В конце минувшего года был ратифицирован и опубликован стандарт EN 50173. Пакет нормативных документов «Информационные технологии — нейтральная к приложениям коммуникационная кабельная инфраструктура» делится на пять частей:

  • общие требования;
  • офисные здания;
  • промышленные предприятия;
  • жилой сектор;
  • вычислительные центры.

В первой части в список разрешенных к применению включены одномодовые волокна категории OS2 и полимерные световоды (Polymer Optical Fiber, POF). Волокна категории OS2 обозначаются также как волокна с подавленным водяным пиком и, в отличие от волокон категории OS1, не вызывают резкого увеличения затухания на длине волны 1383 нм. Их применение позволяет использовать оборудование неплотного спектрального мультиплексирования CWDM. В сетях дальней связи световоды данного типа устанавливаются уже довольно продолжительное время, для локальных сетей такие нормы вводятся впервые. Световоды категории OS2 предлагают все извест-ные производители волокна и оптических кабелей, поэтому разработчикам информационных систем и их пользователям рекомендуется отказаться от применения устаревших волокон категории OS1 на вновь строящихся объектах.

В области полимерной оптической техники в качестве типового волокна служат световоды диаметром 1 мм по оболочке. Предполагается, что в перспективе основной областью их применения станет жилой сектор и промышленные предприятия. Это обусловлено простотой прокладки подобных оптических кабелей, а также возможностью их армирования элементами разъемных соединителей с минимальным использованием специализированных инструментов или вообще без них. Оптические системы, обеспечивающие скорость передачи данных 1 Гбит/с при дальности 100 м, были продемонстрированы на недавних профессиональных конференциях по оптической и кабельной технике.

ВОЛОКОННЫЕ СВЕТОВОДЫ ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Пропускная способность трактов передачи информации на уровне внешних магистралей и в области межэтажных переходов не должна превращаться в узкое место информационной системы. Вот уже два года для обеспечения требуемой скорости на магистральных участках проводки используются исключительно оптические кабели с широкополосным волокном категории ОМ3, которое оптимизировано для работы с лазерными источниками излучения. Тем самым при протяженности тракта до 300 м достигаются очень хорошие экономические показатели, так как при применении лазеров VCSEL удается добиться скорости 10 Гбит/с в случае передачи на длине волны 850 нм. Стоимость соответствующих излучателей составляет примерно одну десятую часть от цены лазеров с распределенной обратной связью или резонатором Фабри-Перо, используемых в сетях дальней связи.

Кроме того, все больше производителей выпускают 10-гигабитные многомодовые волокна, классифицируемые как minEMBc (минимальная вычисляемая эффективная модовая ширина полосы пропускания). Данный способ классификации считается более точным методом определения частотных свойств световодов в тех ситуациях, когда необходим учет дифференциальной модовой задержки (Differential Mode Dеlay, DMD). Тем самым производитель волокон получает реалистичную оценку возможности применения волокна при различных скоростях передачи и разной протяженности трактов.

Стандарты TIA/EIA-455-220 и IEC 60793-1-49 поддерживают применение этих методов измерений. Так, TIA/EIA-455-220 предполагает использовать для определения minEMBc десять различных лазеров VCSEL, которые представляют всю совокупность излучателей, допускаемых стандартом 10 GbE. Многомодовые волокна, выдержавшие испытания по определению minEMBc, пригодны для создания 10-гигабитных трактов протяженностью до 550 м. В настоящее время в комитетах по стандартизации рассматривается вопрос о введении подобных волокон в перечень разрешенных для применения как световодов категории ОМ4.

РАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНИТЕЛИ

Главным направлением совершенствования оптических соединителей является их миниатюризация. Наряду с многоволоконными разъемами MPO (максимум 12 сращиваемых световодов) и очень популярным разъемом SC в пятой части стандарта на СКС упоминается малогабаритный разъем LCD (автор имеет в виду дуплексный LC — прим. переводчика), который создан на основе наконечника диаметром 1,25 мм. При помощи данного соединителя производители активного сетевого оборудования могут достичь такой же плотности портов, как и в случае разъемов RJ45.

В третьей части стандарта EN50173, где описывается структурированная проводка на промышленных предприятиях, предусмартивается возможность использования разъемов LCD. При наличии дополнительного защитного корпуса может быть обеспечено выполнение требований более высоких уровней MICE стандарта ISO/IEC. Комитеты по стандартизации интенсивно разрабатывают нормы для применения в данной области разъема SC-RJ. Основное достоинство этого соединителя на основе центрирующего наконечника диаметром 2,5 мм — пригодность для коммутации не только кварцевых волокон с диаметром оболочки 125 мкм, но и полимерных световодов с диаметром оболочки 1 мм.

ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ В ЦЕНТРАХ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

В настоящее время исследовательская группа Higher Speed Study Group (HSSG) комитета IEEE 802.3 рассматривает возможность реализации сетевых интерфейсов со скоростью передачи 40 и 100 Гбит/с. Предполагается, что, работая по волокнам категории ОМ3, они обеспечат транспорт данных на расстояние до 100 м. При переходе на одномодовые световоды максимальная дальность передачи увеличивается до 40 км.

До сих пор не существует лазерных излучателей, позволяющих выполнять прямую модуляцию с подобной скоростью. Поэтому интерфейсы построены на использовании схемы параллельной передачи, причем для этого приходится задействовать до 20 волокон одновременно. Как ожидается, подобный кабель будет состоять из мало распространенных в немецкоязычных странах ленточных волокон, а для коммутации будут применяться разъемы MPO.

