Metro sašaurinājuma pārtraukšana

Tā sauktajā telekomunikāciju sistēmas mugurkaulā, resnajās caurulēs, kas izlej datus pāri kontinentiem, spēles nosaukums ir neapstrādāts ātrums ( skat Labāka mugurkaula veidošana , ). Taču datu sacīkšu caur telekomunikāciju mugurkaulu nevar izpildīt savu misiju, kamēr tas netiek pārsūtīts caur lielpilsētas cilpu — sarežģītu kabeļu un slēdžu tīklu, kas piegādā šos bitus uzņēmumiem, rūpnīcām, skolām un mājām. Tieši tur informācijas sūcējs sašaurinās līdz nosacīti plūstošam ūdenim, jo ​​metro loks ir tikpat samudžināts kā pilsētas centra sastrēgumstundu satiksme. Lai platjoslas revolūcija kādreiz kļūtu par realitāti, ir jāpārtrauc lielpilsētas sašaurinājums.

Bet tas ir liels pasūtījums. Jauninājumi metro lokā ir bijuši daudz lēnāki nekā uzlabojumi mugurkaulā. Iemesli ir dažādi, sākot no stingrākiem izmaksu ierobežojumiem un beidzot ar pilsētas birokrātiju un līdz pat 1970. un 80. gadiem datētai telekomunikāciju infrastruktūrai. Taču pētniecība un attīstība, kas īpaši vērsta uz metro loku, lēnām izstumj dažādus risinājumus no laboratorijas un zem ielām. Un, ja mēs patiešām vēlamies platjoslu, šie labojumi bija labāki.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2001. gada jūnija numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Vāja saite

Lai saprastu sašaurinājuma mērogu, apsveriet metro tīkla vietu telekomunikāciju ekoloģijā. Pamatā pārraides ātrumu mēra triljonos bitu sekundē. Lietotāju pusē ātrdarbīgi tīkli darbojas ar miljardiem bitu sekundē (gigabiti). Bet metro sistēmas, kas savieno šos divus ātrdarbīgus tīklus, darbojas tikai ar miljoniem bitu sekundē (megabitiem). Tas ir sašaurinājums, žēlojas Stīvs Šilings, Nortel Networks piekļuves tīklu prezidents. Un šī metro cilpas sašaurināšanās nav problēma tikai uzņēmumiem, kas pārvalda tīklus. Regulāri cilvēki to uztver kā maģistrāles aizņemtas signālus un apstājušās tīmekļa pārlūkprogrammas.

Ja jūs šeit meklējat vainīgo, nekautrējieties tālruņu kompānijām, kas vada metro loku. Viņi apdomīgi plānoja (vismaz tā domāja) balss sakaru stabilu izaugsmi, kas tajā laikā bija viņu maize un sviests. Tad viņus, kā arī visus pārējos, aptumšoja Tīkla sprādziens. Pirms diviem līdz trim gadiem mēs sākām saskarties ar jaudas problēmām pilsētu teritorijās, saka Stjuarts Elbijs, kurš vada interneta pieslēgtu tīklu attīstību Verizon, tālruņu uzņēmumā, kas apkalpo Ņujorku un Jaunangliju. Ātrums 2,5 gigabiti sekundē, kas ir pietiekami, lai apstrādātu smago tīkla radīto trafiku, ir izplatīts tikai lielo pilsētu sirdīs, piemēram, Ņujorkā vai Bostonā, kur Verizon vada optisko šķiedru kabeli ar 48 stieņiem. Tipiskāki metro cilpas ātrumi svārstās no 1,5 līdz 600 megabitiem sekundē.

