Меню

Что такое активное оборудование волс



Волоконно-оптические линии связи ВОЛС. Часть 10

12.09.2014 06:13

Активное оборудование ВОЛС

  • Мультиплексор, который объединяет в один несколько различных сигналов, за счет чего для одновременной передачи сразу нескольких сигналов в режиме реального времени достаточно всего одного оптоволоконного кабеля. Мультиплексор незаменим в системах с ограниченным или недостаточным числом кабелей.

Данное активное оборудование ВОЛС бывает разных типов, которые различаются по техническим характеристикам, области применения и функциям:
-WDM (спектрального разделения) — самые дешевые и простые устройства, передающие по одному кабелю сигналы от одного либо нескольких источников, которые работают на разных длинах волн;

-FM-FDM (частотного-модулирования, частотного мультиплексирования) — довольно невосприимчивые к искажениям и шуму устройства с хорошими характеристиками, имеют 4,8 или 16 каналов, идеальны для видеонаблюдения;

-AVSB-FDM (амплитудной модуляции с подавленной частично боковой полосой) — с качественной оптоэлектроникой они способны передавать до 80 разных каналов, идеальны для абонентского телевидения, однако дороговаты для видеонаблюдения;

-PCM–FDM (импульсно-кодовой модуляции) — полностью цифровое дорогостоящее устройство, применяется для видеонаблюдения и распространения цифрового видео;

На практике часто используются комбинации этих методов.

Усилитель — усиливает до необходимого уровня напряжения тока мощность сигнала, может быть электрическим и оптическим, осуществляет электронно-оптическое и оптико-электронное преобразование сигнала.

активное оборудование ВОЛС

  • Лазеры и Светодиоды — источник оптического когерентного монохромного излучения (света) для кабеля. При работе с системами, имеющими прямую модуляцию, выполняет функции модулятора, который преобразует сигнал их электрического в оптический.
  • Модулятор — устройство, которое модулирует несущую информацию оптическую волну согласно закона электрического сигнала. Эту функцию в большинстве систем выполняет лазер, но в системах, имеющих непрямую модуляцию, с этой целью используются отдельные устройства.

  • Фотоприёмник (Фотодиод) — устройство, которое на другом конце кабеля принимает сигнал и осуществляет оптоэлектронное преобразование сигнала.
  • Источник

    ВОЛС (волоконно-оптические линии связи)

    ВОЛС

    Самой высокой пропускной способностью среди всех существующих средств связи обладает оптическое волокно (диэлектрические волноводы). Волоконно-оптические кабели применяются для создания ВОЛС – волоконно-оптических линий связи, способных обеспечить самую высокую скорость передачи информации (в зависимости от типа используемого активного оборудования скорость передачи может составлять десятки гигабайт и даже терабайт в секунду).

    Кварцевое стекло, являющееся несущей средой ВОЛС, помимо уникальных пропускных характеристик, обладает ещё одним ценным свойством – малыми потерями и нечувствительностью к электромагнитным полям. Это выгодно отличает его от обычных медных кабельных систем.

    Данная система передачи информации, как правило, используется при постройке рабочих объектов в качестве внешних магистралей, объединяющих разрозненные сооружения или корпуса, а также многоэтажные здания. Она может использоваться и в качестве внутреннего носителя структурированной кабельной системы (СКС), однако законченные СКС полностью из волокна встречаются реже – в силу высокой стоимости строительства оптических линий связи.

    Применение ВОЛС позволяет локально объединить рабочие места, обеспечить высокую скорость загрузки Интернета одновременно на всех машинах, качественную телефонную связь и телевизионный приём.

    Преимущества ВОЛС

    При грамотном проектировании будущей системы (этот этап подразумевает решение архитектурных вопросов, а также выбор подходящего оборудования и способов соединения несущих кабелей) и профессиональном монтаже применение волоконно-оптических линий обеспечивает ряд существенных преимуществ:

    • Высокую пропускную способность за счёт высокой несущей частоты. Потенциальная возможность одного оптического волокна – несколько терабит информации за 1 секунду.
    • Волоконно-оптический кабель отличается низким уровнем шума, что положительно сказывается на его пропускной способности и возможности передавать сигналы различной модуляции.
    • Пожарная безопасность (пожароустойчивость). В отличие от других систем связи, ВОЛС может использоваться безо всяких ограничений на предприятиях повышенной опасности, в частности на нефтехимических производствах, благодаря отсутствию искрообразования.
    • Благодаря малому затуханию светового сигнала оптические системы могут объединять рабочие участки на значительных расстояниях (более 100 км) без использования дополнительных ретрансляторов (усилителей).

