Ինտերնետ ծառայությունների սպառողների և, համապատասխանաբար, լայնաշերտ ցանցերից օգտվողների լսարանի ընդլայնումը պահանջում է նոր տեխնոլոգիաների ներդրում։ Տվյալների փոխանցման միջոցները պետք է կանոնավոր կերպով մեծացնեն կապի գծերի թողունակությունը, ինչը ստիպում է սպասարկող ընկերություններին թարմացնել տրանսպորտի տեղեկատվական ուղիները: Բայց, բացի փոխանցվող տվյալների ծավալի աճից, կան նաև այլ տեսակի խնդիրներ, որոնք արտահայտվում են ավելի զանգվածային ցանցերի պահպանման և վերջնական օգտագործողների կարիքների շրջանակի ընդլայնման ծախսերի աճով: Հեռահաղորդակցության համակարգերի բնութագրերի կուտակային օպտիմալացման ուղիներից մեկը PON տեխնոլոգիան է, որը նաև թույլ է տալիս խնայել ցանցերի ներուժը դրանց հզորության և ֆունկցիոնալության հետագա ընդլայնման համար:
Fiber and PON տեխնոլոգիա
Նոր զարգացումը հեշտացնում է տեղեկատվական տվյալների փոխանցման ցանցերի տեխնիկական կազմակերպումը և հետագա շահագործումը, սակայն դա ձեռք է բերվել հիմնականում պայմանական օպտիկական գծերի առավելությունների շնորհիվ: Նույնիսկ այսօր, բարձր տեխնոլոգիական նյութերի ներդրման ֆոնին, շարունակվում է հին հեռախոսային զույգերի և xDSL սարքերի վրա կառուցված ալիքների օգտագործումը: Ակնհայտ է, որ նման տարրերի վրա հիմնված մուտքի ցանցը զգալիորեն կորցնում է օպտիկամանրաթելային կոաքսիալային արդյունավետությունըգծեր, որոնք նույնպես չեն կարող արդյունավետ համարվել այսօրվա չափանիշներով։
Օպտիկական մանրաթելն արդեն վաղուց այլընտրանք է ավանդական ցանցերին և անլար կապի ուղիներին: Բայց եթե նախկինում նման մալուխների անցկացումը ճնշող խնդիր էր շատ կազմակերպությունների համար, ապա այսօր օպտիկական բաղադրիչները շատ ավելի մատչելի են դարձել: Իրականում, օպտիկամանրաթելային համակարգը նախկինում օգտագործվում էր սովորական բաժանորդներին սպասարկելու համար, այդ թվում՝ օգտագործելով Ethernet տեխնոլոգիան։ Զարգացման հաջորդ փուլը Micro-SDH ճարտարապետության վրա կառուցված հեռահաղորդակցության ցանցն էր, որը հիմնովին նոր լուծումներ բացեց: Հենց այս համակարգում է իր կիրառությունը գտել PON ցանցերի հայեցակարգը։
Ցանցի ստանդարտացում
Տեխնոլոգիան ստանդարտացնելու առաջին փորձերը կատարվել են դեռևս 1990-ականներին, երբ հեռահաղորդակցության ընկերությունների խումբը ձեռնամուխ եղավ մեկ պասիվ օպտիկական մանրաթելի միջոցով բազմակի մուտքի գաղափարի իրականացմանը: Արդյունքում կազմակերպությունը ստացավ FSAN անվանումը՝ համախմբելով ինչպես օպերատորներին, այնպես էլ ցանցային սարքավորումներ արտադրողներին։ FSAN-ի հիմնական նպատակն էր ստեղծել ընդհանուր առաջարկություններով և պահանջներով փաթեթ PON սարքաշարի մշակման համար, որպեսզի սարքավորումներ արտադրողներն ու մատակարարները կարողանան միասին աշխատել նույն հատվածում: Մինչ օրս PON տեխնոլոգիայի վրա հիմնված պասիվ կապի գծերը կազմակերպվում են ITU-T, ATM և ETSI ստանդարտներին համապատասխան։
Ցանցի սկզբունք