Un nomocītajām metro darbībām nav redzams nekāds piepūlis. Arvien vairāk lietojumprogrammu parādās, jo jums ir lielāks joslas platums, saka Klods Romāns, Dienvidsanfrancisko tirgus izpētes uzņēmuma RHK analītiķis. Piemēram, ja digitālā televīzija kādreiz sāks darboties, tā varētu apēst milzīgus joslas platuma gabalus; ir nepieciešami 1,5 gigabiti sekundē, lai pārraidītu vienu studijas kvalitātes augstas izšķirtspējas video kanālu (lai gan patērētāji redzēs tikai saspiestu 20 megabitu sekundē versiju). Šāda veida datu uzbrukums noslogos metro loku bez būtiskiem tehnoloģiskiem uzlabojumiem.

Pašreizējā un turpmākā pārraides palēnināšanās ietekmē abas galvenās metro loka centrmezgla un spieķu struktūras sastāvdaļas. Tīkla piekļuves daļa — spieķi — prāmji dod signālus uz dzīvojamiem rajoniem un atsevišķām biroju ēkām. Šīs piekļuves līnijas savienojas ar savākšanas gredzenu, kas pārraida signālus pa lielpilsētu, savienojot telefona pakalpojumu centrus un citus galvenos satiksmes centrus, piemēram, interneta pakalpojumu sniedzējus un lielas universitātes.

Tehnoloģiskie sasniegumi palīdz izjaukt gan savākšanas gredzenu, gan piekļuves līnijas. Šķiedru optika, kas jau dominē savākšanas gredzenā, arvien vairāk un vairāk nomaina atlikušā vara piekļuves līnijās, noklājot netīrumu celiņus ar gludu, modernu asfaltu. Un jaunās optiskās pārraides tehnoloģijas jau esošajos tīklos ievieto vairāk datu.

Iepakošanas biti un viļņu garumi

Smagāko celšanu metro sistēmā parasti veic savākšanas gredzens, kas iet visā reģionā, nodrošinot vietējo piekļuvi. Lai pārvarētu joslas platuma sašaurinājumu, inženieriem ir divas galvenās izvēles: viņi var palielināt bitu pārraides ātrumu vienam gaismas staram, kas pārvietojas pa šķiedru, vai arī var palielināt jaudu, izmantojot vairākus viļņu garumus kā informācijas nesējus. Otrajā alternatīvā, kas pazīstama kā viļņu garuma dalīšanas multipleksēšana, katra šķiedra pārnēsā vairākus dažādu krāsu gaismas starus, un katrā starā ir kodēts atšķirīgs digitālais signāls. Jo vairāk viļņu garumu varat ievietot, jo vairāk informācijas pārvietojat. (Šīs krāsas patiesībā ir dažādi infrasarkanā starojuma toņi un ir acij neredzamas.)

Abas pieejas tagad izmēģina uzņēmumi, kas vada metro loku. Bitu pārraides ātruma palielināšanu apgrūtina dažādas tehniskas problēmas. Taču, iedrošinot jaunākos notikumus, divi optisko tīklu līderi — Ciena un Nortel Networks — ir demonstrējuši viena viļņa pārraidi ar ātrumu 40 gigabiti sekundē visā metro tīklam raksturīgā optiskās šķiedras garumā. Tas ir liels lēciens salīdzinājumā ar 2,5 gigabitiem sekundē, ar kādu darbojas mūsdienu ātrākie metro tīkli. Tomēr, lai izņemtu šo pētījumu no laboratorijas un ielām, būs nepieciešami uzlabojumi elektronikā, kas manipulē ar signāliem, jo ​​standarta mikroshēmas vēl nedarbojas tik ātri.

Ierakšanās

Brauciens pa metro savākšanas gredzenu parāda, ka tas ir pilns ar šķiedrvielām; varš ir gandrīz izraidīts. Taču piekļuves līnijās tīkla malās — saites, kas savieno gredzenu ar mājām un uzņēmumiem — šķiedra joprojām pastāv līdzās ar savu vecmodīgo līdzinieku. Fiber katru dienu arvien vairāk iekļūst piekļuves tīklā, taču vēl ir tāls ceļš ejams, saka Braiens Makfedens, Nortel Networks fotonikas tīklu prezidents.

