Монтаж и производство настройки сетей проводного и беспроводного абонентского доступа

Общее правило таково: волокон в кабеле между зданиями должно быть столько, сколько позволяет ваш бюджет. Но, все же, каков практический минимум для числа оптических волокон?

Подсчитайте, сколько волокон вам нужно для начальной поддержки сетевых приложений, а затем умножьте это число на два, и вы получите необходимый минимум. Например, если вы собираетесь задействовать в кабеле между двумя зданиями 31 волокно, то надо округлить это число до ближайшего кратного шести (в большую сторону), что равняется 36. В нашей ситуации потребуется кабель, по крайней мере, с 72 волокнами.

Если вы привыкли к работе с кабелями UTP, то 72 волокна могут показаться вам слишком большим числом. Однако помните, что цена кабеля с 72 волокнами отнюдь не вдвое больше цены кабеля с 36 волокнами. В действительности, он стоит всего лишь на 20% дороже кабеля с 32 волокнами. Кроме того, помните, что затраты и сложность прокладки кабеля с 72 волокнами будут практически такими же, как и у кабеля с 36 волокнами, а дополнительные волокна могут вполне пригодиться вам в будущем.

2.5 СПЕЦИФИКАЦИЯ НА ОПТОВОЛОКНО

Спецификаций на оптоволокно существует сотни, они охватывают все возможные аспекты » от физических размеров до пропускной способности, от прочности на разрыв до цвета материала защитной оболочки. Защитная оболочка (буфер) предохраняет оптоволокно от повреждения, и она обычно маркируется разным цветом из соображений простоты.

Практические параметры, которые необходимо знать, -- это длина, диаметр, окно прозрачности (длина волны), затухание, пропускная способность и качество оптоволокна.

В спецификациях на оптоволокно длина указывается в метрах и километрах. При получении заказанного оптического кабеля проверьте, чтобы поставляемый кабель имел требуемую длину. Кроме того, на случай, скажем, перестановки стойки с оборудованием в пределах комнаты приобретение дополнительной катушки кабеля для комнаты с оконечным оборудованием вполне оправдано.

Многомодовое оптоволокно может быть нескольких диаметров, но наиболее распространено из них оптоволокно с соотношением диаметров сердечника к оболочке 62,5 на 125 мкм. Именно это многомодовое оптоволокно будет использоваться во всех примерах данной статьи. Размер 65,2/125 называется в спецификации ANSI/TIA/EIA-568A стандартным для проводки в зданиях. Одномодовое оптоволокно имеет один стандартный размер -- 9 мкм (плюс-минус один мкм). Помните, если ваше оконечное оборудование волоконно-оптических линий связи предусматривает применение оптоволокна специального диаметра и вы собираетесь и дальше его использовать, то, скорее всего, оно не будет работать с оптоволокном обычного диаметра.

Рисунок 9- Одномодовое и многомодовое оптическое волокно

Окно прозрачности -- это длина световой волны излучения, 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. оптическое излучение может передаваться на двух длинах волн. Для многомодовых оптических волокон это 850 и 1310 нм, а для одномодовых -- 1310 и 1550 нм.

Затухание характеризует величину потерь сигнала и действует аналогично сопротивлению в медном кабеле. Затухание измеряется в децибелах на километр (дБ/км). Типовое 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 большие расстояния, чем аналогичное многомодовое волокно.

Спецификацию на кабели надо составлять, исходя из максимально допустимого затухания (т. е. наихудшего случая), а не типовой величины потерь.

Так, максимальная величина затухания при указанных длинах волн составляет для одномодового 1,0/0,75 дБ/км и 3,75/1,5 дБ/км для многомодового. Чем шире окно прозрачности, т. е. чем больше длина волны оптического излучения, тем меньше затухание для кабелей обоих типов.

Спецификация затухания может выглядеть, например, так:

- максимальное затухание одномодового волокна должно быть 0,5 дБ/км при окне 1310 нм или максимальное затухание многомодового волокна должно быть 3,75/1,5 дБ/км для окна прозрачности 850/1300 нм;

- скорость передачи данных, передаваемых по оптоволокну, прямо пропорциональна затуханию. Таким образом, чем меньше затухание (дБ/км), тем шире граничная частота полосы пропускания в МГц. Минимально допустимая граничная частота полосы пропускания для многомодового волокна должна быть 160/500 МГц при длине волны 850/1300 нм и максимальном затухании 3,75/1,5 дБ/км. Эта спецификация отвечает требованиям FDDI, 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 канала в СКС и затуханию сигнала.