PON գաղափարի հիմնական առանձնահատկությունն այն է, որ ենթակառուցվածքն աշխատում է մեկ մոդուլի հիման վրա, որը պատասխանատու է գործառույթների համար:տվյալների ստացում և փոխանցում: Այս բաղադրիչը գտնվում է OLT համակարգի կենտրոնական հանգույցում և թույլ է տալիս սպասարկել բազմաթիվ բաժանորդների տեղեկատվական հոսքերով։ Վերջնական ընդունիչը ONT սարքն է, որն իր հերթին կատարում է նաև հաղորդիչ։ Կենտրոնական ընդունող և հաղորդող մոդուլին միացված բաժանորդային կետերի քանակը կախված է միայն օգտագործվող PON սարքավորման հզորությունից և առավելագույն արագությունից: Տեխնոլոգիան, սկզբունքորեն, չի սահմանափակում ցանցի մասնակիցների թիվը, այնուամենայնիվ, ռեսուրսների օպտիմալ օգտագործման համար հեռահաղորդակցության նախագծերի մշակողները դեռ որոշակի խոչընդոտներ են դնում որոշակի ցանցի կազմաձևման համաձայն: Տեղեկատվական հոսքի փոխանցումը կենտրոնական ընդունող-հաղորդող մոդուլից բաժանորդային սարքին իրականացվում է 1550 նմ ալիքի երկարությամբ։ Ընդհակառակը, սպառողական սարքերից դեպի OLT կետ տվյալների հակադարձ հոսքերը փոխանցվում են մոտ 1310 նմ ալիքի երկարությամբ: Այս հոսքերը պետք է դիտարկվեն առանձին:
Առաջընթաց և հակադարձ հոսքեր
Հեռարձակվում է հիմնական (այսինքն՝ ուղիղ) հոսքը կենտրոնական ցանցի մոդուլից: Սա նշանակում է, որ օպտիկական գծերը բաժանում են ընդհանուր տվյալների հոսքը՝ ընդգծելով հասցեների դաշտերը: Այսպիսով, յուրաքանչյուր բաժանորդ սարք «կարդում» է միայն իր համար նախատեսված տեղեկատվությունը։ Տվյալների բաշխման այս սկզբունքը կարելի է անվանել դեմուլտիպլեքսավորում։
Իր հերթին, հակադարձ հոսքը օգտագործում է մեկ տող՝ ցանցին միացած բոլոր բաժանորդների տվյալները հեռարձակելու համար: Ահա թե ինչպես է օգտագործվում բազմակի գրավի սխեմանժամանակային հասանելիություն: Մի քանի տեղեկատվական ընդունիչ հանգույցներից ազդանշանների հատման հնարավորությունը վերացնելու համար յուրաքանչյուր բաժանորդի սարք ունի տվյալների փոխանակման իր անհատական գրաֆիկը՝ ճշգրտված ուշացման համար: Սա այն ընդհանուր սկզբունքն է, որով իրականացվում է PON տեխնոլոգիան վերջնական օգտագործողների հետ ընդունող-հաղորդող մոդուլի փոխազդեցության առումով: Այնուամենայնիվ, ցանցի դասավորության կոնֆիգուրացիան կարող է ունենալ տարբեր տոպոլոգիաներ:
Կետ առ կետ տոպոլոգիա
Այս դեպքում օգտագործվում է P2P համակարգ, որը կարող է իրականացվել ինչպես ընդհանուր ստանդարտների, այնպես էլ հատուկ նախագծերի համար, որոնք ներառում են, օրինակ, օպտիկական սարքերի օգտագործումը: Բաժանորդային կետերի տվյալների անվտանգության առումով ինտերնետ կապի այս տեսակն ապահովում է նման ցանցերի համար հնարավոր առավելագույն անվտանգությունը: Այնուամենայնիվ, յուրաքանչյուր օգտագործողի համար օպտիկական գծի տեղադրումն իրականացվում է առանձին, ուստի նման ալիքների կազմակերպման արժեքը զգալիորեն ավելանում է: Սա ինչ-որ առումով ոչ թե ընդհանուր, այլ անհատական ցանց է, թեև կենտրոնը, որի հետ աշխատում է բաժանորդային հանգույցը, կարող է սպասարկել նաև այլ օգտատերերի։ Ընդհանուր առմամբ, այս մոտեցումը հարմար է մեծ բաժանորդների համար, որոնց համար գծի անվտանգությունը հատկապես կարևոր է:
Օղակաձեւ տոպոլոգիա
