O que você precisa para se conectar à Internet óptica? Como conectar um cabo óptico: teoria e prática

Internet de banda larga é o nome geral para todo um grupo de tecnologias modernas de acesso à Internet de alta velocidade. Rede mundial de computadores em modo constante. Os dados são recebidos e transmitidos na mesma alta velocidade – até centenas de Mbit/s.

Graças à Internet de banda larga, os usuários têm acesso a

serviços de televisão digital; Telefonia IP; possibilidade de armazenamento de dados em nuvem e muito mais.

Os provedores de serviços de Internet oferecem diferentes tipos de conexões internet banda larga acesso. Todas as variedades disponíveis podem ser divididas em duas grandes grupos:

fixo - baseado em conexões com fio; fibra óptica - através de linhas de comunicação óptica; móvel - através de canais de comunicação sem fio.

Acesso de banda larga através de linha alugada

As primeiras tecnologias de banda larga baseavam-se no acesso à Internet através de uma linha alugada digital (DSL). Métodos modernos o processamento digital de sinais pode aumentar significativamente a capacidade de uma linha telefônica, o que tornou a família de tecnologias xDSL uma das mais difundidas em todo o mundo.

O símbolo "x" é usado para representar toda a família de tecnologias de acesso a linhas alugadas, que diferem na velocidade de transferência de dados e no método de multiplexação de linha. Eles são designados por abreviaturas separadas - ADSL, HDSL, RADSL, SHDSL, VDSL.

Em geral, todas as tecnologias xDSL podem ser divididas em duas categorias:

simétrico - com a mesma velocidade de recepção e transmissão de dados; assimétrico - com maior velocidade de recebimento de dados da rede.

As tecnologias simétricas são usadas com mais frequência no setor corporativo, enquanto as tecnologias assimétricas são usadas para acesso de assinantes.

Canais de acesso à Internet de fibra óptica de alta velocidade

O acesso à Internet através de linha óptica é a opção mais comum e rápida de acesso em banda larga, amplamente utilizada em edifícios urbanos com vários apartamentos. Cada entrada da casa é conectada por meio de um switch de fibra óptica ao provedor, e um cabo de par trançado é puxado até os assinantes finais para conexão a um roteador ou diretamente à placa de rede do computador. Neste caso, a velocidade de acesso rede global não excederá 100 Mbit/s.

A velocidade de conexão mais alta é alcançada quando o assinante também se conecta por meio de um cabo de fibra óptica, em vez do habitual cabo de cobre de par trançado. O acesso por fibra permite fornecer velocidades de conexão de até 1 Gbit/s, o que permite conectar qualquer tipo de serviço – Internet, TV digital, telefonia IP.

Banda larga móvel

Acesso à Internet banda larga via redes móveis operadores comunicações celulares 3G e 4G são serviços populares devido à grande área de cobertura e à disseminação explosiva de dispositivos móveis.

A tecnologia 3G hoje já está moralmente obsoleta, mas é amplamente utilizada, uma vez que está disponível em uma parte significativa da cobertura das principais operadoras. Para substituir o 3G, a tecnologia 4G está sendo introduzida ativamente, permitindo velocidades significativamente mais altas. Nas áreas metropolitanas e nas grandes cidades, os provedores também estão desenvolvendo o fornecimento de conexões à Internet via WiMax, uma vez que a maioria dos gadgets vem com um módulo WiFi já integrado.

Segundo especialistas, nos próximos anos, a transmissão de dados mais eficiente na Internet será fornecida por fibra óptica, e utilizaremos predominantemente Internet de fibra óptica. Já é amplamente utilizado em Europa Ocidental e nos EUA, bem como na Federação Russa em áreas de edifícios altos e densos. Mas as propriedades do cabo de fibra óptica hoje permitem que você se conecte à Internet de alta velocidade e alta qualidade e casa de campo.

O que é internet fibra óptica

Guias de onda ópticos são usados ​​para conectá-lo. O sinal viaja ao longo deles na forma de uma onda de luz com alta velocidade(na velocidade da luz). Como hoje todos os equipamentos que transmitem e recebem sinais são eletrônicos, são necessários conversores de sinais eletrônicos em sinais ópticos e vice-versa. Esses conversores - modems de fibra óptica - foram desenvolvidos há muito tempo e são amplamente utilizados com sucesso.

O cabo de fibra óptica é um produto exclusivo de alta tecnologia

A tecnologia de produção de fibra óptica remonta à década de 1950 e ainda permanece complexa e trabalhosa. Portanto, o custo do cabo de fibra óptica não pode ser baixo. Mas com a ajuda dele conseguimos internet rápida e a capacidade de usá-lo em grandes áreas. A enorme largura de banda de um cabo óptico permite transmitir uma grande quantidade de informações por unidade de tempo. O sinal óptico quase não é distorcido e não enfraquece quando transmitido por longas distâncias.

Além disso, o material com que é feita a fibra de vidro - o quartzo - é muito leve, durável e pouco suscetível às influências atmosféricas e aos campos eletromagnéticos. A inércia química o torna à prova de fogo. As desvantagens da fibra de vidro incluem:

• a dificuldade de reparo, razão pela qual em caso de danos locais no cabo às vezes é necessário substituí-lo completamente;
• dificuldade de coordenação com circuitos elétricos (são necessários modems).

Infelizmente, essas dificuldades levam objetivamente a um aumento no custo de conexão de sistemas de comunicação de fibra óptica.

Benefícios da internet fibra óptica

As propriedades notáveis ​​do cabo óptico determinaram as vantagens significativas dos sistemas de comunicação de fibra óptica em relação às tecnologias tradicionais de cabo ou DSL:

• velocidade muito alta de transferência de informações, inclusive durante picos de carga da rede à noite e nos finais de semana;
• alta imunidade a ruídos;
• praticamente não há atraso de sinal - um atraso de alguns ms, enquanto para Internet 3G os valores são de cerca de 100 ms, e para Internet via satélite podem chegar a 1000 ms;
• o acesso não autorizado às informações transmitidas é difícil - inserção, leitura indutiva e outras ameaças;
• a capacidade de conectar vigilância por vídeo, sistemas de segurança, telefonia IP, televisão interativa etc.;
• possibilidade de colocação de cabos de fibra óptica em longas distâncias;
• resistência química da fibra de vidro em ambientes agressivos;
• boa flexibilidade de cabos;
• pequenas dimensões e peso;
• proteção contra fogo aberto e explosão;
• durabilidade.

De acordo com Point Topic, o número total de quem preferiu internet fibra ótica, já hoje ultrapassa o número de usuários de cabo. As vantagens listadas dos sistemas de comunicação por fibra óptica dão origem à confiança de que nos próximos anos todo o Internet V países desenvolvidos se tornará fibra óptica e acessível aos residentes de qualquer povoado. Na Rússia, a empresa Asarta dá a sua contribuição para isso.

A alta velocidade da Internet é melhor alcançada usando linhas de comunicação óptica. Agora esta tecnologia chegou a quase todos os apartamentos. A questão é como conectar cabo óptico interessa não apenas aos especialistas, mas também aos usuários comuns. Vamos tentar abordar o assunto com mais detalhes.

Consideraremos as conexões que utilizam a tecnologia PON (redes ópticas passivas) como as mais modernas e cada vez mais difundidas atualmente, substituindo as linhas com fio convencionais.

Comecemos pelo básico para entender o que teremos que enfrentar, pois a tecnologia de comunicação óptica difere dos fios usuais e familiares, tanto no princípio de funcionamento quanto nos métodos de instalação. Claro, você pode pular esta seção e prosseguir direto para a solução. problemas práticos mas, conhecendo a teoria, é mais fácil resolver muitos problemas que surgem na prática. Tentaremos não incomodá-lo com termos complexos, mas sim explicar tudo de forma simples e popular.

Como funciona a transmissão de dados via fibra óptica

Transmissão de sinal através de fios comuns usando corrente elétrica esbarra em dois obstáculos que limitam o limite de velocidade.

1. Um sinal de alta frequência desaparece rapidamente em uma longa distância.
2. As correntes de alta frequência apresentam grandes perdas de energia através da radiação no meio ambiente.
3. Fios e equipamentos próximos interferem no sinal.

Esses fatores negativos são combatidos com o uso de amplificadores intermediários, telas e fios torcidos. Mas há um limite para tudo. Hoje, o aumento da velocidade de transferência de informações é resolvido principalmente dividindo-as em fluxos paralelos. Por exemplo, o USB 3.0 difere do USB 2.0 anterior porque usa mais de um par de fios para transferir dados.

O problema só poderia ser resolvido radicalmente com a ajuda de cabos de fibra óptica. Neles, o sinal é transmitido por meio de luz, mais precisamente radiação laser, que é fracamente atenuada em longas distâncias. Para a comunicação são utilizadas fibras de vidro, nas quais, devido às propriedades especialmente selecionadas do núcleo e da camada externa, se manifesta o efeito de reflexão completa do feixe de luz.

Além disso, devido ao seu pequeno diâmetro, são flexíveis (também encontramos fibras de vidro finas e flexíveis em materiais familiares como lã de vidro e fibra de vidro).

