Die Erweiterung des Publikums der Verbraucher von Internetdiensten und dementsprechend der Benutzer von Breitbandnetzen erfordert die Einführung neuer Technologien. Datenübertragungseinrichtungen müssen regelmäßig die Bandbreite von Kommunikationsleitungen erhöhen, was Dienstunternehmen dazu zwingt, Transportinformationskanäle zu aktualisieren. Aber neben dem Wachstum des übertragenen Datenvolumens gibt es auch Probleme anderer Art, die sich in einer Erhöhung der Kosten für die Aufrechterh altung massiverer Netzwerke und der Erweiterung des Spektrums der Endbenutzerbedürfnisse ausdrücken. Eine der Möglichkeiten zur kumulativen Optimierung der Eigenschaften von Telekommunikationssystemen ist die PON-Technologie, mit der Sie auch das Potenzial von Netzwerken für den weiteren Ausbau ihrer Leistung und Funktionalität speichern können.
Glasfaser- und PON-Technologie
Die Neuentwicklung erleichtert die technische Organisation und den weiteren Betrieb von Informations-Datenübertragungsnetzen, dies wird jedoch maßgeblich durch die Vorteile herkömmlicher optischer Leitungen erreicht. Auch heute, vor dem Hintergrund der Einführung von High-Tech-Materialien, wird die Nutzung von Kanälen fortgesetzt, die auf ver alteten Telefonpaaren und xDSL-Einrichtungen basieren. Es ist offensichtlich, dass das auf solchen Elementen basierende Zugangsnetz gegenüber Glasfaser-Koaxial deutlich an Effizienz verliertLinien, die nach heutigen Maßstäben ebenfalls nicht als etwas Produktives angesehen werden können.
Glasfaser ist seit langem eine Alternative zu traditionellen Netzwerken und drahtlosen Kommunikationskanälen. War das Verlegen solcher Kabel früher für viele Organisationen eine überwältigende Aufgabe, sind optische Komponenten heute deutlich erschwinglicher geworden. Tatsächlich wurde Glasfaser früher verwendet, um gewöhnliche Teilnehmer zu bedienen, einschließlich der Verwendung von Ethernet-Technologie. Die nächste Entwicklungsstufe war ein auf der Micro-SDH-Architektur aufgebautes Telekommunikationsnetz, das grundlegend neue Lösungen eröffnete. In diesem System fand das Konzept der PON-Netzwerke seine Anwendung.
Netzwerkstandardisierung
Die ersten Versuche, die Technologie zu standardisieren, wurden bereits in den 1990er Jahren unternommen, als sich eine Gruppe von Telekommunikationsunternehmen daran machte, die Idee des Mehrfachzugriffs über eine einzige passive Glasfaser in die Praxis umzusetzen. Infolgedessen wurde die Organisation FSAN genannt und vereint sowohl Betreiber als auch Hersteller von Netzwerkgeräten. Das Hauptziel von FSAN war es, ein Paket mit allgemeinen Empfehlungen und Anforderungen für die Entwicklung von PON-Hardware zu erstellen, damit Gerätehersteller und Anbieter im selben Segment zusammenarbeiten können. Bisher sind passive Kommunikationsleitungen auf Basis der PON-Technologie gemäß den Standards ITU-T, ATM und ETSI organisiert.
Netzwerkprinzip
Das Hauptmerkmal der PON-Idee ist, dass die Infrastruktur auf Basis eines einzigen Moduls funktioniert, das für die Funktionen verantwortlich istEmpfangen und Senden von Daten. Diese Komponente befindet sich im zentralen Knoten des OLT-Systems und ermöglicht es, mehrere Teilnehmer mit Informationsflüssen zu versorgen. Der letzte Empfänger ist das ONT-Gerät, das wiederum auch als Sender fungiert. Die Anzahl der an das zentrale Empfangs- und Sendemodul angeschlossenen Teilnehmerpunkte hängt nur von der Leistung und maximalen Geschwindigkeit der verwendeten PON-Geräte ab. Die Technologie begrenzt im Prinzip nicht die Anzahl der Netzwerkteilnehmer, jedoch setzen die Entwickler von Telekommunikationsprojekten für die optimale Nutzung von Ressourcen immer noch bestimmte Barrieren in Übereinstimmung mit der Konfiguration eines bestimmten Netzwerks. Die Übertragung des Informationsflusses vom zentralen Empfangs-Sendemodul zum Teilnehmergerät erfolgt bei einer Wellenlänge von 1550 nm. Umgekehrt werden die Rückdatenströme von Verbrauchergeräten zum OLT-Punkt mit einer Wellenlänge von etwa 1310 nm übertragen. Diese Flüsse sollten separat betrachtet werden.
