Пояснительная записка (1207954), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Радиоканалы наземной и спутниковой связи формируются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Существует большое количество различных типов радиоканалов, отличающихся как используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала. Диапазоны коротких, средних и длинных волн (KB, CB и ДВ), называемые также диапазонами амплитудной модуляции (AM) по типу используемого в них метода модуляции сигнала. Более скоростными являются каналы, работающие на диапазонах ультракоротких волн (УКВ), для которых характерна частотная модуляция (FM), а также диапазонах сверхвысоких частот (СВЧ). В диапазоне СВЧ (свыше 4 ГГц) сигналы уже не отражаются ионосферой Земли и для стабильной связи требуется наличие прямой видимости между передатчиком и приемником. Поэтому такие частоты используют либо спутниковые каналы, либо радиорелейные каналы, где это условие выполняется.

В компьютерных сетях сегодня применяются практически все описанные типы физических сред передачи данных, но наиболее перспективными являются волоконно-оптические. На них сегодня строятся как магистрали крупных территориальных сетей, так и высокоскоростные линии связи локальных сетей. Популярной средой является также витая пара, которая характеризуется отличным соотношением качества к стоимости, а также простотой монтажа. Спутниковые каналы и радиосвязь используются чаще всего в тех случаях, когда кабельные связи применить нельзя — например, при прохождении канала через малонаселенную местность или же для связи с мобильным пользователем сети, таким как шофер грузовика, врач, совершающий обход, и т. п.

Стандарты кабелей:

• Американский стандарт EIA/TIA-568A, который был разработан совместными усилиями нескольких организаций: ANSI, EIA/TIA и лабораторией Underwriters Labs (UL). Стандарт EIA/TIA-568 разработан на основе предыдущей версии стандарта EIA/TIA-568 и дополнений к этому стандарту TSB-36 и TSB-40A).

• Международный стандарт ISO/IEC 11801.

• Европейский стандарт EN50173.

При стандартизации кабелей принят протокольно-независимый подход. Это означает, что в стандарте оговариваются электрические, оптические и механические характеристики, которым должен удовлетворять тот или иной тип кабеля или соединительного изделия — разъема, кроссовой коробки и т. п. Однако для какого протокола предназначен данный кабель, стандарт не оговаривает.

В стандартах кабелей оговаривается достаточно много характеристик, из которых наиболее важные перечислены ниже:

• Затухание. Затухание измеряется в децибелах на метр для определенной частоты или диапазона частот сигнала.

• Перекрестные наводки на ближнем конце (NEXT). Измеряются в децибелах для определенной частоты сигнала.

• Импеданс (волновое сопротивление) — это полное (активное и реактивное) сопротивление в электрической цепи. Импеданс измеряется в Омах и является относительно постоянной величиной для кабельных. В области высоких частот (100-200 МГц) импеданс зависит от частоты.

• Активное сопротивление — это сопротивление постоянному току в электрической цепи. В отличие от импеданса активное сопротивление не зависит от частоты и возрастает с увеличением длины кабеля.

• Емкость — это свойство металлических проводников накапливать энергию. Два электрических проводника в кабеле, разделенные диэлектриком, представляют собой конденсатор, способный накапливать заряд. Емкость является нежелательной величиной, поэтому следует стремиться к тому, чтобы она была как можно меньше (иногда применяют термин «паразитная емкость»). Высокое значение емкости в кабеле приводит к искажению сигнала и ограничивает полосу пропускания линии.

• Уровень внешнего электромагнитного излучения или электрический шум. Электрический шум — это нежелательное переменное напряжение в проводнике. Электрический шум бывает двух типов: фоновый и импульсный. Электрический шум можно также разделить на низко-, средне- и высокочастотный. Источниками фонового электрического шума в диапазоне до 150 кГц являются линии электропередачи, телефоны и лампы дневного света; в диапазоне от 150 кГц до 20 МГц — компьютеры, принтеры, ксероксы; в диапазоне от 20 МГц до 1 ГГц — телевизионные и радиопередатчики, микроволновые печи. Основными источниками импульсного электрического шума являются моторы, переключатели и сварочные агрегаты. Электрический шум измеряется в милливольтах.

• Диаметр или площадь сечения проводника. Для медных проводников достаточно распространенной является американская система AWG, которая вводит некоторые условные типы проводников, например 22 AWG, 24 AWG, 26 AWG. Чем больше номер типа проводника, тем меньше его диаметр. В европейских и международных стандартах диаметр проводника указывается в миллиметрах.

