Строительство сети данных - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника дипломная работа
Анализ основных потоков данных, пользовательских данных, информационной связности объектов. Подходы к проектированию высоконагруженных технологических сетей передачи данных, используемых в территориально-распределённых сетях. Методы балансировки нагрузки.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1. Обоснование актуальности выбранной темы
1. Информационное обследование региона
1.1 Анализ основных потоков данных пользовательских данных
1.2 Анализ информационной связности объектов региона
2. Обзор существующих технологий передачи данных
2.1 Подходы к проектированию высоконагруженных технологических сетей передачи данных, используемых в территориально-распределённых сетях
2.2.1 Технологические принципы работы DWDM
2.2.2 Применяемое оборудование в системах DWDM
2.2.3 Анализ и оценка представленных DWDM решений по организацию связи для центров обработки данных
2.3 Технологические способы представления физической топологии
3. Анализ вариантов проектирования межсетевого взаимодействия центров обработки данных
3.1 Основные подходы в организации сетевого уровня передачи данных центров обработки данных
3.2 Анализ рынка магистрального сетевого оборудования
3.3 Варианты проектирования внутрисетевых связей между объектами
3.4 Анализ методов организации основных сетевых сервисов центров обработки данных
II. Конструкторско-технологическая часть
1. Реализация логической структуры сети центров обработки данных
1.1 Функциональная схема работы сети
1.2 Логическая связность центров обработки данных и узлов связи
2. Реализация физической сети передачи данных
2.1 Обоснование выбора магистрального оборудования сети передачи данных
2.2 Используемые в проекте компоненты DWDM систем: их характеристики и особенности работы
2.3 Топология оптической сети передачи данных
3. Расчеты параметров сети связи центров обработки данных
3.1 Расчет затухания на участках сети
3.2 Расчет дисперсии на участках сети
4. Порядок и способы предоставления услуг в ЦОД и на узлах связи
4.1 Конфигурационные решения сетевого взаимодействия
4.3 Схемы и способы реализации типовых клиентских услуг в ЦОД и на узлах связи
4.4 Реализация межсетевого взаимодействия с внешними сетями передачи данных
5. Оценка эффективности проектных решений
5.1 Определение основных показателей эффективности сети
5.2 Методики измерения и оценки показателей эффективности
5.3 Результат оценки эффективности сети передачи данных
6.1 Изучение влияния шумов как вредоносного фактора
6.2 Методики измерения и оценки вредного фактора
6.3 Санитарные нормы и методы защиты от шумового загрязнения
- социальные сети ВКонтакте и Одноклассники;
- сервисы и поисковые системы Яндекс;
Значительную часть трафика корпоративного сегмента занимает обмен данными с зарубежными, а также украинскими центрами обработки данных, хостингами и сервисами (см. Рисунок 1).
Рисунок 1. Потоки данных Крымского Федерального Округа
Как видно из представленной карты Материалы карты представлены по данным анализатора http://bgp.he.net (см. Рисунок 1), основные потоки пользовательских данных направляются в сторону континентальной Украины, поскольку именно через украинских операторов анонсируются самые популярные российские ресурсы, а также главные центры обработки данных в Европе. В пределах самого полуострова, данные концентрируются в местах проживания наибольшего числа жителей, а значит в местах присутствия наибольшего числа провайдеров услуг связи и широкополосного доступа в сеть Интернет.
Города Севастополь и Симферополь существенно выделяются из числа остальных городов и поселений городского типа, расположенных на территории полуострова, поскольку основная часть потоков данных проходит через них. Это связано с высокой концентрацией провайдерского оборудования на территории этих городов, их выгодным расположением и большим количеством жителей. В городе Севастополь, расположенном чуть западнее от Ялты, на текущий момент проживает больше всего жителей, а также расположено значительное количество предприятий. Присутствует несколько независимых источников электроэнергии, а также проложены оптические трассы до г. Симферополь через г. Бахчисарай, до г. Евпатория через п. Фрунзе, а также до г. Алупка. Выгодное положение города дает возможность считать его одним из главных претендентов на размещение центра обработки данных.
Побережье полуострова или курортная зона, включает в себя такие города как Алупка, Ялта, Алушта, Судак, Феодосия. Особенностью этих городов является нелинейное изменение количества трафика в связи с сезонным характером заселения, что показано в таблице 1.
