PON-tehnologija - pasivne optične mreže

Razširitev občinstva potrošnikov internetnih storitev in zato uporabniki širokopasovnih omrežij potrebujejo uvedbo novih tehnologij. Orodja za podatkovno komunikacijo se morajo redno povečevati pretočnost linije komuniciranja, ki prisilijo podjetja storitev, da posodabljajo kanale prometnih informacij. Toda poleg rasti količine prenesenih podatkov obstajajo še drugi problemi, ki so izraženi v povečanju stroškov servisiranja večjih omrežij in širjenja obsega potreb končnih uporabnikov. Eden od načinov za združevanje optimizacije učinkovitosti telekomunikacijski sistemi je PON-tehnologija, ki omogoča tudi shranjevanje potencialov omrežij za nadaljnjo širitev njihove zmogljivosti in funkcionalnosti.

Optična vlakna in PON tehnologija

Novi razvoj olajša tehnično organizacijo in nadaljnje delovanje informacijskih omrežij prenosa podatkov, vendar se to doseže predvsem zaradi prednosti običajnih optičnih linij. Tudi danes se z uvedbo visokotehnoloških materialov nadaljuje uporaba kanalov, ki temeljijo na staranju telefonskih parov in objektov xDSL. Očitno je, da dostopno omrežje na takšnih elementih močno izgubi učinkovitost na optično-koaksialnih linijah, ki jih standardi danes tudi ne morejo šteti za nekaj produktivnega.

Alternativa tradicionalnim omrežjem in brezžičnemu omrežju komunikacijske kanale dolgotrajno optična vlakna. Ampak, če je bila pred postavitvijo takih kablov nemogoča naloga za mnoge organizacije, so danes optične komponente postale veliko bolj dostopne. Pravzaprav, prej, so bile optične vlakne uporabljene za navadne naročnike, vključno z Ethernet tehnologija. Naslednja faza razvoja je telekomunikacijsko omrežje, zgrajeno na arhitekturi Micro-SDH, ki je odprlo bistveno nove rešitve. Samo v tem sistemu je koncept PON omrežij našel svojo aplikacijo.

Standardizacija omrežja

Prvi poskusi standardizacije tehnologije so bili v devetdesetih letih prejšnjega stoletja, ko je skupina telekomunikacijskih podjetij začela uporabljati zamisel o večkratnem dostopu do enega samega pasivnega vlakna. Kot rezultat, je bila organizacija imenovana FSAN, ki združuje operaterje in proizvajalce omrežne opreme. Glavni cilj FSAN-a je bil izdelati paket s splošnimi priporočili in zahtevami za razvoj strojne opreme PON, tako da bi proizvajalci in ponudniki opreme lahko sodelovali v istem segmentu. Do sedaj so pasivne komunikacijske linije na osnovi tehnologije PON organizirane v skladu s standardi ITU-T, ATM in ETSI.

Načelo delovanja omrežja

Glavna značilnost ideje PON je, da infrastruktura deluje na podlagi enega modula, ki je odgovoren za funkcije sprejemanja in posredovanja podatkov. Ta komponenta se nahaja v osrednjem vozlišču sistema OLT in omogoča številnim naročnikom, da posredujejo informacijske tokove. Končni sprejemnik je naprava ONT, ki pa deluje tudi kot oddajnik. Število naročniških točk, priključenih na centralni sprejemni modul, je odvisno samo od moči in največje hitrosti uporabljene opreme PON. Tehnologija načeloma ne omejuje števila udeležencev v omrežju, temveč za optimalno uporabo virov, razvijalci telekomunikacijskih projektov še vedno postavljajo določene ovire v skladu s konfiguracijo določenega omrežja. Pretok informacij iz osrednjega sprejemnega modula za prenos na naročniško enoto se prenaša s valovno dolžino 1550 nm. Nasprotno, povratni tok podatkov iz potrošniških naprav na točko OLT se prenašajo z valovno dolžino približno 1310 nm. Te tokove je treba obravnavati ločeno.

