Развитие технологий в компьютерных сетях

Развитие технологий в компьютерных сетях Выполнил: группы 450 КМК Антоненко А. В Проверил : Котлова Ю. Г. г. Красноярск 2015 г

Технологии FTTx - подключение Интернета • Многие компании стали постепенно переходить к использованию технологии FTTx в качестве основной для предоставления услуг в области доступа к сети Интернет. Теперь это уже не так сложно и дорого, как было несколько лет назад. Именно поэтому на рынке активно продвигается соответствующий продукт.

Технология PON • PON — это семейство быстро развивающихся, наиболее перспективных технологий широкополосного мультисервисного множественного доступа по оптическому волокну. Суть технологии пассивных оптических сетей, вытекающая из ее названия, состоит в том, что ее распределительная сеть строится без каких-либо активных компонентов: разветвление оптического сигнала осуществляется с помощью пассивных делителей оптической мощности — сплиттеров. Следствием этого преимущества является снижение стоимости системы доступа, уменьшение объема необходимого сетевого управления, высокая дальность передачи и отсутствие необходимости в последующей модернизации распределительной сети.

Что это такое? • Использование технологии FTTx предполагает привлечение волоконно-оптических решений для построения широкополосных сетей. Стоит описать, что подразумевается под этим новым понятием. FTTx – это термин, при помощи которого описывается общий подход к формированию кабельной сетевой инфраструктуры, в которой от узла связи до конкретного места, обозначаемого как «x» , доходит оптика, а далее, непосредственно до абонентов, прокладывается медный кабель. Вполне реально проложить оптику и непосредственно к абонентскому устройству. По большому счету использование технологии FTTx предполагает только физический уровень. Но под данным понятием скрывается и большое число технологий сетевого и канального уровня. Широкополосный доступ позволяет предоставлять огромное количество новых услуг.

Интерес к подобным сетям • На данный момент в качестве основного двигателя рынка FTTx называется массовый спрос на широкополосный доступ, а его очень сложно обеспечить, если использовать только ADSL. Оптические решения стали все активнее внедрять в крупных городах, и тут четко прослеживается тенденция к слиянию мелких операторов с более крупными, которые работают в федеральном масштабе. Технологии FTTx весьма активно используются в поселках, в которых инфраструктура изначально строилась на базе оптического тракта.

Рыночные перспективы • Развитие рынка FTTx на российский территории зависит не только от спроса на качественный контент, но и от числа крупных строительных проектов, а также обострения конкуренции среди поставщиков услуг широкополосного доступа. Благодаря динамическому строительству многоквартирных домов прокладка FTTx сетей становится очень быстрой и оправданной в экономическом плане, а конкуренция делает так, что стоимость доступа к Интернету становится все ниже. Несколько лет назад внимание операторов было направлено на корпоративного потребителя, а теперь все чаще рассматриваются обычные абоненты.

Особенность построения • Технологии FTTx до недавнего времени использовались операторами, не имевшими собственной инфраструктуры старого поколения, то есть делались из меди, и это объяснялось повышенной стоимостью формирования структур из оптоволокна. Однако в последние несколько лет интерес к новым сетям становится все большим. В числе причин этого можно назвать расширение спектра услуг, расширение пассивных оптических сетей (PON) и распространение Metro Ethernet, снижение стоимости оптоволоконной продукции, а также успехи некоторых операторов в сфере построения таких сетей.

Новые типы контента • Подключение по технологии FTTx становится все • Использование IP-TV видится многим экспертам наиболее логичным популярнее в свете того, что развитием событий. То есть только так пользователь сможет выбирать современные пользователи передачи, фильмы, а также время их просмотра. Именно поэтому все больше интересуются считается, что при массовом подключении по технологиям FTTx x. PON новыми типами контента с это уже будет вопрос не ближайшей пятилетки, а всего пары лет. видео и графикой высокого Каждый интернет-провайдер на данный момент понимает, что качества. Основным инвестиции в оптику представляют собой вложения на несколько катализатором внедрения десятков лет вперед, прибыль по которым будет превосходить затраты оптоволоконных систем стал в десятки раз. Именно этим можно объяснить активную скупку рост интереса к оптических линий, а также целый ряд пилотных проектов, в их числе и видеоуслугам. Перенос прокладка оптики непосредственно к абонентскому оборудованию центра тяжести с группового вещания на индивидуальное означает рост потребности абонентов в выделенной полосе пропускания, которая довольно скоро будет составлять до 100 мегабит в секунду на одно домохозяйство. Продажи жидкокристаллических телевизоров высокой четкости осуществляются все более быстрыми темпами, что говорит о потребности клиентов в получении услуг вещания телевизионных программ лучшего качества, чем то, что способно предложить аналоговое телевидение.

