TDM va «TriplePlay» telekommunikatsiya xizmatlari kompleksini ta’minlashda PON texnologiyalaridan foydalanish
31.08.2010
Rukn: Sharh va fikr-mulohazalar.
Muallif: Asror Zokirov.

Passiv optic texnologiyalarining xususiyatlari
PON’ning passiv optik tarmoqlari asosidagi daraxtsimon topologiyasidan PON texnologiyasi asosidagi «nuqta — ko‘p nuqta» mantiqiy topologiyasidan foydalaniladi. Markaziy tugunning bitta portiga o‘nlab abonentni qamrab oluvchi daraxtsimon arxitektura asosidagi butun boshli optik-tolali segmentni ulash mumkin.

Bunda daraxtning oraliq tugunlarida manba va xizmat talab qilmaydigan zich, to‘liq passiv optik ajratgichlar(splitterlar) o‘rnatiladi.

Ko‘p nuqtali daraxtsimon topologiya abonentlar real joylashishini kelib chiqishi, optik kabelni yotqizishdagi xarajat va kabel tarmog‘idagi ekspluatatsiya optik tarmoqlagichlarni joylashishini optimallashtirishga olib keladi.

Kamchiligiga PON texnologiyasining murakkabligi va oddiy daraxt topologiyasida zahiralashning yo‘qligini kiritish mumkin.

PON tarmog‘ining xususiyatlari:
• bir tola bo‘ylab bir-biriga qarama-qarshi ikki uzunlikdagi (1550 nm va 1310 nm) to‘lqinni uzatuvchi daraxtsimon arxitektura.
• Daraxtning oraliq tugunlarida passiv optik tarmoqlagichlar joylashadi.
• TDMA ulanish usulidan foydalanish abonentlar orasida o‘tkazish polosasini moslashuvchan taqsimlanishiga yo‘l qo‘yadi.
• Markaziy tugundan kelayotgan bitta tolaga 32 ta abonent tugunlarini ulash mumkin.
• PON texnologiyasida kiruvchi trafikni keng ommaga yetkazib berishda oqimlarni spektral ajratishdan va chiquvchi kanalda esa vaqt bo‘yicha multipleksorlashdan foydalaniladi.
• Maksimal masofasi 20 km ni tashkil qiladi.

PON texnologiyasidagi asosiy terminlar quyidagilar:
Markaziy tugun OLT (optical line terminal) — markaziy ofisda o‘rnatiladigan qurilma. Bu qurilma SNI (service node interfaces) orqali magistral tarmoqlardan ma’lumotlarni qabul qiladi va abonent tugunlariga kiruvchi oqimga shakllantiradi.

Abonent tuguni ONT (optical network terminal) bir tomondan abonent interfeysiga, boshqa tomondan uzatishda 1310 nm to‘lqin uzunligida, qabul qilishda esa 1550 nm to‘lqin uzunligida PON daraxtiga ulanuvchi interfeysiga ega. ONT ma’lumotlarni OLT qabul qilib, ularni konvertlaydi va UNI (user network interfaces) abonent interfeyslari orqali uzatadi.

Optik tarmoqlagich — bu optik nurlanish oqimini bir yo‘nalishda taqsimlaydigan va teskari yo‘nalishda bir necha oqimlarni birlashtiradigan passiv optik ko‘p qutblikdir. Umuman olganda tarmoqlagichda M kirish va N chiqish portlari bo‘lishi mumkin. PON tarmog‘ida ko‘pincha bitta kirish portiga ega 1xN tarmoqlagichlar ishlatiladi.

O‘tkazuvchanlik qobiliyatiga kelsak, uning ikki varianti mavjud:
• birinchisi, ikkala yo‘nalishda ham ma’lumotlarni uzatish tezligi 155 Mbit/s bo‘lgan simmetrik trafiklarga mo‘ljallangan.
• ikkinchisi, assimetrik bo‘lib, abonentdan tarmoqqa ma’lumotlarni uzatish 155 Mbit/s, tarmoqdan abonentga esa 622 Mbit/s tezlikda amalga oshadi.

