Для связи в whatsapp +905441085890

Дипломная работа на тему: проектирование технологий FTTB/FTTH

У вас нет времени на дипломную работу или вам не удаётся написать дипломную работу? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!

В статье «Как научиться правильно писать дипломную работу», я написала о правилах и советах написания лучших дипломных работ, прочитайте пожалуйста.

Собрала для вас похожие темы дипломных работ, посмотрите, почитайте:

  1. Дипломная работа на тему: учет материалов на предприятии
  2. Дипломная работа на тему: профессиональная деятельность медицинской сестры
  3. Дипломная работа на тему: строительство зданий и сооружений
  4. Дипломная работа на тему: формирование ассортимента на торговом предприятии
Дипломная работа на тему: проектирование технологий FTTB/FTTH

Дипломная работа на тему: проектирование технологий FTTB/FTTH

Введение

В России уровень предлагаемых информационных услуг стремительно развивается. Есть также очевидная проблема — большая территория страны. Многие населенные пункты расположены далеко друг от друга. Хорошим решением являются оптоволоконные линии передачи. С их помощью города могут быть легко связаны друг с другом. Но волоконно-оптические кабели дорогие. Это делает невыгодным подключение многих сельских районов. Многие оптические линии были установлены 10-15 лет назад. В те годы не производилось расчетов за широкополосный доступ, впервые были проложены линии для оцифровки телефонной сети.

В крупных городах России идет интенсивное строительство жилых микрорайонов с плотной многоэтажной застройкой. В связи с тенденциями развития качества услуг связи, наиболее актуальным вариантом является использование технологии fttb, которая обеспечивает абоненту широкополосный доступ к ресурсам сети. Многие поставщики услуг связи сталкиваются с препятствиями, связанными с отсутствием оптоволокна. В некоторых случаях для увеличения пропускной способности волн можно использовать режим передачи по одному волокну.

В принципе, существует два способа преобразования оптической линии в одноволоконный режим. Первое — использовать селективные оптические разветвители. Этот метод позволяет использовать оптические волокна с разной длиной волны. Второй метод заключается в использовании модулей wdm sfp. Этот метод также позволяет использовать одно волокно для передачи в двух направлениях на разных длинах волн, но является более дорогостоящим.

Самым дешевым методом преобразования в режим одиночного волокна может быть использование неизбирательных разветвителей. Но из-за всевозможных нелинейных эффектов в волокне этот метод значительно сократит длину пути регенерации. В данной работе мы исследуем, как с помощью этого метода можно увеличить длину регенерации и как это можно сделать.

Тенденции развития оптических сетей связи

Количество российских домохозяйств, имеющих фиксированный широкополосный доступ в Интернет, на конец 2014 года составило 29,7 млн. человек, увеличившись на 5% по сравнению с концом 2013 года, а уровень проникновения услуг достиг 53,6%, согласно исследованию консалтинговой компании j’son & Partners.

По предварительным результатам, объем российского рынка в сегменте частных пользователей вырос на 4% в 2014 году и составил почти 110 млрд рублей.

По прогнозам исследователей, в ближайшие два года рост абонентов фиксированной связи составит 2-3% в год. К 2016 году количество абонентов достигнет 31,4 миллиона. Объем рынка также продолжит расти на 2-3% за счет увеличения числа абонентов.

Рост рынка будет обусловлен такими факторами, как масштабное расширение географического покрытия и развитие сетей передачи данных, увеличение количества приемных устройств и, как следствие, увеличение необходимой полосы пропускания в расчете на одно домохозяйство, повышение привлекательности тарифных планов за счет пакетных тарифов.

По мнению аналитиков, основным фактором, который обеспечит увеличение числа абонентов, станет экстенсивный рост покрытия малых населенных пунктов сетями средних и крупных интернет-провайдеров. В этой связи, согласно исследованию, возможно возобновление деятельности спутниковых spd-провайдеров.

Стоит отметить, что развитие мобильных сетей на основе технологии lte пока не оказало существенного влияния на развитие фиксированного доступа в Интернет, эта технология в основном распространена в областных центрах и скорее дополняет потребность в высокоскоростном Интернете вне дома.

По прогнозам компании, в тарифной политике операторов особое внимание по-прежнему будет уделяться специальным предложениям по тарифам и пакетным предложениям, которые фактически снижают стоимость услуг в индивидуальном порядке, но сохраняют общую выручку оператора.

В исследовании отмечаются качественные изменения на рынке spd. Рост устройств и их разнообразие, облачные службы требуют все больше и больше пропускной способности каналов доступа. В то же время, тарифные планы начинают включать в себя больше услуг, снижая их стоимость.

Аналитики также не исключают конкуренции между проводными spd и мобильной и спутниковой связью 4G в малых городах и отдаленных районах. «В таких районах тарифы на спутниковый двусторонний интернет уже приближаются к тарифам проводного sPD». В Камчатском крае, например, они уже находятся на одном уровне по абонентской плате и скорости доступа», — сказано в сообщении.

Ростелеком» остается лидером рынка в 2014 году — его доля в абонентской базе составляет 35,1%, а в выручке — 38,7%. Доля остальных игроков постепенно снижается. В целом на пятерку ведущих игроков приходится две трети рынка, как по количеству абонентов (66,2%), так и по доходам от услуг SpD (69,0%). В тройку лидеров по количеству абонентов также вошли Ер-Телеком (9,7%) и Вымпелком (8,5%). По объему выручки от предоставления услуг СПД на дому на конец 2014 г. второе место занял er-telecom (10,6%), третье — «Вымпелком» с долей 8,8%.

В среднесрочной перспективе ожидается рост доли пакетных предложений по количеству новых подключений операторов связи. Рынок пакетных предложений все больше пересекается со смежными рынками (платное телевидение, телефония). Операторы стараются предоставить абонентам комплексные предложения. Кроме того, наблюдается тенденция отдавать приоритет качеству обслуживания и повышать лояльность клиентов.

