Etapy wykonania instalacji światłowodowej

Wykonanie instalacji światłowodowej

Rozwój techniki światłowodowej spowodował, że instalacje światłowodowe stają się rozwiązaniem coraz tańszym, a do tego łatwiejszym w wykonaniu niż instalacje z wykorzystaniem kabli miedzianych.

Poniżej krótko przestawię etapy wykonania instalacji światłowodowej:

    poprowadzenie kabla światłowodowego
    zamontowanie puszek i splitterów
    łączenie światłowodów z zastosowaniem spawów mechanicznych
    podłączenie urządzeń aktywnych

Przy wykonywaniu instalacji światłowodowej można na kilka sposobów zakończyć włókna światłowodowe złączami. Najprościej jest zamówić u producenta patchcord (gotowy kabel ze złączami) na określoną długość. Inne sposoby to użycie spawów termicznych, spawów mechanicznych lub szybkozłączy.

Do spawów mechanicznych i szybkozłączy nie musimy kupować drogich narzędzi, wystarczy usunąć powłoki ochronne z włókna, uciąć je i włożyć do złącza. Montaż zajmuje mniej niż minutę.

Dlaczego światłowody

 Elastyczność światłowodów i duża odporność

Światłowód jest elastyczny, odporny na zakłócenia elektryczne i warunki atmosferyczne, także ekstremalne, i bardzo wrażliwy na zmiany temperatury. W przewodzie światłowód jest wielkości ludzkiego włosa i waży bardzo niewiele: pojedynczy światłowód waży ok. 20 kg/ 1 km.

Włókna światłowodowe są cienkie, lżejsze i bardziej elastyczne niż druty miedziane, nie przegrzewają się ani nie są palne.

Jest wiele powodów, dla których światłowód jest korzystny w dzisiejszych systemach telekomunikacyjnych. Koszt, wydajność i wygoda szkła są głównymi czynnikami, dla których światłowód jest najlepszym sposobem przesyłania danych przy wysokich prędkościach dzięki wykorzystaniu światła.

 Wysoka prędkość transmisji i prawidłowa instalacja światłowodowa

Światłowody w ostatnich latach na dobre zagościły w ofercie providerów internetowych. W prywatnych domach  standardem są już łącza o prędkości kilkudziesięciu Mbp/s, a dla firm i instytucji prędkości te są o wiele większe, tak więc przechodzenie na transmisję światłowodową wydaje się logiczne.

Światłowody wielu instalatorom wydają się instalacją drogą i skomplikowaną w konfiguracji, a także delikatną i wrażliwą na uszkodzenia. Jednak należy podkreślić, że prawidłowo zaprojektowana i wykonana instalacja jest tak naprawdę prosta w obsłudze i niezawodna. Ważne są również właściwie dobrane elementy instalacji.

Podwodny kabel światłowodowy i jak działa światłowód

Oto, jak wygląda kabel światłowodowy, jaki kładzie się pod wodą:

oraz ciekawy i pomysłowy filmik, obrazujący działanie światłowodu :)

Animacja, jak rozchodzi się sygnał w światłowodzie (klikalne fioletowe klawisze).

Pierwsza na świecie sieć bezprzewodowa Mesh wykorzystana do rozległego monitoringu

Monitoring bezprzewodowy oparty na sieci Mesh

Firma Firetide, dostawca wysokowydajnych sieci bezprzewodowych w Tajlandii, ogłosiła oddanie do użytku pierwszej na świecie sieci bezprzewodowej Mesh, dostarczającej na żywo i bezprzewodowo obraz w rozdzielczości HD z kamer CCTV. Obszarem objętym monitoringiem jest rozległy teren zalewowy rzeki Chao Phraya River. Monitorowane są na bieżąco: poziom wody i dane telemetryczne w czasie rzeczywistym oraz historyczne (archiwum) do prognozowania ryzyka powodzi. Ta bezprzewodowa sieć obejmuje obszar 372 km, co oznacza, że jest najdłuższą siecią wi-fi na świecie.

