Расчет предельной длины многомодового тракта

Нормативными документами СКС в зависимости от типа оптического волокна (ОВ) и рабочей длины волны каждому приложению на основании спецификаций сетевых интерфейсов поставлена в соответствие определенная максимально допустимая длина тракта. В идеологию стандартов СКС положено разбиение всей совокупности многомодовых трактов на три класса: ОF-300, ОF-500 и ОF-2000, причем максимальная длина тракта в метрах численно равна цифровому индексу класса.

      Соблюдение норм стандартов по максимальной протяженности тракта в случае его реализации на стандартной элементной базе гарантирует (иногда с определенными оговорками) получение заданного качества передачи, требуемого спецификациями сетевых интерфейсов по критерию обеспечения необходимого уровня дисперсионных искажений и/или максимально допустимого затухания.

      Введенное в стандартах СКС разбиение трактов на классы вполне применимо в отношении подсистемы внутренних магистралей, для которых характерны относительно небольшие протяженности линейной части. Однако принцип ранжирования линий, применяемых в нормативных документах, не в полной мере удовлетворяет тем потребностям практики, которые возникают в ходе проектирования подсистемы внешних магистралей.

     Оценка предельно допустимой длины оптического тракта на основе параметра класса тракта в данной области является слишком грубой. Причина этого заключается в том, что при реализации подсистемы внешних магистралей на крупных предприятиях средняя длина стационарной оптической линии на основании статистики реализованных проектов составляет примерно 1 км. В то же время стандарты не предусматривают отдельного класса трактов с аналогичной или близкой протяженностью. Особое внимание, которое необходимо оказывать именно этому диапазону, обусловлено тем, что при длинах трактов до 1000 метров для построения линий оптической связи ИВС экономически более выгодно использовать многомодовую технику.

СКС оптоволокно схема коэффициент затухания

Рис. 206. «Распределение затухания многомодовых кабелей внешней прокладки с многомодовым оптоволокном типа 62,5/125 (модульная конструкция, срок эксплуатации 8 лет) : а) длина волны 850 нм; б) длина волны 1300 нм»

      Нестыковка нормативных документов и потребностей практики может быть достаточно успешно устранена за счет того, что возможности техники структурировано кабельной системы позволяют в определенных пределах в случае необходимости увеличить предельную длину тракта. При этом используются как внутренние резервы основных нормативных документов СКС, обусловленные особенностями их построения, так и имеющееся на практике заметное превышение параметров элементной базы над нормируемыми значениями, см. рис. 206.

      Метод определения предельно допустимой длины многомодового тракта согласно стандарту IEC TR 61282-2 базируется на расчете бюджета мощности (power budget). На основании результатов, полученных в параграфе 2.4.3, уравнение бюджета, решение которого дает максимальную длину тракта, имеет следующую форму:

Е = A (l) + rd(l) + rnd,

      где Е — энергетический потенциал оптического сетевого интерфейса;

      А(l) — затухание сигнала в тракте длиной l;

      rd — параметр дисперсионного штрафа по мощности,

      rnd — недисперсионный штраф по мощности.

      Величина недисперсионного штрафа по мощности принимается равной rnd = 1 дБ. Исключение составляют интерфейсы, энергетический потенциал Е которых не превышает 4 дБ. Для этого оборудования данная разновидность потерь считается уже учтенной при определении Е, и поэтому для них rnd = 0 дБ.

      Значение  fT  зависит от информационной скорости V передачи и типа кодирования линейного сигнала. В частности, для интерфейсов Ethernet стандартами нормируется применение блочных линейных кодов 4В5В для Fast Ethernet, 8В10В для Gigabit Ethernet и 64В66В для 10G Ethernet.

     Поэтому для них fT = eV, причем e = 1,25 для оборудования Fast Ethernet и Gigabit Ethernet и e = 1,031 для оптической сетевой аппаратуры 10G Ethernet. Значения fT приведены в табл. 2. Величина  f0 аналогично параграфу 2.4.3 находится как  f0  = ∆F/l, где ∆F — коэффициент широкополосности линейного кабеля. Возможное превышение ∆F над требованиями стандартов в явном виде не учитывается и рассматривается как запас расчета. Численное значение дисперсионного штрафа по мощности согласно параграфу 2.3.4 оценивается как rd=2,24fT / f0 — 0,6 дБ.  Энергетический потенциал Е сетевых интерфейсов заимствовался из их спецификаций. При отсутствии этих данных в качестве оценки Е принимались величины допустимого затухания в тракте, приведенные в приложении к стандарту ISO 11801.

