Общие замечания

Стандарт ISO/IEC 11801-2008 не предъявляет особенных требований к структуре и топологии СКС волоконно-оптических компонентов структурированной кабельной системы. Рассмотрим тре­бования данного стандарта, отражающие оптическую специфику.

Отметим, что в стандарте ISO/IEC 11801-2008 отражены тре­бования к кабельной системе как таковой. Требования к во­локонно-оптическим компонентам отражены в многочисленных промышленных стандартах, на которые в стандарте ISO/IEC 11801-2008 указаны ссылки

Подобно электрической части СКС, все требования к ВОЛС формулируются на основе концепций «канала передачи данных» и «звена передачи данных». Напомним, что под каналом понимается тракт передачи сигнала с выхода активного оборудования до входа сетевой карты пользователя. При этом в состав канала будут включены шнуры оборудования  и рабочей зоны, но не включены сое­динители на концах канала. Влияние этих соединителей на характеристики кана­ла учтено конструкцией активного сетевого или тестового оборудования, подключаемого к каналу.

Под звеном передачи данных понимается часть тракта передачи сигна­ла  в инсталлированной СКС, включающая фиксированный кабель любой подсистемы СКС и два соединителя на его концах.

В соответствии с рекомендациями стандарта ISO/IEC 11801-2008 располо­жение распределительных устройств (РУ) должно быть таким, чтобы длина кана­ла в горизонтальной подсистеме не превышала 100 метров, а длина канала, объединяющего горизонтальную подсистему СКС и магистральные подсистемы здания и территории, не превышала 2000 метров.

В последнем случае не все виды актив­ного оборудования способны работать, если канал создан на кабеле одного типа, и поэтому в данном случае необходимо учесть в канале наличие двух видов сред передачи: ­оптического и электрического кабеля и соединительного оборудования. Подобная задача решается при помощи конверторов среды передачи (медиаконверторов), которые являются частью активного оборудования, подключенного к СКС, а не ее частью.

Использование волоконно-оптических компонентов в СКС позволяет исполь­зовать в ней в некоторых случаях централизованную топологию, но стандарт спе­циально предупреждает, что в этом случае теряется одно из существенных пре­имуществ СКС - гибкость. Действительно, при централизованных топологиях существенно снижаются (если вообще не исчезают) возможности реконфигу­рирования системы.

Каналы стандартных оптических классов

Стандарт ISO/IEC 11801-2008 вводит следующие три класса оптических кана­лов: ОF-ЗОО; ОЕ-500; OF-2000. Цифра в названии класса указывает в метрах ми­нимальную длину канала, на которой канал данного класса гарантированно под­держивает соответствующие приложения, если этот канал построен на кабелях и соединительных устройствах, удовлетворяющих требованиям стандарта.

Выбор типа оптического канала для использования во вновь инсталлируемой СКС, должен быть сделан с учетом приложения F / таблицы F3, приведенной в приложе­нии к стандарту ISO/IEC 11801-2008, в которой указаны классы каналов, не­обходимые для конкретных сетевых приложений.

Выбор волоконно-оптических компонентов будет определять:

1. нужные дли­ны каналов;
2. сетевые приложения, которые должны поддерживаться данным каналом;
3. время жиз­ни создаваемой СКС.

При этом требования к характеристикам оптических каналов, приводимые в стандарте, базируются на предположении, что в активном сетевом оборудовании, подключенном к СКС, используется единственная длина вол­ны в каждом конкретном окне прозрачности. В стандарте отсутствуют какие-­либо специальные требования к магистралям СКС, учитывающие мультиплексирование по длинам волн (WDM или DWDM). Требования к волоконно-оптическим компонентам, обеспечиваю­щим мультиплексирование по длинам волн, должны быть взяты из стандартов на соответствующие  сетевые приложения

Топология оптических каналов

Поскольку на волоконно-оптическую часть СКС распространяются те же требования по топологии, что и на электрическую часть, это означает, что и в оптоволоконной части СКС остается предпочтительной топология иерархической звезды. Однако, при построении волоконно-оптических кана­лов СКС имеется некоторые исключения, связанные, например, с топологиями FTTX (Оптоволокно на рабочее место), которое иногда не требует наличие актив­ного сетевого оборудования в районе расположения распределительного устройства этажа (FD), оно может быть расположено и рядом с распределительным устройством здания (BD) (если, конечно, в магистрали здания используется тот же тип оптово­локна, что ив горизонтальной подсистеме). Однако, не следует забывать, что любая централизация приводит к потере гибкости, которую обеспечивает СКС при возможных изменениях конфигурации инженерных систем.

