Файл: Методические рекомендации по разработке, оформлению и защите дипломных работ, проектов и задач. Спб. Вас, 2013. 10с.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Методичка

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.12.2023

Просмотров: 305

Скачиваний: 5

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание

Введение.

1.2 Технология атмосферно-оптических линий связи

1.2.1 Анализ возможностей аппаратуры оптических систем передач

1.2.2 Технические характеристики

1.2.3 Особенности и преимущества.

1.2.4 Недостатки технологии АОЛС/FSO.

1.3 Сравнительный анализ оборудования АОЛС различных производителей

Расчет АОЛС специального назначения

2.1. Анализ факторов, влияющих на функционирование атмосферных оптических линии связи.

3. Формулировка основных требований к оборудованию аосп при построении объектовой сети связи.

3.1. Общая характеристика требований, предъявляемых к военной системе связи.

3.1.1. Основные задачи связи.

3.1.2. Требования, предъявляемые к связи.

3.2. Принципы организации связей

3.3 Характеристики системы связи

3.4. Основные требования к оборудованию АОЛС на сетях связи специального назначения

3.4.1 Использование АОЛС в качестве оборудования “последней мили”

3.4.2 Использование АОЛС для связи сегментов ЛВС.

3.4.3 Требования к каналу АОЛС.

3.4.4 Создание магистральных каналов на основе АОЛС.

3.5. Анализ вариантов применения оборудования АОЛС на сетях связи специального назначения.

3.6. Сеть связи перспективного полевого подвижного пункта управления модульного типа построенная на оборудовании АОЛС.

Заключение

Список используемой литературы


Беспроводные Оптические Каналы Связи (БОКС) серии 100М ТС-1
(Fast Ethernet) (Россия)



Рис 1.3: Модель БОКС 100М ТС-1

Назначение моделей

Данная серия моделей позволяет создавать беспроводное оптическое соединение для активного оборудования с интерфейсом 10Base-T/100Base-TX Fast Ethernet (медная витая пара).

Основные характеристики

  • Стандарт IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet (медная витая пара), IEEE 802.3 10Base-T Ethernet (медная витая пара)

  • Скорость 20/200 Мбит/с в полнодуплексном режиме

  • Среднее время безотказной работы (MTBF), часов: 100000

  • Максимальная дистанция в условиях чистой атмосферы (0 дБ/км): 3000м.

  • Максимальная потребляемая мощность (с одной стороны канала), Вт: 105

  • Диапазон рабочих температур: -50°C … +50°C

  • Влажность: 0…100%

  • Класс защиты: Всепогодное исполнение IP67

  • Размеры одного устройства, мм: 505x142x250

  • Количество X вес устройств, кг: 4 x 8

  • Приемники на лавинных фотодиодах с поддержкой технологии Super Avalanche

  • Передатчики на лазерных диодах 780нм (класс лазерной безопасности 1) и/или светодиодах 870нм (+- 50м)

  • Поддержка режима Auto Negotiation

  • Возможность переключения на скорость 10Мбит/с в случае необходимости повышенной помехоустойчивости

  • Экранированная витая пара STP 5 категории от активного порта до блока доступа длиной 65-95 метров и SFTP 7 категории от блока доступа до приемника/передатчика длиной 5÷35 метров

  • Диагностическая индикация:

    • корректность подключения передатчика/приемника

    • наличие сигнала Link от подключаемого оборудования

    • уровень излучения, уровень принимаемого сигнала


PAVLight PL-622/3TX  Атмосферная оптическая система передачи (Англия)



Рис. 1.4: Модель PAVLight PL-622/3TX

PL-622/3TX – атмосферная оптическая система передачи данных телекоммуникационной серии PAVLight STM-4, предоставляющая канал связи протяженностью до 1500 метров и пропускной способностью 622 Мбит/с в сетях SDH.

Модульный конструктив приемо-передающих блоков, простая процедура наведения оптического канала, использование существующих площадок для установки телекоммуникационного оборудования, общедоступные материалы и инструменты, применяемые при монтаже и подключении – все это делает легким и быстрым освоение FSO-систем, дает возможность оперативного развертования надежного канала связи.


Технические характеристики

Максимальная дистанция установки: 1500 м

Минимальная дистанция установки: 200 м

Скорость передачи данных: от 1.5 до 622 Мбит/с

MTBF: 105000 часов

Количество передатчиков: 3

Тип излучателя: полупроводниковый ИК лазерный диод

Суммарная выходная мощность: 75 мВт

Длина волны: 830 нм

Класс лазера: II

Расходимость луча: 3 мрад

Индикация: питание

Тип приемника: лавинный фотодиод (APD)

Входная мощность: –45...–20 дБм

Зона приема: 15°

Индикация: питание, готовность оптического канала, уровень сигнала в приемнике, готовность служебного канала

Напряжение питания: от 19.5 до 72 В (постоянный ток)

Потребляемая мощность: 15 Вт

Размеры (Ш x В x Д): 350 x 390 x 550 мм

Масса: 14.9 кг

Рабочий температурный диапазон: –40°...+65°С

Влажность: 95% (без конденсата)

Исполнение корпуса: всепогодное, класс защиты IP66 [10]

Тактико-технические данные модели FSONA.



