ВОЛС

Основные преимущества ВОЛС

Волоконно-оптические кабели применяются для построения сетей большого масштаба внутри и снаружи зданий, а также для построения структурированных кабельных систем (СКС) предприятий. Системы ВОЛС гарантируют высокую скорость работы интернета, моментальный обмен данными между пользователями сети, телевизионную и голосовую связь высокого качества.
При правильном проектировании с выбором оптимальных технических характеристик активного и пассивного оборудования ВОЛС обеспечит ряд выгодных преимуществ:
Важное преимущество ВОЛС по сравнению со стандартной СКС на основе медного кабеля – возможность быстрой модификации, расширения и модернизации сетей с минимумом затрат. Единственный минус оптоволокна – хрупкость, поэтому при проектировании важно правильно выбирать марку кабеля, ориентируясь на степень защиты от механических повреждений, изгибов и деформаций.

Сети ВОЛС – активные и пассивные устройства, оптические кабели

Различают внешние и внутренние оптические волоконные линии связи:

• внешние линии на основе оптических кабелей – соединяют отдельные здания, объединяют ПК и устройства между этажами;
  
• внутренние линии на основе кабелей «витая пара» - объединение в единую подсистему компьютеров и оборудования на одном этаже или в квартире, подсоединение отдельных устройств к общей сети.
  

Выбор кабеля при разработке проекта сети ВОЛС зависит от условий эксплуатации линии, необходимой скорости передачи данных, нужной пропускной способности сети.

Характеристики кабелей для прокладки ВОЛС

Материал сердечника, по которому передается световой сигнал, может быть выполнен:

• из кварцевого стекла со стеклянной оптической оболочкой – самый быстрый и чистый сигнал;
  
• высококачественного прозрачного пластиката (и сердцевина, и оболочка) – рекомендуется для прокладки сетей протяженностью до 1 км, так как показатели затухания сигнала выше и необходима установка дополнительных ретрансляторов;
  
• комбинированные кабели – сердечник из стекла, а оболочка из пластиката.
  

По параметрам передачи светового сигнала различают два типа кабелей:

• одномодовые – по сердцевине кабеля небольшого диаметра походит один пучок света;
  
• многомодовые – по градиентному или ступенчатому сердечнику большого диаметра по определенной траектории пропускается несколько пучков света:
  

• в градиентном сердечнике световая волна распространяется по спирали с минимальным затуханием;
  
• в ступенчатом сердечнике разная траектория прохождения световой волны определяет время прохождения сигнала к конечной точке.
  

По внешнему диаметру все волоконно-оптические кабели (ВОК) имеют один параметр – 125 мкм. Для защиты волокна от механических повреждений предусмотрено несколько буферных покрытий. Каждое волокно в многомодовых кабелях защищено оболочкой разного цвета, чтобы облегчить подключение кабеля к активным и пассивным устройствам.
Кабели витая пара предназначены для соединений Ethernet и USB, построения локальной сети с подключением к сети Интернет, подключения ПК и оборудования к общей сети предприятия.
Кабель витая пара - несколько пар медного кабеля в отдельной защитной оболочке, обвитых вокруг центрального сердечника. Они различаются в зависимости от защитной оболочки и материала сердечника:

• кабели с защитным экраном из фольги - маркировкаF;
•  прочный защитный экран из металлической оплётки – маркировка S;
• без экрана – маркировка U;
• усиленная изоляция из винила черного цвета для прокладки наружных сетей и внутренних линий с высоким риском механических повреждений и коррозии;
• серая защитная оболочка – кабели для прокладки в помещениях;
• усиленная негорючая изоляция оранжевого цвета.

Провода «витая пара» могут быть выполнены из чистой технической меди (класс выше пятой категории), из стали или алюминия с медным напылением (класс ниже пятого).

Активные и пассивные устройства сетей ВОЛС

При построении сетей ВОЛС используется активное оборудование, работающее от электрической сети, и пассивное – оптоволоконный кабель, соединительные элементы и крепеж.
К активным устройствам сетей ВОЛС относят:

• мультиплексор – объединяет несколько световых сигналов в один пучок:

• WDM - простое устройство для подключения ограниченного числа пользователей. Работает на разной длине световой волны;
• FM-FDM – для подключения от 4 до 16 каналов, высокая устойчивость к шуму и помехам, рекомендуется для систем видеонаблюдения;
• AVSB-FDM – поддерживает до 80 каналов передачи данных, рекомендовано для приема телевизионных каналов и качественной системы видеонаблюдения на большой площади;
• PCM–FDM - цифровые устройства для сложных сетей ВОЛС, отличная передача голосового и видеосигнала, подключение большого количества пользователей. 