Chao Phraya River

Co roku król Tajlandii wybierał się w podróż na tereny rzeki Chao Phraya River, jednak ze względu na zaawansowany wiek (król Bhumibol Adulyadej ma już 84 lata) nie może kontynuować tej tradycji. Mimo to chciałby nadal mieć możliwość monitorowania poziomu rzeki w porze monsunowej, więc powstały system monitoringu jest dla niego idealnym rozwiązaniem tego problemu. Tajlandzka sieć zakwalifikowana została do grupy systemów wczesnego ostrzegania przed powodzią.

Zaletą sieci Mesh jest możliwość auto-konfiguracji oraz automatycznego wykrywanie awarii. Szkielet opisywanej sieci stanowią 64 bezprzewodowe węzły mesh (odległość między nimi to ok. 20-45 km), do których podłączono 27 kamer obrotowych Panasonic.

Przed podjęciem decyzji o budowaniu sieci z firmą Firetide przeprowadzano przez rok różne testy z technologiami transmisji, takimi jak: satelitarna, ADSL, GSM/ 3G.

 Kamera Panasonic, pracująca w opisanym systemie

źródło

Sieci bezprzewodowe - technologia Mesh

Widoczny i zrozumiały jest trend wzrostu popularności sieci bezprzewodowych. Użytkownicy chcą mieć dostęp do sieci zawsze i wszędzie. Jednak umożliwienie szerokiego dostępu do sieci dla wielu użytkowników na dużym obszarze nie jest takie proste.

Tradycyjne sieci bezprzewodowe mają niewielkie szanse i perspektywy rozwoju dla dużych obszarów z dużą liczbą stacji klienckich. Ograniczenie jest takie, że każdy Access Point pracuje autonomicznie i musi być ręcznie konfigurowany (ustawienie nadajników na odpowiednich kanałach, aby nie było zakłóceń). Rozwiązaniem tego problemu są sieci Mesh (tzw. sieci kratowe). Mesh Wi-Fi zapewnia pokrycie zasięgiem na dużym obszarze, a także pozwala na dużą automatyzację pracy (nie jest konieczna ręczna obsługa). Dodatkowym atutem jest niska awaryjność tych sieci, która wynika z ich budowy.

Mesh jest strukturą, wykorzystującą jedno lub więcej połączeń w celu stworzenia topologii sieci kratowej. Jest to sieć wielu połączeń pomiędzy użytkownikami, będąca w stanie dynamicznie aktualizować i optymalizować te połączenia. Może być siecią mobilną, w której każdy węzeł zmienia lokalizację (tzw. inteligencja węzłów). Wiele węzłów używa jednego bezprzewodowego, dedykowanego łącza punkt-punkt lub punkt - wielopunkt. Sieć Mesh jest elastyczna, dane mogą być transmitowane przy użyciu wielu ścieżek.  Pakiety danych mogą omijać węzły, które nie działają lub interferują z innymi. Sieci kratowe charakteryzuje łatwość rozbudowy, czyli dodawania nowych węzłów. Przy czym większa liczba węzłów oznacza z kolei pewne opóźnienia w transmisji, ponieważ wchodzi w grę więcej routerów.

Połączenia między węzłami w sieci Mesh (źródło); ciekawy blog o sieciach Mesh.

Mesh z wykorzystaniem najpopularniejszych dzisiaj technologii bezprzewodowych: IEEE 802.11 (Wi-Fi) oraz IEEE 802.16 (WiMax).

Polecam: Ciekawy blog o sieciach Mesh.

Media transmisyjne część 1 kabel miedziany

Linia telefoniczna to najprostsze i najstarsze medium transmisji. Składa się z przewodów miedzianych w izolacji (kabel prosty), linii kablowych (skrętka) i napowietrznych. Stosuje się najczęściej kable proste w postaci dwóch przewodów, wiązek lub płaskich taśm.

