Proširenje publike potrošača internetskih usluga i, shodno tome, korisnika širokopojasnih mreža zahtijeva uvođenje novih tehnologija. Objekti za prenos podataka moraju redovno povećavati propusni opseg komunikacionih linija, što primorava uslužne kompanije da ažuriraju kanale transportnih informacija. Ali, pored rasta obima prenetih podataka, javljaju se i problemi drugačije vrste, koji se izražavaju u povećanju troškova održavanja masivnijih mreža i širenju spektra potreba krajnjih korisnika. Jedan od načina kumulativne optimizacije karakteristika telekomunikacionih sistema je PON tehnologija, koja takođe omogućava da sačuvate potencijal mreža za dalje proširenje njihove snage i funkcionalnosti.
Vlakna i PON tehnologija
Novi razvoj olakšava tehničku organizaciju i dalji rad mreža za prenos podataka, ali je to postignuto velikim delom zahvaljujući prednostima konvencionalnih optičkih linija. I danas, u pozadini uvođenja visokotehnoloških materijala, nastavlja se korištenje kanala izgrađenih na starim telefonskim paricama i xDSL objektima. Očigledno je da pristupna mreža zasnovana na takvim elementima značajno gubi u efikasnosti u odnosu na fiber-koaksijalnulinije, što se takođe ne može smatrati nečim produktivnim po današnjim standardima.
Optička vlakna su dugo bila alternativa tradicionalnim mrežama i bežičnim komunikacijskim kanalima. Ali ako je u prošlosti polaganje takvih kablova predstavljalo ogroman zadatak za mnoge organizacije, danas su optičke komponente postale mnogo pristupačnije. Zapravo, optička vlakna se ranije koristila za opsluživanje običnih pretplatnika, uključujući korištenje Ethernet tehnologije. Sljedeća faza razvoja bila je telekomunikacijska mreža izgrađena na Micro-SDH arhitekturi, koja je otvorila fundamentalno nova rješenja. Upravo u ovom sistemu je koncept PON mreža našao svoju primenu.
Standardizacija mreže
Prvi pokušaji standardizacije tehnologije napravljeni su još 1990-ih, kada je grupa telekomunikacijskih kompanija krenula u praksu da provede ideju višestrukog pristupa preko jednog pasivnog optičkog vlakna. Kao rezultat toga, organizacija je dobila ime FSAN, okupljajući i operatere i proizvođače mrežne opreme. Glavni cilj FSAN-a bio je kreiranje paketa sa općim preporukama i zahtjevima za razvoj PON hardvera kako bi proizvođači opreme i provajderi mogli raditi zajedno u istom segmentu. Do danas su pasivne komunikacione linije zasnovane na PON tehnologiji organizovane u skladu sa standardima ITU-T, ATM i ETSI.
Princip mreže
Glavna karakteristika PON ideje je da infrastruktura radi na bazi jednog modula koji je odgovoran za funkcijeprijem i prenos podataka. Ova komponenta se nalazi u centralnom čvoru OLT sistema i omogućava opsluživanje više pretplatnika tokovima informacija. Konačni prijemnik je ONT uređaj, koji zauzvrat djeluje i kao predajnik. Broj pretplatničkih tačaka povezanih na centralni prijemno-predajni modul zavisi samo od snage i maksimalne brzine PON opreme koja se koristi. Tehnologija, u principu, ne ograničava broj učesnika mreže, međutim, za optimalno korištenje resursa, programeri telekomunikacijskih projekata i dalje postavljaju određene barijere u skladu s konfiguracijom određene mreže. Prenos toka informacija od centralnog prijemno-predajnog modula do pretplatničkog uređaja vrši se na talasnoj dužini od 1550 nm. Suprotno tome, obrnuti tokovi podataka od potrošačkih uređaja do OLT tačke se prenose na talasnoj dužini od oko 1310 nm. Ove tokove treba razmotriti odvojeno.
