Metro kliūties sulaužymas

Vadinamajame telekomunikacijų sistemos stubure, riebiuose vamzdžiuose, kuriais duomenis perduodama žemynuose, žaidimo pavadinimas yra neapdorotas greitis ( matyti Geresnio stuburo kūrimas , ). Tačiau telekomunikacijų stuburu besisukantys duomenys negali įvykdyti savo misijos, kol nebus perkeliami per didmiesčio kilpą – sudėtingą kabelių ir jungiklių tinklą, kuriuo šie bitai tiekiami įmonėms, gamykloms, mokykloms ir namams. Būtent ten informacijos srautas susiaurėja iki santykinai nutekėjimo, nes metro kilpa yra tokia pat susivėlusi kaip miesto centro eismas piko valandomis. Jei plačiajuosčio ryšio revoliucija kada nors taps realybe, didmiesčio kliūtis turi būti nutraukta.

Bet tai didelis užsakymas. Metro grandinės atnaujinimai buvo atlikti daug lėčiau nei stuburo pažanga. Priežastys svyruoja nuo griežtesnių sąnaudų suvaržymų iki miesto biurokratijos iki 1970-ųjų ir devintajame dešimtmečiuose sukurtos telekomunikacijų infrastruktūros. Tačiau moksliniai tyrimai ir plėtra, nukreipta būtent į metro kilpą, pamažu išstumia įvairius sprendimus iš laboratorijos ir po gatvėmis. Ir jei mes tikrai norime plačiajuosčio ryšio, šie pataisymai būtų geresni.

Ši istorija buvo mūsų 2001 m. birželio mėn. numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Silpna grandis

Norėdami suprasti kliūties mastą, apsvarstykite metro tinklo vietą telekomunikacijų ekologijoje. Stuburo sistemoje perdavimo greitis matuojamas trilijonais bitų per sekundę. Vartotojų pusėje didelės spartos tinklai veikia milijardais bitų per sekundę (gigabitų). Tačiau metro sistemos, jungiančios šiuos du didelės spartos tinklus, pasiekia tik milijonus bitų per sekundę (megabitų). Tai yra kliūtis, apgailestauja Steve'as Schillingas, „Nortel Networks“ prieigos tinklų prezidentas. Ir šis metro kilpos susiaurėjimas yra ne tik tinklus valdančių įmonių problema. Įprasti žmonės tai patiria kaip magistralinės linijos užimtumo signalus ir užstringas žiniatinklio naršykles.

Jei čia ieškote kaltininko, nepirškite telefono kompanijų, kurios valdo metro kilpą. Jie apdairiai planavo (bent jau taip manė) nuolatinį balso ryšių augimą, kuris tuo metu buvo jų duona ir sviestas. Tada juos, kaip ir visus kitus, apakino Tinklo sprogimas. Prieš dvejus ar trejus metus pradėjome susidurti su pajėgumų problemomis miestuose, sako Stuartas Elby, Niujorką ir Naująją Angliją aptarnaujančios telefonų bendrovės „Verizon“ vadovas prie interneto prijungtų tinklų. 2,5 gigabito per sekundę greitis, kurio pakanka intensyviam tinklo generuojamam srautui valdyti, yra įprastas tik didžiųjų miestų, tokių kaip Niujorkas ar Bostonas, širdyse, kur „Verizon“ valdo 48 gijų šviesolaidinį kabelį. Įprastesnis metro kilpos greitis svyruoja nuo 1,5 iki 600 megabitų per sekundę.

Ir nematyti nuosmukio dėl užkluptos metro veiklos. Atsiranda vis daugiau programų, nes turite daugiau pralaidumo, sako Claude'as Romansas, Pietų San Francisko rinkos tyrimų įmonės RHK analitikas. Pavyzdžiui, jei skaitmeninė televizija kada nors pradės veikti, ji gali suvalgyti didžiules pralaidumo dalis; vienam studijos kokybės aukštos raiškos vaizdo kanalui perduoti reikia 1,5 gigabito per sekundę (nors vartotojai matys tik suspaustą 20 megabitų per sekundę versiją). Toks duomenų srautas privers metro kilpą ant kelių be didelių technologinių atnaujinimų.

Dabartinis ir būsimas perdavimo sulėtėjimas kenkia abiem pagrindiniams metro kilpos stebulės ir stipinų struktūros komponentams. Tinklo prieigos dalis – stipinai – keltai signalizuoja į gyvenamuosius rajonus ir atskirus biurų pastatus. Šios prieigos linijos jungiasi prie surinkimo žiedo, kuris perneša signalus po didmiesčio zoną, sujungdamas telefonų kompanijų paslaugų centrus ir kitus pagrindinius eismo centrus, tokius kaip interneto paslaugų teikėjai ir dideli universitetai.