      Величины потерь в отдельных компонентах, последовательное соединение которых образует стационарные линии и тракты, являются независимыми случайными величинами с законами распределения, близкими к нормальному. Само затухание стационарной линии и тракта, для формирования которых использовано n различных компонентов, также будет случайной величиной с законом распределения, который по вероятности стремится к нормальному. С учетом этого значения математического ожидания и дисперсии затухания выражаются в следующей форме:

 

, ,

  

     где Ai  – математическое ожидание

      – дисперсия затухания i-го элемента

      Ожидаемая величина затухания А в форме оценки сверху, выполненной с привлечением правила «трех сигм» (вероятность превышения не свыше 0,3% при условии нормального распределения оцениваемой случайной величины) выглядит следующим образом:

122309-1920-1.png 

Статья перепечатана с разрешения автора А.Б.Семенова из его книги «Волоконно-оптические подсистемы современных СКС». Статья приводится на страницах 549-557.


Поделиться информацией

Вы можете послать эту статью или новость коллеге или знакомому по email со своим комментарием, пригласить обсудить ее. Просто нажмите на иконку конверта --->


Сообщения, вопросы и ответы

Вы можете задать вопрос, написать комментарий, обсудить данную новость или статью.

Ваше сообщение (вопрос, ответ, комментарий)

  1. Анатолий Петьков 24.12.2009 в 00:25

    (подписан на сообщения)

    Опять MM, опять наступаем на те-же «грабли», чтобы жить спокойно надо считать по супер формулам, когда тут-же применим SM и практически все проблемы-даже так скажу: 80% проблем исчезнут сами собой.

    по поводу SM-MM мы обсуждали ockc.ru/?p=1184 итог и подтверждение компания Nortel анонсирует успешный запуск 100G по одному волокну на ОДНОЙ длине волны, 1 лайзер. скоро будем ждать реакцию китая- и запуск в массы довольно дешевых решений для города и внутренних магистралей ЦОД или СКС.

    С уважением Анатолий.

  2. Сергей Бурносов 27.12.2009 в 16:30

    (подписан на сообщения)

    Не совсем понимаю для чего сюда попала эта статья. Это какая-то редакция фрагмента книги 10-ти летней давности, когда рассуждения об экономической целесообразности имели право на существование. Сейчас же, когда рынок наполнен SFP модулями ценой в 20-30 долларов и при том, что SM волокно и все компоненты дешевле, чем MM, то ситуация с точностью противоположная тому о чем писал когда-то Андрей Борисович. Осмелюсь утверждать, что сейчас ЭКОНОМИЧЕСКИ ЦЕЛЕСОООБРАЗНО использовать SM технику:-)

  3. Андрей Семенов 27.12.2009 в 22:02

    Cергей, одномодовый SFP реализован на лазере с РОС или резонатором Фабри-Перо, многомодовый — на VCSEL. Разница в диаметре активной области и сложность их формирования, прямо влияющие на выход годных после выращивания кристалла, надеюсь, дополнительных коментариев не требуют. Приемник в первом случае тройчатковый или германиевый — во втором, криемниевый. Поэтому, когда одномодовый SFP тянет на 20-30 долларов, то многомодовый SFP у того же производителя должен стоить 7-12 долларов.

    Если выбора SM — MM у производителя нет (ну не выгодно заниматься диапазлном 850 нм), то ... результат известен.

    Компоненты одномодового разъема всегда дороже многомодового, т.к в розетке применяется керамический центратор , а не бронзовый, при заклейке делается лишняя полировка, геометрические допуски в многомоде заметно шире. Разница на метре в цене дуплексного патчевого кабеля даже у брэндов составляет около 2 центов и не делает погоды в цене шнура. Не замечать этих очевидных вещей и заменять это ослоумием типа «Например, тут свежее исследование как укоротить грабли чтоб били по яйцам, а не по лбу по теме применимости мультимода» значит расписаться в собственном бессилии и заменить нормальные аргументы бранью типа лай из подворотни (что поделаешь, совок).