Pretoki in povratni tokovi

Glavni (to je, neposredni) tok iz osrednjega modula omrežja se nanaša na oddajo. To pomeni, da optične črte segmentirajo skupni pretok podatkov in dodelijo polja za naslove. Tako vsaka naročna naprava "bere" samo informacije, ki so namenjene posebej za to. To načelo porazdelitve podatkov lahko imenujemo demultiplexer.

V obratnem vrstnem redu se ena vrstica uporablja za prenos podatkov vseh naročnikov, ki so priključeni na omrežje. Tako se uporablja shema za večkratni dostop z delitvijo časa. Če želite izključiti možnost prehajanja signalov iz več informacij, ki sprejemajo vozlišča, ima vsaka naročniška naprava svoj časovni razpored za izmenjavo podatkov s korekcijo zakasnitve. To je splošno načelo, s katerim se PON-tehnologija uresničuje v smislu medsebojnega vplivanja modula sprejema in oddajanja s končnimi uporabniki. Vendar ima lahko konfiguracija postavitve omrežja različne topologije.

Topologija točka-točka

V tem primeru se uporablja sistem P2P, ki se lahko izvaja za skupne standarde in za posebne projekte, ki vključujejo na primer uporabo optičnih naprav. Glede varnosti podatkov naročniških točk ta internetna povezava zagotavlja največjo možno varnost za takšna omrežja. Vendar pa se polaganje optične črte za vsakega uporabnika izvaja ločeno, zato so stroški organiziranja takih kanalov znatno povečani. Na neki način to ni splošno, temveč posamezno omrežje, čeprav center, s katerim deluje naročniško vozlišče, lahko služi tudi drugim uporabnikom. Na splošno je ta pristop primeren za uporabo velikih naročnikov, ki so še posebej pomembni pri varnosti linij.

Topologija "ring"

Ta shema temelji na konfiguraciji SDH in je najbolje razkriti v hrbteničnih omrežjih. Nasprotno, optične linije zvonjenja so manj učinkovite pri delovanju dostopnih omrežij. Torej, ko organiziramo mestno avtocesto, se vozlišča nahajajo v fazi razvoja projekta, vendar omrežja za dostop ne omogočajo, da vnaprej ocenijo število vozlišč naročnikov.

Ob upoštevanju naključne začasne in ozemeljske povezave naročnikov je lahko shema obroča precej zapletena. V praksi se take konfiguracije pogosto spreminjajo v zlomljene kroge, ki imajo veliko vej. To se zgodi, ko se uvedba novih naročnikov izvaja s prekinitvijo obstoječih segmentov. Na primer, v komunikacijski liniji se lahko tvorijo zanke, ki so združene v eni žici. Kot rezultat, so "zdrobljeni" kabli, ki v procesu delovanja zmanjšujejo zanesljivost omrežja.

Značilnosti EPON arhitekture

Prvi poskusi za izgradnjo PON omrežja za približnih potrošnike pokritost s tehnologijo Ethernet, so bile narejene v letu 2000, je platforma za razvoj načel oblikovanja mrež postala arhitektura Epon, in ker je bila glavna Standard uvaja IEEE specifikacije, na podlagi katerih so bile razvite posamezne odločitve za organizacijo omrežja PON. Tehnologija EFMC je na primer služila topologiji od točke do točke z uporabo zvitega bakrenega para. Toda danes se ta sistem praktično ne uporablja v povezavi s prehodom na optična vlakna. Kot alternativa so bolj obetavna področja še vedno tehnologije, ki temeljijo na ADSL.

V sodobnem obrazec standard EPON izvaja več povezovalnih shem, vendar je glavni pogoj za njegovo izvajanje uporaba vlaken. Poleg uporabe različnih konfiguracij, povezovalna tehnologija PON v skladu s standardom EPON omogoča tudi uporabo nekaterih optičnih oddajnih možnosti.

