Expandindo o público de consumidores de serviços de Internete, consequentemente, os usuários de redes de banda larga exigem a introdução de novas tecnologias. As instalações de transmissão de dados devem aumentar regularmente a capacidade das linhas de comunicação, o que força as empresas de serviços a atualizar os canais de informações de transporte. Mas, além do crescimento no volume de dados transmitidos, surgem problemas de um tipo diferente, expressos em um aumento no custo do serviço de redes mais massivas e em uma expansão da gama de necessidades dos usuários finais. Uma das maneiras de otimizar coletivamente as características dos sistemas de telecomunicações é a tecnologia PON, que também permite preservar o potencial das redes para expandir ainda mais sua capacidade e funcionalidade.
Fibra ótica e tecnologia PON
Novos desenvolvimentos facilitamorganização e operação adicional de redes de informação para transmissão de dados, mas isso é alcançado em grande parte devido às vantagens das linhas ópticas convencionais. Ainda hoje, no contexto da introdução de materiais de alta tecnologia, o uso de canais baseados em pares de telefone obsoletos e instalações xDSL continua. É óbvio que uma rede de acesso baseada em tais elementos é significativamente inferior em eficiência às linhas coaxiais de fibra, o que também não pode ser considerado algo produtivo pelos padrões de hoje.
Uma alternativa para redes tradicionais e redes sem fiofibra óptica há muito tempo é usada para canais de comunicação. Porém, se a instalação desses cabos anteriormente era uma tarefa insuportável para muitas organizações, hoje os componentes ópticos se tornaram muito mais acessíveis. De fato, antes, a fibra era usada para atender assinantes comuns, incluindo o uso da tecnologia Ethernet. O próximo estágio de desenvolvimento foi uma rede de telecomunicações construída na arquitetura Micro-SDH, que abriu soluções fundamentalmente novas. É neste sistema que o conceito de redes PON encontrou sua aplicação.
Padronização de rede
As primeiras tentativas de padronizar a tecnologia foramrealizada na década de 1990, quando um grupo de empresas de telecomunicações decidiu colocar em prática a idéia de acesso múltiplo por uma única fibra passiva. Como resultado, a organização recebeu o nome de FSAN, reunindo operadores e fabricantes de equipamentos de rede. O principal objetivo do FSAN era criar um pacote com recomendações e requisitos gerais para o desenvolvimento de meios técnicos da PON, para que fabricantes e fornecedores de equipamentos pudessem trabalhar juntos no mesmo segmento. Hoje, as linhas de comunicação passiva baseadas na tecnologia PON são organizadas de acordo com os padrões ITU-T, ATM e ETSI.
Como a rede funciona
A principal característica da ideia PON éque a infraestrutura funcione com base em um único módulo, responsável pelas funções de recebimento e transmissão de dados. Este componente está localizado no nó central do sistema OLT e permite atender a muitos assinantes com fluxos de informações. O receptor final é o ONT, que também é o transmissor. O número de pontos de assinante conectados ao módulo central de recepção e transmissão depende apenas da potência e da velocidade máxima do equipamento PON usado. A tecnologia, em princípio, não limita o número de participantes da rede; no entanto, para o uso otimizado dos recursos, os desenvolvedores de projetos de telecomunicações ainda apresentam certas barreiras, de acordo com a configuração de uma rede específica. A transmissão do fluxo de informações do módulo central de recepção e transmissão para a unidade de assinante é realizada no comprimento de onda de 1550 nm. Por outro lado, os fluxos de dados reversos dos dispositivos de consumo para a OLT são transmitidos em comprimentos de onda da ordem de 1310 nm. Vale a pena considerar esses fluxos separadamente.
Fluxos para frente e para trás
O fluxo principal (isto é, direto) da centralmódulo de rede refere-se à transmissão. Isso significa que as linhas ópticas segmentam o fluxo de dados geral destacando os campos de endereço. Assim, cada unidade de assinante "lê" apenas as informações destinadas especificamente a ela. Esse princípio de distribuição de dados pode ser chamado de desmultiplexação.
Por sua vez, o fluxo reverso usa umlinha para transmitir dados de todos os assinantes conectados à rede. Este é um esquema de provisionamento múltiplo por divisão do tempo. Para excluir a possibilidade de interseção de sinais de vários nós-receptores de informações, o dispositivo de cada assinante possui sua própria programação individual para troca de dados, ajustada para o atraso. Esse é o princípio geral pelo qual a tecnologia PON é implementada em termos da interação do módulo de recebimento e transmissão com os usuários finais. No entanto, a configuração do layout de rede pode ter topologias diferentes.
Topologia ponto a ponto
Nesse caso, é usado um sistema P2P, quepode ser executada para padrões comuns e para projetos especiais que envolvem, por exemplo, o uso de dispositivos ópticos. Em termos de segurança dos pontos de dados do assinante, esse tipo de conexão com a Internet fornece a máxima segurança possível para essas redes. No entanto, a colocação de uma linha óptica para cada usuário é realizada separadamente, portanto, o custo de organização de tais canais aumenta significativamente. De certa forma, isso não é comum, mas uma rede individual, embora o centro com o qual a unidade de assinante trabalha também possa atender outros usuários. Em geral, essa abordagem é apropriada para o uso por assinantes grandes, especialmente importantes para a segurança da linha.
