ыыыыыыыыыы. Волоконнооптические линии связи Введение

• Название: Волоконнооптические линии связи Введение
• Дата: 10.05.2022
• Размер: 405.89 Kb.
• Имя файла: ыыыыыыыыыы.rtf
• Тип: Документы; #520491

Волоконно-оптические линии связи
Введение
При построении современных информационных сетей поставщики услуг средств связи наиболее часто используют волоконно-оптические линии связи (ВОЛС), это касается как построения протяженных телекоммуникационных магистралей, так и локальных вычислительных сетей (ЛВС). Этот факт вызван увеличением числа пользователей Internet, а также с растущим взаимодействием международных операторов и увеличением объемов передаваемой информации. Полоса пропускания в расчете на одного пользователя стремительно увеличивается. Пропускные способности оптических каналов на порядки выше, чем у информационных линий на основе медного кабеля. В учреждении один волоконный жгут толщиной в человеческий волос может осуществлять перенос всех сигналов, необходимых для работы компьютеров, телефонов, телевизоров и т.п. Немаловажным является и тот факт, что ассортимент, предлагаемый производителями, позволяет построить систему любой конфигурации. Кроме того, оптоволокно невосприимчиво к электромагнитным полям, что снимает некоторые типичные проблемы медных систем связи. Оптические сети способны передавать сигнал на большие расстояния с меньшими потерями. Несмотря на то, что эта технология все еще остается дорогостоящей, цены на оптические компоненты постоянно снижаются, в то время как возможности медных линий приближаются к своим предельным значениям и требуют все больших затрат на дальнейшее развитие этого направления.

В настоящее время ВОЛС считаются самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Волоконная оптика находит применение практически во всех задачах, связанных с передачей информации. Прогресс в технологии изготовления волокна позволил строить линии большой протяженности, началось широкомасштабное использование оптоволокна, объемы инсталляций ВОЛС значительно возросли. По всему миру поставщики услуг связи прокладывают за год десятки тысяч километров волоконно-оптических кабелей в тоннелях и коллекторах, на линиях электропередач, под землей и по дну океанов и рек.
Что такое волоконно-оптические линии связи (ВОЛС)?
Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) - это вид системы передачи информационных данных, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим световодам, известным под названием оптическое волокно.

Волоконно-оптическая сеть - это информационная сеть, в которой связующими элементами между узлами являются ВОЛС. Помимо вопросов волоконной оптики технологии ВОЛС также охватывают вопросы, касающиеся электронного передающего оборудования, его стандартизации, протоколов передачи, топологии сети и общие вопросы построения сетей.
Области применения ВОЛС
ВОЛС в основном используются при объединении ЛВС и (или) СКС в многоэтажных и протяженных зданиях, а также при объединении территориально-разрозненных зданий и в сетях, где предъявляются особо высокие требования к информационной безопасности и защите от электромагнитных помех.

Выпускаемые сегодня марки оптического волокна имеют малый коэффициент затухания и дисперсию. Возможность выбора источника, распределительных устройств, технологии прокладки и оконцовки кабеля в зависимости от требуемых качественных показателей, сделали использование ВОЛС широко распространенным, а в некоторых случаях и единственно приемлемым!

Область возможных применений ВОЛС весьма широка - от линии городской и сельской связи до систем связи на большие расстояния с высокой информационной емкостью. На основе оптической волоконной связи могут быть созданы принципиально новые системы передачи информации. На базе ВОЛС развивается единая интегральная сеть многоцелевого назначения. Весьма перспективно применение волоконно-оптических систем в кабельном телевидении, которое обеспечивает высокое качество изображения и существенно расширяет возможности информационного обслуживания абонентов.

В межрегиональном масштабе следует выделить строительство волоконно-оптических сетей синхронной цифровой иерархии (SDH). Стремительно входят в нашу жизнь волоконно-оптические интерфейсы в локальных и региональных сетях Ethernet, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, ATM. Множество крупнейших компаний, таких как IBM, Lucent Technologies, Nortel, Corning, Alcoa Fujikura, Siemens, Pirelli ведут интенсивные исследования в области волоконно-оптических технологий. К наиболее прогрессивным можно отнести технологию сверхплотного волнового мультиплексирования по длине волны DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), позволяющую значительно увеличить пропускную способность существующих ВОЛС.

Способствует расширению возможностей по использованию ВОЛС и тот факт, что сейчас на рынке технологий передачи данных ведущие фирмы-производители, такие как CISCO, D-LINK, 3COM, ALLIED TELESYN, DELL и др. стараются максимально широко представить всевозможные варианты решений с использованием оптоволоконных технологий. Это дает возможность выбора оборудования различных ценовых категорий.