1-rasmda PON texnologiyasining ishlash printsipi ko‘rsatilgan.

tdm_31_08_2010

PON arixtekturasining asosiy g‘oyasi o‘zining markaziy tuguni OLT (Optical Line Terminal) da bitta qabul qilib, uzatuvchi modulni qo‘llash va bu modul orqali ko‘pgina abonent qurilmalari ONT (optical network terminale ) ga axborotni uzatish va ulardan qabul qilishdan iborat. OLT ning bitta qabul qilib uzatuvchisiga ulangan abonent (ONT) lar soni, juda katta bo‘lishi mumkin. Bu asosan quvvatga va qabul qilib uzatuvchi apparaturaning tezligi bilan bog‘liq.

tdm_31_08_2010_1

PON texnologiyasining asosiy afzalliklari:
• Tolaning jiddiy tejalishi. PON texnologiyasida 32 ta abonent tuguniga xizmat ko‘rsatish uchun faqatgina bitta tola ishlatiladi.
• Tezligi. Optik tola juda katta o‘tkazish polosasiga ega.
• Ishonchliligi. Daraxtning oraliq tugunlarida xizmatni talab qilmaydigan faqat passiv optik tarmoqlagichlar joylashgan.
• Masshtabi. Ulanish tarmog‘ining daraxtsimon strukturasi yangi abonentlarni eng tejamli usul bilan ulanishi mumkinligi.
• Moslashuvchanligi. ATM ni transport sifatida ishlatilishi abonentlarning talablaridagi aynan shu sathdagi xizmatlarni taqdim qiladi.

Asosiy kamchiliklari:
• tarmoqni tashkil qilishda eng avvalo markaziy tugunga investitsiyani talab etilishi;
• bir markaziy tugun atrofida 20 dan ortiq buyurtmachilarni talab etilishi.

Xulosa qilib shuni aytish mumkinki, bunday tarmoqlar iqtisodiy tomonidan tejamli va keng polosali turli axborotlarni o‘tkazish qobiliyatiga ega.

A-pon texnologiyasi
1998-yil oktyabr oyida PON daraxtida ATM yacheykalarini asosida transport qiluvchi va A-PON (ATM PON) nomini olgan, ITU-T G.983.1 ning birinchi standarti paydo bo‘ldi. Keyinchalik, bir qancha yangi tuzatishlar va tavsiyalar paydo bo‘lib, uzatish tezligi 622 Mbit/s gacha oshdi.

tdm_31_08_2010_2

Yuqoridagi rasmda simmetrik rejimdagi 155/155Mbit/s trafik uchun A-PON kadrining formati keltirilgan. To‘g‘ri oqim kadri ATM ning 53 baytli 56 ta yacheykasidan tashkil topgan. Teskari oqim kadri ATM ning 56 baytli 52 ta paketidan va bitta umumiy uzunligi 56 bayt bo‘lgan MBS slotidan tashkil topgan.

Agar, PON sistemasi 32 ta abonent tuguniga mo‘ljallangan bo‘lsa, u holda faqatgina siklni hosil qiluvchi MBS ning to‘rtta ketma-ket uzatilgan slotidan keyin uzatishda barcha 32 ta ONT so‘rovlar haqida o‘zining ma’lumotini uzatadi. 64 ta ONT dan iborat tizimda, sikl sakkizta MBS slotidan tashkil topgan. Bitta kadrni 155 Mbit/s tezlikda uzatish 0,15 ms davom etadi. 32 ta ONT da to‘liq tsiklni uzatishda 0,6 ms talab qilinadi.

E-pon texnologiyasi
E-PON arxitekturasining asosiy xususiyatini PON daraxtining ichida Ethernet kadrlari tarqalishi tashkil etadi. Shunday qilib, APON arxitekturasi kabi E-PON tarmog‘i orqali Ethernet kadrlari o‘tganda ularni fragmentatsiyasi bo‘lmaydi. Fragmentatsiyaning yo‘qligi kutilayotgan E-PON standartini Ethernet IEEE 802.3. standarti bilan maksimal darajada moslashtiradi.

tdm_31_08_2010_3

E-PON da(ONT lar orasida teskari oqim polosasini taqsimlash uchun) CSMA/CD mexanizmiga asoslangan teskari oqimni boshqarish usulini amalga oshirishga urinish uncha samarali emas.

Birinchidan, kollizion domenning o‘lchami Gigabit Ethernet standartidagi uzatish tezligi bo‘yicha solishtirsak, yuzlab metrni tashkil etadi, bu 20 km radiusdagi E-PON tarmog‘i uchun to‘g‘ri kelmaydi.

G-pon texnologiyasi
Takomillashish jarayoni har qanday texnologiyaning yaratilish paytidan boshlab birga sodir bo‘ladi. Passiv optik tarmoqlar uchun u bir qancha variantlarni yaratilishini ko‘rsatadi, ulardan biri «gigabitli» nomini olgan G-PON texnologiyasining afzalliklari nimadan iborat va u zamonaviy ulanish tarmog‘ini amalga oshirishga qay darajada mos keladi.

