Проведите сравнительный анализ технологий доступа к квартирным абонентам.
Самыми распространенными технологиями доступа к квартирным абоентамявляются: xDSL, PLC, гибридные оптико-коаксиальные сети (FTTx). Опишем достоинство и недостатки каждой технологии.
FTTx- технология организации сетей доступа с доведением оптического волокна до определенной точки. FTTH подразумевает доведение оптического волокна до квартиры или частного дома пользователя. Существует два типа организации FTTH сетей:
Решение на базе Ethernet
В решении Ethernet FTTH для коммутации линий подразумевается использование коммутаторов с оптическими портами или оптическими трансиверами. Коммутаторы объединяются либо в «кольцо» Ethernet (GE или 10GE), либо по топологии «звезда» и располагаются на цокольном или чердачном этаже (в зависимости от способа заведения магистрального волокна в дом). К портам коммутатора подключаются устройства конечных пользователей. Такой подход обеспечивает высокий уровень надежности за счет возможности резервирования оптических каналов, и обеспечивает преемственность с существующей «медной» инфраструктурой. К недостаткам Ethernet FTTH можно отнести узкую полосу пропускания и недостаточные возможности масштабирования.
На территории абонента (в квартире или коттедже) используются устройства CPE (CustomerPremiseEquipment).
Решение на базе PON
При использовании решения на базе PON - пассивной оптической сети - для развертывания сети FTTH оптоволоконная линия распределяется по абонентам с помощью пассивных оптических разветвителей (сплиттеров) с коэффициентом деления от 1:2 до 1:128.
В стандартной оптической сети PON на стороне провайдера связи используются OLT (OpticalLineTerminal), а в качестве абонентских устройств применяются ONT (OpticalNetworkTerminal).
ONT представляет из себя более сложное устройство, чем CPE, используемого в Ethernet решении. Кроме функций предоставления широкополосного доступа и поддержки сервисов, ONT должен поддерживать дополнительные функции, которые обусловливают значительно более высокую стоимость устройства ONT для архитектуры PON, чем устройства Ethernet FTTH CPE.
DSL является достаточно новой технологией, позволяющей значительно расширить полосу пропускания старых медных телефонных линий, соединяющих телефонные станции с индивидуальными абонентами. Любой абонент, пользующийся в настоящий момент обычной телефонной связью, имеет возможность с помощью технологии DSL значительно увеличить скорость своего соединения, например, с сетью Интернет. Следует помнить, что для организации линии DSL используются именно существующие телефонные линии; данная технология тем и хороша, что не требует прокладывания дополнительных телефонных кабелей. В результате вы получаете круглосуточный доступ в сеть Интернет с сохранением нормальной работы обычной телефонной связи. Благодаря многообразию технологий DSL пользователь может выбрать подходящую именно ему скорость передачи данных — от 32 Кбит/сдо более чем 50 Мбит/с. Данные технологии позволяют также использовать обычную телефонную линию для таких широкополосных систем, как видео по запросу или дистанционное обучение. Современные технологии DSL приносят возможность организации высокоскоростного доступа в Интернет в каждый дом или на каждое предприятие среднего и малого бизнеса, превращая обычные телефонные кабели в высокоскоростные цифровые каналы. Причем скорость передачи данных зависит только от качества и протяженности линии, соединяющих пользователя и провайдера. При этом провайдеры обычно дают возможность пользователю самому выбрать скорость передачи, наиболее соответствующую его индивидуальным потребностям.
Существует несколько различных видов DSLтехнологии, которые отличаются скорость передачи и симметрией (симметричные и ассиметричные). Приведем несколько вариантов, которые чаще всего применяются:
ADSL.Данная технология является асимметричной, то есть скорость передачи данных от сети к пользователю значительно выше, чем скорость передачи данных от пользователя в сеть. Такая асимметрия, в сочетании с состоянием «постоянно установленного соединения» (когда исключается необходимость каждый раз набирать телефонный номер и ждать установки соединения), делает технологию ADSL идеальной для организации доступа в сеть Интернет, доступа к локальным сетям (ЛВС) и т.п. Обеспечивает скорость «нисходящего» потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость «восходящего» потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. ADSL позволяет передавать данные со скоростью 1,54 Мбит/с на расстояние до 5,5 км по одной витой паре проводов.Скорость передачи порядка 6 — 8 Мбит/с может быть достигнута при передаче данных на расстояние не более 3,5 км по проводам диаметром 0,5 мм.
HDSL. Технология HDSL предусматривает организацию симметричной линии передачи данных, то есть скорости передачи данных от пользователя в сеть и из сети к пользователю равны. Благодаря скорости передачи (1,544 Мбит/спо двум парам проводов и 2,048 Мбит/с по трем парам проводов) телекоммуникационные компании используют технологию HDSL в качестве альтернативы линиям T1/E1. Хотя расстояние, на которое система HDSL передает данные (а это порядка 3,5 — 4,5 км), меньше, чем при использовании технологии ADSL, для недорогого, но эффективного, увеличения длины линии HDSL телефонные компании могут установить специальные повторители. Использование для организации линии HDSL двух или трех витых пар телефонных проводов делает эту систему идеальным решением для соединения УАТС, серверов Интернет, локальных сетей и т.п. Технология HDSL2 является логическим результатом развития технологии HDSL. Данная технология обеспечивает характеристики, аналогичные технологии HDSL, но при этом использует только одну пару проводов.
