Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Высокоскоростным оптическим сетям — высокоуровневое тестирование

Бенуа Массон

Чтобы быть конкурентоспособными, современным предприятиям нужны высокоскоростные сети, обеспечивающие эффективную связь как внутри самого предприятия, так и с внешним миром. И небольшим, недавно образованным компаниям, и крупным корпорациям из списка Fortune 500 нужны стандартные голосовые сервисы и службы высокоскоростной передачи данных.

Однако широкое распространение высокоскоростных приложений инициирует рост потребностей пользователей в сетевой полосе пропускания, а также делает крайне необходимыми качественные тестирование и обслуживание сетей. В данной статье кратко рассмотрены наиболее типичные сети и процесс тестирования их параметров с использованием оптического рефлектометра, работающего во временной области (Optical Time-Domain Reflectometer — OTDR). Такое тестирование позволяет обеспечить эффективное функционирование сетей.

Типичные оптические сети

Благодаря развитию сетевых технологий на базе протоколов TCP/IP мы являемся сегодня свидетелями интеграции сетей передачи голоса и данных. В зависимости от поддерживаемых приложений и территориального охвата сети подразделяются на локальные (ЛВС), городские (Metropolitan Area Networks —MAN), хранения данных (Storage Area Networks — SAN) и территориально распределенные (Wide Area Networks — WAN). В сетях любого типа технология 10-Gigabit Ethernet (10-GbE) становится самой предпочтительной, чтобы удовлетворять постоянно растущие требования пользователей к скорости передачи данных.

Сети 10-GbE становятся все более распространенными в силу снижения стоимости соответствующего активного оборудования главным образом за счет использования в нем недорогих неохлаждаемых излучателей и лазеров типа VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers). Подобно стандарту Gigabit Ethernet, в технологии 10-GbE в качестве среды передачи данных предусмотрено применение медных и оптоволоконных кабелей.

Оптическое волокно, предназначенное для телекоммуникационных приложений, изготавливается из стекла и состоит из сердцевины и оболочки. Оптический сигнал распространяется по оптоволокну за счет полного внутреннего отражения света на границе сердцевины и оболочки. Технологию 10-GbE поддерживают два основных типа оптического волокна. Это:

• Одномодовое волокно, диаметр сердцевины которого составляет от 8,6 до 9,5 мкм, позволяет передавать трафик 10-GbE на расстояние до 10 или 40 км в окнах прозрачности 1310 и 1550 нм соответственно. Этот тип волокна обычно используется в сетях WAN, MAN и SAN.

• Многомодовое волокно имеет диаметр сердцевины 50 или 62,5 мкм, что создает условия для распространения по нему множества видов световых волн, или мод, одновременно (это и отражается в названии данного типа волокна). По сравнению с одномодовым многомодовое оптоволокно обеспечивает меньшую дальность связи, а при одинаковой длине кабельного канала поддерживает более низкую скорость передачи данных вследствие межмодовой дисперсии и большего затухания сигнала. Многомодовое оптоволокно позволяет передавать 10-Гбит/с поток данных на длине волны 850 нм на расстояние до 300 м. Обычно этот тип волокна используют внутри зданий, центров обработки данных и центральных офисов.

Тестирование и сертификация оптоволокна

Чтобы гарантировать пригодность инсталлированного оптоволокна для использования в сети, его, как и медную проводку, необходимо протестировать и сертифицировать на соответствие требованиям стандартов. При сертификации оптоволоконного канала необходимо измерять и учитывать характеристики оптоволокна, его сростков и коннекторов. Для выполнения базовой процедуры сертификации оптоволоконного канала используются измерители оптических потерь (Optical-Loss Test Set — OLTS).

Однако метод тестирования оптоволокна, основанный на измерении оптических потерь, имеет определенные недостатки и ограничения: с помощью средств OLTS невозможно идентифицировать и локализовывать неисправности оптоволоконного канала (т. е. находить места повреждения оптоволокна, плохие коннекторы и сростки). И здесь окажутся полезными оптические рефлектометры.

Оптические рефлектометры в действии

Общий принцип работы оптического рефлектометра состоит в том, что он посылает световые импульсы, которые отражаются от неоднородностей тракта (френелевское отражение) и рассеваются по мере распространения (обратное рэлеевское рассеяние света). В результате этого часть импульса (отраженный сигнал) возвращается обратно в излучающий порт. Измерение временного интервала между моментами излучения импульса и прихода отраженного сигнала позволяет определить расстояние от точки ввода импульса в канал до неоднородности в нем.