Подключение по fttx технологии становится все более популярным, так как современные пользователи все больше интересуются новыми видами контента с высоким качеством видео и графики. Основным катализатором внедрения волоконно-оптических систем стал растущий интерес к видеоуслугам. Смещение акцента с группового на индивидуальное вещание означает, что спрос абонентов на выделенную полосу пропускания растет.

Для улучшения качества сетевого обслуживания необходимо постоянно модернизировать сеть на всех уровнях. Таким образом, в Москве сеть запускается со скоростью до 1гэ в тестовом режиме. Модернизация транспортной сети города позволяет операторам достичь совершенно нового уровня обслуживания клиентов. Такое скоростное преимущество широкополосного доступа позволит не только улучшить доступ в Интернет, но и повысить качество кабельного телевидения. В настоящее время не так много каналов в hd (высокой четкости) качестве, но обновление сети позволит транслировать все каналы в высоком качестве.

Продажи ЖК-телевизоров высокой четкости быстро растут, что указывает на потребность клиентов в более качественном телевещании, чем может обеспечить аналоговое телевидение. Использование ip-tv многие эксперты считают наиболее логичным развитием событий. Только так пользователь может выбирать программы, фильмы и время просмотра. Поэтому считается, что при массовом подключении по технологии fttx, xpon она спустится не на следующие пять лет, а на несколько лет. Каждый оператор связи теперь понимает, что инвестиции в оптику — это инвестиции на десятилетия вперед, и прибыль будет многократно превышать затраты. Это может стать причиной активной закупки оптических линий, а также для ряда пилотных проектов, в том числе по прокладке оптики непосредственно к абонентскому оборудованию.

Проблемы распространения света в оптических волокнах

Волоконно-оптические сети основаны на принципе распространения световых волн на большие расстояния вдоль оптических волокон. В этом процессе несущие информацию электрические сигналы преобразуются в световые импульсы, которые передаются по волоконно-оптическим линиям связи (длинам волн) с минимальными искажениями. Такие системы широко используются, потому что оптоволокно имеет много преимуществ по сравнению с системами передачи, в которых в качестве передающей среды используется медный кабель или радиовоздух.

Такая полоса позволяет передавать потоки данных в несколько терабайт в секунду. Важными преимуществами оптических волокон являются низкое затухание сигнала, что позволяет строить стометровые участки оптических систем без ретрансляции, высокая помехоустойчивость за счет низкой восприимчивости оптических волокон к электромагнитным помехам и многие другие при использовании современных технологий.

Наружное волокнистое покрытие (полимерная облицовка) изготовлено из пластмасс или эпоксидных композиций, которые сочетают в себе высокую механическую прочность с высоким показателем преломления. Этот слой обеспечивает механическую защиту оптического волокна и его устойчивость к внешним источникам оптического излучения.

Основная часть оптического волокна состоит из сердечника и оболочки. Материалом сердечника является высокочистый плавленый кварц, который является основной передающей средой для оптических сигналов. Сохранение светового импульса связано с тем, что показатель преломления материала сердцевины выше, чем у облицовочного материала. При оптимальном соотношении показателей преломления световой луч полностью отражается внутри сердечника.

Свет вводится под небольшим углом в конец волокна для передачи. Максимальный угол проникновения светового импульса в сердечник волокна называется угловой апертурой оптического волокна (?). Синус угла диафрагмы называется числовой апертурой na и вычисляется по формуле:

Na= sin(?) = (1)

Для передачи сигналов по оптическим волокнам необходим источник строго когерентного света. Для увеличения дальности передачи ширина спектра должна быть как можно меньше. Для этой цели лучше всего подходят лазеры, обеспечивающие постоянную разницу фаз на одной и той же длине волны через индуцированное излучение света. Поскольку диаметр сердечника волокна сравним с длиной волны оптического излучения, в световоде возникает явление интерференции. Это может быть продемонстрировано тем, что свет в стекле ядра распространяется только под определенными углами, а именно в тех направлениях, в которых при наложении вводимые световые волны усиливаются. Предполагается, что произойдут структурные нарушения. Разрешенные световые волны, которые могут распространяться в оптическом волокне, называются режимами. Для описания процессов распространения света в оптических волокнах необходимо учитывать несколько параметров.

Одним из важнейших параметров является затухание. Под затуханием обычно понимают ослабление светового потока в оптическом волокне. Затухание света в оптических волокнах имеет несколько причин. Это может быть вызвано поглощением света и рассеянием излучения. Затухание, связанное с изгибами в оптическом волокне. Существует два типа сгибания волокон: Микроизгиб и макроизгиб.

Поглощение может быть определено как преобразование световой импульсной мощности в тепло и связано с резонансом в волокнистом материале. Существуют внутренние поглощения, связанные со свойствами волокнистого материала и молекулярным резонансом, а внешние поглощения определяются присутствием в волокнистой ткани микрозагрязнителей (например, ионов zwiebel). Современные оптические волокна имеют очень малое количество следов примесей, поэтому внешнее поглощение минимально и может не учитываться.

Рассеяние излучения является одним из основных факторов затухания света в оптических волокнах. Наличие данного вида затухания связано, прежде всего, с дефектами ядра оптического волокна, а также с наличием в оптическом волокне посторонних примесей, которые существенно ухудшают способность направить световой поток по нужному пути, вызывая его отклонение и, как следствие, превышение угла преломления и отступление части светового пучка через оболочку. Кроме того, наличие неоднородностей в волокне приводит к тому, что часть светового потока отражается в обратном направлении.