Pravi i obrnuti tokovi
Emituje se glavni (tj. direktan) stream sa centralnog mrežnog modula. To znači da optičke linije segmentiraju ukupni tok podataka isticanjem adresnih polja. Dakle, svaki pretplatnički uređaj "čita" samo informacije namijenjene njemu posebno. Ovaj princip distribucije podataka može se nazvati demultipleksiranjem.
Zauzvrat, obrnuti tok koristi jednu liniju za emitovanje podataka od svih pretplatnika povezanih na mrežu. Ovako se koristi šema višestrukog kolateralavremenski podijeljen pristup. Da bi se eliminisala mogućnost ukrštanja signala sa više čvorova prijemnika informacija, uređaj svakog pretplatnika ima svoj individualni raspored za razmenu podataka, prilagođen za kašnjenje. Ovo je opći princip po kojem se implementira PON tehnologija u smislu interakcije prijemno-predajnog modula sa krajnjim korisnicima. Međutim, konfiguracija mrežnog izgleda može imati različite topologije.
topologija od tačke do tačke
U ovom slučaju koristi se P2P sistem, koji se može izvesti i za uobičajene standarde i za posebne projekte koji uključuju, na primjer, korištenje optičkih uređaja. Što se tiče sigurnosti podataka o pretplatničkim tačkama, ova vrsta internet veze pruža maksimalnu moguću sigurnost za takve mreže. Međutim, polaganje optičke linije za svakog korisnika vrši se zasebno, pa se trošak organizacije takvih kanala značajno povećava. Na neki način ovo nije opšta, već pojedinačna mreža, iako centar sa kojim pretplatnički čvor radi može služiti i drugim korisnicima. Općenito, ovaj pristup je prikladan za korištenje od strane velikih pretplatnika, kojima je sigurnost linije posebno važna.
Topologija prstena
Ova šema je zasnovana na SDH konfiguraciji i najbolje se primenjuje u okosnim mrežama. Nasuprot tome, prstenaste optičke linije su manje efikasne u radu pristupnih mreža. Dakle, prilikom organizovanja gradske magistrale, plasmančvorovi se izračunavaju u fazi razvoja projekta, međutim pristupne mreže ne pružaju mogućnost unaprijed procijeniti broj pretplatničkih čvorova.
Pod uslovom nasumične privremene i teritorijalne povezanosti pretplatnika, šema prstena može biti mnogo komplikovanija. U praksi se takve konfiguracije često pretvaraju u prekinute strujne krugove s mnogo grana. To se dešava kada se uvođenje novih pretplatnika vrši kroz prazninu postojećih segmenata. Na primjer, u komunikacijskoj liniji se mogu formirati petlje, koje se kombiniraju u jednu žicu. Kao rezultat, pojavljuju se "polomljeni" kablovi, što smanjuje pouzdanost mreže tokom rada.
Karakteristike EPON arhitekture
Prvi pokušaji da se izgradi PON mreža bliska po potrošačkoj pokrivenosti Ethernet tehnologiji napravljeni su 2000. EPON arhitektura je postala platforma za razvoj mrežnih principa, a IEEE specifikacija je uvedena kao glavni standard, na osnovu od kojih su razvijena posebna rješenja za organizaciju PON mreža. EFMC tehnologija je, na primjer, služila topologiji točka-tačka koristeći upletenu bakrenu paricu. Ali danas se ovaj sistem praktički ne koristi zbog prelaska na optička vlakna. Kao alternativa, tehnologije zasnovane na ADSL-u su i dalje oblasti koje obećavaju.
U svom modernom obliku, EPON standard je implementiran prema nekoliko šema povezivanja, ali glavni uslov za njegovu implementaciju je upotreba vlakana. Osim primjene različitih konfiguracija, EPON standardna PON tehnologija povezivanja takođerpredviđa upotrebu nekih varijanti optičkih primopredajnika.