Преимущества ВОЛС, обуславливающие выбор именно ВОЛС, как основу построения сети:

• 
  Широкополосность. Широкополосность оптических сигналов, обусловленная чрезвычайно высокой несущей частотой (Fo=1014 Гц). Это означает, что по ВОЛС можно передавать информацию со скоростью порядка 1,2 млрд. бит данных в секунду.
  

• 
  Очень малое затухание.  Очень малое затухание (0,2-0,3 дБ на длине волны 1,55 мкм в расчете на один километр) светового сигнала в волокне, что позволяет строить ВОЛС длиной до 100 км и более без ретрансляции сигналов.
  

• 
  Устойчивость к электромагнитным помехам. Устойчивость ВОЛС к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем, электрического оборудования (линии электропередачи, электродвигательные установки и т.д.) и погодных условий.
  

• 
  Защита от несанкционированного доступа. Информацию, передающуюся по волоконно-оптическим линиям связи, практически нельзя перехватить неразрушающим способом.
  

• 
  Электробезопасность. Из-за отсутствия искрообразования оптическое волокно повышает взрыво- и пожаробезопасность сети, что особенно актуально на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях, при обслуживании технологических процессов повышенного риска.
  

• 
  Малый вес и объем. Волоконно-оптические кабели имеют меньший вес и объем по сравнению с медными кабелями в расчете на одну и ту же пропускную способность. Например, 900-парный телефонный кабель диаметром 7,5 см, может быть заменен одним волокном с диаметром 0,1 см. Если волокно "одеть" во множество защитных оболочек и покрыть стальной ленточной броней, его диаметр будет 1,5 см, что в несколько раз меньше рассматриваемого телефонного кабеля.
  

• 
  Невысокая стоимость. Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а потому недорогого материала, в отличие от меди.
  

• 
  Долговечность. Срок службы ВОЛС составляет не менее 25 лет.
  

Недостатки ВОЛС:

• 
  Относительно высокая стоимость сварки оптических волокон. Для этого требуется прецизионное, а потому дорогое, технологическое оборудование. Как следствие, при обрыве оптического кабеля затраты на восстановление ВОЛС выше, чем при работе с медными кабелями.
  

• 
  Относительно высокая стоимость активных элементов ВОЛС, преобразующих электрические сигналы в свет и свет в электрические сигналы.
  

волоконный оптический связь кабель

Волоконно-оптический кабель
Область применения волоконно-оптических кабелей

При проектировании, монтаже и эксплуатации систем передачи данных необходимо учитывать множество различных факторов. Необходимый объем и скорость передачи данных, протяженность линий, возможные внешние воздействия, стоимость являются основными вопросами, требующими принятия правильного решения. При решении таких вопросов все большее распространение получают оптоволоконные технологии.  Волоконно-оптические кабели, применяемые в СКС, предназначены для передачи оптических сигналов внутри зданий и между ними. На их основе могут быть реализованы все три подсистемы СКС, хотя в горизонтальной подсистеме волоконная оптика пока находит ограниченное применение для обеспечения функционирования ЛВС. В подсистеме внутренних магистралей оптические кабели применяются одинаково часто с кабелями из витых пар, а в подсистеме внешних магистралей они играют доминирующую роль. Кабели внешней прокладки используются при создании подсистемы внешних магистралей и связывают между собой отдельные здания. Основной областью использования кабелей внутренней прокладки является организация внутренней магистрали здания. Кабели для шнуров предназначены в основном для изготовления соединительных и коммутационных шнуров, а также для выполнения горизонтальной разводки при реализации проектов класса "fiber to the desk" (волокно до рабочего места) и "fiber to the room" (волокно до комнаты).

Классификация волоконно-оптических кабелей

У разных производителей, поставщиков и провайдеров существует некая путаница в классификации типов волоконно-оптических кабелей. Общая классификация волоконно-оптических кабелей по способам прокладки и назначению в случае применения их на практике является не совсем удобной.

Общая классификация волоконно-оптических кабелей

Волоконно-оптические кабели делятся на 3 основных вида:

• 
  кабели внешней прокладки (outdoor cables);
  
• 
  кабели внутренней прокладки (indoor cables);
  
• 
  кабели для шнуров.
  

По назначению оптические кабели делятся на:

• 
  линейные;
  
• 
  внутриобъектовые.
  

