การขยายกลุ่มผู้ใช้บริการอินเทอร์เน็ตดังนั้นผู้ใช้เครือข่ายบรอดแบนด์จึงต้องการการนำเทคโนโลยีใหม่ ๆ มาใช้ สิ่งอำนวยความสะดวกในการรับส่งข้อมูลต้องเพิ่มขีดความสามารถของสายสื่อสารเป็นประจำซึ่งบังคับให้ บริษัท ผู้ให้บริการอัปเดตช่องข้อมูลการขนส่ง แต่นอกเหนือจากการเติบโตของปริมาณข้อมูลที่ส่งแล้วยังมีปัญหาที่แตกต่างออกไปอีกซึ่งแสดงออกมาจากค่าใช้จ่ายในการให้บริการเครือข่ายขนาดใหญ่ที่เพิ่มขึ้นและการขยายขอบเขตความต้องการของผู้ใช้ปลายทาง วิธีหนึ่งในการเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบโทรคมนาคมคือเทคโนโลยี PON ซึ่งช่วยให้คุณสามารถรักษาศักยภาพของเครือข่ายเพื่อขยายขีดความสามารถและฟังก์ชันการทำงานได้มากขึ้น
ไฟเบอร์ออปติกและเทคโนโลยี PON
การพัฒนาใหม่นี้อำนวยความสะดวกด้านเทคนิคการจัดระเบียบและการดำเนินการเพิ่มเติมของเครือข่ายข้อมูลสำหรับการส่งข้อมูล แต่สิ่งนี้สามารถทำได้โดยส่วนใหญ่เนื่องจากข้อดีของเส้นแสงแบบเดิม แม้กระทั่งในปัจจุบันเมื่อเทียบกับพื้นหลังของการนำวัสดุไฮเทคการใช้ช่องสัญญาณตามคู่โทรศัพท์ที่ล้าสมัยและอุปกรณ์ xDSL ยังคงดำเนินต่อไป เห็นได้ชัดว่าเครือข่ายการเข้าถึงตามองค์ประกอบดังกล่าวมีประสิทธิภาพด้อยกว่าสายโคแอกเซียลอย่างมีนัยสำคัญซึ่งไม่สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นสิ่งที่มีประสิทธิผลตามมาตรฐานในปัจจุบัน
ทางเลือกสำหรับเครือข่ายแบบเดิมและไร้สายใยแก้วนำแสงถูกนำมาใช้เป็นช่องทางการสื่อสารมานานแล้ว แต่ถ้าก่อนหน้านี้การวางสายเคเบิลดังกล่าวเป็นงานที่ไม่สามารถทนทานได้สำหรับหลาย ๆ องค์กรส่วนประกอบออปติคัลในปัจจุบันมีราคาไม่แพงมาก ในความเป็นจริงก่อนหน้านี้ไฟเบอร์ถูกใช้เพื่อให้บริการสมาชิกทั่วไปรวมถึงการใช้เทคโนโลยีอีเธอร์เน็ต ขั้นตอนต่อไปของการพัฒนาคือเครือข่ายโทรคมนาคมที่สร้างขึ้นจากสถาปัตยกรรม Micro-SDH ซึ่งเปิดโซลูชันใหม่โดยพื้นฐาน ในระบบนี้แนวคิดของเครือข่าย PON ได้พบการประยุกต์ใช้
มาตรฐานเครือข่าย
ความพยายามครั้งแรกในการสร้างมาตรฐานเทคโนโลยีคือย้อนกลับไปในช่วงทศวรรษ 1990 เมื่อกลุ่ม บริษัท โทรคมนาคมได้เริ่มนำแนวคิดเรื่องการเข้าถึงหลายช่องทางผ่านสายใยแฝงเพียงเส้นเดียว ด้วยเหตุนี้องค์กรจึงได้รับการขนานนามว่า FSAN ซึ่งรวบรวมทั้งผู้ประกอบการและผู้ผลิตอุปกรณ์เครือข่ายเข้าด้วยกัน เป้าหมายหลักของ FSAN คือการสร้างแพ็คเกจพร้อมคำแนะนำทั่วไปและข้อกำหนดสำหรับการพัฒนาวิธีการทางเทคนิคของ PON เพื่อให้ผู้ผลิตอุปกรณ์และผู้ให้บริการสามารถทำงานร่วมกันในส่วนเดียวกันได้ ปัจจุบันสายการสื่อสารแบบพาสซีฟที่ใช้เทคโนโลยี PON ได้รับการจัดระเบียบตามมาตรฐาน ITU-T, ATM และ ETSI
เครือข่ายทำงานอย่างไร
