Ampliar la audiencia de consumidores de servicios de Internet y, en consecuencia, los usuarios de redes de banda ancha requiere la introducción de nuevas tecnologías. Las instalaciones de transmisión de datos deben aumentar periódicamente el ancho de banda de las líneas de comunicación, lo que obliga a las empresas de servicios a actualizar los canales de información del transporte. Pero, además del crecimiento en el volumen de datos transmitidos, también existen problemas de otro tipo, que se expresan en un aumento en el costo de mantener redes más masivas y ampliar el rango de necesidades de los usuarios finales. Una de las formas de optimización acumulativa de las características de los sistemas de telecomunicaciones es la tecnología PON, que también le permite ahorrar el potencial de las redes para una mayor expansión de su potencia y funcionalidad.
Tecnología de fibra y PON
El nuevo desarrollo facilita la organización técnica y el funcionamiento posterior de las redes de transmisión de datos de información, pero esto se logra en gran medida gracias a las ventajas de las líneas ópticas convencionales. Incluso hoy, en el contexto de la introducción de materiales de alta tecnología, continúa el uso de canales basados en pares de teléfonos antiguos e instalaciones xDSL. Es obvio que la red de acceso basada en tales elementos pierde significativamente en eficiencia frente a la fibra-coaxial.líneas, que tampoco pueden considerarse como algo productivo según los estándares actuales.
La fibra óptica ha sido durante mucho tiempo una alternativa a las redes tradicionales y los canales de comunicación inalámbrica. Pero si en el pasado colocar estos cables era una tarea abrumadora para muchas organizaciones, hoy en día los componentes ópticos se han vuelto mucho más asequibles. En realidad, la fibra óptica se usaba antes para dar servicio a los suscriptores comunes, incluida la tecnología Ethernet. La siguiente etapa de desarrollo fue una red de telecomunicaciones construida sobre la arquitectura Micro-SDH, que abrió soluciones fundamentalmente nuevas. Fue en este sistema donde el concepto de redes PON encontró su aplicación.
Estandarización de red
Los primeros intentos de estandarizar la tecnología se remontan a la década de 1990, cuando un grupo de empresas de telecomunicaciones se propusieron poner en práctica la idea del acceso múltiple sobre una única fibra óptica pasiva. Como resultado, la organización se denominó FSAN, y agrupa tanto a los operadores como a los fabricantes de equipos de red. El objetivo principal de FSAN fue crear un paquete con recomendaciones y requisitos generales para el desarrollo de hardware PON para que los fabricantes y proveedores de equipos puedan trabajar juntos en el mismo segmento. Hasta la fecha, las líneas de comunicación pasivas basadas en tecnología PON están organizadas de acuerdo con los estándares ITU-T, ATM y ETSI.
Principio de red
La principal característica de la idea PON es que la infraestructura funciona sobre la base de un único módulo que se encarga de las funcionesrecibir y transmitir datos. Este componente está ubicado en el nodo central del sistema OLT y permite atender múltiples suscriptores con flujos de información. El receptor final es el dispositivo ONT que, a su vez, también actúa como transmisor. El número de puntos de abonado conectados al módulo central de recepción y transmisión depende únicamente de la potencia y velocidad máxima del equipo PON utilizado. La tecnología, en principio, no limita el número de participantes de la red, sin embargo, para el uso óptimo de los recursos, los desarrolladores de proyectos de telecomunicaciones todavía ponen ciertas barreras de acuerdo con la configuración de una red en particular. La transmisión del flujo de información desde el módulo central receptor-transmisor al dispositivo suscriptor se realiza a una longitud de onda de 1550 nm. Por el contrario, los flujos de datos inversos desde los dispositivos de consumo hasta el punto OLT se transmiten a una longitud de onda de aproximadamente 1310 nm. Estos flujos deben considerarse por separado.
Flujos directos e inversos
Se transmite la transmisión principal (es decir, directa) del módulo de red central. Esto significa que las líneas ópticas segmentan el flujo de datos general res altando los campos de dirección. Por lo tanto, cada dispositivo de abonado "lee" solo información destinada específicamente para él. Este principio de distribución de datos puede llamarse demultiplexación.
A su vez, el flujo inverso usa una línea para transmitir datos de todos los suscriptores conectados a la red. Así se utiliza el esquema de garantías múltiplesacceso de tiempo compartido. Para eliminar la posibilidad de cruce de señales de varios nodos receptores de información, el dispositivo de cada suscriptor tiene su propio horario individual para el intercambio de datos, ajustado por demora. Este es el principio general por el cual se implementa la tecnología PON en términos de la interacción del módulo receptor-transmisor con los usuarios finales. Sin embargo, la configuración del diseño de la red puede tener diferentes topologías.
Topología punto a punto
En este caso, se utiliza un sistema P2P, que se puede realizar tanto para estándares comunes como para proyectos especiales que involucren, por ejemplo, el uso de dispositivos ópticos. En cuanto a la seguridad de los datos del punto de abonado, este tipo de conexión a Internet proporciona la máxima seguridad posible para este tipo de redes. Sin embargo, el tendido de una línea óptica para cada usuario se realiza por separado, por lo que el costo de organizar dichos canales aumenta significativamente. De alguna manera, esta no es una red general, sino individual, aunque el centro con el que trabaja el nodo suscriptor también puede servir a otros usuarios. En general, este enfoque es apropiado para grandes suscriptores, para quienes la seguridad de la línea es especialmente importante.
