Построение сети с использованием оптоволокна
Подключение компьютеров осуществим следующим образом. На этаже будет располагаться один «центральный» коммутатор CNet CGS-800(8 портов, пропускная способность до 1000 Мбит/с). К нему будут подключены 5 коммутаторовCNet CSH-1600E(16 портов, пропускная способность до 100 Мбит/с). К которым в свою очередь будут подключаться все компьютеры на этаже (рис.4). «Центральные» коммутаторы каждого этажа будут соединены с одни главным коммутатором здания (рис.5). Сегмент сети в пределах одного здания реализуем средствами 1000BASE-TX.
Рис. 4 Соединение компьютеров на этаже
Рис. 5 Схема соединения коммутаторов в здании между собой
В одном из зданий будет находиться сервер, подключённый к главному коммутатору этого же здания. К нему же будут подключаться главные коммутаторы других зданий (рис.6).
Рис. 6 Соединений зданий
Оптоволокно — это стеклянная или пластиковая нить, используемая для переноса светавнутри себя посредствомполного внутреннего отражения. Оптоволокно может быть использовано как средство для дальней связи и построениякомпьютерной сети, вследствие своей гибкости, позволяющей даже завязывать кабель в узел. Несмотря на то, что волокна могут быть сделаны из прозрачного пластичного оптоволокна или кварцевого волокна, волокна, использующиеся для передачи информации на большие расстояния, всегда сделаны изкварцевого стекла, из-за низкого оптического ослабленияэлектромагнитного излучения. В связи используются многомодовые и одномодовые оптоволокна; многомодовое оптоволокно обычно используется на небольших расстояниях (до 500 м), а одномодовое оптоволокно — на длинных дистанциях. Из-за строгого допуска между одномодовым оптоволокном, передатчиком, приемником, усилителем и другими одномодовыми компонентами, их использование обычно дороже, чем применение мультимодовых компонентов. Скорость передачи данных достигает до 2,4 Гбит/с.
Используем 100BASE-FX для соединения корпусов — стандарт, использующий одноомодовое оптоволокно. Для согласования сегментов сети, построенных на базе витой пары с оптоволокном, используются специальные конвертеры.
Волоконные распределительные модули
Волоконный распределительный модуль (ВРМ) предназначен для соединения магистрального оптического кабеля с оптическим линейным оборудованием. Модуль обеспечивает крепление одного, двух, трех, четырех или шести магистральных кабелей и соединение их оптических волокон с оптическими разъемами, к которым посредством оптических соединительных кабелей подключается оптическое линейное оборудование.
Рис. 7 Соединение корпусов с помощью оптоволокна
Понадобится около 6600 м витой пары:
— для соединения каждого компьютера с коммутатором (~5 м, всего 5*72 = 360 м на этаж);
— для соединения коммутаторов с центральным коммутатором на этаже (~80 м на этаж);
— для соединения центральных коммутаторов каждого этажа с главным коммутатором здания (30 м на здание)
Всего для одного 3-этажного здания: (360+80)*3 + 30 = 1320 м.
Всего для 5-ти зданий: 1320*5 = 6600 м.
Понадобится около 4050 м оптоволоконного кабеля: 1000 метров между зданиями – 4000 м, + 50 запас метров на внутреннюю подводку.
Таблица 2. Общая стоимость
Роль оптоволоконных кабелей в компьютерных сетях
Стекло и фотоны превосходят медь и электроны
Волоконно-оптический кабель представляет собой сетевой кабель, который содержит жилы из стекловолокна внутри изолированного корпуса. Они предназначены для высокопроизводительных сетей передачи данных и телекоммуникаций на большие расстояния.
По сравнению с проводными кабелями оптоволоконные кабели обеспечивают более высокую пропускную способность и могут передавать данные на большие расстояния. Волоконно-оптические кабели поддерживают большую часть мировых интернет, кабельного телевидения и телефонных систем.
