Przez dziesięciolecia firmy z powodzeniem wdrażały tradycyjne sieci lokalne (LAN) do przesyłania krytycznych danych - i wiele z nich nadal polega na tych sieciach. Zbudowane na fundamencie kabli miedzianych, takich jak kategoria 6A, sieci LAN łączą komputery i urządzenia, dzięki czemu mogą one udostępniać informacje i zasoby w całej sieci.

Chociaż pasywne optyczne sieci lokalne (zwane również "pasywnymi optycznymi sieciami LAN" lub "POLAN") były alternatywną opcją dla architektury sieci LAN, ich wdrożenie wymaga rozległej wiedzy na temat światłowodów. Do niedawna większość przedsiębiorstw nie potrzebowała światłowodów do obsługi swoich wymagań dotyczących szybkości i łączności, więc sieci POLAN były pomijane.

Czasy się jednak zmieniają. Korporacje badają sztuczną inteligencję, rzeczywistość wirtualną, 5G i Wi-Fi 6. Inteligentne budynki nadal automatyzują i łączą systemy budynkowe w celu zwiększenia wydajności. Kampusy uniwersyteckie oferują hybrydowe i zdalne nauczanie. Hotele wprowadzają innowacje, aby zapewnić gościom łączność i personalizację.

W rezultacie szkielety sieci są coraz częściej budowane na światłowodach, aby sprostać wymaganiom większej gęstości połączeń, większej przepustowości i szybszych prędkości sieci. Otwiera to drzwi do nowych możliwości związanych z pasywnymi optycznymi sieciami LAN. POLAN staje się realną alternatywą dla tradycyjnych sieci LAN w zastosowaniach, w których światłowód jest już potrzebny. Opiera się głównie na okablowaniu światłowodowym, co w niektórych przypadkach może zmniejszyć złożoność i koszty sieci, wyeliminować ograniczenia odległości, zmniejszyć wymagania materiałowe i nie tylko.

Czy sieć POLAN jest odpowiednim rozwiązaniem dla Twojego kolejnego projektu? Porównajmy sieci LAN i POLAN, aby zobaczyć, jak zapewniają tę samą funkcjonalność na różne sposoby.

Komponenty sieci

Tradycyjna sieć lokalna (taka ze szkieletem 10 Gb/s) opiera się na miedzi i składa się z wielu warstw lub poziomów kabli Ethernet, routerów i aktywnych przełączników.

Tymczasem pasywna optyczna sieć LAN składa się z:

• światłowodu jednomodowego dla sieci szkieletowej
• Pasywnych splitterów optycznych
• Optyczne terminale liniowe (OLT), które zarządzają inteligencją sieciową
• Optyczne terminale sieciowe (ONT), które zarządzają urządzeniami z jednej konsoli zarządzania w płaskiej architekturze sieci.
• Okablowanie kategorii od ONT z obsługą Power over Ethernet do urządzeń końcowych

Funkcjonalność

Tradycyjna sieć LAN wykorzystuje routery i przełączniki do łączenia urządzeń i zarządzania dystrybucją sygnału między nimi.

Router w górnej warstwie sieci łączy się z przełącznikami kampusu lub budynku. Przełączniki dystrybucyjne łączą się następnie z przełącznikami w pomieszczeniach telekomunikacyjnych (TR). Stamtąd kable miedziane biegną od TR do urządzeń.

Pasywna optyczna sieć LAN zapewnia jednak tę samą funkcjonalność w inny sposób. Jest to sieć punkt-wielopunkt, która opiera się na architekturze i protokołach FTTx zamiast na sieci Ethernet opartej na przełącznikach.

Aby ustanowić sieć POLAN, pasmo światłowodu jednomodowego biegnie od stacji czołowej lub OLT do żądanej lokalizacji. Łączy się z pasywnym rozdzielaczem optycznym, który zwielokrotnia i przekazuje sygnał do innych pasm światłowodowych za pośrednictwem technologii optycznego falowodu dystrybucyjnego. Każda nić może łączyć się z ONT, który obsługuje od jednego do setek urządzeń.

Architektura i wymagania przestrzenne

W środowiskach światłowodowych, w których przestrzeń jest problemem, sieć POLAN może pomóc w optymalizacji nieruchomości.

Aby obsłużyć do 2000 użytkowników (na przykład wielkość dużej firmy), tradycyjna miedziana sieć szkieletowa LAN wymaga 90 jednostek rack (18 standardowych szaf sprzętowych). W zależności od zastosowania, może to zająć cenną powierzchnię, która mogłaby zostać wykorzystana w innym celu.

Sieci LAN wymagają również, aby urządzenia końcowe znajdowały się w odległości 100 m od pomieszczenia telekomunikacyjnego, aby zachować zgodność ze standardami TIA. Te specjalne pomieszczenia również zajmują powierzchnię.

Oparta na światłowodach pasywna optyczna sieć lokalna obsługuje większą liczbę użytkowników na mniejszej przestrzeni. Na przykład, aby obsłużyć do ponad 7000 użytkowników, potrzeba tylko dziewięciu jednostek rackowych (umieszczonych w jednej standardowej szafie sprzętowej).

