Рефераты. Волоконно-оптические линии связи

В кольцевой топологии выход передатчика одного устройства соединяется с входом следующего и так далее до замыкания кольца. Для того чтобы уст­ройства могли обмениваться информацией по кольцу, они все должны быть включены и исправны, что не всегда достижимо. Для возможности работы коль­ца при отключении отдельных устройств, применяют обходные коммутаторы (bypass switch).


 

 

 

 

 

 

 

 

                                                  

 

 

 

Рис. 6    Топология соединений: а – двухточечная, б – звездообразная           

 

 


Обходной (он же проходной) коммутатор представляет собой пассивное управляемое устройство, включаемое между линиями связи и коннекторами приемника и передатчика устройства. Он имеет поворотное зеркало с электриче­ским приводом. При наличии управляющего напряжения зеркало принимает та­кое положение, при котором станция включена в кольцо. При от­сутствии управляющего напряжения зеркало поворачивается так, что кольцо замыкается, минуя станцию, и, кроме того, в тестовых целях приемник станции подключается к ее передатчику. Под пассивностью коммутатора подразумевается то, что он не имеет собственных приемников и передатчиков, а также усилительных схем.

С оптоволокном также возможна организация разделяемой среды передачи на чисто пассивных элементах-разветвителях. Разветвителъ (coupler) представ­ляет собой многопортовое устройство для распределения оптической мощности (здесь под портом понимается точка подключения волокна). Световая энергия, поступающая на один из портов, распределяется между другими портами в за­данном соотношении. В реальном разветвителе присутствуют и различные поте­ри, так что сумма выходных мощностей будет меньше входной. Разветвители ре­ализуются с помощью сварки узла из нескольких волокон или с помощью направленных отражателей.

Т-разветвителъ имеет 3 порта, такие разветвители можно соединять в цепь, реализуя шинную топологию с разделяемым доступом к среде передачи (рис. 7, а). Для того чтобы в цепочку можно было соединять значительное количество або­нентов, разветвители должны большую часть мощности пропускать насквозь, а к абонентам ответвлять меньшую. Абоненты, имеющие раздельные коннекторы приемников и передатчиков, должны подключаться к шине через дополнитель­ные разветвители. В такой сети потери между абонентами сильно зависят от их взаимного расположения в цепочке, в результате чего повышаются требования к ширине динамического диапазона приемников. С ростом количества абонентов потери (в децибелах) растут линейно.

Рис. 7    Применение T-разветвителей: а – оптическая шина, б – двухточечное соединение    

 











Рис. 8    График зависимости потерь от числа абонентов   

 
В разветвителе “звезда” свет, входящий в любой порт, равномерно распреде­ляется между всеми остальными. На основе такого разветвителя может строиться сеть с разделяемой средой передачи и звездообразной топологией. Здесь рост потерь с увеличением числа узлов происходит гораздо медленнее, но расплатой является большая потребность в оптическом кабеле — от каждого абонента к разветвителю идет пара волокон. На рис. 8 приведены графики потерь для сетей с идеальными (без внутренних потерь) и реальными разветвителями обоих типов.

 

 



ОПТОВОЛОКОННЫЕ КАБЕЛИ


Оптоволокно само по себе очень хрупкое и для использования требует дополни­тельной защиты от внешних воздействий. Кабели, применяемые в сетях, исполь­зуют одномодовые и многомодовые волокна с номинальным диаметром оболоч­ки 125 мкм в покрытии с наружным диаметром 250 мкм, которые могут быть заключены и в 900-мкм буфер. Оптический кабель состоит из одного или не­скольких волокон, буферной оболочки, силовых элементов и внешней оболочки. В зависимости от внешних воздействий, которым должен противостоять кабель, эти элементы выполняются по-разному.