Как работают оптоволоконные кабели
Оптоволоконные кабели передают сигналы связи, используя световые импульсы, генерируемые небольшими лазерами или светодиодами.
Кабель состоит из одной или нескольких стеклянных прядей, каждая из которых немного толще человеческого волоса. Центр каждой нити называется сердцевиной, которая обеспечивает путь для света. Сердцевина окружена слоем стекла, называемым оболочкой, которая отражает свет внутрь, чтобы избежать потери сигнала и позволяет свету проходить через изгибы кабеля.
Два основных типа оптоволоконных кабелей называются одномодовым и многомодовым оптоволокном. В одномодовом волокне используются очень тонкие стеклянные нити и лазер для генерации света, в то время как в многомодовых волокнах используются светодиоды.
В одномодовых волоконно-оптических сетях часто используются методы Wave Division Multiplexing для увеличения объема трафика данных, который может быть отправлен через цепь. WDM позволяет объединять (мультиплексировать) и затем отделять (демультиплексировать) свет на нескольких разных длинах волн, эффективно передавая несколько потоков связи через один импульс света.
Преимущества оптоволоконных кабелей
Волоконно-оптические кабели обладают рядом преимуществ по сравнению с медными кабелями на большие расстояния.
- Волоконная оптика поддерживает большую емкость. Величина пропускной способности сети, которую может нести оптоволоконный кабель, превышает пропускную способность медного кабеля с аналогичной толщиной. Стандартными являются оптоволоконные кабели с пропускной способностью 10 Гбит/с, 40 Гбит/с и даже 100 Гбит/с.
- Поскольку свет может распространяться на гораздо большие расстояния по оптоволоконному кабелю без потери его прочности, это уменьшает потребность в усилителях сигнала.
- Волокно менее подвержено помехам. Медный сетевой кабель требует специального экранирования для защиты от электромагнитных помех. Хотя это экранирование помогает, недостаточно предотвращать помехи, когда многие кабели соединены вместе в непосредственной близости друг от друга. Физические свойства стеклянных и оптоволоконных кабелей позволяют избежать большинства этих проблем.
Оптоволокно для дома, других развертываний и оптоволоконных сетей
В то время как большая часть оптоволокна установлена для обеспечения междугородных соединений между городами и странами, некоторые провайдеры интернет-услуг в жилом секторе вложили средства в расширение своих оптоволоконных сетей в пригородных районах для прямого доступа домашних хозяйств. Поставщики и отраслевые специалисты называют эти установки «последней мили».
На сегодняшний день на рынке представлены некоторые более известные услуги «волокно на дом», такие как Verizon FIOS и Google Fiber. Эти услуги могут обеспечить гигабитную скорость интернета для каждой семьи. Однако, хотя поставщики также предлагают более низкую стоимость, они также обычно предлагают своим клиентам пакеты с меньшей емкостью. Различные подходы для домашних пользователей следуют из кабельных подходов, часто сокращаемых с помощью неясных сокращений:
- FTTP (оптоволокно в помещение) . Волокно, проложенное до самого здания.
- FTTB (оптоволокно в здание/бизнес/блок) . То же, что и FTTP.
- FTTC/N (Волокно на обочине узла) . Волокно, которое прокладывается к узлу, но затем медные провода завершают соединение внутри здания.
- Прямое волокно : волокно, которое покидает центральный офис и подключается непосредственно к одному клиенту. Это обеспечивает наибольшую пропускную способность, но дороже.
- Общее волокно : аналогично прямому волокну, за исключением того, что, поскольку волокно приближается к помещению ближайших клиентов, оно разделяется на другие волокна для этих пользователей.
Что такое темное волокно?
Термин «темное волокно» (часто пишется как «темное волокно» или «неосвещенное волокно ») чаще всего относится к установленным оптоволоконным кабелям, которые в настоящее время не используются. Иногда это также относится к частным волоконно-оптическим установкам.