Оценки, связанные с изгибами оптического волокна. Микроизгиб определяется как микроскопическое изменение геометрии ядра волокна. Макроизгиб — это большой изгиб оптического волокна, превышающий минимально допустимый радиус и заставляющий световой поток покидать сердцевину оптического волокна. Минимальный радиус изгиба одномодовых волокон составляет десять сантиметров. При таком изгибе световой импульс распространяется без сильных искажений. Уменьшение радиуса изгиба приводит к значительному увеличению эффекта рассеяния светового потока через оболочку волокна.

Коэффициент затухания для заданной длины волны оптического излучения определяется как отношение оптической мощности, вводимой в волокно, к мощности оптического сигнала, принимаемого волокном. Коэффициент затухания обычно измеряется в децибелах (дБ) и зависит как от параметров оптического волокна, так и от длины волны светового потока.

Одним из факторов, существенно влияющих на качество передачи сигнала в оптических волокнах, является дисперсия. Рассеяние света — это зависимость показателя преломления n материала от частоты n света, или зависимость фазовой скорости световых волн от их частоты. Одним из последствий дисперсии в оптическом волокне является растяжение светового импульса, которое происходит при его прохождении через оптическое волокно. Дисперсия сильно ограничивает скорость работы оптических систем и значительно снижает пропускную способность. Были определены два основных типа дисперсии: Интермодальная и хроматическая дисперсия.

Хроматическая дисперсия в первую очередь связана с зависимостью скорости распространения света от длины волны источника излучения. В отличие от идеального источника света, каждый реальный источник излучает свет в определенной полосе частот. Компоненты светового импульса с различными частотами достигают конца оптического волокна с различными временными задержками, искажая исходный импульс.

Скорость распространения света в оптическом волокне связана со следующим показателем преломления:

 = (2)

Где скорость распространения света в оптическом волокне, c — скорость света в вакууме, n — показатель преломления сердечника волокна, который зависит от длины волны. Для прохождения импульса света по волокну длиной l требуется время t, определяемое как:

T = = (3)

Формула (3) показывает зависимость времени распространения светового импульса по оптическому волокну от показателя преломления оптического волокна. Хроматическая дисперсия является мерой изменения показателя преломления материала сердцевины оптического волокна и определяется как первая производная показателя преломления:

M(l) = ( ) * ( ) = ( ) * (4)

Где l — длина волны оптического сигнала.

Хроматическая дисперсия выражается в пс/нмкм и может быть физически выражена как разница во времени распространения сигнала между двумя оптическими длинами волн в оптическом волноводе длиной 1 км, где две длины волн должны лежать в пределах определенной спектральной полосы пропускания источника оптического излучения.

Поскольку показатель преломления плавленого кремнезема минимален при длине волны 1300 нм, производная для этой точки равна нулю, а значит, хроматическая дисперсия незначительна. Это одна из причин активного использования второго окна прозрачности в телекоммуникационных устройствах. Однако есть способы изменить рассеивание путем допинга плавленого кремнезема. Такие оптические волокна называются дисперсионно-смещенными оптическими волокнами и могут иметь нулевую дисперсию на длине волны с минимальным затуханием (1550 нм). Это делает их пригодными для оптических систем, требующих особенно высокой пропускной способности или больших пролетов с минимальным количеством точек входа, таких как подводные кабельные сети. На рисунке 2 показаны зависимости хроматической дисперсии от длины волны излучения.

Хроматическая дисперсия связана с различным временем прохождения световых режимов, которые движутся по разным путям в волокне. В пределах числовой апертуры в многомодовое волокно может быть введено несколько сотен разрешенных режимов. Все они распространяются по разным траекториям и имеют разное время распространения от источника до приемника. Общее количество импульсов, полученных приемником, отображается сильно растянутым во временной области. Наличие модовой дисперсии является недостатком многомодовых систем передачи. Эффект межмодовой дисперсии частично смягчается за счет смешивания режимов. При прохождении через оптическое волокно режимы нижнего порядка, имеющие малые орбитальные углы относительно оси оптического волокна, преобразуются в режимы более высокого порядка и наоборот. В результате скорость прохождения участка волокна через режимы несколько усреднена. Однако следует иметь в виду, что процесс такого усреднения в первую очередь обусловлен неоднородностями в волокне, что в свою очередь значительно увеличивает общее затухание сигнала. В одномодовом оптическом волокне интермодальная дисперсия полностью отсутствует.

Поляризационная модовая дисперсия и хроматическая дисперсия серьезно ограничивают возможности передачи оптических сигналов по оптоволокну и являются, после затухания, самыми большими препятствиями для увеличения дальности действия цифровых систем. Хроматическую дисперсию можно компенсировать как за счет уменьшения полосы пропускания излучаемого спектра лазерного источника, так и за счет смещения хроматической дисперсии кабеля в более широкий диапазон длин волн. Компенсация ПМД невозможна и может быть снижена только за счет повышения качества оптических волокон и кабелей. Значение 0,5 ps/km действительно является международно признанным стандартом для максимально допустимых pmc. Рекомендации для соединений на большие расстояния показывают тенденцию к сокращению pmt до не более чем 0,1 пс/км.

Наиболее важными параметрами в звене являются затухание и дисперсия, так как они влияют на длину регенерируемого звена.

Разъёмные соединения

Кажется, что в идеальной оптической системе передачи информации световой поток должен беспрепятственно проходить по пути от источника к фотоприемнику. Оптическое волокно — это ничто иное, как путь распространения сигнала. Невозможно растянуть твердое волокно от источника до приемника. Технологическая длина волокна обычно не превышает нескольких километров. И если эта проблема еще может быть решена путем сварки оптических волокон, то мобильность локальной оптической подсети достигается только за счет использования устройств кросс-коннектора. Невозможно избежать проблем с передачей световой волны от одного сегмента волокна к другому. Оптические волокна могут быть оконцованы оптическими разъемами для многократного и простого соединения оптических каналов. Учитывая тот факт, что современные оптические волокна — это микронные технологии, заделка волокон с помощью оптических разъемов — непростая задача.