Топология оптического канала в магистральных (внутренних и внешних) подси­стемах СКС представлена на рис. 25, а топологические варианты каналов в гори­зонтальной подсистеме и магистрали здания - на рис. 26.

Рис. 25 Структура оптического канала магистральной подсистемы СКС

Рис.26 Варианты топологий каналов в гори­зонтальной подсистеме и магистрали здания.

Три варианта конфигураций оптического кана­ла:

А) с коммутационными шнурами(от англ. patched channel);

В) канал со сплайсами (от англ. spliced channel);

В) прямой канал (от англ. direct channel), в котором не нужно РУЭ.

В отличие от электрической части СКС при оконцевании волоконно­оптических кабелей в распределительных устройствах могут быть использова­ны как разъемные соединители (коннектор и адаптер), так и сплайсы – одноразового и многоразового использования.

Для компенсации  вносимого затухания большого числа соединителей и сплайсов в оптическом канале данного класса (особенно в канале с коммутационными шну­рами), можно так уменьшить общую длину канала, чтобы тем самым ском­пенсировать его затухание. Задержка сигнала, так важная для многочисленных мультигигабитных сетевых приложений, рассчитывается по известной длине ОВ в данном канале и его характеристикам передачи.

Требования стандарта ISO/IEC 11801-2008 к затуханию в волоконно-оптических каналах СКС

Затухание в волоконно-оптических каналах установлено стандартом ISO/IEC 11801-2008 при следующих условиях:

1. вносимые потери, обусловленные всеми соединителями в канале, не превыша­ют 1,5 дБ. Дополнительные соединения можно использовать, если позволяет оптический бюджет применяемого оборудования;

2. затухание в канале должно измеряться в соответствии с документом ISO/IEC 14763-3;

3. затухание в ОВ каналах и звеньях на указанной стандартом длине волны не должно превышать суммы заданных значений затуханий всех компонентов, составляющих этот канал или звено, на этой длине волны.

Требования стандарта ISO/IEC 11801-2008 к затуханию ОВ каналов приведены в табл.5, где указаны макси­мально допустимые значения затухания.

Таблица 5. Максимально допустимое затухание (дБ) в оптических каналах СКС в свете требований стандарта ISO/IEC 11801.

Как видно из табл.5, в СКС, построенной в соответствии с требованиями стандарта ISO/IEC 11801,  при длине волны 850 нм и ОВ канале наибольшей длины (2000 м), затухание сигнала не превышает 8,50 дБ. Активное обо­рудование, как правило, нормально функционирует при значениях затухания от 11 до 15 дБ. Таким об­разом, СКС обеспечивает гарантированную работоспособность любого активного сетевого оборудования в отличие от исключительной кабельной системы (не являющейся структурированной).

Требования, представленные в табл.5, не являются жесткими: стандарт опи­рается не на рекордные, а на средние характеристики изделий промышленных СКС.

Важным является тот факт, что при построении СКС величина потерь в каналах и звеньях будет напрямую определяться качеством проведенного монтажа, поэтому реальные значения вносимых потерь, будут не известны до окончания процесса инсталляции СКС.

Требования стандарта ISO/IEC 11801-2008 к волоконно-оптическим кабелям

Волоконно-оптические кабели, применяемые в СКС, должны удо­влетворять как требованиям стандарта IEC 60794, который специфицирует методы тестирования и характеристики кабеля, так и требованиям стандарта ISO/IEC 11801.

