Оптиката нахлува в града, в офиса, в дома

Стъклените влакна поевтиняват, усъвършенствани технологии осигуряват широколентов пренос и лесен монтаж Преди 10 г. оптиката навлезе в LAN мрежите. Днес транзитни комуникации между градове, държави и континенти разчитат единствено и само на положените оптични кабели. Масовото полагане на големи оптични снопове от най-различни оператори доведе до излишък от преносна среда в междуградските пространства. Наситеността от клиенти в големите центрове, както и нарастващите им потребности от големи обеми информация не могат да бъдат осигурени от медните кабели, обясни инж. Йордан Илиев от БТК на семинар, организиран от дистрибутора Data Optics Balkans. Оптиката намира приложение също в чиповете, между компютри и сървъри. "За момента футуристично изглежда само внедряване на оптика в самите компютри", каза Илиев. Оптичните влакна осигуряват връзка към MAN, между локални мрежи (като 10 - 20 км е максималната ефективност), служат за изграждане на LAN гръбнак, на комуникационни канали към отдалечени потребители (до 2 км по мултимодово влакно), за връзка между сървъри (до 100 м). При последното приложение е модерно използването на полимерни влакна, като разстоянията са до 30 м. Тези влакна работят във видимата област, по-скъпи са, но не се нуждаят от специална обработка и инструменти. Предимства на оптиката Влакната осигуряват много широка честотна лента (до 10 GHz за SM). Освен това те покриват големи разстояния с минимални въздействия върху сигналите. Постигнатите днес рекорди без регенериране на пакета са от порядъка на 300 - 400 км, със специални технологии, дори 10 000 км. Реално в градски среди се ползват до 10 км. Друго предимство на оптиката е защитеността от електромагнитни въздействия, макар че при радиация влакната с германий имат проблеми. При промени в налягането и магнитни полета се получават някои фини явления в едномодовите влакна, които се използват за разработката на нови уреди, като жироскопи напр. Ниското тегло на оптичния кабел също не е за пренебрегване, а малкият му диаметър осигурява компактност при инсталация. При оптиката подслушването на пренасяната информация е много по-трудно, отколкото при медните инсталации, използващи електрически сигнали. "Не че е невъзможно, но тъй като се налага физическо прекъсване на пътя на светлинния лъч, винаги може да се установи кога и къде е поставено подслушвателно устройство. На практика хакерите се насочват към по-лесни обекти като сървъри и др. устройства, обработващи или съхраняващи информацията в по-достъпен вид", казва Илиев. Стъклените влакна са и по-безопасни, тъй като са защитени от гръм, не се влияят от индустриални и активни химически среди. Те осигуряват и лесно добавяне на нови приложения. При комплексен анализ на инфраструктурата, оптимизация на устройствата и преценка за бъдещото развитие на ИС на компанията икономическата ефективност при оптичната кабелна среда е доста по-висока. От друга страна, монтажът на оптични влакна става все по-лесен, а и има контрол на всички технологични нива, тъй като всички елементи се контролират при изграждането на системата. Сред недостатъците на подобно решение са високата цена на първоначалните инвестиции, както и на активното оборудване. Доста средства са необходими и за купуване на специализираните измервателни уреди, като изчисленията показват, че инсталатор може да изплати за около година от анализатора. Трябва да се отбележи също, че при монтаж на оптиката има редица особености (фини операции, последователност, умения и знания), неспазването на които може да оскъпи допълнително инсталацията. Мит е обаче твърдението, че оптичните влакна не са издръжливи на опън, колкото медните кабели. Физически характеристики Информацията се пренася през оптиката с помощта на светлинни лъчи, като задължително трябва да се има предвид двойственият характер на светлината - тя се разглежда едновременно като лъч и като вълна. От целия светлинен спектър за пренос на информация се използва само инфрачервената част, като са дефинирани 3 прозореца, осигуряващи най-добри условия за пренос - 1550 nm, 1300 nm и 850 nm. Самото стъклено влакно има сърцевина от легиран кварц с диаметър от 7 до 62,5 микрометра, следва оптична обвивка (125 mметра), първично покритие (обикновено полимер - 245 mметра) и 5-микронен пигмент. В зависимост от приложенията и използвания честотен (вълнов) диапазон са разработени различни видове оптични влакна Стъпални многомодови (от 80 до 1000 микрометра). При тях има области, рязко различаващи се по коефициент на пречупване. Те позволяват използване на светлинен източник с много широка апертура, което води до поевтиняване на активните устройства. Дисперсията, т.