Technologijų pažanga padeda išardyti surinkimo žiedą ir prieigos linijas. Skaidulinė optika, kuri jau dominuoja surinkimo žiede, vis daugiau likutinio vario pakeičia prieigos linijose, taip pat efektyviai, purvo takus išklodama lygiu, moderniu asfaltu. O naujos optinio perdavimo technologijos pripildo daugiau duomenų į jau veikiančius tinklus.

Pakavimo antgaliai ir bangos ilgiai

Sunkiausią kėlimą metro sistemoje paprastai atlieka surinkimo žiedas, kuris eina visame regione ir užtikrina vietinę prieigą. Norėdami įveikti pralaidumo kliūtį, inžinieriai turi du pagrindinius pasirinkimus: jie gali padidinti bitų spartą vienam šviesos pluoštui, sklindančiam per skaidulą, arba gali padauginti talpą naudodami kelis bangos ilgius kaip informacijos nešiklius. Pagal antrąją alternatyvą, vadinamą bangos ilgio padalijimo tankinimu, kiekvienas pluoštas neša kelis skirtingų spalvų šviesos pluoštus – kiekviename pluošte užkoduotas skirtingas skaitmeninis signalas. Kuo daugiau bangos ilgių galite supakuoti, tuo daugiau informacijos perkeliate. (Šios spalvos iš tikrųjų yra skirtingų infraraudonųjų spindulių atspalvių ir yra nematomos akiai.)

Abu būdus dabar bando metro kilpą valdančios bendrovės. Dėl įvairių techninių problemų sunku padidinti bitų spartą. Tačiau, skatindami naujausius pokyčius, du optinių tinklų lyderiai – „Ciena“ ir „Nortel Networks“ – pademonstravo 40 gigabitų per sekundę vienos bangos ilgio perdavimą per metro tinklui būdingą šviesolaidį. Tai didelis šuolis, palyginti su 2,5 gigabito per sekundę greičiu, kuriuo šiandien veikia greičiausi metro tinklai. Tačiau norint pašalinti šį tyrimo žygdarbį iš laboratorijos ir po gatvėmis, reikės patobulinti signalus manipuliuojančią elektroniką, nes standartiniai lustai dar neveikia taip greitai.

Įsiurbimas

Kelionė aplink metro surinkimo žiedą rodo, kad jis pilnas pluošto; varis beveik ištremtas. Tačiau prieigos linijose, esančiose tinklo pakraštyje – jungtyse, jungiančiose žiedą su namais ir įmonėmis – pluoštas vis dar egzistuoja kartu su savo senamadišku atitikmeniu. Šviesolaidis kasdien vis labiau patenka į prieigos tinklą, tačiau dar reikia daug nuveikti, sako Brianas McFaddenas, „Nortel Networks“ fotonikos tinklų prezidentas.

Tai suprantama. Nors šviesolaidis yra pigesnis ir stabilesnis nei varinis, įsitvirtinusios įmonės negali sau leisti ištraukti visų savo įrengtų kabelių vienu metu. Infrastruktūros kiekis didžiulis; Net ir kelių procentų keitimas per metus yra didžiulė investicija, sako Verizon's Elby. Štai kodėl telekomunikacijų įrangos gamintojų ir paslaugų teikėjų konsorciumas siekia sukurti evoliucinius būdus, kad šviesolaidinis ryšys būtų vis arčiau namų ir biurų, kuriuose naudojamas tinklas.

Pagrindinė šios evoliucijos technologija, vadinama pasyviuoju optiniu tinklu, išplečia šviesolaidžio pasiekiamumą iki pakraščių. Kad ši technika veiktų, bent jau turi būti įdiegta tam tikra šviesolaidžio paslauga; bet pasyvus optinis pluoštas atneša į tinklo dalis, kurias dabar aptarnauja tik varis.

Štai kaip veikia pasyvioji optika. Centriniame objekte esantis siųstuvas generuoja optinį signalą vienu iš dviejų standartinių telefono sistemos duomenų perdavimo sparta – 155 arba 622 megabitai per sekundę. Šis signalas yra sudėtinis, kuriame yra net 32 ​​vartotojų informacija. Pasyvioji optinė jungtis, kuriai nereikia elektros energijos, padalija šį signalą tarp skaidulų, kurios tiesiogiai jungiasi su galutiniais vartotojais arba kitais šakojimosi taškais. Kiekvieno iš šių skaidulų gale esanti įranga išrūšiuoja signalus, perduodama tik tuos, kurie skirti vietiniam vartotojui. Centrinis siųstuvas gali beveik akimirksniu perskirstyti pralaidumą tarp klientų.

Telefono bendrovei pasyvus optinis tinklas yra patrauklus būdas išplėsti optinio pluošto pasiekiamumą su minimaliu rūpesčiu. Pasyvus dizainas sumažina techninės įrangos, eksploatavimo ir montavimo išlaidas. Be to, jautri įranga, reikalinga optiniams signalams perduoti, priimti ir nukreipti, yra saugi pastatų viduje sistemos galuose. Ir kadangi pasyviajam optiniam tinklui tarp galinių taškų nereikia elektros energijos, jam paprastai reikia mažiau priežiūros nei tinklams, pagrįstiems aktyviais komponentais.

