Использование волоконно-оптического кабеля для передачи данных

Основными преимуществами передачи данных по волоконно-оптическим линиям связи являются:

• Высокая скорость передачи данных - предел для промышленного ВОЛС 3ГГц, в то время, как для медного кабеля это значение составляет не более 500 МГц.
• Нечувствительность к электромагнитным помехам
• Отсутствие электромагнитного излучения при передаче данных
• Обеспечение гальванической развязки между передатчиком и приемником данных

Волоконно-оптический кабель состоит из следующих компонентов: оптическое волокно, оптический экран, защитный экран.

Собственно среда передачи - оптическое волокно представляет собой стеклянную или пластмассовую жилу, толщина которой в зависимости от назначения кабеля может изменяться в пределах от единиц до сотен микрон. Диаметр центрального волокна однозначно определяет эксплуатационные характеристики используемого волоконно-оптического кабеля. Кабели с диаметром волокна 10 микрон называются одномодовыми по названию режима излучения передающего элемента - лазера. Кабели с диаметром волокна 60 и более микрон называются многомодовыми. Одномодовые волоконно-оптические кабели (Single Mode Fiber - SMF) более сложны в изготовлении и эксплуатации, однако, они способны обеспечивать большую дальность распространения информационного сигнала. Более дешевые в изготовлении и удобные в эксплуатации многомодовые (Multi Mode Fiber – MMF) кабели обеспечивают меньшую дальность распространения информационного сигнала.

Для обозначения типа волоконно-оптического кабеля используют выражение вида:

<Диаметр волокна>/<Диаметр экрана>, в микро метрах например: 62.5/125

Наибольшее распространение для передачи данных в локальных сетях в настоящее время получил многомодовый волоконно-оптический кабель, однако, для обеспечения передачи данных со скоростью свыше 1ГГц на большие расстояния может быть использован только одномодовый волоконно-оптический кабель.

Спецификации 10 Base F

Совокупность стандартов 10 Base F (IEEE 802.3j) определяет протоколы физического уровня для передачи данных по волоконно-оптическому кабелю в сетях IEEE 802.3.

Спецификация 10 Base FB

Спецификация 10 Base FB (Fiber Back Bone) определяет специальный протокол физического уровня, который предназначен для обеспечения повышения эффективности информационного взаимодействия репитеров в сетях IEEE 802.3.

Для обеспечения синхронизма тактовых генераторов в отсутствие передаваемых и принимаемых кадров передатчик и приемник обмениваются синхронизирующими последовательностями 2.5 МГц.

Протокол 10 Base FB не является универсальным и не обеспечивает, в частности, информационное взаимодействие между репитером и рабочей станцией.

Спецификация 10 Base FP

Спецификация 10 Base FP (Fiber Passive) определяет интерфейс физического уровня для обеспечения взаимодействия компонентов локальной сети с использованием принципа пассивного оптического разветвителя. При использовании технологии 10 Base FP возможно построение пассивной объединяющей структуры, которая может обеспечить взаимодействие 33 рабочих станций находящихся на удалении до 500 м.

 

Спецификация 10 Base FL

Cпецификация 10 Base FL (Fiber Link) определяет протокол передачи данных по двум волоконно-оптическим кабелям со скоростью 10 Мбит/сек на расстояние до 2000м. Протокол физического уровня 10 Base FL обеспечивает информационное взаимодействие в различных вариантах:

• Рабочая станция – рабочая станция
• Рабочая станция - репитер
• Репитер – репитер

 

Скорость передачи данных	10 Мбит
Тип кабеля	62.5/125
Макс. Длина сегмента	2000 м
Тип соединителей	ST

 

В 10BASE-FL применяется мультимодовый кабель и свет с длиной волны 850 нанометров, однако имеется аппаратура и для использования одномодового кабеля (с предельной длиной до 5 км). Оптоволоконный трансивер называется FOMAU (Fiber Optic MAU).Он выполняет все функции обычного трансивера (MAU), но, кроме того, преобразует электрический сигнал в оптический при передаче и обратно при приеме. FOMAU также формирует и контролирует сигнал целостности линии связи, передаваемый в паузах между пакетами. Целостность линии связи, как и в случае 10BASE-T, индицируется светодиодами "Link" и определяется по наличию между передаваемыми пакетами сигнала "Idle" частотой 1 МГц. Для присоединения трансивера к адаптеру применяется стандартный AUI-кабель, такой же, как и в случае 10BASE5,но длина его не должна превышать 25 метров. Имеются также сетевые адаптеры со встроенными трансиверами FOMAU, которые имеют только внешние оптоволоконные разъемы и не нуждаются в трансиверных кабелях.

Длина оптоволоконных кабелей, соединяющих трансивер и концентратор, может достигать 2 километров без применения каких бы то ни было ретрансляторов. Таким образом, возможно объединение в локальную сеть компьютеров, находящихся в разных зданиях, разнесенных территориально.

 

Рисунок 1.7 – Соединение адаптера и концентратора в 10BASE-FL

 

Рисунок 1.8 – Объединение компьютеров в сеть по стандарту 10BASE-FL

 

Как и в случае 10BASE-T, несколько концентраторов могут объединяться между собой для получения древовидной топологии. Вообще, наиболее часто сегмент 10BASE-FL как раз и используется для соединения двух концентраторов. А к концентраторам подключаются компьютеры по стандарту 10BASE-T. Таким образом, удается совместить достоинства обоих сегментов – низкую стоимость 10BASE-T и большие расстояния 10BASE-FL.

Минимальный набор оборудования для соединения оптоволоконным кабелем двух компьютеров включает в себя следующие элементы:

• два сетевых адаптера с трансиверными разъемами;
• два оптоволоконных трансивера (FOMAU);
• два трансиверных кабеля;
• два оптоволоконных кабеля с ST-разъемами (или с SC или с MIC разъемами) на концах.

Сущствует множество оптических коннекторов. Основные их типы предствалены в Таб.1.1.

Таблица 1.1