O sistema funciona de forma extremamente simples - em um lado do cabo, a radiação laser é modulada, codificando informações nele, que são descriptografadas por um fotorreceptor na outra extremidade. Vários fluxos podem ser transmitidos através de uma fibra óptica, usando lasers com diferentes espectros em paralelo.

A velocidade de transmissão pela fibra óptica é muito maior do que a capacidade dos condutores metálicos e atinge vários terra bits por segundo.

A fibra óptica tem outras vantagens:

1. Proteção absoluta contra interferências externas, é impossível direcionar um sinal estranho para tal cabo.
2. Devido à ausência de condutores metálicos, tais linhas não podem ser danificadas por quebra de isolamento de alta tensão, portanto também são seguras para os usuários.
3. O cabo de fibra óptica moderno tem um diâmetro pequeno e ocupa muito espaço em calhas e esgotos.
4. É impossível ler informações sem danificar o cabo ou prejudicar seu desempenho usando métodos conhecidos (por exemplo, detecção de radiação eletromagnética).

Outra vantagem da fibra óptica é que ela não interessa aos invasores, pois não contém metais não ferrosos.

Mas também existem algumas desvantagens:

1. tais cabos não podem ser conectados por soldagem ou torção convencional; é necessário soldar vidro ou usar elementos de conexão especiais;
2. cabos de fibra de vidro não podem ser dobrados em um raio pequeno;
3. os equipamentos de recepção e transmissão são complexos, embora com produção comprovada e em massa, como acontece com qualquer eletrônico, seu preço esteja diminuindo constantemente.

Como funciona a tecnologia PON

À primeira vista, a construção de uma rede de assinantes pode ser feita de duas maneiras:

1. Passe os cabos da estação base para cada usuário. É assim que funciona uma rede urbana padrão - pares de fios vão do PBX para cada telefone.
2. Conduza várias linhas troncais de alta capacidade às quais estão conectados switches ativos - switches que distribuem o acesso entre assinantes. Foi assim que as primeiras redes foram construídas usando pares trançados (LAN) e posteriormente fibra óptica como backbone. Por exemplo, uma linha de fibra óptica chegava à casa, cujo acesso era distribuído entre os apartamentos por meio de pares trançados conectados por meio de switches. Essas redes foram chamadas de FTTB (Fiber To Building) - fibra para o edifício.

A tecnologia PON funciona com um princípio ligeiramente diferente:

1. Os equipamentos ativos são instalados apenas no fornecedor e no cliente.
2. Até 128 receptores podem ser conectados a uma fibra. A rede é construída segundo o princípio de uma árvore, de onde partem os ramos da linha, e deles os ramos de segunda ordem, e assim por diante.
3. Todos os dispositivos assinantes conectados à mesma fibra obtêm acesso à rede de maneira compartilhada. Ou seja, um pacote de informações é transmitido imediatamente para um cliente, depois para o segundo e assim sucessivamente. Devido à grande capacidade da linha, isso não reduz de forma alguma a velocidade de transferência de dados. A comunicação também é realizada na direção oposta, mas é usado um comprimento de onda diferente de radiação laser.

Esta abordagem tornou-se possível devido ao uso de dispositivos especiais - divisores. Eles dividem o fluxo de uma fibra em várias fibras. As perdas de radiação, é claro, são grandes, mas são compensadas pelo uso de lasers potentes e hoje seu preço não é tão alto;

As vantagens dos splitters são que são relativamente simples, não requerem ligação a redes elétricas (este é um elemento passivo, daí o nome da tecnologia) e manutenção.

Estas características da tecnologia PON permitem o desenvolvimento de redes em quaisquer condições. Se para métodos mais antigos de distribuição de Internet, ao contrário da cidade, onde você pode colocar switches e servidores comuns sem problemas em qualquer sótão ou porão e não há problemas com a conexão da fonte de alimentação, em áreas rurais Houve grandes dificuldades; não existem tais problemas para a PON.

O divisor pode ser pendurado em qualquer parede ou suporte de linha de energia e até mesmo colocado em um poço; os aparelhos não têm medo de umidade.

Rede PON

Para deixar mais claro como funciona a tecnologia PON, aqui está um diagrama de como essa rede é organizada.

Vamos explicar um pouco o diagrama:

• O provedor de Internet ou PABX possui um OLT (em inglês - Optical Linear Terminal) a partir do qual ocorre a distribuição. As linhas de cabo estão conectadas a ele. Este é um dispositivo bastante compacto; a foto abaixo mostra um rack que pode atender vários milhares de assinantes.

• Vários cabos se estendem de cada OLT; o diagrama mostra apenas um para quatro núcleos; Eles são distribuídos por toda a área atendida em dutos de cabos, ao longo de suportes ou de outra forma.

Graças à alta potência dos lasers, o comprimento dos cabos pode chegar a 60 quilômetros, embora os fabricantes geralmente garantam um sinal de alta qualidade a uma distância de até 20 km, mas isso é suficiente para uma cidade média.

• Um divisor é pendurado em cada núcleo (no diagrama são caixas rotuladas como Spliter), das quais as ramificações vão para outros divisores ou diretamente para os clientes. O diagrama mostra uma ramificação de dois cabos na parte superior e quatro na parte inferior, mas o sinal pode se ramificar em mais cabos, embora dispositivos de múltiplas saídas geralmente raramente sejam usados.

• Após o primeiro divisor, vários outros podem ser instalados.
• No final da linha, o assinante possui uma ONU (em inglês Optical Network Unit - Optical Network Unit) também pode ser chamada de ONT (em inglês Optical Network Terminal - Optical Network Terminal) ao qual você pode conectar um cabo LAN. Às vezes, o dispositivo é chamado de modem óptico.

• Além das conexões LAN, as ONUs quase sempre possuem tomadas para telefone, pois quase sempre uma conexão PON fornece um pacote de serviços: Internet, telefone, televisão.

Como pode ser visto no diagrama, a rede pode ser facilmente desenvolvida sem custos elevados. Por exemplo, na parte superior, em vez da primeira ONU, instale outro divisor, ao qual podem ser conectados dois assinantes. Você também pode substituir os divisores de dois canais por divisores de quatro canais, como os da parte inferior do circuito.

Que problemas um usuário PON comum pode encontrar?

Nosso artigo, como dissemos acima, não é destinado a especialistas que já sabem muito bem como conectar um cabo de fibra óptica e configurar o equipamento. Ao conectar-se ao PON pela primeira vez, os provedores geralmente também fornecem assistência (embora mais frequentemente mediante o pagamento de uma taxa, para que você possa economizar dinheiro fazendo tudo sozinho) na configuração de equipamentos e redes.

Conexão como de costume

• Entre em contato com o provedor e escreva um requerimento, faça um adiantamento se necessário.
• Depois de algum tempo, vários instaladores de rede aparecem na sua entrada. Via de regra, não se trata de funcionários da empresa provedora de Internet, mas sim de terceiros. Eles fazem um furo na parede do seu corredor, passam um cabo de fibra óptica do quadro de distribuição da entrada do apartamento, soldam e instalam uma tomada óptica perto da entrada.

• Em seguida, aparecem os ajustadores do provedor, que desligam o modem óptico (geralmente é fornecido para aluguel), conectam-no com um cabo na tomada e depois o configuram. A Internet já está em casa, só falta distribuí-la.

O processo é aproximadamente o mesmo em uma residência particular, embora os painéis de distribuição estejam localizados em suportes de linhas de energia (telecomunicações), em poços, ou estejam totalmente ausentes, e o cabo do assinante será conectado a partir de um divisor separado.

Essas três etapas não podem ser concluídas sozinho, a menos que você contrate um fornecedor. Além disso, de acordo com os contratos, as redes até os limites do domicílio ou mesmo até a tomada são atendidas gratuitamente pelo provedor de Internet (se não forem danificadas intencionalmente após os limites da separação, as linhas são consideradas propriedade); do cliente e todos os custos da sua operação são transferidos para ele.

Conectando ONT em um apartamento

A figura abaixo mostra um diagrama padrão para conectar dispositivos a um terminal óptico. Analisaremos imediatamente a sua implementação com as nossas próprias mãos, depois diremos como pode ser ajustado dependendo das capacidades do equipamento e como melhorá-lo.

Observe que você terá que lidar menos com óptica; você só precisa saber como conectar um cabo de fibra óptica a um modem e todas as outras redes estão conectadas.

Conexão de serviço padrão

Descreveremos detalhadamente todos os componentes do circuito, pois nem tudo pode ficar claro para um não especialista.

• A tomada óptica, como na maioria dos casos, está localizada perto da entrada do corredor. Ele é conectado ao quadro de distribuição por meio de um cabo óptico soldado, que foi montado durante a instalação.
• O soquete também está conectado ao terminal com um cabo óptico, mas está conectado a conectores. Este é um patch cord (este é o nome dado a qualquer cabo de fibra óptica e de conexão de fio; continuaremos a usar esse termo) geralmente adquirido.