Важным параметром, влияющим на затухание волн, является отражение Френеля. Отражение Френеля — это отражение части падающего светового потока на плоской границе раздела между двумя средами с различными показателями преломления. В основном это происходит на отсоединяемых линиях в оптоволоконной линии и вводит высокое затухание в линию передачи волоконно-оптического кабеля.

Опишем проблемы, возникающие при передаче сигнала из одного оптического волокна в другое. При неправильном расположении оптических волокон происходит потеря мощности или затухание оптической волны. В этом случае некоторые лучи просто не попадают в следующее оптоволокно или попадают под более критическим углом. Если физический контакт волокон неполный, образуется воздушный зазор. Это приводит к эффекту возвратных потерь. Некоторые лучи, проходящие через прозрачные носители различной плотности, отражаются в обратном направлении. Когда они достигают резонатора, они усиливаются и вызывают искажение сигналов.

Поэтому обе световоды должны быть точно и плотно выровнены. Для обеспечения безопасности чувствительных волокон при многократном выравнивании их концевые сегменты помещаются в керамические, пластиковые или стальные наконечники. Большинство наконечников имеют цилиндрическую форму диаметром 2,5 мм. Встречаются конические конструкции, а разъемы lc имеют диаметр наконечника 1,25 мм.

Внутри наконечников находится канал, в который вставляется световод оболочки и который химически или механически фиксируется. При снятии защитного покрытия можно использовать как специальные механические инструменты, так и химически активные растворы. Внутри наконечника оптическое волокно может быть закреплено либо по всей длине канала (часто с использованием адгезивных методов), либо в точке, где волокно попадает в наконечник (механические методы) (рис. 3). Процесс механической фиксации занимает гораздо меньше времени (до нескольких минут) и основан на «прессовании» волокна с использованием полимерных материалов. Но она менее надежна и недолговечна. Химический метод говорит сам за себя. Наиболее часто используемыми крепежными составами в этой технологии являются эпоксидные растворы, так как они являются наиболее надежными. Однако период полного застудневания такой композиции достаточно продолжителен — до суток. Поэтому при более быстрой сборке разъемов можно использовать другие компоненты или специальные сушильные шкафы.

После вставки оптоволокна в разъем передняя поверхность наконечника должна быть заземлена. Выступающее волокно удаляется специальными инструментами. Основным принципом является выемка и отрыв оптического волокна, после чего поверхность может быть отполирована непосредственно.

Особый интерес представляет форма концевых частей. Они обрабатываются как искусство. Самая простая форма конечной части — плоская. Она имеет высокие возвратные потери, так как существует высокая вероятность наличия воздушных зазоров вблизи световодов. В нерабочей части торца также достаточно шишек. Поэтому чаще используются выпуклые концы (радиус округления составляет около 10-15 мм). При хорошем выравнивании обеспечивается плотный контакт световодов, поэтому более вероятно отсутствие воздушного зазора. Еще более продвинутым решением является использование закругленной поверхности под углом в несколько градусов. Скругленные концы меньше подвержены деформациям, возникающим при соединениях, и такие наконечники могут выдерживать большее количество соединений (от 100 до 1000).

Материал наконечника также играет важную роль. Подавляющее большинство разъемов изготовлены с керамическими наконечниками, потому что они более долговечны.

После того, как световоды заканчиваются разъемами, необходимо проанализировать качество поверхности наконечника. Для этой цели чаще всего используются микроскопы. Профессиональные устройства имеют коэффициент увеличения в сто раз и оснащены специальным освещением под разными углами. Они также могут быть оснащены интерфейсом к дополнительным измерительным устройствам.

Сплиттеры — это семейство оптических адаптеров и разъемов, которые отличаются друг от друга по конструкции и предназначены для различных оптических волокон. Основными конструктивными требованиями являются точность выравнивания сердечника оптического волокна, качество шлифовки контактной поверхности, количество возможных операций переключения, защита от загрязнения, простота эксплуатации и обслуживания. Основными техническими требованиями являются низкое затухание оптического сигнала при прохождении контакта и высокое затухание отраженного сигнала, которые зависят от конструкции разъема, качества материалов, используемых при его изготовлении и качества сборки, что обеспечивает высокую стабильность и повторяемость параметров соединения. Высококачественные разъемы должны иметь вносимые потери при передаче сигнала не более 0,3 дБ. Сегодня в России широко используются размеры оптических разъемов fc, sc, st, lc и некоторые другие.

Метод подготовки торца, называемый «физическим контактом» (ПК), заключается в фиксации оптического волокна в алюминиевом наконечнике. Торцевая поверхность полируется определенным образом для достижения полного контакта с торцевыми поверхностями. Однако при полировке волокна в инфракрасной области возникают отрицательные изменения в лицевом поверхностном слое из-за механических изменений во время полировки. Этот фактор ограничивает использование разъемов данного типа в высокоскоростных сетях.

Для улучшения контакта с оптическим волокном радиус сердечника был сужен до 20 мм, а в качестве материала наконечника был использован более мягкий двуокись циркония. Такой подход позволил уменьшить дефекты полировки, такие как фаски. Эти разъемы серии srs (суперфизический контакт). Способность сгибать цирконий в субмикронном диапазоне позволила волокну контактировать даже с фасками в сотни микрон без существенного ухудшения параметров. Однако проблема инфракрасного слоя при такой полировке не решается.

