сплиттер на 16 портов. Для ввода клиентских кабелей 16 окон, в которые проходит оконцованный кабель с разъемами SC. Магистральные кабели фиксируются сальниковыми вводами и металлическими зажимами, а клиентские фиксируются вне корпуса.

Для подключения магистрального кабеля имеется отвод с коннектором под откидной крышкой TinTel PLC BOX 1x16. Там же можно разместить запас оптического кабеля при использовании соединения сваркой.

 

Управление оборудованием TinTel происходит через специальную программу управления – EMS, которая для своей работы требует наличия программного обеспечения MySQL. Рассмотрим шаги по установке и настройке оборудования подробно.

На диске из комплекта поставки находятся 2 файла, это сам установочный пакет с системой управления EMS и база данных MySQL, ее надо установить в первую очередь.

 

Инструкция по установке и настройке MySQL сервера.

 

Установщик сообщает о версии программного обеспечения, следует нажать на кнопку Next.

Прочитываем лицензионное соглашение и устанавливаем галочку, далее нажимаем кнопку Next.

Выбираем типовой режим установки нажатием на кнопку Typical.

И нажимаем кнопку Install, начнется процесс установки MySQL.

Нажимаем кнопку Next.

Смотрим красивый график и снова нажимаем кнопку Next.

И вот наконец MySQL установлен, нажимаем кнопку Finish и не забываем поставить галочку для запуска мастера конфигурации.

В открывшемся окне нажимаем Next. Других же кнопок нет.

Выбираем Detailed Configuration и нажимаем Next.

Выбираем Developer Machine и опять кнопку Next.

Выбираем Multifunctional Database и кнопку Next.

Выбираем диск и путь для расположения базы данных, оставляем по умолчанию и нажимаем Next.

Выбираем Decision Support и снова Next.

Отмечаем галочками Enable TCP/IP Networking и Enable Strict Mode, нажимаем Next.

Выбираем Standard Character Set и кнопку Next.

Отмечаем галочку Install As Windows Service и ставим галочку Launch the MySQL Server automatically и после кнопку Next.

Ставим галочку Modify Security Settings и вводим пароль 1234, нажимаем кнопку Next. ВАЖНО – если не указали пароль программное обеспечение EMS не будет работать.

Для сохранения настроек нажимаем кнопку Execute.

 

Настройка MySQL сервера завершена, переходим к установке EMS.

 

Инструкция по установке системы управления сетью PON TinTel EMS.

 

Запускаем установочный файл и нажимаем кнопку Next.

Выбираем папку для установки и снова Next.

Нажимаем кнопку Install. Начнется процесс установки ПО.

Все, установка завершена, нажимаем Finish.

 

На рабочем столе появятся 2 ярлыка, один EMS, его надо запустить, это серверное приложение. Для управления используется программа Client.

В открывшемся окне нужно нажать кнопку Advance.

И указать в поле Poll ServerLocalhost. Ввести имя admin и пароль 1234. Нажать кнопку Ok.

Откроется главное окно программы TinTel EMS.

В меню Upload Map выбираем фоновую карту со схемой расположения домов, для этого заранее надо подготовить его в графическом редакторе и нажатием на Upload закачать его на сервер.

После загрузки карта отображается в списке карт на сервере.

В меню Change Map появляется одна карта, выбираем ее.

Теперь основное окно программы принимает следующий вид. Карта поможет быстро находить, где расположены клиентские устройства и сплиттеры.

Располагаем головную станцию TinTel OLT E2002S на полу, подключаем к электропитанию и вставляем модули PON, для подключения к активному оборудованию используется медиаконвертер TinTel MC-1000S с установленными SFP модулями. Для подключения клиентских устройств устанавливается кабель с оптическим регулируемым аттенюатором для создания затухания на время тестирования.

Подключаем через PLC сплиттер 1х2 распределительный TinTel PLC BOX 1x2 для создания начальной ветви оптической сети.

Для добавления головной станции нажимаем правой кнопкой мыши по разделу Top Tree и выбираем Add Device, указываем имя OLT, адрес 192.168.1.10, а так же Read Communitypublic, а Write Communityprivate. Нажимаем кнопку Ok.