• Um cabo telefônico comum é usado para conectar ao telefone. Em vez de uma tomada telefônica, ele é conectado a um conector ONT, que corresponde a uma tomada telefônica padrão, e é direcionado por todo o apartamento até o local onde o dispositivo está localizado.

• Para conectar a um computador desktop, um cabo de par trançado (cabo LAN) é colocado ao redor do apartamento, que é conectado aos conectores ONT e PC apropriados. A conexão é semelhante à conexão por meio de um switch normal.
• Para conectar um laptop, utiliza-se Wi-Fi; para isso, um roteador é colocado próximo ao terminal. No diagrama ele é designado como um roteador PPPoE/Wi-Fi. Ele também é conectado ao ONT por meio de um cabo de par trançado.

• A última conexão é uma TV, para isso um receptor é colocado próximo a ela televisão digital(no diagrama do Set Top Box, esta é a designação em inglês do dispositivo). Para conectar o receptor ao ONT, são usados ​​​​cabos de par trançado novamente com a TV, são usados ​​​​conectores padrão HDMI, SCART ou Composto (campainha) que conectam qualquer dispositivo de vídeo.

Agora vamos ver como implementar este esquema:

• Para conectar a uma tomada, é melhor usar um patch cord óptico pronto. Um fio tão curto pode ser facilmente adquirido em qualquer loja. Você pode fazer isso sozinho comprando um cabo de fibra óptica e conectores. Falaremos sobre isso a seguir quando descrevermos como afastar o terminal da tomada.
• Em seguida, conectamos o telefone - para isso você também pode comprar um fio pronto do comprimento necessário com conectores. Se for difícil escolher o comprimento, mas você não quer ganhar a mais, nós mesmos fazemos.

Para produção precisaremos de:

• um crimpador especial (crimper) para conectores RJ11-14 ou universal (também ajuda na crimpagem de pares trançados);
• cabo com o comprimento necessário;
• Plugues RJ 11 ou 14 (custam um centavo);
• ferramenta para limpeza de isolamento (faca de pinça).

Conselho. Não compre um cabo de quatro núcleos para o padrão RJ14 para dispositivos padrão, 2 núcleos são suficientes;

• Retiramos o isolamento superior do fio; para isso você pode usar uma faca ou alicate ou lâminas crimpadoras (se tiver).
• Expomos o isolamento superior em 6 a 8 milímetros, não tocamos no isolamento de condutores individuais.
• Nós os empurramos para dentro do corpo até que ele pare. Além disso, se utilizarmos, como já dissemos, um fio de dois núcleos, então os condutores deverão ir para as tomadas dos dois contatos centrais. Qual lado ficará vermelho e qual lado ficará verde não importa, apesar de existir um diagrama de fiação para esses conectores, não é necessário segui-lo, os aparelhos telefônicos não são sensíveis à polaridade.

• Em seguida, inserimos o conector no crimpador, ele deve encaixar corretamente no soquete correspondente e apertar suas alças. A barra deslizará para dentro, as facas cortarão o isolamento dos núcleos e conectarão os contatos com segurança.

Conselho. Você pode tentar cravar o conector sem um crimpador. Para isso, após a instalação dos fios, use uma chave de fenda com ponta afiada para pressionar as facas individualmente e depois a barra para fixar o fio em seu interior. O trabalho deve ser feito com cuidado, porém, os próprios plugues custam um centavo, então você pode quebrar alguns pedaços até conseguir um resultado normal.

Você também pode conectar seu telefone usando patch cords curtos padrão. Para isso, instalamos tomadas próximas ao telefone e ONT.

Os condutores neles geralmente são fixados com terminais. Neste caso, é necessário conectar os pinos 2 e 3 (os fios vermelho e verde vão até eles, assim como em um cabo telefônico). Essa abordagem é ainda mais conveniente.

• Conectamos o computador usando par trançado. Tal como acontece com um telefone, você pode tentar encontrar um cabo pronto com o comprimento necessário ou comprar um cabo de par trançado e plugues. A crimpagem ocorre exatamente da mesma forma, mas com uma característica: antes de instalar os condutores nas tomadas, é necessário desenvolver as pontas dos condutores e organizá-los na ordem correta, conforme mostrado na figura abaixo.

Ao preparar uma linha LAN, não se esqueça de mais um recurso - os pares trançados possuem larguras de banda diferentes, para aproveitar plenamente as capacidades das conexões ópticas, é necessário escolher cabos de pelo menos categoria 5, pois fornecem velocidade gigabit;

• Em seguida, conectamos o receptor de televisão e o roteador Wi-Fi, tudo é exatamente igual a um computador - esticamos um cabo de par trançado, que conectamos nos conectores apropriados. Para este último, se estiver localizado conforme o diagrama, é mais fácil usar um patch cord curto pronto. O roteador precisará ser configurado, conforme descrito em suas instruções de operação.

Simplificando o circuito

O esquema padrão é projetado para usar componentes com funcionalidade mínima. Mas os dispositivos modernos têm recursos avançados; diremos como usá-los.

• Via de regra, quase todos os terminais ONT podem distribuir Wi-Fi, então você pode abandonar o roteador.
• As TVs com a função “Smart TV” também costumam ter uma entrada LAN e não requerem receptor.

• Se você usar um radiotelefone, sua estação base pode ser colocada próxima ao terminal e não há necessidade de passar o fio telefônico pela casa. Além disso, muitos já possuem dispositivos no corredor onde a tomada digital é instalada com mais frequência.

Em geral, usando uma conexão Wi-Fi, você pode dispensar os fios, exceto o do telefone. Muitas TVs incluem um módulo para receber redes sem fio e, para um computador desktop, você pode comprar um receptor conectado a um conector USB ou instalado na placa-mãe em slots PCI.

No entanto, quando conectado via Wi-Fi, você não conseguirá altas velocidades, que envolve a conexão à Internet por meio de um cabo de fibra óptica. Possibilidades rede sem fio são limitados e dependem da distância até o roteador e da presença de obstáculos (paredes).

Melhorias de esquema

Agora vamos falar sobre as possibilidades de melhorar o esquema. Muito mais pode ser oferecido. É difícil fornecer sistematicamente as opções e descrevê-las todas, mas tentaremos.

Linha telefônica

Vamos começar com o mais simples - um telefone em uma casa pode não ter um aparelho no escritório, como no diagrama, mas vários, no quarto, na cozinha, na sala. Na maioria das vezes, um modem óptico possui apenas um conector RJ 11 (RJ 14). Portanto, a linha dele terá que ser ramificada; isso pode ser feito de três maneiras;

1. No local necessário para a ramificação, instale um divisor telefônico - caixa com três saídas para conectores RJ. Outra opção é instalar uma tomada dupla. Esta opção pode até ser preferível, pois posteriormente em caso de avaria, ao desligar os troços, será possível encontrar facilmente a linha danificada.
2. Instale qualquer caixa de terminais adequada no ponto de divisão e bifurque a linha usando-a.
3. Conecte outro ao cabo telefônico soldando ou torcendo.

Roteador

Um roteador instalado no corredor pode não fornecer um sinal claro (quanto mais fraco, menor a velocidade de transferência de dados) em todo o apartamento ou casa, especialmente se a área do edifício for grande. É aconselhável aproximá-lo do centro da habitação. É verdade que esta opção é impossível se o próprio terminal distribuir Wi-Fi. Alternativamente, instale um amplificador de sinal (repetidor) mais próximo do centro.

Linhas LAN

Devido à localização do terminal de fibra óptica, as linhas de par trançado são longas. Embora o sinal neles não seja muito atenuado, é ainda mais conveniente colocá-los do centro, principalmente se houver muitos equipamentos conectados à rede na casa. Como melhor opção, é claro, seria possível mover o próprio terminal ONT para o centro, mas pode não ser possível fazer isso (mais sobre isso abaixo).

Mas há outra possibilidade - movemos o roteador para o centro, como dissemos acima, e fazemos o resto da fiação a partir daí. Quase todos os modelos desses dispositivos, além de distribuir Wi-Fi, possuem quatro portas LAN por saída e funcionam como switches.

Além disso, no esquema padrão, a conexão de um laptop é assumida apenas via wireless rede com fio. Mas já dissemos que o Wi-Fi não realiza totalmente as capacidades de transferência de dados em alta velocidade que um terminal óptico oferece. Portanto, é aconselhável estender também um cabo de par trançado para conectá-lo aos locais (sala, quarto, cozinha) onde você usa seu laptop com mais frequência.

TV

Como já dissemos, as TVs modernas com função “inteligente” possuem conectores para cabos de par trançado (LAN) e receptor Wi-Fi, o que permite eliminar totalmente a necessidade de receptor. É correto chamar esses dispositivos nem mesmo de TVs, mas de computadores multifuncionais com funcionalidade de TV.

Se a TV suportar vídeo de alta definição ou mesmo 3D, ainda é melhor conectar via LAN (devido a possível redução velocidade sem fio). Além disso, para esses dispositivos, se você ainda usa um receptor, é melhor conectá-lo à TV para garantir a qualidade do vídeo, não através dos conectores SCART ou Composite mostrados no diagrama, mas através de HDMI ou pelo menos DVI.

