ინტერნეტ სერვისების მომხმარებელთა და, შესაბამისად, ფართოზოლოვანი ქსელების მომხმარებლების აუდიტორიის გაფართოება მოითხოვს ახალი ტექნოლოგიების დანერგვას. მონაცემთა გადაცემის საშუალებები რეგულარულად უნდა გაზარდონ საკომუნიკაციო ხაზების გამტარუნარიანობა, რაც აიძულებს სერვის კომპანიებს განაახლონ სატრანსპორტო საინფორმაციო არხები. მაგრამ, გარდა გადაცემული მონაცემების მოცულობის ზრდისა, ასევე არსებობს სხვადასხვა სახის პრობლემები, რაც გამოიხატება უფრო მასიური ქსელების შენარჩუნების ღირებულების ზრდით და საბოლოო მომხმარებლის საჭიროებების დიაპაზონის გაფართოებით. სატელეკომუნიკაციო სისტემების მახასიათებლების კუმულაციური ოპტიმიზაციის ერთ-ერთი გზა არის PON ტექნოლოგია, რომელიც ასევე საშუალებას გაძლევთ დაზოგოთ ქსელების პოტენციალი მათი სიმძლავრისა და ფუნქციონირების შემდგომი გაფართოებისთვის.
ბოჭკოვანი და PON ტექნოლოგია
ახალი განვითარება ხელს უწყობს ინფორმაციის მონაცემთა გადაცემის ქსელების ტექნიკურ ორგანიზაციას და შემდგომ მუშაობას, მაგრამ ეს მიიღწევა ძირითადად ჩვეულებრივი ოპტიკური ხაზების უპირატესობების გამო. დღესაც, მაღალტექნოლოგიური მასალების დანერგვის ფონზე, გრძელდება მოძველებულ სატელეფონო წყვილებსა და xDSL მოწყობილობებზე აგებული არხების გამოყენება. აშკარაა, რომ ასეთ ელემენტებზე დაფუძნებული წვდომის ქსელი მნიშვნელოვნად კარგავს ეფექტურობას ბოჭკოვან კოაქსიალურთან მიმართებაშიხაზები, რომლებიც ასევე არ შეიძლება ჩაითვალოს პროდუქტად დღევანდელი სტანდარტებით.
ოპტიკური ბოჭკოვანი უკვე დიდი ხანია ტრადიციული ქსელებისა და უკაბელო საკომუნიკაციო არხების ალტერნატივაა. მაგრამ თუ წარსულში ასეთი კაბელების გაყვანა მრავალი ორგანიზაციისთვის გადაჭარბებული ამოცანა იყო, დღეს ოპტიკური კომპონენტები ბევრად უფრო ხელმისაწვდომი გახდა. სინამდვილეში, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემა ადრე გამოიყენებოდა ჩვეულებრივი აბონენტების მოსამსახურებლად, მათ შორის Ethernet ტექნოლოგიის გამოყენებით. განვითარების შემდეგი ეტაპი იყო Micro-SDH არქიტექტურაზე აგებული სატელეკომუნიკაციო ქსელი, რომელმაც გახსნა ფუნდამენტურად ახალი გადაწყვეტილებები. სწორედ ამ სისტემაში იპოვა PON ქსელების კონცეფცია.
ქსელის სტანდარტიზაცია
ტექნოლოგიის სტანდარტიზაციის პირველი მცდელობები გაკეთდა ჯერ კიდევ 1990-იან წლებში, როდესაც სატელეკომუნიკაციო კომპანიების ჯგუფმა დაიწყო პრაქტიკაში განეხორციელებინა მრავალჯერადი წვდომის იდეა ერთ პასიურ ოპტიკურ ბოჭკოზე. შედეგად, ორგანიზაციას ეწოდა FSAN, რომელიც აერთიანებს როგორც ოპერატორებს, ასევე ქსელური აღჭურვილობის მწარმოებლებს. FSAN-ის მთავარი მიზანი იყო ზოგადი რეკომენდაციებითა და მოთხოვნებით პაკეტის შექმნა PON ტექნიკის განვითარებისთვის, რათა აღჭურვილობის მწარმოებლებსა და პროვაიდერებს შეეძლოთ ერთად იმუშაონ იმავე სეგმენტში. დღეისათვის PON ტექნოლოგიაზე დაფუძნებული პასიური საკომუნიკაციო ხაზები ორგანიზებულია ITU-T, ATM და ETSI სტანდარტების შესაბამისად.