Процесс полировки upc (ультрафизический контакт) характеризуется низкой нагрузкой. Полировка осуществляется под контролем сложных и дорогостоящих систем управления. Это устраняет проблему поверхностного инфракрасного слоя. Параметр отражения значительно улучшен, и эти разъемы могут использоваться в высокоскоростных системах с пропускной способностью более 2,5 Гбит/с.

Наиболее эффективным методом снижения уровня энергии отраженного сигнала является метод полировки концов оптических волокон под углом 8-12° от перпендикуляра к оси волокна (угловой оптический контакт — арша). При таком виде разветвления отраженный световой сигнал распространяется под углом, превышающим угол, под которым сигнал поступает в оптическое волокно .

Соединители Ars идентифицируются по цветным хвостовикам (обычно зеленого цвета), потому что их нельзя использовать с соединителями других марок.

Соединение двух оптических разъемов кросс-коннекторов в основном выполняется по следующей схеме:

Розетка служит платформой для установки разъемов. Содержащиеся в них соединители зафиксированы таким образом, что оси их наконечников отцентрированы, параллельны и плотно прижаты. Такие розетки обычно устанавливаются в патч-панели или кабельные вставки.

Соединители отличаются не только используемыми наконечниками, но и способом крепления конструкции в розетке. Наиболее распространенным представителем в локальных оптических сетях является разъем типа st-. Керамический наконечник имеет цилиндрическую форму диаметром 2,5 мм и закругленный конец. Он фиксируется поворотом обода вокруг оси разъема (рис. 7), а основание разъема (теоретически) не вращается из-за канавки в розеточной вилке. Направляющие оправки во время вращения зацепляют стопоры хвостовика и вдавливают конструкцию в хвостовик. Пружинный элемент обеспечивает необходимое сжатие.

В однорежимных системах существует другой тип разъема — fc (рис. 8). Они характеризуются превосходными геометрическими свойствами и высокой степенью защиты наконечника.

Слабые места st-коннекторов в настоящее время решаются с помощью технологии sc (от англ. Subscriber connector — Абонентский коннектор). Сечение тела имеет прямоугольную форму (рис. 9). Разъем подключается/отключается с помощью скользящих направляющих и фиксируется с помощью защелок. Керамический наконечник также имеет цилиндрическую форму диаметром 2,5 мм и закругленный конец (некоторые модели имеют скошенную поверхность). Наконечник почти полностью закрыт корпусом и поэтому менее подвержен загрязнению, чем версия st. Отсутствие вращательного движения означает более мягкое прессование наконечников.

Тип разъема lc (рис. 10) ? Это уменьшенная версия разъема sc. Он также имеет прямоугольное сечение корпуса. Конструкция выполнена на пластиковой основе и имеет защелку, аналогичную защелке, используемой в модульных разъемах медных кабельных систем. В результате разъем подключается аналогичным образом. Наконечник изготовлен из керамики и имеет диаметр 1,25 мм.

Для подключения дуплексного кабеля можно использовать не только парные разъемы sc. Для этой цели часто используются разъемы fddi. Конструкция выполнена из пластика и содержит два керамических наконечника. Во избежание неправильного подключения разъем имеет асимметричный профиль.

Технология fddi (рис. 11) предусматривает четыре типа портов: a, b, s и m. Проблема идентификации соответствующих ссылок решается путем предоставления разъемам специальных вставок, которые можно различать по цвету или содержать буквенные индексы.

Как правило, этот тип используется для подключения оконечного оборудования к оптическим сетям.

Технологии широкополосного доступа

Мир информационных технологий постоянно развивается, появляются новые способы доступа к информации. По мере роста потребительского спроса увеличивается и объем необходимой информации, поэтому техническая поддержка должна соответствовать определенному уровню. В настоящее время все больше людей в мире используют высокоскоростной или широкополосный доступ в Интернет. Можно утверждать, что примерно каждый десятый пользователь Интернета в мире имеет широкополосный доступ к Интернету.

Широкополосный, или высокоскоростной, доступ в Интернет, обеспечивается рядом технологий, которые позволяют пользователям отправлять и получать информацию в гораздо больших объемах и с гораздо большей скоростью. Помимо высокоскоростной передачи данных, широкополосная связь обеспечивает непрерывное соединение с Интернетом (без коммутируемого соединения) и то, что называется двусторонней связью, то есть возможностью как получать, так и отправлять информацию на высоких скоростях.

Широкополосный доступ не только предлагает большое количество контента и услуг, но и может изменить весь Интернет, как с точки зрения услуг, которые он предлагает, так и с точки зрения того, как он используется.

Рекламная технология

Adsl (Asymmetric Digital Subscriber Line) — это высокоскоростная широкополосная технология, позволяющая Интернету передавать и принимать данные по стандартным медным телефонным линиям на значительно более высоких скоростях, чем аналоговые модемы и коммутируемые линии (Рисунок 5). Технология adsl позволяет передавать данные со скоростью 2 мбит/с на расстояние до 5,5 км по витой паре проводов. На максимальном расстоянии 3,5 км может быть достигнута скорость передачи 6-8 Мбит/с. Для доступа к технологии adsl нам нужен модем или маршрутизатор и разветвитель. В системах adsl учитывается асимметрия потоков данных. Как правило, adsl обеспечивает скорость передачи данных от пользователя в диапазоне 128-1024 кбит/с, а до пользователя в диапазоне от 600 кбит/с до 8 мбит/с.

Рисунок 12 ? Схема работы adsl.

Для сжатия большого объема информации, передаваемой по витой паре телефонных проводов, технология adsl использует цифровую обработку сигнала и специально разработанные алгоритмы, усовершенствованные аналоговые фильтры и аналого-цифровые преобразователи. Длинные телефонные провода могут ослаблять передаваемый высокочастотный сигнал (например, на частоте 1 МГц, которая является нормальной скоростью передачи для adsl) до 90 дБ. В результате аналоговые модемные системы adsl работают с достаточно большой нагрузкой, чтобы иметь широкий динамический диапазон и низкий уровень шума.