Outra característica hoje em casa geralmente não é uma TV, mas várias. Como conectá-los?

Se você precisar alta qualidade então você terá que passar um cabo de par trançado para todos; caso contrário, você poderá sobreviver com o Wi-Fi. Mesmo que o próprio receptor de TV ou seu receptor não suporte esta tecnologia, o adaptador sem fio custa menos de US$ 10.

Nesta subseção do artigo também responderemos a uma pergunta frequente - como conectar o cabo óptico da TV ao receptor?

Em princípio, existem receptores que se conectam diretamente a rede óptica, mas são utilizados principalmente para transmissão em redes a cabo, ou seja, para uso profissional. Todos os receptores domésticos de televisão digital são conectados conforme descrito acima.

Energia de reserva

A desvantagem das linhas de comunicação modernas de alta tecnologia e não apenas das ópticas é que os dispositivos terminais requerem conexão à rede elétrica.

Se telefone antigo poderia operar com tensão fornecida pela central telefônica por meio de fios, então o dispositivo conectado ao terminal fica totalmente dependente de sua fonte de alimentação. Ou seja, se as luzes da sua casa se apagarem, você não poderá receber nem receber ligações. Portanto, considere uma fonte de alimentação reserva para o modem óptico.

Considerando que o consumo de energia do ONT geralmente está na faixa de 15 a 20 watts, qualquer fonte de alimentação ininterrupta (a abreviatura UPS é uma fonte de alimentação ininterrupta) é adequada para essa finalidade.

Por exemplo, se uma fonte de alimentação ininterrupta tiver uma bateria com capacidade de 9 A/h, ela será capaz de fornecer comunicação por 6 a 7 horas. Durante esse tempo, as redes elétricas costumam reparar os danos. Para áreas rurais onde as interrupções de energia são mais longas, você pode escolher uma unidade com bateria maior.

É aconselhável conectar, além do modem óptico, ao UPS e Roteador Wi-Fi. Então, durante uma queda de energia, você não só terá conexão telefônica, mas também a Internet, desde que as baterias do portátil, tablet ou smartphone estejam carregadas.

Transferência do terminal ONT

Como já dissemos, a localização do modem na porta da frente não é a ideal, é aconselhável colocá-lo mais próximo do centro do apartamento para melhorar a comunicação Wi-Fi e reduzir o comprimento dos cabos;

É claro que transferir um dispositivo pode ser problemático:

• Talvez o provedor não permita que o modem seja movido de forma independente;
• O cabo óptico do assinante é bastante exigente em termos de condições de instalação, não gosta de dobrar em um raio pequeno, precisa ser protegido adicionalmente.

Mas às vezes ainda é aconselhável reorganizar o modem, principalmente em apartamentos grandes com vários níveis. Vejamos como isso pode ser feito, ou mais precisamente, como alongar o cabo óptico.

Existem várias opções:

• Utilize um cabo óptico com conectores que correspondam aos conectores correspondentes na tomada e modem (uma espécie de patch cord) de grande comprimento. A opção mais aceitável, no entanto, esses cabos não são encontrados à venda, mas você mesmo pode fabricá-los. Além disso, com esta abordagem não há problemas com o fornecedor.
• Estenda a fibra usando conectores. Abaixo veremos como isso pode ser feito. Mas observe que a perda de sinal com este método será maior do que com a primeira opção.
• Soldar fibra de cabo. Na verdade, não é tão difícil e também veremos como isso é feito. O único problema é que a máquina de solda custa vários milhares de dólares e não vale a pena comprar para uma ou duas juntas. Embora se você pretende continuar construindo redes ópticas em nível profissional...

Você também pode pegar emprestado o equipamento de um amigo ou alugá-lo por um dia.

Aliás, às vezes perguntam se é possível instalar dois ONTs em um apartamento. Em princípio é possível, mas ao contrário dos aparelhos telefônicos, eles não podem funcionar em paralelo; Portanto, esta escolha só faz sentido se você precisar de Internet ininterrupta e tiver a oportunidade de se conectar à Internet através de cabos de fibra óptica de diferentes provedores.

Aliás, um circuito semelhante, embora cabeado, foi implementado em minha casa. Estou ligado através de um modem DSL ao fornecedor republicano Beltelecom, do qual escolhi um tarifário sem taxa de assinatura. A segunda conexão por cabo de par trançado ao servidor de um provedor local (o diretor do empreendimento é vizinho e amigo), onde a Internet é gratuita. Se alguém tiver um colapso, mudo facilmente para a reserva.

Também oferecemos conexão de vídeo de um cabo óptico para ajudar:

Conectando e emendando cabos ópticos

Todo o trabalho descrito abaixo geralmente é feito por artesãos por um preço razoável, embora, como você pode ver, eles sejam bastante simples se você tiver o equipamento e as ferramentas. Na minha opinião, dominar a conexão óptica é tão fácil quanto soldar corretamente fios de cobre convencionais.

É verdade que tal necessidade raramente surge, mas vamos olhar para o futuro, talvez em breve a fibra óptica substitua o cobre em todos os lugares, e os dispositivos finais se conectarão a ela diretamente, e não através do ONT.

Instalando conectores ópticos

Vejamos como os conectores do tipo SC mais comuns são montados. A grande maioria dos modems e soquetes utiliza esse tipo. Para instalação precisaremos de um conjunto de ferramentas e materiais especiais.

Embora custe uma quantia decente, ainda é mais barato que um splicer de fibra óptica. Esses kits geralmente são fornecidos com instruções detalhadas, portanto daremos uma ordem aproximada de operações para sua referência.

As etapas para instalar o conector no cabo são as seguintes:

1. Removemos o isolamento com um alicate especial - um descascador. Esta ferramenta possui folgas calibradas entre as arestas de corte, permitindo remover as camadas uma a uma sem danificar a própria fibra.
2. A fibra Kevlar é então cortada para reforçar a bainha do fio. Isso não pode ser feito com uma tesoura comum devido à sua grande resistência. Você precisará de lâminas mais fortes, encontradas com mais frequência em strippers.
3. Em seguida, é colocada a parte do conector que irá fixá-lo no cabo.
4. Em seguida, usando um composto especial ou simplesmente lenços umedecidos com álcool, o revestimento hidrofóbico da própria fibra de vidro é removido.
5. Em seguida, a cola é preparada e colocada em uma seringa, que fixará a fibra no conector. Uma quantidade estritamente medida é introduzida no canal, no qual a fibra óptica exposta é então enfiada.
6. Após o endurecimento da cola, a fibra óptica é clivada com uma ferramenta especial.
7. Então seu final é polido.
8. Por fim, as demais partes do conector são colocadas e ele é crimpado com uma crimpagem especial.

Conectando fibra óptica com um conector mecânico

Este método é mais simples que o anterior: são retirados pedaços de cabo de fibra óptica, com conectores montados industrialmente (pig tails), e unidos com conectores mecânicos. A desvantagem deste método é a perda de sinal nas conexões, comparável a uma diminuição na intensidade da luz nos próprios conectores (é claro que os conectores não podem ser abandonados). Portanto, é melhor soldar ou montar a fibra no conector.

Interessante. Pig tail é traduzido do inglês como “pig tail”, uma comparação bastante adequada.

Usando o conector SNR-Link como exemplo, descreveremos a execução do trabalho.

• O cabo está sem isolamento e lascado.
• As extremidades do cabo limpo são instaladas no conector.

• Em seguida, a trava que prende a junta é simplesmente pressionada.

É aqui que o trabalho termina. Como você pode ver na foto abaixo, o teste desta conexão mostra uma perda de 0,028 dB, isso é comparável às perdas no conector, embora de acordo com os dados do passaporte do conector sejam permitidas perdas de até 0,04 dB. Aliás, o aparelho é reutilizável.

Fios de soldagem

Como já falamos, o melhor é soldar fios ou pigtails, isso também não é difícil, o único problema é o custo do aparelho. Mostraremos passo a passo como ocorre a soldagem.

• O dispositivo liga e executa um autoteste.

• A seguir, insira o tipo de cabo a ser soldado. Além disso, para isso não é necessário ter conhecimento profissional de todos os tipos de condutores de fibra óptica, basta inserir as marcações indicadas na embalagem ou na própria superfície de isolamento;

• Em seguida, após retirar a camada protetora externa com qualquer ferramenta adequada, instalamos o fio em um suporte especial. Antes disso, não se esqueça de colocar a luva KDZS (conjunto de peças para proteção da junta soldada), que cobrirá o local de soldagem.

• Em seguida, o suporte é colocado no removedor térmico do aparelho e ele liga. O isolamento é removido pelo calor, com muito menos risco de danificar a fibra do que com a decapagem mecânica convencional.

• A tampa fecha e o removedor térmico é iniciado. Ele limpa o próprio fio.

