Применение ВОЛС в вычислительных сетях

В настоящее время локальные и магистральные сети Ethernet, FDDI, ATM/SDH строятся с применением оптических линий связи.

Во-первых, это выгодно. При установке протяженных сегментов сети не требуются повторители. Во-вторых, это надежно. В оптических линиях связи очень низкий уровень шумов, что позволяет передавать информацию с коэффициентом ошибок не более 10^-10. В третьих, это перспективно. Волоконно-оптические линии связи позволяют наращивать вычислительные возможности сети без замены кабельных коммуникаций. Для этого нужно просто установить более быстродействующие передатчики и приемники. Это важно для тех пользователей, кто ориентируется на развитие своей ЛВС.

Кабель для связи сегментов сети стоит недорого, но работы по его прокладке могут составить самую крупную статью расходов по установке сети.

Рассмотрим несколько вариантов строительства ВОЛС.

1. ВОЛС внутри одного здания. В этом случае для связи применяется двухволоконный ОК (типа "Лапша"), который при необходимости может быть проложен в трубке ПНД-32 под фальш-полом или вдоль стен в декоративных коробах. Все работы могут быть произведены самим заказчиком, если поставляемый кабель будет оконцован соответствующими коннекторами.
2. ВОЛС между зданиями строится с прокладкой ВОК либо по колодцам кабельных коммуникаций, либо путем подвеса ВОК между опорами. В этом случае необходимо обеспечить сопряжение толстого многоволоконного кабеля с оптическими трансиверами. Для этого используют кабельные муфты, в которых производится разделка концов ВОК, идентификация волокон и оконцевание волокон коннекторами, соответствующими выбранным трансиверам.

Эту работу можно выполнить несколькими способами.

1. Можно заказать ВОК в специальном исполнении Break-Out. Это более дорогой вариант, зато кабель можно сразу оконцевать оптическими коннекторами, вывести из муфты оконцованные модули (шнуры, подобные монтажным проводам) и подключить их к приемо-передающей аппаратуре.

2. Можно приварить к разделанным в кабельной муфте волокнам оптические шнуры с коннекторами на одном конце (pig tail). Длина pig tail выбирается из соображений удобства для пользователя (например, 3 м).

3. Можно оконцевать волокна коннекторами и воткнуть коннекторы изнутри в оптические розетки (coupling), вмонтированные в стенку кабельной муфты. Снаружи в coupling втыкается коннектор оптического шнура, ведущего к приемо-передающей аппаратуре.

Возможны и другие способы стыковки ВОК с оптическими трансиверами. У каждого способа есть свои достоинства и недостатки. В практике получил распространение третий способ, так как он экономичен, надежен, обеспечивает малые вносимые оптические потери за счет применения розеток и коннекторов с керамическими элементами, а также удобен для пользователей.

Следует отметить, что за последние годы разработано несколько способов сращивания оптических волокон. Универсальным считается способ сращивания волокон путем сварки на специальном аппарате. Такие аппараты производят фирмы: BICC (Великобритания), Ericsson (Швеция), Fujikura, Sumitomo (Япония). Высокая стоимость сварочных аппаратов стала причиной создания альтернативных технологий сращивания оптических волокон.

Например, для быстрого соединения волокон сейчас используются специально разработанные фирмой 3М механические "сплайсы" (splice). Это пластиковые устройства размерами 40x7x4 мм, состоящие из двух частей: корпуса и крышки. Внутри корпуса находится специальный желоб, в который с разных сторон вставляются соединяемые волокна. Затем надевается крышка, являющаяся одновременно замком. Особая конструкция "сплайса" надежно центрирует волокна.

Сплайс-пластина книжка в оптический кросс.

Фирма SIECOR предлагает другую технологию сращивания волокон, при которой волокна вводятся в прецизионную втулку. В месте стыка волокон внутри втулки помещен гель на основе силикона высокой прозрачности с показателем преломления, близким к показателю преломления оптического волокна. Этот гель обеспечивает оптический контакт между торцами сращиваемых волокон и одновременно герметизирует место стыка.

4 Задание на лабораторную работу

1. Изучите теоретический материал и ответьте на контрольные вопросы

2. Посмотрите сетевые настройки ОС на своем компьютере

(Изучите работу программы «Эмуляции настройки и построения сети» (программа не установлена!))

3. Какие три группы настроек нужно сделать?

4. Обожмите кабель по схеме «компьютер-компьютер», соедините два соседних компьютера.

5. Проверьте работоспособность сети.

6. После удаления настроек сетевого адаптера преподавателем. Сделайте настройки по заданию 2.

7. Продемонстрируйте работу сети преподавателю.

5 Контрольные вопросы

1. Расскажите последовательность постановки сети

2. Какое монтажное оборудование используется при построении сети?

3. Какое коммуникационное оборудование используется при построении сети?

4. Какие настройки нужно сделать в ОС?

5. Как определить какая используется у Вас сеть (технология, спецификация)?

6. Как сделать сетевой ресурс локальным и наоборот? Что относится к сетевым ресурсам?

7. Если у Вас сетевой адаптер без драйверов, то где Вы будете их искать?

8. Какие раскладки проводов витой пары Вы знаете? Чем они отличаются?

9. Как подключаются устройства типа «хаб-хаб» (три способа)?

10. Чем Домен отличается от Рабочей группы?

11. Что задается в первую очередь при назначении сетевого ресурса?

12. Какой может быть доступ к ресурсам в зависимости от прав?

13. В чем отличие Доступа на уровне пользователя от Доступа на уровне ресурса?

14. Что необходимо еще задавать при настройке сетевых устройств (например, принтеров)?

15. Как подключить сетевой диск, как отключить его?

16. Для чего служит DHCP-сервер? Как работает служба DHCP?

17. Назовите физические особенности оптоволокна

18. Назовите технические особенности оптоволокна

19. Назовите недостатки оптоволокна

20. Назовите два параметра оптоволокна. Чем они характеризуются? В каких оптоволокнах какие параметры?

21. Как подразделяется оптоволоконный кабель? Опишите каждый тип.

22. Какие существуют оптические соединители?

23. Из каких компонентов состоят оптические системы?

24. Какие поколения оптоволокна существуют?

25. Почему применяется оптоволокно в сетях?

26. Какие существуют варианты строительства ВОЛС? Какие способы для этого применяются?

27. Какие существуют другие способы стыковки?

28. Какие разъемы применяются на оптоволокне? Как они стыкуются к оптоволокну?

29. Как осуществляется уличная прокладка оптоволокна?

30. Вопросы по лекциям:

31. Какое максимальное расстояние должно быть между коммутатором и сетевым адаптером? Как можно увеличить это расстояние?

32. Какие существуют 5 режимов работы коммуникационных устройств в сети Fast Ethernet? Как устройства определяют режим взаимодействия, на котором будут работать?

33. Какие устройства поддерживают дуплексную передачу данных? Возможны ли при этом коллизии и используется ли метод CSMA/CD?

34. Какие существуют 11 спецификаций физической среды Ethernet (4), Fast Ethernet (3), Gigabit Ethernet (6), 10GigabitEthernet (9)?

35. В чем отличие спецификаций TX и T, LX и LH?

36. В каких случаях применяется оптоволокно (многомодовое/одномодовое)?

37. Как подключить разные среды передачи данных друг к другу? Какие устройства для этого могут быть использованы?

38. Какие существуют два класса коммутаторов Fast Ethernet? Чем они отличаются?

39. Какие еще протоколы (2 шт.) могут быть использованы кроме TCP/IP?