Оптические системы связи / 3.Волоконно-оптические системы связи (Фриман Р., 2003)
.pdfГлава 10 Соединение оптических систем на инженерном уровне
10.1.Понятие бюджета линии связи
10.2.Расчетные допуски для линии связи
10.2.1.Таблицы контроля
10.2.2.Практические таблицы ITU-T (МСЭ)
10.3.Бюджет линии связи: примеры
10.3.1.Общие правила
10.3.2.Пример 1
10.3.3.Пример 2
10.3.4.Пример 3
10.3.5.Пример 4
10.4.Полоса пропускания линии связи, время нарастания фронтов, накопленная дисперсия
10.4.1.Бюджет времени нарастания
10.5.Определение уровней оптической мощности
10.5.1.Уровень мощности канала
10.5.2.Максимальная полная мощность
Глава 11 Наружная прокладка ВОЛС
11.1.Введение
11.2.Прокладка кабеля в грунт
11.2.1.Стандарты маркировки наружной кабельной прокладки
11.2.2.Глубина прокладки
11.2.3.Маркировка на трассе
11.2.4.Вертикальные опоры
11.2.5.Устройство вводов
11.2.6.Прокладка кабеля через водные преграды
11.2.7.Пересечение железных дорог
11.2.8.Прокладка по мостовым переходам
11.2.9.Пересечение автомагистралей
11.2.10.Экскаваторные работы и повреждения
11.2.11.Восстановление повреждений
11.3.Планирование трассы и прокладка ВОЛС
11.3.1.Волоконно-оптические кабели
11.3.2.Планирование трассы прокладки
11.3.3.Особенности прокладки кабеля
11.4.Измерения при внешней кабельной прокладке и приемо сдаточные испытания
11.4.1.Полное затухание
11.4.2.Дисперсия
11.4.3.Тестирование показателей ошибок
11.5.Подводные кабельные системы
11.5.1.Меры по улучшению доступности
Глава 12 Доступность и безотказность систем
12.1.Важность показателей доступности и безотказности
12.1.1.Определения доступности и безотказности
12.1.2.Безотказность и форс-мажорные обстоятельства
12.1.3.Определение отказа канала
12.1.4.Показатели доступности короткой секции (Telcordia)
12.1.5.Ссылки на стандарты по надежности электронного оборудования и систем
12.1.6.Основные требования для систем передачи (TSGR): оценка надежности оборудования
12.2.Взаимосвязь показателей надежности
12.3.Вычисление доступности системы
12.3.1.Доступность и недоступность
12.4.Сетевая архитектура и безотказность
12.4.1.Автоматическое защитное переключение (APS)
12.4.2.Активирование переключения
12.4.3.Восстановление
12.4.4.Надежность и доступность защитного переключения
12.4.5.Варианты защиты линейных сегментов
12.4.6.Самовосстанавливающееся кольцо (SHR) SONET
12.4.7.Конфигурация кольца
12.5.Центр управления работой сети (NOCC)
12.5.1.Доставка информации о статусе и показателях ошибок в
NOCC
12.5.2.Язык TLI
12.6.Показатели ошибок и сообщения об аварийных ситуациях в
SONET
12.6.1.Структура заголовков по их уровням
12.6.2.Мониторинг показателей ошибок
12.6.3.Сигналы, используемые для обслуживания системы
12.6.4.Каналы инженерной связи
12.6.5.Каналы пользователей
12.6.6.Каналы передачи данных (DCC)
12.7.Минимизация необходимых запасных узлов
Глава 13 Варианты сетевого питания для улучшения доступности системы
13.1.Бесперебойное питание
13.2.Кинетические системы с маховиком
13.3.Обычные статические системы бесперебойного питания
13.3.1.Классификация обычных статических систем бесперебойного питания
13.3.2.Указания по использованию вторичных элементов
13.3.3.Перезарядка/выравнивание заряда
13.3.4.Емкость батареи
13.4.Питание удаленных пунктов
13.4.1.Газотурбинные генераторы питания
13.4.2.Топливо сберегающая альтернатива
Глава 14 Гибридные системы, использующие медные жилы и оптоволокно
14.1.Введение
14.2.Основные сведения
14.2.1.Логическое обоснование
14.3.Использование передачи КТВ по волоконно-оптическому пролету КТВ магистрали
14.3.1.Передача AM сигнала КТВ по волоконно-оптическому пролету
14.3.2.Комментарии и обсуждение бюджета мощности волоконно оптического линии
14.4.Установка волоконно-оптического оборудования как можно ближе к ТВ приемнику пользователя
14.5.Двунаправленная схема КТВ
14.5.1.Назначение сегментов спектра КТВ для обратного трафика
Глава 15 Внутриобъектная кабельная прокладка с использованием волоконной оптики
15.1.Введение
15.2.Диапазон используемых приложений
15.2.1.Создание вертикальной (магистральной) и горизонтальной кабельной прокладки