Способы ввода оптического излучения в оптоволокно

Ввод оптического излучения в оптоволокно может осуществляться различными способами.

Рисунок 10- Лазерный диод и светодиод

Ввод излучения для одномодового оптоволокна осуществляется узким лучом точно вдоль оси сердечника оптоволокна. В качестве оптического источника излучения здесь применим только лазерный диод.

Для многомодовых волокон может использоваться и более дешевый светодиодный излучатель, имеющий более широкую диаграмму направленности излучения.

Возможно применение и новых дешевых излучателей, но имеющих более узкую диаграмму направленности с большой интенсивностью излучения. Таким источником оптического излучения является VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) -- Лазер поверхностного излучения с вертикальным объемным резонатором, работающий на длине волны 850 нм и 1300 нм. Применение данного источника излучения будет особенно экономически выгодным на длине волны 850 нм.

Рисунок 11- Лазер поверхностного излучения с вертикальным объемным резонатором (VCSEL)

Достоинствами VCSEL являются:

- Технологичность производства излучателя;

- Снижение цены по сравнению с лазерным диодом;

- Узконаправленный и интенсивный спектр оптического излучения.

Все эти характеристики излучателя являются чрезвычайно важными при расчете экономической эффективности применения СКС, работающих на оптоволокне.

Линейные системы, строящиеся на основе оптоволокна позволили значительно повысить скорость передачи информации и увеличить длину участка прокладки оптоволокна без промежуточной регенерации.

Практический опыт многих лет создавал иллюзию, что существующие многомодовые волокна могут обеспечить почти неограниченную полосу пропускания в магистралях локальных вычислительных сетей, позволяя использовать все более высокую скорость передачи данных.

Однако проведенные недавно испытания показали, что традиционные многомодовые магистрали просто не в состоянии были обеспечить требуемую полосу пропускания на расстоянии свыше 275 м.

Появление нового поколения оптических излучателей типа VCSEL, работающих на длине волны 850 нм, заставляет выбрать многомодовый оптоволоконный кабель, оптимизированный для лазерной накачки, чтобы получить требуемую полосу пропускания на больших расстояниях. Кабельные решения GIGAlite II компании Nexans, рекомендованные Сонет Текнолоджис -- это выбор сегодняшнего дня; они предлагаются с оптоволокном стандарта 50/125 мкм и 62,5/125 мкм.

2.6 В ЧЕМ ЖЕ ПРИЕМУЩЕСТВА ТЕХНОЛОГИИ GIGALITE II ФИРМЫ NEXANS

На сегодняшний день -- это, пожалуй, единственный оптоволоконный кабель, который в состоянии обеспечить требуемую полосу пропускания информационного сигнала на больших расстояниях.

В ходе разработки технологии Gigabit Ethernet было обнаружено искажение сигнала с длиной волны 1300 нм (1000Base-LX) на некоторых многомодовых кабелях низкого качества, имеющих физический дефект в самом центре оптоволокна.

Проведенные испытания показали, что можно избежать искажения сигнала, используя специальные соединительные шнуры, получившие название «соединительный шнур с равновесным модовым распределением», которые обеспечивают смещение при лазерной накачке в многомодовый кабель.

Высокое качество оптоволокна в кабелях GIGAlite II позволяет обойтись без использования этих дорогостоящих специальных соединительных шнуров.

До настоящего времени метод измерения полосы пропускания был основан на условиях OFL (Over Fill Launch -- Накачка с модовым переполнением), характерных для светодиодной накачки.

Передатчики типа VCSEL и лазерные диоды обеспечивают неполное заполнение оптоволокна: уменьшение количества мод, поступающих в оптоволокно, должно вести к увеличению полосы пропускания, но только если профиль показателя преломления оптоволокна оптимизирован в самом его центре. Как известно, явление модовой дисперсии значительно снижает скорость передачи оптического сигнала по оптоволокну. Получается, что при передаче идеального остроконечного импульса он не только претерпевает «уширение», но и теряет часть энергетического спектра за счет эффекта «провала» вершины импульса. Такой эффект провала вызван профилем индекса искажений DIP (Distortion Index Profile) оптоволокна, по которому осуществляется передача (рис. 4,5).

