СОЗДАНИЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ МАГИСТРАЛИ МИЭТ - CТУДГОРОДОК

Обзор волоконно-оптических технологий

Волоконно-оптические линии связи являются на сегодняшний день самыми перспективными проводными решениями.

Оптический кабель может передавать данные с очень высокой пропускной способностью. Оптоволокно обладает отличными трансмиссионными характеристиками, высокой емкостью передаваемых данных, потенциалом для дальнейшего увеличения пропускной способности и устойчивостью к электромагнитным и радиочастотным помехам.

Световод состоит из сердцевины и защитного стеклянного внешнего слоя (оболочки). Оболочка служит в качестве отражающего слоя, с помощью которого световой сигнал удерживается внутри сердцевины. Оптический кабель может состоять только из одного световода, но на практике он содержит множество световодов. Световоды уложены в мягкий защитный материал (буфер), а он, в свою очередь, защищен жестким покрытием.

В широко распространенных световодах диаметр оболочки составляет 125 микрон. Размер сердцевины в распространенных типах световодов составляет 50 микрон и 62,5 микрон для многомодового оптоволокна и 8 микрон для одномодового оптоволокна. В общем-то, световоды характеризуются соотношением размеров сердцевины и оболочки, например 50/125, 62,5/125 или 8/125.

Световые сигналы передаются через оптоволокно и принимаются электронным оборудованием на другом конце кабеля. Это электронное оборудование, называемое оконечным оборудованием волоконно-оптической линии связи, преобразует электрические сигналы в оптические, и наоборот. Одно из преимуществ оптоволокна, кстати, состоит в том, что пропускную способность сети на базе оптоволокна можно увеличить простой заменой электронного оборудования на обоих концах кабеля.

Многомодовое и одномодовое оптоволокно отличаются емкостью и способом прохождения света. Наиболее очевидное отличие заключается в размере оптической сердцевины световода. Более конкретно, многомодовое волокно может передавать несколько мод (независимых световых путей) с различными длинами волн или фазами, однако больший диаметр сердцевины приводит к тому, что вероятность отражения света от внешней поверхности сердцевины повышается, а это чревато дисперсией и, как следствие, уменьшением пропускной способности и расстояния между повторителями. Грубо говоря, пропускная способность многомодового оптоволокна составляет около 2,5 Гбит/с. Одномодовое оптоволокно передает свет только с одной модой, однако меньший диаметр означает меньшую дисперсию, и в результате сигнал может передаваться на большие расстояния без повторителей. Проблема в том, что как само одномодовое оптоволокно, так и электронные компоненты для передачи и приема света стоят дороже.

Одномодовое волокно имеет очень тонкую сердцевину (диаметром 10 микрон или менее). Из-за малого диаметра световой пучок отражается от поверхности сердцевины реже, а это ведет к меньшей дисперсии. Термин "одномодовый" означает, что такая тонкая сердцевина может передавать только один световой несущий сигнал. Пропускная способность одномодового оптоволокна превышает 10 Гбит/с.

Число световодов в кабеле называется числом волокон. К сожалению, ни один опубликованный стандарт не определяет, сколько световодов должно быть в кабеле.

Спецификаций на оптоволокно существует сотни, они охватывают все возможные аспекты - от физических размеров до пропускной способности, от плотности на разрыв до цвета защитного материала. Защитный материал (буфер) предохраняет световод от повреждения, и он обычно маркируется разным цветом для простоты идентификации.

Основные параметры оптоволокна

Основные параметры оптоволокна - это длина, диаметр, оптическое окно (длина волны), затухание, пропускная способность и качество волокна. В спецификациях на оптоволокно длина указывается в метрах и километрах.

Многомодовое оптоволокно может быть нескольких диаметров, но наиболее распространено из них оптоволокно с соотношением сердцевины к оболочке 62,5 на 125 микрон. Размер 65,2/125 называется в спецификации ANSI/TIA/EIA-568A стандартным для проводки в зданиях.

Одномодовое оптоволокно имеет один стандартный размер - 9 микрон (плюс-минус один микрон).

Оптическое окно - это длина световой волны, которую волокно передает с наименьшим затуханием. Длина волны измеряется обычно в нанометрах (нм). Самые распространенные значения длины волны - 850, 1300, 1310 и 1550 нм. Большинство волокон имеет два окна - т. е. свет может передаваться на двух длинах волн. Для многомодовых световодов это 850 и 1310 нм, а для одномодовых - 1310 и 1550 нм.