Какие есть риски? • В ближайшие годы Интернет по технологии FTTx не будет единственным вариантом, который способен гарантировать предоставление услуг по широкополосному доступу, но оптоволоконная инфраструктура обладает достаточно высоким потенциалом, что позволяет иметь уверенность в возврате всех инвестиций. На данный момент большая активность характерна для модернизации магистральных сетей, а рынок технологии FTTx пока находится на стадии изучения, проектирования и испытания. Однако сейчас наблюдается интерес операторов к элементам спектрального уплотнения, а также пассивным оптическим сплиттерам. Помимо этого, ожидается рост продаж оптических кроссов большой емкости, применяемых и в решениях FTTx

Виды архитектур • Технология FTTx (Ростелеком) включает несколько видов архитектур: - FTTN (Fiber to the Node) – оптоволокно доходит до сетевого узла; - FTTC (Fiber to the Curb) – оптоволокно доходит до микрорайона, квартала или нескольких домов; - FTTB (Fiber to the Building) – оптоволокно достигает здания; - FTTH (Fiber to the Home) – оптоволокно дотягивают до жилища. Основное их различие состоит в том, насколько близко оптический кабель подходит к пользовательскому терминалу. Первыми появившимися решениями были FTTN и FTTC. Первое решение на сегодняшний день используется исключительно как быстро внедряемое и бюджетное там, где имеется медная распределительная инфраструктура, а прокладка оптики является просто нерентабельной. Трудности, связанные с таким решением, известны всем: низкое качество предоставляемых услуг, связанное со специфическими проблемами медных кабелей, находящихся в канализации, значительное ограничение по скорости и числу подключений в одном кабеле. FTTC представляет собой улучшенный тип FTTN, которому не присущи недостатки, свойственные последнему. В случае использования FTTC медные кабели прокладываются только внутри зданий, а это означает, что они не подвержены разрушительным факторам, а также не имеют большой протяженности линии, значение имеет также качество медных жил, используемых при этом. Именно поэтому удается добиться большей скорости на участке без оптоволокна. Такое предложение действительно при подключении по технологии FTTx PON. Подобная архитектура ориентирована на операторов, которые уже активно используют технологию x. DSL, а также операторов кабельного телевидения. Благодаря реализации подобной архитектуры они смогут не только снизить затраты, но и увеличить количество подключенных пользователей, а также полосу пропускания, выделяемую каждому из них. Этот тип подключения в России чаще всего применяют операторы малых Ethernet-сетей, что связано с невысокой стоимостью медных решений, а также необходимостью в высокой квалификации исполнителя для монтажа оптического кабеля.

Факторы • Вопросы размещения оборудования, которое терминирует оптическую составляющую линии связи по технологиям FTTx x. PON, зависят от целого ряда причин: - наличия альтернативной инфраструктуры или ее отсутствия; - возможности разместить в доме активное оборудование; - количества подключаемых абонентов; - прочих. Специалисты говорят о том, что существует вполне конкретная классификация оконечных FTTx-устройств, которая привязана именно к точке «х» . Предлагаемый набор услуг зависит от типа и числа интерфейсов, используемых в оконечном устройстве, а также механизма для управления трафиком. При необходимости сохранения существующей инфраструктуры стоит ориентироваться на системы FTTC/FTTB, имеющие оптический uplink-интерфейс. Такие системы уместно использовать на крупных предприятиях, в жилых комплексах и бизнес-центрах, где имеется существующая медная инфраструктура