Tas ir saprotams. Lai gan šķiedra ir lētāka ekspluatācijā un stabilāka nekā vara, pieredzējuši uzņēmumi nevar atļauties izvilkt visus uzstādītos kabeļus vienlaikus. Infrastruktūras apjoms ir milzīgs; Pat dažu procentu maiņa gadā ir milzīgs ieguldījums, saka Verizon's Elby. Tāpēc telekomunikāciju iekārtu ražotāju un pakalpojumu sniedzēju konsorcijs cenšas izstrādāt evolucionārus ceļus, lai šķiedru vēl vairāk tuvinātu mājām un birojiem, kas izmanto tīklu.

Šīs evolūcijas galvenā tehnoloģija, ko sauc par pasīvo optisko tīklu, paplašina optisko šķiedru sasniedzamību līdz pat malām. Lai šis paņēmiens darbotos, vismaz kādam šķiedras pakalpojumam jau ir jābūt ieviestam; bet pasīvā optiskā savieno šķiedru tajās tīkla daļās, kuras tagad apkalpo tikai varš.

Lūk, kā darbojas pasīvā optika. Raidītājs centrālajā objektā ģenerē optisko signālu ar vienu no diviem standarta telefona sistēmas datu pārraides ātrumiem - 155 vai 622 megabiti sekundē. Šis signāls ir salikts, kas ietver informāciju pat 32 lietotājiem. Pasīvais optiskais savienotājs, kuram nav nepieciešama elektriskā strāva, sadala šo signālu starp šķiedrām, kas ir tieši savienotas ar galalietotājiem vai citiem atzarošanas punktiem. Katras šīs šķiedras galā esošais aprīkojums izšķir signālus, pārraidot tikai tos, kas paredzēti vietējam lietotājam. Centrālais raidītājs var gandrīz acumirklī pārdalīt joslas platumu starp klientiem.

Telefona uzņēmumam pasīvā optiskā tīklošana piedāvā pievilcīgu veidu, kā paplašināt optiskās šķiedras sasniedzamību ar minimālu satraukumu. Pasīvā konstrukcija samazina aparatūras, darbības un uzstādīšanas izmaksas. Turklāt jutīgās iekārtas, kas nepieciešamas optisko signālu pārraidīšanai, saņemšanai un maršrutēšanai, tiek glabātas drošībā ēkās sistēmas galos. Un tā kā pasīvajam optiskajam tīklam starp gala punktiem nav nepieciešama elektriskā jauda, ​​tam parasti ir nepieciešama mazāka apkope nekā tīkliem, kuru pamatā ir aktīvie komponenti.

Tumšā zirga tehnoloģija, kas nesen pievienojās metro tīklam, ko sauc par Gigabit Ethernet, vēl vairāk palielina ātrumu. Šīs sistēmas izmanto šķiedras, lai pārraidītu informāciju Ethernet formātā, ko parasti izmanto biroja datortīklos. To datu pārraides ātrums viens gigabits sekundē atstāj citas piekļuves līnijas tehnoloģijas putekļos. Gigabits ir 1000 megabitu; Piemēram, pārraide ar ātrumu gigabits sekundē noņem visu kompaktdiska saturu mazāk nekā sekundē.

Gigabitu Ethernet tīklā viena šķiedras cauruļvads nonāk centrālajā komutācijas punktā. Šis Ethernet agregators, kā to sauc, izplata signālus līdz pat 200 šķiedrām. Katra izvades šķiedra, piemēram, ievades šķiedra, var pārvadāt līdz vienam gigabitam sekundē īsos sērijveidā, bet kopējais izvades ātrums nedrīkst pārsniegt ievades ātrumu. Telefona būdiņas izmēra agregatora kaste var apkalpot vairāk nekā 200 mājas līdz 10 kilometru rādiusā. Tas ir tālu ārpus digitālo abonentu līniju vai DSL — tālruņa uzņēmuma pakalpojuma, kas nodrošina platjoslas savienojumus, izmantojot vara kabeli, iespējas.