В списке слева появляется головная станция PON, можно раскрыть на + оптические модули. Устройство нужно разместить на карте сети в реальное место установки. При изменении карты сети нужно нажимать на кнопку с дискетой в меню, иначе положение не будет сохранено.

При двойном щелчке по головной станции открывается окно настройки. В разделе System Basic Information можно задать System Description (описание) и System Location (расположение) оборудование. Так же в поле System Contact можно указать номер телефона администратора. Для сохранения настроек нужно нажать кнопку Set.

В разделе Basic Information можно изменять следующие параметры:

 

IP Address192.168.1.10 – IP адрес устройства.

Gateway192.168.10.1 – шлюз. Здесь указаны настройки по умолчанию, в дальнейшем адрес шлюза будет изменен.

Network Mask255.255.255.0 – маска подсети.

Read Communitypublic – пароль на чтение.

R/W Communityprivate – пароль на запись.

Trap Receiver 1 IP Address192.168.1.5 – адрес сервера где установлено программное обеспечение для приема логов с устройства. В данном примере это адрес компьютера с ПО EMS.

 

Для сохранения параметров в память надо нажать Set и Save. Нажатием Reboot можно перезагрузить устройство, а Default – сбросить на заводские настройки.

В разделе Port Properties можно просматривать и устанавливать параметры сетевых портов.

В разделе Port Status показано состояние оптических портов устройства.

Разветвление кабеля в пассивных оптических сетях производится с помощью сплиттеров, которые делят кабель на 2 и более отводов для подключения клиентов или других сплиттеров в уличных боксах. Для добавления нужно выбрать в меню синюю иконку и в открывшемся окне указать его имя или тип. Так же можно нажать на карту правой кнопкой мыши и выбрать Add Splitter.

После создания сплиттера нужно соединить его с головной станцией для наглядности на карте. При нажатии правой кнопкой мыши по карте открывается меню, в котором нужно выбрать Link, и в открывшемся окне выбрать сплиттер 1х2 и в соседнем окне головную станцию, тип соединения указать Fiber – оптоволокно.

Добавляем еще несколько сплиттеров на карту и делаем связи между ними. В итоге получается карта сети с точками для подключения клиентов.

Подключаем к OLT TinTel E2002S клиентское устройство ONU TinTel E1001 через сплиттер TinTel PLC BOX 1x16, и сплиттер PLC 1x2 без корпуса.

Ждем когда с задней стороны корпуса TinTel E1001 загорятся 3 индикатора, сигнализирующие о наличии питания, оптического линка и регистрации на головной станции.

После регистрации в списке устройств слева появляется новое клиентское устройство и показываются 3 последние группы ее MAC адреса и служебное имя. От OLT сразу строится связь до ONU. Нужно щелкнуть мышкой точно по этому линку и удалить его нажатием на крестик вверху в меню.

В меню добавления связей соединяем сплиттер 1x16 с ONU-1.

И помещаем клиентское устройство на карте по нужному адресу, перетаскивая его мышкой. Для сохранения положения элементов надо нажать на иконку с дискетой в меню.

Двойным щелчком мыши по клиентскому устройству открываем окно настройки параметров. В разделе Basic Configuration указываем ONU User InformationDom_30, что соответствует адресу установки оборудования.

В разделе ONU Port Manage так же подписываем клиентский порт в пункте UNI Port User InformationDom_30. Не забываем нажимать кнопку Set для сохранения параметров.

Проверить качество связи можно в разделе ONU Loopback Test – по нажатию кнопки Test запускается контрольный поток данных до клиентского устройства, а в окне Test Result показываются его результаты.

Для задания ограничения скорости используется раздел Link SLA. По умолчанию на клиентских устройствах доступна вся возможная полоса без ограничения. Если управление трафиком осуществляется на сервере доступа, можно оставить эти параметры без изменения.