Podstawowy i największy wpływ na długość kabla telekomunikacyjnego i częstotliwość graniczną pracy łącza mają:

• średnica przewodów miedzi
• odległość między przewodami
• rodzaj dielektryka
• technologia skręcenia przewodów
• metoda nadawania i odbioru

Porównanie cech przewodów miedzianych (koncentryków) i światłowodowych przedstawia poniższa tabela:

Parametr	Koncentryk	Światłowód
tłumienność	wysoka	bardzo niska
impedancja	zmienna	nie dotyczy
odporność na różnicę potencjałów nadajnika i odbiornika	niska	pełna izolacja
odporność na zakłócenia EM	niska	całkowita
zasięg transmisji	ograniczony do kilkuset metrów	bardzo duży
jakość transmisji	niska lub zadowalająca	wysoka
podatność łączeniowa	doskonała	wymaga umiejętności i sprzętu, dość kosztowna
odporność mechaniczna	wysoka	niska ale akceptowalna
koszt	niski w przypadku łączy poniżej 800 m	niski w przypadku łączy powyżej 800 m

Informacja cyfrowa

W systemie dwójkowym jednostką informacji cyfrowej jest bit, będący wyborem między wartością "0" lub "1".  Informacja przenoszona jest przez bity w strumieniu transmisyjnym. Może być:

•  ciągiem danych
•  informacją sterującą synchronizacją układów
•  informacją kontrolną o błędach w systemie transmisji danych

Transmisja cyfrowa to przesyłanie ciągu impulsów "0" lub "1". W zależności od tego, ile bitów możemy przesłać w ciągu 1s, określamy przepustowość danego medium transmisyjnego.

W sensie ogólnym informację można przesyłać za pomocą sygnałów wytworzonych przez elektryczność, fale radiowe lub światło. Chodzi o różnice w amplitudzie fal.

Konwersja z sygnału analogowego na cyfrowy - zamiana przebiegów ciągłych (analogowych) na dyskretne (informacje cyfrowe). W procesie konwersji sygnał analogowy jest próbkowany w regularnych odstępach czasu, a zmierzone wartości próbek zakodowane w postaci binarnej odpowiadają amplitudzie sygnału analogowego.

Podstawowe pojęcia w telekomunikacji

Dzisiaj będzie mini słownik podstawowych pojęć dla rozjaśnienia zagadnień podstawowych dla telekomunikacji:

nadajnik - transmitter, źródło sygnału, urządzenie, które generuje informację. Takimi urządzeniami są np. telefon, komputer, kamera wideo, aplikacja wideokonferencji.

odbiornik - receiver, urządzenie, które odbiera informacje.

obwód - circuit, ścieżka komunikacyjna w ustalonym medium między dwoma punktami, czyli między nadajnikiem a odbiornikiem.

łącze - link, fragment ścieżki komunikacyjnej między dwoma punktami, może to być połączenie między komputerem a urządzeniem zewnętrznym.

kanał - channel, jednokierunkowe połączenie między nadajnikiem a odbiornikiem (jednokierunkowy obwód). W terminologii komputerowej kanał jest wysokosprawnym połączeniem między komputerem i urządzeniem zewnętrznym. Kanały w torach komunikacyjnych są separowane od siebie pod względem czasu lub częstotliwości. 

przełącznik - switch, urządzenie, umożliwiające przełączanie, zestawianie, komutowanie, rozłączanie i zarządzanie połączeniami logicznymi przez układy fizyczne.

Infrastruktura telekomunikacyjna

Infrastruktura telekomunikacyjna obejmuje dwie struktury:
- rozległe sieci komputerowe oparte na technice sieciowej typu LAN, WAN
- sieci telekomunikacyjne z centralami i różnorodnymi sieciami dostępu abonenckiego

1. Sieci komputerowe:

• podstawową strukturę teleinformatyczną tworzą sieci LAN typu Ethernet
• możliwość tworzenia sieci szkieletowych w budynkach wielokondygnacyjnych
• możliwość tworzenia magistrali telekomunikacyjnych dla transkontynentalnego transportu

2. Sieci telekomunikacyjne:

• warstwowa struktura komunikacyjna, oparta na przekazach cyfrowych, poszczególne poziomy łączone za pomocą węzłów
• cyfrowe systemy komutacji i analogowe centrale telefoniczne

Osiągnęli przepustowość powyżej 100 Tb/ s

W maju 2011 roku japońskim naukowcom udało się osiągnąć w jednym włóknie światłowodowym prędkość powyżej 100 Tb/ s w dwóch niezależnych grupach badawczych.