• A seguir, sem retirar o fio do suporte, enxugamos com álcool (um recipiente redondo com um cotonete fica na tampa superior do aparelho) para retirar o revestimento hidrofóbico e instalá-lo no cutelo. O suporte nele, como no stripper, é preso a um ímã. A lasca ocorre quando a tampa é fechada. Os restos de fibra caem em um recipiente especial para não se perderem (é fácil enfiar uma fibra fina, quase invisível sob a pele, mas depois é difícil removê-la).

Atenção. Tenha muito cuidado com os resíduos de fibra óptica; ela não deve ser perdida, pois pode ser prejudicial à saúde. É especialmente perigoso se pedaços de fio de vidro entrarem no trato respiratório.

• Quando os dois fios estão preparados, sem retirá-los dos suportes, instalamos-os diretamente sob os eletrodos de soldagem.

• Iniciamos o processo de soldagem. A máquina alinha e centraliza as fibras e as emenda em menos de dez segundos.

Ao final da soldagem, o aparelho mostra o resultado - quais serão as perdas nesta junta. Na imagem abaixo eles estão destacados com um oval, apenas 0,01 dB.

• Resta apenas embrulhar a manga KZDS; para isso, ela é colocada na junta (primeiro retiramos os suportes) e o fio é colocado no forno.

O processo também leva alguns segundos. Retiramos do forno o cabo de fibra ótica soldado acabado (atenção, estará quente).

Como você pode ver, tudo é bem simples, se você não tem mãos tortas, você pode aprender rapidamente como emendar fibra óptica apenas lendo o manual da máquina de emenda (nosso artigo também é adequado) ou obtendo 10 minutos de instrução . Observo que é muito mais difícil adquirir rapidamente as habilidades de conectar fios comuns usando um ferro de solda e solda.

Esperamos que nosso artigo tenha contado tudo sobre o cabo óptico, como conectá-lo, conectá-lo, coordenar o funcionamento do modem de fibra óptica com outros dispositivos. Mesmo que você não vá instalar redes ou conectores sozinho, sabendo como isso é feito, você poderá encontrar a causa das falhas e formas de corrigi-las. Deixe a Internet na sua casa ser sempre rápida e sem interrupções.

• Tradução

Artigos sobre escuta de fibra óptica são bastante raros devido à especificidade deste tipo de comunicação. À medida que o custo do equipamento e o custo da organização dos canais de comunicação baseados em fibra óptica se tornam mais baratos, eles têm sido utilizados há muito tempo na prática comercial. Os profissionais de TI responsáveis ​​por questões de segurança das comunicações devem estar cientes das principais fontes de ameaças e contramedidas. Este artigo é uma tradução trabalho científico, publicado nos anais da conferência HONET (High Capacity Optical Networks and Enabling Technologies) em 2012. Conseguimos encontrar na Internet uma pré-impressão do autor em texto completo, datada do outono de 2011, que, embora contenha alguns erros (os autores não são falantes nativos de inglês), descreve muito bem os problemas existentes.

Conexão oculta à fibra óptica: métodos e cuidados

M. Zafar Iqbal, Habib Fathallah, Nezih Belhadj

MZ IQBAL, H FATHALLAH, N BELHADJ. 2011. Tapping de fibra óptica: métodos e precauções. Redes ópticas de alta capacidade e tecnologias facilitadoras (HONET).

Anotação

As comunicações de fibra óptica não são tão seguras como normalmente se acredita. Existem diversas técnicas conhecidas usadas para extrair ou inserir informações em um canal óptico e evitar a detecção de conexão. Houve vários incidentes relatados anteriormente nos quais foi difícil detectar conexões bem-sucedidas. Este artigo examina uma série de métodos conhecidos para conexão à fibra óptica, fornece um relatório de simulação das características ópticas da fibra à qual a conexão é feita usando o método de flexão e também fornece uma prova de conceito na forma de um experimento físico. . Também são apresentados diagramas de vários cenários, onde um invasor que possui os recursos necessários e utiliza tecnologias existentes, pode comprometer a segurança do canal de comunicação óptica. São discutidos métodos para evitar a conexão à fibra óptica, ou para minimizar as consequências do vazamento de informações transmitidas pelo canal de comunicação.

Este artigo é baseado em trabalho apoiado pela Força Aérea Real do Reino da Arábia Saudita.

M. Zafar Iqbal trabalha no Prince Sultan Advanced Technology Research Institute ( [e-mail protegido])
Habib Fathallah – Professor Associado (Professor Assistente) na King Saud University ( [e-mail protegido])
Nezih Belhadj é pesquisadora de pós-doutorado na Universidade Laval ( [e-mail protegido])

I. INTRODUÇÃO

Em contraste ideia geral, a fibra óptica está essencialmente desprotegida contra conexões e escutas de terceiros. Atualmente, uma enorme quantidade de informações críticas e sensíveis é transmitida através de canais de comunicação óptica, e existe o risco de que caiam nas mãos de certas pessoas dispor dos recursos e equipamentos necessários.

A captação de fibra é um processo no qual a segurança de um canal óptico é comprometida pela inserção ou extração de informação luminosa. As conexões de fibra óptica podem ser intrusivas ou não intrusivas. O primeiro método requer cortar a fibra e conectá-la a um dispositivo intermediário para capturar informações, enquanto no segundo método a conexão é feita sem interromper o fluxo de dados ou interromper o serviço. Este artigo será dedicado a tecnologias não intrusivas.

Atualmente, apenas alguns casos documentados de conexões de fibra óptica foram relatados. Isto se deve às grandes dificuldades em encontrar o local da conexão, embora a conexão em si seja bastante simples. Aqui está uma lista dos principais incidentes:

• 2000, No Aeroporto de Frankfurt, na Alemanha, é descoberta uma conexão com três linhas principais da Deutsche Telekom.
• 2003, um dispositivo de escuta é descoberto na rede óptica da Verizone.
• 2005, o submarino da Marinha dos EUA USS Jimmy Carter modernizado de uma maneira especial para instalação de conexões não autorizadas em cabos submarinos, ( Uma postagem separada no hub - O submarino USS Jimmy Carter, suas tarefas especiais e cabos ópticos subaquáticos).

Nas seções seguintes apresentaremos breve visão geral métodos de conexão não autorizada. Apresentaremos então uma representação numérica da perda de sinal ao dobrar uma fibra, seguida de um relatório de demonstração física de um protótipo de dispositivo de acoplamento de fibra desenvolvido em nosso laboratório. Aqui explicaremos o design do protótipo, os equipamentos e software utilizados. Também discutiremos possíveis cenários de conexão em condições reais e discutir quais recursos são necessários para atingir esses objetivos. Como resultado, iremos propor diversas técnicas para proteção de canais ópticos contra conexões.

II. MÉTODOS DE CONEXÃO DE FIBRA

A. Flexão de fibra

Com este método de conexão, o cabo é desmontado até a fibra. Este método baseia-se no princípio da propagação da luz através de uma fibra por meio de reflexão interna total. Para conseguir este método, o ângulo de incidência da luz na transição entre o próprio núcleo da fibra e o seu revestimento deve ser maior que o ângulo crítico de reflexão interna total.

Caso contrário, parte da luz será emitida através do núcleo. O valor do ângulo crítico é função dos índices de reflexão do núcleo e de sua casca e é representado pela seguinte expressão:

θ c =cos -1 (revestimento μ / núcleo μ) e revestimento μ< μ core ;

Aqui θ c é o ângulo crítico, μ revestimento é o índice de refração da casca, μ núcleo é o índice de refração do núcleo

Quando a fibra é dobrada, ela se dobra de modo que o ângulo de reflexão se torna menos que crítico e a luz começa a penetrar através do revestimento

Obviamente pode haver dois tipos de dobras:

1) Microcurvatura

A aplicação de uma força externa resulta em uma curvatura acentuada, porém microscópica, da superfície, resultando em deslocamentos axiais de vários mícrons e uma mudança espacial no comprimento de onda de vários milímetros (Fig. 1). A luz penetra através do defeito e pode ser usada para capturar informações.

Figura 1. Microdobração

2) Curvatura macro

Existe um raio de curvatura mínimo aceitável para cada tipo de fibra. Esta propriedade também pode ser usada para recuperar informações. Se a fibra for dobrada em um raio menor, é possível a transmissão de luz (Fig. 2), suficiente para recuperar informações. Normalmente, o raio de curvatura mínimo da fibra monomodo é de 6,5 a 7,5 cm, com exceção da fibra do tipo especial. A fibra multimodo pode ser dobrada em até 3,8 cm.

Figura 2. Macroflexão

B. Divisão óptica

A fibra óptica é inserida em um divisor, que desvia parte do sinal óptico. Este método é intrusivo porque requer o corte da fibra, o que acionará o alarme. No entanto, esse tipo de conexão pode funcionar sem ser detectado por anos.

C. Usando ondas não homogêneas (acoplamento evanescente)

Este método é usado para interceptar o sinal de uma fibra de origem para uma fibra de destino, polindo cuidadosamente os revestimentos na superfície do núcleo e depois alinhando-os. Isso permite que parte do sinal penetre na segunda fibra. Este método é difícil de implementar em condições de campo.