ქსელის პრინციპი
PON იდეის მთავარი მახასიათებელია ის, რომ ინფრასტრუქტურა მუშაობს ერთი მოდულის საფუძველზე, რომელიც პასუხისმგებელია ფუნქციებზე.მონაცემების მიღება და გადაცემა. ეს კომპონენტი განლაგებულია OLT სისტემის ცენტრალურ კვანძში და საშუალებას აძლევს მრავალ აბონენტს მოემსახუროს ინფორმაციის ნაკადებით. საბოლოო მიმღები არის ONT მოწყობილობა, რომელიც, თავის მხრივ, ასევე მოქმედებს როგორც გადამცემი. ცენტრალურ მიმღებ და გადამცემ მოდულთან დაკავშირებული აბონენტთა რაოდენობა დამოკიდებულია მხოლოდ გამოყენებული PON აღჭურვილობის სიმძლავრეზე და მაქსიმალურ სიჩქარეზე. ტექნოლოგია, პრინციპში, არ ზღუდავს ქსელის მონაწილეთა რაოდენობას, თუმცა, რესურსების ოპტიმალური გამოყენებისთვის, სატელეკომუნიკაციო პროექტების შემქმნელები მაინც აყენებენ გარკვეულ ბარიერებს კონკრეტული ქსელის კონფიგურაციის შესაბამისად. ინფორმაციის ნაკადის გადაცემა ცენტრალური მიმღებ-გამცემი მოდულიდან სააბონენტო მოწყობილობამდე ხორციელდება ტალღის სიგრძეზე 1550 ნმ. პირიქით, მონაცემთა საპირისპირო ნაკადები სამომხმარებლო მოწყობილობებიდან OLT წერტილამდე გადაიცემა დაახლოებით 1310 ნმ ტალღის სიგრძეზე. ეს ნაკადები ცალკე უნდა განიხილებოდეს.
წინა და საპირისპირო ნაკადები
მთავარი (ანუ პირდაპირი) ნაკადი ცენტრალური ქსელის მოდულიდან გადაიცემა. ეს ნიშნავს, რომ ოპტიკური ხაზები ანაწილებენ მონაცემთა მთლიან ნაკადს მისამართის ველების ხაზგასმით. ამრიგად, თითოეული აბონენტის მოწყობილობა „კითხულობს“მხოლოდ მისთვის სპეციალურად განკუთვნილ ინფორმაციას. მონაცემთა განაწილების ამ პრინციპს შეიძლება ეწოდოს დემულტიპლექსირება.
თავის მხრივ, საპირისპირო ნაკადი იყენებს ერთ ხაზს ქსელთან დაკავშირებული ყველა აბონენტის მონაცემების გადასაცემად. ასე გამოიყენება გირაოს მრავალჯერადი სქემადროში გაზიარებული წვდომა. რამდენიმე ინფორმაციის მიმღების კვანძიდან სიგნალების გადაკვეთის შესაძლებლობის აღმოსაფხვრელად, თითოეული აბონენტის მოწყობილობას აქვს მონაცემთა გაცვლის საკუთარი ინდივიდუალური გრაფიკი, რომელიც მორგებულია დაგვიანებისთვის. ეს არის ზოგადი პრინციპი, რომლითაც PON ტექნოლოგია ხორციელდება მიმღებ-გადამცემი მოდულის საბოლოო მომხმარებლებთან ურთიერთქმედების თვალსაზრისით. თუმცა, ქსელის განლაგების კონფიგურაციას შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული ტოპოლოგია.
წერტილი ტოპოლოგია
ამ შემთხვევაში გამოიყენება P2P სისტემა, რომელიც შეიძლება შესრულდეს როგორც საერთო სტანდარტებისთვის, ასევე სპეციალური პროექტებისთვის, რომლებიც მოიცავს, მაგალითად, ოპტიკური მოწყობილობების გამოყენებას. აბონენტთა წერტილის მონაცემების უსაფრთხოების თვალსაზრისით, ამ ტიპის ინტერნეტ კავშირი უზრუნველყოფს მაქსიმალურ უსაფრთხოებას ასეთი ქსელებისთვის. ამასთან, თითოეული მომხმარებლისთვის ოპტიკური ხაზის გაყვანა ხდება ცალკე, ამიტომ ასეთი არხების ორგანიზების ღირებულება მნიშვნელოვნად იზრდება. გარკვეულწილად, ეს არ არის ზოგადი, არამედ ინდივიდუალური ქსელი, თუმცა ცენტრი, რომლითაც მუშაობს სააბონენტო კვანძი, შეუძლია სხვა მომხმარებლებსაც მოემსახუროს. ზოგადად, ეს მიდგომა შესაფერისია მსხვილი აბონენტებისთვის, ვისთვისაც ხაზის უსაფრთხოება განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია.
ბეჭდის ტოპოლოგია
ეს სქემა ეფუძნება SDH კონფიგურაციას და საუკეთესოდ არის განლაგებული ხერხემლის ქსელებში. პირიქით, რგოლის ტიპის ოპტიკური ხაზები ნაკლებად ეფექტურია წვდომის ქსელების მუშაობაში. ასე რომ, ქალაქის გზატკეცილის ორგანიზებისას განთავსებაკვანძები გამოითვლება პროექტის განვითარების ეტაპზე, თუმცა წვდომის ქსელები არ იძლევა შესაძლებლობას წინასწარ შეაფასონ აბონენტთა კვანძების რაოდენობა.
აბონენტთა შემთხვევითი დროებითი და ტერიტორიული კავშირის პირობებში, რგოლის სქემა შეიძლება ბევრად უფრო გართულდეს. პრაქტიკაში, ასეთი კონფიგურაციები ხშირად გადაიქცევა დარღვეულ სქემებად მრავალი განშტოებით. ეს ხდება მაშინ, როდესაც ახალი აბონენტების დანერგვა ხდება არსებული სეგმენტების უფსკრულით. მაგალითად, საკომუნიკაციო ხაზში შეიძლება ჩამოყალიბდეს მარყუჟები, რომლებიც გაერთიანებულია ერთ მავთულში. შედეგად ჩნდება „გატეხილი“კაბელები, რაც ამცირებს ქსელის საიმედოობას მუშაობის დროს.
EPON არქიტექტურის მახასიათებლები
პირველი მცდელობები აეშენებინათ PON ქსელი, რომელიც მომხმარებელთა დაფარვის კუთხით Ethernet ტექნოლოგიასთან იყო დაკავშირებული, გაკეთდა 2000 წელს. EPON არქიტექტურა გახდა პლატფორმა ქსელის პრინციპების შემუშავებისთვის და IEEE სპეციფიკაცია დაინერგა, როგორც ძირითადი სტანდარტი, საფუძველზე. რომელთაგან შემუშავებულია PON ქსელების ორგანიზების ცალკეული გადაწყვეტილებები. EFMC ტექნოლოგია, მაგალითად, ემსახურებოდა წერტილიდან წერტილოვან ტოპოლოგიას გრეხილი სპილენძის წყვილის გამოყენებით. მაგრამ დღეს ეს სისტემა პრაქტიკულად არ გამოიყენება ბოჭკოვანი ოპტიკაზე გადასვლის გამო. როგორც ალტერნატივა, ADSL-ზე დაფუძნებული ტექნოლოგიები კვლავ უფრო პერსპექტიული სფეროა.
თანამედროვე ფორმით, EPON სტანდარტი დანერგილია რამდენიმე კავშირის სქემის მიხედვით, მაგრამ მისი განხორციელების მთავარი პირობაა ბოჭკოების გამოყენება. სხვადასხვა კონფიგურაციის გამოყენების გარდა, EPON სტანდარტული PON კავშირის ტექნოლოგიაცითვალისწინებს ოპტიკური გადამცემების ზოგიერთი ვარიანტის გამოყენებას.
GPON არქიტექტურის მახასიათებლები
GPON არქიტექტურა საშუალებას იძლევა დანერგოს წვდომის ქსელები APON სტანდარტზე დაფუძნებული. ინფრასტრუქტურის ორგანიზების პროცესში პრაქტიკაში გამოიყენება ქსელის გამტარუნარიანობის გაზრდა, ასევე აპლიკაციების უფრო ეფექტური გადაცემის პირობების შექმნა. GPON არის მასშტაბირებადი ჩარჩო სტრუქტურა, რომელიც საშუალებას აძლევს აბონენტებს მოემსახუროს ინფორმაციის ნაკადის სიჩქარით 2,5 გბიტი/წმ. ამ შემთხვევაში, საპირისპირო და საპირისპირო ნაკადები შეიძლება მუშაობდეს როგორც იმავე, ასევე სხვადასხვა სიჩქარის რეჟიმში. გარდა ამისა, წვდომის ქსელს GPON-ის კონფიგურაციაში შეუძლია უზრუნველყოს ნებისმიერი ინკაპსულაცია სინქრონული სატრანსპორტო პროტოკოლში, სერვისის მიუხედავად. თუ SDH-ში შესაძლებელია მხოლოდ სტატიკური დიაპაზონის დაყოფა, მაშინ ახალი GFP პროტოკოლი GPON სტრუქტურაში, SDH ჩარჩოს მახასიათებლების შენარჩუნებისას, შესაძლებელს ხდის ზოლების დინამიურად განაწილებას.
