Ampliar l'audiència dels consumidors de serveis d'Internet i, en conseqüència, dels usuaris de xarxes de banda ampla requereix la introducció de noves tecnologies. Les instal·lacions de transmissió de dades han d'augmentar regularment l'ample de banda de les línies de comunicació, la qual cosa obliga les empreses de serveis a actualitzar els canals d'informació de transport. Però, a més del creixement del volum de dades transmeses, també hi ha problemes d'un altre tipus, que s'expressen en un augment del cost de manteniment de xarxes més massives i ampliant el ventall de necessitats dels usuaris finals. Una de les vies d'optimització acumulada de les característiques dels sistemes de telecomunicacions és la tecnologia PON, que també permet estalviar el potencial de les xarxes per a una major expansió de la seva potència i funcionalitat.
Fibra i tecnologia PON
El nou desenvolupament facilita l'organització tècnica i el posterior funcionament de les xarxes de transmissió de dades d'informació, però això s'aconsegueix en gran part gràcies als avantatges de les línies òptiques convencionals. Encara avui, amb el teló de fons de la introducció de materials d' alta tecnologia, continua l'ús de canals basats en parells de telèfons envellits i instal·lacions xDSL. És obvi que la xarxa d'accés basada en aquests elements perd significativament en eficiència a la fibra-coaxiallínies, que tampoc no es poden considerar una cosa productiva per als estàndards actuals.
La fibra òptica ha estat durant molt de temps una alternativa a les xarxes tradicionals i als canals de comunicació sense fil. Però si en el passat posar aquests cables era una tasca aclaparadora per a moltes organitzacions, avui els components òptics s'han tornat molt més assequibles. De fet, abans s'utilitzava la fibra òptica per atendre els subscriptors normals, inclòs l'ús de la tecnologia Ethernet. La següent etapa de desenvolupament va ser una xarxa de telecomunicacions basada en l'arquitectura Micro-SDH, que va obrir solucions fonamentalment noves. Va ser en aquest sistema on el concepte de xarxes PON va trobar la seva aplicació.
Estandardització de la xarxa
Els primers intents d'estandarditzar la tecnologia es van fer als anys 90, quan un grup d'empreses de telecomunicacions es van proposar posar en pràctica la idea d'accés múltiple a través d'una única fibra òptica passiva. Com a resultat, l'organització va rebre el nom de FSAN, reunint tant operadors com fabricants d'equips de xarxa. L'objectiu principal de FSAN era crear un paquet amb recomanacions i requisits generals per al desenvolupament de maquinari PON perquè els fabricants i proveïdors d'equips poguessin treballar junts en el mateix segment. Fins ara, les línies de comunicació passives basades en tecnologia PON estan organitzades d'acord amb els estàndards ITU-T, ATM i ETSI.
Principi de xarxa
La principal característica de la idea PON és que la infraestructura funciona sobre la base d'un únic mòdul que s'encarrega de les funcionsrebre i transmetre dades. Aquest component es troba al node central del sistema OLT i permet atendre múltiples subscriptors amb fluxos d'informació. El receptor final és el dispositiu ONT, que, al seu torn, també actua com a transmissor. El nombre de punts d'abonat connectats al mòdul central receptor i transmissor depèn només de la potència i la velocitat màxima de l'equip PON utilitzat. La tecnologia, en principi, no limita el nombre de participants de la xarxa, però, per a l'ús òptim dels recursos, els desenvolupadors de projectes de telecomunicacions encara posen certes barreres d'acord amb la configuració d'una xarxa determinada. La transmissió del flux d'informació des del mòdul central de recepció-transmissió al dispositiu d'abonat es realitza a una longitud d'ona de 1550 nm. Per contra, els fluxos de dades inversos dels dispositius de consum al punt OLT es transmeten a una longitud d'ona d'uns 1310 nm. Aquests fluxos s'han de considerar per separat.