В окне ограничения скорости можно указать минимально гарантированную и максимально доступную скорости. Минимально гарантированная устанавливается в столбце MIN Guaranteed Bandwidth в килобитах. Обычно ее устанавливают в 0, но в некоторых случаях при большом количестве клиентов и сильной нагрузки трафиком этот пункт помогает равномерно распределять пропускную способность. Максимальная скорость задается в столбике Max Allowed Bandwidth, в данном примере 10000 это 10 мегабит в секунду. Можно устанавливать разные скорости на прием и передачу. Upstream это исходящий от клиента, Downstream входящий для клиента.

Для удобного и быстрого поиска клиентов можно задать ему имя в дереве просмотра слева. Для этого нужно нажать правой кнопкой мыши по ONU и выбрать Modify, в открывшемся окне ввести имя устройства – Dom_30.

И теперь у устройства появилось имя. Когда будет подключено много устройств, это поможет легко ориентироваться в них.

Подключаем второе клиентское устройство, и оно появляется в списке слева. Внизу в окне информации появляется сообщение о новом устройстве.

Подключаем еще устройства, не забывая давать имена и размещать их на карте в соответствии с реальным расположением клиентов.

И еще 2 устройства с гигабитными сетевыми портами. Теперь на карте сети имеются все 6 клиентских устройств. Каждое подключено к своему сплиттеру и связи на карте показывают кто где расположен.

Если отключить питание одного устройства или выдернуть оптический кабель, то оно выделяется серым цветом и внизу в окне статуса появляется соответствующее сообщение.

При возобновлении работы устройство выделяется зеленым, как и все другие активные, в окне статуса появляется соответствующая запись.

В итоге появился импровизированный тестовый стенд, показывающий в работе оборудование для создания оптических пассивных сетей PON на оборудовании TinTel.

Регулируемый аттеньюатор позволяет вносить затухание в линию, эмулируя длинный оптический кабель и использовался для проверки оборудования на работу в условиях ограниченного оптического бюджета. Тест показал, что устройства до последнего момента передают данные без ошибок, и только при очень сильном затухании связь обрывается.

 

Теперь нужно настроить доступ в Интернет для клиентов оптической сети.

В качестве сервера доступа в Интернет будет выступать Mikrotik RB2011UAS-2HnD-IN, работая совместно с головной станцией TinTel E2002S. Раздача адресов клиентам будет происходить автоматически, а ограничение скорости устанавливаться на их абонентском терминале.

В первый порт устройства подключаем кабель от провайдера Интернета, во второй порт кабель от головной станции.

Если провайдер выдает адреса автоматически, произведем настройку DHCP Client в меню IP->DHCP Client. Для этого нужно выбрать Interfaceether1 и нажать кнопку Ok.

Если для подключения к провайдеру нужно вводить адрес вручную, то в меню IP->Address произведем его настройку, нажав на + вводим Address192.168.0.150/24 и выбираем Interfaceether1.

В меню IP->Routes добавляем маршрут по умолчанию, указав Dst.Address0.0.0.0/0 и Gateway192.168.0.1.

В меню IP->DNS указываем Server192.168.0.1 и ставим галочку Allow Remote Requests. Ее надо поставить и в случае получения адреса автоматически.

Для объединения портов создаем бридж в разделе Bridge, ничего не трогая, сразу нажимаем Ok.

На вкладке Ports добавляем сетевые порты в бридж. Для этого нажимаем на + и добавляем по очереди Interface - ether2, ether3, ether4 и ether5 в Bridgebridge1.

В меню IP->Address добавляем адрес 10.0.0.1/24 на интерфейс Bridge1.

В меню IP->Firewall на вкладке NAT создаем новое правило, где указываем Src.Address10.0.0.0/24.

И на вкладке Action выбираем masquerade. Нажимаем Ok.

В меню IP->DHCP Server через мастер DHCP Setup настраиваем следующие параметры:

 

DHCP Server InterfaceBridge1.

DHCP Address Space10.0.0.0/24.

Gateway for DHCP Network10.0.0.1.

Addresses to Give Out10.0.0.2-10.0.0.254.

DNS Servers – 10.0.0.1.

Lease Time – 1d 00:00:00.

Для возможности управления головной станцией из любого места сети добавляем на 10 сетевой порт ether10 адрес 192.168.1.1/24.