G-PON(Gigabit PON) ulanish tarmog‘i arxitekturasini A-PON texnologiyasining uzviy davomi sifatida qarash mumkin. Bunda, PON tarmog‘ining o‘tkazish polosasini ham, ilovalarni uzatish unumdorligini ham o‘sishi amalga oshadi. G-PON ITU-T Rec. G.984.3 standarti 2003-yil oktabrida qabul qilingan.

tdm_31_08_2010_4

Abonent tarmoqlarida qo‘llaniladigan passiv optik qurilmalarni solishtirish
Yuqoridagi boblarda ko‘rib chiqilgan PON texnologiyalarini bir-biridan qanday kamchiliklari va afzalliklari borligini solishtirma tahlilini quyidagi jadvalda keltiramiz.

tdm_31_08_2010_5

Yuqoridagi solishtirishlardan uchala texnologiyaning bir-biridan farqlari hamda afzalliklarini ko‘ramiz. Bu solishtirishlardan eng yaxshi variant sifatida G-PON texnologiyasini olishimiz mumkin. Biroq, bu texnologiyaning qurilmalari E-PON texnologiyasining qurilmalaridan ancha qimmatroq hisoblanganligi uchun iqtisodiy jihatdan E-PON texnologiyasi samaraliroq bo‘lishi mumkin. Shunday bo‘lsa ham, G-PON texnologiyasi boshqalardan samarali ekanligini e’tiborga olib, shu texnologiyani optik ulanish tarmoqlarida qo‘llashni ko‘rib chiqamiz.

Optik ulanish tarmoqlarida g-pon texnologiyasini qo‘llash
G-PON texnologiyasi PON texnologiyasining Gigabit Ethernet standarti asosida ishlovchi ko‘rinishlaridan biri va axborotni yuqori tezlikda (1,2 Gbit/s gacha) uzatishni ta’minlovchi aloqa tarmoqlarining eng zamonaviy qurish variantlaridan biri hisoblanadi. G-PON texnologiyasining asosiy afzalliklaridan biri optik tolali kabel resurslaridan oqilona foydalanishi hisoblanadi. Misol uchun, 20 km radius masofada 64 ta abonentni ulash uchun bitta optik tolali segment yetarli hisoblanadi.

Bu texnologiyani an’anaviy MetroEthernet optik tarmoqlaridan farqli tarafi, bitta uzatib qabul qilgich (OLT)dan foydalangan holda bitta tolaga optik signalni bo‘luvchi passiv qurilmalar yordamida 32 ta oxirgi qurilma(ONU)ni ulash natijasida anchagina optik tolani tejash mumkin. OLT dan to‘g‘ri oqim ma’lumotlari 1490 nm to‘lqin uzunligida 2,488 Gbit/s tezlikda uzatiladi, barcha ONU lardan teskari oqim 1310 nm to‘lqin uzunligida umumiy 1,244 Gbit/s tezlikda uzatiladi.

tdm_31_08_2010_6

PON tarmog‘ida «nuqta-ko‘p nuqta» uzatish usulidan foydalaniladi, optik tarmoq daraxtsimon arxitekturaga ega. PON va HFC kabel televideniye tarmog‘i arxitekturasi mos keldi, shuning uchun kabel televideniyesini to‘g‘ri kanali 1550 nm to‘lqin uzunligida aynan ma’lumotlar uzatiladigan tolada uzatilishi mumkinligi ushbu texnologiyaning shubhasiz afzalligidir.

G-PON arxitekturasining komponentlari: OLT (Optical Line Terminal) markaziy tugun — markaziy ofisda o‘rnatilgan shassi bo‘lib, magistral tarmoqlardan ma’lumotlarni qabul qilish va E-PON tarmog‘i daraxti bo‘yicha abonent terminallariga to‘g‘ri oqimni shakllantirish qobiliyatiga ega.

G-PON tarmog‘ining arxitekturasini komponentlari
ONU (Optical Network Unit) yoki ONT (Optical Network Terminal) terminali — tarmoq Ethernet-marshrutizatori bo‘lib, PON tarmog‘i daraxtiga ulanish interfeysiga ega. Shassiga ulangan terminallar soni, quvvat byudjeti bo‘yicha va uzatib-qabul qiluvchi apparaturaning maksimal tezligi bo‘yicha chegaralanadi.