е. колко ще се разшири импулсът, варира в рамките на 25 до 50 MHz.км; градиентни многомодови (62,5 или 50 микрометра - оптимизирани честотно). Коефициентът на пречупване се изменя плавно. За тях са необходими лазери със значително по-тясна апертура. Дисперсията е в границите 500 до 1000 MHz.км; едномодови (7,8 или 10,5 микрометра). При тях лъчът следва сърцевината и се разпространява само около нея, което налага използване на скъпи фокусирани лазери. Хроматичната дисперсия обаче е не повече от 3 до 20 ps.km/nm, като се компенсира и т.нар. хроматична дисперсия. Процесът на затихване при стъклените влакна се дължи на отражение от нееднородни частици, като е изчислено, че 4% от енергията се връща от краищата на влакното. Този параметър също варира в широки граници - от 20 dB/км до 0,17 dB/km за едномодови влакна. Оптичната система вклюва активни и пасивни елементи. Пасивните Тук влизат кабелите, конектори, адаптери, разпределителни панели, муфи и др. Според вида на инсталацията са разработени кабели за външно и за вътрешно полагане. Кабелите за външно полагане са устойчиви на влага, температурни колебания, механични въздействия, ултравиолетови лъчи. Има и специална защита срещу гризачи, срещу въздействия на агресивна среда и др. Този род кабели типично имат следната конструкция. Стъклените влакна с първично покритие са положени в тръбички с хидрофобно желе, отгоре има бандажна лента, метална армировка, корда за надлъжно разрязване на обвивката и най-отгоре е самата полимерна обвивка. Важни характеристики при кабелите за вътрешно полагане са неразпространение на горене и неотделяне на задушливи газове, гъвкавост, голяма якост на опън, компактна конструкция. Влакната се намират в тръбичка, върху която има кевлар, а най-отгоре също има полимерна обвивка. Пач кабели, пигтейли и съединителни шнурове. Пач кабелите представляват оптичен кабел, терминиран в двата си края със стандартни конектори, който свързва 2 оптични устройства, които по принцип се включват и изключват многократно. Пигтейлът (pigtail), от своя страна, е късо парче оптично влакно, постоянно свързано (фиксирано) към оптично устройство. Той се ползва за свързването му към по-дълго влакно с помощта на заварка или конектор. Оптични конектори. ST конекторът е най-евтин, но не се препоръчва за едномодови влакна, а при ММ се ползват за 10 Mbps LAN. Затихването при тях е до 0,75 dB. За LAN и телеком мрежи по-често се ползват конектори SC (APC или PC), които осигуряват затихване до 0,4 dB както при SM, така и при ММ влакна. Те вече се изместват от LC конекторите. На пазара се предлагат и усъвършенствани конектори E2000 (PC и APC), при които затихването е едва 0,2 dB, а RL параметърът (потискане на загубите от върнат сигнал) са над 40 dB при PC и над 70 dB при APC. При PC вариантите има физичен контакт между двете влакна, който е под 90 градуса, а при АРС (Angled Physical Contact ) краят на влакното е отрязан под ъгъл 8 или 9о, което намалява отразения сигнал. MT-RJ моделът се използва за ММ влакна, а корпусът му съответства на RJ конектора от медните системи. Той се ползва за 10/100/1000 Mbps LAN инсталации и загубите са до 0,2 dB. Към пасивните елементи спадат и разпределителните панели. Те биват от стенен тип, за монтаж в шкаф, модулен тип. Има също разпределителни и съединителни муфи. Първите осигуряват разпределяне на 1 сноп от влакна на 2 посоки (напр. 24 влакна се разделят на два снопа по 12). Вторият тип муфи служат за съединяване на два оптични кабела. Заваряването е един от методите за свързване на две оптични влакна. Той включва няколко операции: 1. снема се първичното и вторичното покритие на влакното, след което то се почиства с кърпичка, напоена с изопропилов алкохол. 2. Срязване на влакното със специален механичен уред за получаване на идеална повърхност на среза. 