Рисунок 13- Профиль DIP оптоволокна и искажение импульса на приеме

Профиль DIP, который изображен на рисунке вызывает возникновение временной задержки распространения оптического сигнала в многомодовом волокне.

Рисунок 14- Влияние профиля DIP на распространение мод в оптоволокне

В этом случае моды оптического излучения низкого порядка будут приходить быстрее мод более высокого порядка, что неизбежно отразится на качественных характеристиках канала передачи в СКС.

Оптоволокно технологии GIGAlite II позволяет избежать задержек сигнала в канале СКС. При использовании данного многомодового волокна расстояния, определяемые максимальной дальностью передачи информационного сигнала для сетевого приложения GAGAbit Ethernet могут быть увеличены более, чем вдвое (рис.15)

Рисунок 15- Максимальная дальность передачи в канале СКС по оптоволокну GIGAlite II

Могут быть предложены универсальные оптоволоконные решения для магистралей распределителей уровня кампуса, вертикальных участков и свернутых магистралей, а также для оснащения рабочего места.

В связи с этим, интерес представляют несколько кабельных решений, которым компания Сонет Текнолоджис уделяет особое внимание.

Это кабельные решения на основе оптоволокна, получившие сокращения FTTW -- оптоволокно до рабочего места, соединяющие в себе решения FTTO -- оптоволокно в офис и FTTD -- оптоволокно до рабочего стола. Технология FTTW пришла на смену существовавшей до недавнего времени популярной технологии -- кабельного решения CTTD -- медный кабель до рабочего места (см. рис.16).

Рисунок 16- Сравнение кабельных решений на базе медного кабеля и оптоволокна

Кабельные решения FTTW объединяют два направления, работающие на базе оптоволоконных кабелей: FTTD и FTTO (рис.8)

Рисунок 17- Оптоволоконное кабельное решение FTTW

Преимуществами такого оптоволоконного кабельного решения перед известными, базирующимися на основе медного кабеля будут следующие факторы:

- Оптоволокно подходит к розетке рабочего места минуя уровни распределения этажа здания, что позволяет сэкономить на установке коммутационных коробок зонового распределения;

- Возможность доведения до офиса оптоволоконной магистрали высокоскоростных сетевых приложений, таких, как АТМ 155 Мбит/с и GIGAbit Ethernet 1000 Мбит/с;

- Организация офисных концентраторов на базе оптоволокна с последующим зоновым распределением в офисе или преобразованием оптического излучения в электрический сигнал с доводкой сетевого приложения до рабочего места по медному кабелю.

И, наконец, доводка оптоволоконного кабеля до рабочего места потребует от монтажника выполнения только оконцевания волокна в разъеме.

Одним из новых направлений организации оптоволоконного доступа в офис служит технология FTTO -оптоволокно в офис.

Отличие данного кабельного решения на базе оптоволокна от уже рассмотренного заключается в комбинировании решений FTTD и FTTO. При этом пользователи получают возможность работы с сетевым приложением по стандартным медным витым парам.

2.7 СРАЩИВАНИЕ ВОЛОКОН

Сращивание оптоволоконных кабелей -- процедура неизбежная. Наиболее распространены два метода сращивания: механическое сращивание (сплайсинг) и сварка, каждый из которых имеет своих единомышленников.

При механическом сплайсинге концы волокон соединяются друг с другом при помощи муфты-зажима. При сварке концы волокон стыкуются при помощи сварочного аппарата.

Начальные затраты на оборудование для сварки волокон могут быть весьма значительными, но в результате вы получите сварной шов, практически не имеющий затухания. Механическое сращивание будет по качеству хуже сварки.

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

2.8 ТЕСТОВОЕ ОПТИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Если вы уже приобрели оптоволоконный кабель и собрались делать проводку, то тогда не забудьте приобрести и измеритель мощности оптического сигнала. Такие измерители нуждаются в калибровке для обеспечения точности замера уровня мощности сигнала на волне заданной длины. Некоторые модели измерителей позволяют при замерах мощности выбирать длину волны.