คุณสมบัติหลักของแนวคิด PON คือโครงสร้างพื้นฐานทำงานบนพื้นฐานของโมดูลเดียวซึ่งรับผิดชอบหน้าที่ในการรับและส่งข้อมูล คอมโพเนนต์นี้ตั้งอยู่ในโหนดกลางของระบบ OLT และอนุญาตให้บริการสมาชิกจำนวนมากด้วยกระแสข้อมูล ตัวรับสุดท้ายคือ ONT ซึ่งจะเป็นตัวส่งด้วย จำนวนจุดสมาชิกที่เชื่อมต่อกับโมดูลรับและส่งสัญญาณส่วนกลางขึ้นอยู่กับกำลังไฟและความเร็วสูงสุดของอุปกรณ์ PON ที่ใช้เท่านั้น โดยหลักการแล้วเทคโนโลยีไม่ได้ จำกัด จำนวนผู้เข้าร่วมเครือข่ายอย่างไรก็ตามเพื่อการใช้ทรัพยากรอย่างเหมาะสมที่สุดผู้พัฒนาโครงการโทรคมนาคมยังคงมีอุปสรรคบางประการตามการกำหนดค่าของเครือข่ายเฉพาะ การส่งกระแสข้อมูลจากโมดูลรับและส่งข้อมูลส่วนกลางไปยังยูนิตสมาชิกจะดำเนินการที่ความยาวคลื่น 1550 นาโนเมตร ในทางตรงกันข้ามสตรีมข้อมูลย้อนกลับจากอุปกรณ์ผู้บริโภคไปยัง OLT จะถูกส่งที่ความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตร สตรีมเหล่านี้มีมูลค่าการพิจารณาแยกกัน
กระแสไปข้างหน้าและย้อนกลับ
กระแสหลัก (เช่นโดยตรง) จากส่วนกลางโมดูลเครือข่ายหมายถึงการออกอากาศ ซึ่งหมายความว่าเส้นแสงแบ่งส่วนสตรีมข้อมูลโดยรวมโดยไฮไลต์ฟิลด์ที่อยู่ ดังนั้นหน่วยสมาชิกแต่ละหน่วย "อ่าน" เฉพาะข้อมูลที่มีไว้สำหรับมันโดยเฉพาะ หลักการกระจายข้อมูลนี้สามารถเรียกได้ว่า demultiplexing
ในทางกลับกันการไหลย้อนกลับใช้อย่างใดอย่างหนึ่งสายสำหรับกระจายข้อมูลจากสมาชิกทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับเครือข่าย นี่คือรูปแบบการจัดเตรียมแบบแบ่งเวลาหลายแบบ เพื่อไม่รวมความเป็นไปได้ของการตัดกันของสัญญาณจากตัวรับข้อมูลหลายโหนดอุปกรณ์ของสมาชิกแต่ละคนจะมีกำหนดการของตัวเองสำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งปรับเปลี่ยนตามความล่าช้า นี่คือหลักการทั่วไปที่ใช้เทคโนโลยี PON ในแง่ของการโต้ตอบของโมดูลการรับและส่งสัญญาณกับผู้ใช้ปลายทาง อย่างไรก็ตามโครงร่างเครือข่ายสามารถมีโทโพโลยีที่แตกต่างกันได้
โทโพโลยีแบบจุดต่อจุด
ในกรณีนี้จะใช้ระบบ P2P ซึ่งสามารถดำเนินการสำหรับมาตรฐานทั่วไปและสำหรับโครงการพิเศษที่เกี่ยวข้องเช่นการใช้อุปกรณ์ออปติคัล ในแง่ของความปลอดภัยของจุดสมาชิกเหล่านี้การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตประเภทนี้ให้ความปลอดภัยสูงสุดสำหรับเครือข่ายดังกล่าว อย่างไรก็ตามการวางเส้นแสงสำหรับผู้ใช้แต่ละคนจะดำเนินการแยกกันดังนั้นค่าใช้จ่ายในการจัดช่องดังกล่าวจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในทางหนึ่งสิ่งนี้ไม่ใช่เรื่องธรรมดา แต่เป็นเครือข่ายแต่ละเครือข่ายแม้ว่าศูนย์กลางที่หน่วยสมาชิกทำงานก็สามารถให้บริการผู้ใช้รายอื่นได้เช่นกัน โดยทั่วไปแนวทางนี้เหมาะสมสำหรับการใช้งานของสมาชิกรายใหญ่ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาความปลอดภัยของไลน์
โทโพโลยีแบบวงแหวน
โครงร่างนี้ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า SDH และเปิดเผยดีที่สุดในเครือข่ายกระดูกสันหลัง ในทางกลับกันเส้นแสงประเภทวงแหวนมีประสิทธิภาพน้อยกว่าในการทำงานของเครือข่ายการเข้าถึง ดังนั้นเมื่อจัดระเบียบทางหลวงของเมืองตำแหน่งของโหนดจะถูกคำนวณในขั้นตอนของการพัฒนาโครงการอย่างไรก็ตามเครือข่ายการเข้าถึงไม่ได้ช่วยให้สามารถประมาณจำนวนโหนดสมาชิกล่วงหน้าได้
