3 Обґрунтування рішень при проектуванні мm

3.1 Вибір побудови магістральної мережі

Типова структура мережі припускає наявність трьох рівнів: доступ, магістраль і ядро. У центрі (ядро) перебувають високопродуктивні платформи для швидкої комутації трафіку з підтримкою протоколів динамічної маршрутизації; тут же забезпечується підключення до вищих провайдерів і розташовуються сервісні центри.

Основними магістральними технологіями на сьогодні є наступні: SDH, ATM, EoSDH, Gigabit/10 Gigabit Ethernet.

SDH - телекомунікаційна технологія з комутацією каналів, створена і оптимізована для передачі оцифрованих голосових потоків зі швидкістю 64кбіт/с. SDH далеко не найефективніша технологія щодо використання транспортного ресурсу, але зате, в силу своєї специфіки, надійна у відношенні стабільних параметрів передачі.

Технологія ATM була задумана як універсальна технологія для наскрізної передачі мультисервісного трафіку по мережах будь-якого типу та рівня. Це означає, що вона може використовуватися і в мережах з комутацією каналів (SDH), і в мережах з комутацією пакетів (Ethernet), причому як в магістралях, так і на останній милі.

Головний недолік мереж з технологією ATM полягає в їхній повній несумісності з жодною з існуючих мереж. Плавний перехід на ATM у принципі неможливий, потрібно міняти відразу все обладнання, а вартість його поки що дуже висока.

Технологія Gigabit Ethernet (гігабітний стандарт Ethernet) - це високошвидкісні локальні мережі стандарту IEEE 802.3z. Дана технологія дозволяє використовувати смугу пропускання в 10 разів більшу, ніж технологія Fast Ethernet.

Комплекс технологій l0 Gigabit Ethernet призначений для побудови супершвидкісної магістральних з'єднань в мережах IEEE 802.3/Ethernet. Як випливає з назви, технології цього комплексу забезпечують можливість передачі даних по магістральних з'єднанням ЛВС Ethernet на швидкості 10 Гбіт/сек.

Один з потенційних недоліків Gigabit Ethernet в тому, що технологія Ethernet у чистому виді не призначена для підтримки трафіку реального часу, такого, як мова і відео. Для таких пакетів повинні бути прийняті досить серйозні заходи щодо забезпечення якості обслуговування, щоб вони перебували вчасно і без затримки.

3.2 Вибір мережевих технологій для мережі рівня доступу

Для з’єднання рівня доступу та магістралі необхідно використовувати оптичне волокно. Переваги оптоволоконного типу зв'язки:

• по оптоволоконній лінії можна передавати інформацію зі швидкістю порядку 1000 Гбіт/с і більше;

• дуже мале загасання світлового сигналу у волокні, що дозволяє будувати волоконно-оптичні лінії зв'язку довжиною до 100 км і більш без регенерації сигналів;

• стійкість до електромагнітних перешкод з боку навколишніх мідних кабельних систем, електричного обладнання (лінії електропередачі т.і.) і погодних умов;

• захист від несанкціонованого доступу. Інформацію, що передається по волоконно-оптичним лініям зв'язку, практично не можна перехопити не руйнуючим кабель способом;

• довговічність — термін служби волоконно-оптичних ліній зв'язку становить не менш 25 років.

Розвиток технології оптичних кабельних систем і поступове витіснення традиційних мідних кабелів оптичними призвело до появи концепції оптичних широкосмугових мереж доступу. В даний час концепція оптичних абонентських мереж, що отримала назву FTTx, широко застосовується для побудови мереж доступу. Варіанти реалізації концепції FTTx також поділяються на PON (Passive optical network) та AE (Active Ethernet).

Технології FTTx

В даний час вже є ціла концепція абонентських кабельних мереж нового покоління. Пов'язана вона з сімейством концепцій FTTx, Відповідно, замість х додаються різні пункти доведення оптичного транспорту до користувача (рис.3.1):

• FTTB (Fiber To The Building) - оптична система передачі до будинку;

• FTTN/FTTC (Fiber To The Node) - оптична система передачі до вузла;

• FTTO (Fiber To The Office) - оптична система передачі до офісу;

• FTTH (Fiber To The Home) - оптична система передачі до квартири;

Рисунок 3.1 - Варіанти побудови мереж FTTx

Широка смуга систем FTTx відкриває нові можливості надання абонентам більшого числа нових послуг.

Сьогодні на оптичній ділянці найбільш популярні три групи технологій: пасивних оптичних мереж (PON), Ethernet (у комутованому варіанті) і гібридних коаксіально-оптичних мереж (HFC).