    Преимущества ВОЛС

    • Информационная безопасность. Волоконно-оптическая связь обеспечивает надёжную защиту от несанкционированного доступа и перехвата конфиденциальной информации. Такая способность оптики объясняется отсутствием излучений в радиодиапазоне, а также высокой чувствительностью к колебаниям. В случае попыток прослушки встроенная система контроля может отключить канал и предупредить о подозреваемом взломе. Именно поэтому ВОЛС активно используют современные банки, научные центры, правоохранительные организации и прочие структуры, работающие с секретной информацией.
    • Высокая надёжность и помехоустойчивость системы. Волокно, будучи диэлектрическим проводником, не чувствительно к электромагнитным излучениям, не боится окисления и влаги.
    • Экономичность. Несмотря на то, что создание оптических систем в силу своей сложности дороже, чем традиционных СКС, в общем итоге их владелец получает реальную экономическую выгоду. Оптическое волокно, которое изготавливается из кварца, стоит примерно в 2 раза дешевле медного кабеля, дополнительно при строительстве обширных систем можно сэкономить на усилителях. Если при использовании медной пары ретрансляторы нужно ставить через каждые несколько километров, то в ВОЛС это расстояние составляет не менее 100 км. При этом скорость, надёжность и долговечность традиционных СКС значительно уступают оптике.

    Преимущества ВОЛС кабеля

    • Срок службы волоконно-оптических линий составляет полрядка четверти века. Через 25 лет непрерывного использования в несущей системе увеличивается затухание сигналов.
    • Если сравнивать медный и оптический кабель, то при одной и той же пропускной способности второй будет весить примерно в 4 раза меньше, а его объём даже при использовании защитных оболочек будет меньше, чем у медного, в несколько раз.
    • Перспективы. Использование волоконно-оптических линий связи позволяет легко наращивать вычислительные возможности локальных сетей благодаря установке более быстродействующего активного оборудования, причем без замены коммуникаций.
    Читайте также:  Типы рынков рынок труда рынок оборудования

    Область применения ВОЛС

    Как уже было сказано выше, волоконно-оптические кабели (ВОК) используются для передачи сигналов вокруг (между) зданий и внутри объектов. При построении вешних коммуникационных магистралей предпочтение отдаётся оптическим кабелям, а внутри зданий (внутренние подсистемы) наравне с ними используется традиционная витая пара. Таким образом, различают ВОК для внешней (outdoor cables) и внутренней (indoor cables) прокладки.

    К отдельному виду относятся соединительные кабели: внутри помещений они используются в качестве соединительных шнуров и коммуникаций горизонтальной разводки – для оснащения отдельных рабочих мест, а снаружи – для объединения зданий.

    Монтаж волоконно-оптического кабеля осуществляется с помощью специальных инструментов и приборов.

    Технологии соединения ВОЛС

    Длина коммуникационных магистралей ВОЛС может достигать сотен километров (например, при постройке коммуникаций между городами), тогда как стандартная длина оптических волокон составляет несколько километров (в том числе потому, что работа со слишком большими длинами в некоторых случаях весьма неудобна). Таким образом, при построении трассы необходимо решить проблему сращивания отдельных световодов.

    Различают два типа соединений: разъёмные и неразъёмные. В первом случае для соединения применяются оптические коннекторы (это связано с дополнительными финансовыми затратами, и, кроме того, при большом количестве промежуточных разъёмных соединений увеличиваются оптические потери).

    Для неразъёмного соединения локальных участков (монтажа трасс) применяются механические соединители, клеевое сращивание и сваривание волокон. В последнем случае используют аппараты для сварки оптических волокон. Предпочтение тому или иному методу отдаётся с учётом назначения и условий применения оптики.