Gigabit Ethernet var darboties kā lēts galamērķis ap telefona uzņēmumiem platjoslas piekļuves nodrošināšanai. Tāpēc Otavā, Ontārio štatā bāzēts uzņēmumu un universitāšu bezpeļņas konsorcijs Kanārija reklamē tehnoloģiju platjoslas pieslēgumam skolām, kurās trūkst naudas. Amerikas Savienotajās Valstīs, Veradale, WA bāzētais startup World Wide Packets ir izstrādājis savu lauku telekomunikāciju tehnoloģijas versiju. Tā veic sistēmas testēšanu uz lauka Efratā, Vašingtonas štatā, Grantas apgabala komunālajam rajonam.

Diēta ar augstu šķiedrvielu saturu

Vienkārša šķiedru pievienošana metro tīklā neatrisinās visas problēmas, kas rodas pilsētu teritorijās. Mūsdienu sistēmas balstās uz dažkārt neērtu elektronisko un optisko tehnoloģiju sajaukumu. Nelieli lāzeri ielaiž datus nesošos gaismas starus optiskajās šķiedrās. Otrā galā gaisma iedarbojas uz fotosensoru, kas pārvērš ieslēgšanas un izslēgšanas zibspuldzes elektriskā signālā, ko elektroniski pārslēdz uz pareizo galamērķi. Šāda elektroniskā pārslēgšana lieliski darbojas ar pieticīgo ātrumu 2,5 gigabiti sekundē, kas tagad ir plaši izplatīta metro izmantošana.

Taču sāciet palielināt datu pārraides ātrumu, un elektroniskajām shēmām ir grūti sekot līdzi optiskā tīkla potenciālam. Risinājums: pilnībā optiski slēdži, kas novirza gaismas signālus, nepārvēršot tos elektronos. Jo lielāks bitu pārraides ātrums, jo lielāka ir optiskā priekšrocība. Patiešām, kad sasniedzat 40 gigabitus sekundē, pilnībā optiskajai pārslēgšanai nav alternatīvas, saka Lorenss Gasmens, Komunikāciju nozares pētnieku prezidents.

Tomēr piekļūšana pilnībā optiskajai metro sistēmai nebūs vienkārša, jo būs jābūvē jauni tīkli. Nodibinātām tālruņu kompānijām slogs var nebūt apgrūtinošs, jo lielākā daļa esošo pazemes pilsētas kabeļu ir vītņoti caur apraktiem kanāliem, un tālruņu uzņēmumi bieži var izvilkt vecos kabeļus un ievilkt jaunus, kā tas notika, aizstājot varu ar šķiedras kabeļiem. 1980. gadi. Savukārt jaunajiem uzņēmumiem ir jāveido pilnīgi jauni tīkli. Viens no šādiem uzņēmumiem, Metromedia Fibre Network, plāno paplašināties ārpus Ņujorkas bāzes un līdz 2004. gadam uzstādīt gandrīz sešus miljonus kilometru optiskās šķiedras 67 pilsētās Ziemeļamerikā un Eiropā.

Bet neatkarīgi no tā, vai viņi ierīko pilnīgi jaunus tīklus vai mēģina pārveidot esošās sistēmas, lai uzlabotu to veiktspēju, metro cilpu būvētāji un operatori, kas apvieno visvairāk koncentrētās māju iedzīvotājus, veic izšķirošu uzdevumu. Mugurkauls un korporatīvie tīkli, kas atrodas blakus metro lokam, katru gadu kļūst ātrāki. Ja metro sašaurinājums netiks salauzts, platjosla paliks tikai gudra ideja, kāda kādreiz bija dažiem tehniķiem.

paslēpties