Corte de ranhura D.V

Um entalhe em V é um recesso especial no revestimento da fibra próximo ao núcleo, feito de forma que o ângulo entre a propagação da luz na fibra e a projeção do entalhe em V seja maior que o crítico. Isso causa reflexão interna total, na qual parte da luz escapará da fibra principal através do revestimento e do entalhe em V.

E. Dispersão

Uma rede de Bragg é criada no núcleo da fibra, com sua ajuda uma parte do sinal é refletida da fibra. Isto é conseguido pela superposição e interferência dos raios UV produzidos por um laser excitado por UV.

III. MODELAGEM

A. Metodologia

Para estimar com precisão as perdas por flexão das fibras SMF-28, é utilizado um solucionador de frequência Maxwell de vetor completo, baseado em um método de elementos finitos de alta ordem e permitindo a adaptação das condições de contorno - uma camada extensível perfeitamente combinada. São obtidos cálculos vetoriais de constantes de propagação e campos elétricos de modos em guias de onda curvos. A perda de flexão é calculada com base na parte imaginária da constante de propagação do modo fundamental. As perdas totais são obtidas somando as perdas dos modos ortogonal e base. Os resultados obtidos por este método são bastante precisos e foram testados.

B. Dados de simulação.

Para fibra SMF-28, o raio do núcleo e o índice de refração são respectivamente.
r c = 4,15 μm e n c = 1,4493
No shell, eles são respectivamente iguais:
r cl = 62,25 μm e n cl = 1,444.
O índice de refração do ar é 1.

C. Cálculo da perda de potência.

O raio de curvatura ρ é obtido ao longo do eixo x, o modo é polarizado ao longo do eixo y e a propagação é ao longo do eixo z, conforme mostrado na Figura 3.


Figura 3

A Figura 4 mostra a perda numérica de flexão em função do raio de curvatura de uma fibra com um metro de comprimento. Observa-se uma dependência logarítmica das perdas em relação ao raio de curvatura. Para raios de curvatura pequenos (ρ< 10 mm), потери превышают 40 dB/м. При обычных радиусах изгиба (ρ >15 mm) as perdas são inferiores a 1 dB/m


Figura 4. Estimativa numérica da perda por flexão em função do raio de flexão

4. EXPERIÊNCIA DE CONEXÃO COM FIBRA ÓPTICA

A. Sequência de ações ao conectar à fibra óptica.

A operação de escuta completa pode ser implementada usando as seguintes etapas:

1. Recebendo um sinal óptico de uma fibra
2. Detecção de sinal.
3. Detecção do mecanismo de transmissão (decodificação de protocolo)
4. Processamento de software para detectar quadros/pacotes e extrair deles os dados necessários.

O experimento envolveu a transmissão de um sinal de vídeo digital via Ethernet óptica de um computador para outro. A fibra de conexão foi desmontada até o revestimento e colocada em um acoplador óptico, onde a fibra é dobrada, fazendo com que emita alguma luz, violando o princípio da reflexão interna total. Este dispositivo direciona a luz capturada para um conversor Ethernet unidirecional. Posteriormente, os quadros Ethernet são processados ​​e o fluxo de vídeo é reconstruído a partir deles no terceiro PC. O player VLC foi usado para streaming e reprodução. O analisador de protocolo WireShark foi utilizado para capturar os pacotes, e o software Chaosreader foi utilizado para reconstruir o vídeo a partir dos pacotes capturados.

B. Procedimento

O software e o hardware são conectados como na Figura 5. A fibra dividida passa da fonte de vídeo para o receptor, através do grampo acoplador. O grampo desvia parte da luz e entra em um conversor de mídia unidirecional que lê quadros Ethernet, que são então transmitidos para um terceiro PC executando o WireShark. O analisador de protocolo converte quadros Ethernet e extrai informações como endereços MAC de origem e destino. Ele também processa o conteúdo dos quadros e extrai pacotes IP deles. As informações obtidas dos pacotes incluem endereços IP, mensagens de protocolo de sinalização e bits de sobrecarga.


Figura 5. Esquema experimental de conexão à fibra pelo método de flexão

Os pacotes coletados dessa forma são salvos no formato de arquivo pcap (captura de pacotes). O arquivo é então processado pelo software Chaosreader, que reconstrói os arquivos originais e cria um índice dos arquivos reconstruídos. Para localizar nosso vídeo capturado, procuramos no diretório e procuramos arquivos *.DAT grandes. Este arquivo é então aberto no player VLC e mostra a parte capturada do stream de vídeo.

C. Possíveis ações durante a escuta telefônica

Além de reproduzir vídeo, o sistema experimental descrito aqui pode ser usado para realizar diversas tarefas de interceptação de informações, como ataques de informações de IP, roubo de senhas, espionagem de conversas VoIP e reconstrução de mensagens. e-mail usando software gratuito, comercial ou caseiro.

V. OUTROS CENÁRIOS DE CONEXÃO.

O experimento aqui descrito foi realizado utilizando componentes Ethernet devido à sua maior disponibilidade. No entanto, alguns cenários possíveis em vida real, pode muito bem ser assim:

Figura 6 Cenário de conexão com processamento remoto.

A.Conectando-se a uma rede de dados

.

Informações valiosas podem ser obtidas em redes de dados como SDH e SONET – os dois principais padrões para transmissão de dados por fibra óptica em links de backbone e redes metropolitanas.

As informações provenientes de redes de alta velocidade são difíceis de armazenar e processar, mas estão disponíveis no mercado analisadores de protocolo SDH de alta tecnologia que podem ser usados ​​para obter sinais brutos de baixo nível. Isso simplifica parcialmente as possíveis dificuldades associadas às taxas de transferência de dados. Tais dispositivos podem posteriormente ser modificados para receber diferentes tipos de tráfego que passam pela rede. Por exemplo, você pode recuperar um fluxo Ethernet associado a algum fluxo de contêiner VC4.

Conexão com processamento remoto

Existem dois incentivos importantes para o envolvimento no processamento remoto:

• Ao conectar-se a canais de comunicação de longa distância e alta velocidade (vários Gbit/s), o papel do armazenamento torna-se extremamente importante. Os pacotes capturados preenchem o disco com extrema rapidez.
• Contratar especialistas em rede para trabalhar na área pode ser bastante caro. É mais conveniente organizar seu trabalho em um centro de processamento remoto onde qualquer equipamento necessário, difícil de levar para o campo.

Usando sua imaginação, você pode facilmente completar todos os cenários necessários para trabalhar com dados remotos. Por exemplo:

1) Usando Internet sem fio. Ao utilizar Wi-Fi, o computador ouvinte pode estar em outro cômodo ou van, fora do prédio onde a conexão é feita. Um especialista pode trabalhar com relativa segurança, com capacidade de acessar todos os recursos.
2) Utilização de microfrequência ou canal satélite. Nosso projeto experimental foi modificado e o tráfego Ethernet foi redirecionado para um canal de satélite direcionado (Fig. 6).
3) Inserção de sinal Utilizando o método de espalhamento descrito anteriormente, é teoricamente possível criar um dispositivo que tenha a capacidade de transmitir um sinal para a fibra através de uma tecnologia de acoplamento óptico modificada.
Podem ser desenvolvidas tecnologias para interferir na fibra sem interromper a conexão ou mesmo introduzir informações maliciosas.

VI. PROTEÇÃO DE CONEXÃO.

Existem três categorias principais de métodos para prevenir ou minimizar o impacto de conexões estranhas:

A. Vigilância e monitoramento de cabos.

1. Monitoramento de sinais próximos à fibra.

Produção de fibra óptica com fibras adicionais através das quais é transmitido um sinal de monitoramento especial. Usar este método aumentará o custo do cabo, mas qualquer tentativa de dobrar o cabo causará a perda do sinal de monitoramento e disparará um alarme.

2) Condutores elétricos

Outro método é integrar condutores elétricos em um cabo e, se o revestimento do cabo estiver rompido, a capacitância entre os condutores elétricos muda e isso pode ser usado para disparar um alarme.

3) Modo de monitoramento de energia.

Esta técnica é aplicável à fibra multimodo, na qual a atenuação é função do modo em que a luz viaja. A conexão afeta certos mods, mas também afeta outros mods. Isto leva a uma redistribuição de energia dos modos condutores para os modos não condutores, o que altera a relação de energia no núcleo da fibra e no seu revestimento. A mudança de energia nos modos pode ser detectada na extremidade receptora por uma medição correspondente, que servirá de informação para decidir se há conexão ao cabo ou não.

4) Medição de potência opticamente significativa

Níveis de potência opticamente significativos podem ser monitorados na fibra. Se for diferente do valor definido, um alarme é acionado. No entanto, isto requer uma codificação de sinal apropriada para que um nível de sinal constante esteja presente na fibra, independentemente da presença de informação transmitida.