VDSL.Технология VDSL является наиболее «быстрой» технологией xDSL. Она обеспечивает скорость передачи данных «нисходящего» потока в пределах от 13 до 52 Мбит/с, а скорость передачи данных «восходящего» потока в пределах от 1,5 до 2,3 Мбит/с, причем по одной витой паре телефонных проводов. В симметричном режиме поддерживаются скорости до 26 Мбит/с. ТехнологияVDSL может рассматриваться как экономически эффективная альтернатива прокладыванию волоконно-оптического кабеля до конечного пользователя. Однако, максимальное расстояние передачи данных для этой технологии составляет от 300 метров до 1300 метров. То есть, либо длина абонентской линии не должна превышать данного значения, либо оптико-волоконный кабель должен быть подведен поближе к пользователю (например, заведен в здание, в котором находится много потенциальных пользователей). Технология VDSL может использоваться с теми же целями, что и ADSL; кроме того, она может использоваться для передачи сигналов телевидения высокой четкости (HDTV), видео по запросу и т.п.
Технология PLC(PowerLineCommunication) (BPL(BroadbandPowerLine)) использует в качестве среды передачи электрическую проводку здания. Данная технология может работать только в пределах одной подстанции.Оборудование работает на базе OFDM – модуляции и рассчитано на сети с напряжением LV (0,4 кВ) и MV (6-36 кВ).Максимальная скорость передачи составляет 14 Мб/с (HomePlug1.0) и 200 Мб/с (HomePlug AV).Дальность до 10 км, топология - общая шина. Для защиты информации используется алгоритм 3DES. Поддерживает ф-ииQoS (4-х уровневая сис-ма приоритетов, возможность сегментации сети)
Сферы применения PLC:
Интернет
Телефония
Видео
Локальная сеть
СКУД(сис-ма контроля и управления доступом)
АСКУЭ (автоматизированные сис-мы контроля и учета электроэнергии)
Из перечисленных выше технологий самой применяемой в современных телекоммуникационных сетях является xDSLтехнологии, т.к. она обеспечивают высокую скорость передачи данных и оставляют возможность пользователям пользоваться обычной телефонной связью, несмотря на то, что эта технология использует для своей работы абонентскую телефонную линию. Но сейчас все чаще стали применять технологию FTTH, т.к. стараются довести оптоволокно как можно ближе до абонента.
Опишите особенности, назначение, принципы организации технологий волнового и плотно-волнового мультиплексирования. Опишите место и роль технологии волнового мультиплексирования среди других сетевых технологий.
WDM – это технология передачи в оптических системах с разными длинами волн, когда два и более оптических сигнала объединяются и передаются по одному общему каналу.
Место WDM среди других сетевых технологий
Цель – повышение пропускной способности оптических каналов связи.
Достоинства технологий xWDM
* Прозрачность. Поскольку xWDM – это архитектура физического уровня, она может прозрачно поддерживать мультиплексирование с разделением по времени (TDM) и форматы данных ATM, Gigabit Ethernet, ESCON и Fiber Channel с открытыми интерфейсами на общем физическом уровне.
* Масштабируемость. xWDM может использоваться для быстрого наращивания емкостей в соединениях «точка-точка» и сегментах существующих колец SONET/SDH.
* Динамическое обеспечение сети (Dynamic Provisioning). Позволяет провайдерам осуществить стратегическое распределение полосы пропускания (Strategic Bandwidth Allocation), т.е. довести оптические каналы до отдельных зданий.
Классификация технологий WDM
* WWDM (Wideband WDM - волновое) – расстояние между каналами более 50 нм. Используется для объединения частотных диапазонов 1310 и 1550 нм.
* CWDM (Coarse WDM) – позволяет передавать по оптическому волокну до 8 мультиплексных каналов в окне 1550 нм с расстоянием между каналами 200 ГГц и более (ITU-T G.694.2).
Используется в основном в небольших оптических сетях. Это упрощенная версия технологии DWDM.
* DWDM (Dense WDM - плотно-волновое). По одному кабелю (по одной моде) может передаваться до 64-х каналов. Минимальный разнос несущих частот составляет 100 ГГц (ITU G.694.1).
* HDWDM (High DENSE WDM). По одной моде может передаваться более 64 каналов. Минимальный разнос несущих частот составляет 25-50 ГГц.
* EWDM позволяет совмещать оптические каналы DWDM с оптическими каналами CWDM. (это не глобальная технология)
CWDM+DWDM=EWDM
EWDM MUX/DEMUX позволяют совместить до 8 длин волн DWDM и 8 каналов CWDM.
Число каналов в полосе прозрачности оптоволокна
Уровень |
Частотный диапазон, ГГц |
Число каналов |
STM1 |
3,11 |
1300 |
STM16 |
5,5 |
320 |
STM64 |
50 |
80 |
STM256 |
200 |
20 |
Основные элементы сетей xWDM
* xWDM – мультиплексоры/демультиплексоры (линейные мультиплексоры)
* xWDM – мультиплексоры ввода/вывода (OADM)
* xWDM – транспондеры, преобразующие оптические сигналы (одномодовые или многомодовые) от оборудования пользователя к одной из xWDM длин волн
* Оптические усилители (ОА)
* Компенсаторы дисперсии (DCU)
Структура xWDM системы
LTE - передатчик ITU-T
OEO – транспондер
Функции транспондера
1. Основная задача – преобразование «обычного» широкополосного сигнала в формат «приемлемый» для xWDM системы.
2. М.б. интегрирован в клиентское оборудование в виде WDM интерфейса (CWDM, DWDM)
3. В дополнение к функциям преобразования может обеспечивать мультиплексирование нескольких клиентских сигналов в один WDM канал.
Характеристики xWDM систем
* Основным параметром аппаратуры xWDM является интервал в длинах волн оптического излучения соседних каналов (8нм=100ГГц)
* Дальность связи с использованием технологии xWDM достигает 160км
* Для систем xWDM различают три типа усилительных участков:
- L – до 80км (суммарное затухание -22дБ)
- V – до 120км (затух. – 33дБ)
- U – до 160км (затух. – 44дБ)