| Apie | Žurnalas | Archyvas | Mokslo įdomybės | Paieška |

2003 m. Nr. 3 turinys

· Tinklų integracija
· Ryšių signalų perdavimo elektros tinklais technologija susidūrė su problemomis
· Žinutės

Mobilusis ryšys
· Gudriosios antenos
· Žinutės
· Mobilieji telefonai ligoninėse
· Krislelių žygis
· 3G Saulė aušta rytuose
· Mikrovarikliai iš pjezokeramikos mobiliesiems telefonams
· Kitos kartos GPS

Internetas
· Sezame TV: Plačiajuosčio vaizdo duomenų tiekimo tarnyba per 9 mėnesius
· Žaidimas atsitiktinumais
· Žinutės

Optinis ryšys
· Kinijos optinio ryšio tinklo revoliucija
· Žinutės
· Šviesa valdo fotonų tuneliavimą
· Prie žydrojo Dunojaus šoka persipynę fotonai

Elektronika
· Žinutės
· Kur yra optinės fotolitografijos riba?
· Kompiuteris - prie šachmatų lentos
· Molekulinė elektronika
· Vaizdo jutikliai ir jų ateities vaizdai
· Lankstomi kompiuteriai
· XXI a. alchemija

Sauga
· Automatinė atpažinimo sistema AIS - Automatic identification system
· Asmens tapatumo nustatymas pagal rainelę - smūgis apgavikams ir teroristams
· Kuo grasina piktavalis išorinis priešas
· Elektroninis šnipinėjimas
· Efektyvią pergalę Irake nulėmė informacija
· Sienos danguje

Kinijos optinio ryšio tinklo revoliucija

Nuo 1990 iki 2001 m. gruodžio Kinijos viešieji ryšio tinklai išsiplėtojo nuo 12 mln. iki daugiau kaip 400 mln. linijų. Vien 2001 m. laidinio telefono ryšio abonentų padaugėjo apytiksliai 34 mln. - maždaug puse likusio pasaulio kasmečio abonentų prieauglio. Iki 2001 m. pabaigos Kinijos interneto vartotojų skaičius išaugo iki 33,7 mln. Tokią sparčią tinklo plėtrą lydi ir atitinkamai didėjantys duomenų srautai. Akivaizdu, kad tokiems srautams reikia ir didelės pralaidos - optinio - ryšio tinklų

Nuo PDH prie SDH standarto

   Kinijos optinio skaidulinio ryšio tinklų istorija nėra labai sena, tačiau jų vystymosi tempai įspūdingi. Per praėjusį dešimtmetį Kinijoje buvo priimti keli strateginiai sprendimai, turėję lemiamos įtakos optinio skaidulinio ryšio tinklų plėtrai.

   Devintojo dešimtmečio pabaigoje, dešimtojo pradžioje Kinija pradėjo kurti optines skaidulines duomenų tiekimo sistemas. Iš pradžių visi projektai buvo grindžiami PDH (Pleisosynchronous Digital Hierarchy - beveik sinchroninė skaitmeninė hierarchija) optinio ryšio standartu. Deja, nuolatinis nacionalinio magistralinio tinklo duomenų srauto didėjimas (kasmet po 40 - 50 proc.) jį vertė veikti įtemptu režimu. Apie 1994 m. Kinija žengė savo pirmąjį strateginį žingsnį, pereidama prie kito optinio skaidulinio ryšio tinklų standarto - SDH (Synchronous Digital Hierarchy - sinchroninė skaitmeninė hierarchija). Nuo to laiko nacionalinis magistralinis tinklas ėmė formuotis iš 2,5 Gb/s pralaidos sistemų - dešimčių tūkstančių SDH tinklo elementų. Palaipsniui Kinijos optinio skaidulinio ryšio magistralė - aukščiausiasis tinklo hierarchijos lygmuo - tapo grynai SDH standarto. Tiesą sakant, tai - didžiausias pasaulio SDH skaitmeninių duomenų tiekimo tinklas.

