Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1 Оптические открытые линии связи 5

1.1 Принципы работы ОАЛС 5

1.2 Влияние атмосферы на распространение оптического излучения 8

1.3 Применение ОАЛС в местной первичной сети 13

2 Общесистемное проектирование линии связи 17

2.1 Технические требования к проектируемой системе 17

2.2 Описание локальной вычислительной сети 18

2.3 Выбор мест размещения приемо-передающего оборудования АОЛС 19

2.4 Определение трасс внешних кабельных коммуникаций и способа прокладки кабеля. 22

2.5 Описание климатических условий пункта размещения ОАЛС 23

2.6 Оценка предельной дальности работы линии с открытым оптическим каналом 27

3. Проектирование атмосферной оптической линии связи 29

3.1 Разработка схемных решений ОАЛС 29

3.2 Выбор оборудования, используемого в системе 30

3.3 Описание оборудования типа БОКС 32

3.4 Обеспечение оборудования ОАЛС электропитанием 40

3.5 Конструктивное исполнение воздушной подвески кабельной линии 42

3.6 Рекомендации по установке и монтажу модулей 44

4. Надежность проектируемой системы 46

4.1 Показатели и характеристики надежности 46

4.2 Расчет надежности проектируемой ОАЛС 49

5. Экономическая эффективность проекта 51

5.1 Капитальные затраты на строительство системы 51

5.2 Окупаемость проекта 54

6. Вопросы охраны труда и техники безопасности 56

Заключение 59

Библиографический список 60

Введение

Выделенные корпоративные системы передачи речи и данных развиваются интенсивно. Особенно распространен сегмент внутригородских телекоммуникаций, когда создается сеть связи между главным офисом компании и ее филиалами (подразделениями). В такой системе обмен данными или голосовыми сообщениями производится с высокой скоростью, без потери качества и с минимальными затратами.

Существующие телекоммуникации в большом городе уже не справляются с потоками информации. Аренда выделенных каналов весьма дорогостояща. Находящие широкое применение и хорошо отработанные решения для создания собственной корпоративной системы связи с использованием медных или волоконно-оптических линий не всегда окупаются, главным образом, из-за больших затрат на прокладку новых коммуникаций, а также из-за высокой арендной платы за использование уже существующих несущих элементов (опор, канализации и др.). Поэтому в городах, где высока плотность подземных и наземных коммуникаций, а также в слабо освоенных районах с неблагоприятными условиями для ведения земляных работ или низкой плотностью застройки разумнее использовать в корпоративной сети беспроводное оборудование, позволяющее обойти указанные выше трудности.

В последнее время особое место отводится развитию беспроводной лазерной связи, имеющей явное преимущество перед радиосвязью, когда дело касается организации беспроводных мостов с топологий «точка-точка» (или «точка - многоточка»). Открытая оптическая связь, обладая высокой пропускной способностью и помехозащищенностью, не требует получения разрешения на пользование радиочастотой. Цены на оборудование лазерной связи вполне сопоставимы с ценами на радиорелейное оборудование. При использовании открытой оптической связи исключаются прокладка кабельных коммуникаций и связанные с нею финансовые затраты. В технической литературе линия между объектами носит название Атмосферная Оптическая Линия Связи (АОЛС), а система связи - соответственно Система Атмосферной Оптической Связи (САОС).

Основными видами информационных систем в офисах корпораций являются мини-АТС и локальные вычислительные сети (ЛВС). При создании современной информационной системы используют IP-телефонию, что позволяет интегрировать все услуги в одну мультисервисную локальную сеть. Именно такое решение используется в торговой сети магазинов строительной продукции «Партнер», которая является заказчиком настоящего проекта. В телекоммуникационную систему включаются главный офис компании и два ее филиала. Офис и филиалы оснащены ЛВС, которые требуется объединить с помощью АОЛС.

1 Оптические открытые линии связи

1.1 Принципы работы ОАЛС

Беспроводные оптические системы используют технологию организации высокоскоростных каналов связи посредством инфракрасного излучения. Это делает возможной передачу любых данных: текстовых, звуковых, графических через атмосферное пространство без использования стекловолокна.

