Тема 7.3. Монтаж коммутационного оборудования.
7.3.1. Коммутационное оборудование на основе витой пары проводников.
Способ монтажа коммутационного оборудования должен соответствовать условиям его эксплуатации и удобству обслуживания.
Коммутационное оборудование может быть установлено с помощью адаптеров, контейнеров, на стенах, в стойках, в рамах и других монтажных приспособлениях.
Коннекторы телекоммуникационных розеток должны быть надежно закреплены на рабочих местах.
Расположение розеток на WA должно быть выбрано так, чтобы обеспечить подключение активного оборудования с помощью аппаратного шнура длиной не более
5 м. Рекомендуется устанавливать розетки на WA поблизости от электрических розеток (желательно в пределах 1 м) и на одной с ними высоте.
При монтаже напольных розеток особое внимание следует уделять их расположению относительно офисной мебели, так как аппаратные шнуры, подключенные к ним и проходящие по открытым местам пола, могут представлять опасность для пользователей.
Коммутационное оборудование с модульными гнездами должно быть установлено таким образом, чтобы контакты гнезда находились вверху, а фиксатор вилки - внизу. В таком положении нумерация контактов гнезда выполняется от 1 до 8 слева направо.
Температурный диапазон в местах монтажа должен составлять от минус 10 °C до плюс 60 °C.
Коммутационное оборудование должно быть защищено от механического повреждения, влияния повышенных уровней влажности и других коррозирующих веществ. Такая защита может быть выполнена за счет монтажа внутри помещений здания или в контейнерах, обеспечивающих адекватную защиту.
7.3.2. Волоконно-оптическое коммутационное оборудование.
Все волоконно-оптические сегменты в кабельной системе должны быть установлены
с соблюдением полярности волокон - волокна с нечетными номерами должны находиться в "позиции A" на одном конце линии и в "позиции B" - на другом ее конце, в то время как
волокна с четными номерами должны находиться в "позиции B" на одном конце линии и в "позиции A" - на другом ее конце.
При использовании коннекторов 568SC или аналогичных им правильная полярность подключений достигается за счет последовательной (то есть 1, 2, 3, 4 ...) нумерации волокон на обоих концах волоконно-оптической линии, в то время как адаптеры 568SC устанавливаются в реверсной последовательности (A-B, A-B ... на одном конце и B-A, B-A ... - на другом).
145
В случае применения дуплексных коннекторов других типов полярность подключения может быть обеспечена так же, как для 568SC, или с помощью реверсного позиционирования пар волокон. Реверсное позиционирование достигается за счет подключения (монтажа) пар волокон в прямой последовательности (1, 2, 3, 4 ....) на одном конце волоконно-оптической линии и в реверсной последовательности (2, 1, 4, 3 ....) - на другом ее конце.
Оптический узел.
В здание может заходить несколько линейных ВОК. В этом случае, наряду с задачей подключения приемо-передающего оборудования, может стоять задача внутренней коммутации (кросс-коммутации) волокон линейных ВОК.
Оптический узел является тем центром, где осуществляются разнообразные сопряжения волокон внешних и внутренних ВОК. Основные требования, которые предъявляются к оптическому узлу, - это его надежность и гибкость. По масштабу
выполняемых функций оптические узлы можно разделить на:
- оптические распределительные устройства;
- оптические кроссовые устройства.
Оптические распределительные устройства (ОРУ).
ОРУ могут устанавливаться в тех случаях, когда не требуется сложная коммутация волокон, например на удаленном сетевом узле или в центральном узле с небольшой концентрацией волокон. Как правило, ОРУ используются при построении волоконно-оптических магистралей локальных сетей на предприятиях, или при организации удаленного узла оптической телекоммуникационной системы. По способу терминирования волокон ОРУ относятся ко второму варианту - терминирование через сварку с pig-tail-ами.
К крупным зарубежным производителям ОРУ относятся ADC Telecommunications, AMP, Optronics, Telect, AT&T, появляются производители в Тайване.
В России ОРУ поставляются такими фирмами, как: "Вимком-Оптик", "Перспективные технологии", "Телеком Комплект Сервис".
В качестве ОРУ могут выступать: оптические распределительные коробки,
оптические распределительные панели, оптические распределительные шкафы.
