Грандиозно скоростной интернет, очень надёжная связь и большая пропускная способность за небольшую дополнительную плату, даже в сельской местности? Это своего рода фантазия, которой одержимы руководители телекоммуникационных компаний и конечно же интернет-пользователи. Но, совсем недавно компания «ЕС-fundingis» разработала инновационную оптоволоконную технологию, которая сможет обеспечить пользователей сети интернет всеми вышеописанными параметрами, сообщает «WordScience.org».
Консорциум университетов, исследовательских институтов, поставщиков оборудования и одного оператора связи объединили свои усилия в проекте «Sardana» - «Масштабируемое передовое кольцо на основе пассивной плотной архитектуры доступа к сети» по разработке новаторских методов значительно улучшающих масштаб и надёжность оптоволоконных сетей, которые уже обслуживают миллионы европейских пользователей интернета. На финансирование исследований со стороны Европейской комиссии было выделено 2,6 миллионов евро. Данный проект не только продемонстрировал безупречную связь на скорости до 10 Гбит в секунду, что примерно в 2000 раз быстрее, чем может предложить самый скоростной интернет канал на сегодня, но также исследователи показали, что такая скорость может быть достигнута при сравнительно небольших дополнительных затратах с использованием существующей инфраструктуры волокна и используемых компонентов.
Если, находящаяся на данный момент в экспериментальной стадии оптическая технология будет использоваться в коммерческих целях, это будет гигантским скачком вперёд в оптоволоконной производительности, непосредственно касающейся одной из самых больших проблем, с которыми сталкиваются поставщики услуг и потребители.
По некоторым оценкам, в течение ближайших трёх лет ежегодный глобальный интернет-трафик необходимо будет измерять в зеттабайтах (один триллион гигабайт), что в четыре раза больше, чем в настоящее время и эквивалентно всем фильмам, когда-либо проходящим через сети операторов в течение каждых 5-ти минут. По мнениям аналитиков, на потоковое видео с таких сайтов, как «YouTube» и «Netflix» будет приходиться большая часть трафика.
В последние годы европейские сетевые операторы неоднократно предупреждали, что для удовлетворения постоянно растущего спроса на мощные широкополосные каналы они будут вынуждены вкладывать миллиарды в новые инфраструктуры и эти затраты должны удовлетворить запросы конечных пользователей.
Исследователи проекта «Sardana» полагают, что они нашли альтернативу. «Мы предлагаем новую архитектуру сетевого доступа с использованием оптического волокна в каждый дом. Это предоставит новые функциональные возможности и расширенную производительность», - говорит Джозеф Прэт, исследователь «Optical Communications Group» (GCO) из политехнического университета Каталонии (UPC) и научный координатор проекта «Sardana».
Обычные пассивные оптические сети (PON), имеют древовидную структуру позволяющую существенно сократить число волокон в центрах коммутации оптической сети доступа (АТС). «Пассивный» относится к их использованию оптических разветвителей, которые не требуют дополнительного питания. Оттуда главный магистральный кабель разделяется на более мелкие ветви, которые идут в дома и офисы. Обычное дерево «PON» использует «Time Division Multiplexing» (TDM), метод мультиплексирования, при котором сигналы передаются по-видимому, одновременно, в качестве суб-каналов на один канал связи, но на самом деле физически поочерёдно на канал. На практике это означает, что 5 гигабитное соединение в центральном офисе может превратиться в 30 Мбит по достижению чьего-либо дома, а пропускная способность исходящего канала, как правило, является лишь незначительной частью этого соединения.
Исследователи «Sardana» предлагают разные и совершенно новые подходы, позволяющие не только гораздо быстрые соединения, а также большой объём и надёжность. Вместо одного большого древа, они предлагают несколько небольших, ветвящихся для конечных пользователей от основного кольца. Кольцо передаёт двунаправленные сигналы от центрального офиса, используя «Wave Division Multiplexing» (WDM), технология мультиплексирования, которая позволяет различным сигналам осуществляется одновременно на одном оптическом волокне с использованием различных по длине волн лазерного излучения. На удалённых узлах вдоль кольца, сигналы, разветвляются на отдельные волокна, которые поступают в дома и предприятия, использующие технологию «TDM».
Двунаправленный кольцевой подход повышает надёжность сети. Например, если кабель не работает в каком-либо месте на кольце «WDM», сигнал всё равно будет достигать конечных пользователей с другой стороны. Это также приводит к массовому увеличению скорости соединения.
«Использование «WDM» на кольце означает, что мы можем умножить пропускную способность на 40 волн, таким образом пользователи могут наслаждаться 1 Гбит в обоих направлениях», - говорит профессор Прэт. «Таким образом, мы можем открыть двери в совершенно новые приложения, которые на сегодняшний день просто не возможны. Это видеоконференции высокой чёткости».
Лабораторные исследования финского поставщика оборудования «Tellabs» сопровождались полевыми испытаниями возле «France Telecom-Orange» в Британии, Франции и демонстрировались на «Fibre to the Home Council» (FTTH) в Милане. Тесты показали, что при использовании технологии эмуляции в сочетании с реальной инфраструктурой, сеть может обслуживать от 1000 до 4000 пользователей в радиусе 20 км, находящихся от основного кольца с симметричным подключением к интернету со скоростью 300 Мбит. Исследователи также показали, что технология может быть использована для передачи оптических сигналов в радиусе до 100 километров от центрального офиса, обслуживая до 250 домов с асимметричным 2,5 Гбит входящим и 10 Гбит исходящим каналами. Важно отметить, что с коммерческой точки зрения, такое улучшение может быть достигнуто при небольших дополнительных затратах. Данная технология поддерживает прозрачность сети, используя единую инфраструктуру несколькими поставщиками услуг.
«Наш подход использует существующую инфраструктуру и включает в себя изменение компонентов, которые можно модернизировать используя минимальные затраты», - отмечает профессор Прэт. Например, все пользователи должны иметь оптическое сетевое устройство (ONU), которое преобразует лазерное сигналы в электрические. В исследованиях, команда «Sardana» использовала чипы «ONU», разработанные «Alcatel-Thales», которые не требуют дополнительных волн для проведения конверсии - обеспечивая, что вся сеть остаётся полностью оптической. Кроме того, подключение к удалённому узлу между кольцом «WDM» и древом «TDM» является также полностью оптическим, используя дополнительное питание от лазера с накачкой в центральном офисе.
«Архитектура полностью пассивная - она может пролегать под землёй и не требует технического обслуживания», - подчёркивает профессор Прэт. «Большая часть инфраструктуры уже имеется: кольца существуют в различных городах, пригородах и широко используются, хотя в настоящее время они используют разные технологии передач. Наш подход превращает эту инфраструктуру в полностью оптическое пассивное решение.
Партнёры по проекту продолжают разрабатывать технологии, которые уже вызвали интерес со стороны операторов в Европе, Соединённых Штатах и Китае. Они также помогают нескольким комитетам по стандартизации, включая Международный союз электросвязи (ITU) группы «NG-PON2», с целью коммерческого внедрения этой технологии в ближайшем будущем.
Исследование «Sardana», которое получило финансирование в «European Union's Seventh Framework Programme» (FP7), в прошлом году была удостоена «Global Telecoms Business Innovation Award» в знак признания инноваций, которые будут иметь важное значение для телекоммуникационной отрасли в целом.
Источник: wordscience.org