Таблица 1 - Оценочное количество трафика городов КФО
Очевидно, что в весенне-летний и осенний сезоны, количество населения увеличивается в несколько раз, а количество трафика данных городов в несколько десятков раз.
Вторым местом большой концентрации трафика становится Керчь, поскольку именно через него проложен кабель в сторону России. Некоторая часть данных уходит на текущий момент на российские сервера контент-провайдеров, достаточно серьёзно нагружая имеющиеся транспортные мощности от полуострова в сторону РФ. Весь трафик подобного типа проходит по маршруту г. Феодосия - г. Керчь. - Ростелеком. Данные факты говорят о необходимости размещения ЦОД, либо крупного узла связи на восточной части полуострова, в городе Феодосия и городе Керчь.
При анализе потоков трафика также необходимо обратить внимание не только на береговую часть полуострова, но и на континентальную. Именно в ней живет и трудится наибольшее количество людей. Город Симферополь - крупнейший центр полуострова, население которого оценивается в 350 тысяч человек Предварительные итоги переписи населения Крымского Федерального Округа. http://www.gks.ru/ , а количество крупных предприятий достигает ста. Необходимость расположения в г. Симферополь центра обработки данных вызвана не только проживающим там населением, но и наличием большого числа административных учреждений всей республики, а также выгодным географическим местоположением города на полуострове. В городе расположено наибольшее количество образовательных учреждений, а также представительство РАН.
Количество центров обработки данных, необходимых для населения полуострова, предприятий, туристической сферы, административных объектов можно найти по оценочному количеству трафика в различных направлениях исходя из пропускной способности сети передачи данных, заявленной министерством связи РФ в программе о развитии Крымского ФО до 2020 года. Согласно данной программе, предполагаемая пропускная способность сети составляет 310Гбит/с. Основные направления в рамках которых создаётся сеть центров обработки данных являются: туристическое, государственные и промышленное. В рамках данной концепции логична установка четырех крупных центров обработки данных. Центром для туристической отрасли, в связи с описанными выше положительными сторонами, будет являться город Севастополь. Центром промышленности, и одновременно центром предоставления услуг электронного правительства является город Симферополь. Местоположение двух резервных центров обработки данных логично выбрать исходя из того, что имеются два основных направления движения трафика из полуострова - в сторону Европейской части Украины, и в сторону России.
Выводом, который можно сделать после рассмотрения потоков пользовательских данных, является определение наиболее удобной позиции с точки зрения пользователей для расположения центров обработки данных. На карте (см. Рисунок 2) схематично приведены возможные места расположения центров обработки данных и резервных центров обработки данных.
Рисунок 2 . Карта возможных мест расположения ЦОД
ЦОДы располагаются в Симферополе и Севастополе, резервные центры обработки данных в Феодосии и Джанкой, точки обмена трафиком в Красноперекопске и Керчи.
В рамках работы над сетью центров обработки данных, в первую очередь необходимо использовать возможности сети для организации доступа к услугам непосредственно населения. Традиционные сервис-провайдеры, представленные в городах, имеют весьма ограниченную область действия, поскольку территориально не распределены по полуострову, а сосредоточены в локальных населённых пунктах. К неоспоримым преимуществам подобных организаций следует отнести наработанные и развитые Metro-сети в пределах их области работы. По этой причине, при организации типовых решений для различных городов, следует прибегнуть к абстракции на уровне поселений и городов. Под абстракцией данного уровня понимается то, что контент из центров обработки данных, доставляется до сформированного узла связи в требуемом городе, а далее распространяется локальным провайдером до конкретного пользователя. Подобный подход реализует иерархический способ построения сети связи, от агрегатора данных, которым является сеть ЦОД, через локального ISP конечному пользователю.