Оптические кабели • В сетях PON преимущественно используют одномодовые волокна, обеспечивающие передачу сигналов на большие расстояния. Классификация одномодовых волокон задается рекомендациями серии G. 65 x МСЭ-Т. Кроме того, характеристики таких волокон специфицированы в документе ISO/IEC 11801 (классы OS 1 и OS 2). • Наиболее широкое распространение в сетях связи получило классическое волокно с несмещенной дисперсией (рекомендация МСЭ-Т G. 652). Характеристики этого волокна оптимизированы для работы во втором окне прозрачности (1310 нм), где оно имеет очень низкую дисперсию. Кроме того, это волокно может использоваться в третьем (1550 нм) и даже в четвертом окне прозрачности (1625 нм). Существует волокно с несмещенной дисперсией, в котором удален так называемый гидроксильный пик между вторым и третьим окнами прозрачности. Его создание открыло новые возможности для повышения эффективности технологии спектрального уплотнения WDM. Характеристики волокна без гидроксильного пика определены в рекомендациях МСЭ-Т G. 652. C и G. 652. D. • Рост интереса к проектам FTTx привел к появлению рекомендации G. 657, в которой указаны характеристики волокон с низкими потерями на изгибах. При построении сети доступа и внутридомовой инфраструктуры вероятность резких изгибов кабеля гораздо выше, чем при строительстве магистралей: вспомним тесноту уличных монтажных шкафов и технологических помещений, а также зачастую не слишком высокую квалификацию монтажников, работающих на последней миле. Волокна для сетей доступа должны быть более устойчивы к изгибам, чем волокна магистральных кабелей, что и зафиксировано в рекомендации G. 657. Поэтому для выполнения монтажа внутри помещений абонента рекомендуется использовать оптические кабели с волокном типа Clear. Curve, отвечающие требованиям рекомендации G. 657 МСЭ-Т, их можно резко изгибать без существенного ухудшения их характеристик, что очень важно при монтаже кабелей в квартирах.

Сплиттеры и каплеры • Обычные сплиттеры делят оптический поток, «не вникая» в то, каковы длины волн его составляющих. Существует два основных типа сплиттеров – сплавные и планарные. • Сплавные сплиттеры выполнены по технологии FBT (Fused Biconical Taper) - два волокна с удаленными внешними оболочками сплавляют в элемент с двумя входами и двумя выходами (2: 2), после чего один вход закрывают безотражательным методом, формируя сплиттер 1: 2. Можно обеспечить разделение мощности и в других пропорциях, например 20: 80 (20% мощности сигнала идет в одно плечо, 80% – в другое), но в сетях PON, как правило, применяют сплиттеры 50: 50. Правда, на практике при делении сигнала всегда возникает некая погрешность, в результате которой в одно плечо уходит чуть больше мощности, скажем 51%. Последовательным соединением сплавных сплиттеров 1: 2 можно получить элементы с большими коэффициентами деления, но обычно у выполненных по этой технологии сплиттеров коэффициент деления не превышает 1: 8. • Планарные сплиттеры выполнены помощью технологии PLC (Planar Lightwave Circuit), когда на полупроводниковой пластине формируется множество микроделителей 1: 2, объединенных в сплиттер с нужным коэффициентом деления. Это позволяет изготавливать компактные и надежные сплиттеры с числом выходных волокон до 32. Планарные сплиттеры способны работать в более широком диапазоне температур (от -45°C до +85°C), чем сплавные (от -40°C до +75°C). Однако стоимость сплиттеров PLC выше стоимости сплиттеров FBT.

• Сплиттер (мультиплексор) WDM – сплиттер с двумя выходами, способный делить оптические потоки с учетом их спектральных составляющих, часто называют каплером. Идея увеличения пропускной способности одного волокна за счет передачи по нему нескольких информационных каналов, каждый – на своей длине волны, активно используется при создании PON-сетей следующего поколения (WDM-PON). • Существует несколько основных технологий изготовления мультиплексоров WDM. Одна из простейших схожа со сплавной технологией FBT, применяемой при производстве обычных сплиттеров. При сплавлении волокон из-за различия диаметров модового пятна могут быть выделены различные длины волн, а каскадирование таких устройств позволяет выделить много длин волн. К преимуществам элементов WDM, изготовленных по технологии FBT, относится невысокая стоимость, низкое затухание и возможность работы в широком частотном диапазоне, к недостаткам – невысокая волновая изоляция. • Другая технология – Thin Film Filters (TFF) основана на изготовлении тонкопленочных фильтров с помощью ионно-лучевого напыления. Такой фильтр состоит из нескольких слоев специальных материалов (каждый со своим индексом отражения), и прохождении через каждый слой отражается или передается сигнал с определенной длиной волны. Элементы WDM, построенные на основе TFF-фильтров, характеризуются низким уровнем затухания, дисперсии и отраженного сигнала, а также высокой волновой изоляцией. • Специалисты компании Инлайн Телеком Солюшнс успешно завершили проекты и сдали в коммерческую эксплуатацию решения, основанные на технологии GPON на базе оборудования Huawei (Китай) и ECI (Израиль) для компании Сибирьтелеком. В интересах компании Дальсвязь нами было проведено успешное тестирование оборудования GPON компании Alcatel.