Фриман Р.Л. Волоконно-оптические системы связи

Подождите немного. Документ загружается.

многомодовому, желательно использовать для кампусной магистральной

сети, если расстояния превышают 300 м, а скорость данных выше 622

Мбит/с.

Конечно, многомодовое волокно может работать на скоростях,

превышающих указанные нами. Для горизонтальных кабельных участков

была установлена предельная длина — 90 м. Причина этого в том, что кроме

волокна используется UTP, и этот предел был выбран для него, а затем

перенесен на волокно. Нужно также иметь ввиду, что ANSI/EIA/TIA-568B. 1-

2001 рекомендует использовать СИД в качестве источника светового

излучения (передатчика) в местах установки оборудования пользователя.

Этот выбор основан на экономии затрат и ни на чем другом. Следовательно,

применение волокна 62,5 мкм идеально подходит для использования СИД

передатчика, учитывая большую числовую апертуру многомодового волокна,

позволяющую собирать световой пучок в большем конусе, чем у

одномодового волокна.

15.2.1. Создание вертикальной (магистральной) и горизонтальной

кабельной прокладки

Существуют два главных компонента кабельной прокладки в офисе

пользователя: горизонтальная и вертикальная (магистральная) кабельные

прокладки. Общая схема прокладки в офисе приведена на рис. 15.1. Как

показано на этом рисунке, горизонтальная кабельная прокладка соединяет

рабочее пространство и оборудование с горизонтальным кроссом (НС).

Горизонтальная кабельная прокладка, в общем случае, ассоциируется с

кабельным покрытием рабочего пространства на уровне одного этажа.

Вертикальная (или внутренняя магистральная) кабельная прокладка

соединяет кроссы, расположенные на отдельных этажах, как показано на рис.

15.2.

Рис. 15.1. Пример горизонтальной прокладки (с разрешения компании

Corning Cable Systems, см. [15.2], рис. 2.8, с. 2.6)

Рис. 15.2. Пример вертикальной (магистральной) прокладки (с разрешения

компании Corning Cable Systems, см. [15.2], рис. 2.7, с. 2.6)

Рис. 15.3. Типовая кабельная система (с разрешения организаций ANSI/EIA/

TIA, см. стандарт [15.1], рис. 1-1, с. 3).

Цель создания вертикальной (внутренней магистральной) сети состоит

в том, чтобы соединить главный кросс здания с каждым из телекоммуникаци-

онных шкафов в здании. На рис. 15.3 представлена модель типичной

кампусной сети с многими зданиями. Этот рисунок объединяет вместе схему

кабельной прокладки на территории пользователя. Волокно выбрано как

среда передачи данных внутри здания, благодаря его возможности поддер-

живать много высокоскоростных линий передачи в кабеле меньших разме-

ров, совершенно не заботясь о перекрестных помехах. Все больше и больше

пользователей становятся сторонниками применения ВОК для поддержки

телефонных (голосовых) приложений, путем установки небольших учреж-

денческих АТС на каждом этаже здания.

15.3. Топология сети

15.3.1. Кампусная магистральная сеть

Кампусная сеть состоит из ряда зданий, соединенных между собой

телекоммуникационной связью. К этой категории сетей относятся военные

базы, университеты, госпитали, большие промышленные комплексы.

Современные коммуникационные элементы, необходимые при создании

такого сетевого окружения, которое могло бы удовлетворить пользователя,

сложны и дороги. Вся система может быть разбита грубо на следующие

иерархические уровни:

1. Кампус;

2. Здание;

3. Этаж здания:

а) телекоммуникационный шкаф (ТС);

б) рабочее пространство (WA).

На рис. 15.3 показаны эти три уровня. Существует кросс или кроссовая

панель, соответствующая каждому уровню. Существует, по крайней мере

один, телекоммуникационный шкаф на каждом этаже. Кроссы для оптичес-

ких волокон и медных пар должны быть физически отделены друг от друга.

МС — главный кросс, который обычно располагается на цокольном

этаже одного из самых больших зданий. Все здания комплекса связаны друг

с другом на одном или двух уровнях.

Рис. 15.4. Схема одноуровневого соединения зданий в кампусную сеть. МС -

главный кросс (с разрешения компании Corning Cable Systems, см. [15.2], рис.

2.12, с. 2.6.)