1. Grupa związana z firmą NEC zaproponowała rozwiązanie oparte na sprzężeniu ze sobą 370 wiązek laserowych w pojedynczy impuls. Każdy laser emitował wiązkę o innej amplitudzie, polaryzacji i częstotliwości. Osiągnięto przepustowość 101.7 Tb /s na odległości 165 km.

2. Grupa druga, związana z National Institute of Information and Communications Technology w Japonii opracował włókno zawierające siedem rdzeni, z których każdy osiągał transmisję 15.6 Tb/ s. W sumie uzyskano przepustowość 109 Tb/ s na odległości 165 km.

Przepływność na tym poziomie byłaby w stanie obsłużyć cały ruchu w Internecie. Jako pierwsi zainteresowani tymi osiągnięciami są Google, Facebook i Amazon - firmy o ogromnych data center, gdzie prędkość transmisji w okolicach 100 Tb/ s byłaby jak najbardziej istotna.

Aktualnie sieci światłowodowe działają podobnie do tradycyjnych sieci telefonicznych ("zajętość linii"), a naukowcy starają się umożliwić dzielenie informacji na mniejsze porcje i przesyłanie ich różnymi drogami, a nie wszystkiego po jednej linii.

Data center

Data Center są to specjalne ogromnych rozmiarów obiekty, gdzie na wielu serwerach przechowuje się dane. Niektóre firmy, zwłaszcza duże o ogromnej ilości danych i użytkowników, jak Google, czy Amazon, posiadają własne data center, bardzo dobrze chronione dla zabezpieczenia danych przed utratą.

Data center Posiadają odpowiednie warunki (np. systemy chłodzenia) i zabezpieczenia (zasilanie, ochrona przeciwpożarowa itp.). Łącza telekomunikacyjne w takim data center muszą być bardzo wysokiej jakości, aby zapewnić niezawodną transmisję danych i komunikację z klientami.

Serwery w przykładowym data center

W dzisiejszej cyfrowej rzeczywistości największe problemy mają miejsce w obszarze przesyłania, przechowywania i chronienia danych. Informacja stała się wielkością cyfrową, bazy danych mają formę cyfrową, pliki, zdjęcia - wszystkie te dobra muszą być odpowiednio przechowywane. Co więcej, zajmują miejsce, wymagają kolejnych dysków - a dyski nie są nieśmiertelne.

Tak więc jednym kierunkiem nowych technologii jest poszukiwanie lepszej transmisji, a kolejnym - pomieszczenie większej ilości informacji na mniejszej przestrzeni dyskowej. 

Gdzie przechowywać taką ilość danych..?

Informacje są wirtualne, nienamacalne, związane z sygnałem "0" lub "1", tymczasem te same informacje wymagają budowania wielkich data center, w których stawia się potężne maszyny, jakimi są serwery. Te wirtualne dane cyfrowe wymagają całkiem sporo sprzętu i materialnych, fizycznych budynków, aby mogły istnieć.

Technika światłowodowa

Technika światłowodowa (fotonika) rozwija się bardzo dynamicznie, coraz częściej wykorzystuje się kable światłowodowe nie tylko w telekomunikacji, ale także w innych dziedzinach gospodarki. Jej wielką zaletą jest szybkość przesyłania informacji i przepustowość. W dzisiejszym świecie coraz bardziej zależy nam na szybkim dostępie do informacji, zwłaszcza, że niemalże wszystko przenosi się do sieci i komputerów.

Co to są światłowody? Włókno światłowodowe zbudowane jest z trzech elementów: rdzenia, płaszcza i bufora. Rdzeń, wewnętrzna warstwa wykonana z domieszkowanego szkła, jest tym miejscem, w którym odbywa się transmisja - to w nim leci światło. Płaszcz jest warstwą środkową i wykonany jest z czystego szkła. Bufor natomiast jest częścią zewnętrzną i pełni funkcję ochronną.

Jak działa światłowód (Fiber Optic Cable)? Zasada jego działania opiera się na transmisji impulsów świetlnych między nadajnikiem optycznym, który przekształca sygnał elektryczny na świetlny, a odbiornikiem optycznym, przekształcającym z powrotem sygnał świetlny odebrany ze światłowodu na sygnał elektryczny.