Портовые емкости на каждый ЦОД, возможно рассчитать исходя из параметров, указанных в Федеральной Целевой Программе о развитии региона. С учетом одновременной работы двух центров обработки данных, каждый из них берёт на себя обработку трафика с общей полосой Ѕ от 330Гбит/с или 165 Гбит/с. Фактический коэффициент переиспользования в центрах обработки данных составляет не менее 4 Cisco Datacenter Design Guide. Август 2013, Cisco Press B-0000515-1 08/13 San Jose, CA , что означает реальное использование каждым физическим портом около 25% своей максимальной емкости. Данный фактор увеличивает количество портов доступа до количества, необходимого на обслуживание 660Гбит/с. С учетом 80% использования портов емкостью 1000Мбит/с Внутренние данные ЦОД компании ЗАО «Диджитал Нетворк» на текущий момент, планируемый размер каждого центра обработки данных по портам составляет 660 физических портов, при этом рост количества портов может происходить постепенно, а значит нет реальной необходимости в единовременной инсталляции максимального количества оборудования на этапе запуска.
· Проанализировать доступные сетевые решения создания масштабируемых сетей передачи данных регионального масштаба.
· Изучить существующие технологии уплотнения оптического волокна, а также возможности их применения при построении сети передачи данных.
· Представить основные возможные организации топологии сети датацентров, выделить положительные и отрицательные стороны применительно к дипломному проекту.
· Провести анализ основных используемых технологий второго и третьего уровня модели OSI, оценить необходимость их использования и требования к оборудованию по поддержке стандартов и протоколов передачи данных.
· Поставить задачу на составление технико-конструкторского решения по проектированию сети центров обработки данных на основе проведённого анализа.
· Большое (избыточное) количество реальных оптических каналов передачи данных.
· Высокая стоимость решения на длинной дистанции.
· Невозможность физической организации кабельного соединения между некоторыми населёнными пунктами региона.
· Несоответствие характеристик полосы пропускания системы заданному в ТЗ значению.
· Потребность в дополнительном оптико-электрическом оборудовании на промежуточных узлах связи.
Отметим также положительные аспекты данной модели:
· Совпадение физической и логической топологии сети.
· Низкая стоимость на короткой дистанции.
· Техническая простота реализации решения.
Более сложными, однако от этого не менее интересными, выглядят различные системы уплотнения каналов связи. Строго говоря, в описанной выше реализации также имеет место простое уплотнение по длине волны, которое прочно вошло в жизнь операторов связи. Суть любого уплотнения состоит в том, что в единицу времени передается не один сигнал (поток данных), а несколько. Для реализации WDM [Wave Division Multiplexing] передача ведется на длине волны 1310нм, прием на частоте 1550нм, таким образом в одном волокне возможен и приём, и передача данных, т.е. дуплексная передача. Также возможно уплотнение не только по длине волны, но и по времени, т.н. TDM [Time Division Multiplexing], однако он в последнее десятилетие почти полностью уступил место системам WDM. Произошло это из-за постепенного приближения к пределу битовой скорости, а также открытии различных оптических эффектов, которые легли в основу новой концепции уплотнения каналов в оптическом волокне.
Суть уплотнения по длине волны состоит в том, что в рамках одного оптического сигнала может передаваться несколько длин волн, обозначая отдельный, независимый поток данных отдельного оптического канала. При этом такого рода уплотнение может быть грубым, в таком случае оно будет называться CWDM [Coarse Wave Division Multiplexing]. Его отличительные особенности - работа в большом диапазоне частот, но плотность уплотнения достаточно мала. В текущем технологическом процессе возможно получить до 32 различных частот в одном волокне, применяя технологию CWDM. Второй вариант уплотнения, т.н. частое уплотнение DWDM, позволяет получить до 128 отдельных частот в C-band диапазоне оптического волокна Андрэ Жирар. Руководство по технологии и тестированию систем WDM. - М.: EXFO, 2001. .
Реализация физической среды передачи данных на основе DWDM выглядит намного перспективнее с точки зрения возможности дальнейшего долгосрочного развития и масштабирования. При этом организация сети с использованием CWDM сократит затраты на оптические волокна в 8 раз, а DWDM уже в 96 раз. Это объясняется тем, что в случае использования DWDM-уплотнения частот, в рамках одного оптического волокна возможна передача 96 потоков в 40Гбит/с, или 3.8Тбит/с.
Оптические системы с использованием уплотнения имеют также неоспоримое преимущество перед ВОЛС-системами без уплотнения, а также перед беспроводными СПД, заключающееся в огромном значении максимально возможной длины пролёта, которое может преодолеть сигнал без использования активного сетевого или регенерационного оборудования. Данный параметр зависит от выбранного производителя оборудования, реализации и топологии, однако на текущий момент передача данных по волокну возможна на линиях до 2000 км без регенерации сигнала. Подобный аспект важен для проектируемой сети по причине того, что строительство сети ведется не в рамках офиса или района, а в рамках федерального округа, а значит расстояние между датацентрами и узлами связи будет весьма значительным.