15.3.Топология сети
15.3.1.Кампусная магистральная сеть
15.4.Замечания по поводу прокладки волоконно-оптического кабеля
15.4.1.Оптические разъемы, рекомендуемые для использования
при прокладке волоконно-оптического кабеля в здании
15.4.2.Практика кабельной прокладки — учет полярности
15.5.Выбор кабеля и его использование
15.6.Тестирование эксплуатационных характеристик корпоративной
сети
15.6.1.К вопросу о показателях корпоративной сети
15.6.2.Подготовка плана и методология тестирования
Глава 16 Средства, используемые для поиска неисправности сети
16.1.Сценарий
16.2.Оборудование для тестирования
16.3.Процедуры тестирования, использующие измерители оптической мощности
16.3.1.Измерение обрывов оптоволокна в ВОК, используя измерители оптической мощности
16.4.Введение в оптическую рефлектометрию во временной области
(OTDR)
16.5.Тестирование BER и другие процедуры тестирования ошибок
16.5.1.Понятие BERT
16.6.Оптические спектроанализаторы (OSA)
16.7.Анализаторы световых сигналов
16.8.Оптические каналы супервизорного контроля
Глава 17 Функционирование оптической сети
17.1.Введение
17.2.Требования новых оптических технологий
17.3.Распределенная коммутация
17.4.Оверлейные сети
17.4.1.Появление двухуровневых сетей
17.5.Оптическая коммутация
17.5.1.Коммутация с помощью MEMS
17.6.Практические оптические мультиплексоры ввода-вывода (OADM)
17.6.1.OADM и ОХС улучшают доступность и безотказность системы
17.7.Совершенствование управления новой сетевой архитектурой
17.8.Полностью оптические кросс-коммутаторы
17.9.Варианты сигнализации для оптического уровня
17.10.Четыре класса оптических сетей
17.10.1.Общие типы сетей
17.11.Обзор многопротокольной коммутации с использованием меток
(MPLS)
17.11.1.Введение
17.11.2.Основные термины технологии MPLS
17.11.3.Архитектура MPLS-сетей
17.12.Заключение
Список литературы Список литературы на русском языке, добавленный редактором перевода
Предисловие к русскому изданию
Оптическое волокно и волоконная оптическая техника играют в современной связи определяющее значение, первое — как среда для оптической цифровой передачи, вторая — как набор средств, дающих возможность осуществления такой передачи. Технологии, используемые этими средствами, могут быть, в принципе, различны, но должны быть транспортными. К таким в настоящее время относят: ATM, IP, ISDN, PDH, SDH/SONET и WDM.
Инженерам-проектировщикам, разрабатывающим проекты современных волоконно-оптических линий связи, нужно обладать большой совокупностью знаний, чтобы уметь грамотно выбрать соответствующий тип кабеля, технологию передачи, а затем оборудование. После чего, они должны убедиться, что разработанная ими система передачи не только работает и стыкуется на уровне стандартных интерфейсов с окружающими ее сетями, но и гарантированно обеспечит заложенный ими (часто под давлением заказчика) показатель доступности. Не говоря явно, я, конечно, полагал, что выбор проектировщиков будет в пользу волоконно-оптических систем передачи (ВОСП), максимально демонстрирующих современный уровень внедрения оптических технологий в цифровые сети связи, а в качестве технологий ВОСП, так или иначе, будет фигурировать тройка: IP-SDH-WDM.
К сожалению, упомянутую выше «совокупность знаний» проектировщикам будет трудно почерпнуть, если ориентироваться на отечественный книжный рынок. Несмотря на то, что на нем за последнее время появилось много интересных книг (см. Список книг на русском языке в конце книги), большинство из них посвящены волокнам и кабелям [А-10 — А-14], или кабельным системам [А-15 - А-17]. Что касается техники, то на нашем рынке читатель найдет лишь несколько серьезных книг по современным технологиям ВОСП [А-4, А-8, А-21, А-25], которые, к сожалению, покрывают только отдельные фрагменты требуемого и, конечно,
не смогут удовлетворить проектировщиков в целом. Поэтому появление любой приличной книги, покрывающей бреши современного «лоскутного» книжного одеяла, с моей точки зрения, можно только приветствовать. В этой ситуации, я и принял предложение о переводе книги Р.Фримана, поступившее мне от издательской группы «Техносфера».