Mechanizm transmisji opiera się na całkowitym odbiciu światła w ośrodku, w którym się znajduje. Światłowód może być jedno- lub wielomodowy, a różnica widoczna jest w sposobie transmitowania światła w rdzeniu światłowodu. 

- wielomodowy: transmisja wielu wiązek światła (modów) o tej samej długości fali

- jednomodowy: transmisja jednej wiązki światła (moda)

Technika światłowodowa umożliwia emisję zmodulowanych fal optycznych przez światłowody o prawie nieograniczonych przepływnościach. Coraz częściej zastępuje łącza satelitarne i długodystansowe przekazy radiowe.

Przewody światłowodowe posiadają znacznie lepsze parametry transmisji sygnału aniżeli tradycyjne przewody miedziane. Impulsy światła mogą być przesyłane na duże odległości dzięki bardzo małemu tłumieniu włókna światłowodowego.

Korzystanie ze światłowodów niesie ze sobą ogromne korzyści. Jedynym problemem może być spawanie światłowodów, choć dzisiejsze spawarki bardzo to ułatwiają.

Transmisja danych a cloud computing

Wobec rosnącej popularności i rozwoju cloud computing wyzwaniem staje się transmisja danych. Wymogiem sprawnego korzystania z usług w chmurze jest niezawodna i szybka komunikacja, a więc szybka transmisja dużej ilości danych. Tu pomocna jest kolejna nowoczesna technologia, jaką są światłowody (Polska nie należy do krajów przodujących w kwestii rozwiniętej infrastruktury światłowodowej, sytuacja wygląda znacznie lepiej we Francji, czy w Rumunii).

 Światłowodowa transmisja danych

Cloud serwery

Coraz więcej usług i aplikacji będzie przenoszonych do chmury. Pozwoli to użytkownikom i firmom zmniejszyć wymagania co do własnego sprzętu - za to zwiększą się wymagania co do serwerów, oferujących cloud computing. Kto weźmie udział w bieg ku serwerowej doskonałości? Zapewne tacy producenci, jak IBM i Hewlett - Packard. 

Skoro w chmurze, to gdzie w takim razie toczą się nasze procesy obliczeniowe? Na obcych serwerach, zdalnie. A gdzie są serwery i czy są bezpieczne? Serwery znajdują się w dużych halach Data Center, które są specjalnymi obiektami do przechowywania pracujących serwerów. Posiadają odpowiednie warunki (np. systemy chłodzenia) i zabezpieczenia (zasilanie, ochrona przeciwpożarowa itp.). To właśnie tam są przechowywane i przetwarzane informacje, przesyłane za pomocą najwyższej jakości mediów transmisyjnych. Łącza telekomunikacyjne muszą być bardzo wysokiej jakości, aby zapewnić niezawodną komunikację z klientami.

Na zdjęciu: Google data center

Cloud computing

Cloud computing to coraz częściej spotykane pojęcie w świecie nowoczesnych technologii, komputerów, usług IT i w ogóle w środowisku internetowym. Dosłownie oznacza to: chmura obliczeniowa. W praktyce chodzi o to, że nie dokonujemy obliczeń (operacji) na własnym komputerze, tylko w chmurze, czyli na zewnątrz, "gdzieś tam".

Prostym przykładem cloud computingu są usługi oferowane przez Google, typu Dysk (drive), Dokumenty (docs) itp. Google daje dwa typy usług: oprogramowanie, czyli Software as a Service (SaaS) i platformę, czyli Platform as a service (PaaS).

Innym przykładem jest Amazon, który oferuje infrastrukturę, zwaną Infrastructure as a service (IaaS), a w niej możliwość tworzenia własnych serwerów poprzez serwis Amazona Elastic Compute Cloud (ECC) - a tam możliwości są już duże, można instalować programy, przechowywać dane.

Wspomnieć jeszcze warto kolejnego giganta, IBM, który również rozwija Cloud Computing - pod nazwą IBM Smart Cloud i oferuje usługi w ramach PaaS, SaaS i IaaS (wszystkie trzy typy wspomniane wcześniej). Można je wypróbować poprzez tzw. trial version.