К отрицательным сторонам любого уплотнения стоит отнести прежде всего стоимость и техническую сложность реализации. Причем чем экономичнее, с точки зрения частот, будет система, чем она более прозрачна и управляема пользователем, тем более дорогой она будет. Поэтому многие предприятия проводят закупку готового решения от лидеров данной области, не разбивая его на отдельные компоненты: усилители, аттенюаторы, лазеры.
Также необходимо отметить тот факт, что, если без использования усиления мы работаем с сигналом в двух направлениях: мощности и времени, т.е. по факту работаем с плоским сигналом. При увеличении мощности возможны негативные факторы, которые сказываются на мощности лазера, потерях, а также затухании оптического сигнала в волокне. При изменении времени на передачу мы сталкиваемся с нестабильностью сигнала, понижением скорости передачи, поляризационной модовой дисперсией. Кроме того, при векторном сложении данных процессов получаем нестабильность битовой скорости передачи, различные нелинейные эффекты в волокне, высокую относительную интенсивность шума. Подобную зависимость легко показать на схеме (см. Рисунок 3).
Рисунок 3 . Процессы при двумерной передаче сигнала
При работе с мультиплексированием возникает намного больше явлений и зависимостей, которые необходимо разрешить при проектировании системы. Действительно, зависимость приобретает трехмерный вид (см. Рисунок 4)
Рисунок 4 . Процессы в волокне при трехмерной передаче сигнала
Влияние длины волны совместно с мощностью увеличивает возможность возникновения усиленного спонтанного излучения, а также рамановского рассеяния; чирпирование лазера, хроматическая дисперсия и другие вредные, с точки зрения передачи сигнала, физические явления, требуют тщательного планирования и подбора системы на этапе разработки.
Для формализации критериев выбора представим отрицательные и положительные стороны, а также требующие внимания нюансы каждого решения в таблице 2.
Таблица 2 - Сравнение вариантов уплотнения волокна
Стоимость в пересчете на порт 10GE в масштабе проекта
Коэффициент переиспользования кабельной системы
Максимальная длина пролёта без регенерации
Основными критериями (по весу, влияющему на принятие решения) при выборе системы стали возможность масштабируемости и низкая оценочная стоимость порта 10GigabitEthernet. В связи с этим, технология DWDM была взята за основу при построении физического уровня сети передачи данных для Крымского полуострова.
Стоит сказать, что характеристики оптического волокна неодинаковы на всех частотах, которые способны передаваться по волокну. Максимальная и минимальная частота, на которой может работать оптическое волокно называется частотой отсечки (верхней и нижней соответственно). На частотах в диапазоне от верхней до нижней частоты отсечки уровень затухания оптического сигнала отличается нелинейно в зависимости от длины частоты, на которой ведется передача данных. Кроме того, характеристики разных оптических волокон влияют на физические параметры передаваемых сигналов. Комитетом ITU [International Telecommunication Union] были приняты несколько стандартов на оптические волокна, которые различны по своим характеристикам и условиям применения.
С развитием полупроводниковой оптики, стало возможным использовать в пределах рабочей частоты волокна передавать данные на различных частотах с шагом в 20нм Hecht, Jeff, Understanding Fiber Optics, 4th ed., Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ, USA 2002 . Технологически для этого применялась призма, которая способна выделять нужную частоту и выдать её в нужный оптический порт. Обычно работа такой системы ведется в диапазоне 1290нм - 1610нм, т.е. позволяя в полнодуплексном режиме использовать до 8 каналов. Поскольку, как было упомянуто ранее, характеристики волокна различны в зависимости от передаваемой частоты, главным недостатком была невозможность качественного усиления сигнала по всем частотам. Взглянем на зависимость величины затухания от передаваемой частоты стандартного волокна (см. Рисунок 6).
Рисунок 6 . Нелинейность затухания стандартных оптических волокон на различных частотах
Источник: журнал "Алгоритм Безопасности" №4 2005 года, авторы М. Ефимов, В. Никитин.
