дәріс.  Оптикалық қатынау технологиялары

Дәрістің мақсаты: студенттерді оптикалық қатынау технологияларымен таныстыру.

Мазмұны:

- оптикалық қатынау технологиясының негізгі ұғымдары;

- оптикалық қатынау технологиясының топологиясы.

Қызмет атқарудың көптеген көлемі пайдаланушылармен оптикалық технологияның қатынауымен көмек көрсететін  OAN (Optical Access Networks) – белсенді (FTTH, FTTB. FTTC, FTTCab жәнет.б.) немесе пассивті PON (Passive Optical Networks). Жаратылысы және рұқсат қатынауының ең жаңа технологиясының өрлеуімен, және дербес жағдайдың оптикалық технологиясымен, FSAN (Full Service Access Network) халықаралық консорциумен айналысады.

FTTx үлгілері:

-FTTA(Fiber Apartment to the) – пәтерге дейін оптикалық талшық;

-FTTB(Fiber Building to the) –ғимаратқа дейінгі оптикалық талшық;

-FTTC(Fiber Curb to the) –бөлгіш шкафқа дейінгі оптикалық талшық.;

-FTTCab(Fiber Cabinet to the) –телефондық аппаратқа дейінгі оптикалық талшық;

-FTTE(Fiber Exchange to the) - пайдаланушыға ең жақын орналасқан коммутаторға дейінгі оптикалық талшық;

-FTTH(Fiber Home to the) –үйге дейінгі оптикалық талшық;

-FTTMdu(Fiber MultiDwelling Unit to the) - шығырға/тұрғын үйге дейінгі оптикалық талшық;

-FTTN(Fiber Node to the) - түйіншекке дейінгі оптикалық талшық;

-FTTO(Fiber To The Office) - ОВ кабельден тұтынушының кеңсесіне дейін ;

-FTTOpt (Fiber To The Optimum) - ОК кабельден әлдебір үйлесімді, бір көзқарастан операторға және/немесе пайдаланушыға, нүктеге дейін;

-FTTP (Fiber Premises to the) - ОВ кабельден тұтынушының кеңсесіне дейін;

-FTTR (Fiber Remote Office to the) - оқшауланған байланыспен ОВ кабельінен жойылған модуль, концентратор, мультиплексорға немесе УАТС-қа шейін;

-FTTS (Fiber Subscriber to the) - абонентке дейінгі оптикалық талшық;

-FTTU (Fiber User to the) - пайдаланушыға дейінгі оптикалық талшық;

FTTx технологиясындағы АҚМЖ ұйымының мысалдары, 7.1 суретте келтірілген.

PON (passive optical networks) технологиясы - бейтарап оптикалық желілер кеңжиілікті мультисервисті оптикалық талшықты қатынау технологиясының ең тиімді түрі.

Бейтарап оптикалық желі технологиясының мәні, оның бөлгіш желісі ешбір белсенді компоненттерсіз құрылады.

7.1 сурет - FTTx технологиясындағы АҚМЖ ұйымдастыруының мысалдары

Оптикалық сигналдарды тану сплиттер және бейтарап қуат бөлгіштердің көмегімен жүзеге асады.

PON үлгілері:

- APON (ATM Passive Optical Network) - АТМ деректердің –инкапсулияциясын транспорттаушы бизнес-үлгі үшін пайдаланады, берілістің жылдамдығын 155 Мбит/с 20 километр аралыққа дейін. Базалық стандарты: APON:ITU – TG 983;

- BPON (Broadband Passive Optical Network) – APON артықшылығының  арқасында жүзеге асырылады, дербес жағдайда, спектрлік әдістің арнасының тығыздығы (Wavelength Division Multiplexing - WDM), бейне-үлгілер, берілістің жоғары жылдамдығы (622 Мбит/с және 1,2 Гбит/c). Базалық стандарты: BPON ITU - T G.983x;