Topologia em anel
Este esquema baseia-se na configuração SDH emelhor divulgado em redes de backbone. Por outro lado, as linhas ópticas do tipo anel são menos eficientes na operação de redes de acesso. Portanto, ao organizar uma rodovia da cidade, os locais dos nós são calculados no estágio de desenvolvimento do projeto; no entanto, as redes de acesso não permitem estimar o número de nós de assinantes com antecedência.
Sob a condição de temporário e temporárioda conexão territorial dos assinantes, o esquema de toques pode ser significativamente complicado. Na prática, essas configurações geralmente se transformam em circuitos quebrados com muitas ramificações. Isso acontece quando a introdução de novos assinantes é realizada através da quebra de segmentos existentes. Por exemplo, loops podem ser formados em uma linha de comunicação combinada em um único fio. Como resultado, aparecem cabos "quebrados", que durante a operação reduzem a confiabilidade da rede.
Recursos da arquitetura EPON
As primeiras tentativas de construir uma rede PON aproximadaem termos de cobertura dos consumidores à tecnologia Ethernet, foram realizadas em 2000. A arquitetura EPON tornou-se a plataforma para o desenvolvimento dos princípios de rede, e a especificação IEEE foi introduzida como o principal padrão, com base no qual foram desenvolvidas soluções individuais para organização de redes PON. A tecnologia EFMC, por exemplo, serviu uma topologia ponto a ponto usando par de cobre trançado. Hoje, porém, esse sistema praticamente não é usado devido à transição para a fibra óptica. Como alternativa, as tecnologias baseadas em ADSL continuam sendo áreas mais promissoras.
Em sua forma moderna, o padrão EPON é implementado porvários esquemas de conexão, mas a principal condição para sua implementação é o uso de fibra. Além de usar configurações diferentes, a conectividade EPON PON também permite algumas opções de transceptores ópticos.
Recursos da arquitetura GPON
Arquitetura GPON permite redesacesso baseado no padrão APON. No processo de organização da infraestrutura, a prática de aumentar a largura de banda da rede e criar condições para uma transferência mais eficiente de aplicativos. O GPON é uma estrutura de equipe escalável que pode atender assinantes a taxas de informações de até 2,5 Gbps. Ao mesmo tempo, os fluxos reverso e direto podem operar no mesmo modo e com diferentes modos de velocidade. Além disso, a rede de acesso na configuração GPON pode fornecer qualquer encapsulamento no protocolo síncrono de transporte, independentemente do serviço. Se no SDH é possível implementar divisão exclusivamente estática de bandas, o novo protocolo GFP na estrutura GPON, mantendo as características do quadro SDH, permite alocar bandas dinamicamente.
Vantagens da tecnologia
Entre as principais vantagens das fibras ópticas emO esquema PON se distingue pela ausência de links intermediários entre o receptor-transmissor central e os assinantes, economia, facilidade de conexão e facilidade de manutenção. Em grande parte, essas vantagens são devidas à organização racional das redes. Por exemplo, a conexão com a Internet é fornecida diretamente, portanto a falha de um dos dispositivos de assinante adjacentes não afeta seu desempenho de nenhuma maneira. Embora o conjunto de usuários, é claro, esteja unido conectando-se a um módulo central, do qual depende a qualidade do serviço para todos os participantes da infraestrutura. Também devemos considerar a topologia em árvore P2MP, que otimiza os canais ópticos o máximo possível. Devido à distribuição econômica das linhas de transmissão e recepção, essa configuração garante a eficiência da rede, independentemente da localização dos nós dos assinantes. Ao mesmo tempo, é permitido introduzir novos usuários sem alterações importantes na estrutura existente.
Desvantagens da rede PON
O uso generalizado dessa tecnologia ainda éprejudicada por vários fatores significativos. Primeiro de tudo, essa é a complexidade do sistema. As vantagens operacionais desse tipo de rede só podem ser garantidas se um projeto de alta qualidade for concluído inicialmente, levando em consideração muitas nuances técnicas. Às vezes, a saída da situação é a tecnologia de acesso PON, que fornece a organização de um esquema tipológico simples. Mas, neste caso, você deve se preparar para outra desvantagem - a falta de redundância.
Teste de rede
Quando todas as etapas do desenvolvimento inicial da redeos esquemas foram aprovados e as medidas técnicas foram concluídas, os especialistas estão começando a testar a infraestrutura. Um dos principais indicadores de uma rede bem executada é a taxa de atenuação da linha. Os testadores ópticos são usados para analisar o canal em busca de áreas problemáticas. Todas as medições são feitas na linha ativa usando multiplexadores e filtros. Uma rede de telecomunicações em larga escala é geralmente testada usando refletômetros ópticos no domínio do tempo. Mas esse equipamento requer treinamento especial dos usuários, sem mencionar que os grupos de especialistas devem lidar com a interpretação dos traços do OTDR.
Conclusão
Com todas as dificuldades na transição para novosas empresas de tecnologia de telecomunicações estão adotando rapidamente soluções realmente eficazes. Sistemas de fibra óptica tecnicamente complicados, incluindo a tecnologia PON, estão se espalhando gradualmente. A Rostelecom, por exemplo, começou a introduzir serviços de um novo formato em 2013. Os moradores da região de Leningrado foram os primeiros a obter acesso aos recursos das redes ópticas PON. O mais interessante é que o provedor de serviços forneceu infraestrutura de fibra ótica até para as aldeias locais. Na prática, isso permitiu que os assinantes usassem não apenas as comunicações telefônicas com acesso à Internet, mas também se conectassem à transmissão de televisão digital.