Чтобы генерировать оптический сигнал для выполнения измерений, нам потребуется источник оптической энергии с соответствующей длиной волны. Он излучает оптический сигнал с известной длиной волны и уровнем мощности. Если источник излучения не генерирует оптическую энергию заданной длины волны, что и оконечное линейное оборудование, то измеренные значения оптических потерь не будут соответствовать действительным оптическим потерям волоконно-оптической линии связи.

При прокладке оптоволоконного кабеля вам не обойтись без рефлектометра OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) или аналогичного оборудования измерений. Если вы не можете приобрести такое оборудование самостоятельно, то его можно арендовать в компании Сонет Текнолоджис на время прокладки кабеля. OTDR поможет вам определить характеристики волокна и обеспечить вывод результатов с их графическим представлением. Принцип работы OTDR-рефлектометра похож на оптический радар: он посылает оптические импульсы, а затем измеряет время и амплитуду отраженного сигнала. Помните, однако, что хотя такие рефлектометры и позволяют измерить величину затухания в дБ, эта величина, как показывает опыт, не очень точна. Для измерения затухания вы должны использовать измеритель мощности оптического сигнала и источник с эталонной длиной волны.

2.9 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПТОВОЛОКНА 62,5/125.

Для внутренних приложений наиболее предпочтительно применение многомодового волокна 62,5/125 мкм, к тому же оно рекомендовано стандартом ANSI/TIA/EIA/-568A.

Методы и основные виды протоколов передачи информационных потоков По способам передачи сигналов, переносящих информацию, все системы, в том числе и волоконно-оптические, можно разделить на две категории: системы связи с аналоговым методом передачи информации и системы с цифровым методом. В аналоговых системах один из параметров несущего колебания амплитуда, частота или фаза изменяется по закону изменения тока (или напряжения) первичного источника информации. В цифровых системах информация передается в виде определенной последовательности импульсов с постоянными амплитудой и длительностью. Эти импульсные последовательности соответствуют числам в двоичной системе исчисления битам. Если в аналоговых системах передачи количество передаваемой информации характеризуется полосой частот, то в цифровых количеством бит за одну секунду, т. е. бит/с. Каждому сообщению соответствует определенное количество бит. Например, для передачи одной буквы требуется передать 7 бит . Для определения и разделения отдельных слов, предложений и т. д. вводятся соответствующие идентификационные импульсы (биты), распределенные во временном пространстве в определенном порядке и сочетании. При одновременной передаче большого количества сообщений для их различения также вводятся идентификационные биты. Таким образом, в цифровых системах передача информации осуществляется по определенным правилам протоколам. В настоящее время подавляющая часть систем передачи являются цифровыми. Широко используется несколько разновидностей цифровых методов передачи: плезиохронный (ПЦИ на английском PDH), синхронный (СЦИSDH), ATM, к цифровым относятся компьютерные сети Ethernet, электронная почта E-mail и т. д. По различным причинам каждая из перечисленных цифровых систем передачи может быть предпочтительней для оказания той или иной услуги связи. Впрочем, сегодня большинство из цифровых систем могут быть мультисервисными (напомним, что в переводе с английского сервис -- это услуга). Перечень услуг, предоставляемых современными сетями связи, весьма обширен. Для своевременного и качественного оказания этих услуг системы передачи должны обладать соответствующими параметрами и характеристиками. Какими именно, станет более понятным после их рассмотрения.

