Проектирование ЛВС в магазине светильников «Город Огней»

Сибирский государственный  межрегиональный колледж

строительства и предпринимательства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

 

 

 

 

По дисциплине

“Компьютерные сети и телекоммуникации”

 

 

По теме

 “Проектирование ЛВС в магазине светильников «Город Огней»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Некрасов М. А.

                                                                                                 Принял: Фитисова Н. Н.

 

Ведение

1. Раздел 1 Реферативный материал по теме «Технологии монтажа оптоволокна».

Раздел 2

1. Постановка задачи. Краткая характеристика предприятия 40

2. Проектирование ЛВС 41

2.1.  Определение главных характеристик ЛВС 41

2.2. План помещений предприятия 42

2.3. Уточнение структуры и характеристик ЛВС 44

2.4. Расположение средств ЛВС на плане помещений предприятия 46

2.5. Определение ряда технических средств, подлежащих к использованию 48

3.Программное обеспечение  ЛВС 51

4.  Расчет  стоимости  материалов  и   работ по внедрению ЛВС 52

4.1 Расчет длины кабельной системы. 52

4.2 Расчет длины кабельного канала. 53

4.3 Расчет стоимости оборудования. 53

4.4 Расчет стоимости работ. 55

4.5 Суммарные расходы на   внедрение ЛВС 55

Заключение 56

Список литературы и Интернет ресурсов 57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Данная  курсовая работа состоит из 2-х основных разделов, которые в общей сложности  занимают 37 печатных листов.

Текст курсовой работы сопровождается рисунками, чертежами  и таблицами. Расчетно-пояснительная  записка содержит рисунки,  из них 2 рисунка формата А4 и таблицы. Рисунки формата А4  выполнены средствами программы MS Visio.

2. В первом  реферативном разделе представлен материал по теме «Технологии монтажа оптоволокна».

 

3. Во втором разделе выполнено проектирование локальной КС (моста) в магазине светильников «Город Огней». Курсовая работа включает в себя выбор сетевого ТО, создание проекта расположения средств ЛВС на плане помещений предприятия,  расчет стоимости оборудования и работ по внедрению ЛВС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 1

 Реферативный материал по теме «Технологии монтажа оптоволокна».

Опти́ческое волокно́ — нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.

Волоконная  оптика — раздел прикладной науки и машиностроения, описывающий такие волокна. Кабели на базе оптических волокон используются в волоконно-оптической связи, позволяющей передавать информацию на бо́льшие расстояния с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи. В ряде случаев они также используются при создании датчиков.

 

Принцип передачи света, используемый в волоконной оптике, был впервые  продемонстрирован в XIX веке, но развитие современной волоконной технологии началось в 1950-х годах. Изобретениелазеров сделало возможным построение волоконно-оптических линий передач, превосходящих по своим характеристикам традиционные проводные средства связи.

 

Стеклянные оптические волокна  делаются из кварцевого стекла, но для  дальнего инфракрасного диапазона  могут использоваться другие материалы, такие как фторцирконат, фторалюминат и халькогенидные стекла. Как и  другие стекла, эти имеют показатель преломления около 1,5.

В настоящее время развивается  применение пластиковых оптических волокон. Сердечник в таком волокне  изготовляют изполиметилметакрилата (PMMA), а оболочку из фторированных PMMA (фторполимеров).

Оптическое волокно, как правило, имеет круглое сечение и состоит  из двух частей — сердцевины и оболочки. Для обеспечения полного внутреннего отражения абсолютный показатель преломления сердцевины несколько выше показателя преломления оболочки. Например, если показатель преломления оболочки равен 1,474, то показатель преломления сердцевины — 1,479. Луч света, направленный в сердцевину, будет распространяться по ней. Возможны и более сложные конструкции: в качестве сердцевины и оболочки могут применяться двумерные фотонные кристаллы, вместо ступенчатого изменения показателя преломления часто используются волокна с градиентным профилем показателя преломления, форма сердцевины может отличаться от цилиндрической. Такие конструкции обеспечивают волокнам специальные свойства: удержание поляризации распространяющегося света, снижение потерь, изменение дисперсии волокна и др.

Оптические волокна, используемые в телекоммуникациях, как правило, имеют диаметр 125±1 микрон. Диаметр  сердцевины может отличаться в зависимости  от типа волокна и национальных стандартов.

Классификация

Профиль показателя преломления различных  типов оптических волокон: слева  вверху — одномодовое волокно, слева внизу — многомодовое ступенчатое волокно, справа — градиентное волокно с параболическим профилем.

Оптические волокна могут быть одномодовыми и многомодовыми. Диаметр сердцевины одномодовых волокон составляет от 7 до 10 микрон. Благодаря малому диаметру достигается передача по волокну лишь одной моды электромагнитного излучения, за счёт чего исключается влияние дисперсионных искажений. В настоящее время практически все производимые волокна являются одномодовыми.

Существует три основных типа одномодовых  волокон:

1. Одномодовое ступенчатое волокно с несмещённой дисперсией (стандартное) (англ. SMF — Step Index Single Mode Fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.652 и применяется в большинстве оптических систем связи.
2. Одномодовое волокно со смещённой дисперсией (англ. DSF — Dispersion Shifted Single Mode Fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.653. В волокнах DSF с помощью примесей область нулевой дисперсии смещена в третье окно прозрачности, в котором наблюдается минимальное затухание.
3. Одномодовое волокно с ненулевой смещённой дисперсией (англ. NZDSF — Non-Zero Dispersion Shifted Single Mode Fiber), определяется рекомендацией ITU-T G.655.

Многомодовые волокна отличаются от одномодовых диаметром сердцевины, который составляет 50 микрон в европейском  стандарте и 62,5 микрон в североамериканском и японском стандартах. Из-за большого диаметра сердцевины по многомодовому  волокну распространяется несколько  мод излучения — каждая под своим углом, из-за чего импульс света испытывает дисперсионные искажения и из прямоугольного превращается в колоколоподобный.

Многомодовые волокна подразделяются на ступенчатые и градиентные. В ступенчатых волокнах показатель преломления от оболочки к сердцевине изменяется скачкообразно. В градиентных волокнах это изменение происходит иначе — показатель преломления сердцевины плавно возрастает от края к центру. Это приводит к явлению рефракции в сердцевине, благодаря чему снижается влияние дисперсии на искажение оптического импульса. Профиль показателя преломления градиентного волокна может быть параболическим, треугольным, ломаным и т. д.

Полимерные (пластиковые) волокна  производят диаметром 50, 62.5, 120 и 980 микрон и оболочкой диаметром 490 и 1000 мкм.

Применение

Волоконно-оптическая связь

Волоконно-оптический кабель.

Основное применение оптические волокна  находят в качестве среды передачи на волоконно-оптических телекоммуникационных сетях различных уровней: от межконтинентальных магистралей до домашних компьютерных сетей. Применение оптических волокон  для линий связи обусловлено  тем, что оптическое волокно обеспечивает высокую защищенность от несанкционированного доступа, низкое затухание сигнала  при передаче информации на большие  расстояния и возможность оперировать  с чрезвычайно высокими скоростями передачи. Уже к 2006-му году была достигнута скорость модуляции 111 ГГц^[2][3], в то время как скорости 10 и 40 Гбит/с стали уже стандартными скоростями передачи по одному каналу оптического волокна. При этом каждое волокно, используя технологию спектрального уплотнения каналов может передавать до нескольких сотен каналов одновременно, обеспечивая общую скорость передачи информации, исчисляемую терабитами в секунду.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Монтаж оптоволокна.

 

