Проектирование модели сети на пассивных оптических элементах для изучения технологии GPON

Введение 6
1 Волоконно-оптическая линия связи 8
1.1 Преимущества волоконно-оптических линий связи 8
1.2 Область применения волоконно-оптических линий связи 9
1.3 Технологии соединения волоконно-оптических линий связи 12
1.4 Типы оптических волокон 12
1.5 Можно ли соединять оборудование и линию одномодовых волоконно-оптических линий многомодовыми патчкордами и наоборот? 15
2 Пассивные оптические сети 17
2.1 Принцип действия пассивных оптических сетей 17
2.2 Топология построения сетей 22
2.3 Сплиттер (оптический делитель) 25
3 Диагностика волоконно-оптических линий связи 29
3.1 Рефлектометрия оптических волокон 29
3.2 Анализ рефлектограммы оптического кабеля 31
4 Проектирование модели сети на оптических элементах для изучения технологии G-PON 35
4.1 Проектно-из ыскательские работы 35
4.2 Реализация проекта стенда для изучения организации оптической кабельной системы 37
5 Технико-эк ономическое обоснование проекта 46
6 Лабораторно- методический практикум 51
6.1 Завис имость характеристик оптич еской линии св язи от факт оров её орган изации 51
6.2 Срав нение принципа дейс твия одномодового и многомодового патчкорда 53
6.3 Оптич еский делитель 1х16 54
6.4 Оптич еский делитель 1х8 55
6.5 Оптич еские делители 1х N 57
Заключение 59
Список исполь зуемой литературы 60
Приложение А – Схема распределения оптических волокон в телекоммуникационном стенде 61

Весь текст будет доступен после покупки

В современном мире, есть возможность передачи информации по беспроводным линиям связи, но в настоящее время в качестве передающей среды в сетях доступа применяется, как правило, кабель (медный, оптоволоконный).
За довольно долгое время эксплуатации медного кабеля его недостатки показали себя [1].
Большинство медных кабелей почти выработали свой ресурс. Ведь в кабельную канализацию попадает вода, а изоляционную оболочку медного кабеля повреждают даже сами связисты, наступив на неё. Да и экскаваторы не один раз обрывали при земляных работах медный кабель. С каждым новым попаданием воды медные жилы окисляются и рано или поздно выходят из строя. В таких местах делают муфты. Из-за отсутствия кабеля, точно такого же типа и диаметра для муфт приходилось использовать кабели других типов и диаметров, из-за чего возникают неоднородности кабельной линии, что ухудшает качество связи [2].
На практике это выглядит, как появление треска, шумов, фона переменного тока и сообщения разговоров - абоненты слышат посторонние разговоры.
После того, как производится замена медного кабеля на оптоволоконный, все вышеперечисленные явления пропадают - разговор становится чистым, а абоненты только радуются этому.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Волоконно-оптическая линия связи