    Еще раз прошу выполнять ценовое сравнение в пределах одной ценовой группы, а не так, как удобно, т.к. в этом случае всегда получается нужный результат.

    Кроме того, перед началом сравнения надо определить предмет обсуждения. Если сеть доступа, линия кабельного телевидения, линия интернет-провайдера — это одно (одномод), если межэтажная линия СКС — совсем иное. Если что-то всегда нужно на складе — то третье (пример Иркутскэнерго, когда АйТи целенаправленно пошла на одномод). На то интегратор, чтобы учитывать все эти нюансы.

    PS. Я вообще не собирался продолжать эту дискуссию, т.к. она означает всего лишь бесплатную рекламу человеку, который для меня упал почти до уровня торгаша, возомнившего, что знания можно купить за три копейки, но Ваше Сергей появление в этом форуме заставило сделать исключение. На сим заканчиваю. надеюсь, что возвращаться не придется. Продолжение — только в личной почте.

    • Сергей Бурносов 28.12.2009 в 09:04

      (подписан на сообщения)

      Уважаемый Андрей!

      0. Получил поздравление от Димы Мацкевича, пошел посмотреть что за проект он затеял. Увидел статью Семенова. Высказал свою точку зрения. Вы, Андрей Борисович, против существования отличных от Вашей точек зрения?

      1. Не понимаю почему моя реплика вызвала столь гневную отповедь, переходящую в откровенное хамство. Не к лицу это столь уважаемому автору. Возраст, положение, ученая степень — где они? Ну а националистические проявления в отношения китайцев и вовсе Вас не красят. Кстати, я с трудом различаю китайцев, корейцев и столь любимых Вами японцев. А Вы? К чему эти слова про «косых»?

      2. Если уж Вы так хотите арифметики, то давайте посчитаем линию 8 волокон, на которой работают две систем передачи данных (4 волокна в резерве):

      Компонента Разница в цене sm\mm Кол-во Сумма

      Розетка $0,08 16 $1,28

      SFP $12,00 4 $48,00

      Кабель 8 волокон -$0,40 123,2 -$49,28

      Разницы в цене патч-кордов и пигтейлов в последнее время я не наблюдаю.

      Итого = 0

      Таким образом если и рассуждать о ЦЕЛЕСОБРАЗНОСТИ, то длина линии сокращается до величины порядка 100м, но никак не 1000м.

      3. Согласен, что рассуждения о цене в отрыве от предмета не имеют смысла. Выше Вы фактически признали, что экологическая ниша умирающего многомода — межэтажные связи. Могу добавить сюда еще и внутренние линии в ЦОД. Но опять же с оговорками. Если клиент крупный и задумывается о будущем (или Интегратор за него подумал) переходе на скорости 10G, то согласно данным CIsco (простите, но я практик и мне проще техническими характеристиками конкретных устройств оперировать, чем рассуждать о высоких материях — СТАНДАРТАХ) расстояния варьируются в диапазоне от 26м до 300м (на кабеле с Modal Bandwidth (MHz*km) = 2000 — где только его найти такой — ни в одном прайсе не встречал. Ввероятно он имеется у западных производителей СКС, но он точно «золотой» и его использование изменит вышеприведенный расчет не в пользу ММ).

      На стандартном же кабеле, имеющемся на рынке предельная дальность не дотягивает и до 100м на длине волны 850 нм, и от 100 до 200 м на длине волны 1310нм.

      Так о чем же разговор?

      Если цель появления публикации была чисто академическая, тогда ее нужно было в соответствующем издании публиковать, а не в Инете. Тут и нахамить могут, хотя в данном случае ситуация обратная.

  4. Nag 27.12.2009 в 23:26

    (подписан на сообщения)

    Уважаемый Андрей!

    Прочитал Ваш вариант ценообразования на SFP... Лет бы 10 назад Вы были правы. А сегодня дешево стоит то, что производится большими количествами.

    Как бы моя фирма закупает у производителей (и не последних в Китае) тысячи SFP в месяц, так вот ММ и СМ стоят одинаково.