- GPON (Gigabit Passive Optical Network) - бүгінгі күнде ең көп таралған PON, 2,5 Мбит/с жылдамдықпен симметриялы берілісті қамтамасыздандырады, Ethernet транспорттық хаттамаларын АТМ, IP желісін қолдайды. Базалық стандарты: GPON ITU - T G.984;

- EPON (Ethernet Passive Optical Network) – басқаша атауы " бірінші шақырымдағы Ethernet"(Ethernet First Mile in the) - 1,25 Гбит/с жылдамдыққа дейін симметриялы берілісті қамтамасыз етеді және Ethernet инкапсулияциясын пайдаланады. Базалық стандарты: EPON IEEE 802.3ah;

- GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) PON бейтарап оптикалық байланыс технологиясының бір түрі болып табылады және байланыс желісінің қазіргі түріне сәйкес жасалған. Ақпаратты (1,2 Гбит/с дейін) өте жоғары жылдамдықпен тасымалдайды. GEPON технологиясының негізгі артықшылығы, оптикалық талшық ресурс кабелін қолдануға мүмкіндік береді. Мысалы, 64 абонентті 20 км радиус аралығында қосуы үшін бір оптикалық талшық сегменті қажет;

- GEPON(10 Gigabit Ethernet Passive Optical Network) - GPON және EPON технологиясының  буданы 10 Гбит/с жылдамдықпен тасымалдайды. Базалық стандарты:10GEPON: IEEE 802.3av;

- TurboGEPON ақпаратты 2.5 Гбит/с жылдамдықпенабонентке дейін (downstream) және 1,25 Гбит/с жылдамдықпен абоненттен ары қарай (upstream) қамтамасыз етеді.

1)      "Сақина" - SDH базасының негізінде құрылған сақиналы топологиясы желілерде қолданылады, кемшілігі оны алдын ала қайда, қашан және неше абоненттің тораптар тағайындалғанын білу мүмкін емес (7.2 суретті қара). Пайдаланушы көлденең аумақтық және мезгілдік қосылған кезде сақина топологиясы ауытқуларға қатты ұшырауы мүмкін, жаңа абонеттерді қосу үшін сақинаны үзіп жаңа сегмент тармақтарын қосу қажет. Тәжірибе жүзінде ілгек (петля) бір кабельге қосылады, бұл сақинаның пайда болуына әкеліп соғады, көбінесе ол сынған немесе сығылған сақинаға (collapsedrings) ұқсайды. Бұл сақина желісінің сенімділігін төмендетеді.

7.2 сурет – "Сақина"               7.3 сурет – "Нүкте-нүкте" топологиясы

2) "Нүкте-нүкте"(P2P) - P2P топологиясы пайдаланушыға ешбір шектеу қоймайды (7.3 суретті қара). P2P басқа желі стандартына сәйкес қып жасалады және стандартқа сәйкес емес кезде (proprietary) оптикалық модемді қолданылады. Ақпаратты тарату және қорғауды өте жоғарғы деңгейде қамтамасыз етеді, егерде P2P желісіне қосылған болса. Оптикалық кабельді абонентке дейін жеке-жеке төсеу керек. Бұл жол өте қымбат және үлкен абоненттерге арналған.

Ethernet желісіне бұл топология қолдану керек. Кемшілігі әр торпатағы элемент жеке-жеке қорек көзін пайдаланады.

7.4 сурет – «Белсенді тораптары бар ағаш»     7.5 сурет – «Белсенді емес

4)"Белсенді емсе оптикалық бөлгіші бар ағаш PON(P2MP)" - PON архитектуасының негізінде нүкте-көп нүкте P2MP(point-to- multipoint) логикалық топологиясы қолданылады, PON топологиясының негізінде жасалған, бір орталықтанған торапқа ағаш тәріздес архитекура негізделген оптикалық талшық сегментін қосуға болады. Ол 10 абонентке дейін байланыстырады (7.5 суретті қара). Бұл ретте ағаш тәріздес кезеңдік тораптары шағын, толықтай бейтарап оптикалық сплиттермен байланысқан, қорек көзін және күтімді сұрамайды.