Extinderea audienței consumatorilor de servicii de internet și, în consecință, a utilizatorilor rețelelor de bandă largă necesită introducerea de noi tehnologii. Facilitățile de transmisie a datelor trebuie să mărească în mod regulat lățimea de bandă a liniilor de comunicație, ceea ce obligă companiile de servicii să actualizeze canalele de informații de transport. Dar, pe lângă creșterea volumului de date transmise, există și probleme de alt tip, care se exprimă într-o creștere a costului menținerii unor rețele mai masive și extinderea gamei de nevoi ale utilizatorilor finali. Una dintre modalitățile de optimizare cumulativă a caracteristicilor sistemelor de telecomunicații este tehnologia PON, care vă permite, de asemenea, să economisiți potențialul rețelelor pentru extinderea în continuare a puterii și funcționalității acestora.
Fibră și tehnologie PON
Noua dezvoltare facilitează organizarea tehnică și exploatarea ulterioară a rețelelor de transmisie a datelor informaționale, dar acest lucru se realizează în mare parte datorită avantajelor liniilor optice convenționale. Chiar și astăzi, pe fundalul introducerii materialelor de în altă tehnologie, continuă utilizarea canalelor construite pe perechi de telefon vechi și facilități xDSL. Este evident că rețeaua de acces bazată pe astfel de elemente pierde semnificativ în eficiență față de fibra-coaxialălinii, care, de asemenea, nu pot fi considerate ceva productiv conform standardelor actuale.
Fibra optică a fost mult timp o alternativă la rețelele tradiționale și la canalele de comunicații fără fir. Dar dacă în trecut așezarea unor astfel de cabluri era o sarcină copleșitoare pentru multe organizații, astăzi componentele optice au devenit mult mai accesibile. De fapt, fibra optică a fost folosită înainte pentru a deservi abonații obișnuiți, inclusiv folosind tehnologia Ethernet. Următoarea etapă de dezvoltare a fost o rețea de telecomunicații construită pe arhitectura Micro-SDH, care a deschis soluții fundamental noi. În acest sistem și-a găsit aplicația conceptul de rețele PON.
Standardizarea rețelei
Primele încercări de standardizare a tehnologiei au fost făcute încă din anii 1990, când un grup de companii de telecomunicații și-a propus să pună în practică ideea accesului multiplu pe o singură fibră optică pasivă. Drept urmare, organizația a fost denumită FSAN, reunind atât operatori, cât și producători de echipamente de rețea. Scopul principal al FSAN a fost crearea unui pachet cu recomandări și cerințe generale pentru dezvoltarea hardware-ului PON, astfel încât producătorii și furnizorii de echipamente să poată lucra împreună în același segment. Până în prezent, liniile de comunicații pasive bazate pe tehnologia PON sunt organizate în conformitate cu standardele ITU-T, ATM și ETSI.
Principiul rețelei
Principala caracteristică a ideii PON este că infrastructura funcționează pe baza unui singur modul care este responsabil de funcțiiprimirea si transmiterea datelor. Această componentă este situată în nodul central al sistemului OLT și permite deservirea mai multor abonați cu fluxuri de informații. Receptorul final este dispozitivul ONT, care, la rândul său, acționează și ca transmițător. Numărul de puncte de abonat conectate la modulul central de recepție și transmisie depinde doar de puterea și viteza maximă a echipamentului PON utilizat. Tehnologia, în principiu, nu limitează numărul de participanți la rețea, cu toate acestea, pentru utilizarea optimă a resurselor, dezvoltatorii proiectelor de telecomunicații pun în continuare anumite bariere în conformitate cu configurația unei anumite rețele. Transmiterea fluxului de informații de la modulul central de recepție-emițător la dispozitivul de abonat se realizează la o lungime de undă de 1550 nm. În schimb, fluxurile de date inverse de la dispozitivele de consum către punctul OLT sunt transmise la o lungime de undă de aproximativ 1310 nm. Aceste fluxuri ar trebui luate în considerare separat.