   Kinijos magistraliniai tinklai sumontuoti iš apytiksliai 500 tūkst. kilometrų optinio skaidulinio kabelio. Iš viso šalyje tokio kabelio sumontuota daugiau negu 1,5 mln. km. Po kruopščios tinklo funkcionavimo bei duomenų tiekimo analizės ir atsižvelgiant į šalies tinklo plėtros strategiją, buvo padaryta išvada, kad vakarų Kinijos magistraliniam tinklui labiausiai tinka G.652 standarto skaidulos; jas pradėta montuoti 1995 m. Nuo to laiko atsisakyta tiesti iki šiol naudotas G.653 skaidulas. Maža to, ir esamos G.653 skaidulos palaipsniui keičiamos. Visgi nuspręsta, kad tinkamiausios intensyvaus ryšio rajonams būtų G.655 standarto - paslinktosios nenulinės dispersijos skaidulos (non zero dispersion shifted), ypač rytų Kinijoje. Tačiau ir pastarasis standartas nėra idealus - Kinijos ryšio tinklams reikėtų lygesnės dispersinės priklausomybės, platesnio dažnių diapazono skaidulų.

Pagrindinė ryšio technologija - WDM

   Kadangi Kinijos ryšio tinklų srautai nuolat didėja, svarbiausias tinklų tobulinimo klausimas, kurio svarba ir ateityje nesumenkės, yra jų pralaidos didinimas. Dažniausiai tai įgyvendinama banginio tankinimo technologija - WDM (Wavelength Division Multiplexing). Šiuo metu nacionalinėje ir provincijų magistralėse įdiegtos 2,5 Gb/s pralaidos WDM sistemos, kurių linijos sutankintos 8 - 32 kanalais. Iš viso į nacionalinį ryšio magistralinį tinklą įdiegta dešimtys tūkstančių WDM sistemų.

   Po dvejus metus trukusių tiesioginio ryšio (point-to-point) bei žiedinės architektūros 10 Gb/s pralaidos WDM sistemų (nuo 8 iki 40 kanalų) išbandymų, valstybinė Kinijos įmonė Telecom`as žengė dar vieną strateginį žingsnį: 2000 m. nacionalinį magistralinį tinklą imta plėtoti trimis tolimojo nuotolio žiedinės architektūros 1.6 Tb/s pralaidos 160 kanalų WDM sistemomis. Jų montavimas netrukus turėtų būti baigtas. Tuo pat metu Telecom`as pradėjo kurti aukštos kokybės skaitmeninę pagrindinių miestų ryšio grandinių komutavimo įrangą. Šios įrangos montavimas irgi jau turėjo būti baigtas. Šios sistemos veiks ekonominiu ir politiniu požiūriu svarbiuose šalies regionuose.

   Ne tik Telecom`as, bet ir kiti stambiausi Kinijos operatoriai - dvi Pekino kompanijos Unicom ir Railway Telecommunications Company - laikydamiesi tos pačios ryšio tinklų plėtros strategijos, ėmė kurti tokią pačią žiedinės architektūros 10 Gb/s WDM sistemą. Taigi netrukus Kinijos magistralinis tinklas veiks beveik vien tik šiuolaikinių WDM sistemų pagrindu.

Ateities vizijos

   Per pastaruosius penkerius metus Kinijos ryšio tinklų duomenų srautai didėjo itin sparčiai. Numatoma, kad iki 2005 m. laidinio telefono vartotojų skaičius padidės iki 220-260 mln., o mobiliojo korinio ryšio - iki 260-290 mln. Manoma, kad iki to laiko 40 proc. Kinijos gyventojų turės telefono ryšį. Taip pat prognozuojama, kad iki to laiko duomenų (multimedijos ir pagal interneto protokolą) tiekimo paslaugomis naudosis daugiau negu 200 mln. abonentų. Duomenų srautai kasmet taip sparčiai didėja (beje, vaizdo duomenys tik pradedami tiekti), kad šiuo metu tiesiog neįmanoma prognozuoti, kokios optinių linijų pralaidos šie srautai pareikalaus.