По количеству волокон кабели подразделяют на симплексные (одножильные), дуплексные (2 волокна) и многожильные (от 4 до нескольких сотен волокон). В многожильных кабелях обычно применяются однотипные волокна, хотя про­изводители кабеля под заказ могут комплектовать его и разнотипными (ММ и SM) волокнами. Ориентировочные значения основных параметров волокон при­ведены в табл. 1. Наиболее популярно многомодовое волокно 62,5/125, однако его полосы пропускания на волнах 850 нм недостаточно для организации длин­ных магистралей Gigabit Ethernet. Волокно 100/140, ука­занное в спецификации Token Ring, применяется ограниченно. Из одномодовых больше распространено волокно 9,5/125.

Таблица 1. Основные параметры оптических волокон


ВОЛОКНО

ЗАТУХАНИЕ, дБ/км

ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ, МГц*км

АПЕРТУРА

мкм/мкм

850 нм

1300 нм

1550 нм

850 нм

1300 нм

NA

8/125, 9,5/125

-

0,35

0,22

-

-

0,1

50/125

2,7-3,5

0,7-2,0

-

400-500

400-500

0,20

62,5/125

2,7-3,5

0,7-1,5

-

160-200

400-500

0,275

100/140

5,0

4,0

-

100

200

0,29

 

 

Волокна характеризуются и более подробными геометрическими параметра­ми (допуски диаметров, эксцентриситет, некруглость), но их приводят не во всех спецификациях и в практических расчетах они не фигурируют.

Буфер отделяет волокно от остальных элементов кабеля и является первой ступенью защиты волокна. Буфер может быть плотным или пустотелым. Плот­ный буфер (tight buffer) заполняет все пространство между покрытием и внеш­ней оболочкой кабеля. Простейшим плотным буфером является 900-мкм защит­ное покрытие волокна. Плотный буфер обеспечивает хорошую защиту волокна от давления и ударов, кабель в плотном буфере имеет небольшой диаметр и до­пускает изгиб с относительно небольшим радиусом. Недостатком плотного бу­фера является чувствительность кабеля к изменению температуры: из-за разницы в коэффициентах теплового расширения волокна (малый) и буфера (большой) при охлаждении буфер будет «съеживаться», что может вызвать микроизгибы волокна. Кабель с плотным буфером применяют в основном для разводки внут­ри помещений и изготовления коммутационных шнуров.

В кабеле с пустотелым буфером (loose tube) волокна свободно располагаются в полости буфера — жесткой пластиковой трубки, а оставшееся пространство может быть заполнено гидрофобным гелем. Такая конструкция более громоздка, но обеспечивает большую устойчивость к растяжению и изменениям температу­ры. Здесь волокна имеют длину большую, чем длина кабеля, поэтому деформа­ции оболочки не затрагивают само волокно. В зависимости от назначения и чис­ла волокон профиль буфера может иметь различную форму.

Силовые элементы обеспечивают требуемую механическую прочность кабеля, принимая на себя растягивающие нагрузки. В качестве силовых элементов ис­пользуют кевларовые нити, стальные стержни, стренги из скрученной сталь­ной проволоки, стеклопластиковые стержни. Самую высокую прочность имеет стальная проволока, но для полностью непроводящих кабелей она неприменима.

Внешняя оболочка защищает всю конструкцию кабеля от влаги, химических и механических воздействий. Кабели для тяжелых условий эксплуатации могут иметь многослойную оболочку, включающую и бронирующую рубашку из стальной ленты или проволоки. Материал внешней оболочки определяет защи­щенность кабеля от тех или иных воздействий, а также горючесть кабеля и токсичность выделяемого дыма.

В локальных сетях применяют кабели наружной, внутренней и универсаль­ной прокладки. Наружные (outdoor) кабели отличаются лучшей защищенно­стью от внешних воздействий и более широким диапазоном допустимых темпе­ратур. Однако по противопожарным нормам их не разрешается использовать внутри помещения, поскольку при горении они выделяют токсичный дым. По этой причине длина прокладки такого кабеля внутри помещения ограничивается 15 м — далее должна быть распределительная коробка, в которой этот кабель стыкуется с внутренним.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5



2012 © Все права защищены
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.