Širjenje občinstva potrošnikov internetnih storitev in s tem uporabnikov širokopasovnih omrežij zahteva uvedbo novih tehnologij. Objekti za prenos podatkov morajo redno povečevati pasovno širino komunikacijskih vodov, kar sili storitvena podjetja k posodabljanju transportnih informacijskih kanalov. Toda poleg rasti obsega prenesenih podatkov se pojavljajo tudi težave drugačne vrste, ki se izražajo v povečanju stroškov vzdrževanja masivnejših omrežij in širjenju obsega potreb končnih uporabnikov. Eden od načinov kumulativne optimizacije lastnosti telekomunikacijskih sistemov je tehnologija PON, ki omogoča tudi prihranek potenciala omrežij za nadaljnjo širitev njihove moči in funkcionalnosti.
Tehnologija vlaken in PON
Novi razvoj olajša tehnično organizacijo in nadaljnje delovanje omrežij za prenos informacij, vendar je to v veliki meri doseženo zaradi prednosti konvencionalnih optičnih vodov. Še danes se v ozadju uvajanja visokotehnoloških materialov nadaljuje uporaba kanalov, zgrajenih na ostarelih telefonskih parih in napravah xDSL. Očitno je, da dostopno omrežje, ki temelji na takih elementih, bistveno izgubi učinkovitost v primerjavi z optično koaksialnimvrstice, ki jih tudi po današnjih standardih ne moremo obravnavati kot nekaj produktivnega.
Optična vlakna so že dolgo alternativa tradicionalnim omrežjem in brezžičnim komunikacijskim kanalom. Toda če je bilo v preteklosti polaganje takšnih kablov za številne organizacije pretežka naloga, so danes optične komponente postale veliko bolj dostopne. Pravzaprav so bila optična vlakna prej uporabljena za oskrbo navadnih naročnikov, vključno z uporabo tehnologije Ethernet. Naslednja stopnja razvoja je bilo telekomunikacijsko omrežje, zgrajeno na arhitekturi Micro-SDH, ki je odprlo bistveno nove rešitve. V tem sistemu je našel svojo uporabo koncept omrežij PON.
standardizacija omrežja
Prvi poskusi standardizacije tehnologije so bili narejeni že v devetdesetih letih prejšnjega stoletja, ko se je skupina telekomunikacijskih podjetij odločila udejanjiti idejo večkratnega dostopa prek enega samega pasivnega optičnega vlakna. Posledično se je organizacija poimenovala FSAN, ki združuje tako operaterje kot proizvajalce omrežne opreme. Glavni cilj FSAN je bil ustvariti paket s splošnimi priporočili in zahtevami za razvoj strojne opreme PON, da bi lahko proizvajalci in ponudniki opreme sodelovali v istem segmentu. Do danes so pasivne komunikacijske linije, ki temeljijo na tehnologiji PON, organizirane v skladu s standardi ITU-T, ATM in ETSI.
Načelo omrežja
Glavna značilnost ideje PON je, da infrastruktura deluje na podlagi enega samega modula, ki je odgovoren za funkcijesprejemanje in prenos podatkov. Ta komponenta se nahaja v osrednjem vozlišču sistema OLT in omogoča oskrbo več naročnikov z informacijskimi tokovi. Končni sprejemnik je naprava ONT, ki pa deluje tudi kot oddajnik. Število naročniških točk, priključenih na centralni sprejemno-oddajni modul, je odvisno samo od moči in največje hitrosti uporabljene opreme PON. Tehnologija načeloma ne omejuje števila udeležencev omrežja, vendar za optimalno uporabo virov razvijalci telekomunikacijskih projektov še vedno postavljajo določene ovire v skladu s konfiguracijo določenega omrežja. Prenos informacijskega toka od osrednjega sprejemno-oddajnega modula do naročniške naprave poteka pri valovni dolžini 1550 nm. Nasprotno pa se povratni tokovi podatkov od potrošniških naprav do točke OLT prenašajo na valovni dolžini približno 1310 nm. Te tokove je treba obravnavati ločeno.