    Наиболее распространённой является технология склеивания, для которой используется специальное оборудование и инструмент и которая включает несколько технологических операций.

    В частности, перед соединением оптические кабели проходят предварительную подготовку: в местах будущих соединений удаляются защитное покрытие и лишнее волокно (подготовленный участок очищается от гидрофобного состава). Для надёжной фиксации световода в соединителе (коннекторе) используется эпоксидный клей, которым заполняется внутреннее пространство коннектора (он вводится в корпус разъёма с помощью шприца или дозатора). Для затвердевания и просушки клея применяется специальная печка, способная создать температуру 100 град. С.

    После затвердевания клея излишки волокна удаляются, а наконечник коннектора шлифуется и полируется (качество скола имеет первостепенное значение). Для обеспечения высокой точности выполнение данных работ контролируется с помощью 200-кратного микроскопа. Полировка может осуществляться вручную или с помощью полированной машины.

    Самое качественное соединение с минимальными потерями обеспечивает сваривание волокон. Этот метод используется при создании высокоскоростных ВОЛС. Во время сваривания происходит оплавление концов световода, для этого в качестве источника тепловой энергии могут использоваться газовая горелка, электрический заряд или лазерное излучение.

    Каждый из методов имеет свои преимущества. Лазерная сварка благодаря отсутствию примесей позволяет получать самые чистые соединения. Для прочной сварки многомодовых волокон, как правило, используют газовые горелки. Наиболее распространенной является электрическая сварка, обеспечивающая высокую скорость и качество выполнения работ. Длительность плавления различных типов оптовых волокон отличается.

    Для сварочных работ применяются специальный инструмент и дорогостоящее сварочное оборудование – автоматическое или полуавтоматическое. Современные сварочные аппараты позволяют контролировать качество сварки, а также проводить тестирование мест соединения на растяжение. Усовершенствованные модели оснащены программами, которые позволяют оптимизировать процесс сварки под конкретный тип оптоволокна.

    После сращения место соединения защищается плотно насаживаемыми трубками, которые обеспечивают дополнительную механическую защиту.

    Сращивание ВОЛС

    Ещё один метод сращивания элементов оптоволокна в единую линию ВОЛС – механическое соединение. Этот способ обеспечивает меньшую чистоту соединения, чем сваривание, однако затухание сигнала в данном случае всё-таки меньше, чем при использовании оптических коннекторов.

    Преимущество этого метода перед остальными состоит в том, что для проведения работ используются простые приспособления (например, монтажный столик), которые позволяют проводить работы в труднодоступных местах или внутри малогабаритных конструкций.

    Механическое сращивание подразумевает использование специальных соединителей – так называемых сплайсов. Существует несколько разновидностей механических соединителей, которые представляют собой вытянутую конструкцию с каналом для входа и фиксации сращиваемых оптических волокон. Сама фиксация обеспечивается с помощью предусмотренных конструкцией защёлок. После соединения сплайсы дополнительно защищаются муфтами или коробами.

    Механические соединители могут использоваться неоднократно. В частности, их применяют во время проведения ремонтных или восстановительных работ на линии.

    ВОЛС: типы оптических волокон

    Оптические волокна, используемые для построения ВОЛС, отличаются по материалу изготовления и по модовой структуре света. Что касается материала, различают полностью стеклянные волокна (со стеклянной сердцевиной и стеклянной оптической оболочкой), полностью пластиковые волокна (с пластиковой сердцевиной и оболочкой) и комбинированные модели (со стеклянной сердцевиной и с пластиковой оболочкой). Самую лучшую пропускную способность обеспечивают стеклянные волокна, более дешёвый пластиковый вариант используют в том случае, если требования к параметрам затухания и пропускной способности не критичны.

    По типу путей, которые проходит свет в сердцевине волокна, различают одно- и многомодовые волокна (в первом случае распространяется один луч света, во втором – несколько: десятки, сотни и даже тысячи).