   Šiuo metu Kinijos telekomunikacijų kompanijų didžiausias rūpestis - toliau plėtoti ryšio tinklus, didinti linijos kanalų skaičių ir duomenų perdavimo kanalais spartą. Yra svarstomos trys galimybės. Pirmoji - naudoti tolimojo nuotolio ryšio sistemas, kuriomis neelektriniu būdu būtų galima prisijungti nuo daugiau negu 3000 km nutolusių ryšio punktų. Antroji - modifikuoti magistralinį tinklą, į jį įdiegiant 40 Gb/s pralaidos WDM sistemas. Šis žingsnis padėtų tenkinti skirtingų tinklų, turinčių 10 Gb/s sąsajas, poreikius. Tačiau jis galėtų būti žengtas tik tuo atveju, jei būtų suderinti 40 Gb/s prietaisų bei skaidulų parametrų ir kainų aspektai. Trečioji priemonė - perėjimas nuo tiesioginio ryšio (point-to-point) WDM sistemų prie naujausiomis technologijomis grindžiamų optinio ryšio tinklų - yra net dar svarbesnis strateginis žingsnis. Tradicinės tiesioginio ryšio WDM sistemos yra labai plačiajuostės. Svarbiausia yra šią juostą panaudoti kuo racionaliau, kad ji būtų naudojama ne "apskritai", bet atsižvelgiant į norimais maršrutais siunčiamus realius duomenis. Šiam tikslui įgyvendinti Kinijos ryšio tinklai neišsiverstų be automatinio komutavimo optinių tinklų (Automatic Switched Optical Network - ASON) sistemų, kurių mazgai garantuoja visus optinės ryšio sistemos lygmenis. Iš esmės ASON yra naujas optinio ryšio tinklo tipas - jo mazguose įdiegta programinė įranga, kuria galima operatyviai vykdyti dinamiškai besikeičiančias ryšio užduotis.

   Pareinant nuo tiesioginio optinio ryšio WDM prie ASON sistemų laimima daug: išvengiama elektronikos įtaisų sukeliamo vadinamojo "butelio kakliuko" efekto (visos linijos pralaidą riboja mažiausios pralaidos mazgas), galima racionaliai naudotis praleidžiamąja dažnių juosta, galima plėsti tinklus ir nuolat didinti jų pralaidą, operatyviai keisti tinklo konfigūraciją. Kinijos tinklų sistemoje nuolat vykdomi darbai, supaprastinantys ir pagreitinantys ryšio patarnavimus, tinklų apsaugą ir ryšio teikimą tarp tinklo mazgų. Pastarųjų trukmė dabar siekia dešimtis ir šimtus milisekundžių. Ryšio sistemos plėtojimo strategija sudaro galimybę naujas sistemas sujungti su esamomis ir perduoti bet kurio formato signalus. Tinklų veikimas - ryšio užduočių vykdymas, maršrutų pasirinkimas - vyksta automatiškai, tad jau dabar Kinijos ryšio tinklai yra labai lankstūs ir ekonomiški.

1 pav. Kinijos ateities optinio ryšio tinklo architektūros vizija. Nacionalinis magistralinis tinklas yra mazginės architektūros; mazgai komutuojami optiniu lygmeniu (OXC – optical cross-connection) (baltieji kubeliai). Provincijų bei miestų tinklai, atskiri mazgai, nuomojamos laidinio ar optinio ryšio linijos prie magistralinio tinklo gali būti prijungti skaitmeniniais komutavimo mazgais - SDXC (žali kubeliai), standartiniais maršruto nustatymo įrenginiais (routers) (raudonieji diskeliai) ar optiniais add/drop tankintuvais – OADM (mėlynieji cilindrai). Miestų optiniuose tinkluose gali būti taikoma SDH, WDM arba kita paketinio ryšio technologija.

   Tobulėjant optinio ryšio tinklų technologijoms, ilgainiui visi pagrindiniai nacionalinio magistralinio tinklo mazgai bus pakeisti optiniais, kurie tarpusavyje bus sujungti sutankintomis linijomis pagal dabartinę ar ateities WDM technologiją. Tokia tinklo architektūra panaši į SDH tinklų elektrinio lygmens struktūrą. Ateities Kinijos tinklas įsivaizduotinas kaip optiškai komutuojamas mazginės architektūros tinklas, kurio visi mazgai tarpusavyje sujungti daugybe žiedinių grandinių su add/drop tankinimo technologija (1 pav.). Galiausiai dabartinis keturių lygmenų tinklas evoliucionuos į dviejų lygmenų architektūros tinklą (2 pav.). Optinio ryšio tinklų technologijos nuolat vystosi, tad prieš apibrėžiant tinklo reikalavimus ir detalizuojant realių tinklų architektūrą, reikia apsispręsti dėl technologinių charakteristikų: signalinės bei maršruto nustatymo įrangos, automatinio dispersijos kompensavimo ir pan.