Այս սխեման հիմնված է SDH կոնֆիգուրացիայի վրա և լավագույնս կիրառվում է հիմնական ցանցերում: Ընդհակառակը, օղակաձև օպտիկական գծերը պակաս արդյունավետ են մուտքի ցանցերի շահագործման մեջ: Այսպիսով, քաղաքային մայրուղի կազմակերպելիս տեղադրումըհանգույցները հաշվարկվում են նախագծի մշակման փուլում, սակայն մուտքի ցանցերը հնարավորություն չեն տալիս նախապես գնահատել բաժանորդային հանգույցների թիվը։
Բաժանորդների պատահական ժամանակավոր և տարածքային միացման պայմաններում զանգի սխեման կարող է շատ ավելի բարդ լինել։ Գործնականում նման կոնֆիգուրացիաները հաճախ վերածվում են բազմաթիվ ճյուղերով կոտրված սխեմաների: Դա տեղի է ունենում, երբ նոր բաժանորդների ներդրումն իրականացվում է առկա հատվածների բացթողման միջոցով: Օրինակ, կապի գծում կարող են առաջանալ օղակներ, որոնք համակցված են մեկ մետաղալարով։ Արդյունքում հայտնվում են «կոտրված» մալուխներ, ինչը նվազեցնում է ցանցի հուսալիությունը շահագործման ընթացքում։
EPON ճարտարապետության առանձնահատկությունները
Առաջին փորձերը՝ կառուցելու PON ցանց, որը մոտ է սպառողների Ethernet տեխնոլոգիային ծածկույթին, արվել են 2000 թվականին: EPON ճարտարապետությունը դարձավ ցանցային սկզբունքների մշակման հարթակ, և IEEE հստակեցումը ներկայացվեց որպես հիմնական ստանդարտ՝ հիմքի վրա: որոնցից մշակվել են PON ցանցերի կազմակերպման առանձին լուծումներ։ EFMC տեխնոլոգիան, օրինակ, ծառայել է կետ առ կետ տոպոլոգիա՝ օգտագործելով ոլորված պղնձի զույգ: Բայց այսօր այս համակարգը գործնականում չի օգտագործվում օպտիկամանրաթելային համակարգի անցնելու պատճառով։ Որպես այլընտրանք, ADSL-ի վրա հիմնված տեխնոլոգիաները դեռ ավելի հեռանկարային ոլորտներ են:
Իր ժամանակակից տեսքով EPON ստանդարտն իրականացվում է միացման մի քանի սխեմաների համաձայն, սակայն դրա իրականացման հիմնական պայմանը մանրաթելերի օգտագործումն է: Բացի տարբեր կոնֆիգուրացիաների կիրառումից, EPON ստանդարտ PON միացման տեխնոլոգիան նույնպեսնախատեսում է օպտիկական հաղորդիչների որոշ տարբերակների օգտագործում։
GPON ճարտարապետության առանձնահատկություններ
GPON ճարտարապետությունը թույլ է տալիս իրականացնել մուտքի ցանցեր՝ հիմնված APON ստանդարտի վրա: Ենթակառուցվածքի կազմակերպման գործընթացում կիրառվում է ցանցի թողունակության մեծացում, ինչպես նաև պայմանների ստեղծում հավելվածների ավելի արդյունավետ փոխանցման համար։ GPON-ը մասշտաբային շրջանակային կառուցվածք է, որը թույլ է տալիս բաժանորդներին սպասարկել մինչև 2,5 Գբիտ/վրկ տեղեկատվական հոսքի արագությամբ: Այս դեպքում հակառակ և առաջ հոսքերը կարող են գործել ինչպես նույն, այնպես էլ տարբեր արագության ռեժիմներով: Բացի այդ, մուտքի ցանցը GPON կոնֆիգուրացիայի մեջ կարող է ցանկացած ինկապսուլյացիա ապահովել համաժամանակյա փոխադրման արձանագրությունում՝ անկախ ծառայությունից: Եթե SDH-ում հնարավոր է միայն ստատիկ տիրույթի բաժանում, ապա նոր GFP արձանագրությունը GPON կառուցվածքում, պահպանելով SDH շրջանակի բնութագրերը, հնարավորություն է տալիս դինամիկ կերպով տեղաբաշխել գոտիները:
Տեխնոլոգիաների առավելությունները