Оптическая связь — это род электросвязи, передача и прием сигналов которой производится в оптическом диапазоне электромагнитных волн. Наиболее широко используемой для связи частью оптического диапазона является область от 0,4 до 2,0 мкм, включающая видимый (λ=0,4…0,75 мкм) и ближний инфракрасный (ИК) (λ=0,75…2 мкм) диапазоны. Средой распространения оптических сигналов могут быть свободное пространство, атмосфера, вода - для атмосферных оптических линий связи (АОЛС, или FSO - Free Space Optics) - или оптические волноводы, в качестве которых чаще всего применяются оптические волокна, являющиеся составной частью оптического кабеля, - для волоконно-оптических систем передачи (ВОСП, или FOTS - Fiber Optic Transmission System).

Рассмотрим по материалам отечественной и зарубежной печати историю развития, основные области внедрения атмосферных оптических линий связи для повышения качества и числа предоставляемых пользователям услуг, роста эффективности систем и сетей связи (СС). Рассмотрим также некоторые аспекты разрешения технических проблем, возникающих при создании и эксплуатации систем открытой оптической связи.

АОЛС отличаются от прочих систем передачи только особенностями построения линейного тракта, который включает в себя среду распространения и совокупность технических средств, обеспечивающих формирование, передачу, распределение, преобразование и обработку оптических сигналов в одной и той же полосе частот или с одной и той же пропускной способностью, определяемых номинальным числом каналов передачи. Основными элементами оконечной аппаратуры оптического линейного тракта являются передающие (ПОМ) и приемные (ПРОМ) оптоэлектронные модули. В ПОМ чаще всего используются полупроводниковые лазеры (для АОЛС также твердотельные, газовые и другие лазеры), а в ПРОМ — фотоэлектрические полупроводниковые приемники излучения (для АОЛС также фотоэлектронные умножители (ФЭУ), болометры и др.). АОЛС обладают потенциально высокой пропускной способностью, помехозащищенностью и, как следствие, повышенной степенью защиты информации, безопасностью и живучестью. Важным преимуществом АОЛС перед радиоэлектронными средствами (РЭС) для операторов является отсутствие необходимости многомесячной процедуры получения разрешения на использование полос радиочастот.

Вместе с тем, оптические компоненты АОЛС обладают повышенной чувствительностью к воздействию метеорологических явлений и ионизирующих излучений. Все это необходимо учитывать при разработке стратегии и тактики применения АОЛС для обеспечения требуемого качества услуг связи, однако более детальное рассмотрение вышеперечисленных вопросов выходит за рамки данной работы. Анализ факторов, определяющих условия функционирования СС и преимуществ АОЛС, позволяет сформулировать основные направления их внедрения. АОЛС могут применяться в следующих случаях:

- в качестве абонентских линий и линий привязки;

- на внутриобъектовых и соединительных линиях;

- для образования куста линий в локальных вычислительных сетях;

- в качестве релейных вставок в ВОСП (например, при преодолении водных преград и т. п.);

- для связи между ретрансляторами на летно-подъемных средствах (ЛПС);

- для связи между ретрансляторами на ЛПС и космических аппаратах (КА);

- для связи между ретрансляторами на КА;

- на линиях ЛПС (КА) - подводный объект;

- для связи между кораблями флота (в первую очередь, военно-морского).

Опишем принципы действия оборудования АОЛС.

АОЛС между двумя пунктами состоит из двух спаренных приемопередающих устройств, расположенных в пределах прямой видимости на обоих концах линии и направленных друг на друга. В передатчике находится генератор-лазер и модулятор его оптического излучения передаваемым сигналом. Модулированный лазерный луч коллимируется оптической системой и направляется в сторону приемника. В приемнике излучение фокусируется на фотоприемник, где производится его детектирование и выделение передаваемой информации. Так как лазерный луч передается между пунктами связи в атмосфере, то его распространение сильно зависит от метеоусловий, от наличия дыма, пыли и других загрязнений воздуха. Кроме того, в атмосфере наблюдаются турбулентные явления, которые приводят к флуктуации показателя преломления среды, колебаниям луча и искажениям принимаемого сигнала. Однако, несмотря на указанные проблемы, атмосферная лазерная связь оказалась вполне надежной на расстояниях нескольких километров.

