Het uitbreiden van het publiek van consumenten van internetdiensten en daarmee ook van gebruikers van breedbandnetwerken vereist de introductie van nieuwe technologieën. Datatransmissiefaciliteiten moeten regelmatig de bandbreedte van communicatielijnen vergroten, wat dienstverlenende bedrijven dwingt om transportinformatiekanalen te actualiseren. Maar naast de groei van de hoeveelheid verzonden data, zijn er ook andere problemen, die zich uiten in een stijging van de kosten voor het onderhouden van grotere netwerken en het uitbreiden van de behoeften van eindgebruikers. Een van de manieren om de kenmerken van telecommunicatiesystemen cumulatief te optimaliseren, is PON-technologie, waarmee u ook het potentieel van netwerken kunt sparen voor verdere uitbreiding van hun kracht en functionaliteit.
Vezel- en PON-technologie
De nieuwe ontwikkeling vergemakkelijkt de technische organisatie en verdere werking van informatie-datatransmissienetwerken, maar dit wordt grotendeels bereikt door de voordelen van conventionele optische lijnen. Zelfs vandaag de dag, tegen de achtergrond van de introductie van hightech materialen, gaat het gebruik van kanalen die zijn gebouwd op verouderde telefoonparen en xDSL-faciliteiten door. Het is duidelijk dat het toegangsnetwerk op basis van dergelijke elementen aanzienlijk aan efficiëntie verliest ten opzichte van glasvezel-coaxiaallijnen, die volgens de huidige normen ook niet als iets productiefs kunnen worden beschouwd.
Optische glasvezel is lange tijd een alternatief geweest voor traditionele netwerken en draadloze communicatiekanalen. Maar als het leggen van dergelijke kabels in het verleden voor veel organisaties een overweldigende taak was, zijn optische componenten tegenwoordig veel betaalbaarder geworden. Eigenlijk werd eerder glasvezel gebruikt om gewone abonnees te bedienen, inclusief het gebruik van Ethernet-technologie. De volgende ontwikkelingsfase was een telecommunicatienetwerk gebouwd op de Micro-SDH-architectuur, dat fundamenteel nieuwe oplossingen opende. Het was in dit systeem dat het concept van PON-netwerken zijn toepassing vond.
Netwerkstandaardisatie
De eerste pogingen om de technologie te standaardiseren werden gedaan in de jaren negentig, toen een groep telecommunicatiebedrijven het idee van meervoudige toegang via een enkele passieve optische vezel in de praktijk wilde brengen. Als gevolg hiervan kreeg de organisatie de naam FSAN, waarbij zowel operators als fabrikanten van netwerkapparatuur zijn samengebracht. Het belangrijkste doel van FSAN was om een pakket te maken met algemene aanbevelingen en vereisten voor de ontwikkeling van PON-hardware, zodat fabrikanten en leveranciers van apparatuur in hetzelfde segment kunnen samenwerken. Tot op heden zijn passieve communicatielijnen op basis van PON-technologie georganiseerd in overeenstemming met ITU-T-, ATM- en ETSI-normen.
Netwerkprincipe
Het belangrijkste kenmerk van het PON-idee is dat de infrastructuur werkt op basis van één module die verantwoordelijk is voor de functiesontvangen en verzenden van gegevens. Dit onderdeel bevindt zich in het centrale knooppunt van het OLT-systeem en maakt het mogelijk meerdere abonnees te bedienen met informatiestromen. De uiteindelijke ontvanger is het ONT-apparaat, dat op zijn beurt ook als zender fungeert. Het aantal abonneepunten dat is aangesloten op de centrale ontvangst- en zendmodule is alleen afhankelijk van het vermogen en de maximale snelheid van de gebruikte PON-apparatuur. De technologie beperkt in principe het aantal netwerkdeelnemers niet, maar voor een optimaal gebruik van middelen plaatsen de ontwikkelaars van telecommunicatieprojecten nog steeds bepaalde barrières in overeenstemming met de configuratie van een bepaald netwerk. De overdracht van de informatiestroom van de centrale ontvang-zendmodule naar de abonnee-inrichting vindt plaats bij een golflengte van 1550 nm. Omgekeerd worden de omgekeerde gegevensstromen van consumentenapparaten naar het OLT-punt verzonden met een golflengte van ongeveer 1310 nm. Deze stromen moeten afzonderlijk worden beschouwd.