Fluxos cap endavant i cap enrere
S'emet el flux principal (és a dir, directe) del mòdul de xarxa central. Això significa que les línies òptiques segmenten el flux de dades general ress altant els camps d'adreces. Així, cada dispositiu d'abonat "llegeix" només informació destinada específicament a ell. Aquest principi de distribució de dades es pot anomenar demultiplexing.
Al seu torn, la transmissió inversa utilitza una línia per transmetre dades de tots els subscriptors connectats a la xarxa. Així és com s'utilitza l'esquema de garantia múltipleaccés a temps compartit. Per eliminar la possibilitat de creuar senyals de diversos nodes receptors d'informació, el dispositiu de cada subscriptor té el seu propi horari individual per a l'intercanvi de dades, ajustat per retard. Aquest és el principi general pel qual s'implementa la tecnologia PON pel que fa a la interacció del mòdul de recepció-transmissió amb els usuaris finals. Tanmateix, la configuració de la disposició de la xarxa pot tenir topologies diferents.
Topologia punt a punt
En aquest cas, s'utilitza un sistema P2P, que es pot realitzar tant per a estàndards comuns com per a projectes especials que impliquen, per exemple, l'ús de dispositius òptics. Pel que fa a la seguretat de les dades dels punts d'abonat, aquest tipus de connexió a Internet ofereix la màxima seguretat possible per a aquestes xarxes. Tanmateix, la col·locació d'una línia òptica per a cada usuari es realitza per separat, de manera que el cost d'organitzar aquests canals augmenta significativament. D'alguna manera, no es tracta d'una xarxa general, sinó individual, encara que el centre amb el qual treballa el node d'abonat també pot donar servei a altres usuaris. En general, aquest enfocament és adequat per a grans subscriptors, per als quals la seguretat de la línia és especialment important.
Topologia d'anell
Aquest esquema es basa en la configuració SDH i es desplega millor a les xarxes troncals. Per contra, les línies òptiques de tipus anell són menys eficients en el funcionament de les xarxes d'accés. Per tant, a l'hora d'organitzar una carretera de la ciutat, la col·locacióels nodes es calculen en l'etapa de desenvolupament del projecte, però, les xarxes d'accés no ofereixen l'oportunitat d'estimar el nombre de nodes de subscriptors per endavant.
Amb la condició de connexió temporal i territorial aleatòria dels subscriptors, l'esquema de trucades pot ser molt més complicat. A la pràctica, aquestes configuracions sovint es converteixen en circuits trencats amb moltes branques. Això passa quan la introducció de nous subscriptors es realitza a través del buit dels segments existents. Per exemple, es poden formar bucles a la línia de comunicació, que es combinen en un cable. Com a resultat, apareixen cables "trencats", cosa que redueix la fiabilitat de la xarxa durant el funcionament.
Funcions de l'arquitectura EPON
Els primers intents de construir una xarxa PON propera a la cobertura del consumidor a la tecnologia Ethernet es van fer l'any 2000. L'arquitectura EPON es va convertir en la plataforma per desenvolupar principis de xarxa i es va introduir l'especificació IEEE com a estàndard principal, sobre la base. de les quals s'han desenvolupat solucions separades per organitzar xarxes PON. La tecnologia EFMC, per exemple, va servir una topologia punt a punt utilitzant parells de coure trenat. Però avui aquest sistema pràcticament no s'utilitza a causa de la transició a la fibra òptica. Com a alternativa, les tecnologies basades en ADSL són encara àrees més prometedores.
En la seva forma moderna, l'estàndard EPON s'implementa segons diversos esquemes de connexió, però la condició principal per a la seva implementació és l'ús de fibra. A més d'aplicar diferents configuracions, també la tecnologia de connexió PON estàndard EPONpreveu l'ús d'algunes variants de transceptors òptics.