Книга Фримана для русского читателя — это первое серьезное введение в ВОСП, охватывающее все стороны вопроса: от волокна, кабеля и их характеристик, через используемые технологии оптических сетей с их проблемами, до систем бесперебойного питания, обеспечивающих надежное функционирование ВОСП. По широте охвата и освещения вопросов проектирования - это вообще первая книга по ВОСП подобного рода на русском языке. Она удачно дополняет материал книги [А-21], покрывая вопросы выбора пассивных оптических элементов, прокладки кабеля, маршрутизации и защиты трафика, систем бесперебойного питания, расчета показателей производительности и доступности сети. Помимо этого, в ней рассмотрены оптические сети кабельного телевидения. По уровню охвата ей можно будет противопоставить только второе издание книги [А-4], которое должно появиться в начале следующего года.
Книга Фримана — это «не простой подарок» переводчику и читателю. Она написана неровно, с разным уровнем и глубиной изложения для разных разделов. Изобилует длинными предложениями, повторами, а иногда и трудно понимаемыми мыслями и сравнениями. Однако ее широта охвата и большой объем труднодоступного нам фактического материала, как мне кажется, покрывает все эти недостатки.
Как переводчик, я переводил максимально близко к авторскому тексту, стараясь сохранить стиль автора. Как редактор, я пытался сглаживать углы не только перевода, но и авторского текста, и кое-что поправлял или разъяснял, пытаясь сделать текст более понятным (разъяснения даны в скобках со звездочкой и встроены в текст). Для русского издания мною составлен список книг на русском языке по оптоволоконной технике и технологии, по-
явившихся за последние 10 лет на наших прилавках (не думаю, что я пропустил что-то существенное).
В заключение, хочу выразить свою благодарность профессору МТУСИ Соколову С.А. и гл. инженеру компании «Волоконная оптическая техника» Комарову М.Ю. за помощь в редактировании гл. 11 «Наружная прокладка ВОЛС», ее стиль и терминология от этого, думаю, только выиграли.
Желаю всем читателям, как специалистам в области связи, так и, особенно, студентам, аспирантам и просто интересующимся, вдумчивого чтения и последующего углубления знаний по отдельным вопросам с использованием первоисточников или других доступных книг, включая и те, что указаны дополнительно.
Николай Слепов, октябрь 2003г.
Предисловие автора
Волоконная оптика прошла большой путь за последние 20 лет. Она была выбрана в качестве среды передачи наземных систем связи. На семинарах по телекоммуникациям я, обычно, говорю своим слушателям, что оптическое волокно имеет бесконечную полосу пропускания, независимо от того, какие бы намерения и цели не ставились. Конечно, это не так, но для тех, кто пришел к волокну из области беспроводной связи и радиосвязи, это так и есть. Фактически, весь используемый радиоспектр может быть размещен в спектре, передаваемом по одному волокну, и при этом останется очень много свободной полосы.
Требования к полосе пропускания удваиваются каждые три года (см. замечание в гл.17). Только оптоволокно может удовлетворить транспортировке требуемой полосы. Количество оптоволокна, которое собираются уложить в землю и под воду поистине захватывающее. Инженеры проектировщики оптоволоконных систем должны спроектировать и установить огромное количество волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) сейчас, и в ближайшем будущем. Будучи установлена, ВОСП требует обслуживания, как и другие системы.
Эта книга адресована сетевым архитекторам, инженерам и специалистам, кто планирует, устанавливает и эксплуатирует ВОСП. В первых главах читателям дается достаточно много общей оптоволоконной теории, чтобы дать возможность в последующих главах сконцентрироваться на практических вопросах. Хороший четырехлетний курс математики высшей школы дает, конечно, прекрасный базис для освоения того материала, что приводится в тексте. Здесь не требуется ничего специального, кроме алгебры, планиметрии и логарифмов. Знания в объеме семестрового курса физики (раздел оптики) будут полезны, но и их отсутствие не будет большим препятствием.
Книга хорошо документирована. Везде, где нужно, даны ссылки.