Naprej in povratni tokovi
Oddaja se glavni (to je neposredni) tok iz osrednjega omrežnega modula. To pomeni, da optične črte segmentirajo celoten podatkovni tok tako, da označujejo naslovna polja. Tako vsaka naročniška naprava "bere" le informacije, ki so namenjene posebej njemu. To načelo distribucije podatkov lahko imenujemo demultipleksiranje.
Povratni tok uporablja eno linijo za oddajanje podatkov vseh naročnikov, povezanih v omrežje. Tako se uporablja shema več zavarovanjčasovno deljen dostop. Da bi odpravili možnost prečkanja signalov iz več sprejemnih vozlišč informacij, ima vsaka naročniška naprava svoj individualni urnik izmenjave podatkov, prilagojen zakasnitvi. To je splošno načelo, po katerem se tehnologija PON izvaja v smislu interakcije sprejemno-oddajnega modula s končnimi uporabniki. Vendar ima lahko konfiguracija postavitve omrežja različne topologije.
topologija od točke do točke
V tem primeru se uporablja sistem P2P, ki se lahko izvaja tako za skupne standarde kot za posebne projekte, ki vključujejo na primer uporabo optičnih naprav. Z vidika varnosti podatkov o naročniških točkah ta vrsta internetne povezave zagotavlja največjo možno varnost za takšna omrežja. Vendar pa se polaganje optične linije za vsakega uporabnika izvaja ločeno, zato se stroški organizacije takšnih kanalov znatno povečajo. Na nek način ne gre za splošno, temveč za posamezno omrežje, čeprav lahko center, s katerim deluje naročniško vozlišče, služi tudi drugim uporabnikom. Na splošno je ta pristop primeren za uporabo pri velikih naročnikih, za katere je varnost linije še posebej pomembna.
Topologija obroča
Ta shema temelji na konfiguraciji SDH in jo je najbolje uporabiti v hrbteničnih omrežjih. Nasprotno pa so optične linije obročnega tipa manj učinkovite pri delovanju dostopovnih omrežij. Torej, pri organizaciji mestne avtoceste, umestitevvozlišča se izračunajo v fazi razvoja projekta, vendar dostopna omrežja ne omogočajo vnaprejšnje ocene števila naročniških vozlišč.
Pod pogojem naključne začasne in teritorialne povezave naročnikov je lahko shema zvonjenja veliko bolj zapletena. V praksi se takšne konfiguracije pogosto spremenijo v prekinjena vezja z veliko vejami. To se zgodi, ko se uvedba novih naročnikov izvede skozi vrzel obstoječih segmentov. V komunikacijski liniji se lahko na primer oblikujejo zanke, ki so združene v eno žico. Posledično se pojavijo "pokvarjeni" kabli, kar zmanjša zanesljivost omrežja med delovanjem.
funkcije arhitekture EPON
Prvi poskusi izgradnje omrežja PON, ki je po pokritosti potrošnikov blizu tehnologije Ethernet, so bili izvedeni leta 2000. Arhitektura EPON je postala platforma za razvoj omrežnih načel, specifikacija IEEE pa je bila uvedena kot glavni standard na podlagi od katerih so bile razvite ločene rešitve za organizacijo omrežij PON. Tehnologija EFMC je na primer služila topologiji od točke do točke z uporabo zvitega bakrenega para. Toda danes se ta sistem zaradi prehoda na optična vlakna praktično ne uporablja. Kot alternativa so tehnologije, ki temeljijo na ADSL, še vedno bolj obetavna področja.
