Plečiant interneto paslaugų vartotojų ir atitinkamai plačiajuosčio ryšio tinklų vartotojų auditoriją, reikia diegti naujas technologijas. Duomenų perdavimo įrenginiai turi nuolat didinti ryšio linijų pralaidumą, o tai verčia paslaugų įmones atnaujinti transporto informacijos kanalus. Tačiau be perduodamų duomenų apimties augimo, yra ir kitokio pobūdžio problemų, kurios išreiškiamos padidėjusiomis masiškesnių tinklų palaikymo ir galutinių vartotojų poreikių spektro išplėtimu. Vienas iš kumuliacinio telekomunikacijų sistemų charakteristikų optimizavimo būdų yra PON technologija, kuri taip pat leidžia sutaupyti tinklų potencialą toliau plėsti jų galią ir funkcionalumą.
Pluošto ir PON technologija
Nauja plėtra palengvina informacinių duomenų perdavimo tinklų techninį organizavimą ir tolesnį veikimą, tačiau tai pasiekiama daugiausia dėl įprastų optinių linijų pranašumų. Net ir šiandien, atsižvelgiant į aukštųjų technologijų medžiagų įvedimą, kanalai, sukurti naudojant senstančias telefonų poras ir xDSL įrenginius, ir toliau naudojami. Akivaizdu, kad tokiais elementais pagrįstas prieigos tinklas ženkliai praranda efektyvumą prieš šviesolaidinį koaksialinįlinijos, kurios taip pat negali būti laikomos kažkuo produktyviu pagal šiandienos standartus.
Optinis pluoštas jau seniai buvo alternatyva tradiciniams tinklams ir belaidžio ryšio kanalams. Tačiau jei anksčiau tokių kabelių tiesimas daugeliui organizacijų buvo didžiulė užduotis, šiandien optiniai komponentai tapo daug pigesni. Tiesą sakant, šviesolaidis anksčiau buvo naudojamas paprastiems abonentams aptarnauti, įskaitant Ethernet technologiją. Kitas plėtros etapas buvo telekomunikacijų tinklas, pastatytas ant Micro-SDH architektūros, atvėręs iš esmės naujus sprendimus. Būtent šioje sistemoje buvo pritaikyta PON tinklų koncepcija.
Tinklo standartizavimas
Pirmieji bandymai standartizuoti technologiją buvo atlikti dar 1990-aisiais, kai telekomunikacijų įmonių grupė nusprendė praktiškai įgyvendinti idėją apie daugkartinę prieigą per vieną pasyvų optinį skaidulą. Dėl to organizacija buvo pavadinta FSAN, vienijanti operatorius ir tinklo įrangos gamintojus. Pagrindinis FSAN tikslas buvo sukurti paketą su bendromis rekomendacijomis ir reikalavimais PON techninės įrangos kūrimui, kad įrangos gamintojai ir tiekėjai galėtų dirbti kartu tame pačiame segmente. Iki šiol pasyviojo ryšio linijos, pagrįstos PON technologija, organizuojamos pagal ITU-T, ATM ir ETSI standartus.
Tinklo principas
Pagrindinis PON idėjos bruožas yra tai, kad infrastruktūra veikia vieno modulio, atsakingo už funkcijas, pagrindu.duomenų priėmimas ir perdavimas. Šis komponentas yra centriniame OLT sistemos mazge ir leidžia aptarnauti kelis abonentus informacijos srautais. Galutinis imtuvas yra ONT įrenginys, kuris savo ruožtu taip pat veikia kaip siųstuvas. Prie centrinio priėmimo ir siuntimo modulio prijungtų abonentinių taškų skaičius priklauso tik nuo naudojamos PON įrangos galios ir maksimalaus greičio. Technologija iš esmės neriboja tinklo dalyvių skaičiaus, tačiau optimaliam išteklių panaudojimui telekomunikacijų projektų kūrėjai vis tiek kelia tam tikras kliūtis pagal konkretaus tinklo konfigūraciją. Informacijos srautas iš centrinio priėmimo-perdavimo modulio į abonentinį įrenginį perduodamas 1550 nm bangos ilgiu. Ir atvirkščiai, atvirkštiniai duomenų srautai iš vartotojų įrenginių į OLT tašką perduodami maždaug 1310 nm bangos ilgiu. Šiuos srautus reikėtų apsvarstyti atskirai.
Srautas pirmyn ir atgal
Pagrindinis (ty tiesioginis) srautas iš centrinio tinklo modulio transliuojamas. Tai reiškia, kad optinės linijos segmentuoja bendrą duomenų srautą, paryškindamos adreso laukus. Taigi kiekvienas abonento įrenginys „skaito“tik jam skirtą informaciją. Šis duomenų paskirstymo principas gali būti vadinamas demultipleksavimu.
Savo ruožtu atvirkštinis srautas naudoja vieną liniją, kad transliuotų duomenis iš visų prie tinklo prisijungusių abonentų. Taip naudojama kelių užstatų schemabendra prieiga. Kad būtų pašalinta galimybė kirsti signalus iš kelių informacijos imtuvų mazgų, kiekvienas abonento įrenginys turi savo individualų duomenų mainų grafiką, pritaikytą delsimui. Tai yra bendras principas, pagal kurį įgyvendinama PON technologija, kalbant apie priėmimo ir siuntimo modulio sąveiką su galutiniais vartotojais. Tačiau tinklo išdėstymo konfigūracija gali turėti skirtingas topologijas.
Iš taško į tašką topologija
Šiuo atveju naudojama P2P sistema, kuri gali būti vykdoma tiek bendriems standartams, tiek specialiems projektams, susijusiems su, pavyzdžiui, optinių įrenginių naudojimu. Kalbant apie abonento taško duomenų saugumą, tokio tipo interneto ryšys užtikrina didžiausią tokių tinklų saugumą. Tačiau optinės linijos tiesimas kiekvienam vartotojui atliekamas atskirai, todėl tokių kanalų organizavimo kaina žymiai padidėja. Tam tikru būdu tai nėra bendras, o individualus tinklas, nors centras, su kuriuo dirba abonento mazgas, gali aptarnauti ir kitus vartotojus. Apskritai šis metodas tinkamas naudoti dideliems abonentams, kuriems linijos saugumas yra ypač svarbus.
Žiedo topologija
Ši schema pagrįsta SDH konfigūracija ir geriausiai naudojama pagrindiniuose tinkluose. Ir atvirkščiai, žiedo tipo optinės linijos yra mažiau efektyvios prieigos tinklų veikloje. Taigi, organizuojant miesto greitkelį, išdėstymasmazgai skaičiuojami projekto rengimo stadijoje, tačiau prieigos tinklai nesuteikia galimybės iš anksto įvertinti abonentinių mazgų skaičiaus.
Esant atsitiktiniam laikinam ir teritoriniam abonentų prijungimui, skambėjimo schema gali būti daug sudėtingesnė. Praktiškai tokios konfigūracijos dažnai virsta nutrūkusiomis grandinėmis su daugybe šakų. Taip atsitinka, kai nauji abonentai įvedami per esamų segmentų spragą. Pavyzdžiui, ryšio linijoje gali būti suformuotos kilpos, kurios sujungtos į vieną laidą. Dėl to atsiranda „nutrūkusių“laidų, o tai sumažina tinklo patikimumą veikimo metu.
EPON architektūros ypatybės
Pirmieji bandymai sukurti PON tinklą, artimą vartotojų aprėpčiai Ethernet technologijai, buvo atlikti 2000 m. EPON architektūra tapo tinklo principų kūrimo platforma, o IEEE specifikacija buvo pristatyta kaip pagrindinis standartas, remiantis iš kurių sukurti atskiri PON tinklų organizavimo sprendimai. Pavyzdžiui, EFMC technologija aptarnavo topologiją iš taško į tašką naudojant vytos vario porą. Tačiau šiandien ši sistema praktiškai nenaudojama dėl perėjimo prie šviesolaidžio. Kaip alternatyva, ADSL pagrįstos technologijos vis dar yra perspektyvesnės.
Šiuolaikine forma EPON standartas yra įgyvendintas pagal kelias prijungimo schemas, tačiau pagrindinė jo įgyvendinimo sąlyga yra pluošto naudojimas. Be skirtingų konfigūracijų taikymo, taip pat yra EPON standartinė PON ryšio technologijanumato kai kurių optinių siųstuvų-imtuvų variantų naudojimą.