Funkcije arhitekture GPON

Arhitektura GPON omogoča izvajanje dostopnih omrežij, ki temeljijo na standardu APON. V procesu organiziranja infrastrukture se poveča pasovne širine omrežja, pa tudi ustvarjanje pogojev za učinkovitejši prenos aplikacij. GPON je prilagodljiva okvirna struktura, ki uporabnikom omogoča, da naročnikom nudijo hitrost informacijskih tokov do 2,5 Gbitov / s. V tem primeru lahko povratni in neposredni tokovi delujejo bodisi z enim ali z različnimi hitrimi načini. Poleg tega lahko dostopno omrežje v konfiguraciji GPON zagotovi kakršno koli inkapsulacijo v transportnem sinhronskem protokolu ne glede na storitev. Če se SDH lahko uresniči samo statično delitev pasov, novo GPO protokol GFP strukturo, hkrati pa ohranja značilnosti SDH okvirja in omogoča dinamično razporejanje pasov.

Tehnološke prednosti

Med glavne prednosti optičnih vlaken v shemi PON oddajajo nobenih vmesnih povezav med centralno oddajnik in sprejemnik-naročnika, gospodarstvo, enostavnost povezavo in uporabnost. Te prednosti so v veliki meri posledica racionalne organizacije omrežij. Na primer, internetna povezava je zagotovljena neposredno, zato okvara ene od sosednjih naročniških naprav ne vpliva na njegovo učinkovitost. Čeprav množico uporabnikov, seveda, povezuje povezava z enim osrednjim modulom, na katerem je odvisna kakovost storitev vseh udeležencev infrastrukture. Upoštevati moramo tudi topologijo dreves P2MP, ki optimizira optične kanale do maksimuma. Zahvaljujoč ekonomični distribuciji prenosnih in prenosnih vodov, ta konfiguracija zagotavlja učinkovitost omrežja, ne glede na lokacijo naročnikovih enot. Hkrati lahko nove uporabnike vnesete brez radikalnih sprememb obstoječe strukture.

Slabosti mreže PON

Široko uporabo te tehnologije še vedno ovirata več pomembnih dejavnikov. Najprej je to zapletenost sistema. Operativne prednosti takega omrežja se lahko zagotovijo le, če prvotno izvajanje kakovostnega projekta upošteva različne tehnične odtenke. Včasih je izhod iz situacije dostopna tehnologija PON, ki omogoča organizacijo preproste tipološke sheme. Toda v tem primeru se je treba pripraviti na drugo pomanjkljivost - pomanjkanje možnosti rezerviranja.

Preskušanje omrežja

Ko se zaključijo vse faze začetnega razvoja omrežne sheme in se izvajajo tehnične dejavnosti, strokovnjaki začnejo preskusiti infrastrukturo. Eden od glavnih kazalnikov kakovostnega omrežja je slabljenje na progi. Za analizo kanala za prisotnost problemskih območij se uporabljajo optični preizkuševalci. Vse meritve se izvajajo na aktivni liniji z uporabo multiplekserjev in filtrov. Obsežna telekomunikacijska omrežja se ponavadi preskušajo z uporabo optičnih reflektorjev. Toda takšna oprema zahteva posebno usposabljanje uporabnikov, ne da bi omenili, da bi morala analiza reflektorjev izvajati strokovne skupine.

Zaključek

Z vsemi kompleksnostmi pri prehodu na nove tehnologije podjetja, ki zagotavljajo telekomunikacijske storitve, hitro obvladujejo resnično učinkovite rešitve. Postopoma se širi in nenehno pri tehnični zmogljivosti optičnih vlaken, ki vključuje tehnologijo PON. Na primer, Rostelecom je začel z uvedbo storitev nove oblike že leta 2013. Dostop do zmogljivosti PON optičnih omrežij so najprej prejeli prebivalci Leningradske regije. Kar je najbolj zanimivo, je ponudnik storitev zagotovil infrastrukturo optičnih vlaken, tudi lokalne vasi. V praksi je to omogočilo naročnikom, da uporabljajo ne samo telefonsko komunikacijo z dostopom do interneta, temveč tudi priključitev na digitalno televizijsko oddajanje.