Материал: Анализ принципов построения сетей доступа на основе технологии xDSL

Чаще всего витые пары используются для передачи данных в одном направлении (точка-точка), то есть в топологиях типа звезда или кольцо. Топология шина обычно ориентируется на коаксиальный кабель. Поэтому внешние терминаторы, согласующие неподключенные концы кабеля, для витых пар практически никогда не применяются.

Параметры витого кабеля:

Полное волновое сопротивление наиболее совершенных кабелей категорий 3, 4 и 5 должно составлять 100 Ом ± 15% в частотном диапазоне от 1 МГц до максимальной частоты кабеля. Требования не очень жесткие: величина волнового сопротивления может находиться в диапазоне от 85 до 115 Ом. Здесь же следует отметить, что волновое сопротивление экранированной витой пары STP по стандарту должно быть равным 150 Ом ± 15%.

Максимальное затухание сигнала, передаваемого по кабелю, на разных частотах. Величины затухания на частотах, близких к предельным, для всех кабелей очень значительны. Даже на небольших расстояниях сигнал ослабляется в десятки и сотни раз, что предъявляет высокие требования к приемникам сигнала.

Величина перекрестной наводки на ближнем конце (NEXT - Near End CrossTalk). Он характеризует влияние разных проводов в кабеле друг на друга

Задержка распространения сигнала в кабеле в расчете на единицу длины .Производители кабелей иногда указывают величину задержки на метр длины, а иногда - скорость распространения сигнала относительно скорости света (или NVP - Nominal Velocity of Propagation, как ее часто называют в документации).

3.3.2 Коаксиальные кабели

Коаксиальный кабель представляет собой электрический кабель, состоящий из центрального медного провода и металлической оплетки (экрана), разделенных между собой слоем диэлектрика (внутренней изоляции) и помещенных в общую внешнюю оболочку

Коаксиальный кабель до недавнего времени был очень популярен, что связано с его высокой помехозащищенностью (благодаря металлической оплетке), более широкими, чем в случае витой пары, полосами пропускания (свыше 1ГГц), а также большими допустимыми расстояниями передачи (до километра). К нему труднее механически подключиться для несанкционированного прослушивания сети, он дает также заметно меньше электромагнитных излучений вовне. Однако монтаж и ремонт коаксиального кабеля существенно сложнее, чем витой пары, а стоимость его выше (он дороже примерно в 1,5 - 3 раза). Сложнее и установка разъемов на концах кабеля.

Основное применение коаксиальный кабель находит в сетях с топологией типа шина. При этом на концах кабеля обязательно должны устанавливаться терминаторы для предотвращения внутренних отражений сигнала, причем один (и только один!) из терминаторов должен быть заземлен. Без заземления металлическая оплетка не защищает сеть от внешних электромагнитных помех и не снижает излучение передаваемой по сети информации во внешнюю среду.

Существует два основных типа коаксиального кабеля:

)        тонкий (thin) кабель, имеющий диаметр около 0,5 см, более гибкий;

)        толстый (thick) кабель, диаметром около 1 см, значительно более жесткий.

Тонкий кабель используется для передачи на меньшие расстояния, чем толстый, поскольку сигнал в нем затухает сильнее. Зато с тонким кабелем гораздо удобнее работать: его можно оперативно проложить к каждому компьютеру, а толстый требует жесткой фиксации на стене помещения. Подключение к тонкому кабелю (с помощью разъемов BNC байонетного типа) проще и не требует дополнительного оборудования. А для подключения к толстому кабелю надо использовать специальные довольно дорогие устройства, прокалывающие его оболочки и устанавливающие контакт как с центральной жилой, так и с экраном. Толстый кабель примерно вдвое дороже, чем тонкий, поэтому тонкий кабель применяется гораздо чаще.

3.3.3 Оптоволоконные кабели

Оптоволоконный (он же волоконно-оптический) кабель - это принципиально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными двумя типами электрического или медного кабеля. Информация по нему передается не электрическим сигналом, а световым. Главный его элемент - это прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением.

Структура оптоволоконного кабеля очень проста и похожа на структуру коаксиального электрического кабеля. Только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром около 1 - 10 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции - стеклянная или пластиковая оболочка, не позволяющая свету выходить за пределы стекловолокна. В данном случае речь идет о режиме так называемого полного внутреннего отражения света от границы двух веществ с разными коэффициентами преломления (у стеклянной оболочки коэффициент преломления значительно ниже, чем у центрального волокна).

Металлическая оплетка кабеля обычно отсутствует, так как экранирование от внешних электромагнитных помех здесь не требуется. Однако иногда ее все-таки применяют для механической защиты от окружающей среды (такой кабель иногда называют броневым, он может объединять под одной оболочкой несколько оптоволоконных кабелей ).

Оптоволоконный кабель обладает исключительными характеристиками по помехозащищенности и секретности передаваемой информации. Никакие внешние электромагнитные помехи в принципе не способны исказить световой сигнал, а сам сигнал не порождает внешних электромагнитных излучений. Подключиться к этому типу кабеля для несанкционированного прослушивания сети практически невозможно, так как при этом нарушается целостность кабеля. Стоимость оптоволоконного кабеля постоянно снижается и сейчас примерно равна стоимости тонкого коаксиального кабеля.

Типичная величина затухания сигнала в оптоволоконных кабелях на частотах, используемых в локальных сетях, составляет от 5 до 20 дБ/км, что примерно соответствует показателям электрических кабелей на низких частотах. Но в случае оптоволоконного кабеля при росте частоты передаваемого сигнала затухание увеличивается очень незначительно, и на больших частотах (особенно свыше 200 МГц) его преимущества перед электрическим кабелем неоспоримы, у него просто нет конкурентов.

Существуют два различных типа оптоволоконного кабеля:

.        многомодовый или мультимодовый кабель, более дешевый, но менее качественный;

.        одномодовый кабель, более дорогой, но имеет лучшие характеристики по сравнению с первым.

Суть различия между этими двумя типами сводится к разным режимам прохождения световых лучей в кабеле.

В одномодовом кабеле практически все лучи проходят один и тот же путь, в результате чего они достигают приемника одновременно, и форма сигнала почти не искажается. Одномодовый кабель имеет диаметр центрального волокна около 1,3 мкм и передает свет только с такой же длиной волны (1,3 мкм). Дисперсия и потери сигнала при этом очень незначительны, что позволяет передавать сигналы на значительно большее расстояние, чем в случае применения многомодового кабеля. Для одномодового кабеля применяются лазерные приемопередатчики, использующие свет исключительно с требуемой длиной волны. Такие приемопередатчики пока еще сравнительно дороги и не долговечны. Однако в перспективе одномодовый кабель должен стать основным типом благодаря своим прекрасным характеристикам. К тому же лазеры имеют большее быстродействие, чем обычные светодиоды. Затухание сигнала в одномодовом кабеле составляет около 5 дБ/км и может быть даже снижено до 1 дБ/км.

В многомодовом кабеле траектории световых лучей имеют заметный разброс, в результате чего форма сигнала на приемном конце кабеля искажается. Центральное волокно имеет диаметр 62,5 мкм, а диаметр внешней оболочки 125 мкм (это иногда обозначается как 62,5/125). Для передачи используется обычный (не лазерный) светодиод, что снижает стоимость и увеличивает срок службы приемопередатчиков по сравнению с одномодовым кабелем. Длина волны света в многомодовом кабеле равна 0,85 мкм, при этом наблюдается разброс длин волн около 30 - 50 нм. Допустимая длина кабеля составляет 2 - 5 км. Многомодовый кабель - это основной тип оптоволоконного кабеля в настоящее время, так как он дешевле и доступнее. Затухание в многомодовом кабеле больше, чем в одномодовом и составляет 5 - 20 дБ/км.

3.3.4 Бескабельные каналы связи

Кроме кабельных каналов в компьютерных сетях иногда используются также бескабельные каналы. Их главное преимущество состоит в том, что не требуется никакой прокладки проводов (не надо делать отверстий в стенах, закреплять кабель в трубах и желобах, прокладывать его под фальшполами, над подвесными потолками или в вентиляционных шахтах, искать и устранять повреждения). К тому же компьютеры сети можно легко перемещать в пределах комнаты или здания, так как они ни к чему не привязаны.

Радиоканал использует передачу информации по радиоволнам, поэтому теоретически он может обеспечить связь на многие десятки, сотни и даже тысячи километров. Скорость передачи достигает десятков мегабит в секунду (здесь многое зависит от выбранной длины волны и способа кодирования).

Особенность радиоканала состоит в том, что сигнал свободно излучается в эфир, он не замкнут в кабель, поэтому возникают проблемы совместимости с другими источниками радиоволн (радио- и телевещательными станциями, радарами, радиолюбительскими и профессиональными передатчиками и т.д.). В радиоканале используется передача в узком диапазоне частот и модуляция информационным сигналом сигнала несущей частоты.

Главным недостатком радиоканала является его плохая защита от прослушивания, так как радиоволны распространяются неконтролируемо. Другой большой недостаток радиоканала - слабая помехозащищенность.

Для локальных беспроводных сетей (WLAN - Wireless LAN) в настоящее время применяются подключения по радиоканалу на небольших расстояниях (обычно до 100 метров) и в пределах прямой видимости. Чаще всего используются два частотных диапазона - 2,4 ГГц и 5 ГГц. Скорость передачи - до 54 Мбит/с. Распространен вариант со скоростью 11 Мбит/с.

. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ

Целью работы была задача «анализ принципов построения сетей доступа на основе технологии xDSL».

4.1 Описание объекта разработки

Работа проводилась с использованием персональных ЭВМ стандартной конфигурации с процессором Intel PentiumT4200, объемом оперативной памяти 2 Гб, объемом жесткого диска 500 Гб, при наличии видеоадаптера GeForceG105M.

4.2 Описание программного продукта

Разработанный алгоритм предназначен для построения сетей доступа на основе технологии xDSL.

Основные параметры анализируемого продукта приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Основные параметры программного продукта

4.3 Оценка рынка сбыта

Основным регионом продажи разработанного программного продукта является вся территория Украины. Но также не исключено продажу этого продукта и за ее пределами.

В таблице 4.2 приведена сегментация рынка сбыта по потребителя

Таблица 4.2 - Объем и сегментация рынка по потребителям

Таблица 4.3 - Прогнозирование количества продаж

4.4 Расчет затрат на разработку программного продукта

Себестоимость представляет собой выраженные в денежной форме текущие затраты предприятия, научно-технических институтов на производство и реализацию продукции. В ходе производственно-хозяйственной деятельности эти затраты должны возмещаться за счет выручки от продажи.

Использование показателей себестоимости в практике, во всех случаях требует обеспечения единообразия расходов, учитываемых в ее составе. Для обеспечения такой единообразия конкретный состав расходов, относительных в себестоимость, регламентируется типовым положением по планированию, учету и калькулированию себестоимости продукции (работ, услуг) в промышленности (постановление KM от 26.07.07 г. № 475).

Затраты, включаемые в себестоимость продукции (работ, услуг) группируются по следующим элементам:

−       Материальные затраты;

−       Затраты на оплату труда;

−       Отчисления на социальные мероприятия;

−       Другие расходы.

4.4.1 Определение потребности в материальных ресурсах

К материальным расходам относятся затраты на сырье и материалы в производственной деятельности предприятия. Расчет ведется по формуле:

,                                          (4.1)

где Нр_і- норма расхода i-го материала на единицу продукции:

Ц_і - цена единицы i-го вида материала;- количество видов материала:

Расчет стоимости сырья и материалов представлены ниже в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Расчет стоимости сырья и материалов

4.4.2 Транспортно-заготовительные расходы

Транспортно-заготовительные расходы (ТЗР) включают затраты на заготовку материалов, оплату за грузовые работы, транспортировку материальных ценностей, а также учитываются расходы, по страхованию рисков транспортировки.

В данной работе ТЗР принимаем 10% стоимости материалов.

ТЗР=102,00*0,1=10,2грн.

4.4.3 Расходы на оплату труда

В состав расходов включаются: заработная плата по окладам и тарифам; надбавки и доплаты к тарифным ставкам и должностным окладам в размерах, предусмотренных действующим законодательством; материальная помощь, премии и поощрения, компенсационные выплаты; оплата отпусков и другого неотработанного времени, другие расходы на оплату труда персонала, занятого непосредственно на выполнении конкретной темы (научные работники, научно-технический, научно-вспомогательный персонал и производственные рабочие).