GPON architektūros ypatybės
GPON architektūra leidžia įdiegti prieigos tinklus, pagrįstus APON standartu. Infrastruktūros organizavimo procese praktikuojama didinti tinklo pralaidumą, taip pat sudaryti sąlygas efektyvesniam programų perdavimui. GPON yra keičiamo dydžio kadrų struktūra, leidžianti aptarnauti abonentus iki 2,5 Gbps informacijos srauto greičiu. Tokiu atveju atvirkštinis ir pirminis srautas gali veikti tiek tuo pačiu, tiek skirtingais greičio režimais. Be to, prieigos tinklas su GPON konfigūracija gali užtikrinti bet kokį sinchroninio perdavimo protokolo inkapsuliavimą, nepaisant paslaugos. Jei SDH galimas tik statinis juostų padalijimas, tai naujasis GFP protokolas GPON struktūroje, išlaikant SDH kadro charakteristikas, leidžia dinamiškai paskirstyti juostas.
Technologijos pranašumai
Tarp pagrindinių optinių skaidulų privalumų PON schemoje nėra tarpinių jungčių tarp centrinio imtuvo-siųstuvo ir abonentų, ekonomiškumas, paprastas prijungimas ir paprasta priežiūra. Daugeliu atvejų šie pranašumai atsiranda dėl racionalaus tinklų organizavimo. Pavyzdžiui, interneto ryšys teikiamas tiesiogiai, todėl vieno iš gretimų abonento įrenginių gedimas jokiu būdu neturi įtakos jo veikimui. Nors vartotojų masyvas, žinoma, derinamas jungiantis prie vieno centrinio modulio, nuokuri priklauso nuo paslaugų kokybės visiems infrastruktūros dalyviams. Atskirai verta apsvarstyti į medį panašią P2MP topologiją, kuri kiek įmanoma optimizuoja optinius kanalus. Dėl ekonomiško linijų paskirstymo informacijai priimti ir perduoti ši konfigūracija užtikrina tinklo efektyvumą, nepriklausomai nuo abonentinių mazgų vietos. Tuo pačiu metu naujiems vartotojams leidžiama įeiti be esminių esamos struktūros pakeitimų.
PON tinklo trūkumai
Plačiam šios technologijos taikymui vis dar trukdo keli svarbūs veiksniai. Pirmasis yra sistemos sudėtingumas. Šio tipo tinklų eksploataciniai pranašumai gali būti pasiekti tik iš pradžių užbaigus kokybišką projektą, atsižvelgiant į daugelį techninių niuansų. Kartais išeitis yra PON prieigos technologija, kuri numato paprastos tipologinės schemos organizavimą. Tačiau šiuo atveju turėtumėte pasiruošti dar vienam trūkumui – rezervavimo galimybės nebuvimui.
Tinklo testavimas
Pabaigus visus pirminio tinklo schemos kūrimo etapus ir atlikus technines priemones, specialistai pradeda infrastruktūros bandymus. Vienas iš pagrindinių gerai veikiančio tinklo rodiklių yra linijos slopinimo indeksas. Probleminių sričių kanalui analizuoti naudojami optiniai testeriai. Visi matavimai atliekami aktyvioje linijoje, naudojant multiplekserius ir filtrus. Didelis telekomunikacijų tinklas dažniausiai išbandomas naudojantoptiniai reflektometrai. Tačiau tokia įranga reikalauja specialaus naudotojų mokymo, jau nekalbant apie tai, kad ekspertų grupės turėtų užsiimti reflektogramų interpretavimu.
Išvada
Visiems iššūkiams, kylantiems dėl perėjimo prie naujų technologijų, telekomunikacijų įmonės greitai priima tikrai veiksmingus sprendimus. Pamažu plinta ir nepaprasto techninio dizaino šviesolaidinės sistemos, kurios apima PON technologiją. Pavyzdžiui, Rostelecom naujo formato paslaugas pradėjo diegti dar 2013 m. Leningrado srities gyventojai pirmieji pasinaudojo PON optinių tinklų galimybėmis. Kas įdomiausia, paslaugų teikėjas suteikė šviesolaidinę infrastruktūrą net vietiniams kaimams. Praktiškai tai leido abonentams naudotis ne tik telefono ryšiu su interneto prieiga, bet ir prisijungti prie skaitmeninės televizijos transliavimo.