Оптические распределительные коробки (ОРК) предназначены для крепления на стену и выполняют функцию терминирования волокон внешнего ВОК
требуемым типом оптических соединительных розеток, рис. 7.5. При монтаже ОРК происходит сварка оптических волокон предварительно разделанного внешнего кабеля с волокнами pig-tail-ов. Места сварки защищаются термоусаживающимися защитными гильзами. Сварное соединение волокон), которые крепится в специальное гнездо. Pig-tail с внутренней стороны подключается к переходной розетке, установленной на боковой панели ОРК. Излишки волокон внешнего кабеля и pig-tail-ов укладываются в сплайс пластину(ы). Pig-tail-ы заготавливаются заранее с типом коннектора, соответствующим типу переходных розеток.
146
Рис. 7.5. Схема разделки оптических волокон внутри ОРК.
Обозначения: 1 - внешний ВОК; 2 - гермовводдля крепления кабеля; 3 - разделанные волокна внешнего ВОК; 4 - корпус коробки; 5 - сплайс-пластина; 6 - КДЗС; 7 - место сварки; 8- винт для крепления на стену; 9 - волокно pig-tail-a; 10 - коннектор pig-tail-a; 11 - оптическая переходная розетка.
Наиболее распространенными типами розеток для многомодового волокна являются SC mm и SC mm, а для одномодового волокна - FC sm, SC sm. Оптические соединительные шнуры подключаются к соединительным розеткам с наружной стороны коробки.
К недостаткам ОРК можно отнести слабую защищенность оптических шнуров, неудобства наращивания системы, а также тот факт, что не все ОРК имеют возможность хранения излишков оптических шнуров. Преимущества ОРК:
- это простота конструкции, невысокая стоимость, отсутствие необходимости использования стойки. На рис. 7.6 показаны некоторые выпускаемые модели ОРК.
Рис. 7.6. Некоторые выпускаемые модели ОРК
Оптические распределительные панели (ОРП) в отличие от ОРК крепятся в
стойку 19". Стоечный вариант дает больше преимуществ особенно тогда, когда приемо-передающее оборудование находится в той же стойке. Здесь упрощается подключение оптических шнуров. Концентрация оборудования в одной стойке повышает надежность системы и облегчает обслуживание.
147
На рис. 7.7 показаны примеры ОРП. На рис.7.7 а показана панель для терминирования, совмещенная со сплайс-модулем. Такая панель в количестве одной или нескольких штук может устанавливаться на небольших коммутационных узлах.
На рис.7.7 б показана панель, предназначенная для
непосредственного
терминирования. Сплайс-бокс, от которого идет станционный кабель к этой панели,
может находиться в другой части той же стойки-секции или в другом
помещении. Эта панель предназначена для коммутационных узлах.
использования на крупных
Рис. 7.7. Внешний вид оптических распределительных панелей:
а) 24- позиционная панель для терминирования с совмещенным сплайс-модулем и
вертикальным кабелеводом;
б) 72-позиционная панель, предназначенная для непосредственного терминирования.
Оптические распределительные панели с притерминированным ВОК
изготавливаются в заводских условиях и поставляются вместе с катушкой
оптического кабеля, рис. 7.8. Допускается как
стандартное исполнение, когда
ОРП крепится в стойку до того, как начинает разматываться кабель, так и модифицированное исполнение, когда ОРП остается прикрепленной к катушке и вращается вместе с катушкой по мере разматывания кабеля. В модифицирован- ном варианте ОРП можно отделить от катушки и установить в стойку, только после того, как весь кабель размотан. Модифицированный вариант хорошо подходит в тех случаях, когда кабель приходится протягивать через узкие отверстия. Зная расстояние до сплайс узла, можно в заказе притерминированной ОРП указывать соответствующую длину кабеля. Также при оформлении заказа можно задать требуемый стандарт соединителей и розеток, а также выбрать подходящее количество волокон, и тип ВОК.
148
Рис. 7.8. Внешний вид оптической распределительной панели с
притерминированным ВОК.
Оптические распределительные шкафы (ОРШ) предназначены для терминирования волокон одного или нескольких внешних оптических кабелей. Шкафы выпускаются как для установки на пол, так и крепящиеся на стену. ОРШ отличаются от ОРК большими размерами и значительно большей емкостью волокон. ОРШ оснащаются дверцей и могут закрываться на ключ.
Приведем технические параметры ОРШ типа SFET, производства фирмы
ADC Telecommunications.