Funcions de l'arquitectura GPON
L'arquitectura GPON permet implementar xarxes d'accés basades en l'estàndard APON. En el procés d'organització de la infraestructura, es practica augmentar l'amplada de banda de la xarxa, així com crear condicions per a una transmissió més eficient de les aplicacions. GPON és una estructura de trama escalable que permet donar servei als subscriptors a velocitats de flux d'informació de fins a 2,5 Gbps. En aquest cas, els fluxos invers i endavant poden funcionar tant al mateix temps com amb diferents modes de velocitat. A més, una xarxa d'accés en una configuració GPON pot proporcionar qualsevol encapsulació en un protocol de transport síncron independentment del servei. Si només és possible la divisió de banda estàtica a SDH, aleshores el nou protocol GFP a l'estructura GPON, tot i que manté les característiques de la trama SDH, permet assignar bandes de manera dinàmica.
Avantatges de la tecnologia
Entre els principals avantatges de les fibres òptiques en l'esquema PON, no hi ha enllaços intermedis entre el receptor-transmissor central i els abonats, economia, facilitat de connexió i facilitat de manteniment. En bona mesura, aquests avantatges es deuen a l'organització racional de les xarxes. Per exemple, la connexió a Internet es proporciona directament, de manera que la fallada d'un dels dispositius de subscriptor adjacents no afecta de cap manera el seu rendiment. Tot i que el conjunt d'usuaris es combina, per descomptat, connectant-se a un mòdul central, des deque depèn de la qualitat del servei per a tots els participants de la infraestructura. Per separat, val la pena tenir en compte la topologia en forma d'arbre de P2MP, que optimitza els canals òptics tant com sigui possible. A causa de la distribució econòmica de les línies per rebre i transmetre informació, aquesta configuració garanteix l'eficiència de la xarxa, independentment de la ubicació dels nodes d'abonat. Al mateix temps, els nous usuaris poden entrar sense canvis fonamentals a l'estructura existent.
Inconvenients de la xarxa PON
L'aplicació àmplia d'aquesta tecnologia encara es veu obstaculitzada per diversos factors importants. El primer és la complexitat del sistema. Els avantatges operatius d'aquest tipus de xarxa només es poden aconseguir si es realitza inicialment un projecte de gran qualitat, tenint en compte molts matisos tècnics. De vegades la sortida és la tecnologia d'accés PON, que preveu l'organització d'un esquema tipològic senzill. Però en aquest cas, hauríeu de preparar-vos per a un altre inconvenient: la manca de possibilitats de reserva.
Proves de xarxa
Quan s'han completat totes les etapes del desenvolupament inicial de l'esquema de xarxa i s'han completat les mesures tècniques, els especialistes comencen a provar la infraestructura. Un dels principals indicadors d'una xarxa ben executada és l'índex d'atenuació de la línia. Els provadors òptics s'utilitzen per analitzar el canal per a les àrees problemàtiques. Totes les mesures es fan a la línia activa mitjançant multiplexors i filtres. Normalment es prova amb una gran xarxa de telecomunicacionsreflectòmetres òptics. Però aquests equips requereixen una formació especial per part dels usuaris, sense oblidar el fet que els grups d'experts s'han d'ocupar de la interpretació dels reflectogrames.
Conclusió
Per a tots els reptes de la migració a les noves tecnologies, les empreses de telecomunicacions estan adoptant ràpidament solucions realment efectives. Els sistemes de fibra òptica, que no són senzills en el disseny tècnic, també s'estan estenent gradualment, que inclouen la tecnologia PON. Rostelecom, per exemple, va començar a introduir nous serveis de format l'any 2013. Els residents de la regió de Leningrad van ser els primers a accedir a les capacitats de les xarxes òptiques PON. El que és més interessant, el proveïdor de serveis va proporcionar fins i tot als pobles locals infraestructura de fibra òptica. A la pràctica, això va permetre als subscriptors utilitzar no només comunicacions telefòniques amb accés a Internet, sinó també connectar-se a les emissions de televisió digital.