    • Одномодовые волокна (SM) отличаются малым диаметром сердцевины, по которой может пройти только один пучок света.
    Читайте также:  Рациональное использование медицинского оборудования

    ВОЛС: типы оптических волокон

    • Многомодовые волокна (MM) отличаются большим диаметром сердцевины и могут быть со ступенчатым или градиентным профилем. В первом случае пучки света (моды) расходятся по различным траекториям и поэтому приходят к концу световода в различное время. При градиентном профиле временные задержки различных лучей практически полностью исчезают, и моды идут плавно благодаря изменению скорости распространения света по волнообразным спиралям.

    ВОЛС: типы оптических волокон - MM, многомодовые

    Все современные ВОК (и одно-, и многомодовые), с помощью которых создаются линии передачи данных, имеют одинаковый внешний диаметр – 125 мкм. Толщина первичного защитного буферного покрытия составляет 250 мкм. Толщина вторичного буферного покрытия составляет 900 мкм (используется для защиты соединительных шнуров и внутренних кабелей). Оболочка многоволоконных кабелей для удобства работы окрашивается в различные цвета (для каждого волокна).

    ВОЛС - Волоконно-оптическая система

    Диагностика волоконно-оптических линий связи

    Основным инструментом для диагностики волоконно-оптических линий связи является оптический рефлектометр. Пример работы с таким прибором смотрите в следующем видео:

    Примеры оборудования

    Аппараты для сварки оптоволокна (оптических волокон) Наборы инструментов для работы с волоконно оптическим кабелем Рефлектометры оптические Оптические наборы для тестирования ВОЛС Оптические тестеры Определители обрывов оптического волокна (локаторы повреждений, VFL)

    Материал подготовлен
    техническими специалистами компании “СвязКомплект”.

    Источник

    Что такое активное оборудование волс

    ВОЛС – волоконно-оптическая линия связи (в 2011 году официально переименована в ВОЛП –волоконно-оптическая система передачи) – предназначена для передачи информации в оптическом, как правило, в ближнем инфракрасном, диапазоне, состоящая как из активных, так и пассивных элементов.

    К активным компонентам относятся мультплексор или демультиплексор, регенераторы, усилители, лазеры, фотодиоды и модуляторы.

    Мультиплексор – объединяет несколько сигналов в один, таким образом для одновременной передачи нескольких сигналов реального времени можно использовать один оптоволоконный кабель. Эти устройства незаменимы в системах с недостаточным или ограниченным числом кабелей.

    Существует несколько типов мультиплексоров, они различаются по своим техническим характеристикам, функциям и области применения:

    • спектрального разделения (WDM) – самые простые и дешевые устройства, передает по одному кабелю оптические сигналы от одного или нескольких источников, работающих на различных длинах волн;
    • частотного-модулирования и частотного мультиплексирования (FM-FDM) – устройства достаточно невосприимчивые к шуму и искажениям, с хорошими характеристиками и схемами средней степени сложности, имеют 4,8 и 16 каналов, оптимальны для видеонаблюдения.
    • Амплитудной модуляции с частично подавленной боковой полосой (AVSB-FDM) – с качественной оптоэлектроникой позволяют передавать до 80 каналов, оптимальны для абонентского телевидения, но дороговаты для видеонаблюдения;
    • Импульсно-кодовой модуляции (PCM – FDM)– дорогостоящее устройство, полностью цифровое применяется для распространения цифрового видео и и видеонаблюдения;

    На практике часто применяются комбинации этих методов.

    Регенератор — устройство, осуществляющее восстановление формы оптического импульса, который, распространяясь по волокну, претерпевает искажения. Регенераторы могут быть как чисто оптическими, так и электрическими, которые преобразуют оптический сигнал в электрический, восстанавливают его, а затем снова преобразуют в оптический.

    Усилитель — усиливает мощность сигнала до требуемого уровня напряжения тока, может быть оптическим и электрическим, осуществляет оптико-электронное и электронно-оптическое преобразование сигнала.

    Светодиоды и Лазеры — источник монохромного когерентного оптического излучения (света для кабеля). Для систем с прямой модуляцией, одновременно выполняет функции модулятора, преобразующего электрический сигнал в оптический.