Наиболее часто используется волокно ITU G.652, которое имеет так называемый водяной пик, т.е. резкое, скачкообразное увеличение затухания на определённой длине волны.
В конце XX века ученым удалось использовать процесс излучения легированного полупроводника с инверсной населённостью применительно к оптическим средствам передачи данных. Для этого в рабочем диапазоне эрбия применяют источник света, который работает на длине волны 980нм, и производят т.н. накачку легированного волокна таким образом, чтобы фотон усиливаемого сигнала и излученный фотон были когерентны. То есть в процессе работы, вместо одного полезного фотона получается два фотона с одинаковыми характеристиками. Из-за свойств эрбия, частота работы такой системы - 1530-1560нм. Именно в этом диапазоне и стали развиваться системы частого уплотнения или DWDM. Для них характерно значительно менее широкие расстояния между длинами волн, чем для технологии CWDM - 100ГГц или 0,8нм, а также 50Ггц на канал. В таком диапазоне, благодаря EDFA-усилителям, стало возможно передавать до 64 полудуплексных каналов. Само усиление производится без дополнительных АЦП-ЦАП преобразований, исключительно с использованием оптического волокна. Ведь одной из проблем CWDM систем, была проблема усиления сигнала без подключения активного оборудования на промежуточных узлах. Оптический сигнал или группа сигналов, проходящих по оптическому кабелю затухала почти полностью уже через 100км, делая невозможным передачу данных на большие расстояния. Поэтому на каждом участке пути сигнала ставилось оборудование, которое преобразовывало данные из оптического аналогового сигнала в цифровой сигнал и обратно. В DWDM же стало возможно передавать группу сигналов на большие (до 4000км) расстояния практически без потерь.
Разумеется, помимо очевидных плюсов у технологии существуют некоторые негативные стороны. Перечислим основные факторы, которые влияют на качество работы DWDM-систем В.Н.Листвин, В.Н.Трещиков. DWDM системы: научное издание. -- М.:Издательский Дом "Наука", 2013 .
· Разные длины волн распространяются в кабеле неравномерно. Это практически незаметно для расстояний, скажем, в 100 километров, на на расстоянии в 1000км возможно уширение полезного спектра сигнала до такой степени, что приёмное оборудование не сможет выделить нужный импульс. Это явление носит название материальной дисперсии.
· Физические характеристики кабеля, а именно несимметричность и его неидеальная геометрия, добавляют поляризационно-модовую дисперсию, которая проявляется в неравномерном распространении импульса с геометрической точки зрения.
· Два описанных выше явления в совокупности получили название хроматической дисперсии и являются основной причиной возникновения сложностей при установке и настройке DWDM-систем.
· Не стоит забывать о нелинейных эффектах в оптическом волокне. Они проявляются с ростом мощности передатчика, ограничивая его максимальное значение. Т.е. невозможно использовать передатчик бесконечно большой мощности в целях уменьшения затухания и получения требуемого уровня сигнала на приёмной стороне.
При разработке DWDM вводится понятие частотного плана. Частотным планом называют сетку частотных каналов, на которых ведется приём/передача данных DWDM. Сетка каналов определяет центральную частоту, которые используются для DWDM-приложений. Стандартом ITU G.694.1 рассматриваются частоты с шагом 12.5 ГГц, 25 ГГц, 50ГГц, 100ГГц ITU G.694.1 : Spectral grids for WDM applications: DWDM frequency grid . Данный шаг влияет на степень мультиплексирования, очевидно, чем больше шаг, тем больше частотных подканалов возможно использовать в рамках одной оптической системы. Частотная сетка стандарта ITU-T G.694.1 приведена в приложении к пояснительной записке в Приложении А.
Первоначально топологии в которых использовалась технология DWDM ограничивались каналом точка-точка, предполагая, что основным направлением роста будет наращивание пропускной способности существующих каналов. Однако логическим продолжением стандартных систем стали т.н. ADM [Add/Drop-Multiplexers], представляющие собой мультиплексоры ввода/вывода. Подобные мультиплексоры позволяют вывести из одного (или нескольких, в зависимости от реализации) оптического волокна некоторую частоту , ввести в волокно частоту , при этом остальные частоты оставить без изменения. Физически данный процесс реализован с помощью тонкостенных фильтров и системы зеркал Light Reading's Heavy Reading - "ROADMs and the Future of Metro Optical Networks", May 2005 , которые в совокупности перенаправляют оптический сигнал требуемой частоты в отдельный оптический порт, пропуская без изменений все остальные длины волн. Подобные устройства смогли позволить делать ответвления на протяжении оптического волокна в некоторые тупиковые зоны.