1.1 Преимущества волоконно-оптических линий связи



ВОЛС - это тип системы передачи, в которой информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным как "волоконная оптика". Волоконно-оптическая сеть связи - это информационная сеть, элементами связи между узлами которой являются волоконно-оптические линии связи. Помимо волоконно-оптических проблем, волоконно-оптические технологии также охватывают вопросы, связанные с электронным передающим оборудованием, его стандартизацией, протоколами передачи, топологией сети и общими вопросами построения сети [7].
Передача информационных потоков по волоконно-оптическим сетям имеет большое количество преимуществ по сравнению с передачей информации по кабелю, изготовленному из медных материалов. Спрос на волоконно-оптические системы в последние годы растет невероятными темпами, что вполне можно объяснить, поскольку преимущества этого способа передачи информационных потоков довольно значительны. Давайте рассмотрим их основные преимущества:
Высокая устойчивость к помехам. Оптическое волокно состоит из диэлектрического материала, из-за чего на него практически не влияют электрические системы сторонних производителей. Однако при эксплуатации медных кабелей часто возникает вопрос о перекрестном воздействии электромагнитных полей, чего нельзя сказать об оптическом волокне [11].
Легкий вес и объем. Медные провода равной несущей способности имеют гораздо больший вес, по сравнению с волоконно-оптическим кабелем.
Широкая полоса пропускания. Из-за высокой несущей частоты пропускная способность одного волокна может составлять несколько терабит в секунду.
Небольшое затухание сигнала. Современное оптическое волокно зарубежного и российского производства имеет затухание, равное 0,2-0,3 дБ при длине волны 1,55 км на 1 километр. Это преимущество позволяет строить участки сетевых линий протяженностью более 100 км без перерывов.
Низкий уровень шума. Эта важная характеристика позволяет увеличить пропускную способность за счет передачи сигналов различных модуляций с низкой избыточностью кода.
Усиленная защита информации. ВОЛС обладают надежной защитой от утечек секретной информации и несанкционированного доступа. Это связано с тем, что система лишена излучения и обладает большой чувствительностью к различного рода вибрациям.
Экономика. Несмотря на довольно высокую стоимость волокна, его владелец получает возможность значительно сэкономить деньги. Кварцевое оптическое волокно вдвое дешевле по сравнению с медными аналогами, к тому же при установке систем появляется возможность сэкономить на ретрансляторах. В случае волоконно-оптических систем усилители устанавливаются через 100 км, в то время как при прокладке медных кабелей расстояние рассчитывается всего в несколько километров [13]. Здесь же стоит подчеркнуть, что срок работы и надежность ВОЛС гораздо выше своих аналогов. Срок бесперебойной работы оптоволокна составляет в среднем 25 лет. Примерно через такое время в системе могут начать наблюдаться незначительные затухания сигналов.
И, конечно же, перспективность. Применение ВОЛС дает возможность расширять функциональные возможности имеющихся сетей путем установки более современного и мощного оборудования, без необходимости замены коммуникаций.
При таком многообразии преимуществ, пожалуй, единственным неприятным моментом является высокая цена на такого типа оборудование. Стоимость как монтажа, так и последующего обслуживания таких систем стоит недешево. По большому счету исключительно этот недостаток и не позволяет должными темпами развиваться перспективным сферам применения оптического волокна в современном мире.
-высокая скорость передачи больших объемов данных
-высокая устойчивость к помехам
-устойчивость к воздействию влаги, огня, химических соединений и электромагнитных воздействий
-передача данных на большие расстояния
-безопасность и высокая степень защиты данных
-легкий и простой в установке
В данном случае оптоволокно довольно хрупкий материал, поэтому при работе с ним нужно быть очень осторожным. Однако, сотрудники нашей компании имеют за плечами многолетний богатый опыт монтажа и проектирования ВОЛС в сфере Бизнеса. Качественно выполняем монтаж волоконно-оптических систем любой сложности, предоставляя гарантию на все выполненные работы. После завершения монтажа оборудования мы в обязательном порядке проводим испытания работы системы, также осуществляем гарантийное обслуживание во время ее эксплуатации [14].

1.2 Область применения волоконно-оптических линий связи


В современном мире такие ресурсы, как время и информация, имеют особое значение. По мере развития технологического процесса и науки человечество постоянно разрабатывает средства обработки информации. Венцом этого процесса стало изобретение первого персонального компьютера. Это изобретение позволило обрабатывать огромные объемы данных в кратчайшие сроки. В связи с этим возник вопрос о том, как сэкономить средство времени не только на обработке информации, но и на ее передаче. Эта проблема решена с появлением волоконно-оптических линий связи (волоконно-оптических линий). Они имеют более высокую пропускную способность, чем другие типы проводников, а также более длинную цепочку передачи информации.
ВОЛС в основном используются только в двух диапазонах: видимом (380-760 Нм) и ближнем инфракрасном (760-1600 Нм). Компонентами оптического волокна являются сердцевина, оптическая оболочка, а также защитное покрытие.
Рисунок 1.2.1 – Строение оптического волокна.

Волоконно-оптические кабели могут состоять из различных производственных материалов, таких как кварцевое стекло, пластик, полимерные материалы. Главное условие - сделать как можно более гладкой внутреннюю поверхность стенок кабеля. Наибольшее распространение получило волокно, в основе которого лежит кварцевое стекло. Поскольку материал дешевый, волокно имеет доступную цену. Оптические волокна делятся на типы в зависимости от количества мод, распространяющихся в них.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Федер альный Закон от 29 дек абря 2012 г. № 273 -ФЗ «Об образ овании в Росси йской Федерации»
2. Пам ятка студенту о прохо ждении практики: справ очный материал/ соста витель Н.И. Донч енко. – Вып. 3.- Из д. 3-е, перераб. и до п. - Ирку тск: Изд-во ИРН ИТУ, 2015. – 26 с.
3. Поло жение о пор ядке организации и прове дения практики обучающихся, осваи вающих образовательные прог раммы высшего образ ования – прог раммы бакалавриата, прог раммы специалитета и магист ратуры в ИРН ИТУ. – Поло жение 2018 – 31 с.
4. СТО 005- 2015. Стандарт органи зации. Система менед жмента качества. Учебно-ме тодическая деятельность. Оформ ление курсовых прое ктов (работ) и выпу скных квалификационных ра бот технических специал ьностей ИРНИТУ. 20 15. – 42 с.
5. М. Н. Вачаева. Проекти рование волоконно-оптической ли нии для лабора торного стенда «С ети связи», 2018. – 58 с.

Весь текст будет доступен после покупки