Построение всех станций АОЛС практически одинаково: интерфейсный модуль, модулятор, лазер, оптическая система передатчика, оптическая система приемника, демодулятор и интерфейсный модуль приемника. Передаваемый поток данных от аппаратуры пользователя поступает на интерфейсный модуль, кодируется и затем подается на модулятор излучателя. Затем сигнал преобразуется высокоэффективным инжекционным лазером в оптическое излучение ближнего ИК-диапазона (0,81-0,86 мкм), оптикой формируется в узкий пучок (2-4 мрад) и передается через атмосферу к приемнику. На противоположном пункте принимаемое оптическое излучение фокусируется приемным объективом на площадку высокочувствительного быстродействующего фотоприемника (лавинные или pin-фотодиоды), где детектируется. После дальнейшего усиления и обработки сигнал поступает на интерфейс приемника, а оттуда на аппаратуру пользователя. Аналогичным образом в дуплексном режиме одновременно и независимо идут встречные потоки данных.

Кроме указанных основных узлов, станция АОЛС может быть снабжена монокуляром-целеуказателем и устройством автоматизированной юстировки. Наряду с этим, могут быть предусмотрены системы термостабилизации, самодиагностики, индикации рабочих параметров и др.

Скорость передачи информации, достигаемая в беспроводном оптическом канале, сравнима с оптоволоконным. Некоторые модели позволяют построить соединение пропускной способностью 100/200 Мбит/с. В настоящий момент также есть модель со скоростью 10 Гбит/с в полнодуплексном режиме, это система Artolink - единственная представленная на мировом рынке беспроводная система связи, осуществляющая передачу данных на такой скорости.

1.2 Влияние атмосферы на распространение оптического излучения

Анализ результатов исследований показывает, что турбулентность в приземном слое воздуха носит более сложный характер, обусловленный развитием различного рода неустойчивостей. Учитывая отсутствие законченных теоретических исследований оценивающих параметры надежности связи при использовании нескольких лазеров, а также усредняющее влияние апертуры приемника и разрушение когерентности на аэрозолях атмосферы была предложена эмпирическая зависимость оценивающая данные факторы.

Оптическая атмосферная система связи между двумя пунктами состоит из двух спаренных приемопередающих устройств, расположенных в пределах прямой видимости на обоих концах линии и направленных друг на друга. В передатчике находится генератор-лазер и модулятор его оптического излучения передаваемым сигналом. Модулированный лазерный луч коллимируется оптической системой и направляется в сторону приемника. В приемнике излучение фокусируется на фотоприемник, где производится его детектирование и выделение передаваемой информации. Так как лазерный луч передается между пунктами связи в атмосфере, то его распространение сильно зависит от метеоусловий, от наличия дыма, пыли и других загрязнений воздуха. Кроме того, в атмосфере наблюдаются турбулентные явления, которые приводят к флуктуации показателя преломления среды, колебаниям луча и искажениям принимаемого сигнала. Однако, несмотря на указанные проблемы, атмосферная лазерная связь оказалась вполне надежной на расстояниях нескольких километров и особенно перспективной для решения проблемы "последней мили".

В отличие от СВЧ - связи оптический диапазон совершенно свободен, и его использование не требует согласования частотного канала. Он позволяет обеспечить высокую скорость передачи информации, ее защиту от несанкционированного доступа, помехоустойчивость, низкое энергопотребление. Поэтому наиболее полным решением проблемы "последней мили" является передача информации лазерным лучом. Опасения потенциальных пользователей АЛС относительно ее зависимости от погодных условий (дождь, снег, туман, смог и т. д.) были сняты экспериментальными измерениями вероятности ошибок BER (bit error rate) на заданной дальности.

Для успешного применения АОЛС и передачи информации лазерным лучом необходимо учитывать зависимость пропускания оптического излучения от состояния воздушной среды. Поэтому были проведены комплексные исследования распространения лазерного излучения в атмосфере. Рассмотрим общие сведения, имеющие прямое отношение к эксплуатации линий АОЛС, которые помогут пользователям оценить возможности этих линий в конкретных погодных условиях.

Распространение лазерного излучения в атмосфере сопровождается целым рядом явлений линейного и нелинейного взаимодействия света со средой. При этом ни одно из этих явлений не проявляется в отдельности. По чисто качественным признакам указанные явления можно разделить на три основные группы: поглощение и рассеяние молекулами газов воздуха, ослабление на аэрозолях (пыль, дождь, снег, туман) и флуктуации излучения на турбулентностях атмосферы. Кратко остановимся на каждом из этих явлений.

Молекулярное поглощение

Поглощение светового потока видимого и инфракрасного диапазонов определяется, прежде всего, молекулярным поглощением, крайне неравномерным по частоте. Оно максимально на резонансных частотах молекул воздуха, воды, углекислого газа, озона и других компонент атмосферы.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР