Отчет о прохождении преддипломной практики студентом 6 курса

Структура и характеристики оптического кабеля

    Оптический  кабель   предназначен   для   передачи   информации,

содержащейся  в  модулированных  электромагнитных   колебаниях   оптического  диапазона. В настоящее время используется диапазон длин волн от 0.8  до  1.6 мкм,  соответствующий  ближним  инфракрасным  волнам.  В  будущем   возможно расширение рабочего диапазона в область дальних инфракрасных волн с  длинами волн от  5  до  10  мкм.  Оптический  кабель  содержит  один  или  несколько оптических волокон. Оптическое волокно (ОВ) – это направляющая  система  для электромагнитных волн оптического  диапазона.  Практическое  значение  имеют только оптоволокна, изготовленные из высоко прозрачного диэлектрика:  стекла или  полимера.  Для  концентрации  поля   волны   вблизи   оси   оптоволокна используется  явление  преломления  и  полного   отражения   в   волокне   с показателем преломления,  уменьшающимся  от  оси  к  периферии  плавно  либо скачками.  Оптическое  волокно  (ОВ)  изготавливается   обычно   с   внешним диаметром 100 – 150 мкм. Конструкция  ОВ  показана  на  рис.1.5.  Оптическое волокно состоит из сердечника с показателем  преломления  n1  и  оболочки  с показателем преломления n2, причем n1>n2. Спецификой ОВ является их  высокая чувствительность к внешним механическим воздействиям.  Кварцевое  оптическое имеет малый температурный коэффициент расширения, высокий  модуль  упругости и низкий предел упругого растяжения; при относительном удлинении 0.5 –  1.5% оно ломается. Обрыв  волокна  происходит  в  сечении,  наиболее  ослабленном микротрещинами, возникающими на его  поверхности.  Микротрещины  развиваются при попадании на поверхность влаги, поэтому  прочность  непокрытого  волокна быстро   уменьшается,   особенно   во   влажной   атмосфере.    Механические характеристики оптического волокна, поступающего на кабельное  производство, столь же важны и подлежат такой же тщательной  проверке,  как  и  оптические его параметры.

  Оптические волокна имеют очень малое (по сравнению с  другими  средами)

затухание сигнала  в  волокне.  Лучшие  образцы  российского  волокна  имеют затухание 0.22 дБ/км на длине волны 1.55 мкм, что  позволяет  строить  линии связи длиной до 100 км  без  регенерации  сигналов.  Для  сравнения,  лучшее волокно Sumitomo на длине волны 1.55 мкм  имеет  затухание  0.154  дБ/км.  В оптических лабораториях США  разрабатываются  еще  более  "прозрачные",  так называемые фтороцирконатные волокна с теоретическим  пределом  порядка  0,02 дБ/км на длине волны 2.5 мкм. Лабораторные  исследования  показали,  что  на основе таких волокон могут  быть  созданы  линии  связи  с  регенерационными участками через 4600 км при скорости передачи порядка 1 Гбит/с.

(Примечание: Схема оптоволоконной части информационной системы представленная в приложении 1.)

Оптоволоконная часть информационной системы позволяет получать доступ к множеству важной информации по структуре и расположению оптических кабелей.

Вот некоторые ее возможности:

1)     Добавлять и получать информацию обо всех оптических муфтах, использующихся в сети.

2)     Добавлять и получать информацию о логических линиях волокон в сети

3)     Добавлять и получать информацию о местах и типах сварки волокон в сети

4)     Строить проекты сварки волокон сети и на их основе выдавать технические задания для инженеров-оптиков.

5)     Получать графическое отображение схем существующих физических линий оптической сети.

Каждая функция оптоволоконной базы реализуется алгоритмами php-функций и скриптов.

Задачи по модернизации информационной системы.

На текущий момент на предприятии существует две задачи по модернизации информационной системы. Они напрямую связанны с ее оптоволоконной частью и состоят в следующем:

1)     Модернизация существующих алгоритмов построения оптических линий связи.

2)     Создание алгоритма для вычисления участка сети, на котором мог произойти обрыв оптического кабеля.

Постановка этих задач связана с тем, что существующие алгоритмы построения оптических линий связи во многом не позволяют быстро и точно проанализировать возникающую аварийную ситуацию, в случае, если пострадал не весь кабель, а лишь некоторые волокна. Такая ситуация может возникнуть,как правило, из-за человеческого фактора. Подобная ситуация может возникнуть в случае проведения ремонтных работ, либо проведения капитального ремонта в домах, где установлено оборудование компании. Сотрудники сторонних организаций, проводящие работы, зачастую не обращают внимания на кабели связи, либо могут повредить их просто по неосторожности.

Диагностика состояния оптического кабеля также осложняется тем, что при построении линий связи этого типа физический и логический уровень расположения существенно различаются. Другими словами, расположение самого кабеля и оборудования, работающего по его волокнам, может быть абсолютно разным. Именно поэтому анализ по физическому расположению кабеля весьма затруднен. Если бы физический и логический уровни построения линий связи совпадали, то можно было бы анализировать состояние сети по ICMP-опросу оборудования, подключенного по оптоволокну, но, исходя из описанного выше, становится ясно, что в данном случае полагаться на ICMP-запросы и функционирование конкретного оборудования нерационально.

              Предложения по решению существующих задач модернизации.

Одним из возможных вариантов решения существующей задачи является внедрение аппаратно-программного комплекса контроля состояния оптических кабелей.

К примеру, одним из возможных вариантов может быть внедрение в сеть системы  ONMS Optical Network Management System для мониторинга ВОЛС.

функциональные элементы и устройства:

аппаратная часть;

система управления;

а также интегрированные элементы:

геоинформационная система (ГИС) привязки топологии сети к карте местности;

база данных ОК, оборудования сети, критериев и результатов тестирования ОК ВОЛС и сети в целом, и другие внешние базы данных.

Аппаратная часть включает:

блоки дистанционного тестирования волокон RTU (Remote Test Unit), в которые могут устанавливаться модули оптических рефлектометров OTDR (Optical Time Domain Reflectometer), модули доступа для тестирования волокон OTAU (Optical Test Access Unit) - оптические коммутаторы и другие модули;

центральный блок управления TSC (Test System Control) системой ONMS - центральный сервер;

станции контроля сети ONT (Optical Network Terminal).

Элементами системы управления ONMS являются: станции контроля сети ONT (notebook или стационарные рабочие станции); соответствующее программное обеспечение; блоки управления в RTU; центральный блок управления TSC и сетевое оборудование, обеспечивающее связь между компонентами управления ONMS.

На основе мониторинга сети при помощи ONMS можно проводить плановый и профилактический ремонт ОК в сети, не дожидаясь появления серьезных повреждений и аварий в кабельной системе.

Система ONMS значительно повышает безопасность сети - любое несанкционированное подключение к волокну неизбежно приводит к дополнительным потерям в оптическом канале, а значит, будет обнаружено и зафиксировано системой в реальном масштабе времени.

Другое не менее важное качество системы ONMS – графическое представление информации о состоянии сети. На центральном сервере системы установлена профессиональная ГИС, которая содержит точную электронную карту цифровой сети на местности. Вся информация о состоянии сети и документация по ОК хранится в базе данных SQL и может быть графически представлена на карте. Также на карту выводится полная информация о неисправностях волокон в ОК, включая их точное физическое местоположение.

Таким образом, система ONMS позволяет обслуживающему персоналу в реальном масштабе времени (практически мгновенно) узнавать, где произошел сбой и каков уровень потерь в волокне ОК ВОЛС. Это намного сокращает время поиска неисправностей и упрощает проведение профилактического обслуживания ВОЛС.

К сожалению, внедрение подобной системы является крайне невыгодным вследствие следующих причин:

1)     Экономически невыгодно – внедрение подобной системы потребует больших финансовых затрат.

2)     Технически сложно – подключение данной системы потребует фактически перестраивать и переподключать каждый участок сети по новой схеме. Это неминуемо повлечет за собой временное прекращение функционирования участков сети, что также является экономически невыгодным.

3)     Полная переработка внутренней информационной системы – для интеграции программной части с существующей информационной системы потребуется полная ее переработка, что повлечет за собой невозможность работы всей организации в течение неопределенного времени.

4)     Общая целесообразность – даже в случае удачного внедрения подобной системы, затраты на ее эксплуатацию могут не оправдать получаемых результатов, т. к. обрыв оптического кабеля – зачастую, крайне редкая ситуация.

Из всего вышеописанного легко сделать вывод, что внедрение данной системы, на данном этапе развития сети, возможно лишь в тестовом режиме на отдельно взятом  ее участке. Полный же переход на ее использование  возможен только при отсутствии альтернативных вариантов и может занять несколько лет.

              Более приемлемым средством модернизации является внедрение, на основе существующих алгоритмов, автоматизированной системы, отображающей логические  линии оптической сети, с помощью которой можно было  бы получать информацию о местах их пересечения.

В случае возникновения аварийной ситуации, имея подобную информацию, можно было бы с большой долей вероятности выяснить возможный участок обрыва.

Подобная система обладала бы следующими преимуществами:

1)     Экономическая эффективность – отсутствие дополнительных затрат  на закупку дополнительного оборудования.

2)     Удобство внедрения – простота внедрения в существующую информационную систему т. к. разработка может быть основана на существующих алгоритмах.

3)     Дальнейшее развитие – после внедрения возможно наращивание дополнительного функционала.

С этой точки зрения подобная разработка может оказаться крайне перспективной и может рассматриваться как наиболее подходящий вариант для решения поставленных задач модернизации.

Заключение:

По завершении преддипломной практики можно отметить, что основная цель прохождения практики была достигнута, то есть был получен реальный опыт при решении конкретных задач на основе той теоретической базы, которая была сформирована при обучении в университете.

За время прохождения практики были выполнены следующие задания:

 описание организационной структуры предприятия, функций отдельных подразделений, хозяйственной и производственной деятельности

 описание существующих на предприятии объектов информатики и вычислительной техники, этапов разработки и сопровождения программного обеспечения.

 описание 2-3 задач разработки или совершенствования программного обеспечения.

 обоснование выбора и описание методов и средств решения поставленной задачи;

 результаты применения выбранных методов и средств;

 описание предложений по совершенствованию объектов информатики и вычислительной техники, этапов разработки и сопровождения программного обеспечения на предприятии;

 программу мероприятий и выбор средств и методов для реализации предложений по совершенствованию объектов информатики и вычислительной техники, этапов разработки и сопровождения программного обеспечения на предприятии;

Результатом прохождения производственной практики стали следующие документы: отзыв от предприятия, подписанная руководителем практики от предприятия, дневник практиканта, заверенный подписями руководителей от предприятия и от университета, отчет, отвечающей на все вопросы программы производственной практики.

1