Topología en anillo
Este esquema se basa en la configuración SDH y se implementa mejor en redes troncales. Por el contrario, las líneas ópticas de tipo anillo son menos eficientes en el funcionamiento de las redes de acceso. Entonces, al organizar una carretera de la ciudad, la ubicaciónlos nodos se calculan en la etapa de desarrollo del proyecto, sin embargo, las redes de acceso no brindan la oportunidad de estimar el número de nodos suscriptores por adelantado.
Bajo la condición de conexión temporal y territorial aleatoria de suscriptores, el esquema de anillo puede ser mucho más complicado. En la práctica, tales configuraciones a menudo se convierten en circuitos rotos con muchas ramas. Esto sucede cuando la introducción de nuevos abonados se realiza a través del desfase de los segmentos existentes. Por ejemplo, se pueden formar bucles en la línea de comunicación, que se combinan en un cable. Como resultado, aparecen cables "rotos", lo que reduce la confiabilidad de la red durante el funcionamiento.
Características de la arquitectura EPON
Los primeros intentos de construir una red PON cercana en cobertura de consumo a la tecnología Ethernet se realizaron en el año 2000. La arquitectura EPON se convirtió en la plataforma para desarrollar principios de redes y la especificación IEEE se introdujo como estándar principal, sobre la base de los cuales se han desarrollado soluciones separadas para organizar redes PON. La tecnología EFMC, por ejemplo, sirvió una topología de punto a punto utilizando par de cobre trenzado. Pero hoy en día este sistema prácticamente no se usa debido a la transición a la fibra óptica. Como alternativa, las tecnologías basadas en ADSL siguen siendo áreas más prometedoras.
En su forma moderna, el estándar EPON se implementa de acuerdo con varios esquemas de conexión, pero la principal condición para su implementación es el uso de fibra. Además de aplicar diferentes configuraciones, la tecnología de conexión PON estándar de EPON tambiénprevé el uso de algunas variantes de transceptores ópticos.
Características de la arquitectura GPON
La arquitectura GPON permite implementar redes de acceso basadas en el estándar APON. En el proceso de organización de la infraestructura, se practica aumentar los anchos de banda de la red, así como crear condiciones para una transmisión más eficiente de las aplicaciones. GPON es una estructura de trama escalable que permite servir a los suscriptores a velocidades de flujo de información de hasta 2,5 Gbps. En este caso, los flujos inverso y directo pueden operar tanto al mismo como con diferentes modos de velocidad. Además, una red de acceso en configuración GPON puede proporcionar cualquier encapsulación en un protocolo de transporte síncrono independientemente del servicio. Si solo es posible la división de banda estática en SDH, entonces el nuevo protocolo GFP en la estructura GPON, manteniendo las características de la trama SDH, hace posible la asignación dinámica de bandas.
Ventajas de la tecnología
Entre las principales ventajas de las fibras ópticas en el esquema PON, no existen enlaces intermedios entre el receptor-transmisor central y los suscriptores, economía, facilidad de conexión y facilidad de mantenimiento. En gran medida, estas ventajas se deben a la organización racional de las redes. Por ejemplo, la conexión a Internet se proporciona directamente, por lo que la falla de uno de los dispositivos de suscriptores adyacentes no afecta su rendimiento de ninguna manera. Aunque la matriz de usuarios, por supuesto, se combina conectándose a un módulo central, desdeque depende de la calidad del servicio para todos los participantes de la infraestructura. Por separado, vale la pena considerar la topología en forma de árbol de P2MP, que optimiza los canales ópticos tanto como sea posible. Debido a la distribución económica de líneas para recibir y transmitir información, esta configuración asegura la eficiencia de la red, independientemente de la ubicación de los nodos suscriptores. Al mismo tiempo, se permite la entrada de nuevos usuarios sin cambios fundamentales en la estructura existente.
Desventajas de la red PON
La amplia aplicación de esta tecnología aún se ve obstaculizada por varios factores importantes. El primero es la complejidad del sistema. Las ventajas operativas de este tipo de red solo se pueden lograr si se completa inicialmente un proyecto de alta calidad, teniendo en cuenta muchos matices técnicos. A veces, la salida es la tecnología de acceso PON, que prevé la organización de un esquema tipológico simple. Pero en este caso, debe prepararse para otro inconveniente: la f alta de posibilidad de reserva.
Pruebas de red
Cuando se han completado todas las etapas del desarrollo inicial del esquema de red y se han completado las medidas técnicas, los especialistas comienzan a probar la infraestructura. Uno de los principales indicadores de una red bien ejecutada es el índice de atenuación de línea. Los probadores ópticos se utilizan para analizar el canal en busca de áreas problemáticas. Todas las medidas se realizan en la línea activa utilizando multiplexores y filtros. Una gran red de telecomunicaciones generalmente se prueba utilizandoreflectómetros ópticos. Pero dicho equipo requiere una formación especial por parte de los usuarios, sin mencionar el hecho de que los grupos de expertos deben ocuparse de la interpretación de los reflectogramas.
Conclusión
Para todos los desafíos de la migración a las nuevas tecnologías, las empresas de telecomunicaciones están adoptando rápidamente soluciones verdaderamente efectivas. Los sistemas de fibra óptica, que no son simples en el diseño técnico, también se están extendiendo gradualmente, que incluyen la tecnología PON. Rostelecom, por ejemplo, comenzó a introducir nuevos servicios de formato en 2013. Los residentes de la región de Leningrado fueron los primeros en obtener acceso a las capacidades de las redes ópticas PON. Lo que es más interesante, el proveedor de servicios proporcionó infraestructura de fibra óptica incluso a las aldeas locales. En la práctica, esto permitió a los suscriptores utilizar no solo las comunicaciones telefónicas con acceso a Internet, sino también conectarse a la transmisión de televisión digital.