Рисунок 7 . Схема мультиплексирования сигналов оптического волокна
При использовании данной реализации имеется возможность соединить только два узла несколькими каналами. Часто бывает необходимо вывести частоту на промежуточном участке, скажем предоставить сервис для некоторого населённого пункта или бизнес центра. При традиционной реализации DWDM не будет возможности сделать это без покупки дополнительных волокон и перестроения (а порой и построения) волоконно-оптической сети определённым образом. Ниже представлена схема решения подобной проблемы с помощью ROADM мультиплексоров (см. Рисунок 8).
Рисунок 8 . Уплотнение оптического волокна с использованием ROADM
Одним из основных элементов любой WDM сети является устройство под названием оптический транспондер. Данное оборудование позволяет интегрировать существующие сети, например, сети Ethernet, и оборудование спектрального уплотнения. По функциональности такое оборудование отличается наличием возможности усиливать и регенерировать полученные оптические сигналы. Необходимость использования данного устройства сводится к тому, что многие существующие «клиентские» технологии не могут быть просто преобразованы в DWDM формат, то есть необходимо выполнение некоторого рода преобразования сигнала одного вида или стандарта, в сигнал стандарта DWDM. Типичная схема применения транспондера - подключение для клиента оптического порта 10G, приведена ниже (см. Рисунок 9).
Рисунок 9 . Схема работы оптического транспондера
При этом, важно отметить, что обычно транспондер производит, т.н. 3R-регенерацию или полную регенерацию полученного клиентского сигнала, то есть восстановление формы, восстановление амплитуды и восстановление синхронизации оптического сигнала Optical Fiber Telecommunications V: Systems and networks, Academic Press, 2008. . Подобное оборудование часто ставится на клиентской принимающей стороне для преобразования сигналов, при этом также осуществляя коррекцию ошибок.
При обсуждении DWDM оборудования отдельно необходимо сказать о SFP/SFP+ [Small Pluggable Factor] трансиверах. Такие трансиверы часто применяются в пассивных сетях передачи данных, когда конечному оборудованию необходимо предоставить доступ к определённой DWDM частоте. В этом случае, двунаправленный трансивер как правило имеет широкополосный приёмник, для того чтобы принимать и обрабатывать любую частоту, которую отдаст ему транспондер или ROADM-мультиплексор, а передатчик имеет узкий диапазон частоты. Однако, подобный подход к реализации отдельных подключений имеет безусловные минусы. Во-первых, подобное оборудование обычно не имеет серийного производства даже среди признанных лидеров рынка DWDM сетей, то есть заказ подобного трансивера как правило выльется в значительные материальные затраты. Во-вторых, масштабируемость решения, которое использует трансиверы DWDM крайне мало, поскольку для каждого оптического порта необходимо иметь ЗИП, а также четкое понимание частотного плана системы в сочетании с невозможностью изменения последнего. По этой причине необходимость использования подобных трансиверов сводят к минимуму, и применяют программируемые лазеры, которые могут быть настроены на несколько разных длин волн частотного плана. В традиционных системах их заменяют парой транспондер и стандартный SFP+ трансивер, себестоимость которого несравнимо мала в сравнении с DWDM-трансиверами.
В условиях проектирования сети в федеральном округе, сигнал может потребоваться усиливать и регенерировать. Как было оговорено ранее, на клиентской стороне равномерность импульса обеспечивает оптический транспондер, а на магистральном оборудовании данную функцию выполняют оптические усилители. Среди подобного оборудования чаще всего используются усилители на основе эрбиевого волокна, а также усилители на основе эффекта рассеяния Рамана. Любой оптический усилитель ставит целью создание когерентного исходному одного или нескольких фотонов. При этом, в EDFA-усилителе подобный эффект достигается т.н. лазером накачки, который светит на оптическое волокно с определённой, заранее известной длиной волны. Стоит отметить, что именно усилителям EDFA, текущие DWDM-системы обязаны своим существованием. Усилители на волокне, легированном эрбием EDFA за последние несколько лет произвели революцию в телекоммуникационной промышленности. В простейших конструкциях EDFA усиление происходит в достаточно узком диапазоне длин волн - примерно от 1525 нм до 1565 нм. В эти 40 нанометров умещается несколько десятков каналов DWDM.