Затухание характеризует величину потери сигнала и аналогично сопротивлению в медном кабеле. Затухание измеряется в децибелах на километр (дБ/км). Типичное затухание для одномодового волокна составляет 0,5 дБ/км при длине волны в 1310 нм и 0,4 дБ/км при 1550 нм. Для многомодового волокна эти величины равны 3,0 дБ/км при 850 нм и 1,5 дБ/км при 1300 нм. Благодаря тому, что оно тоньше, одномодовое волокно позволяет передавать сигнал с тем же затуханием на более дальние расстояния, чем эквивалентное многомодовое волокно.

Спецификация на кабели составляется исходя из максимально допустимого затухания (т. е. наихудшего сценария), а не типичной величины потерь. Так, максимальная величина затухания при указанных длинах волн для одномодового 1,0/0,75 дБ/км и 3,75/1,5 дБ/км для многомодового. Чем шире оптическое окно, т. е. чем длиннее волна, тем меньше затухание для кабелей обоих типов.

Пропускная способность или емкость данных, передаваемых по световоду, обратно пропорциональна затуханию. Иными словами, чем меньше затухание (дБ/км), тем шире полоса пропускания в МГц. Минимально допустимая пропускная способность для многомодового волокна должна быть 160/500 МГц при 850/1300 нм при максимальном затухании 3,75/1,5 дБ/км. Эта спецификация отвечает требованиям FDDI и TIA/EIA-568 для Ethernet и Token Ring.

Волокно может быть трех различных типов в зависимости от необходимых характеристик оптической передачи: стандартное, высококачественное и премиумное. Волокно более высокого качества используется обычно для удовлетворения более жестких требований к протяженности кабеля и затуханию сигнала.

Волоконно-оптические соединители.

Рекомендуемым типом соединителей согласно спецификации ANSI/TIA/EIA-568A на связную проводку для коммерческих зданий является двойной защелкивающийся SC-соединитель.

Сращивание волокон.

Наиболее распространены два метода сращивания: механическое сращивание и сплавка. При механическом сращивании концы волокон соединяются друг с другом с помощью зажима, при сплавке концы волокон запаиваются вместе.

Неудачное сращивание многомодового волокна имеет меньшие последствия, нежели одномодового, потому что пропускная способность сигнала, передаваемого по многомодовому волокну, ниже и не так чувствительна к отражениям в результате механического сращивания. Если приложение чувствительно к отражениям, в качестве метода сращивания необходимо применять сплавку.

Оборудование и материалы, необходимые для реализации физической связи интегрируемых сетей посредством волоконно-оптической магистрали

Кабельная система

Первое, что необходимо учитывать при выборе оборудования, это какой тип оптоволокна будет использоваться для прокладки магистрали. Принимая во внимание достаточно большую удаленность интегрируемых сетей (около 2 километров), правильнее всего выбрать одномодовое оптоволокно, поскольку оно обладает гораздо лучшими характеристиками, чем многомодовое, и наиболее подходит для создания протяженных линий связи (иногда даже более сотни километров), без промежуточной регенерации сигнала.

В качестве магистрального кабеля рекомендуется выбрать одномодовый восьми волоконный ВО кабель московского завода «Оптика-кабель» ОКСТ(СПЛ)-9,5-4, предназначенный для прокладки в коллекторах, и использования во внешних условиях. Этот кабель выполнен с использованием лучших российских и импортных компонентов по американской технологии, и имеет сравнительно невысокую стоимость.

Основные технические характеристики одномодового волоконно-оптического кабеля типа ОКСТ(СПЛ)-9,5-xx московского завода «Оптика-кабель»:

Таблица 7. Характеристики ОВ кабеля ОКСТ(СПЛ)-9,5-xx

Активное оборудование

Активное оборудование для работы с одномодовым оптоволокном, стоит достаточно дорого, однако оно позволяет обеспечивать высокоскоростной обмен информацией на расстоянии до 100 километров без регенерации сигнала в волноводе.

Существует масса устройств, которые удовлетворяют практически любые требования, которые могут иметь место в рамках реализуемой задачи.

Однако, мной рекомендуется выбрать в качестве устройства сопряжения двух передающих сред (медного кабеля и одномодового оптоволокна) медиаконверторы серии AT-MC103 фирмы Allied Telesyn. Эта компания специализируется на производстве профессионального сетевого оборудования, и представляет на рынке полную линейку сетевых продуктов, обладающих наилучшим, на мой взгляд, соотношением цена/качество. Кроме того, на активное оборудование фирма дает пожизненную гарантию, и обеспечивает бесплатную техническую поддержку, что, несомненно, очень располагает в ее сторону.

Рис.14. Медиаконверторы серии AT-MC103

Технические характеристики данных устройств перечислены в таблице:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13