В технологии Adsl используется метод разделения полосы пропускания медной телефонной линии на несколько частотных полос. Это позволяет передавать несколько сигналов одновременно по одной линии. Точно такой же принцип используется и в кабельном телевидении, где каждый пользователь имеет специальный преобразователь, который декодирует сигнал и дает возможность смотреть футбольный матч или увлекательный фильм на экране телевизора. В Adsl разные носители несут разные части данных, которые должны быть переданы одновременно. Этот процесс называется мультиплексированием частотного деления (fdm). В fdm один канал выделяется для «восходящего» потока данных, а другой — для «нисходящего» потока данных. Полоса пропускания снова разделена на один или несколько высокоскоростных каналов данных и один или несколько низкоскоростных каналов данных. Полоса «вверх по течению» также разделена на один или несколько низкоскоростных каналов данных. Дополнительно может использоваться метод эхоподавления, в котором области «вверх по течению» и «вниз по течению» накладываются и разделены локальными устройствами эхоподавления.

Таким образом, adsl может обеспечить одновременную передачу высокоскоростных данных, видео и факсов. Все это не прерывая обычную телефонную связь, которая использует одну и ту же телефонную линию. Технология предусматривает резервирование определенного диапазона частот для регулярной телефонной связи (или горшков — простой старой телефонной связи). В этом случае телефонный звонок может быть сделан одновременно с высокоскоростной передачей данных, вместо того, чтобы выбирать между ними. Кроме того, даже в случае отключения электричества регулярная телефонная связь будет продолжать функционировать, если такая возможность была включена в первоначальный план развития adsl.

Технология подключения adsl позволяет полностью использовать ресурсы линии. Обычная телефонная линия использует около сотой части емкости линии. Технология Adsl устраняет этот «недостаток» и использует оставшиеся 99% для высокоскоростной передачи данных. Для различных функций используются различные диапазоны. Телефонная (голосовая) связь использует самую низкую частотную полосу всей линии (около 4 кГц), а весь оставшийся диапазон используется для высокоскоростной передачи данных.

С момента принятия первого стандарта в семействе adsl, itu постоянно работала над его улучшением. Следующим стандартом, который должен быть принят, является g.992.2 (g.lite) для несветляющей адсли, в котором используются микрофильтры для разделения частот в конце пользователя. Телефонная пара от ats подключается непосредственно к adsl модему, а телефон к телефонной паре через микрофильтр, который отсекает высокочастотную полосу данных, устраняя паразитные шумы в телефонах пользователей. Упрощение и удешевление технологии было достигнуто за счет снижения максимальной скорости передачи данных до 1,5 Мбит/с вниз по течению и 512 Кбит/с вверх по каналу связи.

Стандарты adsl2 (g.992.3, g.992.4) и adsl2+ (g.992.5) были разработаны для достижения более высокой пропускной способности линии при передаче на большие расстояния в условиях узкополосных помех. Их основными преимуществами является увеличение скорости передачи данных на абонентской стороне линии до 12 мбит/с — adsl2 и 24 мбит/с — adsl2+, с возможностью настройки качества канала, диагностики состояния канала и передачи данных на большие расстояния. В частности, это достигается за счет усовершенствованной схемы модуляции и алгоритма обработки сигналов, сокращения служебных данных в пакете и более эффективного кодирования.

В adsl2/adsl2+ реализована четырехмерная 16-уровневая решетчатая кодировка (шпалерная кодировка) и однобитная амплитудно-квадратурная модуляция. Она обеспечивает более высокую скорость передачи данных на линиях длиной до 3 км при низком значении отношения сигнал/шум. В отличие от adsl, которая обеспечивает фиксированный объем служебных данных в пакете, занимающем 32 кбит/сек полосы пропускания, adsl2 позволяет программно регулировать длину поля обслуживания таким образом, чтобы в диапазоне от 4 до 32 кбит/сек можно было регулировать непроизводительные расходы, освобождая до 28 кбит/сек для передачи пользователем дополнительных пользовательских данных. Это приводит к пропускной способности до 12 Мбит/сек вниз по потоку и 1 Мбит/сек вверх по каналу связи. На линиях длиной более 3,5 км adsl2 может пропускать до 200 м больше при той же скорости и до 50 кбит/с быстрее, чем adsl на тех же расстояниях.

Основными недостатками технологии xdsl являются возможная длина точки регенерации и пропускная способность линии. Скорость этой технологии не в полной мере удовлетворяет потребности пользователей. Перекрестные помехи существенно влияют на стабильность связи и производительность рекламных каналов. Они вызваны тем, что телефонные пары обычно группируются в пучки по 25 и более пар, а соседние xdsl линии электромагнитно мешают друг другу. Кроме того, на качество связи влияют радиоволны Am, скачки температуры и вода.

fttx технологии

Многие предприятия начали постепенно внедрять технологию fttx в качестве основной технологии предоставления услуг доступа в Интернет. Это уже не так сложно и дорого, как несколько лет назад. По этой причине соответствующий продукт активно продвигается на рынке.

Использование технологии fttx подразумевает использование волоконно-оптических решений для построения широкополосных сетей. Стоит описать, что подразумевается под этой новой концепцией. Fttx — это термин, используемый для описания общего подхода к построению инфраструктуры кабельной сети, при котором оптическое волокно доставляется из узла связи в определенное место, обозначаемое «x», а затем медные кабели прокладываются непосредственно к абонентам. Вполне возможно пропускать оптику непосредственно на абонентское устройство. По большому счету, fttx-технология смотрит только на физический слой. Однако за этим термином скрывается большое количество технологий сетевого и канального уровней. Широкополосный доступ позволяет предоставлять широкий спектр новых услуг.

