Разширяването на аудиторията на потребителите на интернет услуги и съответно на потребителите на широколентови мрежи изисква въвеждането на нови технологии. Средствата за предаване на данни трябва редовно да увеличават честотната лента на комуникационните линии, което принуждава обслужващите компании да актуализират транспортните информационни канали. Но освен нарастването на обема на предаваните данни, има и проблеми от различен вид, които се изразяват в увеличаване на разходите за поддържане на по-масивни мрежи и разширяване на обхвата на нуждите на крайния потребител. Един от начините за кумулативно оптимизиране на характеристиките на телекомуникационните системи е PON технологията, която също ви позволява да спестите потенциала на мрежите за по-нататъшно разширяване на тяхната мощност и функционалност.
фибри и PON технология
Новата разработка улеснява техническата организация и по-нататъшната експлоатация на мрежите за предаване на информация, но това се постига до голяма степен благодарение на предимствата на конвенционалните оптични линии. Дори и днес, на фона на навлизането на високотехнологични материали, продължава използването на канали, изградени върху остарели телефонни двойки и xDSL съоръжения. Очевидно е, че мрежата за достъп, базирана на такива елементи, значително губи по ефективност спрямо фиброкоаксиалнаталинии, които също не могат да се считат за нещо продуктивно по днешните стандарти.
Оптичното влакно отдавна е алтернатива на традиционните мрежи и безжичните комуникационни канали. Но ако в миналото полагането на такива кабели е било непосилна задача за много организации, днес оптичните компоненти са станали много по-достъпни. Всъщност оптичните влакна са били използвани преди за обслужване на обикновени абонати, включително чрез използване на Ethernet технология. Следващият етап на развитие беше телекомуникационна мрежа, изградена върху архитектурата Micro-SDH, която откри принципно нови решения. Именно в тази система концепцията за PON мрежите намери своето приложение.
Мрежова стандартизация
Първите опити за стандартизиране на технологията бяха направени през 90-те години на миналия век, когато група телекомуникационни компании се заеха да приложат на практика идеята за множествен достъп през едно пасивно оптично влакно. В резултат на това организацията получи името FSAN, обединявайки както оператори, така и производители на мрежово оборудване. Основната цел на FSAN беше да създаде пакет с общи препоръки и изисквания за разработване на PON хардуер, така че производителите на оборудване и доставчиците да могат да работят заедно в един и същи сегмент. Към днешна дата пасивните комуникационни линии, базирани на технологията PON, са организирани в съответствие със стандартите ITU-T, ATM и ETSI.
Мрежов принцип
Основната характеристика на идеята за PON е, че инфраструктурата работи на базата на един модул, който отговаря за функциитеприемане и предаване на данни. Този компонент се намира в централния възел на системата OLT и позволява обслужване на множество абонати с информационни потоци. Крайният приемник е ONT устройството, което от своя страна също действа като предавател. Броят на абонатните точки, свързани към централния модул за приемане и предаване, зависи само от мощността и максималната скорост на използваното PON оборудване. Технологията по принцип не ограничава броя на участниците в мрежата, но за оптимално използване на ресурсите разработчиците на телекомуникационни проекти все още поставят определени бариери в съответствие с конфигурацията на конкретна мрежа. Предаването на информационния поток от централния приемно-предавателен модул към абонатното устройство се осъществява при дължина на вълната 1550 nm. Обратно, обратните потоци от данни от потребителски устройства към точката OLT се предават с дължина на вълната от около 1310 nm. Тези потоци трябва да се разглеждат отделно.
Напред и обратни потоци
Излъчва се основният (тоест директен) поток от централния мрежов модул. Това означава, че оптичните линии сегментират цялостния поток от данни, като подчертават адресните полета. Така всяко абонатно устройство "чете" само информация, предназначена специално за него. Този принцип на разпределение на данни може да се нарече демултиплексиране.
От своя страна обратният поток използва една линия за излъчване на данни от всички абонати, свързани към мрежата. Така се използва схемата за множество обезпечениядостъп със споделено време. За да се елиминира възможността за преминаване на сигнали от няколко информационни приемни възли, устройството на всеки абонат има собствен индивидуален график за обмен на данни, коригиран за забавяне. Това е общият принцип, по който се реализира PON технологията по отношение на взаимодействието на приемно-предавателния модул с крайните потребители. Въпреки това, конфигурацията на мрежовото оформление може да има различни топологии.
Топология от точка до точка
В този случай се използва P2P система, която може да се изпълнява както за общи стандарти, така и за специални проекти, включващи например използване на оптични устройства. По отношение на сигурността на данните за абонатните точки, този тип интернет връзка осигурява максималната възможна сигурност за такива мрежи. Въпреки това, полагането на оптична линия за всеки потребител се извършва отделно, така че разходите за организиране на такива канали се увеличават значително. По някакъв начин това не е обща, а индивидуална мрежа, въпреки че центърът, с който работи абонатният възел, може да обслужва и други потребители. Като цяло този подход е подходящ за използване от големи абонати, за които сигурността на линията е особено важна.
Топология на пръстена
Тази схема е базирана на SDH конфигурацията и е най-добре разгръщана в опорни мрежи. Обратно, пръстеновидните оптични линии са по-малко ефективни при работата на мрежите за достъп. Така че, когато организирате градска магистрала, поставянетовъзлите се изчисляват на етапа на разработване на проекта, но мрежите за достъп не предоставят възможност за предварителна оценка на броя на абонатните възли.
При условие на произволна временна и териториална връзка на абонатите, схемата на пръстен може да бъде много по-сложна. На практика подобни конфигурации често се превръщат в счупени вериги с много разклонения. Това се случва, когато въвеждането на нови абонати се извършва през празнината на съществуващите сегменти. Например, в комуникационната линия могат да се образуват контури, които се комбинират в един проводник. В резултат на това се появяват "счупени" кабели, което намалява надеждността на мрежата по време на работа.
Характеристики на архитектурата на EPON
Първите опити за изграждане на PON мрежа, близка по потребителско покритие до Ethernet технологията, бяха направени през 2000 г. Архитектурата EPON се превърна в платформа за разработване на мрежови принципи, а спецификацията IEEE беше въведена като основен стандарт, на базата на от които са разработени отделни решения за организиране на PON мрежи. Технологията EFMC, например, обслужва топология от точка до точка, използвайки усукана медна двойка. Но днес тази система практически не се използва поради прехода към оптични влакна. Като алтернатива, ADSL-базираните технологии са все още по-обещаващи области.
В съвременната си форма стандартът EPON се реализира по няколко схеми на свързване, но основното условие за прилагането му е използването на влакно. В допълнение към прилагането на различни конфигурации, EPON стандартната технология за свързване на PON същопредвижда използването на някои варианти на оптични трансивъри.
Характеристики на архитектурата на GPON
Архитектурата на GPON позволява внедряване на мрежи за достъп, базирани на стандарта APON. В процеса на организиране на инфраструктурата се практикува увеличаване на честотната лента на мрежата, както и създаване на условия за по-ефективно предаване на приложения. GPON е мащабируема структура на рамката, която позволява обслужване на абонати при скорост на информационен поток до 2,5 Gbps. В този случай обратният и предният поток могат да работят както в еднакви, така и с различни скоростни режими. В допълнение, мрежа за достъп в GPON конфигурация може да осигури всяко капсулиране в синхронен транспортен протокол, независимо от услугата. Ако в SDH е възможно само статично разделяне на лентата, тогава новият GFP протокол в структурата на GPON, като запазва характеристиките на SDH рамката, дава възможност за динамично разпределяне на ленти.
Предимства на технологията
Сред основните предимства на оптичните влакна в схемата PON, няма междинни връзки между централния приемник-предавател и абонатите, икономичност, лекота на свързване и лесна поддръжка. До голяма степен тези предимства се дължат на рационалната организация на мрежите. Например, интернет връзката се осигурява директно, така че повредата на едно от съседните абонатни устройства не влияе по никакъв начин на работата му. Въпреки че масивът от потребители, разбира се, се комбинира чрез свързване към един централен модул, откоето зависи от качеството на услугата за всички участници в инфраструктурата. Отделно си струва да се обмисли дървовидната топология на P2MP, която оптимизира оптичните канали колкото е възможно повече. Поради икономичното разпределение на линиите за получаване и предаване на информация, тази конфигурация гарантира ефективността на мрежата, независимо от местоположението на абонатните възли. В същото време на нови потребители е позволено да влизат без фундаментални промени в съществуващата структура.
Недостатъци на PON мрежата
Широко приложение на тази технология все още е възпрепятствано от няколко значими фактора. Първата е сложността на системата. Оперативните предимства на този тип мрежа могат да бъдат постигнати само ако първоначално бъде завършен висококачествен проект, като се вземат предвид много технически нюанси. Понякога изходът е технологията за достъп до PON, която предвижда организиране на проста типологична схема. Но в този случай трябва да се подготвите за друг недостатък - липсата на възможност за резервация.
Мрежово тестване
Когато всички етапи от първоначалното развитие на мрежовата схема са завършени и техническите мерки са завършени, специалистите започват да тестват инфраструктурата. Един от основните показатели за добре изпълнена мрежа е индексът на затихване на линията. Оптичните тестери се използват за анализ на канала за проблемни зони. Всички измервания се извършват на активната линия с помощта на мултиплексори и филтри. Голяма телекомуникационна мрежа обикновено се тества чрезоптични рефлектометри. Но такова оборудване изисква специално обучение от потребителите, да не говорим за факта, че експертните групи трябва да се занимават с интерпретацията на рефлектограмите.
Заключение
За всички предизвикателства на миграцията към новите технологии, телекомуникационните компании бързо приемат наистина ефективни решения. Постепенно се разпространяват и оптичните системи, които не са прости по технически дизайн, които включват PON технологията. Ростелеком, например, започна да въвежда услуги в нов формат още през 2013 г. Жителите на Ленинградска област бяха първите, които получиха достъп до възможностите на оптичните мрежи PON. Най-интересното е, че доставчикът на услуги предостави дори местни села с оптична инфраструктура. На практика това позволява на абонатите да използват не само телефонни комуникации с достъп до Интернет, но и да се свързват с цифрово телевизионно излъчване.