Fluxuri înainte și inverse
Fluxul principal (adică direct) de la modulul de rețea centrală este difuzat. Aceasta înseamnă că liniile optice segmentează fluxul general de date prin evidențierea câmpurilor de adresă. Astfel, fiecare dispozitiv de abonat „citește” doar informații destinate în mod special lui. Acest principiu al distribuției datelor poate fi numit demultiplexare.
La rândul său, fluxul invers folosește o linie pentru a difuza date de la toți abonații conectați la rețea. Acesta este modul în care este utilizată schema de garanții multipleacces pe timp partajat. Pentru a elimina posibilitatea încrucișării semnalelor de la mai multe noduri receptor de informații, dispozitivul fiecărui abonat are propriul program individual de schimb de date, ajustat pentru întârziere. Acesta este principiul general prin care tehnologia PON este implementată în ceea ce privește interacțiunea modulului de recepție-transmiță cu utilizatorii finali. Cu toate acestea, configurația aspectului rețelei poate avea topologii diferite.
Topologie punct-la-punct
În acest caz se folosește un sistem P2P, care poate fi realizat atât pentru standarde comune, cât și pentru proiecte speciale care implică, de exemplu, utilizarea dispozitivelor optice. În ceea ce privește securitatea datelor punctelor de abonat, acest tip de conexiune la Internet oferă securitatea maximă posibilă pentru astfel de rețele. Cu toate acestea, așezarea unei linii optice pentru fiecare utilizator se realizează separat, astfel încât costul organizării unor astfel de canale crește semnificativ. Într-un fel, aceasta nu este o rețea generală, ci individuală, deși centrul cu care lucrează nodul de abonat poate deservi și alți utilizatori. În general, această abordare este adecvată pentru utilizarea de către abonații mari, pentru care securitatea liniei este deosebit de importantă.
Topologie inel
Această schemă se bazează pe configurația SDH și este cel mai bine implementată în rețelele backbone. În schimb, liniile optice de tip inel sunt mai puțin eficiente în funcționarea rețelelor de acces. Deci, atunci când se organizează o autostradă de oraș, plasareanodurile sunt calculate în etapa de dezvoltare a proiectului, cu toate acestea, rețelele de acces nu oferă posibilitatea de a estima în avans numărul de noduri de abonat.
În condiția conexiunii temporare și teritoriale aleatoare a abonaților, schema de apel poate fi mult mai complicată. În practică, astfel de configurații se transformă adesea în circuite întrerupte cu multe ramuri. Acest lucru se întâmplă atunci când introducerea de noi abonați se realizează prin decalajul segmentelor existente. De exemplu, în linia de comunicație pot fi formate bucle, care sunt combinate într-un singur fir. Ca urmare, apar cabluri „rupte”, ceea ce reduce fiabilitatea rețelei în timpul funcționării.
Funcțiile arhitecturii EPON
Primele încercări de a construi o rețea PON apropiată în acoperirea consumatorilor de tehnologia Ethernet au fost făcute în 2000. Arhitectura EPON a devenit platforma pentru dezvoltarea principiilor de rețea, iar specificația IEEE a fost introdusă ca standard principal, pe baza dintre care au fost dezvoltate soluţii separate de organizare a reţelelor PON. Tehnologia EFMC, de exemplu, a servit o topologie punct la punct folosind perechi de cupru răsucite. Dar astăzi acest sistem practic nu este utilizat din cauza trecerii la fibra optică. Ca alternativă, tehnologiile bazate pe ADSL sunt încă zone mai promițătoare.
În forma sa modernă, standardul EPON este implementat după mai multe scheme de conectare, dar principala condiție pentru implementarea sa este utilizarea fibrei. Pe lângă aplicarea diferitelor configurații, tehnologia de conectare PON standard EPON, de asemeneaprevede utilizarea unor variante de transceiver optice.