На рис. 15.4 показан один из методов одноуровневого объединения зда-

ний в кампусную магистральную сеть. Это одноуровневое объединение не

имеет ничего общего с трехуровневой иерархией, которую мы обсуждали

выше. Существует также схема объединения зданий на двух уровнях. Она

используется в кампусных строениях, занимающих большую площадь, на-

пример, для больших военных баз и университетов с площадью в десятки

или сотни квадратных миль. В двухуровневой схеме все здания соединяются

не напрямую с МС, а через промежуточный кросс (IC). Эта двухуровневая

схема, используемая в больших сетях, часто обеспечивает более эффективное

использование электронного оборудования, такого как мультиплексоры,

маршрутизаторы, коммутаторы, с точки зрения емкости сети и возможностей

волокна или сетевых сегментов.

Можно перечислить несколько преимуществ использования одноуров-

невого соединения в сеть с топологией звезды:

- обеспечивается единая точка управления для системной администра-

ции;

- можно легко добавлять дополнительные звенья кампусной сети;

- можно гибко изменять сеть;

- обеспечивается легкое обслуживание схем защиты от несанкциониро-

ванного доступа;

- допускается тестирование и реконфигурация системной топологии и

приложений из МС;

- обеспечивается простая изоляция (других звеньев) при

централизованном тестировании.

Промежуточный кросс (IC) показан на рис. 15.3. В случае

двухуровневого соединения, выбранные IC могут обслуживать ряд зданий.

Эти кроссы затем присоединяются к МС.

15.4. Замечания по поводу прокладки волоконно-оптического кабеля

В секции 10.3 стандарта ANSI/TIA/EIA-568-B.l [15.1] рекомендуется

использовать многомодовое волокно 62,5 мкм для горизонтальной прокладки

в месте установки оборудования и многомодовое или одномодовое волокно

для магистральной прокладки.

В случае многомодового кабеля 62,5 мкм он, как минимум, состоит из

двух волокон, помещенных в защитную оболочку. Полоса пропускания та-

кого кабеля 1 ГГц при максимальной длине сегмента 90 м, определенной при

обсуждении горизонтальной прокладки. Тип волокна – многомодовое

градиентное волокно. Это волокно должно удовлетворять требованиям стан-

дарта ANSI/EIA/TIA-492AAAA [15.3].

Оптическое волокно, применяемое для магистральной проводки,

состоит из многомодового или одномодового оптического волокна,

объединенных в кабельные группы по 6-12 волокон. Эти группы собираются,

образуя компактный кабель, покрытый защитной внешней оболочкой. Эта

оболочка может иметь сложную структуру, состоящую из нескольких слоев,

включая ряд диэлектрических слоев и металлический защитный слой.

Рис. 15.5. Затухание звена магистральной кабельной прокладки для многомо-

дового кабеля 62,5 и 50 мкм в зависимости от его длины (с разрешения

организаций ANSI/EIA/TIA-568-B.1, см. [15.1], рис. 11-6, с. 56)

Рис. 15.6. Затухание звена магистральной кабельной прокладки для одномо-

дового кабеля в зависимости от его длины (с разрешения организаций

ANSI/EIA/T1A-568-B.1, см. [15.1], рис. 11-7, с. 57)

Затухание такого кабеля показано на рис. 15.5 (многомодовое волокно

62,5 мкм) и рис. 15.6 (одномодовое волокно). Рабочая длина волны для мно-

гомодового волокна и источника излучения типа СИД - 1310 нм. Одномо-

довое волокно здесь также работает на длине волны 1310 нм.

Хотя в стандарте ANSI/EIA/TIA-568-B.l признается возможность одно-

модового волокна работать на магистралях, максимальная длина которых

может достигать 60 км, это расстояние, в общем случае, рассматривается как

некое расширение, выходящее за границы его основных рекомендаций.

Нужно также отметить, что битовая скорость системы зависит не

только от волокна, но и от расстояния передачи и характеристик

передатчика, прежде всего его центральной длины волны, спектральной

ширины и оптического времени нарастания. Следовательно, рис. 15.5 и 15.6

характеризуют зависимости, соответствующие типовым используемым

скоростям передачи.