    Фотоприёмник (Фотодиод) — устройство, принимающее сигнал на другом конце оптоволоконного кабеля и осуществляющее оптоэлектронное преобразование сигнала.

    Модулятор — устройство, модулирующее оптическую волну, несущую информацию по закону электрического сигнала. В большинстве систем эту функцию выполняет лазер, однако в системах с непрямой модуляцией для этого используются отдельные устройства.

    К пассивным компонентам ВОЛС относятся:

    • Оптоволоконный кабель – выполняет функции среды для передачи сигнала. Наружная оболочка кабеля может быть изготовлена из различных материалов: поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена, телефона и других материалов. Оптический кабель может иметь бронирование различного типа и специфические защитные слои (например, мелкие стеклянные иглы для защиты от грызунов).
    • Оптическая муфта — устройство, используемое для соединения двух и более оптических кабелей.
    • Оптический кросс — устройство, предназначенное для оконечивания оптического кабеля и подключения к нему активного оборудования.

    Главные преимущества ВОЛС:

    • Широкая полоса пропускания;
    • Незначительное ослабление сигнала, например, применительно к сигналу 10МГц оно составит 1,5 дБ/км по сравнению с 30дБ/км для коаксиального кабеля RG6;
    • Исключена возможность возникновения «земляных петель», так как оптоволокно является диэлектриком и создает электрическую (гальваническую) изоляцию между передающим и принимающим концом линии;
    • Высокая надёжность оптической среды: оптические волокна не окисляются, не намокают, не подвержены электромагнитному воздействию
    • Не вызывает помех в соседних кабелях или в других оптоволоконных кабелях, так как носителем сигнала является свет и он полностью остается внутри оптоволоконного кабеля;
    • Стекловолокно абсолютно не чувствительно к внешним сигналам и электромагнитным помехам (ЭМП), не имеет значения рядом с каким блоком питания проходит кабель (110 В, 240 В, 10 000 В переменного тока) или совсем рядом от мегаватного передатчика. Удар молнии на расстоянии 1 см. от кабеля не даст ни каких наводок и не отразится на работе системы;
    • Информационная безопасность — информация по оптическому волокну передаётся «из точки в точку» и подслушать или изменить ее можно только путем физического вмешательства в линию передачи
    • Оптоволоконный кабель легче и миниатюрней – его удобней и проще укладывать чем электрический кабель такого же диаметра;
    • Сделать ответвление кабеля без повреждения качества сигнала не возможно. Любое вмешательство в систему сразу обнаруживается на принимающем конце линии, это особенно важно для систем обеспечения безопасности и видеонаблюдения;
    • Пожаро- и взрывобезопасность при изменении физических и химических параметров
    • Стоимость кабеля снижается с каждым днем, его качество и возможности начинают превалировать над затратами на построение слаботочных на базе ВОЛС
    • Хрупкость стекловолокна – при сильном изгибании кабеля возможна поломка волокон или их замутнение из-за возникновения микротрещин. Для устранения и минимизации этих рисков применяются усиливающие кабель конструкции и оплетки. При монтаже кабеля необходимо соблюдать рекомендации производителя (где, в частности, нормируется минимально допустимый радиус изгиба);
    • Сложность соединения в случае разрыва – требуется специальный инструмент и квалификация исполнителя;
    • Сложная технология изготовления, как самого волокна, так и компонентов ВОЛС;
    • Сложность преобразования сигнала (в интерфейсном оборудовании);
    • Относительная дороговизна оптического оконечного оборудования. Однако, оборудование является дорогим в абсолютных цифрах. Соотношение цены и пропускной способности для ВОЛС лучше, чем для других систем;
    • Замутнение волокна вследствие радиационного облучения (однако, существуют легированные волокна с высокой радиационной стойкостью).
    Читайте также:  Газовое оборудование для автомобилей субару форестер

    Оптоволоконный кабель применяется для обеспечения связи и передачи информации уже более 40 лет, но из-за высокой стоимости широко использоваться стал сравнительно недавно. Развитие технологий позволило сделать производство экономичней и стоимость кабеля доступней, а его технические характеристики и преимущества перед другими материалами быстро окупают все понесенные расходы.