Размеры (высота х ширина х глубина), см 91,4 х 81,3 х 33,2
Масса, кг 11,3
Число гермовводов сверху/снизу, шт 14 (7+7) / 14 (7+7)
Максимальное число терминирований, шт 144
Стандарты розеток (допускается смешанное использование) SC, FC, ST, D4
Шкаф SFET настенного крепления предназначен для организации терминирования ВОК с возможностью кросс-коннектных и интерконнектных соединений. Шкаф может служить демаркационным узлом между линейными и станционными ВОК. См.Рис.7.9.
Рис.7.9.
149
Рис.7.10. Способы применения разъемов .
Рис.7.11. Маркировка телекоммуникационной розетки.
150
Рис.7.12. Маркировка распределительной панели.
Рис.7.13. Разъем категории 7.
151
Рис.7.14. Оптические соединительные устройства.
При построении оптических узлов с большим количеством волокон от
приходящих линейных ВОК (>100) эффективность использования оптических распределительных устройств снижается. Для этой цели начинают лучше подходить специализированные кроссовые устройства, в которых задача коммутации волокон выходит на первый план при сохранении задачи распределения волокон. Они различаются емкостью и подразделяются на: оптические кроссы средней плотности - (внешних волокон
120-500) и оптические кроссы высокой (сверхвысокой) плотности - (внешних волокон >500).
Концепции оптических кроссов подробней описаны в следующем параграфе.
В табл. 7.1 приводится классификация оптических распределительных и
коммутационных узлов.
Таблица 7.1. Применение различных типов оптических распределительных
и коммутационных устройств
Обозначения: ОРУ - оптическое распределительное устройство; ОКУ -
оптическое кроссовое устройство; УУ - удаленный узел; ЦУ - центральный узел
152
Интерконнект и кросс-коннект.
ОКУ могут быть разработаны и установлены в расчете на: - интерконнектное (interconnect) и кросс-коннектное подключение (cross-connect).
При интерконнектном подключении (ИКП) волокна всех внешних БОК терминируются и подключаются к переходным розеткам оптических модулей с задней стороны устройства, оптические шнуры, идущие от сетевого оборудования, подключаются с передней стороны, рис. 7.15 а. Оптические распределительные устройства, обеспечивают интерконнектное подключение.
Многие оптические узлы строятся на основе ИКП. В относительно небольших узлах ИКП продолжает использоваться тогда, когда критичность в безотказной работе узла не очень велика и низка потребность в реконфигурациях. Однако, по мере развития узла, особенно при достижении высокой концентрации приходящих волокон,
а также по
мере возрастания требований по эксплуатации
узла, интерконнектное подключение может оказаться далеко не самым эффективным. Крупный оптический узел обычно испытывает развитие,
характеризуется регулярными процедурами
тестирования
различных волокон,
непрерывного мониторинга, подстраивается под новые приложения. Кроме этого, он должен отвечать требованиям высокой надежности и быстрого обнаружения и устранения повреждений. Всем этим требованиям удовлетворяют оптические узлы, выполненные на основе кросс-коннектного подключения, каковыми и являются оптические кроссовые устройства.
При кросс-коннектном подключении (ККП), свойственном кроссовым устройствам, волокна всех внешних и внутренних ВОК, а также всевозможные оптические шнуры и терминированные станционные ВОК, идущие от сетевого оборудования, подключаются к переходным розеткам с задней стороны устройства. Коммутация (кросс-коммутация) всех этих окончаний волокон осуществляется с передней стороны при помощи дополнительных коммутационных шнуров, рис. 7.15 б.
Удобство и гибкость при обслуживании кросс-коннектных систем делают их наиболее привлекательными для сложных узлов. Кросс-коннектную систему рекомендуется устанавливать по следующим причинам:
1. конфигурация с ККП упрощает наращивание системы без риска повреждения волокон;
2. подключение (или терминирование) с задней стороны устройства линейных,
станционных ВОК, а также оптических шнуров от приемо-передающего оборудования повышают их защищенность (к ним больше не нужно прикасаться, а можно оперировать только с коммутационными оптическими шнурами);
3. кросс-коннектное поле упрощает операции в аварийных и непредвиденных ситуациях.
Рис. 7.15. Интерконнектная и кросс-коннектная системы. 153
Принципы построения оптического кроссового устройства.
ОКУ, по своей природе ориентированные на кросс-коннектное подключение, могут строиться как с нуля, начиная с одной или нескольких стоек, так и посредством модернизации узла, на котором ранее уже использовались оптические распределительные панели с интерконнектным подключением.