Optik tarmoqlagich — bir yo‘nalishda optik nurlanish oqimini taqsimlaydi va teskari yo‘nalishda bir nechta oqimlarni birlashtiradi. PON tarmog‘ida bitta kirish portiga ega 1xN taqsimlagichlari ko‘proq ishlatiladi; 2xN tarmoqlagichlari esa zahiralangan tolali tizimlarda ishlatilishi mumkin.

G-PON ning asosiy afzalligi quyidagilar hisoblanadi:
• 802.3ah standart mexanizmidan foydalanish kelajakda qurilma narxini sezilarli darajada pasayishiga olib keladi.
• Ikkala tarafga uzatish tezligini 1 Gbit/s gacha oshishi va ancha kengroq polosali xizmatlarni taqdim etish.
• 802.1p/TOS mexanizmi yordamida QoS ni ta’minlash. Har bir trafik turi uchun sakkizta belgilangan navbat yordamida trafikni prioritetlashtirishni mustahkam mexanizmidan foydalanish mumkin. Berilgan mexanizm VoIP yoki VoD kabi xizmatlarni kafolatli xizmat bilan taqdim etishni amalga oshiradi.
• PON daraxtiga 64 ta abonent qurilmasi ulanishi mumkinligi va optik tolani samarali ishlatilishi.
• DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) mexanizmini to‘liq qo‘llab-quvvatlashi — abonentlar so‘roviga va PON daraxtini mavjud bo‘sh polosasiga mos holda o‘tkazish polosani dinamik qayta taqsimlash.
• Video(IGMP Snooping) oqimni uzatishni qo‘llab-quvvatlashi.
• O‘rnatish va xizmat ko‘rsatishning soddaligi.

G-PON quyidagi masalalarni hal qiladi:
• kottedj imroratli zonalarda FTTH texnologiyasi bo‘yicha keng polosali ulanishni ta’minlash;
• CATV mavjud optik tarmoqlaridan foydalanib (FTTC texnologiyasiga asoslangan ulanish) ko‘p kvartirali uylarda keng polosali ulanishni ta’minlash;
• Kam tolali optik kabellar asosida metro Ethernet tarmoqlariga ulanishni yaratish.

G-PON texnologiyasining xarakteristikalari
IEEE 802.3ah standarti ishlab chiqqan asosiy xarakteristikalar:
• Uzatish tezligi 1 Gbit/s.
• Liniyada kodlashtirish 8V/10V.

Chastota rejasi bo‘yicha WDM multipleksorlash:
• to‘g‘ri oqim to‘lqin uzunligi 1490 nm (1550 nm)
• teskari oqim to‘lqin uzunligi 1310 nm
• BER xatolar sathi — 10-12.
• Bitta fider tolaga ulangan tugunlar sonini oshirish uchun FEC xatolarni to‘g‘rilovchidan foydalanish mumkinligi.

PON tarmog‘i uchun interfeyslar:
• 1-sinf — OLT tomonidan 1000BASE+ PX10+D va ONT tomonidan 1000BASE+ PX10+U
• 2-sinf — OLT tomonidan 1000BASE+ PX20+D va ONT tomonidan 1000BASE+ PX20+U

Byudjet:
• Tarmoq radiusi (OLT dan ONT gacha maksimal yo‘l qo‘yilishi mumkin bo‘lgan masofa uchun)
• E-PON 1-sinf — to‘g‘ri/teskari oqim 21/23 dB
• E-PON 2-sinf — to‘g‘ri/teskari oqim 26/26 dB

G-PON texnologiyasi orqali optic tarmoqqa ulanishni tashkil etish
Unifikatsiyalashtirilgan qurilmalar to‘plamiga va tarmoqni yagona boshqaruviga ega multiservis Ethernet tarmoqlari opretorning xarajatini pasaytirib, uni daromadini oshiradi. Optik tolali tarmoq infrastrukturasi elementlarini arzonlashishi va ularni katta xajmdagi axborotlarni uzatishda cheklanmagan imkoniyatlari oxirgi iste’molchiga sifatli xizmatlarni berishga ruxsat etadi va telefon aloqasidan foydalanishda, internetga ulanishda va videodasturlarni ko‘rishda abonent ehtiyojlarini kompleks ravishda yechadi.