Для поддержки различных классов сетевых приложений стандартом предусмотрены четыре типа оптоволокон: три типа многомодовых волокон - ОМ1, ОМ2, ОМ3 и один тип од­номодового волокна – 0S1. Затухание в кабелях, используемых в СКС, не долж­но превышать значений, приведенных в табл. 6.

Таблица 6. Максимально допустимое затухание ОВ кабеля, дБ/км, в соответствии со стандартом ISO/IEC 11801-2008

Временная задержка сигналов в ОВ кабелях определяется, в соответствии с рекомен­дацией стандарта, умножением длины кабеля на величину коэффициента 5,00 нс/м, который со­ответствует скорости распространения сигнала в кабеле, составляющей 0,667 от скорости распространения света в вакууме (NVP) (от англ. Nominal Velocity Propagation). Для сетевой аппаратуры, чувствительной к задержке, канальную задержку можно рассчитать без дополнительных измерений.

Требования к ОВ кабелям, используемым в СКС, охватывают три группы характеристик:

1. требования к оптоволокну;
2. требования к передаточным характеристикам кабеля;
3. требования к физическим характеристикам кабеля.

Многомодовые оптоволоконные кабели должны:

· иметь градиентный профиль показателя преломления сердцевины;

· иметь типоразмеры 50±3/125±2 мкм (тип А1а) или 62,5±3/125±2 мкм (тип А1b);

· иметь числовую апертуру, соответствующую оптоволокнам типов А1а и А1b

по стандарту IEC 60793-2-10 (для А1а - 0,20±0,02 или 0,23±0,02, а для А1b ­0,275±0,015).

Передаточные характеристики для каждого оптоволокна в кабеле должны быть следующими:

· затухание - в соответствии с табл.6,
· коэффициент широкополосности - в соответствии с табл.7,
· затухание и коэффициент широкополосности должны быть измерены в соответствии со стандартами IEC 60793-1-40 и IEC 60793-1-41, соответственно.

Физические характеристики ОВ кабеля должны удовлетворять механическим и климатотехническим спецификациям стандартов IEC60794-2 и IЕС60794-3, соответственно.

Таблица 7. Минимально допустимый стандартом ISO/IEC 11801-2008 коэффициент широкополосности (МГц х км) для многомодовых оптических волокон.

В вышеперечисленных требованиях к многомодовым ОВ кабелямнужно обратить внимание на то, что они должны выполняться для каждого оптоволок­на в кабеле, независимо от их общего числа и независимо от того, будут ли они исполь­зоваться в данный момент.

СКС строится надолго, поэтому может возникнуть необходимость исполь­зования незадействованных ранее волокон в кабеле, оставленных на будущее расширение системы СКС.

Еще одна деталь, на которую следует обратить внимание. В многомодовых ОВ реальный коэффициент широкополос­ности будет зависеть от способа ввода светового излучения в оптоволокно. Существует 2 способа ввода излучения в ОВ: ввод с модовым переполнением (при насыщенном возбуждении) (англ. overfilled launch) и лазерный ввод (с лазерным возбуждением) (англ. laser launch). В последнем случае на волокне класса ОМ4 и длине волны 850 нм коэффициент широкополосности равен 4700 МГцхкм. Если взять полосу пропускания частот, обеспечиваемую электрическим симметричным кабелем, например, категории 7 на дли­не 100 м, которая составляет 600 МГц, и сравнить ее с полосой пропускания много­модового ОВ кабеля такой же длины при лазерном возбуждении, то получим 20 000 МГц - ве­личину абсолютно недостижимую для электрических симметричных кабелей.

Требования стандарта ISO/IEC 11801-2008 для одномодовых кабелей сводятся к следующему:.