Серийная аппаратура ВОСП-СР Начиная с 1997 года началось широкое внедрение систем ВОСП со спектральным разделением оптических каналов. В настоящее время оборудование для волоконно-оптических систем DWDM производят все ведущие компании мира: Lucent Technologies, SIEMENS, NEC, Nortel Networks (Канада), ALCATEL, ECI (Израиль), Хуавей (Китай), IPG (НПО ИРЭ-Полюс) Россия. Оборудование любого производителя имеет практически одинаковые параметры и оформление. Например, компания NEC (Япония) представила на рынок оборудования связи аппаратуру SpectralWave 40/80 со следующими параметрами: количество уплотненных оптических каналов 40 в диапазоне С или 80 в диапазонах С + L, скорость передачи СТМ-64 (или СТМ-16), система управления INC-100MS производства .NEC. В системе предусмотрена возможность использования FEC.Российское предприятие НПО ИРЭ-Полюс (на международном рынке -- IPG (ire polus group)) также производит оборудование «Пуск», предназначенное для передачи по одному волокну G.652 или G.655 до 160 оптических каналов в диапазоне длин волн 1530--1605 нм с возможностью передачи в каждом канале цифровых оптических сигналов от СТМ-1 до СТМ-64. В оборудовании предусмотрена возможность автоматического тестирования узлов и отдельных элементов без перерыва связи. Мощность оптического группового сигнала на выходе усилителя передачи -- до +27 дБм (0,5 Вт), чувствительность оптического усилителя приема -- 36 дБм, коэффициент шума 5 дБ. Кроме оборудования «Пуск», в 2003 г. упоминаемое ранее отечественное предприятие ОАО РОТЕК также представило оборудование «ОСМ» для ВОСП-СР. Это оборудование производится в трех модификациях: ОСМ-004АП/Г-2и, ОСМ-008АП/Г-4, 5U, ОСМ-016АП/Г-11, 5U и предназначено для организации соответственно 4, 8 и 16 спектральных каналов одном оптическом волокне. В этих спектральных каналах перечисленные типы оборудования позволяют передавать оптические цифровые сигналы СТМ-1--СТМ-16.В последние 2 года обострилась актуальность снижения стоимости каналов магистральных ВОСП-СР, предоставляемых оптическим сетям доступа. Эта проблема решается по двум направлениям: увеличение длины пассивных кабельных участков оптического тракта с помощью использования рамановского усиления в рабочем волокне и уменьшения за счет этого количества промежуточных дискретных оптических (эрбиевых) усилителей и применением предварительной коррекции ошибок (FEC) путем введения избыточности в информационный цифровой код. При этом существенно увеличивается протяженность безрегенерационного участка линии, что также значительно снижает стоимость оптического канала всей системы передачи.

Физические принципы работы оптического волокна.

Все три составляющие волоконно-оптических систем передачи информации: оптические квантовые генераторы(лазеры), испускающие кванты света -- фотоны, фотодетекторы, превращающие фотоны в электроны, и среда, в которой распространяются фотоны, -- оптическое волокно, являются квантовыми системами. Состояние квантовых систем в энергетическом отношении характеризуется энергетическими уровнями. Уровень 1 -- это основной, невозбужденный энергетический уровень квантовой системы. Квантовая система может иметь три состояния Состояние (а), при котором количество частиц на нижнем невозбужденном состоянии N, больше, чем на верхнем уровне -- N2 (т. е. N, > N2). Для такой ситуации U(a>2:)B2,N2 = 0. Система находится в устойчивом состоянии и является поглощающей (она может только поглощать фотоны, причем, наиболее интенсивно те из них, частота которых совпадает с соГ2). Второе состояние -- это то, при котором N2 s N,. В этом случае количество частиц на верхнем и нижнем уровнях приблизительно одинаково. При этом также U(a>2l)B2,N2 = 0, а вероятности переходов с верхнего на нижний уровень и наоборот приблизительно равны. Система с таким энергетическим состоянием является нейтральной по отношению к падающей на нее энергии (конечно, до некоторого предела), т. е. прозрачной. При третьем состоянии системы N2 > N, она описывается полным выражением. Такая квантовая система становится излучающей, и, если ее не поддерживать с помощью внешнего вынуждающего излучения, она будет неустойчивой. Реальные вещества чаще всего характеризуются 1-м энергетическим состоянием. Выше отмечалось, что поглощаются те фотоны, частота которых со 12 совпадает с частотой перехода с уровня 1 на уровень 2. Поскольку энергия фотона ИЛ = /гсо, то это означает, что для перевода электрона с невозбужденного уровня 1 на возбужденный уровень 2 энергия фотона должна быть равной разности энергий между упомянутыми энергетическими состояниями. При этом происходит поглощение фотона. Этот вид поглощения происходит на уровне электронных переходов в атоме.

Существуют и другие причины (и виды) поглощений.

