Файл: 2. Исследование основных аспектов практического применения технологии pon и ее перспективы 17.docx

Р ЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа посвящена вопросам применения технологий PON. В работе приведены перспективы и сценарии развития технологий PON.
Выпускная квалификационная работа содержит 54 страниц, 5 таблиц, 18 рисунков. Выпускная квалификационная работа выполнена с использованием 23 источников.
Ключевые слова: оптические сети, пассивные оптические сети, сеть доступа, технология PON.



Содержание

Введение

Создающаяся сегодня глобальная информационная инфраструктура (ГИИ), включающая мобильную связь, Интернет и новые инфокоммуникационные услуги, оказывает огромное влияние на элементы традиционных сетей связи. В настоящее время происходит переход к пакетной коммутации и мультисервисным сетям следующего поколения NGN (Next Generation Networks), вытесняя традиционную телефонию.

Современный этап развития характеризуется все большим распространением оптически сетей, что обусловлено их способностью передавать большие объемы информации за короткий промежуток времени, что дает возможность увеличить уровень качества звука или видеосигнала, передаваемых по сети.

Важнейшая задача, состоящая перед современными телекоммуникационными сетями доступа состоит в решении проблемы «последней мили», возможности предоставления максимальной полосы пропускания абонентами при условии минимальных затрат.

---

Значение технологии PON состоит в том, что между приемопередающим модулем центрального узла Optical line terminal (OLT) и удаленными абонентскими узлами ONT (Optical network terminal) формируется полностью пассивная оптическая сеть, которая имеет топологию дерева.

Преимущества пассивных оптических сетей PON состоят в их долговечности, низком затухании сигнала, высокой пропускной способности – все эти преимущества позволяют широко применять их для построения экономически эффективных сетей доступа FTTX.

Целью данной работы является исследование практического применения и перспектив PON.

Исходя из поставленной цели, в рамках данной работы предлагается решение следующих задач:

- рассмотрение эволюции оптических сетей доступа;

- изучение принципа работы, структуры и свойств технологии PON;

- анализ направлений использования технологии PON в сетях доступа;

- оценка практического применения технологий PON;

- разработка перспективных направлений развития технологии PON.

Объектом исследования в работе выступает технология PON.

Предметом исследования в работе являются перспективы применения технологий PON.

В данной работе были использованы следующие работы в области исследования технологии PON: Алексеев а Е.Б., Булавкина И.А., Попова А.Г., Попова В.И., Бубличенко Н., Гольдштейна А. Б., Соколова Н. А., Горнака А., Долотова Д.В., Никитина А.В., Никульского И.Е., Филиппова А.А., Петренко И.И., Убайдуллаева P.P., Полунина А., Русаковой Е. А., Склярова O.K., Заркевича Е.А., Устинова С.А., Тарасова A.B. и др.

Теоретической и методологической основой данной работы стали труды ведущих отечественных и зарубежных специалистов, раскрывающие эволюцию оптических сетей доступа, принципы работы и свойства технологии PON.

В работе использовались материалы научных конференций и семинаров по изучаемой тематике, материалы периодических изданий, а также информация официальных сайтов по вопросам практического применения технологии PON.

Практическая значимость работы состоит в разработке перспективных направлений технологии PON.

При проведении исследования настоящей темы использовались методы анализа и синтеза, логический, сравнительный, системно-структурный, метод описания и изложения.

---

Структура работы представлена введением, двумя главами, заключением и библиографическим списком.

---

1. Теоретические аспекты реализации технологии PON

1.1. Эволюция оптических сетей доступа

Имеются всего три вида информации для передачи в сети электросвязи: голос, данные и видео (по выражению Б.С. Гольдштейна – «три источника электросвязи») [1]. В настоящее время совокупность этих трех видов связи часто называют Triple Play (дословно с англ. – «тройная игра»), а с добавлением еще и мобильной связи – Quadro Play («четверная игра») [2]. Для передачи информации определенного вида человечество создало соответствующие сети электросвязи на базе соответствующих технологий, эволюция которых показана на рисунке 1.1.



Рисунок 1.1. - Эволюция сетей и технологий связи [3]
Первая в мире сеть электросвязи (первая половина XIX века) – телеграфная, предназначена для передачи данных (текста). Телеграфные сети изначально были с канальной коммутацией, а позже – и с коммутацией сообщений.

В начале XX века возникли телефонные сети – для передачи только речи (в конце XX века ее стали пользовать и для передачи данных при помощи модемной связи). В телефонных сетях используется только канальная коммутация сигналов.

Для передачи видеоизображений с середины XX века используются сети эфирного телевизионного вещания. Это, как правило, некоммутируемые сети с односторонней передачей.

В 60-е годы XX века для передачи данных были созданы первые сети с пакетной коммутацией на базе протокола Х.25, которые обладали низкой скоростью передачи (несколько Кбит/с), но они могли работать даже по низкокачественным аналоговым каналам тональной частоты (ТЧ).

В 70-х годах ХХ века впервые была разработана концепция мультисервисной сети - цифровая сеть с интеграцией служб ISDN (Integrated Service Digital Network).

Первые два поколения сотовых сетей 1 и 2G (например, сети стандартов NMT и GSM) обеспечивали передачу только голосовых сообщений. Позже в сети GSM появилась возможность передачи коротких сообщений SMS, а далее – и мультимедийных (голос+видео) сообщений MMS (так называемые стандарты 2,5G).

Первоначально сеть Интернет, созданная в начале 90-х годов 20 века, была предназначена только для передачи данных (текстовой и графической информации). В дальнейшем она стала также мультисервисной (данные+видео+голос) [4].

---

В настоящее время уже построены мультисервисные сети следующего поколения NGN (Next Generation Network), к которым будут мигрировать все существующие сети. Эти сети предоставляют пакет услуг Triple Play по передаче голоса, видео и данных по единой пакетной транспортной сети. В перспективе (после 2015-2020 гг.) планируется переход к будущим сетям FN (Future Networks) для предоставления услуг, которые трудно или даже невозможно реализовать в рамках сетей NGN (например, контентная или контекстная передача информации в сети).

Сеть доступа обеспечивает унифицированное подключение различных терминалов к единой транспортной сети и состоит из абонентских линий (на металлических или оптических кабелях или радиоканалах) с подключенными к ним абонентскими оконечными устройствами и узлов доступа (местных станций коммутаций).

1.2. Принцип работы, структура и свойства технологии PON

PON (Passive Optical Network – пассивная оптическая сеть) – технология для оптической распределительной сети доступа. На современном этапе развития технология PON выступает в роли наиболее популярной технологии строительства сетей широкополосного доступа во всем мире.

Основными вариантами PON выступают технологии GPON (Gigabit PON) и GEPON (Gigabit Ethernet PON), которая имеет второй название - EPON. Основное отличие технологий GPON и EPON состоит в активном оборудовании. Пассивная инфраструктура этих технологий практически не имеет отличий.

Появление новых услуг связи и, в частности, интенсивное использование мультимедийного и видеообмена с сетью Интернет привело к существенному росту (вплоть до 1 Гбит/с) требований к скорости обмена, а значит, и к полосе пропускания сетей доступа. В этой ситуации стала востребованной технология пассивных оптических сетей PON (Passive Optical Network) [5].

Сеть PON использует оптическое волокно (ОВ) в качестве среды передачи, а значит, не имеет ограничений, присущих медной паре или коаксиальному кабелю. 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 – оптических сплиттеров (см. рисунок 1.2.).

---