Karakteristike GPON arhitekture
GPON arhitektura omogućava implementaciju pristupnih mreža zasnovanih na APON standardu. U procesu organizovanja infrastrukture praktikuje se povećanje propusnog opsega mreže, kao i stvaranje uslova za efikasniji prenos aplikacija. GPON je skalabilna struktura okvira koja omogućava opsluživanje pretplatnika brzinom protoka informacija do 2,5 Gbps. U ovom slučaju, obrnuti i naprijed tok mogu raditi i na istom i na različitim načinima brzine. Dodatno, pristupna mreža u GPON konfiguraciji može obezbijediti bilo kakvu enkapsulaciju u sinhroni transportni protokol bez obzira na uslugu. Ako je u SDH moguća samo statička podjela pojasa, onda novi GFP protokol u GPON strukturi, uz zadržavanje karakteristika SDH okvira, omogućava dinamičko dodjeljivanje opsega.
Prednosti tehnologije
Među glavnim prednostima optičkih vlakana u PON šemi, ne postoje međuveze između centralnog prijemnika-predajnika i pretplatnika, ekonomičnost, lakoća povezivanja i lakoća održavanja. U velikoj mjeri, ove prednosti su posljedica racionalne organizacije mreža. Na primjer, internet konekcija se obezbjeđuje direktno, tako da kvar na nekom od susjednih pretplatničkih uređaja ni na koji način ne utiče na njegov rad. Iako se niz korisnika, naravno, kombinuje povezivanjem na jedan centralni modul, izšto zavisi od kvaliteta usluge za sve učesnike infrastrukture. Odvojeno, vrijedi razmotriti topologiju P2MP u obliku stabla, koja optimizira optičke kanale što je više moguće. Zbog ekonomične distribucije linija za prijem i prijenos informacija, ova konfiguracija osigurava efikasnost mreže, bez obzira na lokaciju pretplatničkih čvorova. Istovremeno, novim korisnicima je dozvoljen ulazak bez suštinskih promjena u postojećoj strukturi.
Nedostaci PON mreže
Široku primjenu ove tehnologije još uvijek ometa nekoliko značajnih faktora. Prvi je složenost sistema. Operativne prednosti ove vrste mreže mogu se postići samo ako se na početku završi visokokvalitetan projekt, uzimajući u obzir mnoge tehničke nijanse. Ponekad je izlaz tehnologija pristupa PON-u, koja omogućava organizaciju jednostavne tipološke sheme. Ali u ovom slučaju treba se pripremiti za još jedan nedostatak - nedostatak mogućnosti rezervacije.
Testiranje mreže
Kada su sve faze početnog razvoja mrežne šeme završene i tehničke mjere završene, stručnjaci počinju testiranje infrastrukture. Jedan od glavnih pokazatelja dobro izvedene mreže je indeks slabljenja linije. Optički testeri se koriste za analizu kanala za problematična područja. Sva mjerenja se vrše na aktivnoj liniji pomoću multipleksora i filtera. Obično se testira velika telekomunikaciona mrežaoptički reflektometri. Ali takva oprema zahtijeva posebnu obuku korisnika, a da ne spominjemo činjenicu da bi se ekspertske grupe trebale baviti interpretacijom reflektograma.
Zaključak
Za sve izazove migracije na nove tehnologije, telekomunikacijske kompanije brzo usvajaju zaista efikasna rješenja. Postepeno se šire i optički sistemi, koji nisu tehnički jednostavni u dizajnu, koji uključuju PON tehnologiju. Rostelecom je, na primjer, počeo sa uvođenjem usluga novog formata još 2013. godine. Stanovnici Lenjingradske oblasti prvi su dobili pristup mogućnostima PON optičkih mreža. Ono što je najzanimljivije, pružalac usluga je čak i lokalnim selima obezbedio optičku infrastrukturu. U praksi, ovo je omogućilo pretplatnicima da koriste ne samo telefonsku komunikaciju sa pristupom Internetu, već i da se povežu sa digitalnim televizijskim emitovanjem.