Помимо универсальных характеристик, таких, например, как затухание, которые применимы для всех типов кабелей, существуют характеристики, которые применимы только к определенному типу кабеля. Например, параметр шаг скрутки проводов используется только для характеристики витой пары, а параметр NEXT применим только к многопарным кабелям на основе витой пары.

Основное внимание в современных стандартах уделяется кабелям на основе витой пары и волоконно-оптическим кабелям.

1.3 Оптические распределительные устройства

Оптические распределительные устройства (ОРУ) устанавливаются в тех случаях, когда не требуется сложная коммутация волокон, например на удаленном сетевом узле или в центральном узле с небольшим количеством волокон. Как правило, ОРУ используются при построении волоконно-оптических магистралей локальных сетей на предприятиях, или при формировании удаленного узла оптической телекоммуникационной системы. По способу терминирования волокон— терминирование через сварку с пигтейлами.

В качестве ОРУ могут выступать: оптические распределительные коробки (ОРК), оптические распределительные панели (ОРП), оптические распределительные шкафы (ОРШ), оптические распределительные муфты (ОРМ).

1.3.1 ОРК, ОРП, ОРШ, ОРМ

Оптические распределительные коробки предназначены для крепления на стену и выполняют функцию терминирования волокон внешнего ВОК требуемым типом оптических соединительных розеток. При монтаже ОРК происходит сварка оптических волокон предварительно разделанного внешнего кабеля с волокнами пигтейлов. Места сварки защищаются термоусаживающимися защитными гильзами, которые крепится в специальное гнездо. Пигтейл с внутренней стороны подсоединяется к переходной розетке, установленной на боковой панели ОРК. Излишки волокон внешнего кабеля укладываются в сплайс-кассеты (рис. 1.3).

Рисунок 1.3 – Сплайс-кассета

Оптические распределительные панели (рис. 1.4) в отличие от ОРК крепятся в стойку 19″. Стоечный вариант дает больше преимуществ особенно тогда, когда приемо-передающее оборудование находится в той же стойке. Здесь упрощается подключение оптических шнуров. Концентрация оборудования в одной стойке повышает надежность системы и облегчает обслуживание.

Рисунок 1.4 – Оптическая распределительная панель

Оптические распределительные шкафы предназначены для терминирования волокон одного или нескольких внешних оптических кабелей. Шкафы изготавливаются как для установки на пол, так и крепящиеся на стену. ОРШ отличаются от ОРК большими размерами и значительно большей емкостью волокон. ОРШ снабжаются дверцей и могут закрываться на ключ.

Оптическая распределительная муфта (рис. 1.5) предназначена для защиты места сращивания и разветвления оптического кабеля. ОРМ предназначена для установки в телефонной канализации, на открытом воздухе и для укладки непосредственно в грунт. Корпус муфты изготовлен из армированного стекловолокном полипропилена, водонепроницаемый, стойкий к УФ-излучению. Конструктивно состоит из основания с расположенным в нем органайзером для оптических сплайс-кассет, мест для ввода кабелей, механических защелок и крышки.

Рисунок 1.5 – Оптическая распределительная муфта

1.3.2 Оптический разветвитель

«Сплиттер» - сленговое название пассивного компонента волоконно-оптических сетей, оптического разветвителя, предназначенного для деления светового сигнала от одного порта к нескольким или объедения сигнала от нескольких портов к одному на сети между стационарным и абонентскими терминалами. Также очень часто, оптические сплиттеры называют оптическими делителями.

Компактное исполнение сплиттеров, а также их широкая линейка позволяют обеспечить достаточно большую гибкость при построение волоконно-оптических сетей. Помимо этого, компактный конструктив позволяет интегрировать оптические сплиттеры в оптические кроссы или муфты, а также устройства абонентского доступа.

Общие требования, предъявляемые к оптическим сплиттерам:

• низкие вносимые потери;

• высокие потери в обратном направлении;

• независимое разделение режимов на отдельные направления;

• простая регулировка;

• простота производства;

• низкая цена;

Рассмотрим классификацию оптических сплиттеров.

1.3.2.1 По числу входных/выходных портов (коэффициенту деления).

