Širokopásmové sítě - Broadband networks

Ideální telekomunikační síť má následující charakteristiky: širokopásmová , multimediální , vícebodová , více rychlostní a ekonomická implementace pro rozmanitost služeb (více služeb). K zajištění těchto charakteristik byla plánována digitální síť Broadband Integrated Services Digital Network (B-ISDN). Asynchronous Transfer Mode (ATM) byl propagován jako cílová technologie pro splnění těchto požadavků.

Komunikační služby

Osobní výpočetní technika usnadňovala snadný přístup, manipulaci, ukládání a výměnu informací a vyžadovala spolehlivý přenos dat. Sdělování dokumentů pomocí obrázků a používání grafických terminálů s vysokým rozlišením poskytovalo přirozenější a informativní způsob lidské interakce než samotný hlas a data. Video telekonference zvyšuje interakci skupiny na dálku. Zábavné video s vysokým rozlišením zlepšuje kvalitu obrázků, ale vyžaduje mnohem vyšší přenosové rychlosti.

Tyto nové požadavky na přenos dat mohou vyžadovat nové přenosové prostředky jiné než současné přeplněné rádiové spektrum. Moderní telekomunikační síť (jako je širokopásmová síť) musí uživateli poskytovat všechny tyto různé služby ( více služeb ).

Rozdíly od staré telefonie

Používá se běžná telefonní komunikace:

  • pouze hlasové médium,
  • připojeny pouze dva telefony k telefonnímu hovoru , a
  • použité obvody s pevnými bitovými rychlostmi.

Moderní služby mohou být:

Tyto aspekty jsou jednotlivě zkoumány v následujících třech dílčích oddílech.

Multimédia

Multimediální hovor může komunikovat se zvukem, daty, statickými obrázky nebo plně pohyblivým videem nebo jakoukoli kombinací těchto médií. Každé médium má jiné nároky na kvalitu komunikace, například:

Informační obsah každého média může ovlivnit informace generované jinými médii. Hlas lze například přepsat do dat pomocí rozpoznávání hlasu a datové příkazy mohou řídit způsob prezentace hlasu a videa. Tyto interakce se nejčastěji vyskytují na komunikačních terminálech, ale mohou také nastat v rámci sítě.

Vícebodové

Tradiční hlasové hovory jsou převážně hovory dvou účastníků, které vyžadují připojení point-to-point pouze pomocí hlasového média. Přístup k obrazovým informacím ve vzdálené databázi by vyžadoval připojení point-to-point, které do databáze odesílá dotazy s nízkou přenosovou rychlostí a video s vysokou přenosovou rychlostí z databáze. Zábavní video aplikace jsou z velké části spoje point-to-multi-point, vyžadující jednosměrnou komunikaci plně pohyblivého videa a zvuku ze zdroje programu k divákům. Video telekonference zahrnuje spojení mezi mnoha stranami, komunikaci hlasu, videa a dat. Nabídka budoucích služeb tedy vyžaduje flexibilní správu připojení a multimediálních požadavků vícebodového multimediálního komunikačního hovoru.

Více sazba

Síť s více sazbami je ta, která flexibilně alokuje přenosovou kapacitu připojení. Multimediální síť musí podporovat široký rozsah přenosových rychlostí požadovaných připojeními, a to nejen proto, že existuje mnoho komunikačních médií, ale také proto, že komunikační médium může být kódováno algoritmy s různými přenosovými rychlostmi. Zvukové signály mohou být například kódovány s přenosovými rychlostmi v rozsahu od méně než 1 kbit/s do stovek kbit/s pomocí různých kódovacích algoritmů se širokou škálou složitosti a kvality reprodukce zvuku. Podobně mohou být videosekvence s plným pohybem kódovány s bitovými rychlostmi v rozmezí od méně než 1 Mbit/s do stovek Mbit/s. Síť přenášející jak obrazové, tak zvukové signály může tedy muset integrovat provoz s velmi širokým rozsahem přenosových rychlostí.