Основным драйвером для рынка fttx в настоящее время считается массовый спрос на широкополосный доступ, которого очень трудно достичь только с помощью adsl. Оптические решения все чаще внедряются в крупных городах, и наблюдается явная тенденция к слиянию более мелких операторов с более крупными, действующими на федеральном уровне. fttx-технологии достаточно активно используются в населенных пунктах, где инфраструктура изначально строилась на основе оптического тракта.

Развитие рынка fttx на территории России зависит не только от спроса на качественный контент, но и от количества крупных строительных проектов, а также от роста конкуренции среди провайдеров услуг широкополосного доступа. Динамическое строительство многоквартирных домов делает прокладку fttx сетей очень быстрой и экономически оправданной, а конкуренция делает стоимость доступа в Интернет все ниже и ниже. Несколько лет назад в центре внимания операторов были корпоративные клиенты, но сейчас все больше и больше простых абонентов рассматриваются.

Технология fttx (Ростелеком) включает в себя несколько типов архитектур: — fttn (волокно на узел) — волокно на узел;

— fttc (волокно на обочину) — волокно на район, квартал или несколько домов;

— fttb (волокно к зданию) — волокно к зданию;

— ftth (волокно в дом) — волокно в дом.

Основное различие между ними заключается в том, насколько близко волокно подойдет к пользовательскому терминалу. Первыми решениями, которые появились, были fttn и fttc. Первое решение было использовано исключительно в качестве быстрого и недорогого варианта в местах, где существует медная распределительная инфраструктура, а прокладка волокна просто не является экономически выгодной. Сложности, связанные с таким решением, хорошо известны всем: низкое качество предоставляемых услуг из-за специфических проблем медных кабелей в каналах, значительное ограничение скорости и количества соединений в кабеле. Fttc — это улучшенный тип fttn, который не имеет недостатков последнего. В fttc медные кабели прокладываются только внутри зданий, что означает, что они не подвержены разрушительным воздействиям, и кабель также не является длинным, качество используемых медных проводников также имеет важное значение. По этой причине можно достичь более высоких скоростей в месте, где нет волокна. Такое предложение действительно для соединения с fttx pon технологией. Эта архитектура предназначена для операторов, которые уже активно используют технологию xdsl, а также для операторов кабельного телевидения. Реализовав такую архитектуру, они могут не только сократить расходы, но и увеличить количество подключенных пользователей и выделенную каждому из них пропускную способность. В России этот вид подключения используется в основном операторами небольших сетей Ethernet, так как стоимость медных решений невысока, и необходимы высококвалифицированные монтажники оптических кабелей.

Оптическая междугородняя транспортная сеть основана на кольцевой топологии и организована на оптических маршрутизаторах. Он подключается к локальной опорной сети, которая предоставляет необходимые услуги локальным абонентам, а также соединяет абонентские сети доступа по оптической линии или кабелю Ethernet, так как агрегационный коммутатор может располагаться на самой АТС. От коммутатора агрегирующие кабели идут к оптическому кресту, который подключается к кабелю к домам. Дома являются коммутаторами доступа, большинство из которых имеют оптические порты с пропускной способностью 1ge (рис. 13). Такой выбор скорости передачи битов обусловлен тем, что при более высоких скоростях дисперсия оказывает большое влияние на длину регенерационного канала.

Технология fttx открывает большие возможности для широкополосного доступа. Города развиваются очень быстро, и за каждого абонента существует конкуренция между поставщиками услуг. И победителем становится тот, кто предлагает лучшие услуги по разумной цене. Но здесь есть еще одна проблема. В крупных городах для обеспечения пользователей качественным широкополосным доступом необходимо модернизировать городскую оптическую транспортную сеть, иначе пропускная способность абонентских линий не может быть использована.

В населенных пунктах fttx является более подходящей технологией. Слабое затухание в оптических кабелях позволяет предоставлять услуги связи абонентам, находящимся вдали от телефонной станции (до десяти километров). В этом случае использование медных кабелей не даст высокой скорости и надежности, кроме того, для линии к технологии dsl требуется строительство кабельных каналов, что приводит к дополнительным затратам и потерям времени. Преимущество технологии fttx заключается в том, что оптический кабель может быть доставлен в дом по электрическим проводам и на пропускную способность местной петли не влияет.

Агрегация каналов или ieee 802.3ad, технология, которая объединяет несколько физических каналов в один логический канал, используется для сохранения оптоволоконных кабелей и обеспечения надежности. Это не только значительно увеличивает пропускную способность магистральных линий на уровне коммутатора или коммутатора-сервера, но и способствует повышению надежности. Хотя стандарт ieee 802.3ad уже существует, многие компании до сих пор используют в своих продуктах запатентованные или собственные технологии.

Основными целями уровня агрегации являются мониторинг и управление потоками трафика по типам услуг и запросам пользователей. Должна поддерживаться многоуровневая инициализация qos и маршрутизация mpls. Сетевая топология уровня агрегации обычно обеспечивает некоторую избыточность, которая обеспечивает избыточность каналов путем изменения конфигурации сети. Это делается в устройствах с высокой отказоустойчивостью, которые поддерживают защитные протоколы переключения. В малых и средних операторских сетях магистральный уровень и агрегирующий уровень часто реализуются совместно.

Другими целями уровня агрегирования являются подключение различных служб (файловых или игровых серверов, головных станций iptv) к сети оператора и создание шлюзов к телефонным сетям. Благодаря правильно спроектированному уровню агрегирования можно создавать распределенные услуги, что позволяет сократить трафик внутри сети и повысить надежность услуг.