Dvi optinio ryšio tinklų architektūros

   Kai šnekama apie "intelektualius" optinio ryšio tinklus (juose taikomos skaitmeninės technologijos), turimi omeny dviejų architektūrų tinklai, kurių automatinio valdymo galimybė realizuota skirtinguose lygmenyse (pagal tarptautinį ISO telekomunikacijų standartą - atvirųjų sistemų vidaus sandara - Open System Interconnection (OSI)). Telekomunikacijų bendruomenės parengtame kliento-serverio (client-server) modelyje (kiekvienas tinklo mazgas yra arba klientas, arba serveris) visa sumanaus valdymo įranga sutelkta optiniame lygmenyje. Kompiuterijos bendruomenė teikia pirmenybę lygiateisiam (peer-to-peer) modeliui (kiekvienas tinklo mazgas turi vienodas galimybes), pagal kurį visas valdymo "intelektas" sutelktas IP (interneto protokolo) lygmenyje. Dauguma tinklų operatorių, įskaitant ir Telecom`ą, teikia pirmenybę kliento modeliui dėl jo aiškios ir atviros struktūros, palengvinančios kliento aptarnavimą. Be to, šiuo atveju optinis ir kliento lygmuo gali keistis it tobulėti nepriklausomai vienas nuo kito. Todėl visa infrastruktūra nėra varžoma kliento elektrinio lygmens technologijos. Kliento lygmeniui per gerai suderintą vartotojo-tinklo sąsają belieka užsakyti optinės dažnių juostos patarnavimą. Taigi, visos optinio lygmens detalės nuo kliento lygmens yra "paslėptos". Sąveika tarp tinklo posistemių vyksta per tinklo mazgų sąsajas, tad ir tinklo posistemės gali plėtotis nepriklausomai viena nuo kitos.

Abu modeliai realizuojami tuo pačiu supaprastintu IP valdikliu, kuris grindžiamas daugiaprotokolio valdymo architektūra (MultiProtocol Label Switching - MPLS). Ji teikia visą paprastų ir išbaigtų protokolų rinkinį. Optiniam lygmeniui valdyti šie protokolai virsta į MPLmS (MultiProtocol Lambda Switching) protokolus. Šiuo atveju maršruto nustatymo IP protokolai, kaip kad OSPF (Open Shortest Path First) naudojami nustatyti topologijai, kuriai tinklo įranga gali paprašyti kitos tinklo įrangos nustatyti užduoties vykdymo parametrus. O MPLS signaliniai protokolai, tokie kaip CR-LDP (Constrained based Routing Label Distribution Protocol) naudojami automatiniam dažnių juostos teikimui. Kinijos telekomunikacijų specialistų nuomone, tobulėjant technologijoms ir standartams, ASON populiarumas didės ir ateityje pagrindinė tinklo architektūra bus rengiama pagal kliento-serverio modelį (teikiant ryšį trumpuoju ar vidutiniuoju nuotoliu). Teikiant ryšį tolimuoju nuotoliu ar tuo atveju, kai IP ir duomenų tiekimo lygmenys valdomi to paties operatoriaus, patrauklesnis turėtų būti lygiateisis modelis.

2 pav. Viena iš Kinijos optinio tinklo vystymosi tendencijų – mažinti ryšio protokolo lygmenų skaičių. Šiuo metu esamuose optiniuose tinkluose žemiau duomenų lygmens yra keturi lygmenys: WDM, SDH, ATM ir interneto protokolo lygmuo. Ateityje ryšys turėtų būti teikiamas pagal dviejų lygmenų schemą: WDM ir SDH susijungs į vieną tinklo lygmenį, IP ir ATM – į kitą.

Šiuo metu aktyviai aptariamos tolimojo nuotolio ir naujausių technologijų ASON tinklų techninės sąlygos, o artimiausiu metu jie bus išbandomi. Kinijos ryšio tinklai jau susidūrė su daugeliu analogų neturinčių sunkumų. Manoma, kad po kelerių metų Kinijos optinio ryšio tinklai, būdami ir įvairūs, ir "intelektualūs", įvairiais požiūriais galėtų būti sektinas pavyzdys visai pasaulinei telekomunikacijų bendruomenei.


El. p.: info@elektronika.lt