Jedna síť pro více služeb

Tradiční sítě

Tradičně, různé služby uvedené výše byly prováděny prostřednictvím samostatných sítích: hlas na telefonní síti, údaje o počítačových sítích , jako jsou lokální počítačové sítě , video telekonference o soukromých podnikových sítích a televize na vysílání rozhlasu nebo kabelové sítě a.

Tyto sítě byly z velké části navrženy pro konkrétní aplikaci a nejsou vhodné pro jiné aplikace. Například tradiční telefonní síť je příliš hlučná a neefektivní pro hromadnou datovou komunikaci. Na druhé straně datové sítě, které ukládají a přeposílají zprávy pomocí počítačů, měly omezenou konektivitu, obvykle neměly dostatečnou šířku pásma pro digitalizované hlasové a video signály a trpěly nepřijatelným zpožděním signálů v reálném čase. Televizní sítě využívající rádio nebo kabely byly z velké části vysílacími sítěmi s minimem přepínacích zařízení.

Výhody jedné sítě pro více služeb

Bylo žádoucí mít jedinou síť pro poskytování všech těchto komunikačních služeb, aby se dosáhlo úsporného sdílení. Tato ekonomika motivuje obecnou myšlenku sítě integrovaných služeb. Integrace se vyhýbá potřebě mnoha překrývajících se sítí, což komplikuje správu sítě a snižuje flexibilitu při zavádění a vývoji služeb. Tato integrace byla umožněna pokroky v širokopásmových technologiích a vysokorychlostním zpracování informací v 90. letech minulého století.

Vláknová optika pro širokopásmové sítě a MSO

Zatímco více síťových struktur bylo schopno podporovat širokopásmové služby, stále rostoucí procento poskytovatelů širokopásmových a MSO se rozhodlo pro síťové struktury z optických vláken, aby podporovaly současné i budoucí požadavky na šířku pásma.

CATV (kabelová televize), HDTV (televize s vysokým rozlišením), VoIP (hlas přes internetový protokol) a širokopásmový internet jsou některé z nejběžnějších aplikací, které nyní podporují sítě s optickými vlákny, v některých případech přímo do domácnosti (FTTh - Fiber Domů). Tyto typy sítí z optických vláken obsahují širokou škálu produktů pro podporu a distribuci signálu z centrály do optického uzlu a nakonec k předplatiteli (koncovému uživateli).

Provoz

Typy

Moderní sítě musí přenášet integrovaný provoz skládající se z hlasu, videa a dat. Pro tyto potřeby byla navržena digitální síť Broadband Integrated Services Digital Network (B-ISDN). Typy provozu podporované širokopásmovou sítí lze klasifikovat podle tří charakteristik:

  • Šířka pásma je množství kapacity sítě potřebné k podpoře připojení.
  • Latence je doba zpoždění spojená s připojením. Požadavek nízké latence v profilu kvality služby (QoS) znamená, že buňky potřebují rychle cestovat z jednoho bodu v síti do druhého.
  • Variace buněčného zpoždění (CDV) je rozsah zpoždění, ke kterému dochází u každé skupiny přidružených buněk. Nízká variabilita zpoždění buněk znamená, že skupina buněk musí cestovat sítí, aniž by se od sebe příliš vzdálily.

Požadavky na druhy provozu

Typy provozu nalezené v širokopásmové síti (s příklady) a jejich příslušné požadavky jsou shrnuty v tabulce 1.

Tabulka 1: Typy síťového provozu a jejich požadavky
Typ provozu Příklad Požadovaná šířka pásma Buněčné zpoždění Latence
Konstantní Hlas, zaručená emulace obvodu Minimální Nízký
Variabilní Komprimované video Zaručeno Variabilní Nízký
K dispozici Data Není zaručeno Široce variabilní Variabilní

Viz také

Reference

externí odkazy