ВОЛОКНА С УМЕНЬШЕННЫМ РАДИУСОМ ИЗГИБА

Серийные одномодовые волокна с уменьшенным допустимым радиусом предназначены для прокладки в небольших ограниченных пространствах. Минималь-ный радиус изгиба этих световодов даже меньше значения, содержащегося в нормативной части стандарта ITU-T G.652. Параметры новых световодов приводятся в недавно принятом стандарте G.657. Класс А включает волокна с допустимым радиусом изгиба 20 мм, который обратно совместим со стандартом ITU-T G.652.D. Класс В специфицирует волокна, для которых допустимый радиус изгиба составляет всего 15 мм. Волокна класса В не являются обратно совместимыми с волокнами ITU-T G.652.D вследствие меньшего диаметра модового поля передаваемого по ним излучения. Именно данное обстоятельство определяет высокие потери ввода в точке соединения при сварке световодов G.652.D и G.657.В, поэтому сваривать такие волокна не рекомендуется. Применение в квартирах волокон с радиусом изгиба 7,5 мм дает возможность использовать розетки с меньшими габаритными размерами, а также подавать кабель к розетке вдоль монтажной планки.

СЕТИ ДОСТУПА

На протяжении достаточно длительного времени городские сети развиваются в направлении создания мультимедийных сетей. При этом в процессе доставки и распределения видеоданных требуется высокая пропускная способность, которая предоставляется пользователю по запросу. Оператор связи может подвести от последнего узла к пользователям сети такое количество кабелей, чтобы каждый абонент имел в своем распоряжении одно или два зарезервированных именно для него волокна. Альтернативой подобной сети служат пассивные оптические сети PON, где несколько абонентов используют одно волокно, но их оборудование работает на различных длинах волн. Для выделения данных конкретного абонента применяется сплиттер.

Рисунок 1. Когда надо подключить нового пользователя, микрокабель вдувается в заранее проложенные трубчатые кабели. Кабельная проводка на городской магистрали и между отдельными узловыми пунктами, в том числе на участке подключения отдельных домов к этим узловым пунктам, должна обладать высокой гибкостью, чтобы обеспечить оперативную реакцию обслуживающей организации на изменения, повреждения и расширение сети в процессе ее эксплуатации. Вот уже несколько лет на участке последней мили операторы связи широко используют технологию пневматической прокладки. Суть ее в том, что вместо обычных кабелей прокладываются пустотелые трубки, в которые по мере необходимости вдуваются микрокабели, причем задувка возможна на достаточно большие расстояния, до самого здания (см. Рисунок 1). Данное решение гарантирует также простоту удаления кабеля на всех участках концевой части сети (в области муфт, распределителей и стоек) и легкость установки соединителей.

В тех ситуациях, когда оператор связи намерен максимально полно использовать потенциальную пропускную способность уже построенной распределительной сети, он применяет технологию неплотного спектрального мультиплексирования CWDM. Промежутки между отдельными оптическими несущими в этом варианте спектрального уплотнения шире (до 20 нм), чем в традиционных для систем дальней связи решениях плотного спектрального мультиплексирования DWDM, где интервал между отдельными оптическими несущими составляет 0,8 нм. Это позволяет устанавливать в оборудовании CWDM более дешевые излучатели.

Кроме того, потенциальные резервы пропускной способности оптических сетей могут быть задействованы за счет оптимизации модуляции. В настоящее время применяется исключительно амплитудная модуляция (свет включен/выключен). Между тем некоторые производители работают над системами с многоуровневым кодированием сигнала при его модуляции по амплитуде и по фазе. Примерами могут служить системы квадратурной фазовой модуляции (Quadrature Phase Shift Keying, QPSK) и квадратурной амплитудной модуляции QAM.

ОПТИМИЗАЦИЯ В ГЛОБАЛЬНЫХ СЕТЯХ

Объемы строительства сетей дальней связи в немецкоязычном регионе в настоящее время достаточно малы. Когда пропускной способности линий, связывающих два коммутационных узла, оказывается недостаточно для решения текущих задач, операторы связи применяют технологию плотного спектрального мультиплексирования DWDM. Ее суть состоит в одновременной передаче по одному волокну оптического излучения на нескольких различных длинах волн.

Разумеется, даже в одномодовом волокне с его крайне низким затуханием (примерно 0,2 дБ/км) сигнал на выходе очень длинного участка оказывается чрезвычайно слабым и требует дополнительной предварительной обработки. Поэтому по мере увеличения количества оптических несущих схемные решения традиционных электронных регенераторов становятся все более сложными. В данной области существенную помощь могут оказать оптические усилители EDFA. Одновременно операторы связи все чаще применяют реконфигурируемые оптические мультиплексоры ввода/вывода ROAM, которые позволяют ввести в линейный сигнал оборудования DWDM и выделить из него оптические несущие с определенной длиной волны.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Большинство разработок в области волоконно-оптической техники нацелено на увеличение пропускной способности линий связи. Однако нельзя недооценивать важность вопросов обеспечения простоты и гибкости инсталляции. Наиболее перспективными разработками считаются малогабаритные оптические соединители SFF с форм-фактором RJ45, волокна с малым допустимым радиусом изгиба и оборудование пневматической прокладки на основе кабелей с микромодульной конструкцией. Их применение существенно уменьшает время инсталляции и экономит средства.

Томас Герке — менеджер волоконно-оптической техники компании Daеtwyler Kаbel + Systeme.

© AWi Verlag