Voorwaartse en achterwaartse stromen
De belangrijkste (dat wil zeggen, directe) stream van de centrale netwerkmodule wordt uitgezonden. Dit betekent dat optische lijnen de algehele gegevensstroom segmenteren door adresvelden te markeren. Elke abonnee-inrichting "leest" dus alleen informatie die specifiek voor hem bedoeld is. Dit principe van datadistributie kan demultiplexing worden genoemd.
De omgekeerde stroom gebruikt op zijn beurt één lijn om gegevens uit te zenden van alle abonnees die op het netwerk zijn aangesloten. Zo wordt de meervoudige onderpandregeling gebruikttijdgedeelde toegang. Om de mogelijkheid van het kruisen van signalen van verschillende informatieontvangerknooppunten te elimineren, heeft het apparaat van elke abonnee zijn eigen individuele schema voor gegevensuitwisseling, aangepast voor vertraging. Dit is het algemene principe waarmee de PON-technologie wordt geïmplementeerd in termen van de interactie van de ontvangende-zendmodule met eindgebruikers. De configuratie van de netwerklay-out kan echter verschillende topologieën hebben.
Punt-naar-punt topologie
In dit geval wordt een P2P-systeem gebruikt, dat zowel kan worden uitgevoerd voor algemene standaarden als voor speciale projecten waarbij bijvoorbeeld optische apparaten worden gebruikt. Wat betreft de beveiliging van abonneepuntgegevens, biedt dit type internetverbinding de maximaal mogelijke beveiliging voor dergelijke netwerken. Het leggen van een optische lijn voor elke gebruiker wordt echter afzonderlijk uitgevoerd, dus de kosten voor het organiseren van dergelijke kanalen nemen aanzienlijk toe. In zekere zin is dit geen algemeen, maar een individueel netwerk, hoewel het centrum waarmee het abonneeknooppunt werkt ook andere gebruikers kan bedienen. Over het algemeen is deze benadering geschikt voor gebruik door grote abonnees, voor wie lijnbeveiliging bijzonder belangrijk is.
Ringtopologie
Dit schema is gebaseerd op de SDH-configuratie en kan het beste worden geïmplementeerd in backbone-netwerken. Omgekeerd zijn optische lijnen van het ringtype minder efficiënt in de werking van toegangsnetwerken. Dus, bij het organiseren van een stadssnelweg, is de plaatsingknooppunten worden berekend in de ontwikkelingsfase van het project, maar toegangsnetwerken bieden geen mogelijkheid om het aantal abonneeknooppunten vooraf te schatten.
Onder de voorwaarde van willekeurige tijdelijke en territoriale verbinding van abonnees, kan het belschema veel gecompliceerder zijn. In de praktijk veranderen dergelijke configuraties vaak in onderbroken circuits met veel vertakkingen. Dit gebeurt wanneer de introductie van nieuwe abonnees wordt uitgevoerd via de kloof van bestaande segmenten. In de communicatielijn kunnen bijvoorbeeld lussen worden gevormd, die in één draad zijn gecombineerd. Als gevolg hiervan verschijnen "kapotte" kabels, wat de betrouwbaarheid van het netwerk tijdens bedrijf vermindert.
EPON-architectuurkenmerken
De eerste pogingen om een PON-netwerk op te bouwen dat dicht bij de consumentendekking ligt bij Ethernet-technologie werden gedaan in 2000. De EPON-architectuur werd het platform voor het ontwikkelen van netwerkprincipes en de IEEE-specificatie werd geïntroduceerd als de belangrijkste standaard, op basis waarvan aparte oplossingen voor het organiseren van PON-netwerken zijn ontwikkeld. EFMC-technologie diende bijvoorbeeld een punt-naar-punt-topologie met behulp van getwist koperpaar. Maar vandaag wordt dit systeem praktisch niet gebruikt vanwege de overgang naar glasvezel. Als alternatief zijn op ADSL gebaseerde technologieën nog veelbelovende gebieden.
In zijn moderne vorm is de EPON-standaard geïmplementeerd volgens verschillende verbindingsschema's, maar de belangrijkste voorwaarde voor de implementatie ervan is het gebruik van glasvezel. Naast het toepassen van verschillende configuraties, is de EPON-standaard PON-verbindingstechnologie ook:voorziet in het gebruik van enkele varianten van optische transceivers.
GPON-architectuurkenmerken
De GPON-architectuur maakt het mogelijk om toegangsnetwerken te implementeren op basis van de APON-standaard. Bij het organiseren van de infrastructuur wordt geoefend om de netwerkbandbreedtes te vergroten en om voorwaarden te scheppen voor een efficiëntere overdracht van applicaties. GPON is een schaalbare framestructuur waarmee abonnees kunnen worden bediend met informatiestroomsnelheden tot 2,5 Gbps. In dit geval kunnen de achterwaartse en voorwaartse stromen zowel op dezelfde als met verschillende snelheidsmodi werken. Bovendien kan een toegangsnetwerk in een GPON-configuratie elke inkapseling in een synchroon transportprotocol bieden, ongeacht de service. Als alleen statische bandverdeling mogelijk is in SDH, dan maakt het nieuwe GFP-protocol in de GPON-structuur, met behoud van de kenmerken van het SDH-frame, het mogelijk om dynamisch banden toe te wijzen.
Voordelen van technologie
Een van de belangrijkste voordelen van optische vezels in het PON-schema zijn er geen tussenverbindingen tussen de centrale ontvanger-zender en abonnees, zuinigheid, gemakkelijke verbinding en onderhoudsgemak. Deze voordelen zijn voor een groot deel te danken aan de rationele organisatie van netwerken. De internetverbinding wordt bijvoorbeeld rechtstreeks geleverd, dus het uitvallen van een van de aangrenzende apparaten van de abonnee heeft op geen enkele manier invloed op de prestaties. Hoewel het scala aan gebruikers natuurlijk wordt gecombineerd door verbinding te maken met één centrale module, vandie afhangt van de kwaliteit van de dienstverlening voor alle infrastructuurdeelnemers. Los daarvan is het de moeite waard om de boomachtige topologie van P2MP te overwegen, die optische kanalen zoveel mogelijk optimaliseert. Vanwege de economische distributie van lijnen voor het ontvangen en verzenden van informatie, zorgt deze configuratie voor de efficiëntie van het netwerk, ongeacht de locatie van de abonneeknooppunten. Tegelijkertijd mogen nieuwe gebruikers binnenkomen zonder fundamentele wijzigingen in de bestaande structuur.
Nadelen van het PON-netwerk
Brede toepassing van deze technologie wordt nog steeds gehinderd door verschillende belangrijke factoren. De eerste is de complexiteit van het systeem. De operationele voordelen van dit type netwerk kunnen alleen worden bereikt als in eerste instantie een kwalitatief hoogstaand project wordt opgeleverd, rekening houdend met veel technische nuances. Soms is de uitweg de PON-toegangstechnologie, die zorgt voor de organisatie van een eenvoudig typologisch schema. Maar in dit geval moet u zich voorbereiden op een ander nadeel: het ontbreken van de mogelijkheid om te reserveren.
Netwerk testen
Wanneer alle fasen van de initiële ontwikkeling van het netwerkschema zijn voltooid en de technische maatregelen zijn voltooid, beginnen specialisten met het testen van de infrastructuur. Een van de belangrijkste indicatoren van een goed uitgevoerd netwerk is de lijndempingsindex. Optische testers worden gebruikt om het kanaal te analyseren op probleemgebieden. Alle metingen worden gedaan op de actieve lijn met behulp van multiplexers en filters. Een groot telecommunicatienetwerk wordt meestal getest met behulp van:optische reflectometers. Maar dergelijke apparatuur vereist speciale training van gebruikers, om nog maar te zwijgen van het feit dat deskundigengroepen zich moeten bezighouden met de interpretatie van reflectogrammen.
Conclusie
Voor alle uitdagingen van migratie naar nieuwe technologieën, nemen telecommunicatiebedrijven snel echt effectieve oplossingen aan. Glasvezelsystemen, die technisch niet eenvoudig zijn, verspreiden zich ook geleidelijk, waaronder PON-technologie. Rostelecom begon bijvoorbeeld al in 2013 met het introduceren van nieuwe formaatdiensten. Inwoners van de regio Leningrad waren de eersten die toegang kregen tot de mogelijkheden van optische PON-netwerken. Het meest interessante is dat de serviceprovider zelfs lokale dorpen van glasvezelinfrastructuur heeft voorzien. In de praktijk stelde dit abonnees in staat niet alleen telefonische communicatie met internettoegang te gebruiken, maar ook verbinding te maken met digitale televisie-uitzendingen.