1.      оптоволокно должно соответствовать требованиям стандарта IEC 60793-50 к волокну типа В1 и требованиям спецификаций ITU-T G.652;

2.      передаточные характеристики должны быть следующими:

· по затуханию - как в табл.6,

· коэффициент широкополосности не указывается,

· критическая длина волны в оптоволокне должна быть не более 1260 нм (т. е. одномодовый режим распространения излучения гарантирован для длин волн, начиная с 1260 нм и далее);

3.    физические характеристики одномодовых  ОВ кабелей, аналогично многомодовым, должны удовлетворять механическим и климатотехническим специфи­кациям стандартов IEC 60794-2 и IEC 60794-3, соответственно.

Требования к оптоволоконным соединительным устройствам

Волоконно-оптические соединительные устройства (коннекторы, адаптеры и сплайсы) должны обеспечивать требуемые характеристики в диапа­зоне рабочих температур от -100° С до +600° С. В нерабочем состоянии коннекторы и адаптеры должны быть закрыты крышками и колпачками от пыли, а перед каж­дым соединением торцы наконечников коннекторов должны быть протерты сал­феткой, смоченной спиртом.

Для различения одномодовых и многомодовых волокон, а также многомодовых волокон с различными сердцевинами в соединениях, стандарт рекомендует использовать цветовую кодировку, не оговаривая ее. Конкретные цвета указаны только для коннекторов типа SC (дуплексных и симплексных):

· бежевый или черный - для многомодовых с любой сердцевиной оптоволокна;

· голубой, синий - для одномодовых с полировкой по типу физического контакта (РС);

· зеленый - для одномодовых  с угловой полировкой (АРС).

Эти же цвета рекомендованы и для коннекторов другого типа, в том числе и для коннекторов малых форм-факторов (SFF).

Требования стандарта ISO/IEC 11801-2008 к механическим и оптическим характеристикам соединительных устройств приведены в табл.8.

Таблица 8. Механические и оптические характеристики соединительных устройств по стандарту ISO/IEC 11801.

Отдельным будет требование к информационным розеткам (ИР) - шнуры рабочего места должны быть оконцованы дуплексным коннекто­ром типа SC-D, т. е. подключение к горизонтальной подсистеме на рабочем ме­сте должно осуществляться дуплексной вилкой путем включения ее в дуплекс­ный ОВ адаптер. В основе этого требования лежит необходимость предотвратить неправильное включение шнура случайным пользователем СКС.

В то же время для оконцевания кабелей горизонтальной подсистемы с проти­воположной стороны розетки, скрытой от пользователя, стандарт рекомендует ис­пользовать симплексные коннекторы для обеспечения большей гибкости кабель­ной системы. Аналогичные рекомендации даны и для ОВ коммутационных панелей.

В распределительных устройствах на кабелях с внутренней стороны панели должны быть установлены симплексные коннекторы, а снаружи на коммутационных шнурах – дуплексные.

«Полярность» подключения коннекторов н адаптеров

В соответствии со стандартом ISO/IEC 11801-2008 в СКС для обеспечения правильной и быстрой коммутации и подключений сетевого и терминального оборудования необходимо использовать полярность подключения к ОВ коннекторам и адаптерам в соответствии с  маркировкой.

Вводится поня­тие  «полярности» ОВ коннекторов (от англ. polarity). Коннектор, из которого вы­ходит излучение, считается коннектором типа «A», а коннектор, в который излучение вводится будет коннек­тором  типа «B».

При маркировке ОВ дуплексной розетки или коммутационной панели на сторо­ну, видимую пользователем, наносится маркировка той полярности, которой облада­ет устанавливаемый коннектор. В соответствии с этим, с другой стороны панели в это посадочное место должен быть установлен коннектор противоположной полярности.

Легко заметить, что при вращении адаптера по часовой стрелке, вза­имное положение ключа и буквы полярности не изменяется. Таким образом, при инсталляции можно монтировать адаптер в любом удобном положении, необхо­димо лишь соблюдать рекомендуемую стандартом полярность.

Вышеизложенные принципы обозначений полярности и расположения клю­чей стандарт рекомендует использовать при использовании ОВ соединителей других ти­пов, в том числе, коннекторов с малым форм-фактором (SFF), а также при инсталляции соединителей в распределительных устройствах и точках консолидации.