При проектировании сети предприятия обычно подбирается оптимальная комбинация нескольких мультиплексоров, ориентированных на выполнение конкретных задач:

• усилитель или ретранслятор – усиливает мощность затухающего сигнала;
• светодиоды и лазерные диоды – источники световой волны;
• фотодиоды – принимают световой сигнал в конце кабеля;
• модуляторы – преобразуют электрический сигнал в световую волну.

Пассивные устройства сетей ВОЛС:

• волоконно-оптические кабели;
  
• муфты для соединения отрезков и волокон кабеля;
• кроссы – устройства на конце кабеля для подключения оборудования;
• разъём (коннектор) – подключение кабеля к устройствам и оборудованию сетей ВОЛС;
• ответвитель – распределяет один кабель на несколько оптических волокон;
• коммутатор – оборудование для распределения оптического сигнала на несколько ПК.

Самое надежное соединения отрезков оптического кабеля – сварка. Она гарантирует точность соединения отдельных волокон без повреждения структуры кабеля, что гарантирует высокую пропускную способность и помехоустойчивость сети.

Построение (топология) сети ВОЛС

В зависимости от целей и задач ВОЛС выбирается определенный принцип построения сети (соединения устройств и оборудования).
Три основные топологии построения сетей ВОЛС:

• линейная – из одной точки в другую (Р2Р), самый надежный, но более дорогой вариант прокладки кабеля без ограничения сетевых технологий;
• кольцевая (SDH) – пользователи подключаются к центральной кольцевой магистрали. Этот вариант топологии рекомендован для сетей, которые не планируется модернизировать и добавлять большое количество новых пользователей. Новые подключения деформируют кольцо и ослабляют сигнал;
• дерево – от единого активного устройства другие пользователи подключаются по системе иерархии с установкой дополнительных узлов подключения. Это самый экономичный способ построения сети, позволяющий подключить большое количество абонентов без потери качества сигнала;
• технология РОN (P2MP) – топология дерево с установкой пассивных разветвителей на множество абонентских узлов, к которым по линейной технологии подключают отдельных пользователей.

При проектировании сети ВОЛС подбирается комбинация топологий, наиболее подходящая для нужд предприятия или организации.

Проектирование сетей ВОЛС

Разработка проекта выполняется в соответствии с:

• постановлением Правительства РФ №87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию»;
• Правилами устройства электроустановок (ПУЭ);
• СО 153-34.03.603-2003 «Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках»;
• ПОТЭУ 2014 «Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок»
• отдельными отраслевыми строительными стандартами по монтажу слаботочных кабельных линий связи.

Проектирование сети ВОЛС состоит из ряда последовательных этапов, которые согласовываются и обсуждаются с заказчиком:

• осмотр объекта, сбор исходных данных и разработка технического задания на проект, которое включает:

• анализ конструктивных особенностей здания или сооружения (этажность, перегородки и перекрытия, расположение помещений и рабочих мест пользователей);
• количество пользователей и подключаемого оборудования;
• анализ пропускной способности сети, скорости соединения, объемов и характера передаваемых и получаемых данных;
• количество подключаемых узлов связи и подсистем (видеонаблюдение, сигнализация);
• план дальнейшего расширения и модернизации сети;
• необходимость централизованного автоматического контроля и построение общей сети СКС предприятия, в которую интегрирована сеть ВОЛС.

• согласование технической документации с заказчиком:

• план-схема прокладки сети;
• смета на материалы и комплектующие;
• смета на проведение строительно-монтажных работ по прокладке сети;
• перечень активного и пассивного оборудования с указанием технических характеристик.

• рабочее задание на прокладку сети;
• согласование технической документации на прокладку и подключение в официальных государственных органах и получение экспертной оценки анализа работоспособности сети ВОЛС.

Намного удобней и надёжней заказывать проектирование и монтаж сетей ВОЛС «под ключ». Такой подход гарантирует следующие преимущества:

• возможность вносить корректировки в проектную документацию по ходу выполнения работ;
• финишное тестирование всех активных устройств и компонентов сети с оформлением журнала выполнения работ и тестирования каждого отдельного отрезка сети ВОЛС;
• гарантия качества прокладки сетей – установка защитных кабельных каналов, электротехнических плинтусов, выбор оптимального подключения отдельных устройств и оборудования.

Для сокращения расходов на построение оптоволоконной сети предприятия целесообразно объединить структурированную кабельную сеть (СКС) со слаботочными оптоволоконными сетями ВОЛС. В чём преимущества:

• есть возможность подключить систему видеонаблюдения и сигнализации к сети Интернет;
• централизованное автоматическое управление позволяет ограничить доступ отдельных пользователей к определенным ресурсам сети (выход в Интернет, доступ к отдельным базам данных);
• мониторинг в режиме реального времени позволяет оперативно выявить и устранить неисправность, определить попытки несанкционированного подключения.
• подключение к сети предприятия большого количества пользователей как по проводной слаботочной сети, так и методом беспроводного соединения по Wi-Fi.