3. Начално позициониране в апарата за заваряване, автоматична проверка на местоположението, заваряване, оценка на затихването в мястото на заварката. 4. Защита на заварката с тръбичка от термосвиваем материал, който се изпича при 150о и се охлажда. Често на това място се поставя и стоманена пръчица. Уредите за заваряване използват електродъгова вълна. Предимствата на метода са малкото времетраене, ниска цена на материалите и осигурените ниски затихвания в мястото на заварката. Недостатък е високата цена на оборудването. Съществуват уреди от класове A, B и C. Първите са по-евтини, имат микроскоп за наблюдение на заварката, но те не правят оценка на среза и качеството на заварката. Осигуряват затихване не по-голямо от 0,1 dB. Уредите от клас B предлагат затихване от 0,05 до 0,1 dB, а високият клас C гарантира максимум 0,03 до 0,05 dB. Активните елементи са оптични източници, предаватели, детектори и конвертори Източниците на светлина са лазерни диоди и LED диоди. Лазерните имат висока оптична мощност, концентрирана в тесен честотен спектър. Те осигуряват модулиране на сигнала без изменения при честоти над 10 GHz. Лазерите обаче са скъпи и изискват охлаждане, тъй като работят добре само в тесен температурен интервал, чувствителни са към статично електричество, а и експлоатационният им живот е значително по-кратък. LED излъчват в широк спектър с малка мощност и осигуряват модулация до около 1GHz. От друга страна, LED диодите са с ниска цена, високонадеждни и имат малка температурна зависимост, но и малко бързодействие. Оптичните детектори са ПИН фотодиоди (PIN PD) и лавинни фотодиоди (APD). Първите имат ниска цена, висока надеждност, малка температурна зависимост. Те обаче ямата усилване, затова е необходимо да се инсталира предусилвател на сигнала с малък входен шум. Лавинните фотодиоди осигуряват широка честотна лента, усилване на сигнала от 10 до 10 хил. пъти в самия детектор. Цената на подобен приемник е по-висока, необходима е температурна стабилизация или стабилизация на усилването. APD са чувствителни към претоварване по оптичен път, затова трябва внимателно да се избира дължината на оптичното трасе. Медийните конвертори, както показва името им, служат за преобразуване на електрическите сигнали в оптични и обратно. Правилното проектиране на мрежата е най-важната част от предлаганото цялостно решение на клиента. Тя включва следните етапи: избор на топология (обикновено двойна звезда) разполагане на звездните центрове планиране на основни информационни потоци определяне на разстоянието до крайните точки избор на преносна среда (типове кабели), кабелна арматура и линийни устройства изготвяне на топологичен план на мрежата и план на връзките определяне на технология за извършване на монтажа и календарен график с последователност на операциите. При големи мрежи е добре да се направи енергиен баланс. Затихването в оптичните влакна е достатъчно малко, за да не е необходима неговата оценка в една локална мрежа в рамките на една сграда. То се изчислява предварително само с цел контрол на монтажните операции. Този параметър е от значение при по-дълги линии, тогава трябва да се провери и енергийният баланс при известна динамика на приемопредавателните устройства. Малкото затихване понякога също е проблем. Някои крайни устройства не работят при затихване близо до "0 dB". Ethernet връзките с медиа конвертори не могат да се пускат на разстояние повече от 2 км, като ограничението не идва от затихването. Как се изчислява този параметър при сложна оптична система: A= N.Ac+ n.As + L.a f, където A е общото затихване, N е броят на оптичните съединители (2), Ас е затихване в оптичен съединител (до 0,5 dB), n - брой на оптичните заварки (2), As - затихване в една заварка (0,1 dB), L е дължината на оптичното влакно (0,5 км), а af е километричен коефициент на затихването (3 до 0,4 dB/км). Монтажът на самата мрежа се извършва по традиционни технологии, като трябва да се спазват редица особености. Когато се поставят на външни стени, е забранено ползването на твърди скоби и коването им с чук. Трябва да се ползват меки гумени държачи. При премиване през комини и вертикални шахти влакното не трябва да се огъва под 90о, а да се спазва зададеният от производителя минимален радиус на кривината. Кабелите