Тестирование и мониторинг ВОСП Общие положения Проведение пусконаладочных работ и эксплуатация волоконно-оптических систем передачи информации (как и любой другой системы связи) невозможно без соответствующих измерений, тестирования и контроля параметров, определенных руководящими документами отрасли связи иМСЭ-Т. Оборудование ВОЛС первых поколений и сами системы передачи, в которых использовалось это оборудование, были предназначены для передачи информации на одной оптической несущей (одной оптической частоте или длине волны). Параметры этих систем регламентируются, как указывалось ранее, документами МСЭ-Т Рек. G.957 и G.691. Волоконно-оптические системы передачи новых поколений используют уплотнение оптических каналов по длинам волн -- WDM. Параметры этих систем регламентированы в документе МСЭ-Т G.692. В соответствии с перечисленными документами, параметры для одноволновых ВОСП значительно отличаются от параметров (особенно спектральных) систем со спектральным разделением каналов -- ВОСП-СР. Это отличие столь существенно, что требует разработки других методов (и методик) и средств измерений. Кроме параметров, существенно отличаются конфигурации ВОСП, построенных по нормам Рек. G.957 , от систем ВОСП G.691 и ВОСП-СР Рек. G.692. Это отличие состоит в том, что для ВОСП по G.691 и G.692 предусмотрено применение в оптическом тракте оптических усилителей как в оконечных пунктах, так и в промежуточных. Системы ВОЛС, построенные по нормам G.657, как правило, не имеют промежуточных пунктов. Для систем ВОЛС по G.691 и ВОСП-СР предусмотрена возможность использования промежуточных оптических усилителей, что делает такие системы многопролетными (ВОСП G.657, как правило, однопролетные). Необходимо отметить, что для ВОСП G.691 применение промежуточных усилителей хотя и предусмотрено, и это иногда используется, но чаще всего они строятся по однопролетной конфигурации.

Напротив, системы ВОСП-СР в подавляющем большинстве случаев строятся по многопролетной конфигурации с широким использованием промежуточных оптических усилителей.

Для однопролетных ВОЛС к настоящему моменту создано несколько систем автоматического тестирования непрерывного контроля (мониторинга) и диагностирования состояния системы передачи. Для многопролетных ВОСП эта проблема по сей день не решена.

Тестирование и мониторинг одноволновых однопролетных ВОСП Для проведения непрерывного контроля системных параметров однопролетных ВОСП ряд компаний создали системы, предложенные на рынке метрологического обеспечения систем связи. Рассмотрим некоторые из них. Компания WAVETEK (ставшая недавно частью компании ACTERNA) разработала систему дистанционного контроля и диагностирования параметров волоконно-оптических линий -- ATLAS. Эта система позволяет проводить непрерывный контроль оптического тракта (прежде всего оптических волокон в составе оптического кабеля) и в случае отклонения какого-либо из параметров от заданного значения (нормы) выдает аварийный сигнал или сигнал пред аварии. Она состоит из центрального блока управления, оптического рефлектометра и блока коммутации оптических волокон. Этот блок предназначен для подключения к рефлектометру заданных (или по выбору) участков волоконно-оптического тракта. Блок коммутации имеет следующие параметры: вносимые оптические потери не более 1 дБ, стабильность и повторяемость по вносимым потерям -- 0,01 дБ, обратные отражения -- минус 40 дБ. Центральный блок управления состоит из компьютера, программного обеспечения и модема. Назначение этого блока -- регулирование всех элементов системы, анализ состояния тестируемого оптического тракта путем сравнения с эталонными значениями, хранящимися в памяти компьютера. Результаты анализа (сравнения) передаются в центр управления ВОСП. В системе используется развязка зондирующего оптического сигнала рефлектометра (X = 1625 нм) и информационных сигналов (X = 1280 -- 1360 нм или X = 1525 -- 1565 нм).