Katta shaharlarda keng polosali ulanish tarmoqlarining keng tarqalishi, axborotlarni saqlovchilarning narxini pasayishi, qimmat bo‘lmagan IP-interfeysli videokameralarni paydo bo‘lishi, videoprotokol uzatish texnologiyalarining zamonaviylashuvi operatorlarni Ethernet tarmoqlari orqali kodlashtirilgan videosignalni (MPEG-2 yoki MPEG-4) uzatishga mo‘ljallangan IPTV tizimining tatbiq etishiga olib keladi.
G-PON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) texnologiyasi bunday multiservis tarmoqlarni qurish uchun asos va zamonaviy texnologiya hisoblanadi.

G-PON’ning markaziy tugunini bitta portiga 20 km radiusda 32 ta abonent terminal tuguni o‘z ichiga oluvchi to‘liq optik-tolali segmentni ulash mumkin. Har bir abonent terminali o‘z navbatida o‘nlab mijozlarga xizmat ko‘rsatish imkoniga ega.

G-PON ni bitta operator portiga bitta tola orqali 32 ta foydalanuvchini ulash imkonini beradi. Bu usul, G-PON kommutatorini bitta yunitiga 256 ta foydalanuvchini ulashga ruxsat beradi(8 ta G-PON tuguni).

TDM va «TriplePlay» telekommunikatsiya xizmatlari kompleksini ta’minlovchi tarmoqlarni qurish tamoyiliga asoslanib operator tarmog‘ining turli sath topologiyalari optik uzatish muhitidan maksimal foydalanishga asoslanib quriladi.

Zarur xizmat ko‘rsatish sifati va keng spektrdagi xizmatlarni ta’minlash imkoni bilan operator tarmog‘ini ishonchliligini, masshtablanishini va boshqaruvini ta’minlash uchun quyidagi ierarxik sathlardan tuzilgan tarmoq kerak bo‘ladi:
• Magistral sath
• Ulanish tarmog‘i va tuguni sathi
• Abonent sathi

Magistral sath
Bizning yechimda magistral sath «xalqa» topologiyasida qurilgan. Multiservis magistral xalqani tashkil qilish uchun TDM (potoklarni uzatish Ye1) va Ethernet kompleks xizmatlarini taqdim etish bilan «Ethernet over SDH» texnologiyasidan foydalanish optimal yechim bo‘ladi.

Ulanish tarmog‘i va tuguni sathi
G-PON arxitekturasiga asoslanib «nuqta-ko‘p nuqta» P2MP (point-to-multipoint) topologiyasidan foydalanib amalga oshirsa bo‘ladigan yechim. Markaziy tugunning bitta portiga o‘nlab abonentlarni qamrab oluvchi daraxtsimon arxitekturali butun optik tolali segmentni ulash mumkin. Bunda manba va xizmat ko‘rsatish talab qilmaydigan passiv tarmoqlagichlar (splitterlar) daraxtning oraliq tugunlarida o‘rnatiladi. Ulanish tarmog‘ini tashkil etish uchun turli oxirgi qurilmalar (ONT) dan foydalangan barcha mijozlarning ulanishini (FTTB/FTTH) amalga oshiruvchi markaziy tugundan foydalaniladi. OLT qurilmasi sifatida, 16 tagacha PON daraxtini ulash imkoniyatiga ega S505 besh slotli modulli platformadan foydalaniladi.

Abonent sathi
Tamroq uchastkasining abonentga yaqin joyida «Triple Play» kompleks telekommunikatsiya xizmatlarini taqdim etish uchun quyidagilarni ta’minlovchi qurilmadan foydalaniladi:
• Ethernet (kommutatorlar) tarmog‘iga ulanish;
• VoIP (shlyuzlar yoki IP telefonы) qurilmalariga ulanish.

Tarmoqqa ulanish uchun abonent binosidagi yaqin abonentdan kommutatorga ulangan 5-kategoriyali uy ichidagi o‘tkazgich kabeli krossirovkalangan RJ-45 rozetkasi o‘rnatiladi. Zarur bo‘lganda, binoga qo‘shimcha podyez kommutatori o‘rnatilishi mumkin. Shuningdek, abonent binosida «Tripleplay» xizmatini taqdim qilish uchun VoIP shlyuzi va televizion pristavkasi STB (Set-Top-Box) o‘rnatiladi.

Orphus system
O'zbеkistonda AKT yangiliklaridan birinchilar qatorida xabardor bo'lish uchun Telegramda infoCOM.UZ kanaliga obuna bo'ling.
Telegramga qo`shmoq
Odnoklassnikiga yubormoq
VKontakteda bo`lishmoq