【答案解析】这是一道要求考生掌握各种光缆埋设方式及光缆选型、最短长度计算(勾股定理)的综合分析题。本题的解答思路如下:
在“平安城市工程中”,视频监控点至网络接入层的光纤铺设不仅仅涉及光纤链路的材料费用(或租赁费用),还涉及工程建设过程中由于光纤铺设而产生的破路、回填、修复、绿化等间接成本。因此针对不同的视频监控点分布,选择合适的光纤铺设方式是至关重要的设计步骤。由于每根光纤很细(μm级),因此必须加上加强元件、填充物、外护套将光纤做成结实的光缆,以满足工程施工抗拉强度的要求。一根光缆少则有两根光纤(称之为2芯光缆),多则数百根光纤。
依题意,“网络结点至监控点直埋光纤”埋设方式是指在视频监控点至网络接入层结点之间直接埋设一根2芯光缆,形成网络结点至各视频监控点的一个中心辐射状物理链路关系。若光缆采用这种埋设方式,且要求所埋设的光缆长度最短,则需埋设网络视频接入结点A至视频监控结点B、结点A至视频监控结点C、结点A至视频监控结点D 3条光缆(暂不考虑光缆埋设工程所涉及的施工成本),如图4所示。在不考虑纤芯冗余的情况下,这3条光缆类型可以选用2芯的。
[*]
图4 “网络结点至监控点直理光纤”埋设方式
若直角三角形两直角边分别为a、b,斜边为c,则两直角边的平方和等于斜边的平方(即a
2+b
2=c
2),这称之为直角三角形勾股定理。在图4中,结点A至结点B所埋设的光缆长度[*],结点A至结点C所埋设的光缆长度[*],结点A至结点D所埋设的光缆长度[*]。采用“网络结点至监控点直埋光纤”埋
设方式所需2芯光缆的总基最短长度
[*]
“通过光纤汇接点汇接光纤”埋设方式是指在网络接入层结点和视频监控点之间存在一个光纤物理汇接结点,其中网络结点至光纤汇接点之间是一根多芯光缆,而光纤汇接点至各监控点之间为一根2芯光缆。在这种埋设方式中,网络结点与各监控点在逻辑上仍然是一个中心辐射关系,网络结点至各监控点的光纤仍为2芯;但是从光纤的物理分布上,光纤的割接点不在网络结点,而是下移至光纤汇接点,从而减少了光缆铺设的工程量。
若光缆采用“通过光纤汇接点汇接光纤”埋设方式,且要求所埋设的光缆长度最短,且不考虑纤芯冗余的情况下,则网络视频接入结点A至光纤物理汇接结点E需选用8芯的光缆埋设,结点E分别至视频监控结点B、结点C、结点D 3条光缆均可选用2芯的光缆埋设,如图5所示,在图5中,结点A至结点E所埋设的8芯光缆长度
[*];结点E至结点B所埋设的光缆长度
[*],结点E至结点C所埋设的光缆长度
L
EC2=2+(图纸的比例尺),结点E至结点D所埋设的光缆长度
[*],所需2芯光缆的总共最短长度
[*]。采用“通过光纤汇接点汇接光纤”埋设方式光缆的总共最短长度[*][*]。
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图5 “通过光纤汇接点汇接光纤”埋设方式
基于以太网的无源光网络(EPON)具有点到多点(P2MP)传输、单纤双向、采用分光器进行级连等组网特性。分光器也称为光分路器,是光纤链路中最重要的无源器件之一,是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件,常用M×N来表示一个分光器有M个输入端和N个输出端。EPON组网模型不受限制,可以通过分光器组合灵活组建链型、树型、星型等网络,并且通过单芯光纤串接分光器的方式可以降低网络布线的成本。
依题意,EPON技术采用分光器串连的方式,将所有监控点连接起来。在当前技术条件下,当监控结点少于50个时,可以用一根2芯光缆把所有监控点连接起来。考虑图2各结点的分布情况,则可以有3种光缆走线方式,即AB+BC+CD、AC+CB+CD、AD+DC+CB,如图6所示。通过图2各结点的坐标位置可以直观地看出,AB<AC<AD,因此在要求所埋设的光缆长度最短的情况,应选择“AB+BC+CD”的走线方式。在不考虑纤芯冗余的情况下,这3段光缆可以选用2芯光缆进行埋设,至少需要在结点B、结点C分别部署—个EPON分光器。在图6中,结点A至结点B所埋设的光缆长度[*],结点B至结点C所埋设的光缆长度[*],结点C至结点D所埋设的光缆长度L
CD3=2÷(图纸的比例尺)。采用“基于EPON分光器互连光纤”埋设方式2芯光缆的总共最短长度[*]。
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图6 “基于EPON分光器互连光纤”埋设方式