Такая развязка дает возможность осуществления непрерывного контроля и диагностирования оптического тракта без перерыва работы системы передачи. Итальянская фирма Nicotra Sistemi spa разработала систему для непрерывного контроля и диагностирования оптического тракта ВОСП-OCN-MS (Optical Cable Network Monitoring System). Система предназначена для мониторинга волоконо-оптических городских сетей. Основой системы также является использование оптического мультиплексора с оптическим управлением. Система состоит из двух модулей: базового и дистанционного. Базовый блок состоит из: базового оптического устройства, состоящего из 4 рефлектометров (ВОУ); оптического мультиплексора O-MUX/E, управляемого блоком ВОУ; контейнера WDM/FILTER Rack, состоящего из оптических мультиплексоров и фильтров; интерфейсов аварийных сигналов OAS1 и источника питания. Дистанционный оптический модуль состоит из следующих устройств: O-MUX/O -- ведущий оптический мультиплексор с оптическим управлением; O-MUX/E -- оптический мультиплексор с электрическим управлением (Е), сигналы для которого поступают с O-MUX/O; WDM/F1LTER Rack -- контейнер с оптическими мультиплексорами и фильтрами; интерфейсы аварийных сигналов OAS1 и источники питания. Система имеет следующие параметры и технические характеристики: рабочие длины волн: 1310,1550 и 1625/1650 нм; динамический диапазон рефлектометров до 40 дБ; вносимые потери мультиплексоров от 0,2 до 0,7 дБ; количество входов мультиплексоров 10 или 20; оптическая развязка мультиплексоров до 35 дБ; контролируемая длина оптического кабеля от 5 до 200 км; оптическая развязка фильтров до 50 дБ. Система способна контролировать в автоматическом режиме до 128 оптических волокон. Рассмотренные выше системы мониторинга ВОСП описаны в работе. В этой же работе описана система непрерывного мониторинга, разработанная отечественным (российским) концерном «Системпром». Система позволяет без перерыва связи осуществлять непрерывный контроль состояния и параметров оптического тракта ВОСП.

Основой этой системы, как и описанных выше, является оптический рефлектометр, выполненный на базе персонального компьютера с использованием специализированной платы (ячейки). Система позволяет проводить непрерывный контроль параметров оптического тракта и диагностирование его состояние. Программное обеспечение предоставляет возможность анализа получаемой информации и запуска операции обслуживания до того, как параметры возникшей локальной неоднородности в оптическом волокне и в предусмотренной неоднородности (разъем, сварка, ответвитель и т. д.) превысит допустимые значения. Система имеет следующие параметры и технические характеристики: рабочие длины волн 1310, 1550 и 1625 нм; минимальный обнаруживаемый перепад затухания 0,005 дБ; динамический диапазон 35 дБ; точность определения расстояния до локальной неоднородности в ОВ -- 1 м; мертвая зона рефлектометра 2 м; длина тестируемой линии 1...128 км. Рассмотренные системы непрерывного автоматического тестирования и мониторинга проверяют параметры и состояние только пассивной части оптического кабеля, а также дискретных.пассивных элементов, входящих в состав пассивного оптического тракта: соединителей, разветвителей и ответвителей, коммутаторов и т. д. Эти системы не контролируют параметры оптического сигнала: его уровень мощности, спектральные характеристики, дисперсию оптических импульсов в процессе их распространения в оптическом тракте, режим работы излучателей (лазеров или светодиодов), фотодетекторов, оптических усилителей. Не проводится также тестирование системы по итоговому системному параметру -- коэффициенту ошибок, определяющему качество услуг связи. В контрольных точках ВОСП, параметры которых нормируются Рек. G.957 и G.691 (см. рис. 1.3 и 1.4, глава 1) уровень мощности оптического сигнала в точке MPI-S, т. е. на входе линии ограничен величиной +17 дБм (G.691). Допустимый разброс величины уровня на входе оптического усилителя передачи составляет +3 дБм относительно 0 дБм.