Типовые значения строительных длин ОК составляют в настоящее время 2, 4 и 6 км. В связи с этим только при сооружении локальных оптических сетей с использованием ОК, а также при сооружении коротких соединительных оптических линий можно обойтись без монтажа соединительных муфт на стыках строительных длин ОК, ограничиваясь только концевой заделкой ОК.Так же, как и в традиционных сетях связи на основе медно-жильных кабелей, в оптических сетях используются неразъемные и разъемные соединения ОВ. Сращивая два ОВ, стандартный диаметр по оболочке которых составляет 125±1 мкм, необходимо выполнить их соединение с микронной точностью, обеспечивая при этом следующие основные требования: Простота монтажа. Должны применяться простые технологии, с использованием инструмента и оборудования, требующего небольшой период обучения. Низкие вносимые потери. Оптические сети основываются на применении ОК с очень низкими потерями, поэтому потери, вносимые сростками ОВ и оптическими соединителями, также должны быть низкими. Типичные значения потерь, вносимых сварными соединениями ОВ, составляют 0,03 дБ, типичные значения потерь, вносимых оптическими соединителями, составляют 0,2 дБ. Хорошая повторяемость. Многократная расстыковка и стыковка вновь оптического соединителя не должна приводить к заметному увеличению вносимых потерь. Экономичность. Стоимость сварного соединения ОВ составляет около 1,5 долларов США, хотя и требует наличия сварочного аппарата стоимостью около 20 тыс. долларов США. С учетом указанных выше факторов преимущественное применение при монтаже ОВ получила техника сварного соединения, как обеспечивающая наиболее высокие требования в части вносимых потерь, механических характеристик и надежности. Следует отметить, что механический оптический соединитель или разъемный оптический соединитель имеют стоимость всего лишь на порядок выше сварного соединения ОВ и требуют применения недорого монтажного инструмента, однако по надежности существенно уступает сварному соединению, в таком соединении могут иметь место воздушные или механические включения. Поэтому механические соединители используются в основном при аварийно-восстановительных работах и, в ряде случаев, в локальных оптических сетях, разъемные оптические соединители – исключительно для концевой заделки волокон ОК.

 

Процесс сварного соединения ОВ содержит следующие основные этапы:

• Снятие защитного покрытия с концов сращиваемых ОВ,
• Подготовка торцов ОВ (скалывание),
• Установка ОВ в сварочный аппарат и их юстировка,
• Сварка ОВ электрической дугой между двумя электродами,
• Контроль качества сварки ОВ,
• Защита и укладка сварного соединения ОВ.

 

 

При соединении ОВ в сварочных аппаратах  используются два основных метода юстировки: юстировка по оболочке и юстировка  по сердцевине ОВ. Юстировка по оболочке ОВ – пассивный вид юстировки, который осуществляется с помощью V-образных направляющих, фиксирующих концы сращиваемых ОВ. Как правило, такой вид юстировки используется для сварки ОВ на городских и локальных сетях, где не предъявляется высоких требований к вносимым сварным соединением потерям. Юстировка по сердцевине ОВ производится автоматически, с помощью микропроцессора, шаговых двигателей и прецизионных элементов привода (как правило, на основе пьезоэффекта), обеспечивая юстировку в трех направлениях: по горизонтали, по вертикали, по оси. Она, как правило, осуществляется с использованием одной из систем контроля: системы "LID" (Local light Injection and Detection) – система юстировки с помощью местного ввода и обнаружения света) или системы "PAS" (Profile Alignment System) – система юстировки по профилю.

Принцип работы системы "LID" –  ввод оптического сигнала через  оболочку (за счет изгиба ОВ) одного из сращиваемых ОВ и прием оптического  сигнала оболочку (за счет из гиба ОВ) другого из сращиваемых ОВ, обработка принимаемого оптического сигнала микропроцессором и последующая отработка сигналов управления микропроцессора исполнительными устройствами.

 

Принцип работы системы "PAS" –  оценка видеоизображений профилей сращиваемых  ОВ в двух перпендикулярных направлениях с помощью коллимированного источника света, оптической системы и двух видеокамер, обработка данных микропроцессором и последующая отработка сигналов управления микропроцессора исполнительными устройствами.

Современные сварочные аппараты управляют  процессом сварки с учетом контролируемых параметров внешней среды: температуры, влажности, атмосферного давления и  т.д., содержат установленные производителем программы управления процессом  сварки для основных типов выпускаемых  ОВ и ОВ специальных типов, а также  обеспечивают возможность установки  дополнительно собственной индивидуальной (характерной пользователю) программы  сварки ОВ. Имеется также возможность  ввода пароля доступа для изменения  параметров сварки и др.

Следует отметить, что на процессе сварки сказываются также такие  факторы, как:

• Эффект самоцентрирования (влияние сил поверхностного натяжения расплава стекла),
• Эксцентриситет сердцевины ОВ,
• Качество поверхности торцов ОВ,
• Качество подготовки ОВ (наличие микротрещин),
• Чистота (отсутствие загрязнений) V-образных ложементов ОВ,
• Термические характеристики ОВ,
• Качество электродов.