ՊՈՆ սխեմայում օպտիկական մանրաթելերի հիմնական առավելությունների թվում չկան միջանկյալ կապեր կենտրոնական ընդունիչ-հաղորդիչի և բաժանորդների, տնտեսության, կապի և սպասարկման հեշտության միջև: Այս առավելությունները մեծ մասամբ պայմանավորված են ցանցերի ռացիոնալ կազմակերպմամբ։ Օրինակ, ինտերնետ կապը տրամադրվում է ուղղակիորեն, ուստի հարակից բաժանորդային սարքերից մեկի խափանումը որևէ կերպ չի ազդում դրա աշխատանքի վրա: Չնայած օգտատերերի զանգվածը, իհարկե, համակցված է՝ միանալով մեկ կենտրոնական մոդուլին՝ իցորը կախված է ենթակառուցվածքի բոլոր մասնակիցների սպասարկման որակից: Առանձին-առանձին, արժե դիտարկել P2MP-ի ծառի նման տոպոլոգիան, որը հնարավորինս օպտիմալացնում է օպտիկական ալիքները: Տեղեկատվության ստացման և փոխանցման գծերի խնայող բաշխման շնորհիվ այս կոնֆիգուրացիան ապահովում է ցանցի արդյունավետությունը՝ անկախ բաժանորդային հանգույցների գտնվելու վայրից։ Միևնույն ժամանակ, նոր օգտվողներին թույլատրվում է մուտք գործել առանց գոյություն ունեցող կառուցվածքի հիմնարար փոփոխությունների:
PON ցանցի թերությունները
Այս տեխնոլոգիայի լայն կիրառմանը դեռևս խոչընդոտում են մի քանի կարևոր գործոններ: Առաջինը համակարգի բարդությունն է: Այս տեսակի ցանցի գործառնական առավելություններին կարելի է հասնել միայն այն դեպքում, եթե ի սկզբանե ավարտված լինի բարձրորակ նախագիծը՝ հաշվի առնելով բազմաթիվ տեխնիկական նրբերանգներ: Երբեմն ելքը PON մուտքի տեխնոլոգիան է, որը նախատեսում է պարզ տիպաբանական սխեմայի կազմակերպում։ Բայց այս դեպքում պետք է պատրաստվել մեկ այլ թերության՝ ամրագրման հնարավորության բացակայությանը։
Ցանցային փորձարկում
Երբ ավարտվեն ցանցային սխեմայի նախնական մշակման բոլոր փուլերը և ավարտվեն տեխնիկական միջոցառումները, մասնագետները սկսում են ենթակառուցվածքի փորձարկումը: Լավ իրականացված ցանցի հիմնական ցուցիչներից մեկը գծերի թուլացման ինդեքսն է: Օպտիկական փորձարկիչները օգտագործվում են ալիքը խնդրահարույց տարածքների համար վերլուծելու համար: Բոլոր չափումները կատարվում են ակտիվ գծի վրա՝ օգտագործելով մուլտիպլեքսորներ և զտիչներ: Հեռահաղորդակցության մեծ ցանցը սովորաբար փորձարկվում է օգտագործելովօպտիկական ռեֆլեկտաչափեր. Բայց նման սարքավորումները հատուկ ուսուցում են պահանջում օգտատերերից, էլ չեմ խոսում այն մասին, որ փորձագիտական խմբերը պետք է զբաղվեն ռեֆլեկտոգրամների մեկնաբանմամբ:
Եզրակացություն
Համաձայն նոր տեխնոլոգիաների միգրացիայի բոլոր մարտահրավերների՝ հեռահաղորդակցության ընկերությունները արագորեն ընդունում են իսկապես արդյունավետ լուծումներ: Աստիճանաբար տարածվում են նաեւ օպտիկամանրաթելային համակարգերը, որոնք տեխնիկական դիզայնով պարզ չեն, որոնք ներառում են PON տեխնոլոգիան։ «Ռոստելեկոմը», օրինակ, սկսել է նոր ձևաչափի ծառայություններ ներդնել դեռևս 2013 թվականին: Լենինգրադի շրջանի բնակիչներն առաջինն էին, որ հասանելի դարձան PON օպտիկական ցանցերի հնարավորություններին: Ամենահետաքրքիրն այն է, որ ծառայություն մատուցողը նույնիսկ տեղական գյուղերին է տրամադրել օպտիկամանրաթելային ենթակառուցվածքով: Գործնականում դա թույլ տվեց բաժանորդներին օգտվել ոչ միայն հեռախոսային կապից ինտերնետ հասանելիությամբ, այլ նաև միանալ թվային հեռուստատեսային հեռարձակմանը:
