Tehnologia PON - rețele optice pasive

Extinderea publicului consumatorilor de servicii Internet și, în consecință, a utilizatorilor de rețele în bandă largă necesită introducerea de noi tehnologii. Instrumentele de comunicare a datelor ar trebui să crească în mod regulat lățime de bandă linii de comunicare, care obligă companiile de servicii să actualizeze canalele de informații privind transportul. Dar, în afară de creșterea volumului de date transmise, există și alte probleme, care se manifestă prin creșterea costurilor de întreținere a rețelelor mai masive și prin extinderea gamei de nevoi ale utilizatorilor finali. O modalitate de a agrega optimizarea performanțelor sisteme de telecomunicații este tehnologia PON, care permite, de asemenea, salvarea potențialului rețelelor pentru extinderea capacității și funcționalității acestora.

Fibră optică și tehnologie PON

Noua dezvoltare facilitează organizarea tehnică și funcționarea în continuare a rețelelor de informații de transmisie a datelor, însă acest lucru se realizează în mare parte datorită avantajelor liniilor optice obișnuite. Chiar și astăzi, odată cu introducerea de materiale de înaltă tehnologie, continuă utilizarea canalelor bazate pe îmbătrânirea perechilor de telefon și a echipamentelor xDSL. Evident, accesul la rețea cu privire la aceste elemente pierde, în esență, în linii de fibră coaxială de eficiență, care, de asemenea, nu pot fi considerate ca fiind ceva productiv de standardele de azi.

Alternativ la rețele tradiționale și wireless canale de comunicare de lungă durată fibră optică. Dar dacă înainte de a pune astfel de cabluri a fost o sarcină imposibilă pentru multe organizații, astăzi componentele optice au devenit mult mai accesibile. De fapt, înainte, fibra optică a fost utilizată pentru a servi abonaților obișnuiți, inclusiv Tehnologia Ethernet. Următoarea etapă a dezvoltării a fost rețeaua de telecomunicații, construită pe arhitectura Micro SDH, care a deschis soluții fundamentale noi. Doar în acest sistem, conceptul de rețele PON și-a găsit aplicația.

Standardizarea rețelei

Primele încercări de standardizare a tehnologiei au fost reluate în anii 1990, când un grup de companii de telecomunicații a propus să pună în practică ideea accesului multiplu la o singură fibră pasivă. Ca rezultat, organizația a fost numită FSAN, reunind atât operatorii cât și producătorii de echipamente de rețea. Scopul principal al FSAN a fost crearea unui pachet cu recomandări generale și cerințe 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 funcționării rețelei

Principala caracteristică a ideii PON este că infrastructura funcționează pe baza unui singur modul, care este responsabil de funcțiile de primire și transmitere a datelor. Această componentă este situată în nodul central al sistemului OLT și permite servirii 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 receptorului central depinde doar de puterea și viteza maximă a echipamentului PON utilizat. Tehnologia, în principiu, nu limitează numărul de participanți la rețea, dar pentru utilizarea optimă a resurselor, dezvoltatorii de proiecte de telecomunicații încă pun anumite bariere în concordanță cu configurația unei anumite rețele. Fluxul de informații de la modulul central de recepție-transmitere către unitatea de abonat este transmis la o lungime de undă de 1550 nm. Dimpotrivă, fluxurile de date inverse de la dispozitivele de consum la punctul OLT sunt transmise cu o lungime de undă de aproximativ 1310 nm. Aceste fluxuri ar trebui luate în considerare separat.

Redirecționarea și redirecționarea fluxurilor

Fluxul principal (adică direct) din modulul central al rețelei se referă la transmisie. Aceasta înseamnă că liniile optice segmentează fluxul total de date, alocând câmpurile de adrese. Astfel, fiecare dispozitiv abonat "citește" numai informațiile destinate în mod special pentru acesta. Acest principiu al distribuției datelor poate fi numit demultiplexer.

La rândul său, fluxul invers utilizează o linie pentru a transmite date tuturor abonaților conectați la rețea. Acesta este modul în care se utilizează schema de acces multiplu cu partajarea timpului. Pentru a exclude posibilitatea de a traversa semnale de la mai multe noduri de recepție a informațiilor, fiecare dispozitiv al abonatului are propriul program de schimb de date cu corecția întârzierii. Acesta este un principiu general prin care se realizează tehnologia PON în ceea ce privește interacțiunea modulului de recepție-transmitere cu utilizatorii finali. Cu toate acestea, configurația layout-ului rețelei poate avea topologii diferite.

Point-to-point topologie

În acest caz, se utilizează un sistem P2P, care poate fi realizat pentru standarde comune și pentru proiecte specifice implicând, de exemplu, utilizarea dispozitivelor optice. În ceea ce privește securitatea datelor punctelor de abonat, o conexiune la Internet de acest tip oferă cea mai mare securitate posibilă pentru astfel de rețele. Cu toate acestea, instalarea liniei optice pentru fiecare utilizator este efectuată separat, astfel încât costul de organizare a acestor canale este semnificativ crescut. În unele privințe, aceasta nu este o rețea generală, ci o rețea individuală, deși centrul cu care funcționează nodul abonatului poate servi și altor utilizatori. În general, această abordare este potrivită pentru utilizarea de către abonații mari, care sunt deosebit de importanți în domeniul securității liniei.

Topologia "inel"

Această schemă se bazează pe configurația SDH și este prezentată cel mai bine în rețelele de bază. Dimpotrivă, liniile optice de tip inel sunt mai puțin eficiente în funcționarea rețelelor de acces. Astfel, atunci când se organizează o autostradă de oraș, nodurile se află la etapa de dezvoltare a proiectului, dar rețelele de acces nu oferă posibilitatea de a estima în avans numărul de noduri de abonat.