При строительстве с нуля в стойку крепятся оптические распределительные панели, к которым с задней стороны подключаются оконцованные волокна линейных и станционных ВОК. Допускаются панели с притерминированным
ВОК.
Модернизация выполняется в три этапа:
На первом этапе добавляются панели с переходными розетками, тем самым создается необходимое кроссовое поле.
На втором этапе выполняется переподключение оптических шнуров,
идущих от приемо-передающего оборудования, с передней стороны на заднюю сторону к вновь установленным розеткам. На третьем этапе выполняется подключение на кроссовом поле дополнительных оптических шнуров, и, тем самым, воссоздаются непрерывные оптические каналы связи. Сплайс-боксы могут размещаться в этих же стойках, или при большой концентрации волокон занимать отдельный сплайс модуль, рис.7.16.
Рис. 7.16. Общая схема подключения приемопередающего оборудования.
ОКУ могут укомплектовываться или наращиваться оптическими модулями по мере необходимости. Модульная система защищает заказчика от больших капиталовложений на ранней стадии развития.
154
Обслуживание ОКУ.
Основные элементы обслуживания ОКУ следующие: заготовка, хранение и добавление оптических шнуров; логистика; непрерывный мониторинг линий связи; ведение электронной базы данных.
Заготовка, хранение и
добавление оптических шнуров. Для ОКУ типично,
что все постоянные подключения подходят сзади, а все переподключения происходят спереди. Это очень удобно для обслуживающего персонала, которому нужно только иметь определенное количество оптических шнуров нужной длины.
Отметим, что при заготовке оптического шнура следует брать его длину не меньше 5 м.
При такой длине на рефлектограмме можно разрешить два скачка от точек терминирования, и, тем самым, идентифицировать обе панели, к которым подключен оптический шнур. Для крупных многосекционных кроссов длина коммутационных оптических шнуров может быть еще больше.
При подключении оптического шнура следует выполнить последовательность действий, показанных на рис. 7.17.
Шаг
1. Подключается один конец оптического шнура к соответствующей
переходной розетке (секция 1).
Шаг 2. Проводится оптический шнур вниз через вертикальную
кабелеводную систему на секции 1.
ШагЗ. Проводится оптический шнур через нижнюю кабелеводную систему к промежуточной панели барабанов.
Шаг 4. Подключается второй конец оптического шнура к соответствующей переходной розетке (секция 3).
Шаг 5. Проводится оптический шнур
кабелеводную систему на секции 3.
вниз через вертикальную
Шаг б. Набрасывается петля на соответствующий барабан промежуточной панели барабанов.
Шаг 7. Проводится оптический шнур вниз через вертикальные кабелеводные системы, расположенные по обеим сторонам от промежуточной панели барабанов (секции 2, 3).
Под логистикой (logistics) понимается ведение журнала по обслуживанию кросса, занесение информации о профилактических работах, установка ярлыков (этикеток) на оптические шнуры, на крышках оптических панелей с информацией о каналах подключения и т.п. Чтобы идентифицировать подключение, достаточно
только идентифицировать оптический коммутационный шнур - от какой розетки на одной панели к какой розетке на другой панели он идет.
Непрерывный мониторинг линий связи ~ предполагает использование
оптических рефлектометров. Непрерывный мониторинг может осуществляться по свободным волокнам линейного ВОК или по задействованным волокнам на длине волны, отличной от той, по которой передаются данные. В последнем случае требуется аппаратура волнового уплотнения. Если на узел сходится большое
количество линейных ВОК, то рефлектометр может работать совместно с электронным оптическим устройством коммутации волокон.
Оптические рефлектометры и коммутационные устройства могут быть установлены на нескольких узлах, а удаленное управление над ними позволяет реализоват единый мониторинг всей сети из центрального оптического узла.
155
Рис. 7.17. Порядок подключения оптического коммутационного шнура
Ведение электронной базы данных стало неотъемлемой чертой администрирования и обслуживания как крупных оптических кроссов, так и целой распределенной магистральной волоконно-оптической сети. К числу наиболее продвинутых продуктов программного обеспечения относятся FiberBase™ фирмы ADC Telecommunications и OSP InSight фирмы Advanced Fiber Optics.
Оптические кроссы высокой и сверхвысокой плотности.
Беспрецедентное развитие телекоммуникационной индустрии во многом обусловлено "масштабным развертыванием волоконно-оптических систем в последние несколько лет. Как результат, многие компании операторы связи обнаруживают, что их существующее оптические узлы близки к переполнению из-за растущей кабельной массы. Возникает вопрос, как лучше решить задачу наращивания?