Sieć POLAN wymaga również mniejszej liczby modułów TR (lub, w niektórych przypadkach, eliminuje je). Wynika to z faktu, że okablowanie jednomodowe może rozciągać się do 30 km w porównaniu z limitem 100 m dla kabla miedzianego.

Eliminując TR lub przełączniki co 100 m, pasywna optyczna sieć LAN zmniejsza ilość miejsca wymaganego na okablowanie. Pasywne rozgałęźniki dodatkowo zmniejszają zapotrzebowanie na miejsce, redukując liczbę włókien.

Zużycie energii

Niewielkie rozmiary i uproszczona architektura urządzenia POLAN mogą przyczynić się do zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko.

Z kilku powodów POLAN można uznać za energooszczędny wybór:

Sieć POLAN ma mniejsze wymagania w zakresie chłodzenia. Pasywne komponenty używane między ONT i OLT emitują mniej ciepła i działają w większym zakresie temperatur. Obniża to zużycie energii, eliminując potrzebę zasilania i chłodzenia w TR.

W pasywnej sieci optycznej same komponenty również zużywają mniej energii niż komponenty aktywne, co przyczynia się do niższego zużycia energii.

Cykl życia

Jeśli światłowód to przyszłość, pasywna optyczna sieć lokalna może wydłużyć cykl życia sieci do dwóch dekad lub dłużej.

Podczas gdy kable miedziane mogą teoretycznie obsługiwać prędkości do 10 Gb/s, w zależności od zastosowanego systemu okablowania, żadna obecna technologia nie jest lepsza od światłowodu, jeśli chodzi o przepustowość. Jego wydajność nie jest ograniczona przez kabel. Zamiast tego, wydajność jest ograniczona przez komponenty elektroniczne, które tworzą system. W miarę ulepszania tych komponentów, istniejący kabel światłowodowy jest w stanie je obsługiwać.

Światłowód ma również mniejsze opóźnienia, co oznacza, że może przenosić dane na większe odległości bez opóźnień i przerw, zapewniając szybkie pobieranie i wysyłanie oraz szybki dostęp do zasobów.

Gdy nadejdzie czas na obsługę wyższych prędkości, pasywna optyczna sieć LAN będzie gotowa do obsługi prędkości 100 Gb/s lub wyższych.

Bezpieczeństwo

Kable światłowodowe nie emitują ani nie promieniują sygnałów lub zakłóceń. Zamiast tego sygnały przesyłane przez kable światłowodowe są zawarte wewnątrz pasm włókien. To sprawia, że niezwykle trudno jest użyć podsłuchów do "nasłuchiwania" kabla światłowodowego.

Dzięki zastosowaniu jednego adresu zarządzania/IP na każde 8000 portów Ethernet (zamiast około 350 przełączników wymaganych w tradycyjnej sieci LAN, każdy z własnym adresem IP), pasywna optyczna sieć lokalna zmniejsza liczbę adresów IP i interfejsów zarządzania. To z kolei zmniejsza liczbę celów naruszeń.

Koszty

Prawie wszystko, o czym wspomnieliśmy do tej pory - wymagania przestrzenne, zużycie energii, wymagania instalacyjne i materiałowe, cykl życia sieci itp. - stanowi okazję do oszczędności kosztów.

Komitet Technologiczny Stowarzyszenia Pasywnych Optycznych Sieci LAN (APOLAN) opublikował porównanie kosztów pasywnych optycznych sieci LAN i przełączników Ethernet. Badanie to zweryfikowało oszczędności od 40% do 56%, potwierdzając efektywność kosztową sieci POLAN. Należy zakupić mniej komponentów, a instalacja zajmuje mniej godzin.

Zmniejszenie liczby komponentów sieciowych zmniejsza również bieżące koszty operacyjne. Dzięki scentralizowanej inteligencji i zarządzaniu, godziny pracy poświęcone na konserwację i zarządzanie są zredukowane. Zamiast tego zespoły mogą skupić się na bardziej krytycznych kwestiach, takich jak codzienne ruchy, dodawanie i zmiany. Jest to szczególnie ważne, ponieważ personel IT i sieciowy boryka się z ciągłymi brakami umiejętności i niedoborami siły roboczej.

Więcej informacji na temat POLAN

Specjalne podziękowania dla Tellabs za pomoc firmie Belden przy tworzeniu tego bloga. Obie organizacje dostrzegają korzyści płynące z POLAN w odpowiednich zastosowaniach i są aktywnymi członkami APOLAN i HTNG (Hospitality Technology Next Generation).

Przez cały rok będziemy wspólnie pracować nad serią blogów POLAN, obejmujących takie tematy jak:

Wkład firmy POLAN w zrównoważony rozwój
Opcje zasilania dla sieci POLAN, w tym klasa 4
Dlaczego sieci POLAN mogą wspierać inteligentne budynki
Przezwyciężanie powszechnych nieporozumień dotyczących sieci POLAN