Обратное рэлеевское рассеяние происходит в каждой точке оптоволокна. Измерение уровня этого рассеяния позволяет определить затухание светового сигнала при его распространении по волокну.

Френелевское отражение обусловлено резкими изменениями показателя преломления в оптоволоконном тракте (они могут быть вызваны разрывами оптоволокна, установкой разъемов). На рефлектограмме это отражение представлено в виде выброса сигнала. При френелевском отражении мощность отраженного сигнала значительно выше, чем при обратном рассеянии.

Рабочие характеристики оптических рефлектометров

Названные приборы имеют разные технические характеристики, и не все они подходят для тех или иных конкретных случаев построения и тестирования каналов. Поэтому, покупая оптический рефлектометр, обращайте внимание на следующие его характеристики:

• Динамический диапазон (в децибеллах) — важный параметр, показывающий измерительные возможности рефлектометра. Его величина определяется как разность уровней излучаемого и регистрируемого сигналов при отношении сигнал/шум, равном единице. Наличие самого широкого динамического диапазона отнюдь не обязательно является преимуществом рефлектометра, поскольку для увеличения этого параметра разработчики прибора могут пожертвовать другими его важными характеристиками.

• Диапазон измерений (в децибеллах) редко приводится в технических описаниях рефлектометров. Хотя динамический диапазон является ключевой характеристикой рефлектометра, вам следует знать и его диапазон измерений, определяемый как максимально допустимые потери на участке тракта между его началом и неоднородностью, которую рефлектометр еще в состоянии обнаружить и параметры которой он еще может точно измерить.

• Мертвые зоны — естественные явления, возникающие при измерении параметров оптоволоконного канала с помощью рефлектометра. Их можно сравнить с кратковременной слепотой человека, возникающей при выходе его из здания на яркий солнечный свет. Аналогичным образом мертвые зоны характеризуют временное “ослепление” детектора рефлектометра вследствие сильного френелевского отражения, например, от коннектора.

Мертвая зона отражения (event dead zone) представляет собой минимальное расстояние между двумя соседними неоднородностями, обнаруживаемыми с помощью рефлектометра. Каждая отражающая неоднородность оптоволоконного тракта порождает мертвую зону отражения. При ее измерении (для характеристики рефлектометра) обычно используют импульс минимальной ширины, позволяющий получить минимальную мертвую зону отражения. Согласно теории, импульс шириной 30 нс дает мертвую зону отражения длиной 3 м. На размер мертвой зоны отражения влияют и другие параметры работы рефлектометра — например, ширина полосы пропускания его приемника. Влияет на ее размер и уровень отраженного сигнала. Сильный отраженный сигнал (свыше –20 дБ) может вызвать насыщение усилителя детектора и увеличение времени восстановления его работы и таким образом увеличить мертвую зону отражения.

Мертвая зона затухания (attenuation dead zone) представляет собой минимальное расстояние, необходимое рефлектометру для обнаружения неотражающего события после сильного отражения. Эта зона возникает после первого коннектора тракта и всех последующих отражающих неоднородностей.

Способность рефлектометра проводить измерения при высоком уровне отраженного сигнала имеет большое значение для тестирования многомодовых сетей, в которых часто коннекторы дают отраженный сигнал уровня до –20 дБ. Чтобы точно измерить потери в коннекторе с таким большим отражением, детектор рефлектометра не должен входить в режим насыщения при уровне сигнала, скажем, до –18 дБ.

На точность работы рефлектометра большое влияние оказывает контролируемый ввод излучения в многомодовое оптоволокно (controlled launch conditions), обеспечивающий оптимальное заполнение его сердцевины светом. Нежелательными альтернативами контролируемому вводу являются чрезмерное (overfilled launch) и недостаточное (underfilled launch) заполнение сердцевины светом. В первом случае на оптоволокно подается слишком широкий луч света и значительная часть его мощности отражается от первого коннектора тракта, во втором сердцевина оптоволокна не заполнена светом равномерно и полностью (излучение сконцентрировано вблизи ее центра).

