Sieci ze Światłowodem

Światłowód to medium transmisyjne służące do przesyłania energii fali świetlnej na zasadzie całkowitego wewnętrznego odbicia światła na granicy rdzeń - płaszcz.

Światłowody - podstawowe parametry

schemat włókna światłowodowego
Rys. 1. Schemat typowego włókna światłowodowego

Zasada działania

Światłowody opierają swoje działanie na zasadzie całkowitego wewnętrznego odbicia światła na granicy rdzeń - płaszcz.

promienie prowadzone i wyciekające
Rys. 2. Promienie prowadzone i promienie wyciekające w światłowodzie

Eksperymentalne łącze na światłowodach plastikowych

Założenia projektowe:

  • maksymalna długość łącza
  • maksymalna częstotliwość pracy

 

Parametry światłowodu (polymetylometakrylat – PMMA):

  • apertura numeryczna NA = 0,47
  • kąt akceptacji 56°
  • powłoka zabezpieczająca z PCV lub PE
  • średnica światłowodu 2,2 mm
  • typowa tłumienność 0,3 dB/m (dla λ = 660 nm)
  • współczynnik załamania rdzenia n = 1,492
  • współczynnik załamania płaszcza n = 1,417

 

Dobór elementów toru:

Pomiar rozkładu współczynnika załamania światła w światłowodach włóknistych

Pomiary rozkładu współczynnika załamania dokonywaliśmy metodą transmisji bliskiego pola.

Kryterium bliskiego pola:

kryterium bliskiego pola

Światłowody - systematyka i porównanie

Ze względu na strukturę, charakterystyki modowe, rozkład współczynnika załamania światła, stosowane materiały oraz zastosowanie światłowody możemy dzielić na następujące grupy:

  • struktura: włókniste i planarne,
  • charakterystyka modowa: jednomodowe i wielomodowe,
  • rozkład współczynnika załamania światła w rdzeniu: skokowe i gradnientowe,
  • materiał: szklane, plastikowe, półprzewodnikowe, ...
  • zastosowania: pasywne, aktywne, specjalne

 

Pasywna Sieć Optyczna – PON (Passive Optical Network)


Pasywna Sieć Optyczna PON to sieć wykorzystująca światłowód jako medium transmisyjne, w której urządzenia aktywne (wymagające zasilania) mogą się znajdować jedynie w końcowych węzłach sieci.

Jest to sieć typu punkt – multipunkt, w której pasmo jest dzielone pomiędzy użytkowników, najczęściej wykorzystując do tego technikę TDM (Time Division Multiplexing) choć coraz bardziej popularne stają się systemy WDM (Wave Division Multiplexing). Do rozdzielania sygnału używa się pasywnych spliterów optycznych (sprzęgaczy światłowodowych).

Bilans mocy linii światłowodowej


Przykład bilansu mocy w sieci światłowodowej


1. Sporządzenie planu segmentu
W naszej sieci segmenty nie różnią się między sobą strukturą, dlatego bilans mocy obliczymy dla 2 segmentów różniących się długością. Każdy segment sieci składa się z następujących elementów (switch jest elementem wspólnym):




Rys.1 Schemat segmentu sieci

Metodologia projektowania sieci LAN



1. Definicja sieci lokalnej (wg. IEEE)


Sieć lokalna (LAN) jest to system umożliwiający bezpośrednią komunikację wielu niezależnych urządzeń rozmieszczonych na stosunkowo niewielkim obszarze za pośrednictwem fizycznych kanałów komunikacyjnych o umiarkowanej prędkości.



2. Zakładane cele przy projektowaniu sieci LAN


W skład podstawowych wymagań projektów sieci wchodzą:

  • funkcjonalność – sieć musi działać. Sieć musi umożliwiać użytkownikom wykonywanie ich pracy. Sieć musi zapewniać połączenia pomiędzy użytkownikami oraz pomiędzy użytkownikiem a aplikacjami przy zachowaniu wystarczającej szybkości i niezawodności,
  • skalowalność – sieć musi mieć możliwość wzrostu. Pierwotny projekt powinien umożliwiać wzrost bez potrzeby dokonywania zmian w całym projekcie,
  • możliwości adaptacji – sieć musi być projektowana z myślą o technologiach przyszłości. Sieć nie powinna zawierać elementów, które mogłyby ograniczyć wdrażanie nowych technologii, kiedy staną się one dostępne,
  • możliwości zarządzania – sieć powinna być projektowana z uwzględnieniem mechanizmów monitorowania i zarządzania, aby zapewnić jej ciągłe i stabilne działanie.