е добре да се поставят в канали. Има и нови технологии за полагане на оптика. Монтират се празни тръбни мрежи с микротръби и след това със специален уред влакната се вкарват с въздух под налягане (вж. карето на стр.26). По този начин се избягват редица строително-ремонтни операции, а процесът се ускорява. Стандартно методът е приложим за разстояния до 500 м. MicroBlo напри. e решението на Brand-Rex (част от Novar Group) за вкарване на оптични кабели в трасета с помощта на въздух под налягане. Предимствата на влакното Air Blown Fibre са по-голяма гъвкавост при надстройка на мрежата, намален брой заварки, по-бърза завършване на проекта. След приключване на инсталацията се извършва замерване на затихването между всеки 2 точки от мрежата. За професионално изпълнена инсталация е задължително и измервания с оптичен рефлектор (OTDR). Чрез този инструмент се пуска серия от оптични импулси по тестваното оптично трасе, като от края на влакното извлича светлината, която се разсейва или рефлектира. Интензитетът на върнатите импулси се измерва и се интегрира като функция на времето. OTDR се използва, за да се прецени дължината на влакното и общото затихване, включително в местата на заварките и загубите от конекторите. Уредът служи и за откриване на грешки, например прекъсвания на влакното. Техническата документация, която се предава на клиента, съдържа: Топология на мрежата Описание на вложените материали План на връзките Измервателни протоколи за затихване между всеки 2 точки и рефлектограми Сертификати на вложените материали Сертификати на инсталаторите. Многократно използване на едно влакно Често при мащабни инсталации и големи трасета вместо да се полага нов оптичен кабел е по-лесно и по-евтино да се намери начин то да се ползва за едновременен пренос на различни сигнали. Методите включват дуплексен режим на работа и мултиплексиране на различни светлинни лъчи (WDM), както и по-новите варианти на технологията CWDM (Coarse WDM) и DWDM (Dense WDM). Wavelength-division multiplexing (WDM) представлява предаване на много сигнали през едно оптично влакно с помощта на светлинни лъчи с различна дължина, всеки от които носи отделен, независим сигнал. Всяка светлинна дължина представлява оптичен канал, аналогичен на радио или ТВ предаване на зададената честота. При dense WDM светлинните дължини са разположени близо една до друга, на интервали 0,4 или 0,8 nm в основния телекомуникационен спектър близо до 1550 nm. ITU е специфицирала стандартни честоти, отделени на интервали от по 100 GHz (около 0,8 nm), в "прозореца" около 1552.52 nm, който отговаря на конвенционалните (C band) оптични усилватели, работещи в обхвата 1530 до 1570 nm. Други интересни обхвати са "дългият" или L band (от 1570 до 1610 nm), както и "късият" или S band (от 1490 до 1530 nm). Капацитетът на DWDM да уплътни пренасяната по 1 влакно информация е огромен. Coarse wavelength division multiplexing (CWDM) е многопротоколна транспортна технология, която показва стабилен ръст на пазара, най-вече заради ниската си цена и опростения дизайн. CWDM дава по-гъвкави и достъпни възможности от DWDM особено в градски мрежи и приложения от типа оптика-до-дома или до-офиса (вж. таблицата по-долу). Статията е подготвена въз основа на презентацията на инж. Йордан Илиев, направена на семинар за продуктите на FURUKAWA, организиран от дистрибутора Data Optics Balkans. каре Интересни решения FiberCurb на R&M представлява компактно решение за бързо разгръщане на оптичната инфраструктура. Според компанията операторите трябва да решават кое оптично решение да изберат за ъпгрейда на оптичните възли в своята опорна мрежа, особено когато има много малко свободно място. В това отношение на помощ идва модулната система на R&M FiberCurb. При нея мястото за заварка (splice tray) е проектирано като пасивен оптичен интерфейс. Решението е подходящо за различни топологии (P2P, звезда или пръстен), а в комбинация с конекторите и заваръчните системи на R&M е в състояние бързо да добави нови възли към решения оптика до последната миля (Fiber In The Loop - FITL), до сградата (Fiber To The Building - FTTB) и др. 10 GigaBit трансфер пък предлага мултимодовата оптична кабелна система на AMP NETCONNECT XG. Тя е проектирана да покрие изискванията за 10 GigaBit Ethernet и 10 GigaBit Fibre Channel приложения. Системата покрива спецификациите по IEEE 802.3ae за 10GBase-SR (10 GigaBit Ethernet серийно предаване на 850 nm). XG продуктите поддържат целия обхват на 50/125µm LED и лазерно базирани приложения. AMP NETCONNECT XG включва ОМ3 системен кабел, ОМ3 кабелни аксесоари, XG конектори. XG позволява 10 GigaBit Ethernet и 10 GigaBit Fibre Channel до 300 м, като се използва серийна трансмисия с ниска цена (10GBaseSR). XG осигурява и Gigabit Ethernet 1000BaseSX до 900 м. Каре 2 Заварки на оптични влакна с FURUKAWA Настолният модел S176LP осигурява два режима на работа - високоскоростен (заварка за 11 сек.) и по-бавен (за 13 сек.), който дава по-голяма прецизност и отчита всички 6 параметъра за измерване на заварката. Машината има 42 готови програми, могат да се заредят още 22, посочени от потребителя. След заварката машината сама изчислява затихването в заварката, чийто живот е над 25 г. Устройството предлага не само заваряване на оптичното влакно, но и печка за изпичане на термопротектори, които защитават мястото на свръзката. Тази операция отнема около 85 секунди, включително охлаждането. Приборът работи на ел. захранване, но допълнително може да се купи батерия, която с 1 зареждане стига за над 60 заварки заедно с термошлаухите. S176LP има памет за 2500 заварки, които през серийния порт се прехвърлят на лаптопа. Тежи 4,7 кг и се продава заедно със здрав куфар и ръководство за ползване. Поддръжката му е лесна, като се чистят огледалата на капака, скобите и електродите (издържат до 1000 заварки). За едномодови влакна средното затихване при заварката е 0,1 dB, а за ММ - 0,5 dB в бързия режим. S176 струва малко над 15 000 евро, а машината за срязване на влакната S323A е около 1500 евро. По-малкият модел S121A е портативен, тежи под 1 кг и при първоначално включване прави автотест на настройките на заваряващата дъга. Струва под 10 000 евро. Устройствата на FURUKAWA се предлагат у нас от Data Optics Balkans. Каре 3 “Вдухването” на оптични кабели - вече над 1 км Blown Cable Systems или системи за вкарване на оптични кабели с въздух под налягане в предварително поставени тръбички е сред най-новите методи за инсталация. Методът намалява негативния физически контакт върху влакната, като осигурява много по-голяма дължина на трасето, намаляване броя на заварките, ускоряване (до 4 км при полагане на 60 м/мин.) и поевтиняване на цялата инсталация. Кабелите, предназначени за т.нар. вдухване, са по-леки и с по-малък диаметър. Стандартно максималната дължина при тази операция е около 500 м. Наскоро италианската фирма Pirelli предложи ново решение - Sirocco. То осигурява вдухване на оптични кабели в тръби на разстояния 1000 м и повече. Системата предлага различни видове тръбички - от 1-канални до 19-канални, в които се вкарват 2, 4, 8 или 12-влакнести оптични кабели SM или MM. Един от факторите за покриване на по-голяма дистанция е, че стените на тръбите са много гладки и при вдухване кабелът среща много малко съпротивление. Друга интересна технология на Pirelli са двете нови фамилии оптични кабели FineLight и MagniLigth. Първата позволява да се работи и в трите оптични прозореца - 850 nm (за който активното оптично оборудване е много евтино), 1310 nm и 1550 nm. Приложението на FineLight е предимно в LAN мрежите и в т.нар. "последна миля", т.е. оптика до дома и до офиса. MagniLight пък отваря нов прозорец за потребителите на едномодова оптика, а именно около водния пик (около 1400 nm. В този спектрален участък затихването на светлината рязко нараства, което се дължи на структурата на стъклените влакна. При MagniLight проблемът е отстранен, което води до увеличаване на достъпната честотната лента с над 50%.

Последни новини

• Двуобхватен маршрутизатор от новата серия amplifi обяви D-Link
• D-Link вдига HD оборотите с нов двулентов високопроизводителен рутер DIR-857
• Мултимедийните системи Aastra 400 обслужват комуникациите на СМБ
• Aastra обявява виртуализирана мултимедийна централа
• Vivacom обяви нови двойни пакети, подсилващи фиксираната телефония.

Активни теми във форума

• » Супер Боб
• » въпрос:Как да изградя мрежа
• » Закони за успех във високите доходи.
• » Сайт за гледане на онлайн телевизия
• » Ето едно саийче, за пари!