Рис. 1.5: Модель FSONA

Семейство SONAbeam ™ продуктов предлагают скоростью передачи данных от 1,5 Мбит до 2,5 Гбит охватывающих Ethernet, Fast Ethernet к Gigabit Ethernet и за его пределами. Вся линейка продуктов SONAbeam ™ является независимым протоколом для бесшовной интеграции в любую сеть и предлагает связь на расстояниях до 7 км.

Технические характеристики SONAbeam 155-E:

  • Скорость передачи данных: Fast Ethernet: 125 Мбит, полный дуплекс; OC-3 / STM-1: 155 Мбит, полный дуплекс;

  • Дальность: 3 дБ/км чистый воздух: 50м до 3200м;

  • 10 дБ/км экстремальный дождь: 50м до 1600м;

  • Выходная мощность лазера: 320 мВт;

  • В свободном пространстве длина волны: 1550 нм

  • Прием диафрагмы: 10 см (4 дюйма),(Эффективная чистая апертура)

  • Опция Интерфейс: 1-1000-Base-SX (850 нм);

  • Опция Интерфейс: 2-1000-Base-LX (1310 нм);

  • Рабочая Температура: -40ºC До 60ºC (-40 ° F до 140 ° F);

  • Размеры: 25 х 33 х 46 см;

  • Вес: оптическая головка: 10 кг;

  • Входное напряжение: -48 В постоянного тока (-40 В до -57 В) или (100-240);

  • Потребляемая мощность (электроника и обогреватель): 40 Вт;

  • Подогрев заднего стекла;

  • Предотвращает запотевание, накопление снега/мокрого снега;

  • Лазерное охлаждение: до 35ºC;

  • Состав: алюминиевый корпус/сталь крепление;

  • Элемент управления и контроля: интерфейс управления USB, последовательный и 10/100-BaseT, SNMP;

  • Интерфейс командной строки: через USB, RS232 или IP-адрес.

  • Основные параметры мониторинга: Прием силы сигнала, токи, источник питания и напряжения, лазерные токи, мощность лазера (уровни APC), лазерные температуры, внутренняя температура, восстановление тактовой частоты/состояния синхронизации, состояние сигнала сетевого интерфейса.

Тактико-технические данные оборудования Artolink.

Рабочие дистанции для модели M1-10GE достигают 2,5км, что вполне достаточно для решения проблем со связью на так называемой «последней миле».

В процессе эксплуатации приёмо-передающие модули в автоматическом режиме наводятся друг на друга, обеспечивая максимальную точность и максимальный бюджет линии, что гарантирует высокое качество связи.

Данный продукт работает на длине волны 1550нм, что обеспечивает широкий спектр безопасности и эксплуатационных преимуществ. С одной стороны, в этом диапазоне длин волн наблюдается меньшее влияние атмосферы, с другой - допустимо многократное увеличение мощности передатчиков. Это обеспечивает высокий бюджет линии, позволяя, но при этом с существенным запасом укладываться в нормы класса лазерной опасности 1М – абсолютно безопасного для зрения.

Беспроводные линии связи Artolink эксплуатируются в разных климатических зонах, в частности, российский пакет включает расширенный температурный диапазон в минусовую сторону (до -50 градусов Цельсия), обеспечиваемый системой подогрева оптики. Применён аэродинамический кожух, защищающий внешние оптические элементы от загрязнения и положительно зарекомендовавший себя ранее. Системы Artolink, оборудованные данным решением, в процессе эксплуатации не требуют чистки оптики.

Инновационное опорно-поворотное устройство (ОПУ) гарантирующее удобный и интуитивно понятный процесс прицеливания, а также обеспечивает максимально жесткое фиксирование в нужном направлении затяжкой всего одного элемента.

В случае необходимости, оборудование может быть доукомплектовано резервным радиоканалом микроволнового диапазона.

Все системы Artolink сертифицированы. На модель M1-10GE предлагается расширенная гарантия на 2 года эксплуатации.

FSO продукты Artolink предназначены для обеспечения экономически эффективного, высокоскоростного беспроводного подключения для различных телекоммуникационных задач на «последней миле».

Тактико-технические данные модели M1-10GE.

Рис.1.6. Модель 10 Гбит/с Artolink

  • Узкие лучи излучения;

  • Длина волны 1550 нм;

  • Специальный интерфейс, оптимизированный для передачи в атмосфере;

  • Технология двойного канала с резервного источника;

  • Автоматический контроль излучающих средств;

  • Встроенный канал обслуживания;

  • Встроенный телескоп для легкого нацеливания;

  • Мониторинг IP;

  • Оповещения SNMP;

  • Основные интерфейсы:

  • 20-портовый GbE (100M / 1G) SFP

  • 4 TP / (100 / 1G) SFP;

  • 3-портовый 1G / 10G SFP +;

  • Дополнительные интерфейсы:

  • с 2 по 63 Е1 каналов;

  • Пропускная способность: 10312,5 Мбит/с;

  • Полный дуплекс;

  • Затухание на расстоянии 1 км: 28 дБ;

  • Задержка времени оптического канала: <0,05 мс;

  • Расстояния, м:

  • для доступности 0,997 –1500;

  • для доступности 0,99 – 500;

  • с резервного канала:

  • для доступности 0,9999 – 3000;

  • Система Автоматическое сопровождение;

  • Динамический диапазон угла обработки отклонение (угол сохраняя положение), мрад (класс): 65 (3,7);

  • Задержка времени резервного канала: до 350 мс;

  • Напряжение питания: АС 90-260 В;

  • Постоянного тока 48 ± 15%;

  • Потребляемая мощность: 20 (50 -с подогревом оптики) Вт;

  • Размеры, мм:

  • оптический блок - 480x300x285;

  • интерфейсный блок - 450x200x44;

  • радиоустановка - 245x225x50;

  • Вес, кг:

  • оптический блок – 6;

  • интерфейсный блок – 2;

  • Длина кабеля, м: <50;

  • Управление, мониторинг:

  • UDP (фирма программное обеспечение), SNMP ловушки



Тактико-технические данные модели М1-FE-L.

Рис.1.7: Модель M1-FE-L Artolink.

  • Для 100 Мбит/с предлагается M1-FE-L. Эта модель передает данные на скорости 100 Мбит/с на расстояния от 50 до 3000 м.

  • Узкие лучи излучения;

  • Специальный интерфейс, оптимизированный для передачи в атмосфере;

  • Технология двойного канала с резервного напряжения питания (12/24/36/48В постоянного тока);

  • Автоматический контроль излучающих средств;

  • Встроенный канал обслуживания;

  • Основные интерфейсы: 10/100 Base-TX;

  • Дополнительные интерфейсы: с 2 по 24 Е1 каналов;

  • Длина волны: 785 нм;

  • Пропускная способность: 131 Мбит/с;

  • Полный дуплекс;

  • Задержка времени оптического канала: <0,25 мс;

  • Расстояния:

  • для доступности 0,99 – 2400м;

  • для доступности 0,997 – 1200м;

  • для доступности 0,999 – 600м;

  • с резервного канала:

  • для доступности 0,9999 – 7000м;

  • Система Автоматическое сопровождение;

  • Динамический диапазон угла обработки отклонение (угол сохранения положения): 50(3) мрад (класс);

  • Скорость регулирования: 8 мрад/с;

  • Задержка времени резервного канала: до 350 мс;

  • Напряжение питания: АС 90-260 В;

  • Постоянный ток 48 ± 15%;

  • Потребляемая мощность: из полосы 20 (60 - с подогревом оптики) Вт;

  • Размеры, мм:

  • оптический блок - 555x400x225;

  • интерфейсный блок - 450x280x40;

  • радиоустановка - 200x200x70;

  • Вес, кг:

  • оптический блок – 13;

  • интерфейсный блок - 2,5;

  • Длина кабеля: 100 м

  • Управление, мониторинг: UDP (фирма программное обеспечение), Web, SNMP, RS-232 [11]

Проведя анализ приведенного оборудования, можно сделать вывод, что при разработке объектовой сети связи военного назначения целесообразно использовать модель АОСП Artolink M1-FE-L. Эта система обеспечивает передачу данных на скорости 125 Мбит/сек, что достаточно для организации связи в объектовой сети.

Данная модель имеет преимущество перед моделью M1-GE, в том, что эта она позволяет работать на дистанциях до 400 м без системы автоматического наведения.

Угловые размеры пучка излучения передатчика и поля зрения приемника при сохранении высокого энергетического потенциала устройства оптимизированы, что обеспечивает работоспособность АОЛС без системы автоматического наведения.

Кроме того, на базе Военной академии связи был проведен эксперимент по использованию аппаратуры АОСП для организации связи между двумя аппаратными на базе шасси КамАЗ-5350. Оборудование устанавливалось на крышу КУНГа аппаратной. После установления связи было осуществлено естественное воздействие на аппаратную связи, путем открывания/закрывания двери КУНГа и передвижении по нему экипажем аппаратной. Данное воздействие оказало вибрацию на КУНГ и впоследствии на оборудование АОСП. Система автоматической стабилизации не успевала подстраиваться под вибрацию объекта, что приводило к разрыву атмосферной линии и потери канала связи. Данного недостатка лишена модель M1-FE-L.