Tamsaus arklio technologija, kuri neseniai prisijungė prie metro tinklo, vadinama Gigabit Ethernet, dar labiau padidina greitį. Šios sistemos naudoja šviesolaidžius informacijai perduoti Ethernet formatu, paprastai naudojamu biuro kompiuterių tinkluose. Dėl vieno gigabito per sekundę duomenų perdavimo spartos kitos prieigos linijos technologijos lieka dulkėse. Gigabitas yra 1000 megabitų; Pavyzdžiui, perdavus gigabitą per sekundę visas kompaktinio disko turinys būtų pašalintas greičiau nei per sekundę.

Gigabitiniame Ethernet tinkle vienas skaidulinis vamzdynas eina į centrinį perjungimo tašką. Šis Ethernet agregatorius, kaip jis vadinamas, paskirsto signalus iki 200 skaidulų. Kiekvienas išvesties pluoštas, panašus į įvesties skaidulą, gali perduoti iki vieno gigabito per sekundę trumpų serijų metu, tačiau bendras išvesties greitis negali viršyti įvesties. Telefono būdelės dydžio agregatoriaus dėžė gali aptarnauti daugiau nei 200 namų iki 10 kilometrų spinduliu. Tai toli nepasiekiama skaitmeninėms abonentų linijoms arba DSL – telefono bendrovės paslaugai, kuri teikia plačiajuostį ryšį variniu kabeliu.

Gigabit Ethernet gali veikti kaip pigus galutinis telefonas, skirtas plačiajuosčio ryšio prieigai teikti. Štai kodėl Otavoje, Ontarijo valstijoje įsikūręs ne pelno siekiantis įmonių ir universitetų konsorciumas „Canarie“ reklamuoja plačiajuosčio ryšio technologiją mokykloms, kuriose trūksta pinigų. Jungtinėse Amerikos Valstijose, Veradale, WA įsikūręs startuolis World Wide Packets sukūrė savo kaimo telekomunikacijų technologijos versiją. Tai lauko bandymai Efratoje, WA, Granto apygardos komunalinių paslaugų rajone.

Daug skaidulų turinti dieta

Vien tik daugiau pluošto įpynus į metro tinklą, nebus išspręstos visos miestuose iškylančios problemos. Šiandieninės sistemos remiasi kartais nepatogiu elektroninių ir optinių technologijų deriniu. Maži lazeriai paleidžia duomenis pernešančius šviesos pluoštus į optines skaidulas. Kitame gale šviesa trenkia į fotojutiklį, kuris įjungiamus ir išjungiamus blyksnius paverčia elektriniu signalu, kurį elektroniniai jungikliai nukreipia į tinkamą paskirties vietą. Toks elektroninis perjungimas puikiai veikia esant nedideliam 2,5 gigabito per sekundę greičiui, kuris dabar yra įprastas metro naudojimas.

Tačiau pradėkite didinti duomenų perdavimo spartą, o elektroninėms grandinėms bus sunku neatsilikti nuo optinio tinklo galimybių. Sprendimas: visiškai optiniai jungikliai, kurie nukreipia šviesos signalus, nekeičiant jų į elektronus. Kuo didesnis bitų dažnis, tuo didesnis optinis pranašumas. Iš tiesų, kai pasiekiate 40 gigabitų per sekundę, visiškai optiniam perjungimui nėra alternatyvos, sako Lawrence'as Gasmanas, Ryšių pramonės tyrinėtojų prezidentas.

Vis dėlto patekti į optinę metro sistemą nebus paprasta, nes reikės nutiesti naujus tinklus. Įsikūrusioms telefono ryšio bendrovėms našta gali būti neskausminga, nes dauguma esamų požeminių miesto kabelių yra sriegiami per palaidotus kanalus, o telefonų bendrovės dažnai gali ištraukti senus kabelius ir įvesti naujus, kaip tai darė keičiant varį šviesolaidžiais 1980-ieji. Kita vertus, naujos įmonės turi kurti visiškai naujus tinklus. Viena iš tokių įmonių „Metromedia Fibre Network“ planuoja plėstis už savo Niujorko bazės ribų ir iki 2004 m. įrengti beveik šešis milijonus kilometrų šviesolaidžio 67 miestuose Šiaurės Amerikoje ir Europoje.

Tačiau nesvarbu, ar jie kloja visiškai naujus tinklus, ar bando modifikuoti esamas sistemas, kad pagerintų jų veikimą, metro kilpų, sujungiančių daugiausiai koncentruotų namų gyventojų, statytojai ir operatoriai atlieka esminę užduotį. Stuburo ir įmonių tinklai, besiribojantys su metro linija, kasmet spartėja. Jei metro kliūtis nebus nutraukta, plačiajuostis ryšys liks tik protinga idėja, kurią kadaise turėjo kai kurie technikos specialistai.

paslėpti