Обычно, электронные повторители для восстановления сигнала на линии связи, протяженностью в несколько тысяч километров, считывают сигнал с волокна, преобразовывают его в электрический сигнал, усиливают импульс, далее снова преобразуют уже электрический сигнал в оптическую форму и передают по линии связи. Усилители RAMAN и EDFA полностью прозрачны, т.е. не зависят от используемых протоколов передачи данных, форматов, длины волны и иных характеристик сигнала. Подобная гибкость - одно из основных преимуществ использования их в системах DWDM. Безусловно существуют и минусы у данного вида усилителей, требуется тщательно учитывать их неоднородное спектральное усиление и шум, вносимый ими за счет усиленной спонтанной эмиссии ASE [Amplified Spontaneous Emission]. Сети с усилителями EDFA имеют многочисленные преимущества. Пропускную способность таких сетей можно наращивать экономично и постепенно, добавляя новые каналы по мере роста потребности.
Также необходимо сказать несколько слов не только о усилении оптического сигнала, но и об изменении его уровня мощности в противоположную сторону. Для этого используется прибор под названием оптический аттенюатор. В традиционных DWDM-системах, оптические сигналы должны быть одинаковой мощности, т.е. выровнены вне зависимости от того, как далеко от места ввода был сформирован сигнал. Простой пример использования - аттенюатор на этапе ввода волны в ROADM-мультиплексор. На данном этапе необходимо добавить некоторую частоту к волне таким образом, чтобы характеристика добавленного сигнала с точностью совпадала с мощностью сигнала, который уже присутствует в оптическом волокне. Принцип работы стандартного аттенюатора обычно основан на оптическом зазоре между соединяемыми волокнами Справочник по элементам радиоэлектронных устройств / Под ред. В. Н. Дулина и др. -- М.: Энергия . Те потери мощности на оптических коннекторах, спайках, мультиплексорах, что обычно считаются вредными и паразитными, на аттенюаторе используются на пользу и во благо. Традиционные аттенюаторы имеют возможность вносить затухание от 5 до 30дб с шагом до 0.5дб.
Исследование и анализ беспроводных сетей передачи данных. Беспроводная связь технологии wi–fi. Технология ближней беспроводной радиосвязи bluetooth. Пропускная способность беспроводных сетей. Алгоритмы альтернативной маршрутизации в беспроводных сетях. курсовая работа [825,8 K], добавлен 19.01.2015
Архитектура вычислительных сетей, их классификация, топология и принципы построения. Передача данных в сети, коллизии и способы их разрешения. Протоколы TCP-IP. OSI, DNS, NetBios. Аппаратное обеспечение для передачи данных. Система доменных имён DNS. реферат [1,1 M], добавлен 03.11.2010
Строительство сети данных дипломная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Доклад по теме Личностно-ориентированные технологии в обучении детей
Дипломная Работа Строительный Темы
Равновесие В Системе Хромат Дихромат Лабораторная Работа
Реферат: The New Deal Essay Research Paper New
Реферат по теме Договор залога
Образ Ярославны Сочинение План
Кредитная Политика Курсовая
Реферат: Анализ внешней торговли Китайской Народной Республики и Российской Федерации
Сочинение На Тему Моë Хобби
Физика 7 Класс Сочинение
Реферат На Тему Кредитная Политика Предприятия
Сочинение Каковы Источники Творчества
Реферат: Тоталитарноое Государство
Реферат: Методы устного изложения, как средство изучения географии
Контрольная работа по теме Уголовная ответственность при совокупности преступлений
Реферат Блок Жизнь И Творчество
Реферат: Отчет о практике в Детском саде 370
Курсовая работа: Значення правосвідомості в сучастному середовищи
Темы Итогового Сочинения 2022 2022 Произведения
Контрольная работа по теме Du travail individual de la resistance de materiaux calcul des tiges a la resistance
Культура южнославянских народов в VII-XV вв. - История и исторические личности реферат
Материальная ответственность военнослужащих - Государство и право курсовая работа
Арбитражный процесс - Государство и право реферат