Стоимость оборудования M1-FE-L (250 000 руб. за комплект) меньше стоимости M1-GE (950 000 руб. за комплект).

Вывод: В главе представлен анализ принципов работы атмосферных оптических линий связи, проведен анализ АОСП и ПОК. Исходя из анализа факторов, влияющих на работу АОЛС, тактико-технических данных оборудования АОЛС произведен выбор модели оборудования для дальнейшего исследования и расчета объектовой сети связи военного назначения.



  1. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Расчет АОЛС специального назначения



  • 2.1. Анализ факторов, влияющих на функционирование атмосферных оптических линии связи.



    Ведение боевых действий ВС РФ может осуществляться и в любой момент времени, в любое время суток, в любой точке нашей планеты, но этому будут способствовать, либо наоборот препятствовать определенные физико-географические условия, поэтому рассмотрим влияние этих условии на возможное использование в качестве резерва связи атмосферной оптической линии. На АОЛС влияют четыре основных гидрометеорологических фактора, таких как туман, дождь, снег, высотные здания (если они имеются).

    При расчёте АОЛС должны быть рассмотрены следующие явления:

    во-первых, потери на поглощение в атмосфере;

    во-вторых, рассеяние в атмосфере и турбулентность атмосферы;

    в третьих, условия микроклимата и местные эффекты;

    в четвёртых, протяженность линии и неточность установки линии. При этом учитывают длину волны и скорость передачи данных и окружающее солнечное излучение.

    Для работы АОЛС требуется прямая видимость. Так как АОЛС используют расширение луча и колимированный луч, предусматривают зазоры между центром луча и любыми препятствиями, равные радиусу луча. Это отличает эти системы от систем радиосвязи.

    Основным недостатком систем АОЛС является их подверженность влиянию атмосферных явлений, таких как ослабление и мерцание, которые могут понизить готовность линии. Узкий луч также приводит к тому, что правильная установка терминала лазерной связи становится более критичной, чем для обычных радиосистем.

    Ключевым параметром при разработке линий АОЛС является расчет бюджета линии , дБ [1]:
    (2.1)

    где:
    Pb(дБм)- общая мощность излучателя;
    Sr(дБм)- чувствительность приемника,которая также зависит от ширины полосы(скорости передачи данных);
    Ageo
    (дБ)- геометрическое ослабление линии из-за рассеивания передаваемого лучас увеличением расстояния;
    Aatmo(дБ)- ослабление в атмосфере, обусловленное поглощением и рассеянием;
    Ascintillation(дБ)- ослабление из-за турбулентности атмосферы;
    Asystem(дБ):представляет все остальные потери в системе,включая ошибки в установкенаправления луча, оптические потери приемника, потери из-за отклонения луча, уменьшение чувствительности вследствие воздействия окружающей освещенности (солнечного излучения).

    При планировании АОЛС необходимо учитывать превалирующие погодные условия, характерные для данной географической области, физические препятствия и типы поверхности на трассе, а также условия размещения приемопередатчика, которые гарантировали бы оптимальное качество работы линии.

    Погодные условия и, в частности, климат в окрестностях выбранной трассы линии влияют на появление снега, дождя, измороси, тумана, атмосферной дымки, частичек распыленных веществ, аэрозоли, пыли/песка, которые приводят к поглощению и рассеянию передаваемого сигнала.

    На трассе АОЛС между излучателем и приемником следует избегать физических препятствий. Кроме того следует учитывать, что крупные деревья могут расти на 0,5–1 м в год, и плотность их листвы в течение года меняется.

    Должны учитываться и тепловые потоки. Горячий воздух от поверхности поднимаясь и пересекая трассу АОЛС линии и приведут к появлению турбулентности, результатом которой может стать заметное мерцание на приемнике.

    На качество линии могут заметно повлиять топография и тип поверхности, лежащей под трассой прямой видимости АОЛС. На линиях АОЛС, пересекающих долины рек или части открытого моря, частым явлением может быть туман. Находящиеся под линией связи здания и сооружения могут стать причиной дополнительной тепловой активности в воздухе над ними, что может привести к усилению мерцания принимаемого сигнала.

    Особое внимание уделяется монтажу приемопередатчика. У большинства АОСП узкий луч, и, в результате, точность установки излучателя и приемника является критичным параметром. Любые неточности установки могут привести к значительным потерям сигнала. Телескопические мачты должны быть устойчивыми. Движение в результате дифференциальных термальных расширений или вибраций под воздействием ветра, должно быть минимизировано.

    • Смотрите также файлы