5) Refletômetros ópticos

Como a conexão à fibra retira parte do sinal óptico, refletômetros ópticos podem ser usados ​​para localizar as conexões. Com eles, você pode definir a distância ao longo da rota na qual uma queda no nível do sinal é detectada (Fig. 7)

Figura 7. Encontrando uma conexão em um caminho óptico usando um refletômetro óptico

6) Métodos utilizando tom piloto:

Os tons piloto viajam pela fibra da mesma forma que os dados de comunicação. Eles são usados ​​para detectar interrupções na transmissão. Os tons piloto podem ser usados ​​para detectar ataques de interferência, mas se as frequências da onda portadora dos tons piloto não forem afetadas, então este método não é eficaz na detecção desses tipos de ataques. A presença de uma conexão só pode ser avaliada pela degradação significativa do nível do sinal do tom piloto

B. Fibra altamente flexível.

Esses tipos de fibra, comumente chamados de fibra de baixo raio de curvatura e baixa perda, protegem a rede de dados limitando as altas perdas que ocorrem quando a fibra é perfurada ou dobrada. Além disso, fatores como puxar, torcer e outras manipulações físicas com a fibra tornam-se menos prejudiciais ao fluxo luminoso. Existem também outros tipos de fibra baseados em diferentes tecnologias de produção.

C. Criptografia

Embora a criptografia não faça nada para impedir conexões à fibra, ela torna as informações roubadas de pouca utilidade para os invasores. A criptografia geralmente é classificada nos níveis 2 e 3.

1) Criptografia de terceiro nível

Um exemplo de criptografia de terceiro nível é o protocolo IPSec. Ele é implementado no lado do usuário, por isso causa alguns atrasos no processamento. O protocolo é criado no início da sessão e a implementação geral pode ser bastante complexa se um grande número de elementos de rede estiver envolvido. Consideremos, por exemplo, o desenvolvimento de subsistemas multimédia. Durante o desenvolvimento inicial, a comunicação entre vários nós e elementos é insegura. Muito mais tarde, o IPSec foi incorporado ao projeto original como tecnologia nível inferior não ofereceu nenhuma criptografia.

2) Criptografia de segundo nível.

A criptografia de segundo nível alivia os elementos de terceiro nível de qualquer carga de criptografia de informações. Uma possível fonte de criptografia da Camada 2 é o CDMA óptico, que é considerado relativamente seguro. Esta suposição, baseia-se principalmente em métodos de descriptografia de força bruta e deixa de fora métodos mais avançados. A probabilidade de interceptação de dados bem-sucedida é função de vários parâmetros, incluindo a relação sinal-ruído e a fração da capacidade disponível do sistema. B afirma que aumentar a complexidade do código pode aumentar a relação sinal-ruído necessária para que um invasor quebre a codificação em apenas alguns dB, enquanto o processamento de menos de 100 bits por um invasor pode reduzir a relação sinal-ruído em 12 dB. . O salto no comprimento de onda e a distribuição do tempo em particular, e o uso de O-CDMA em geral, fornecem um nível razoável de privacidade, mas são altamente dependentes do projeto do sistema e dos parâmetros de implementação.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao Instituto de Pesquisa de Tecnologias Avançadas Prince Sultan por fornecer seus recursos e realizar a parte experimental do trabalho.

VII. CONCLUSÃO

A conexão à fibra óptica é uma ameaça muito tangível aos interesses segurança nacional, instituições financeiras bem como privacidade e liberdades pessoais. Uma vez conectadas, as informações obtidas podem ser utilizadas de diversas maneiras, dependendo da motivação e das capacidades técnicas do invasor. Neste trabalho, apresentamos o conceito tanto como uma simulação quanto como um experimento físico usando uma conexão de 'conexão dobrada' e também demonstramos a possibilidade de existência cenários diferentes, viável usando as tecnologias disponíveis. Além de receber informações de uma fibra óptica, existem diversas técnicas que permitem inserir informações nela, como no caso da separação não homogênea de comprimentos de onda, e conseguir interferência ou injeção de informações incorretas. A facilidade de espionagem em fibra requer certas precauções, que também são discutidas neste artigo.

LIGAÇÕES

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Nas últimas décadas, dispositivos de computador para comunicação, comunicação, trabalho ou entretenimento apareceram em quase todas as famílias. As conexões dos assinantes são feitas através de linhas telefônicas, canais de rádio e, recentemente, a fibra óptica tem sido amplamente utilizada.

Eu precisei própria experiência avaliar as capacidades desta tecnologia. Com base nele, publico dicas para o artesão doméstico sobre como conectar seu computador à Internet por meio de um cabo de fibra óptica e criar uma rede com e sem fio em um apartamento com fotos explicativas, diagramas e vídeo.

Primeiro contato com novas tecnologias

Há uma década e meia, novos equipamentos chegaram à subestação de 330 kV onde trabalhei, registrando e processando informações de sinais elétricos de uma rede de um número muito grande de sensores localizados em diferentes locais – o gravador de Parma.

Este é um computador comum com seu próprio programas, realizando tarefas puramente elétricas.

A sua instalação, ligação e regulação foram-nos confiadas, com excepção da montagem e configuração de linhas de fibra óptica. Não tínhamos experiência em trabalhar com eles.

Até então, a comunicação com esses sensores ocorria por meio de circuitos elétricos convencionais, chamados de secundários. No entanto, todo um grupo desses dispositivos estava localizado a uma grande distância. O projeto envolveu a troca de informações com eles por meio de cabo de fibra óptica. Nós mesmos o colocamos dentro do canal a cabo, e a conexão e o teste foram realizados por alguém que veio de São Petersburgo representante do fabricante.

Foi então que ficou claro que sem equipamentos especializados e habilidades adequadas era impossível trabalhar com fibra óptica. É impossível fazer qualquer coisa com as próprias mãos.

Projeto de cabo de fibra óptica

A transferência de informações ocorre através de rodovias ópticas, consistindo em mídias individuais combinadas em projeto geral- cabo de fibra óptica.

Princípio de funcionamento da mídia óptica

A troca de informações ocorre através da passagem da luz laser do LED embutido. Sua transmissão é realizada por pulsos de código binário em uma direção. Portanto, foram criados dois canais individuais para troca de informações.

Sobre o design do cabo

O vidro é um material frágil. Pode ser facilmente quebrado e a fibra óptica funciona com fibras de vidro. É claro que eles exigem proteção confiável contra danos mecânicos e perda de energia luminosa.

Para este propósito, os meios ópticos são combinados de várias maneiras em módulos rígidos e criados a partir deles em cabos de fibra óptica. Pode ter designs diferentes. Um deles é mostrado no diagrama.

Em nossa subestação utilizamos dois tipos de cabo: um com diâmetro de 6 mm e outro com a espessura do dedo indicador de uma mão.

A questão desta tecnologia é descrita com algum detalhe no vídeo GalileoRU “Optical Fiber”.

Colocação de fibra óptica no local

No inverno passado, perto de nós, foi realizada a colocação mecanizada desse cabo diretamente no solo.

Os trabalhos eram realizados por três, ou em terrenos difíceis, por quatro tratores acoplados num trem. Eles puxavam um arado de cabos enterrado a um metro e meio do solo. No carrinho deste mecanismo existe um grande carretel de cabo que, ao ser desenrolado manualmente pelo operador, libera o cabo através dos canais do arado até a vala que está sendo cavada.

Uma fita de sinal claramente visível é colocada automaticamente no topo da fibra óptica na camada de solo. É imediatamente preenchido com terra, permanecendo na superfície do solo um vestígio de uma depressão de cerca de vinte centímetros ou um pouco mais.

Depois de algum tempo, todas as superfícies irregulares foram niveladas com a lâmina do trator de rodas leves. No verão, a rota ficava coberta de grama. Mas no terreno pode ser restaurado com pilares de concreto.

Tecnologia de conexão

No quadro de avisos da entrada vi uma mensagem da Beltelecom que me interessou.

Também foi colocado em todos os edifícios próximos. Então de uma forma original o provedor informou que a era do uso de cabos telefônicos de cobre em nossa área estava terminando e que as centrais telefônicas próximas deixariam de funcionar em breve.

Todos os usuários de telefone fixo devem fazer uma escolha:

• concordar com a transição para novos equipamentos oferecidos pelo fornecedor;
• ou recusar, ficando com o velho cabo de cobre.

A escolha é voluntária, mas muito em breve a central telefônica será interrompida: a comunicação telefônica via cabo de cobre deixará automaticamente de se conectar à Internet. Você terá que celebrar um contrato repetido e pagar por este serviço. O fornecedor agora substitui equipamentos antigos e instala novos equipamentos às suas próprias custas;

Observo imediatamente que não fiquei satisfeito. Interessado internet ilimitada Por tarifa favorável do provedor.

Portanto, dei meu consentimento ao provedor para conectar a Internet via fibra óptica.

O trabalho foi realizado em três etapas:

1. Instalação de rede de fibra óptica;
2. Adquirir um novo modem e instalá-lo;
3. Criação e conexão de equipamentos de rede doméstica à Internet via fibra óptica.

Trabalho de instalação

Literalmente, alguns dias após a publicação dos anúncios, equipes de instaladores apareceram na casa. O rugido deles não parou por dois dias. A estrutura do painel do prédio de cinco andares tem boa acústica: os sons viajam em todas as direções.