Минимальный радиус изгиба. Одной из важных особенностей при

прокладке ВОК является необходимость соблюдения минимальных радиусов

изгиба кабеля. Если при прокладке кабель был согнут больше положенного,

то результатом может быть увеличение затухания кабельного участка или

даже образование трещин в волокне. Если элементы кабеля (буферная трубка

или покрытие) не повреждены, затухание должно вернуться в норму, когда

согнутый кабель разогнется. Производители кабеля указывают минимальные

радиусы изгиба для кабеля при действии натяжения и после прокладки. В

табл. 15.1 приведена спецификация типовых значений радиусов изгиба.

Максимальные растягивающие нагрузки. Этот показатель означает,

насколько сильно можно тянуть кабель при прокладке, чтобы не повредить

(разорвать) волокно. Самая большая вероятность повредить волокно

приходится на процесс прокладки. Особо необходимо контролировать

натяжение кабеля при использовании механических устройств протяжки

кабеля.

При ручной прокладке кабеля такого мониторинга не требуется.

Таблица 15.1

Спецификация типовых радиусов изгиба

Минимальный радиус изгиба Тип прокладки Число

волокон

Haгруженный

см дюймы

Разгруженный

см дюймы

Кампусная магистраль 2-84 22,5 8,9 15,0 5,9

86-216 25 9,9 20,0 7,9

Внутренняя магистраль 2-12 10,5 4,1 7,0 2,8

14-24 15,9 6,3 10,6 4,2

26-48 26,7 10,5 17,8 7,0

48-72 30,4 12,0 20,3 8,0

74-216 29,4 11,6 19,6 7,7

Горизонтальная 2 6,6 2,6 4,4 1,7

4 7,2 2,8 4,8 1,9

а)

Спецификация основана на репрезентативных кабелях. Для

конкретных кабелей, соответствующие значения должны быть уточнены у

производителя кабеля.

Замечание. Для внутренней горизонтальной прокладки кабеля с 2 и 4

волокнами, например, типа Siecor, радиус изгиба равен 1 дюйму (2,54 см).

Источник. Напечатано с разрешения Corning Cable Systems, см. [15.2],

рис. 2.25, с. 2.16

В табл. 15.2 приведена спецификация типовых растягивающих

нагрузок.

Таблица 15.2

Спецификация типовых растягивающих нагрузок

а)

Максимальная растягивающая нагрузка Тип прокладки

Число

волокон

Кратковременная

Н фунты

Долгосрочная

Н фунты

Кампусная магистраль 2-84 2700 608 600 135

86-216 2700 608 600 135

Внутренняя магистраль 2-12 1800 404 600 135

14-24 2700 608 1000 225

26-48 5000 1124 2500 562

48-72 5500 1236 3000 674

74-216 2700 600 600 135

Горизонтальная прокладка 2

750

1100

169

247

200

440

а)

Спецификация основана на репрезентативных кабелях. Для

конкретных кабелей, соответствующие значения должны быть уточнены у

производителя кабеля.

Источник. Напечатано с разрешения Corning Cable Systems, см. [15.2],

рис. 2.26, с. 2.17.

15.4.1. Оптические разъемы, рекомендуемые для использования при

прокладке волоконно-оптического кабеля в здании

Оптический разъем типа 568SC рекомендуется стандартом

ANSI/TIA/EIA-568-В.1 [15.1] для использования при прокладке оптоволокна

в здании, благодаря его возможности устанавливать и поддерживать точную

«полярность» передающего и приемного оптических волокон в двух ВОСП,

и, в то же время, работать с системами передачи, использующими другое

число оптических волокон. Независимо от того, какой разъем используется

на кабельной стороне коммутационной панели или телекоммуникационной

розетки, два симплексных разъема SC или один 568SC и коммутационный

шнур панели будут использовать двухволоконный разъем 568SC. В качестве

адаптера для 568SC можно использовать либо два симплексных SC адаптера,

либо один дуплексный SC адаптер в одном корпусе.

Характеристики передачи оптического разъема. Вносимые потери

разъема 568SC будут не больше 0,75 дБ, тогда общее ослабление кабеля

через кросс от любого терминированного оптического волокна до любого

другого терминированного оптического волокна не превысит 1,5 дБ.

Возвратные потери такого разъема будут больше или равны 26 дБ. Вносимые

потери сростка оптического волокна будут не больше 0,3 дБ.

К коммутационной панели для ВОК подключаются следующие

аппаратные устройства:

а) основной кросс (МС);

б) промежуточный кросс (IC);

в) горизонтальный кросс (НС);