Optikai Vonal Teremtő (OLT) az Optikai Hozzáférési Hálózat Magja

Az OLT felfelé irányuló sávszélesség-tervezési stratégiák lényegesek a passzív optikai hálózatok (PON) teljesítményének optimalizálásához, biztosítva, hogy a felfelé irányuló forgalmi adatok, amelyek az optikai hálózati végpontokból (ONU) az optikai vonali terminálhoz (OLT) kerülnek átvitelre, hatékonyan legyenek kezelve a felhasználói igények kielégítéséhez, a késleltetés csökkentéséhez és a torlódás elkerüléséhez. A lefelé irányuló sávszélességgel ellentétben, amelyet az OLT szór, és amely minden ONU számára elérhető, a felfelé irányuló sávszélességet az ONU-k közösen használják időosztásos többszörös hozzáférés (TDMA) formájában, így gondos elosztást igényel az ütközések elkerüléséhez és az erőforrások igazságos elosztásához. Az eredményes tervezés a forgalmi minták megértéséből, a dinamikus sávszélesség-elosztás (DBA) kihasználásából és a különféle alkalmazásokhoz, például lakossági internet, üzleti szolgáltatások és IoT eszközökhez tartozó szolgáltatási szint megállapodásokkal (SLA) való összehangolásból indul ki. A kulcsstratégiák a forgalmi elemzésből és előrejelzésből indulnak ki. A szolgáltatóknak értékelniük kell a korábbi felfelé irányuló forgalmi adatokat, hogy azonosítsák a csúcsidőszakokat, a tipikus adatátviteli sebességeket és az alkalmazástípusokat (pl. videokonferencia, felhőalapú feltöltések, VoIP). A lakossági hálózatokban a felfelé irányuló forgalom gyakran esténként csúcsosodik, míg üzleti hálózatokban a munkanapokon állandó maradhat. Ezeknek a mintáknak az elemzése alapján a tervezők meghatározhatják a szükséges sávszélesség-kapacitást, biztosítva, hogy az OLT és a PON architektúra, beleértve az elosztási arányokat és a száloptikai infrastruktúrát, támogatni tudja a tervezett terhelést. Például egy olyan hálózat, amelyben 100 ONU mindegyike csúcsidőszakban 10 Mbps felfelé irányuló sávszélességet igényel, legalább 1 Gbps felfelé irányuló kapacitást igényel, figyelembe véve a rendszer overhead és versengési tényezőit. A dinamikus sávszélesség-elosztás (DBA) a modern OLT felfelé irányuló tervezés egyik alapköve. A DBA algoritmusok, amelyek az OLT-ba vannak integrálva, az ONU-k számára az aktuális forgalmi igények alapján osztják be a felfelé irányuló időrészeket, nem pedig rögzített kiosztást használnak. Ez a rugalmasság biztosítja a rendelkezésre álló sávszélesség hatékony kihasználását: a magas forgalmat bonyolító ONU-k nagyobb időrészeket kapnak, míg az inaktív ONU-k minimális erőforrásokat használnak. A DBA két módban működhet: nem garantált sávszélesség (a legjobb erőfeszítéses szolgáltatásokhoz) és garantált sávszélesség (az SLA-khoz, amelyek minimális sávszélességet írnak elő). Például egy üzleti ONU, amelyhez 100 Mbps garantált felfelé irányuló sebesség tartozik, mindig elegendő sávszélességet kap, még torlódás esetén is, míg a lakossági ONU-k a fennmaradt kapacitást osztozzák meg. A tervezőknek be kell állítani a DBA paramétereit, például a lekérdezési ciklusokat (milyen gyakran kérdezi le az OLT az ONU-kat a sávszélesség igényeikről) és a maximális/minimális időrészek méretét, hogy kiegyensúlyozza a késleltetést és a hatékonyságot – a rövidebb lekérdezési ciklusok csökkentik a késleltetést a valós idejű alkalmazásokhoz, például a VoIP-hez, de növelik az overhead-ot, míg a hosszabb ciklusok javítják a hatékonyságot a nagy mennyiségű adatátvitelhez. Az elosztási arány optimalizálása egy másik kritikus stratégia. Az elosztási arány (pl. 1:16, 1:32, 1:64) meghatározza, hogy hány ONU osztozik egyetlen OLT porton, közvetlenül befolyásolva az egyes ONU-k számára elérhető felfelé irányuló sávszélességet. Egy 1:64-es arány az OLT felfelé irányuló kapacitását (pl. 2,5 Gbps GPON esetén) 64 ONU között osztja meg, ideális esetben kb. 39 Mbps-t biztosítva egy ONU-nak, de a versengés csökkentheti ezt. A tervezők alacsonyabb arányokat (1:16) alkalmazhatnak nagy sűrűségű, magas felfelé irányuló forgalmú területeken, például üzleti negyedekben, míg 1:64-es arányt használhatnak lakossági területeken, ahol a forgalom alacsonyabb. Emellett a hullámhosszal osztott többszörözés (WDM) növelheti a felfelé irányuló kapacitást azáltal, hogy különböző hullámhosszakat használ az ONU-csoportok számára, hatékonyan megduplázva vagy megháromszorozva a rendelkezésre álló sávszélességet anélkül, hogy megváltoztatnák az elosztási arányt. A szolgáltatásminőség (QoS) integrálása biztosítja, hogy a kritikus forgalom prioritást kapjon. Az OLT a felfelé irányuló forgalmat QoS osztályok alapján sorolja be várakozási sorokba (pl. EF a VoIP-hez, AF a videóhoz, BE a legjobb erőfeszítéses szolgáltatáshoz), és először a magasabb prioritású sorok számára oszt ki sávszélességet. Ez megakadályozza, hogy a késleltetésre érzékeny alkalmazásokat a nagy mennyiségű adatátvitel késleltethesse. Például egy videokonferencia (EF osztály) sávszélességet kap egy nagy fájl feltöltése (BE osztály) előtt, fenntartva a hívásminőséget. A tervezőknek a sorok súlyait és küszöbértékeit úgy kell beállítaniuk, hogy azok összhangban legyenek az SLA-kkal, biztosítva, hogy a QoS szabályzatokat az ONU-tól az OLT-ig végig érvényesítsék. A kapacitás bővítése és a jövőbiztonság szintén kritikus fontosságúak. Ahogy a sávszélesség iránti igény növekszik a 4K/8K videók feltöltése, a felhőalapú számítástechnika és az IoT miatt, a tervezőknek magasabb sebességű PON szabványokat, például XGS PON (10 Gbps felfelé) vagy NG PON2 (40/100 Gbps) kell alkalmazniuk. Emellett több porttal rendelkező OLT-ket is telepíthetnek, vagy meglévő OLT-kat frissíthetnek magasabb vonali sebességek támogatására, biztosítva, hogy a hálózat skálázható legyen teljesítményveszteség nélkül. Továbbá a felfelé irányuló kihasználtságot, késleltetést és csomagveszteséget figyelő eszközök segítenek az adatforgalmi szűk keresztmetszetek azonosításában, lehetővé téve a DBA beállítások vagy elosztási arányok proaktív módosítását. Összefoglalva, az OLT felfelé irányuló sávszélesség-tervezés a forgalmi elemzés, dinamikus elosztás, elosztási arány optimalizálás, QoS betartatása és skálázhatósági intézkedések kombinációját igényli. Ezeknek a stratégiáknak a felhasználói igényekhez és a technológiai fejlődéshez való összehangolásával a szolgáltatók biztosíthatják a megbízható, magas teljesítményű felfelé irányuló kapcsolatot az egész PON hálózaton.