Vorwärts- und Rückwärtsflüsse
Der Hauptstrom (d. h. der direkte) Stream vom zentralen Netzwerkmodul wird gesendet. Das heißt, optische Linien segmentieren den gesamten Datenstrom, indem sie Adressfelder hervorheben. Somit "liest" jedes Teilnehmergerät nur Informationen, die speziell für ihn bestimmt sind. Dieses Prinzip der Datenverteilung kann als Demultiplexing bezeichnet werden.
Der umgekehrte Stream verwendet wiederum eine Leitung, um Daten von allen mit dem Netzwerk verbundenen Teilnehmern zu übertragen. So wird das Mehrfachsicherungssystem verwendetzeitgeteilter Zugriff. Um die Möglichkeit auszuschließen, dass sich Signale von mehreren Informationsempfängerknoten kreuzen, hat jedes Teilnehmergerät seinen eigenen individuellen Zeitplan für den Datenaustausch, der auf Verzögerung eingestellt ist. Dies ist das allgemeine Prinzip, nach dem die PON-Technologie im Hinblick auf die Interaktion des Empfangs-Sende-Moduls mit Endbenutzern implementiert wird. Die Konfiguration des Netzwerklayouts kann jedoch unterschiedliche Topologien haben.
Punkt-zu-Punkt-Topologie
In diesem Fall kommt ein P2P-System zum Einsatz, das sowohl für gängige Standards als auch für spezielle Projekte wie zB den Einsatz optischer Geräte durchgeführt werden kann. In Bezug auf die Sicherheit von Teilnehmerpunktdaten bietet diese Art von Internetverbindung die größtmögliche Sicherheit für solche Netzwerke. Das Verlegen einer optischen Leitung für jeden Benutzer wird jedoch separat durchgeführt, sodass die Kosten für die Organisation solcher Kanäle erheblich steigen. In gewisser Weise handelt es sich nicht um ein allgemeines, sondern um ein individuelles Netzwerk, obwohl die Zentrale, mit der der Teilnehmerknoten arbeitet, auch andere Benutzer bedienen kann. Im Allgemeinen ist dieser Ansatz für große Teilnehmer geeignet, für die die Leitungssicherheit besonders wichtig ist.
Ringtopologie
Dieses Schema basiert auf der SDH-Konfiguration und wird am besten in Backbone-Netzwerken eingesetzt. Umgekehrt sind ringförmige optische Leitungen beim Betrieb von Zugangsnetzen weniger effizient. Also, bei der Organisation einer Stadtautobahn, die PlatzierungKnoten werden in der Projektentwicklungsphase berechnet, Zugangsnetze bieten jedoch keine Möglichkeit, die Anzahl der Teilnehmerknoten im Voraus abzuschätzen.
Unter der Bedingung einer zufälligen temporären und territorialen Verbindung von Teilnehmern kann das Rufschema viel komplizierter sein. In der Praxis werden solche Konfigurationen oft zu unterbrochenen Sch altungen mit vielen Abzweigungen. Dies geschieht, wenn die Einführung neuer Abonnenten durch die Lücke bestehender Segmente erfolgt. Beispielsweise können in der Kommunikationsleitung Schleifen gebildet werden, die in einer Ader zusammengefasst werden. Als Folge treten "kaputte" Kabel auf, was die Zuverlässigkeit des Netzwerks während des Betriebs verringert.
Funktionen der EPON-Architektur
Die ersten Versuche zum Aufbau eines PON-Netzwerks in der Nähe der Verbraucherabdeckung zur Ethernet-Technologie wurden im Jahr 2000 unternommen. Die EPON-Architektur wurde zur Plattform für die Entwicklung von Netzwerkprinzipien, und die IEEE-Spezifikation wurde als Hauptstandard auf deren Grundlage eingeführt von denen separate Lösungen zur Organisation von PON-Netzwerken entwickelt wurden. Die EFMC-Technologie bediente beispielsweise eine Punkt-zu-Punkt-Topologie unter Verwendung von verdrillten Kupferpaaren. Aber heute wird dieses System aufgrund der Umstellung auf Glasfaser praktisch nicht mehr verwendet. Als Alternative sind ADSL-basierte Technologien noch vielversprechendere Bereiche.
In seiner modernen Form wird der EPON-Standard nach mehreren Verbindungsschemata implementiert, aber die Hauptbedingung für seine Implementierung ist die Verwendung von Glasfaser. Neben der Anwendung verschiedener Konfigurationen kann auch die EPON-Standard-PON-Verbindungstechnologie verwendet werdensieht die Verwendung einiger Varianten optischer Transceiver vor.