В табл. 7.2. приведены основные характеристики двух продуктов фирмы
ADC Telecommunications - лидера в области производства оптических кроссов: оптического распределительного кросса F3DF, оптического распределительного кросса сверхвысокой плотности TMDF.
Табл.7.2. Функция определения сигнала на входе PMD. 156
Оптические соединители.
Стандарты ANSI определяют пассивное оборудование FDDI для установления физической связи станций по оптико-волоконной кабельной системе. Таковым является соединитель MIC, который используется для соединения волоконно-оптического кабеля с FDDI станцией (рис. 7.18), Станция, в свою очередь, должна быть снабжена соответствующей стандартной розеткой.
Соединитель MIC имеет полярную структуру, что гарантирует правильное подключение оптических волокон на прием и передачу. Кроме этого, он снабжен ключом, который предотвращает от неправильного подключения к соответствующему порту. Возможные механические ключи MIC соединителей и розеток, определенные стандартом PMD, показаны на рис, 7.19.
Рис. 7.18. Соединитель MIC
Рис. 7.19. Обозначения механических ключей соединителей MIC и соответствующих розеток разъемов портов
FDDI устройства также могут использовать оптические разъемы ST, FC
(преимущественно под одномодовое волокно, стандарт SMF-PMD) и полярный разъем Duplex SC (как под многомодовое, так и под одномодовое волокно, PMD и SMF-PMD). Наибольшее распространение после стандарта MIC получил стандарт Duplex SC. Во первых, Duplex SC принят в качестве основного стандарта телекоммуникационными организациями многих стран. Во вторых, при меньшей стоимости он более компактен и имеет очень близкие технические характери- стики. К незначительному минусу разъема Duplex SC можно отнести отсутствие ключей, хотя сложные физические топологии, приводящие к путанице, встречаются очень редко.
На практике
сеть FDDI имеет смешанную кабельную систему,
пример
которой приведен на рис. 7.20. Для связи между зданиями (удаленными узлами) используется магистральный многомодовый или одномодовый кабель. Вертикальная кабельная система в пределах здания строится на основе многомодового станционного кабеля. Горизонтальная разводка по этажам осуществляется при помощи оптических соединительных шнуров (оконцованного миникабеля) или витой пары. Заметим, что сама кабельная система является универсальной и может в равной степени подходить под использование другого сетевого оборудования, например Fast Ethernet или АТМ, или смешанных решений.
157
Рис. 7.20. Кабельная система участка сети FDDI.
Сравнения оптического волокна и витой пары.
Наличие кабельных систем трех стандартов(MMF-PMD, SMF-PMD и TP-
PMD) предоставляет пользователю выбор в зависимости от конкретной ситуации.
Приведем сравнительный анализ оптического волокна и витой пары,
Главные преимущества функционирования сети с использованием волоконно-оптического кабеля следующие: - большие расстояния между станциями (пунктами ретрансляции); - высокая помехозащищенность; - отсутствие излучаемых помех; высокая степень защищенности от несанкционированного доступа;
- гальваническая развязка элементов сети; взрыво- и пожаробезо-пасность.
Причины, по которым заказчик может предпочесть медный кабель волоконно-оптическому, следующие:
- низкая стоимость восстановления обрывов;
- удобство использования в небольших рабочих группах.
Низкая стоимость подключения к рабочей станции. Витые пары STP IBM Type 1 и
UTP cat.5 могут существенно уменьшить затраты на сетевое
оборудование, так как они не
требуют установки дорогостоящих оптических
приемопередатчиков и пассивных компонентов волоконной оптики.
Низкая стоимость восстановления обрывов. Для устранения обрыва витой пары не требуется дорогостоящее специальное монтажное оборудование, как в
случае обрыва оптического кабеля. Можно также целиком заменить поврежденную витую пару, что оправдано ее низкой стоимостью.
Удобства использования в небольших рабочих группах. Витая пара будет удобной при использовании концентратора в рабочих группах, в конструкторских
бюро- Это удобство является следствием меньшей стоимости FDDI-
концентратора, имеющего порты для подключения витых пар.
Принципиальным отличием таких сетей от традиционных коаксиальных абонентских кабельных сетей (наряду с тем, что добавлен волоконно-оптический тракт) является двунаправленный транспорт, то есть появляется поток от абонентов к головному узлу - восходящий поток. 158