Статья опубликована в рамках: VI Международной научно-практической конференции «Наука вчера, сегодня, завтра» (Россия, г. Новосибирск, 13 ноября 2013 г.)
Наука: Технические науки
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
- Условия публикаций
- Все статьи конференции
дипломов
РАЗРАБОТКА УЧЕБНОГО КОМПЛЕКСА ПО ИЗУЧЕНИЮ ТЕХНОЛОГИИ СПЕКТРАЛЬНОГО УПЛОТНЕНИЯ КАНАЛОВ В ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ
Андросов Сергей Сергеевич
младший научный сотрудник каф. оптоэлектроники Кубанского государственного университета, г. Краснодар
E-mail: aserg_k@mail.ru
Векшин Михаил Михайлович
канд. физ.-мат. наук, доцент каф. оптоэлектроники Кубанского государственного университета, г. Краснодар
Комарова Юлия Сергеевна
электромонтёр канализационных сооружений связи, Краснодарский филиал ОАО «Ростелеком», г. Краснодар
E-mail:
В настоящее время при повсеместном распространении телекоммуникационных технологий большое значение приобретает подготовка специалистов для работы в области связи, причём в условиях динамичного развития отрасли необходимо поддерживать актуальность преподаваемого материала и постоянно следить за качеством подготовки [4, с. 3]. Обучающиеся должны иметь возможность наглядно ознакомиться с различными современными технологиями, применяющимися в области связи, и ещё в процессе обучения приобрести опыт практической работы с телекоммуникационным оборудованием.
Для этого в соответствующих учебных заведениях целесообразно создание учебных комплексов на основе серийно производимого телекоммуникационного оборудования, позволяющих в процессе обучения наглядно представить различные технологии связи. Ниже приведено описание подобного комплекса для изучения технологии грубого спектрального уплотнения каналов (CWDM).
Ядром учебного комплекса является CWDM-оборудование QTECH с модульной архитектурой построения, применяющееся в сетях доступа [1, с. 42], в составе двух шасси QBM-PR4A-1, двух пар медиаконверторов с портами Ethernet и оптическими SFP-модулями, работающими на длинах волн 1530 и 1550 нм, и двух CWDM-мультиплексоров QWM-M4-51-57. Данный набор оборудования позволяет мультиплексировать для передачи по дуплексной оптической линии связи два независимых канала передачи данных. Длина волокна в оптической линии между мультиплексорами составляет 5 км.
Применяемое сетевое оборудование: маршрутизаторы Cisco и коммутаторы QTECH и Cisco позволяет создавать различные конфигурации учебного комплекса для иллюстрирования разных случаев использования CWDM.
Управление телекоммуникационным оборудованием осуществляется по протоколу SNMP с помощью программы QNMS. Программа предназначена для управления оборудованием QTECH, но также может работать с телекоммуникационным оборудованием других фирм. При этом управление коммутаторами и маршрутизаторами — внутриполосное, а подключение к шасси с медиаконверторами осуществляется по отдельному Ethernet-интерфейсу через один из портов ближайшего коммутатора.
Включение в линию волоконно-оптического разветвителя «1 в 2» с коэффициентом ответвления 90/10 (для отбора небольшой части мощности излучения) позволяет наблюдать форму спектра передаваемых оптических сигналов и измерять их параметры с помощью анализатора оптического спектра Yokogawa AQ-6370. Возможно также включение в состав комплекса управляемого аттенюатора и эрбиевого волоконного усилителя.
Одна из конфигураций комплекса, демонстрирующая применение CWDM для расширения пропускной способности оптического волокна путём организации дополнительных каналов связи, схематически показана на рисунке 1. Порты коммутаторов, соединённые с медиаконверторами, агрегируются и, таким образом, информация передаётся по двум каналам СWDM как по одному логическому каналу с удвоенной пропускной способностью. Для наглядности трафик в сети может представлять собой потоковое видео, передаваемое с персонального компьютера, служащего сервером, в режиме multicast («видео по запросу»). При искусственном ограничении скорости в 10 Мбит/с на портах коммутаторов, соединённых с медиаконверторами, во время передачи видеотрафика высокой чёткости при одном рабочем канале CWDM на клиентских компьютерах наблюдаются задержки при воспроизведении видео из-за недостаточной скорости передачи. При включении второго канала CWDM задержки исчезают.
Рисунок 1. Повышение пропускной способности оптического волокна с помощью CWDM
Другая конфигурация системы, приведённая на рисунке 2, демонстрирует независимое использование каналов CWDM отдельными сетями. В данном примере используются две сети с оборудованием Ethernet. Однако, так как для систем WDM формально неважно, какие методы использовались для кодирования передаваемого цифрового сигнала [2, с. 9], при подключении соответствующего оборудования с оптическими модулями, работающими на длинах волн CWDM, по каждому каналу может передаваться свой тип трафика (например, Ethernet и SDH).
Рисунок 2. Независимое использование каналов CWDM отдельными сетями
В процессе подготовки обучающиеся могут выполнять задания по самостоятельному конфигурированию комплекса в соответствии с заданной общей схемой, в том числе: подключение и настройку телекоммуникационного оборудования, персональных компьютеров, проверку работоспособности созданной сети и контроль состояния оборудования с помощью программы сетевого управления. Такие задания будут способствовать приобретению обучающимися навыков, полезных в их будущей профессиональной деятельности [3, с. 27].
Для ознакомления непосредственно с технологией передачи оптического сигнала на примере CWDM можно проводить:
·определение параметров передатчиков SFP-модулей: центральной длины волны, ширины спектра;
·определение параметров передаваемого оптического сигнала на разных участках линии;
·определение параметров CWDM мультиплексора, например, вносимого затухания, или (при использовании широкополосного источника излучения) ширины полосы частот оптических каналов.
В качестве примера, задание при обучении может выглядеть следующим образом: соединение оборудования по схеме, показанной на рисунке 1; настройка маршрутизаторов (IP-адреса на портах, маршрутизация multicast), коммутаторов (агрегирование портов) и персональных компьютеров (IP-адреса, передача и приём потокового видео); наблюдение за изменением качества приёма видео при подключении и отключении одного из каналов CWDM; наблюдение за спектром передаваемых оптических сигналов и измерение их параметров.
Таким образом, применение подобного комплекса в учебном процессе будет способствовать повышению качества подготовки специалистов в области телекоммуникаций: лучшему пониманию ими работы систем спектрального уплотнения каналов и приобретению полезных практических навыков работы с телекоммуникационным оборудованием.
Список литературы:
1.Матузко А.С. Обзор оборудования CWDM/DWDM // Фотон-Экспресс, — 2010, — № 7. — С. 40—43.
2.Слепов Н.Н. О современной технологии WDM и не только // Фотон-Экспресс, — 2007, — № 1. — С. 8—16.
3.Милицин Ю.А., Шевелёв С.В. Создание информационно-коммуникационной среды для подготовки высококвалифицированных специалистов отрасли телекоммуникаций // Век качества, — 2013, — № 1. — С. 27—31.
4.Фёдоров И.Б., Норенков И.П., Коршунов С.В. Подготовка специалистов в области компьютерных наук, техники и технологий // Прикладная информатика, — 2006, — № 4. — С. 3—14.
дипломов
Оставить комментарий