Sub rezerva conexiunii temporare și teritoriale ale abonaților, schema inelară poate fi considerabil complicată. În practică, astfel de configurații se transformă adesea în circuite rupte care au multe ramuri. Acest lucru se întâmplă atunci când introducerea de noi abonați se realizează prin ruperea segmentelor existente. De exemplu, într-o linie de comunicație, pot fi formate bucle care sunt combinate într-un fir. Ca urmare, există cabluri "rupte", care în procesul de operare reduc fiabilitatea rețelei.

Caracteristici ale arhitecturii EPON

Primele încercări de a construi o rețea PON pentru consumatori de acoperire aproximative la tehnologia Ethernet, au fost realizate în 2000, o platformă pentru dezvoltarea principiilor formării de rețele a devenit arhitectura EPON, și ca standard principal a fost introdus specificația IEEE, pe baza căruia au fost elaborate decizii individuale pentru organizarea rețelele PON. Tehnologia EFMC, de exemplu, a servit o topologie punct-la-punct utilizând o pereche de cupru răsucite. Dar astăzi acest sistem nu este practic utilizat în legătură cu trecerea la fibră optică. Ca alternativă, zonele mai promițătoare sunt tehnologiile bazate pe ADSL.

În modern forme standard EPON este implementat prin mai multe scheme de conectare, însă principala condiție pentru implementarea sa este utilizarea fibrei. Pe lângă utilizarea diferitelor configurații, tehnologia de conectare PON conform standardului EPON permite, de asemenea, utilizarea anumitor opțiuni de transmițător optic.

Caracteristicile arhitecturii GPON

Arhitectura GPON permite implementarea rețelelor de acces bazate pe standardul APON. În procesul de organizare a infrastructurii, o creștere lățimile de bandă precum și crearea condițiilor pentru transferul mai eficient al aplicațiilor. GPON este o structură de cadre scalabilă care permite utilizatorilor să servească abonații la viteza fluxurilor de informații de până la 2,5 Gbit / s. În acest caz, fluxurile inverse și directe pot funcționa fie pe unul, fie pe diferite moduri de mare viteză. În plus, rețeaua de acces din configurația GPON poate furniza orice încapsulare în protocolul sincron de transport, indiferent de serviciu. Dacă în SDH este posibil să se implementeze doar divizarea statică a benzilor, atunci noul protocol GFP din structura GPON, păstrând în același timp caracteristicile cadrului SDH, permite alocarea dinamică a benzilor.

Avantaje tehnologice

Printre principalele avantaje ale fibrelor optice din schema PON emit nici un legături intermediare între emițător și receptor central de-abonat, economie, ușurința de conectare și mentenabilitate. În mare măsură, aceste avantaje se datorează organizării raționale a rețelelor. De exemplu, o conexiune la Internet este furnizată direct, astfel că eșecul unuia dintre dispozitivele abonaților adiacenți nu afectează în nici un fel performanța acestuia. Deși o serie de utilizatori, desigur, este unită printr-o conexiune la un modul central, de care depinde calitatea serviciilor tuturor participanților la infrastructură. De asemenea, ar trebui să luăm în considerare topologia copacilor P2MP, care optimizează canalele optice la maxim. Datorită distribuției economice a liniilor de transmisie și transmitere a informațiilor, această configurație asigură eficiența rețelei, indiferent de locația unităților de abonat. În același timp, noii utilizatori pot fi introduși fără modificări radicale ale structurii existente.

Dezavantaje ale rețelei PON

Utilizarea pe scară largă a acestei tehnologii este încă îngreunată de mai mulți factori semnificativi. În primul rând, aceasta este complexitatea sistemului. Avantajele operaționale ale unei rețele de acest tip pot fi asigurate numai dacă performanța inițială a unui proiect de calitate, ținând cont de o varietate de nuanțe tehnice. Uneori, calea de ieșire din situație este tehnologia de acces PON, care prevede organizarea unei simple scheme tipologice. Dar, în acest caz, este necesar să se pregătească pentru un alt neajuns - lipsa posibilității de rezervare.

Testarea rețelei

Când se finalizează toate etapele dezvoltării inițiale a rețelei și se implementează activități tehnice, specialiștii încep să testeze infrastructura. Unul dintre principalii indicatori ai unei rețele de înaltă calitate este atenuarea pe linie. Pentru a analiza canalul pentru prezența zonelor problematice, se folosesc testere optice. Toate măsurătorile sunt efectuate pe linia activă folosind multiplexoare și filtre. O rețea de telecomunicații la scară largă este de obicei testată folosind reflectometre optice. Dar aceste echipamente necesită o pregătire specială de la utilizatori, fără a menționa că analiza reflectogramelor ar trebui să fie efectuată de grupuri de experți.

concluzie

Cu toate complexitățile în trecerea la noile tehnologii, companiile care furnizează servicii de telecomunicații abordează rapid soluții cu adevărat eficiente. Se răspândește treptat și îngrijorătoare în performanța tehnică a sistemelor cu fibră optică, care include tehnologia PON. „Rostelecom“, de exemplu, a început să introducă mai multe servicii pentru noul format în 2013. Acces la capacitățile de rețele optice PON prima pentru a primi locuitorii din regiunea Leningrad. Ceea ce este cel mai interesant, furnizorul de servicii a furnizat infrastructură de fibră optică, chiar sate locale. În practică, acest lucru a permis abonaților să utilizeze nu numai comunicarea prin telefon cu acces la Internet, ci și să se conecteze la emisiunile de televiziune digitală.