В настройках головной станции TinTel E2002S в пункте Gateway указываем адрес маршрутизатора – 192.168.1.1. И подключаем кабель из порта управления в 10 порт Mikrotik RB2011UAS-2HnD-IN.

Подключаем ноутбук кабелем к одной из ONU и получаем IP-адрес автоматически.

На микротике в меню DHCP Server на вкладке Leases можно увидеть, что ноутбук получил IP-адрес 10.0.0.254 и может работать в сети.

Так же с ноутбука можно производить управление сетью из любого места. Даже от клиента через только что установленное абонентское устройство PON.

Запускаем тест пропускной способности через TinTel ONU E1001G для проверки максимально возможной скорости. Тест от ноутбука до микротика показывает 500 мегабит в секунду и упирается только в производительность его сетевого адаптера.

При установки ограничения скорости на клиентском устройстве в 10 мегабит, тест показывает 9.5 мегабит в секунду.

 

При автоматической выдачи адресов компьютерам, подключенных к пассивной оптической сети через клиентские устройства, скорость ограничивается настройками этих устройств. Клиенты могут подключить любое количество сетевых устройств и все они получат адреса автоматически и попадут под общее ограничение. Но тут возникает сложность гибкого изменения скорости и отключения клиентов за неуплату.

 

Для более широких возможностей по авторизации и управления трафиком можно настроить доступ по протоколу PPPoE.

В меню PPP на вкладке Profiles добавляем новый профиль удаленного доступа, указываем его название NamePPPoE_10M и Local Address10.10.0.1.

На вкладке Protocols ставим все переключатели в NO.

На вкладке Limits указываем ограничение скорости Rate Limit10M/10M и в пункте Only One указываем – Yes. Нажимаем кнопку Ok. Данное правило будет ограничивать скорость каждому клиенту на уровне 10 мегабит в секунду.

Открываем профиль еще раз и нажимаем кнопку Copy для создания копии, изменяем NamePPPoE_20M.

На вкладке Limits меняем ограничение скорости Rate Limit на 20M/20M.

На вкладке PPPoE Servers создаем новый сервер. Указываем Service NamePPPoE, InterfaceBridge1 и Default ProfilePPPoE_10M, а так же ставим галочку One Session Per Host.

Для создания учетных записей для доступа к сети заходим на вкладку Secrets и добавляем нового пользователя. Указываем Nametest и Passwordtest, выбираем ProfilePPPoE_10M и вводим адрес пользователя в пункте Remote Address10.10.0.2.

Для добавления новых пользователей нужно нажимать кнопку Copy и изменять Name и Password, выбирать нужный Profile и вводить уникальный Remote Address.

Для возможности работы пользователей в Интернете создадим новое правило NAT. В меню IP->Firewall на вкладке NAT добавляем новое правило, где указываем Src. Address10.10.0.0/24. А на вкладке Action выбираем Masquerade.

Должны появится 2 таких правила. Теперь клиенты могут подключаться и по DHCP, и по PPPoE. Что-то одно можно отключить или использовать обе технологии одновременно.

Вводим учетные данные на ноутбуке и подключаемся к серверу по PPPoE.

В списке активных клиентов сразу появляется соответствующая запись, где показан MAC адрес клиента, выданный ему адрес и время подключения. Одновременно создается правило ограничения скорости в соответствии с профилем.

У клиента появляется интерфейс передачи данных, по которому можно контролировать создаваемую им нагрузку.

 

Все, настройка оборудования завершена. Теперь вы знаете как создать свою маленькую пассивную оптическую сеть на оборудовании TinTel E2002S и клиентских устройствах серии TinTel E1001. Настройка очень проста и не занимает много времени, для подключения клиентов не требуется дорогой сварочный аппарат и навыки работы с ним, достаточно протянуть кабели и оконцевать их механическими соединителями, установить сплиттеры, и подключить к ним абонентские устройства. Все это может делать бригада из 2-х человек, хотя возможна работа и в одиночку, с затратой большего количества времени.

 

Появилась серьезная и высокоскоростная альтернатива замены беспроводных сетей в частном секторе и малоэтажной застройке. Стоит попробовать.