Технологія FTTB - волокно до будинку, тобто до кожного будинку підходить оптико-волоконний канал, що забезпечує повну захищеність переданого сигналу від електромагнітних і радіочастотних перешкод, дає можливість надати високі швидкості доступу. Це найбільш затребувана сьогодні технологія будівництва нових широкосмугових мереж. Причина цьому - зниження за останні роки ціни на оптичний кабель, появу дешевих оптичних приймачів, передавачів. Використання оптики в FTTB дозволяє використовувати для передачі даних технологію Metro Ethernet, яка в порівнянні з DOCSIS приносить відчутне збільшення у швидкості передачі даних.

Ethernet-комутатор або DSLAM-мультиплексор в будівлі (як правило, в підвальному або горищному приміщенні) підключається до точки присутності з використанням одного або пари оптичних волокон (активний Ethernet). Агрегований трафік будівлі передається через це з’єднання з використанням стандарту Gigabit Ethernet або 10 Gigabit Ethernet. З'єднання між абонентами і комутатором будівлі можуть здійснюватися з використанням кручений пари, на базі одного з механізмів Ethernet-транспорту в залежності від середовища передачі для вертикальних каналів.

FTTH - це технологія прокладки волокна в будинок. Враховуючи, що абоненти проживають в основному в багатоквартирних будинках, FTTH означає, на відміну від FTTB, доведення оптичного волокна до квартири абонента.

FTTH реалізується, як правило, в двох конфігураціях оптоволоконних підключення: пасивні оптичні мережі (PON) і традиційна технологія активних оптичних мереж Ethernet «точка-точка». Кожен з терміналів оптичної мережі (ONT) у приміщенні абонента підключається окремою жилою до порту комутатора в точці присутності або до оптичного сплітеру, від якого до точки присутності прокладається загальна оптоволоконна лінія. У випадку підключення за схемою «точка-точка» застосовуються стандарти передачі 100BASE-LX або 1000BASE-LX.

Рисунок 3.2 Приклад обраного варіанта побудови мережі доступу

Технологія Active Ethernet є досить молодою і вперше була запропонована в 2004 році як складова частина стандарту IEEE 802.3ah. Незважаючи на це, Active Ethernet є одним з популярних методів розгортання мережі FTTH. Active Ethernet конкурує з PON технологією у всіх її можливих варіантах (EPON, BPON, GPON, WDM PON).

Основні переваги:

а) широкосмуговий доступ. Кожен користувач може отримати до

100 Мбіт/с. Саме ця перевага і дозволяє використовувати дану технологію для надання послуг triple-play;

б) простота. Active Ethernet дуже проста в інсталяції кабельної системи і не потребує сплітер, на відміну від PON технології. Крім того, вона дуже проста в управлінні, оскільки Ethernet switch розташовується в OSP (OutSide Plant). При використанні цієї технології немає обмежень на відстань від Центрального офісу до оптичного сплітера і від сплітера до будівлі.

Головний недолік технології: наявність активного обладнання в кожній будівлі, де підключенні абоненти, яке потрібно тримати в захисній шафі. Також активне обладнання чутливе до зникнення електроенергії, та вандалізму.

Для побудови мережі FTTH та FTTN використовується технологія PON. Основними відмінностями PON від класичних оптичних каналів зв'язку є використання для агрегації трафіку пасивного обладнання (оптичних сплітеров) і висока щільність портів.

Мережа PON складається з декількох елементів — комутатора на вузлі зв'язку, ліній зв'язку з пасивними сплітерами у вузлах мережі й модемів на стороні абонентів. До кожного модему надходять усі пакети від комутатора, а під час передачі використовується часове мультиплексування кадрів.

xDSL - сімейство технологій абонентського доступу типу «точка-точка», що дозволяє надавати послуги передачі даних, голосу і відео по звичайних телефонних дротах між обладнанням постачальника послуг мережевого доступу NAP (Network Access Provider) і вузлом споживача. Основні технології сімейства являються – ADSL, ADSL2/2+,VDSL,VDSL2.

У сучасних оптичних мережах доступу можуть використовуватися різні топології мережі. Вибір оптимальної топології залежить від цілого ряду чинників, пов'язаних з конкретними умовами проектування (щільність абонентів, їх розташування, види послуг і т.д.), а також від базової оптичної технології. У таблиці 3.1 наведено порівняння основних мережевих технологій.

Таблиця 3.1 – Порівняння мережевих топологій

Особливості	Зірка	Лінійна	Кільце
Можливість використання недорогого активного обладнання без підтримки STP	Так	Так	Немає
Збереження працездатності всіх користувачів мережі у випадку ушкодження кабелю.	Немає	Немає	Так
Можливість організації додаткового (резервного) каналу без перебудови топології мережі.	Немає	Так	Так
Збереження зв'язку між вузлами у випадку відмови центрального обладнання.	Немає	Чим ближче до головного вузла тим більше відкаже вузлів	Так
Мала залежність від особливостей місця будівництва.	Так	Так	Немає

Рисунок 3.3 Варіанти топологій для мережі доступу багатоповерхової забудови