Недостаточное заполнение может дать заниженные результаты измерения потерь в оптоволоконной линии. Так, если два волокна не совмещены, а источник излучения рефлектометра недостаточно заполняет сердцевину волокна, сигнал не будет отражаться от места стыка этих волокон (несмотря на их несовмещение) и его мощность на стыке не потеряется, а значит, рефлектометр не сможет обнаружить это несовмещение. Для обнаружения таких несовмещений и измерения их характеристик необходим контролируемый ввод излучения в оптоволокно. Условия насыщения сердцевины оптоволокна светом должны быть эквивалентны условиям ее насыщения при проведении измерений с помощью средств OLTS, когда используется источник чрезмерного заполнения сердцевины, подключенный к катушке из пяти витков 50-мкм оптоволокна на сердечнике диаметром 25 мм или 62,5-мкм волокна на сердечнике диаметром 20 мм (фильтр мод высокого порядка).

Разнообразные функциональные возможности

Чтобы быть полезным и надежным прибором, рефлектометр должен иметь хорошие рабочие характеристики и следующие ключевые функциональные возможности:

• Поддержка тестирования многомодового и одномодового оптоволокна. Хороший рефлектометр, предназначенный для сертификации корпоративных сетей, должен позволять тестировать оба этих типа оптического волокна с помощью одного и того же базового аппаратного блока.

• Автоматические режимы измерений для малоопытных пользователей. Наличие таких режимов позволяет тестировать сети людям без глубоких знаний в области волоконной оптики.

• Дополнительные режимы тестирования для опытных пользователей со специфическими потребностями в тестировании сети. Эти режимы должны иметь как можно больше конфигурируемых параметров, что позволяет проводить различные специальные тесты.

• Накопление и обработка результатов измерений. Очень важно, чтобы рефлектометр мог эффективно сохранять результаты измерений для последующего анализа.

• Генерация отчетов. Эта функциональная возможность позволяет создавать индивидуально настраиваемые отчеты, предоставляющие ключевую информацию о протестированных линиях и отображающие их рефлектограммы.

В относительно коротких каналах корпоративных сетей особенно важно измерять параметры первого и последнего коннекторов. В оптоволоконных линиях оптические потери обычно возникают в коннекторах, механических сплайсах, местах изгиба волокна, ну и конечно же происходит затухание сигнала в оптоволокне. В протяженных каналах WAN- и MAN-сетей все эти факторы вносят весомый вклад в общую картину потерь. В случае же применения коротких (до 50 м) каналов, являющихся типичными для сетей предприятий, составляющая потерь, обусловленная затуханием сигнала в оптоволокне, невелика.

Если в волокне нет сильных изгибов, то основными источниками потерь являются коннекторы, поэтому очень важно правильного измерять их оптические характеристики. Чаще всего линия оснащается всего двумя коннекторами, но при любых обстоятельствах необходимо правильно измерять параметры первого и последнего коннекторов. Чтобы сделать это, нужно задействовать нормализирующую катушку перед первым коннектором линии и за ее последним коннектором. Благодаря этому повышается точность измерения потерь, поскольку необходимо иметь обратное рэлеевское рассеяние на достаточном расстоянии до коннектора и за ним. В большинстве случаев для любого типа импульса достаточно задействовать нормализирующую катушку, на которую намотано от 100 до 200 м оптоволокна.

С целью повышения производительности измерений некоторые люди предпочитают тестировать сразу две оптоволоконные линии одновременно, для чего их нужно соединить, образовав петлю (loopback). И здесь для правильного измерения характеристик коннекторов необходимо использовать нормализирующую катушку (между первой и второй оптоволоконными линиями).

Лучший прибор

Чтобы гарантировать оптимальную работу высокоскоростных сетей, крайне важно полностью тестировать и сертифицировать их. Существуют разные средства испытаний оптоволоконных каналов, но, поскольку оптические рефлектометры дают больше всего информации о канале и позволяют локализовывать неисправности в нем, именно эти тестирующие устройства, гарантирующие точные результаты измерений, обязательно должны входить в инструментарий сетевых специалистов..


Шпионская скрытая мини видеокамеры.




  
4 '2006
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Коммуникации — это не только IP-пакеты

• E-learning в бизнесе: потребности, возможности, перспективы

инфраструктура

• Российские серверы

• Рынок iSCSI-сетей SAN готов к стремительному подъему

• DDNS своевременно обновит имена

сети связи

• IMS и новые услуги связи

• Системы широкополосного доступа для NGN

кабельные системы

• Как спасти ЦОД от перегрева

• Системы управления СКС на российском рынке

• Высокоскоростным оптическим сетям — высокоуровневое тестирование

защита данных

• Тестируем средства защиты от шпионского ПО

новые продукты

• HiPath 4000. Теперь с протоколом SIP и шифрованием; Промышленные компьютеры от Ampro Computers; Системы учета трафика «АЛС и ТЕК»


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх