Rosnąca liczba urządzeń, systemów chmurowych, usług VoIP, monitoringu IP, serwerów oraz aplikacji biznesowych powoduje, że tradycyjna infrastruktura miedziana nie zawsze jest w stanie zapewnić odpowiednią przepustowość i stabilność transmisji. W takich sytuacjach rozwiązaniem staje się budowa sieci światłowodowych, które umożliwiają przesyłanie dużej ilości danych na znaczne odległości przy bardzo niskich stratach sygnału. Światłowody mogą być wykorzystywane zarówno do połączenia budynków należących do jednej firmy, jak i do stworzenia szkieletu sieci wewnętrznej, połączenia serwerowni, punktów dystrybucyjnych czy centrów danych. Prawidłowo zaprojektowana infrastruktura światłowodowa zapewnia dużą skalowalność i pozwala przygotować środowisko IT na dalszy rozwój organizacji. Samo ułożenie przewodu nie wystarczy jednak do uzyskania odpowiedniego efektu. Konieczne jest wcześniejsze zaprojektowanie trasy, dobór rodzaju włókna, odpowiednich urządzeń aktywnych, sposobu zakończenia kabli oraz wykonanie pomiarów potwierdzających jakość transmisji.
Na czym polega budowa sieci światłowodowej?
Budowa sieci światłowodowej obejmuje znacznie więcej niż samo przeciągnięcie przewodu między dwoma punktami. Proces zaczyna się od określenia potrzeb organizacji i miejsca, w którym światłowód ma zostać wykorzystany. Inaczej projektuje się połączenie dwóch budynków znajdujących się na terenie jednego zakładu, inaczej sieć szkieletową dużego biurowca, a jeszcze inaczej infrastrukturę łączącą kilka lokalizacji firmy. Na etapie projektowania ustala się przebieg tras, liczbę potrzebnych włókien, rodzaj kabla, miejsce zakończenia linii oraz urządzenia aktywne, które będą korzystać z transmisji światłowodowej. Ważne jest także uwzględnienie przyszłego rozwoju. Jeśli organizacja spodziewa się zwiększenia liczby użytkowników, rozbudowy infrastruktury lub uruchomienia nowych systemów, warto przewidzieć odpowiednią rezerwę włókien. ICT Future zajmuje się projektowaniem i budową sieci światłowodowych jako elementem infrastruktury telekomunikacyjnej przedsiębiorstw. Firma realizuje również projekty LAN, WAN i Ethernet oraz rozwiązania związane z routingiem, switchingiem i transmisją danych.
Dlaczego firmy wybierają światłowód?
Jedną z największych zalet światłowodu jest bardzo duża przepustowość. O ile klasyczne połączenia miedziane sprawdzają się w wielu zastosowaniach lokalnych, o tyle przy większych odległościach i wymaganiach transmisyjnych światłowód daje znacznie większe możliwości. Dzięki odpowiednim urządzeniom możliwe jest zestawianie połączeń o przepustowości 10 Gb/s, 40 Gb/s, 100 Gb/s i większej. Pozwala to przesyłać duże ilości danych pomiędzy serwerami, oddziałami czy punktami dystrybucyjnymi bez tworzenia wąskich gardeł. Drugą zaletą jest odległość. W przypadku przewodów miedzianych Ethernet istnieją ograniczenia dotyczące długości pojedynczego odcinka. Światłowody umożliwiają prowadzenie transmisji na znacznie większe dystanse. Istotna jest również odporność na zakłócenia elektromagnetyczne. Światłowód przesyła dane za pomocą światła, dlatego nie jest podatny na takie same zakłócenia jak przewody miedziane. Ma to szczególne znaczenie w zakładach przemysłowych, halach produkcyjnych oraz miejscach, w których pracują urządzenia generujące silne pola elektromagnetyczne.
Światłowód jednomodowy czy wielomodowy?
Jednym z podstawowych wyborów podczas projektowania jest rodzaj włókna. Światłowody jednomodowe stosowane są przede wszystkim w sytuacjach, w których konieczne jest przesyłanie danych na większe odległości. Charakteryzują się niewielką średnicą rdzenia i pozwalają realizować transmisję o bardzo wysokiej przepustowości na dystansach liczonych nawet w wielu kilometrach. Światłowody wielomodowe są natomiast często wykorzystywane wewnątrz budynków oraz w centrach danych, gdzie odległości pomiędzy urządzeniami są mniejsze. Nie można jednak wskazać jednego rozwiązania jako uniwersalnie lepszego. Wybór zależy od odległości, wymaganej przepustowości, używanych urządzeń oraz planów rozbudowy. W praktyce coraz więcej organizacji decyduje się na infrastrukturę jednomodową również w sieciach kampusowych i międzybudynkowych, ponieważ zapewnia ona dużą elastyczność w przyszłości.
Projektowanie trasy światłowodowej
Trasa kabla ma ogromny wpływ na późniejszą niezawodność całej infrastruktury. Wewnątrz budynku przewody mogą być prowadzone w korytach kablowych, kanałach technicznych, podłogach podniesionych oraz pionach instalacyjnych. W przypadku połączeń między budynkami możliwe jest wykorzystanie kanalizacji teletechnicznej, rurociągów osłonowych lub innych przygotowanych tras. Na etapie projektu trzeba zwrócić uwagę na miejsca szczególnie narażone na uszkodzenia mechaniczne. Światłowód jest odporny na zakłócenia elektromagnetyczne, ale sam kabel nadal może zostać uszkodzony w wyniku zgniecenia, przecięcia lub nadmiernego zgięcia. Dlatego istotne jest zachowanie odpowiedniego promienia gięcia oraz właściwe prowadzenie i zabezpieczenie przewodów. Dobrze zaplanowana trasa powinna być również łatwo dostępna podczas późniejszego serwisu.
Sieć światłowodowa jako szkielet LAN
W większych firmach światłowód bardzo często stanowi szkielet całej sieci lokalnej. Przełączniki znajdujące się na różnych piętrach lub w różnych częściach budynku mogą być połączone właśnie włóknami światłowodowymi. Do poszczególnych stanowisk pracy nadal prowadzone jest klasyczne okablowanie Ethernet, ale ruch pomiędzy głównymi punktami dystrybucyjnymi odbywa się przez światłowód. Takie rozwiązanie pozwala zwiększyć przepustowość oraz ograniczyć ryzyko przeciążenia głównych połączeń. Przykładowo użytkownicy mogą pracować na portach 1 Gb/s lub 2,5 Gb/s, podczas gdy uplinki pomiędzy przełącznikami działają z przepustowością 10 Gb/s lub większą. Projektowanie sieci LAN i infrastruktury światłowodowej powinno więc być prowadzone jako jeden spójny proces.
Budowa sieci światłowodowej między budynkami
Jednym z najczęstszych zastosowań światłowodów jest połączenie kilku budynków należących do jednej organizacji. Może to dotyczyć zakładu produkcyjnego, kompleksu biurowego, kampusu, magazynów lub obiektów znajdujących się na wspólnym terenie. Światłowód pozwala traktować kilka budynków jako jedną spójną infrastrukturę sieciową. Użytkownicy mogą korzystać ze wspólnych serwerów, systemów telefonicznych, monitoringu i dostępu do Internetu. W takim projekcie bardzo ważne jest zaplanowanie redundancji. Jeżeli wszystkie budynki zostaną połączone jednym kablem prowadzącym jedną trasą, jego uszkodzenie może odciąć część organizacji od sieci. W środowiskach wymagających wysokiej dostępności warto rozważyć alternatywne trasy i dodatkowe włókna.
Spawanie światłowodów
Po ułożeniu kabla konieczne jest odpowiednie zakończenie poszczególnych włókien. Jedną z najczęściej stosowanych metod jest spawanie światłowodów. Polega ono na precyzyjnym połączeniu dwóch końców włókna przy wykorzystaniu specjalistycznej spawarki. Proces wymaga bardzo dokładnego przygotowania. Włókno musi zostać oczyszczone, odpowiednio przycięte i ustawione. Prawidłowo wykonany spaw charakteryzuje się bardzo niską tłumiennością i pozwala zachować wysoką jakość transmisji. Połączenia zabezpieczane są następnie w kasetach spawów znajdujących się w przełącznicach lub mufach światłowodowych. Jakość spawów ma bezpośredni wpływ na parametry całej linii, dlatego nie powinny być wykonywane bez odpowiedniego sprzętu pomiarowego.
Przełącznice i zakończenie światłowodu
Światłowód nie powinien kończyć się przypadkowo bezpośrednio przy urządzeniu aktywnym. W profesjonalnej instalacji stosuje się przełącznice światłowodowe, które zapewniają bezpieczne zakończenie i uporządkowanie włókien. Przełącznice mogą być montowane między innymi w szafach rackowych. Od zakończonych w nich włókien prowadzone są krótkie patchcordy do przełączników, routerów lub innych urządzeń. Takie rozwiązanie ułatwia zarządzanie infrastrukturą i późniejsze zmiany konfiguracji. Jeśli urządzenie zostanie wymienione lub przeniesione, nie trzeba ingerować w główny kabel. Wystarczy przepiąć odpowiedni patchcord.
Moduły SFP i urządzenia aktywne
Sam światłowód jest jedynie medium transmisyjnym. Do przesyłania danych potrzebne są odpowiednie urządzenia aktywne. W przełącznikach i routerach często wykorzystywane są moduły SFP, SFP+, SFP28 lub QSFP, które przekształcają sygnał elektryczny na optyczny i odwrotnie. Dobór modułu zależy między innymi od rodzaju włókna, przepustowości i długości połączenia. Przykładowo inne moduły będą potrzebne dla krótkiego połączenia wielomodowego wewnątrz serwerowni, a inne dla kilkukilometrowej linii jednomodowej pomiędzy lokalizacjami. Nieprawidłowe dopasowanie elementów może sprawić, że nawet prawidłowo wykonana infrastruktura pasywna nie będzie działać zgodnie z założeniami.
Pomiary reflektometryczne sieci światłowodowej
Po wykonaniu instalacji należy zweryfikować jej parametry. Jednym z najważniejszych narzędzi jest reflektometr optyczny OTDR. Pozwala on analizować tłumienie oraz lokalizować charakterystyczne zdarzenia występujące na całej długości włókna. Dzięki pomiarowi można określić między innymi długość trasy, miejsca spawów, złącza oraz potencjalne uszkodzenia. Pomiary reflektometryczne światłowodów są przydatne nie tylko podczas odbioru nowej instalacji. Mają również bardzo duże znaczenie podczas późniejszej diagnostyki. Jeżeli po kilku latach pojawi się problem z transmisją, porównanie nowych wyników z dokumentacją powykonawczą może znacznie przyspieszyć lokalizację usterki. ICT Future wskazuje pomiary reflektometryczne jako jeden z elementów swoich usług telekomunikacyjnych.
Serwis sieci światłowodowych
Nawet dobrze wykonana instalacja może zostać uszkodzona. Do awarii dochodzi między innymi podczas prac budowlanych, remontów, robót ziemnych oraz przypadkowego uszkodzenia przewodu. W przypadku problemu istotna jest szybka lokalizacja miejsca awarii. Jeśli dokumentacja instalacji jest aktualna, a dostępne są wyniki wcześniejszych pomiarów, diagnostyka jest znacznie łatwiejsza. Serwis może obejmować pomiary, lokalizację usterki, wykonanie nowych spawów, wymianę fragmentu kabla lub naprawę zakończeń. ICT Future oferuje również serwis światłowodów, dzięki czemu infrastruktura może być nie tylko zbudowana, ale również utrzymywana w trakcie dalszej eksploatacji.
Technologie WDM, CWDM i DWDM
W zaawansowanych sieciach można znacząco zwiększyć możliwości istniejących włókien poprzez wykorzystanie technologii zwielokrotnienia falowego. WDM pozwala przesyłać kilka niezależnych sygnałów optycznych jednym włóknem, wykorzystując różne długości fali światła. Rozwiązania CWDM i DWDM umożliwiają zwiększenie liczby kanałów i efektywne wykorzystanie istniejącej infrastruktury. Ma to szczególne znaczenie wtedy, gdy organizacja dysponuje ograniczoną liczbą włókien, a jednocześnie potrzebuje coraz większej przepustowości. Zamiast układać nowy kabel można w określonych przypadkach zwiększyć możliwości już istniejącej trasy. Technologie WDM, CWDM i DWDM znajdują się również w obszarze rozwiązań telekomunikacyjnych oferowanych przez ICT Future.
Redundancja w sieci światłowodowej
W przedsiębiorstwach zależnych od stałego dostępu do systemów IT pojedyncze połączenie może być niewystarczające. Uszkodzenie kabla pomiędzy serwerownią a halą produkcyjną może w takiej sytuacji zatrzymać pracę całego obiektu. Dlatego podczas projektowania warto rozważyć redundancję. Najlepszy efekt zapewniają połączenia prowadzone niezależnymi trasami. Dwa włókna biegnące w tym samym kablu nie zapewniają pełnej ochrony, jeżeli sam kabel zostanie przecięty. W zależności od wymagań można zastosować redundantne przełączniki, dodatkowe trasy światłowodowe oraz automatyczne mechanizmy przełączania ruchu. Rozwiązania tego typu są szczególnie ważne w centrach danych, szpitalach, zakładach produkcyjnych i organizacjach pracujących przez całą dobę.
Budowa światłowodów w zakładzie przemysłowym
Zakłady przemysłowe są jednym z miejsc, w których światłowody mają szczególnie dużo zalet. Duże odległości pomiędzy halami, urządzenia elektryczne o dużej mocy i rozbudowana automatyka mogą powodować trudne warunki dla klasycznych instalacji miedzianych. Światłowody są odporne na zakłócenia elektromagnetyczne, dlatego dobrze sprawdzają się jako medium transmisyjne pomiędzy poszczególnymi częściami zakładu. Mogą obsługiwać sieć IT, monitoring, systemy bezpieczeństwa, automatykę oraz komunikację pomiędzy różnymi obiektami. Projekt musi jednak uwzględniać warunki środowiskowe. W zależności od miejsca zastosowania potrzebne mogą być kable o zwiększonej odporności mechanicznej lub odpowiednio zabezpieczone trasy.