Такой допустимый разброс говорит о том, что к точности показаний измерителей средней оптической мощности не предъявляется жестких требований, верхний же предел измерителей может не превышать +20 дБ. В точке приема -- MPI-R уровень мощности определяется минимально допустимым уровнем принимаемого оптического сигнала, который зависит от скорости передачи и типа фотоприемника. Например, для ВОСП ПЦИ со скоростью 2,048 Мбит/с минимально допустимый уровень мощности оптического цифрового сигнала равен --60 дБм (фотодетектор -- лавинный фотодиод), для ВОСП СЦИ СТМ-256 (40 Гбит/с) -- --27 дБм для лучших типов фотоприемников, типовое значение -- --19 дБм [66]. Для ВОСП с использованием приемного оптического усилителя (предусилителя), по нормам Рек. G.691, допустимый минимальный уровень оптического сигнала на входе предусилителя лежит в пределах --38...--33 дБм. Измерения уровней мощности оптических сигналов в указанных пределах (--60...+20) дБм обеспечиваются практически всеми измерителями средней оптической мощности любых изготовителей. Спектральные параметры оптических сигналов в одноволновых ВОСП не имеют жесткой регламентации -- достаточно того, чтобы длина волны излучения оптического сигнала входила в оптический диапазон 1280--360 нм 1525--1565 нм. Ширина линии излучения одноволновых ВОСП по нормам G.691 и G.957 может быть от 1 нм до 0,1 нм (для ВОСП СТМ-64 и СТМ-256). Для измерений этих параметров может быть использован любой из производимых анализаторов оптического спектра (OSA).

Тестирование и мониторинг многопролетных ВОСП-СР По сравнению с одноволновыми ВОСП, волоконно-оптические системы передачи со спектральным уплотнением имеют ряд особенностей, которыми обусловлена специфика измерений, тестирования и непрерывного контроля параметров ВОСП-СР.

Особенности ВОСП-СР Как было отмечено в предыдущем разделе, ВОСП со спектральным разделением оптических каналов строятся главным образом по конфигурации, содержащей промежуточные оптические усилители. Вызвано это тем, что ВОСП-СР в подавляющем большинстве случаев являются магистральными системами передачи с большой пропускной способностью и протяженностью. Наличие в оптическом тракте ВОСП-СР промежуточных оптических усилителей (или линейных оптических усилителей -- ЛОУ) дают возможность увеличить длину регенерационной секции до 1200--1500 км (для СТМ-16). Вместе с тем наличие в оптическом тракте промежуточных усилителей не дает возможности осуществления сквозного рефлектометрического контроля параметров и состояние этого трака подобно тому, как это делается для однопролетных ВОСП. Причиной этого является односторонность оптических усилителей -- они пропускают свет только в одну сторону: от входа к выходу. Отметим, что принцип работы оптического рефлектометра состоит в том, что он измеряет уровень обратного рэлеевского рассеяния. Для этого необходимо, чтобы зондирующий оптический импульс, излучаемый рефлектометром распространялся в прямом направлении, а рэлеевское рассеяние -- в обратном. По этой причине описанные в предыдущем разделе системы тестирования и мониторинга в линиях ВОСП-СР, имеющих в составе оптического тракта ЛОУ, не могут быть использованы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По производственной практике мною было выполнено следующие работы по освоению профессиональных компетенций ПМ 01:

- Выполнение монтажа и производство настройки сетей проводного и беспроводного абонентского доступа.

- Осуществление работы с сетевыми протоколами.

- Обеспечение работоспособности оборудования мультисервисных сетей.

- Выполнение монтажа и первичную инсталляцию компьютерных сетей.

- Инсталляция и настройка компьютерных платформ для организации услуг связи.

- Произведение администрирования сетевого оборудования.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Бутусов М.М, С.М. Верник, С.Л. Галкин и др. Волоконно - оптические системы передачи. М.: Радио и связь, 1992, 415 с.

2 Вишневский В., Ляхов А., Портной С., Шахнович И. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. - М.: Эко-Трендз, 2005.

3 Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: Учеб. пособие. - М.: Эко-Трендз, 2005.

4 Гроднев И.И. Волоконно - оптические линии связи. М.: Радио и связь, 1990, 223 с.

5 Дубнев В.Д, Зеневич А.Ф «Электросвязь» «Высшая школа», 2009. - 352 с.

6 Давыдов П.Б. «Информация и сети связи» «Москва», 2009. - 100 с.

7 Крук Б.И., Попантонопуло В.Н., Шувалов В.П. Телекоммуникационные системы и сети. Современные технологии. - 3 -е изд. - М.:«Горячая линия - Телеком», 2005.- 742с.

8 Романов В.В, Кубанов В.П «Системы и СЭС» «Москва-Колос», 2009 135 с.

Размещено на Allbest.ur