    В настоящее время, основной сферой применения ВОЛС являются мети передачи информационных сигналов, например, вычислительные сети, видеонаблюдение, телекоммуникационные системы контроля доступа и пр.

    Монтаж систем ВОЛС требует от исполнителя соответствующего уровня квалификации, так как концевая заделка кабеля производится специальными инструментами, с особой точностью и мастерством в отличии от других средств передачи. Настройки маршрутизации и переключения сигналов требуют специальной квалификации и мастерства, поэтому в этой области не стоит экономить и бояться переплатить профессионалам, устранение нарушений в работе системы и последствий не правильного монтажа кабеля обойдется дороже.

    Специалисты компании Диплайн осуществляют проектирование, монтаж и сервисную поддержку коммуникаций, а также модернизацию сетевой инфраструктуры заказчика, построенных на основе ВОЛС.

    Источник

    Активное и пассивное оптическое оборудование

    Все современное сетевое оборудование, предназначенное для бесперебойной работы сети, условно делят на:

    • активное, состоящее из маршрутизаторов, оптических адаптеров, коммутаторов и других устройств;
    • пассивное оборудование. К нему относятся коннекторы, коммутационные панели, розетки, клипсы, патч-корды, оптические пигтейлы и прочее.

    Активное сетевое оборудование применяется для обеспечения передачи данных. Отличительной особенностью современных сетей является передача пакетов информационных данных, при этом в каждом отдельном пакете содержатся все необходимые показания для осуществления его передачи.

    Оптические адаптеры применяются для подключения различных устройств к локальной сети. Коммутаторы с концентраторами используются для соединения компьютеров, а маршрутизаторы – для осуществления пакетной передачи между двумя сегментами.

    Пассивное сетевое оборудование не нуждается в электрическом питании. Оно способно передавать сигналы, при этом не усиливая их. Условно такое оборудование можно разделить на следующие группы:

    1. устройства, предназначенные для создания трассы, обеспечивающей прокладку кабеля (клипсы, кронштейны и закладные трубы);
    2. специальные приспособления, используемые в качестве тракта для передачи информации (розетки, кабели и коммутационные панели).

    Все виды пассивного сетевого оборудования купить по оптовым ценам можно в компании AVS Electronics.

    Виды оптоволоконных кабелей

    При прокладке локальных сетей в большинстве случаев применяются оптические патч корды, которые отличаются высокими техническими характеристиками. По способу прохождения светового импульса все оптоволоконные кабели делятся на:

    • одномодовые;
    • многомодовые или мультимодовые.

    В первом случае световые лучи способны одновременно доходить до приемника. Это связано с тем, что они проходят одинаковое расстояние. При этом форма сигнала почти не искажается, что обеспечивает передачу данных на большие расстояния.

    А поскольку в многомодовых оптических кабелях, цена которых ниже конкурентной, траектории движения лучей не совпадают, до приемника доходит сигнал в немного искаженном виде. При осуществлении передачи данных применяет простой светодиод, что способствует снижению стоимости этих устройств, повышению их надежности.

    Важная часть любой оптической сети — это кроссовое оборудование. Наибольшим спросом среди них пользуются оптические боксы, предназначенные для оконцовки оптического кабеля. Это необходимо для того, чтобы потом к нему можно было легко подключать различные активные компоненты. Купить кроссовое оборудование можно в компании AVS Electronics.

    Оптические кросс-боксы

    Кросс-боксы могут применяться только внутри зданий, поскольку они обладают негерметичной конструкцией. Для использования вне помещений подходят пыле- и брызгозащищенные боксы.

    Все оптические боксы зачастую выполнены из качественного пластика либо металла. Их конструкция дополнена съемной либо откидной крышкой. Внутри размещены специальные детали, которые фиксируют силовые части вводимого кабеля, в том числе и сам оптический кабель. Чаще это устройство имеет несколько кабельных ввода. Кросс-боксы также дополнены специальными сплайс-кассетами, в которых размещаются сварные соединения и волокна. Купить активное сетевое оборудование по оптовым ценам можно у специалистов компании AVS Electronics.

    Источник