V svoji sodobni obliki se standard EPON izvaja po več povezovalnih shemah, vendar je glavni pogoj za njegovo izvajanje uporaba vlaken. Poleg uporabe različnih konfiguracij se uporablja tudi standardna PON povezovalna tehnologija EPONpredvideva uporabo nekaterih različic optičnih oddajnikov.
funkcije arhitekture GPON
Arhitektura GPON omogoča implementacijo dostopnih omrežij, ki temeljijo na standardu APON. V procesu organiziranja infrastrukture se izvaja povečanje pasovne širine omrežja, pa tudi ustvarjanje pogojev za učinkovitejši prenos aplikacij. GPON je razširljiva okvirna struktura, ki omogoča servisiranje naročnikov s hitrostjo pretoka informacij do 2,5 Gbps. V tem primeru lahko obratni in naprej tok delujeta tako v enakih kot z različnimi hitrostnimi načini. Poleg tega lahko dostopno omrežje v konfiguraciji GPON zagotovi kakršno koli enkapsulacijo v sinhroni transportni protokol ne glede na storitev. Če je v SDH možna samo statična delitev pasov, potem novi protokol GFP v strukturi GPON, hkrati pa ohranja značilnosti okvirja SDH, omogoča dinamično dodeljevanje pasov.
Prednosti tehnologije
Med glavnimi prednostmi optičnih vlaken v shemi PON ni vmesnih povezav med centralnim sprejemnikom-oddajnikom in naročniki, ekonomičnost, enostavnost povezave in enostavnost vzdrževanja. Te prednosti so v veliki meri posledica racionalne organizacije omrežij. Na primer, internetna povezava je zagotovljena neposredno, tako da okvara ene od sosednjih naročniških naprav na noben način ne vpliva na njeno delovanje. Čeprav je nabor uporabnikov seveda združen s priklopom na en osrednji modul, izkar je odvisno od kakovosti storitve za vse udeležence infrastrukture. Ločeno je vredno razmisliti o drevesni topologiji P2MP, ki čim bolj optimizira optične kanale. Zaradi ekonomične razporeditve vodov za sprejem in prenos informacij ta konfiguracija zagotavlja učinkovitost omrežja, ne glede na lokacijo naročniških vozlišč. Hkrati je novim uporabnikom dovoljen vstop brez bistvenih sprememb obstoječe strukture.
Slabosti omrežja PON
Široko uporabo te tehnologije še vedno ovira več pomembnih dejavnikov. Prva je kompleksnost sistema. Operativne prednosti te vrste omrežja je mogoče doseči le, če je prvotno zaključen visokokakovosten projekt, ob upoštevanju številnih tehničnih odtenkov. Včasih je izhod tehnologija dostopa PON, ki omogoča organizacijo preproste tipološke sheme. Toda v tem primeru se morate pripraviti na še eno pomanjkljivost - pomanjkanje možnosti rezervacije.
Testiranje omrežja
Ko so končane vse faze začetnega razvoja omrežne sheme in so zaključeni tehnični ukrepi, strokovnjaki začnejo s testiranjem infrastrukture. Eden od glavnih kazalcev dobro izpeljanega omrežja je indeks slabljenja linije. Optični testerji se uporabljajo za analizo kanala za problematična področja. Vse meritve se izvajajo na aktivni liniji z uporabo multipleksorjev in filtrov. Veliko telekomunikacijsko omrežje se običajno testira z uporabooptični reflektometri. Toda takšna oprema zahteva posebno usposabljanje uporabnikov, da ne omenjam dejstva, da bi se morale strokovne skupine ukvarjati z interpretacijo reflektogramov.
Sklep
Za vse izzive migracije na nove tehnologije telekomunikacijska podjetja hitro sprejemajo resnično učinkovite rešitve. Postopoma se širijo tudi optični sistemi, ki tehnično niso preprosti, med katerimi je tudi tehnologija PON. Rostelecom je na primer začel uvajati storitve novega formata že leta 2013. Prebivalci Leningradske regije so bili prvi, ki so dobili dostop do zmogljivosti optičnih omrežij PON. Kar je najbolj zanimivo, je ponudnik storitev oskrbel celo lokalne vasi z optično infrastrukturo. V praksi je to naročnikom omogočilo uporabo ne le telefonske komunikacije z dostopom do interneta, temveč tudi povezavo z digitalnim televizijskim oddajanjem.