    Тоже самое по патчкордам. Не знаю, в каком музее Вы добываете бронзовые центраторы. Нормальные заводы их не производят уже несколько лет!

    Примите это как простой медицинский факт, и не морочьте голову читателям.

    Да, Вы уж извините, если фраза про «ручки граблей» окажется прилипчивой...

  5. Андрей Семенов 28.12.2009 в 00:03

    Ваше сообщение еще не одобрено модератором

    Возможно, что нормальные заводы по производству компонентов оптических разъемов существуют только в Китае. Вот только куда девать, например, такую фирму как Хубер с Сунером (она, конечно, малость подальше Пекина будет, но...)

    ***.hubersuhner.ch/co-ch/...sc-dsheet_de.pdf на стр. 2.

    Прошу прощения, что на немецком языке, мне так проще.

    --------

    «А сегодня дешево стоит то, что производится большими количествами.»

    До сегодняшнего вечера я был уверен в том, что так было всегда. А отсутствие разницы в ценах вполне объясняется тем, что в силу каких-то проблем косым многомодовые SFP-ишки не заказывают. Могу предположить, что из-за низкого качества. Как было лет 5 назад с волокном от Янцзы. Когда вначале все кинулись туда, т.к. завод строили голландцы с Драки и спецификации волокна были одинаковы. А потом все известные мне европейцы тихо вернулись обратно, т.к. работать с этой «продукцией» было нельзя.

    --------

    Слово «уважаемый» прозвучало. осталось в открытой переписке избавится от фраз «не морочьте голову читателям». Я пока в Нагшопе не работаю и терпеть отсутствие элементарного такта от директора до момента получения зарплаты не обязан. Деньги от Нагшопа мне. соответствено, не платят. А после того, как прочитал, что фирма занимается продажами подержаных модулей Циско с охенной по продолжиттельностью гарантией аж в 3 месяца — не буду. Не интересна мне компания, которая занимается таким бизнесом. Соответственно, резюме не отсылаю.

    Кстати. В фильме про учения в поле надо бы монтажников научить не только постановочно пожимать руки при встрече двух машин, но и протирать спиртом наконечник вилки перед подключением в розетку, а то свердловская область прет из каждого движения.

    =

    Фраза про укорочение ручки — гениальная, беру на вооружение. Спасибо, не зря ханимался тут чистописанием

    • Андрей Семенов 28.12.2009 в 00:35

      Дмитрий, снимите данный пост. Как и обещал, дальнейшее общение пойдет в закрытом режиме.

  6. Анатолий Петьков 28.12.2009 в 00:41

    (подписан на сообщения)

    Лучше чтобы все осталось как есть, так как показаны две стороны и равноправно, а заказчик сам решит что ему выбрать.

  7. Nag 28.12.2009 в 01:25

    (подписан на сообщения)

    Уважаемый Андрей, Вы зря так торопитесь и все путаете.

    Нормальные производители оптоволоконных компонентов — они, к примеру, есть в Японии. Там и ферулы делают, центраторы, и волокно, и лазеры.

    Сейчас Китай наступает Джапам на пятки, и очень серьезно. Но это отдельный серьезный вопрос, который Вам все равно не интересен. :-)

    Но будет весьма забавно, если европейские производители используют японское волокно и компоненты, не правда ли? Поручитесь ли вы лично за то, что они делают все в европе? Да или нет? Достаточно ответить на этот вопрос, и все встанет на свои места.

    -------

    ЗЫ. Да, кстати. Потрудитесь хоть сейчас посмотреть, у Cisco фирменная базовая гарантия — 90 дней. Расширенная — по отдельному списку — cisco.com/en/US/products/prod_warranties_listing.html или за отдельные деньги.

  8. terabitservers 07.05.2010 в 18:08

    (подписан на сообщения)

    Многомод — только для патчкордов между стоиками в однои комнате.

    Между этажами или корпусами — только синглмод.

    Живой пример — заxодим из улицы в здание, клиент на другои стороне здания, а в здании мултимод.

    Так вместо того чтоб просто скомутировать оптику и пустить линк между miniGBIC ISP и клиента, извращаемcя c SM и MM конвертерами.