Sieć światłowodowa w biurowcu
W dużych budynkach biurowych światłowód często wykorzystywany jest jako pionowy szkielet infrastruktury. Na każdym piętrze może znajdować się punkt dystrybucyjny wyposażony w przełącznik, do którego podłączane są stanowiska użytkowników. Poszczególne przełączniki łączą się następnie światłowodem z głównym punktem dystrybucyjnym. Pozwala to zapewnić wysoką przepustowość pomiędzy kondygnacjami oraz ograniczyć długość przewodów miedzianych. Takie rozwiązanie jest szczególnie przydatne w budynkach, w których z sieci korzystają setki użytkowników.
Światłowód w centrum danych i serwerowni
Centra danych generują ogromną ilość ruchu pomiędzy serwerami, macierzami dyskowymi i urządzeniami sieciowymi. Dlatego połączenia światłowodowe są tam powszechnie wykorzystywane. W zależności od architektury mogą obsługiwać transmisję 10, 25, 40, 100 Gb/s oraz wyższe przepustowości. W serwerowniach szczególnego znaczenia nabiera również odpowiednia organizacja okablowania. Duża liczba włókien musi być czytelnie oznaczona i uporządkowana, aby ograniczyć ryzyko pomyłek podczas zmian konfiguracji. Dokumentacja i właściwe oznaczenia stają się więc równie ważne jak same parametry techniczne.
Dokumentacja powykonawcza sieci światłowodowej
Po zakończeniu budowy inwestor powinien otrzymać dokumentację opisującą wykonaną infrastrukturę. Powinna ona wskazywać przebieg tras, liczbę włókien, sposób ich oznaczenia, miejsca zakończeń oraz wyniki pomiarów. Dokumentacja jest niezwykle przydatna podczas rozbudowy i serwisu. Jeżeli po kilku latach trzeba wykorzystać wolne włókno, administrator powinien być w stanie szybko sprawdzić, gdzie się ono rozpoczyna i kończy. Brak dokumentacji powoduje, że nawet prosta czynność może wymagać czasochłonnego sprawdzania całej instalacji.
Ile kosztuje budowa sieci światłowodowej?
Koszt zależy od bardzo wielu czynników. Znaczenie ma przede wszystkim długość trasy, liczba włókien, rodzaj przewodu oraz sposób prowadzenia kabla. Inaczej wygląda koszt instalacji kilkudziesięciu metrów światłowodu w istniejącym korycie kablowym, a inaczej wykonanie kilkukilometrowej trasy wymagającej budowy kanalizacji teletechnicznej. Na koszt wpływają również przełącznice, spawy, moduły optyczne, urządzenia aktywne i pomiary. Dlatego rzetelna wycena powinna być przygotowana dopiero po określeniu zakresu projektu. Ważne jest również patrzenie na inwestycję długoterminowo. Wykonanie dodatkowych włókien podczas pierwszego etapu może być znacznie tańsze niż późniejsze prowadzenie kolejnego kabla.
Budowa sieci światłowodowych z ICT Future
Profesjonalna budowa sieci światłowodowych powinna obejmować cały proces – od analizy potrzeb, przez projekt i wykonanie infrastruktury, aż po pomiary oraz późniejsze utrzymanie. ICT Future realizuje projekty związane z sieciami LAN, WAN, Ethernet i światłowodami. Oferta obejmuje także serwis światłowodów, pomiary reflektometryczne, dzierżawę włókien oraz technologie WDM, CWDM i DWDM. Firma dysponuje doświadczeniem w budowie infrastruktury sieciowej dla organizacji wymagających wysokiej dostępności i dużej przepustowości. Jedną z realizacji ICT Future była modernizacja sieci wewnętrznej Dolnośląskiej Agencji Współpracy Gospodarczej, obejmująca urządzenia sieciowe klasy operatorskiej oraz łącze światłowodowe o przepustowości 10 Gb/s. Takie projekty pokazują, że światłowód powinien być traktowany jako element całej architektury IT, a nie wyłącznie jako kabel łączący dwa urządzenia. Dobrze zaplanowana sieć światłowodowa może działać przez wiele lat i obsługiwać kolejne generacje urządzeń aktywnych. Dlatego podczas jej budowy warto przewidywać rozwój infrastruktury, pozostawiać zapas włókien i projektować trasy w taki sposób, aby możliwa była późniejsza rozbudowa. Dzięki temu inwestycja staje się podstawą wydajnej, skalowalnej i odpornej na przyszłe wymagania infrastruktury telekomunikacyjnej firmy.