Наиболее емким по количеству устройств является уровень доступа сети Metropolitan Ethernet. Он используется для подключения абонентов, и от него во многом зависит эффективность работы всей сети оператора связи. При большом количестве абонентов (например, при предоставлении услуг tpl частным лицам) на этом уровне часто используется промежуточная агрегиация. Инфраструктура уровня доступа обычно соответствует топологии «звезда», но также широко используются кольцевая и ячеистая топологии. Выбор зависит от плотности и пространственного распределения абонентов.

Устройства доступа несут основную тяжесть реализации мер безопасности при подключении абонентов. Как правило, это списки контроля доступа (acl), связывающие порты, статические и динамические адреса Mac с портом, блокирующие неавторизованные адреса Mac, авторизация по протоколу 802.1x или привязка IP-адресов к конкретному адресу Mac. Механизмы качества обслуживания должны поддерживаться на этом уровне путем сегментации трафика по приоритетным очередям.

В последние годы операторы требуют, чтобы устройства доступа были многоадресными. С этой целью он реализует протоколы IGMP, dvmrp, mospf, pim dm/sm и другие. Выбор того или иного протокола зависит от политики маршрутизации оператора сети и топологии сети.

Хорошим инструментом для реализации политики гибких скоростей является управление пропускной способностью абонентского порта, что в некоторой степени позволяет прогнозировать использование канала на уровне магистрали и агрегирование трафика. Если вы планируете предлагать услуги корпоративным клиентам, устройства доступа должны поддерживать технологии второго уровня qinq, vpls (служба виртуальных частных линий), e-line и e-lan в соответствии со спецификациями Metro Ethernet Forum.

В сети доступа желательно использовать оборудование с хорошими возможностями удаленного управления и диагностики. Это позволяет разгрузить службы технической и сервисной поддержки распределенной сети оператора. Не менее важным является возможность увеличения абонентской емкости узлов доступа, например, путем суммирования коммутаторов. Подавляющее большинство абонентских сетей сегодня подключаются по медным линиям и используют интерфейс «10/100 base-t».

Параллельное использование нескольких Ethernet-адаптеров выглядит следующим образом. Предположим, что есть два Ethernet-адаптера: eth0 и eth1. Они могут быть объединены в псевдо-Ethernet-адаптер eth3. Система распознает эти агрегированные адаптеры как один. Все агрегированные адаптеры настроены с одним и тем же адресом mac, поэтому удаленные серверы рассматривают их как один адаптер. Eth3 может быть сконфигурирован на тот же самый IP-адрес, что и любой Ethernet-адаптер. По этой причине программы обращаются к нему как к наиболее часто используемому адаптеру, который работает в два раза быстрее.

В большинстве случаев в городах с большим населением наблюдается пятнистое развитие. Это вызывает определенные трудности у операторов кабельных линий. Во многих районах города уже проложены кабели. Прокладка новых оптических кабелей не всегда выгодна, а в некоторых случаях невозможна. Эксплуатация оптических кабелей, проложенных десять и более лет назад в существующем кабельном канале, становится актуальной для оцифровки сетей телефонной связи, это более экономически оправдано, так как требуется замена только сетевого оборудования. Для предоставления услуг связи в жилых домах используется технология Fttb, так как это более рациональное использование финансов (кабели по витой паре дешевле и не боятся изгибаться), а пользовательские терминалы намного дешевле при использовании витой пары. При использовании кабеля на основе витой пары существует ограничение по длине в сто метров. В жилом доме эта длина обычно не превышает половины.

Этот двухволоконный метод больше не практичен в современных условиях.

Для экономии волокна операторы связи переходят на одноволоконный режим с использованием оптических модулей wdm sfp или селективных оптических y-разрезов (рис. 15). Стоимость модулей wdm sfp намного выше, чем у обычных модулей, поэтому разница в стоимости между модулями sfp с разной длиной волны существенна. Модуль sfp, работающий на длине волны 1310 нм, почти в два раза дешевле, чем модуль, работающий на длине волны 1550 нм. Выбранные дистрибьюторы экономят деньги по сравнению с модулями wdm sfp.

Для большей экономии затрат и простоты проводки можно использовать неизбирательных y-дистрибьюторов.

Заключение

В ходе выполнения диссертации были проанализированы принципы организации сети передачи данных с использованием волн, а также представлены схематические решения по организации одноволоконного режима.

Также были проведены эксперименты с использованием устройств с одной длиной волны в режиме одного волокна. Были проанализированы и частично устранены проблемы, возникшие при организации волоконного режима на экспериментальном оборудовании.

Была рассчитана длина оптической линии связи в одноволоконном режиме.

Результаты расчетов показали максимальную длину оптической связи абонента: l = 35,12 (км).

Был проведен анализ возможностей увеличения длины оптической линии. Основным решением для увеличения длины оптической линии является использование разъемов apc.

Список литературы

1 оптический кабель связи российского производства / а.с. Воронцов, о. и. Гурин, С. Х. Мифтиахетдинов, К. К. Никольский, С. Е. Питерских. ? М.: Эко-трендз, 2003. — 286с.

2 дмитриева с. А. Волоконно-оптическая технология: современное состояние и новые перспективы / с. А. Дмитриева, Н. Н. Слепов. ? М.: Техносфера, 2010. — 608с.

3 дмитриева А. Л. Оптические системы передачи информации / а. Л. Дмитриев — спб.: итмо, 2007. — 96с.

4 Белов Ю. Повышение пропускной способности волн с помощью y-разделителей / Yu. Белов В. Дорош, В. Сморщевский // Первая миля — 2014 — №3. — с. 48 — 54.

5 российский разработчик и производитель устройств связи — урл: http://www.morion.ru/ .

6 сетевых решений nestor publor — url: http://www.nestor.minsk.by/sr/ .

7 burdin v. А. Основы моделирования сдельных регулярно-волоконно-оптических линий связи сетей связи. — м.: радио и связь, 2002. — 311с.