ტექნოლოგიის უპირატესობები
ოპტიკური ბოჭკოების მთავარ უპირატესობებს შორის PON სქემაში არ არის შუალედური კავშირები ცენტრალურ მიმღებ-გადამცემსა და აბონენტებს შორის, ეკონომიურობა, დაკავშირების სიმარტივე და მოვლის სიმარტივე. დიდწილად, ეს უპირატესობები განპირობებულია ქსელების რაციონალური ორგანიზებით. მაგალითად, ინტერნეტ კავშირი უზრუნველყოფილია პირდაპირ, ამიტომ ერთ-ერთი მიმდებარე აბონენტის მოწყობილობის გაუმართაობა არანაირად არ იმოქმედებს მის მუშაობაზე. მიუხედავად იმისა, რომ მომხმარებელთა მასივი, რა თქმა უნდა, გაერთიანებულია ერთ ცენტრალურ მოდულთან დაკავშირებით, დანრაც დამოკიდებულია ინფრასტრუქტურის ყველა მონაწილის მომსახურების ხარისხზე. ცალკე, გასათვალისწინებელია P2MP-ის ხის მსგავსი ტოპოლოგია, რომელიც მაქსიმალურად ოპტიმიზებს ოპტიკურ არხებს. ინფორმაციის მიღებისა და გადაცემის ხაზების ეკონომიური განაწილების გამო, ეს კონფიგურაცია უზრუნველყოფს ქსელის ეფექტურობას, სააბონენტო კვანძების მდებარეობის მიუხედავად. ამავდროულად, ახალ მომხმარებლებს უფლება აქვთ შევიდნენ არსებულ სტრუქტურაში ფუნდამენტური ცვლილებების გარეშე.
PON ქსელის ნაკლოვანებები
ამ ტექნოლოგიის ფართო გამოყენებას ჯერ კიდევ რამდენიმე მნიშვნელოვანი ფაქტორი აფერხებს. პირველი არის სისტემის სირთულე. ამ ტიპის ქსელის ოპერატიული უპირატესობების მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ თავდაპირველად დასრულდება მაღალი ხარისხის პროექტი, მრავალი ტექნიკური ნიუანსის გათვალისწინებით. ზოგჯერ გამოსავალი არის PON წვდომის ტექნოლოგია, რომელიც ითვალისწინებს მარტივი ტიპოლოგიური სქემის ორგანიზებას. მაგრამ ამ შემთხვევაში, თქვენ უნდა მოემზადოთ კიდევ ერთი ნაკლისთვის - დაჯავშნის შესაძლებლობის არარსებობა.
ქსელის ტესტირება
როდესაც ქსელის სქემის საწყისი განვითარების ყველა ეტაპი დასრულებულია და ტექნიკური ღონისძიებები დასრულდება, სპეციალისტები იწყებენ ინფრასტრუქტურის ტესტირებას. კარგად შესრულებული ქსელის ერთ-ერთი მთავარი მაჩვენებელია ხაზის შესუსტების ინდექსი. ოპტიკური ტესტერები გამოიყენება პრობლემური უბნების არხის გასაანალიზებლად. ყველა გაზომვა ხდება აქტიურ ხაზზე მულტიპლექსერებისა და ფილტრების გამოყენებით. დიდი სატელეკომუნიკაციო ქსელი ჩვეულებრივ ტესტირება ხდება გამოყენებითოპტიკური რეფლექტომეტრები. მაგრამ ასეთი აღჭურვილობა მოითხოვს მომხმარებლისგან სპეციალურ მომზადებას, რომ აღარაფერი ვთქვათ იმ ფაქტზე, რომ ექსპერტთა ჯგუფები უნდა გაუმკლავდნენ რეფლექტოგრამების ინტერპრეტაციას.
დასკვნა
ახალ ტექნოლოგიებზე მიგრაციის ყველა გამოწვევისთვის, სატელეკომუნიკაციო კომპანიები სწრაფად იღებენ მართლაც ეფექტურ გადაწყვეტილებებს. თანდათან ვრცელდება აგრეთვე ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემები, რომლებიც ტექნიკური დიზაინით მარტივი არ არის, რაც მოიცავს PON ტექნოლოგიას. მაგალითად, Rostelecom-მა ახალი ფორმატის სერვისების დანერგვა ჯერ კიდევ 2013 წელს დაიწყო. ლენინგრადის რეგიონის მაცხოვრებლებმა პირველებმა მიიღეს წვდომა PON ოპტიკური ქსელების შესაძლებლობებზე. რაც ყველაზე საინტერესოა, სერვისის მიმწოდებელმა ადგილობრივ სოფლებსაც კი მიაწოდა ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ინფრასტრუქტურა. პრაქტიკაში, ეს საშუალებას აძლევდა აბონენტებს გამოეყენებინათ არა მხოლოდ სატელეფონო კომუნიკაციები ინტერნეტით, არამედ დაკავშირებოდა ციფრული ტელევიზიის მაუწყებლობას.