Funcțiile arhitecturii GPON
Arhitectura GPON permite implementarea rețelelor de acces bazate pe standardul APON. În procesul de organizare a infrastructurii se practică creșterea lățimii de bandă a rețelei, precum și crearea condițiilor pentru o transmitere mai eficientă a aplicațiilor. GPON este o structură de cadru scalabilă care permite deservirea abonaților la rate de flux de informații de până la 2,5 Gbps. În acest caz, fluxurile invers și înainte pot funcționa atât în același mod, cât și cu moduri de viteză diferite. În plus, o rețea de acces într-o configurație GPON poate oferi orice încapsulare într-un protocol de transport sincron, indiferent de serviciu. Dacă numai diviziunea statică a benzilor este posibilă în SDH, atunci noul protocol GFP din structura GPON, menținând în același timp caracteristicile cadrului SDH, face posibilă alocarea dinamică a benzilor.
Avantajele tehnologiei
Printre principalele avantaje ale fibrelor optice în schema PON, nu există legături intermediare între receptorul-emițător central și abonați, economie, ușurință de conectare și ușurință de întreținere. În mare măsură, aceste avantaje se datorează organizării raționale a rețelelor. De exemplu, conexiunea la Internet este furnizată direct, astfel încât defecțiunea unuia dintre dispozitivele de abonat adiacente nu afectează în niciun fel performanța acestuia. Deși gama de utilizatori este, desigur, combinată prin conectarea la un singur modul central, de lacare depinde de calitatea serviciului pentru toți participanții la infrastructură. Separat, merită luată în considerare topologia arborescentă a P2MP, care optimizează canalele optice cât mai mult posibil. Datorită distribuției economice a liniilor de recepție și transmitere a informațiilor, această configurație asigură eficiența rețelei, indiferent de locația nodurilor de abonat. În același timp, utilizatorilor noi li se permite să intre fără modificări fundamentale ale structurii existente.
Dezavantajele rețelei PON
Aplicarea pe scară largă a acestei tehnologii este încă împiedicată de mai mulți factori importanți. Primul este complexitatea sistemului. Avantajele operaționale ale acestui tip de rețea pot fi atinse doar dacă un proiect de în altă calitate este finalizat inițial, ținând cont de multe nuanțe tehnice. Uneori calea de ieșire este tehnologia de acces PON, care prevede organizarea unei scheme tipologice simple. Dar în acest caz, ar trebui să vă pregătiți pentru un alt dezavantaj - lipsa posibilității de rezervare.
Testări de rețea
Când toate etapele dezvoltării inițiale a schemei de rețea au fost finalizate și măsurile tehnice au fost finalizate, specialiștii încep să testeze infrastructura. Unul dintre principalii indicatori ai unei rețele bine executate este indicele de atenuare a liniei. Testerele optice sunt folosite pentru a analiza canalul pentru zonele cu probleme. Toate măsurătorile se fac pe linia activă folosind multiplexoare și filtre. O rețea mare de telecomunicații este de obicei testată folosindreflectometre optice. Dar un astfel de echipament necesită o pregătire specială din partea utilizatorilor, ca să nu mai vorbim de faptul că grupurile de experți ar trebui să se ocupe de interpretarea reflectogramelor.
Concluzie
Pentru toate provocările migrației către noile tehnologii, companiile de telecomunicații adoptă rapid soluții cu adevărat eficiente. Sistemele de fibră optică, care nu sunt simple în proiectarea tehnică, se răspândesc, de asemenea, treptat, care includ tehnologia PON. Rostelecom, de exemplu, a început să introducă servicii în format nou încă din 2013. Locuitorii din Regiunea Leningrad au fost primii care au obținut acces la capacitățile rețelelor optice PON. Ceea ce este cel mai interesant, furnizorul de servicii a furnizat chiar și satelor locale infrastructură de fibră optică. În practică, acest lucru le-a permis abonaților să folosească nu numai comunicațiile telefonice cu acces la Internet, ci și să se conecteze la emisiunile de televiziune digitală.