Оптические сплиттеры, имеющие один вход и несколько выходов (1хN), как наиболее часто применяются операторами и провайдерами в отечественных сетях. Однако, когда стоит задача резервирования, подобных устройств по входу, например, когда магистральные волоконно-оптические линии связи представляют собой кольцо, при его обрыве требуется «запитать» оптический приемник с другого направления без визита службы эксплуатации на каждый из узлов, применяются двух входные сплиттеры (2хN).

Распределение оптической мощности по отводам (выходам) оптического сплиттера может быть как равномерным (например, делитель на 4 имеет по 25% мощности на каждом отводе), так и неравномерным (пример, где на выходы первого оптического сплиттера попадает соответственно 10%, 50%, 40% от суммарной выходной мощности). Количество выходных портов может варьироваться от 2 до 128. Для неравномерных сплиттеров шаг коэффициента деления (разницы в выходной мощности) обычно составляет 5%.

1.3.2.2 По рабочей длине волны.

Сплиттеры разделяются по следующим параметрам рабочей длины волны:

• однооконные (1310 нм или 1550 нм);

• двухоконные (1310 нм и 1550 нм);

• трехоконные (1310,1490,1550 нм);

• широкополосные (1270 нм – 1630 нм).

1.3.2.3 По классу качества.

Существует два класса – А и В. Оптические сплиттеры класса А обладают лучшими характеристиками в широких окнах (± 40 нм), в то время как класс В гарантирует типовые характеристики в более узких окнах (± 10–20 нм). Следует также отметить, что оптические сплиттеры класса А имеют меньшие вносимые оптические потери (IL), параметр максимальной дополнительной потери мощности (Maximum Excess Loss). Однако обычно сплиттеры класса качества А изготавливаются лишь по спецзаказу.

1.3.2.4 По типу оконцевания.

Каждый оптический сплиттер в зависимости от потребностей заказчика может быть «оконцован» любым разъемом, в зависимости от его назначения или желания заказчика. Также может варьироваться диаметр защиты выходных волокон (250 мкм, 500 мкм, 2 мм и т.д.), а также вид и материал, из которого изготовлен корпус самого оптического сплиттера.

1.3.2.5 По типу производства.

Оптические сплиттеры можно разделить на сварные FBT (fused biconic taper) и планарные PLC (planar-lightwave-circuit).

Технология изготовления сварных сплиттеров очень похожа на обычную и всем привычную сварку оптических волокон. Но при этом есть несколько нюансов и принципиальных отличий. При изготовлении сварных сплиттеров волокна подготавливаются так же, как и к обычной сварке при монтаже оптического кабеля. После чего непосредственно само производство оптического сплиттера происходит в несколько этапов:

1. два волокна без защитного покрытия «скручивают», располагая параллельно друг другу.

2. концы оптических волокон подключают к источникам и приемникам оптического сигнала.

3. на место изготовления сплиттера надвигается водородная печь и происходит сплавление оптических волокон. Изготовление сплиттера происходит при постоянном контроле коэффициента его деления, требуемое значение которого достигается путем растяжения оптических волокон в месте расположения водородной горелки.

4. по окончании процесса изготовления сплиттера он помещается в кварцевую кювету и заливается специальным гелем. В зависимости от того, какого типа сплиттер необходимо получить – «Х» (2х2 – два входа, два выхода) или «Y» (1х2 – один вход, два выхода), одно из входных оптических волокон (вход 2) может быть «сколото» или «заиммерсировано» (заглушено). Это необходимо для минимизации вносимых потерь, если требуется получить оптический сплиттер типа «Y». Далее следует размещение сплиттера в корпусе требуемого вида.

В отличие от планарных сплиттеров, сварные сплиттеры могут иметь не равные коэффициенты деления оптической мощности (1х3, 1х5, 1х6, 1х12).

Рисунок 1.6 – Сплиттер «Х».

Y-образные сплиттеры, который представлен на рис.1.7(а), используются для ответвления/отделения светового потока в оптических маршрутах и в измерительной технике. Световой пучок может быть передан либо из волокна 1 в волокна 2 и 3, либо наоборот. Очень часто возникает необходимость произвести отделение части оптической мощности от направленного ответвителя. Как это реализуется, показано на рис.1.7(б). В этом случае отделение части светового потока пропорционально диаметрам волокна. Потери, возникающие в таких ответвителях, менее 0.5 дБ.

Характеристики

Список файлов ВКР