A obra foi realizada simultaneamente nas entradas e nos apartamentos.

Instalação de equipamentos na entrada

Duas equipes distintas trabalhavam dentro da casa.

Primeiro dia

Os eletricistas fizeram pequenos furos no chão, prenderam recipientes de plástico e colocaram neles um cabo de fibra óptica de 6 mm de diâmetro.

No final do dia, ele estava pendurado em anéis enrolados acima de cada porta.

A extremidade de cada um foi fechada com um tampão especial.

Dias subsequentes

No meio do patamar ao longo da parede foram feitos furos nas lajes de concreto para tubos plásticos com diâmetro de 4 cm.

Este é o período de trabalho mais barulhento. Se o ruído do primeiro dia puder ser suportado satisfatoriamente no apartamento, então nesta fase é melhor afastar-se e passar algum tempo noutro local até à noite.

O processo termina com a instalação de equipamentos de caixa de distribuição óptica e tubos de plástico para cabos de fibra óptica.

Para alimentar o potente martelo perfurador, os eletricistas usaram um cabo de extensão e o conectaram à tomada do interfone, abrindo a caixa de acesso público.

Ao puxar o cabo de alimentação dos eletroímãs da porta, eles criam acesso não autorizado de qualquer pessoa à entrada. Conectamos nosso cabo de extensão nesta tomada.

Não vou descrever o que estava no ar e o que estava espalhado pela entrada. A restauração da ordem habitual demorou mais de um dia.

Instalação de equipamentos no apartamento

Paralelamente aos trabalhos de entrada, o especialista do fornecedor celebrou um acordo com os clientes, explicou os requisitos de segurança para o manuseamento de fibras ópticas frágeis e auxiliou com aconselhamento na escolha do local de instalação da tomada óptica.

Sua instalação pode ser feita em qualquer lugar. Escolhi o canto do corredor próximo ao interfone e ao antigo. A altura do modem na altura dos joelhos foi bastante satisfatória.

O comprimento do cabo de fibra óptica em todo o apartamento era de apenas algumas dezenas de centímetros. O furo foi feito com furadeira na altura do rodapé.

Um pedaço de fio de aço foi empurrado desde a entrada.

Sobre verso A extremidade do cabo de fibra óptica foi fixada com fita isolante.

Caixas plásticas foram protegidas deste local.

Instalamos a caixa da tomada óptica na parede.

Colocamos a fibra óptica fazendo uma pequena bobina em ranhuras especiais.

Cubra as caixas com tampas.

A conclusão destas obras foi registrada na documentação do eletricista e certificada pela minha assinatura.

Um requisito importante para o local de instalação do modem é a presença de uma tomada elétrica próxima a ele para conectar a fonte de alimentação. Seu cabo relativamente curto está limitado a uma distância de um metro.

Tive que fazer algum trabalho extra especificamente para o modem. : perto do rodapé. A localização no canto limita o acesso acidental a ele.

Obtendo um modem e se preparando para mudar para fibra

Alguns dias depois, recebi uma notificação do meu provedor na minha caixa de entrada pedindo que eu fosse até centro de serviços Para documentação novo acordo.

Questões organizacionais

Quando cheguei ao centro de atendimento, não havia multidão de clientes nem fila. Data especificada e o horário de chegada atendeu às minhas expectativas.

A operadora do provedor concluiu rapidamente seu trabalho e recebi a documentação preenchida e uma caixa com modem.

Fiquei surpreso que a última vez que recebi um modem ADSL e os acessórios correspondentes para ele, todo o equipamento estava embalado em uma embalagem de marca saco plástico com publicidade da empresa. Agora tive que colocar essa caixa debaixo do braço: o fornecedor economizou na embalagem.

A operadora explicou que viria dele uma equipe de eletricistas para instalar o modem e instalar a rede cabeada. O trabalho será executado conforme encomenda. Ela colocou o formulário preenchido na caixa. Devo confirmar o momento da conclusão da instalação com minhas assinaturas e entregar o documento preenchido ao encarregado.

Depois virá a próxima etapa: chegará um especialista do centro de atendimento para conectar meu equipamento à Internet via fibra ótica. Sua tarefa inclui retirar o modem ADSL da rede telefônica, divisor e excesso de cabos.
Eu, como cliente do fornecedor, sou obrigado a devolver o equipamento retirado à central de atendimento no dia da mudança para fibra ótica ou, em casos extremos, no dia seguinte.

Eventos técnicos

Poucos dias depois de visitar o centro de serviços, dois eletricistas chegaram ao meu apartamento. Dei a eles um modem de fibra óptica para montar na parede.

Sua instalação foi feita rapidamente: fizemos dois furos com um martelo perfurador e fixamos a caixa com buchas com parafusos auto-roscantes, inserimos o modem nele e conectamos o cabo de fibra óptica.

Existem rodapés de plástico em todo o perímetro do piso do apartamento. Dois fios de par trançado do modem ao telefone e à TV foram secretamente colocados dentro deles. Fiquei preocupado com o comprimento deles: presumi que fosse limitado aos tamanhos padrão.

Mas o problema foi resolvido de forma muito simples. Os instaladores possuem um grande compartimento desse cabo. Eles cortam a peça necessária, colocam-na e finalizam por todos os lados.

A crimpagem dos terminais com conectores RJ-45 do cabo do set-top box de televisão interativa e dos conectores RJ-11 do telefone foi realizada com um alicate REXANT.

Após concluir essas operações, assinei a ordem de serviço e entreguei ao encarregado eletricista.

Criação e configurações da Internet

Circuito de entrada

Na verdade, foi montada uma rede para conectar um modem de fibra óptica à Internet. Resta apenas reconectar os controles do telefone, da TV e do computador, aplicar a tensão de alimentação e configurar todos os dispositivos.

Este circuito é muito semelhante ao funcionamento de um cabo telefônico de cobre. A diferença é que aqui telefone fixo conectado após o modem e perde autonomia ao ser desconectado.

Se a tensão de alimentação falhar rede doméstica 220 volts, então qualquer modem sempre desliga. Quando ele trabalha Tecnologias ADSL, o telefone com a linha PBX permanece conectado por meio do divisor e a conexão de dispositivos mais antigos sem fonte de alimentação separada não é perdida. O assinante pode ligar para qualquer lugar, inclusive para serviços de emergência, para resolver seus problemas.

No esquema de ligação à Internet através de fibra óptica esta possibilidade não está disponível. A única esperança que resta são as comunicações móveis.

Trabalho de ajuste

Depois de concluídas todas as operações, o eletricista só precisa conectar o equipamento de fibra óptica, configurar o computador, Redes Wi-Fi, telefone, TV de acordo com suas características. Essas questões foram tratadas pelos especialistas do provedor, que chegaram após três dias de espera.

Um deles ligou o modem de fibra óptica, pegou um laptop e começou a configurá-lo.

Insirai os dados necessários para conectar o telefone através da nova rede.

A configuração da senha da rede Wi-Fi e de todos os equipamentos é realizada por um especialista da operadora. Isto é diferente de conectar-se à Internet através de uma linha telefônica a cabo, onde usuário normal pode inserir as configurações do modem por meio de um patch cord e alterar as senhas a seu critério.

Porém, um usuário avançado tem a oportunidade de alterar as configurações do modem de fibra óptica fazendo login no roteador em 192.168.100.1 usando o login e senha de fábrica, que o provedor não altera.

Nesse período, o segundo trabalhador desmontou o circuito de alimentação do modem ADSL e trocou os cabos de controle de TV e telefone por fibra ótica. Ele também recolheu todos os equipamentos antigos que seriam entregues.

Verificamos a velocidade da Internet no computador.

Fui mais uma vez avisado que era preciso ir ao posto de atendimento da operadora, entregar os equipamentos antigos: modem ADSL, splitter e cabos para eles, transferir dinheiro da conta antiga para a nova.

Ao mudar para fibra ótica, o usuário recebe uma nova conta no serviço do provedor, e a antiga deixa de funcionar: até que o dinheiro seja reposto, a Internet deixará de funcionar nela.

A perspectiva de ficar sem Internet por mais de um dia não me agradava. Perguntei como esse problema poderia ser resolvido. Eles me ajudaram a processar o pagamento prometido, que deve ser confirmado com o pagamento efetivo em até três dias.

Todas essas operações levaram cerca de 10 minutos. Agradeci aos especialistas do fornecedor pelo trabalho realizado e fui até a central de atendimento, onde resolveram rapidamente todos os problemas e substituíram plano tarifário para um mais lucrativo.

Quando voltei para casa à noite, descobri que o telefone fixo havia parado de funcionar. Foi perturbador. Já era tarde para procurar especialistas. Deixei essa atividade para o dia seguinte.

De manhã o telefone já funcionava no novo número e a velocidade da Internet aumentou bastante.

Assim, conectei-me à Internet através da fibra óptica do meu computador.

O proprietário do vídeo Diplomatrutube explica detalhadamente a questão de como “a tecnologia PON vai da central telefônica ao apartamento”.

Se você tiver alguma dúvida sobre o tema, pergunte nos comentários.