ภายใต้เงื่อนไขของการสุ่มชั่วคราวและของการเชื่อมต่อในอาณาเขตของสมาชิกโครงการวงแหวนอาจมีความซับซ้อนอย่างมาก ในทางปฏิบัติการกำหนดค่าดังกล่าวมักจะกลายเป็นวงจรหักที่มีหลายสาขา สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อมีการแนะนำสมาชิกใหม่ผ่านการแบ่งกลุ่มที่มีอยู่ ตัวอย่างเช่นสามารถเกิดลูปในสายสื่อสารซึ่งรวมกันเป็นสายเดียว เป็นผลให้สายเคเบิล "ขาด" ปรากฏขึ้นซึ่งในระหว่างการทำงานจะลดความน่าเชื่อถือของเครือข่าย
คุณสมบัติของสถาปัตยกรรม EPON
ความพยายามครั้งแรกในการสร้างเครือข่าย PON โดยประมาณในแง่ของความครอบคลุมของผู้บริโภคที่มีต่อเทคโนโลยีอีเธอร์เน็ตเริ่มดำเนินการในปี 2543 สถาปัตยกรรม EPON กลายเป็นแพลตฟอร์มสำหรับการพัฒนาหลักการของเครือข่ายและข้อกำหนดของ IEEE ได้รับการนำมาใช้เป็นมาตรฐานหลักบนพื้นฐานของโซลูชันส่วนบุคคลสำหรับการจัดระเบียบเครือข่าย PON ได้รับการพัฒนา ตัวอย่างเช่นเทคโนโลยี EFMC ให้บริการโทโพโลยีแบบจุดต่อจุดโดยใช้คู่ทองแดงบิด แต่ปัจจุบันระบบนี้ไม่ได้ใช้ในการเชื่อมต่อกับการเปลี่ยนไปใช้ไฟเบอร์ออปติก อีกทางเลือกหนึ่งคือเทคโนโลยีที่ใช้ ADSL ยังคงมีแนวโน้มที่ดีกว่า
ในรูปแบบที่ทันสมัยมาตรฐาน EPON ดำเนินการโดยโครงร่างการเชื่อมต่อหลายแบบ แต่เงื่อนไขหลักสำหรับการใช้งานคือการใช้ไฟเบอร์ นอกเหนือจากการใช้การกำหนดค่าที่แตกต่างกันแล้วการเชื่อมต่อ EPON PON ยังให้ความสามารถในการใช้ตัวเลือกตัวรับส่งสัญญาณแสงบางตัว
คุณสมบัติของสถาปัตยกรรม GPON
สถาปัตยกรรม GPON ช่วยให้เครือข่ายการเข้าถึงตามมาตรฐาน APON ในกระบวนการจัดโครงสร้างพื้นฐานมีการฝึกฝนเพื่อเพิ่มแบนด์วิดท์เครือข่ายรวมทั้งสร้างเงื่อนไขสำหรับการถ่ายโอนแอปพลิเคชันที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น GPON เป็นโครงสร้างพนักงานที่ปรับขนาดได้ซึ่งสามารถให้บริการสมาชิกในอัตราข้อมูลสูงสุด 2.5 Gbps ในเวลาเดียวกันสตรีมย้อนกลับและไปข้างหน้าสามารถทำงานได้ทั้งสองอย่างพร้อมกันและด้วยโหมดความเร็วที่แตกต่างกัน นอกจากนี้เครือข่ายการเข้าถึงในการกำหนดค่า GPON สามารถให้การห่อหุ้มใด ๆ ในโปรโตคอลซิงโครนัสการขนส่งโดยไม่คำนึงถึงบริการ หากใน SDH เป็นไปได้ที่จะใช้การแบ่งแถบแบบคงที่โดยเฉพาะดังนั้นโปรโตคอล GFP ใหม่ในโครงสร้าง GPON ในขณะที่ยังคงรักษาลักษณะของเฟรม SDH ไว้ทำให้สามารถจัดสรรแบนด์แบบไดนามิกได้
ข้อดีของเทคโนโลยี