Funktionen der GPON-Architektur
Die GPON-Architektur ermöglicht die Implementierung von Zugangsnetzwerken basierend auf dem APON-Standard. Bei der Organisation der Infrastruktur wird praktiziert, die Netzwerkbandbreiten zu erhöhen und Bedingungen für eine effizientere Übertragung von Anwendungen zu schaffen. GPON ist eine skalierbare Rahmenstruktur, die es ermöglicht, Abonnenten mit Informationsflussraten von bis zu 2,5 Gbit/s zu bedienen. In diesem Fall können der Rückwärts- und der Vorwärtsfluss sowohl mit dem gleichen als auch mit unterschiedlichen Geschwindigkeitsmodi arbeiten. Darüber hinaus kann ein Zugangsnetz in einer GPON-Konfiguration unabhängig vom Dienst jede Kapselung in einem synchronen Transportprotokoll bereitstellen. Wenn in SDH nur eine statische Bandaufteilung möglich ist, ermöglicht das neue GFP-Protokoll in der GPON-Struktur unter Beibeh altung der Eigenschaften des SDH-Frames eine dynamische Bandzuweisung.
Vorteile der Technologie
Unter den Hauptvorteilen von Glasfasern im PON-Schema gibt es keine Zwischenverbindungen zwischen dem zentralen Empfänger-Sender und den Teilnehmern, Wirtschaftlichkeit, einfache Verbindung und einfache Wartung. Diese Vorteile sind zu einem großen Teil auf die rationale Organisation von Netzwerken zurückzuführen. Beispielsweise wird die Internetverbindung direkt bereitgestellt, sodass der Ausfall eines der benachbarten Teilnehmergeräte dessen Leistung in keiner Weise beeinträchtigt. Obwohl die Reihe der Benutzer natürlich durch die Verbindung zu einem zentralen Modul zusammengefasst wird, ausdie von der Servicequalität für alle Infrastrukturteilnehmer abhängt. Unabhängig davon lohnt es sich, die baumartige Topologie von P2MP zu berücksichtigen, die optische Kanäle so weit wie möglich optimiert. Aufgrund der sparsamen Verteilung von Leitungen zum Empfangen und Senden von Informationen stellt diese Konfiguration die Effizienz des Netzwerks unabhängig vom Standort der Teilnehmerknoten sicher. Gleichzeitig können neue Nutzer ohne grundlegende Änderungen an der bestehenden Struktur einsteigen.
Nachteile des PON-Netzes
Eine breite Anwendung dieser Technologie wird immer noch durch mehrere wichtige Faktoren behindert. Der erste ist die Komplexität des Systems. Die betrieblichen Vorteile dieser Art von Netzwerk können nur erreicht werden, wenn zunächst ein qualitativ hochwertiges Projekt unter Berücksichtigung vieler technischer Nuancen abgeschlossen wird. Manchmal ist der Ausweg die PON-Zugangstechnologie, die die Organisation eines einfachen typologischen Schemas vorsieht. Aber in diesem Fall sollten Sie sich auf einen weiteren Nachteil einstellen - die fehlende Reservierungsmöglichkeit.
Netzwerktest
Wenn alle Phasen der Erstentwicklung des Netzkonzepts abgeschlossen und die technischen Maßnahmen abgeschlossen sind, beginnen Spezialisten mit der Erprobung der Infrastruktur. Einer der Hauptindikatoren für ein gut ausgeführtes Netzwerk ist der Leitungsdämpfungsindex. Optische Tester werden verwendet, um den Kanal auf Problembereiche zu analysieren. Alle Messungen werden auf der aktiven Leitung unter Verwendung von Multiplexern und Filtern durchgeführt. Ein großes Telekommunikationsnetz wird normalerweise mit getestetoptische Reflektometer. Solche Geräte erfordern jedoch eine spezielle Schulung der Benutzer, ganz zu schweigen davon, dass sich Expertengruppen mit der Interpretation von Reflektogrammen befassen sollten.
Schlussfolgerung
Für alle Herausforderungen der Migration auf neue Technologien setzen Telekommunikationsunternehmen schnell auf wirklich effektive Lösungen. Auch technisch nicht einfache Glasfasersysteme verbreiten sich nach und nach, zu denen auch die PON-Technologie gehört. Rostelecom zum Beispiel begann bereits 2013 mit der Einführung neuer Formatdienste. Die Einwohner des Leningrader Gebiets waren die ersten, die Zugang zu den Fähigkeiten der optischen PON-Netzwerke erhielten. Am interessantesten ist, dass der Dienstleister sogar lokale Dörfer mit Glasfaserinfrastruktur versorgte. In der Praxis ermöglichte dies den Abonnenten, nicht nur Telefonkommunikation mit Internetzugang zu nutzen, sondern auch eine Verbindung zum digitalen Fernsehrundfunk herzustellen.