Линейные подразделяются на:

• 
  распределительные (оптическая сеть доступа);
  
• 
  соединительные (соединительные линии МТС);
  
• 
  междугородные (магистральные и зоновые ВОЛС).
  

Внутриобъектовые кабели делятся на:

• 
  абонентские;
  
• 
  станционные.
  

По условиям использования оптические кабели подразделяются на:

• 
  подвесные;
  
• 
  подземные;
  
• 
  подводные.
  

Подвесные кабели подразделяются на:

• 
  самонесущие;
  
• 
  волоконно-оптические кабели со встроенным несущим тросом;
  
• 
  волоконно-оптические кабели, армированные кевларовыми нитями;
  
• 
  волоконно-оптические кабели, встроенные в грозозащитный трос;
  
• 
  волоконно-оптические кабели, встроенные в фазный провод;
  
• 
  волоконно-оптические кабели, которые наматываются на грозозащитный трос или фазный провод;
  

Подземные кабели подразделяются на:

• 
  волоконно-оптические кабели для прокладки непосредственно в грунт и в кабельную канализацию;
  
• 
  волоконно-оптические кабели, облегчённой конструкции для прокладки в защитных пластиковых трубках;
  
• 
  волоконно-оптические кабели, для прокладки в туннелях, шахтах и т.п.
  

Примечание: Такая классификация оптических кабелей при выборе кабеля для непосредственного применения на практике не подходит. Выбор кабеля производится индивидуально для каждой трассы, исходя из условий прокладки и эксплуатации ВОЛС.

Компания Профессионал, основываясь на собственном опыте и опыте работы других компаний, классифицировала оптические кабели по конструктивным особенностям и характеристикам относительно окружающей среды.

Классификация волоконно-оптических кабелей

По типу оптических волокон:

• 
  с одномодовыми волокнами (SM);
  
• 
  с многомодовыми волокнами (MM);
  
• 
  комбинированный ( SM+MM).
  

По типу центрального силового элемента:

• 
  со стальным тросом;
  
• 
  с пластиковым тросом;
  
• 
  с центральной трубкой.
  

По наличию встроенного троса:

• 
  со встроенным несущим тросом;
  
• 
  без встроенного несущего троса.
  

По типу буфера в модулях:

• 
  с плотным буфером;
  
• 
  со свободным буфером.
  

По типу силового элемента в оболочке:

• 
  небронированные;
  
• 
  бронированные стальной лентой;
  
• 
  бронированные проволокой;
  
• 
  с кевларовыми нитями.
  

По огнестойкости оболочки:

• 
  с огнестойкой оболочкой;
  
• 
  с горючей оболочкой.
  

По величине допустимого растягивающего усилия:

• 
  2,7 кН;
  
• 
  4,0 кН;
  
• 
  6,0 кН;
  
• 
  8,0 кН;
  
• 
  9,0 кН;
  
• 
  12,0 кН;
  
• 
  15,0 кН;
  
• 
  20,0 кН.
  

По диапазону температуры эксплуатации:

• 
  от -12 до +75;
  
• 
  от -20 до +60;
  
• 
  от -40 до +60;
  
• 
  от -60 до +60;
  
• 
  от -60 до +70
  

Примечание: Значения допустимого растягивающего усилия и диапазона температуры эксплуатации у разных производителей могут незначительно отличаться.

Преимущества, получаемые при сетевом объединении в виде внутрипроизводственной вычислительной сети
Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС. В производственной практике ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему.

• 
  Разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций.
  

• 
  Разделение данных предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации.
  

• 
  Разделение программных средств, предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.
  

• 
  При разделении ресурсов процессора возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. Предоставляемая возможность заключается в том, что на имеющиеся ресурсы не "набрасываются" моментально, а допускаются только лишь через специальный процессор, доступный каждой рабочей станции.
  

• 
  Многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых. Например, если пользователь системы работает с другим заданием, то текущая выполняемая работа отодвигается на задний план. Все ЛВС работают в одном стандарте, принятом для компьютерных сетей - в стандарте Open Systems Interconnection (OSI) - взаимодействия открытых систем.
  

 

Основные области применения ЛВС:

1. Автоматизация административной управленческой деятельности, организация "электронных офисов", в которых вместо бумажного документооборота используется электронная почта.

2. Автоматизация производства - автоматизация технологических процессов, информационное обеспечение оперативного управления производством, планово-экономическое управление производством.

3. Автоматизация научных исследований и разработок.

4. Автоматизация обучения, подготовки и переподготовки кадров.

5. Автоматизация учрежденческой деятельности.