ข้อดีหลัก ๆ ของเส้นใยนำแสงในโครงการ PON มีความโดดเด่นด้วยการไม่มีการเชื่อมโยงระดับกลางระหว่างเครื่องรับ - ส่งสัญญาณส่วนกลางและสมาชิกเศรษฐกิจความสะดวกในการเชื่อมต่อและความสะดวกในการบำรุงรักษา ในระดับใหญ่ข้อดีเหล่านี้เกิดจากการจัดระเบียบเครือข่ายที่มีเหตุผล ตัวอย่างเช่นการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตมีให้โดยตรงดังนั้นความล้มเหลวของอุปกรณ์สมาชิกที่อยู่ติดกันเครื่องใดเครื่องหนึ่งจึงไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพ แต่อย่างใด แม้ว่าอาร์เรย์ของผู้ใช้จะรวมกันโดยการเชื่อมต่อกับโมดูลกลางเดียวซึ่งคุณภาพของการบริการสำหรับผู้เข้าร่วมทั้งหมดในโครงสร้างพื้นฐานขึ้นอยู่กับ เราควรพิจารณาโครงสร้างโครงสร้างแบบต้นไม้ P2MP ซึ่งปรับช่องแสงให้เหมาะสมที่สุด เนื่องจากการกระจายสายส่งและสายรับสัญญาณที่ประหยัดการกำหนดค่านี้ทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพของเครือข่ายโดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งของโหนดสมาชิก ในเวลาเดียวกันอนุญาตให้แนะนำผู้ใช้ใหม่โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญกับโครงสร้างที่มีอยู่
ข้อเสียของ PON Network
การใช้เทคโนโลยีนี้อย่างแพร่หลายยังคงอยู่ถูกขัดขวางโดยปัจจัยสำคัญหลายประการ ก่อนอื่นนี่คือความซับซ้อนของระบบ ข้อได้เปรียบในการดำเนินงานของเครือข่ายประเภทนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อโครงการคุณภาพสูงเสร็จสิ้นในขั้นต้นโดยคำนึงถึงความแตกต่างทางเทคนิคหลายประการ บางครั้งทางออกจากสถานการณ์คือเทคโนโลยีการเข้าถึง PON ซึ่งจัดเตรียมไว้สำหรับการจัดระเบียบแบบแผนง่ายๆ แต่ในกรณีนี้เราควรเตรียมพร้อมสำหรับข้อเสียเปรียบอื่น - การขาดความซ้ำซ้อน
ทดสอบเครือข่าย
เมื่อทุกขั้นตอนของการพัฒนาเริ่มต้นของเครือข่ายแผนการได้รับการส่งผ่านและมาตรการทางเทคนิคเสร็จสมบูรณ์ผู้เชี่ยวชาญกำลังเริ่มทดสอบโครงสร้างพื้นฐาน หนึ่งในตัวบ่งชี้หลักของเครือข่ายที่ดำเนินการอย่างดีคือตัวบ่งชี้การลดทอนสาย เครื่องทดสอบแสงใช้เพื่อวิเคราะห์ช่องสัญญาณสำหรับพื้นที่ที่มีปัญหา การวัดทั้งหมดทำบนสายแอคทีฟโดยใช้มัลติเพล็กเซอร์และฟิลเตอร์ โดยปกติเครือข่ายโทรคมนาคมขนาดใหญ่จะถูกทดสอบโดยใช้เครื่องสะท้อนแสงโดเมนเวลาแบบออปติคอล แต่อุปกรณ์ดังกล่าวต้องการการฝึกอบรมพิเศษจากผู้ใช้ไม่ต้องพูดถึงว่ากลุ่มผู้เชี่ยวชาญควรมีส่วนร่วมในการถอดรหัสสะท้อนแสง
ข้อสรุป
ด้วยความยากลำบากในการเปลี่ยนแปลงไปสู่สิ่งใหม่บริษัท เทคโนโลยีที่ให้บริการโทรคมนาคมต่างนำโซลูชั่นที่มีประสิทธิภาพอย่างแท้จริงมาใช้อย่างรวดเร็ว ระบบใยแก้วนำแสงที่ซับซ้อนทางเทคนิครวมถึงเทคโนโลยี PON กำลังค่อยๆแพร่กระจาย ตัวอย่างเช่น Rostelecom เริ่มใช้บริการรูปแบบใหม่ในปี 2013 ผู้อยู่อาศัยในเขต Leningrad เป็นกลุ่มแรกที่สามารถเข้าถึงความสามารถของเครือข่ายออปติคัล PON ได้ ที่น่าสนใจที่สุดคือผู้ให้บริการได้จัดหาโครงสร้างพื้นฐานไฟเบอร์ออปติกให้กับหมู่บ้านในพื้นที่ ในทางปฏิบัติสิ่งนี้อนุญาตให้สมาชิกใช้ไม่เพียง แต่การสื่อสารทางโทรศัพท์กับอินเทอร์เน็ตเท่านั้น แต่ยังเชื่อมต่อกับการแพร่ภาพโทรทัศน์ระบบดิจิตอลด้วย
