Vida Rolland
D) Optikai hozzáférési hálózatok
Bár a létező vezetékes infrastruktúrák felhasználása szélessávú internetszolgáltatás biz-tosítására kétségkívül jó és költséghatékony ötletnek tűnt, ezeket az infrastruktúrákat eredetileg más céllal fejlesztették és építették ki, ezért bár átmenetileg meg tudtak felelni az előfizetői elvárásoknak, megvoltak a maguk technológiai korlátai. A folyamatos verseny az egyre nagyobb és nagyobb átviteli sebességekért egy idő után eljutott arra a pontra, ahol a magas beruházási költségek ellenére is a szolgáltatók kénytelenek voltak új, dedi-kált hálózati infrastruktúrákat telepíteni a meglévő, de már elavuló megoldások helyére.
Az egyre nagyobb átviteli sebességek iránti igényt az optikai hálózatok tudják kielégíteni.
A szolgáltatói hálózatok központi részében amúgy is optikai kapcsolatokat telepítettek már jóval korábban, a javaslat tehát az volt, hogy ezeket az optikai szálakat vigyék minél közelebb az előfizetőkhöz. A zöldmezős beruházásoknál pedig – például egy új lakópark építésénél – már a kezdetektől optikai hálózatot építsenek ki, akár közvetlenül a lakásokig.
Az optikai hálózatok különböző megoldásait az FTTx betűszóval szokták leírni, ahol az utolsó betű ismét helyettesíthető az ábécé szinte bármelyik betűjével, olyan sok különböző alternatív architektúrát dolgoztak ki. A legelterjedtebb kifejezések ezek közül a következők:
• FTTN (Fiber To The Neighborhood) – amikor az optikai szál a lakóparkig ér el, a lakóparkon belül pedig általában egy DSL-alapú megoldással van kiterjesztve;
• FTTC (Fiber To The Curb) – amikor az optikai szál a „kanyarig”, az utcáig ér el, onnan pedig csak egy nagyon rövid távon kell egy DSL-alapú kiterjesztést bizto-sítani;
• FTTB (Fiber To The Building) – amikor az optikai szál az épületig ér el, és csak az épületen belül kell kiterjeszteni egy vagy több réz érpárral, hogy a kapcsolat eljuthasson az egyes lakásokig;
• FTTH (Fiber To The Home) – amikor a teljes kapcsolat a szolgáltató és az előfizető között kizárólag optikai szálon valósul meg, réz érpáras kiterjesztés nélkül.
Mivel a szolgáltatónak túlzottan költséges lenne egy olyan hálózatot kiépítenie, ahol minden egyes előfizetőnek saját dedikált optikai szála van a teljes hozzáférési hálózati részen, ezért inkább egy hierarchikus hálózati infrastruktúrát szoktak kialakítani, ahol különböző hálózati csomópontok segítségével kötik össze az optikai szegmenseket. Ezen infrastruktúra kialakításától és működésétől függően a következő optikai hálózattípusokat különböztetjük meg:
• Passzív optikai hálózat (PON, Passive Optical Network)
• Aktív optikai hálózat (AON, Active Optical Network)
• Hibrid hálózatok.
Egy passzív optikai hálózat esetén a hozzáférési hálózati részen úgynevezett passzív op-tikai elosztókat (splitter) helyeznek el, akár több hierarchiaszinten is. Egy ilyen elosztó
PB KORREKTÚRAPÉLDÁNY
egy egyszerű, „buta” optikai eszköz, amely a szolgáltatótól bejövő szálon érkező fény-impulzusokat egyszerűen „kitükrözi” az előfizetők felé kimenő optikai szálakra. Minden lefele irányuló fényimpulzus, és ezáltal minden lefele irányuló adat tehát eljut az összes előfizetőhöz, amely ugyanazon splitter mögött helyezkedik el; az adatok feldolgozását vi-szont csak az az előfizetői egység (ONU, Optical Network Unit) végzi el, akinek címeztek egy adott csomagot, a többi előfizetői egység egyszerűen eldobja a nem neki szánt adatokat.
Ugyanígy természetesen a felfelé irányuló adatoknak megfelelő fényimpulzusokat is áttükrözi a passzív splitter a szolgáltató felé irányuló kimenő szálra. Az ütközések elkerülése végett felfele irányban biztosítani kell viszont, hogy a különböző előfizetőknél elhelyezett op-tikai előfizetői egységek (ONU-k) ne egyszerre küldjenek adatokat. Ennek a megoldása az, hogy időosztással ezeknek az egységeknek időszeleteket osztanak, és csak ezekben az idő-szeletekben küldhetnek fényimpulzusokat a splitter felé. A PON-hálózatok kialakításával általában 10-20 kilométeres területeket tudnak lefedni a szolgáltató és az előfizetők között.
Egy aktív optikai hálózat esetén viszont a hozzáférési hálózati részen egy vagy több aktív csomópontot helyeznek el. A passzív splitterhez képest egy ilyen aktív csomópont egy intelligens eszköz, amely a beérkező fényimpulzusokat átalakítja digitális információvá, csomagokat képez, belenéz azok fejlécébe, és csak arra a kimenő interfészre küldi tovább az adott csomagot, ahol a csomag címzettje megtalálható. A küldéshez természetesen ismét visszaalakítja az adott csomagot fényimpulzusokká, és ezeket küldi ki a megfelelő kimenő optikai szálra.
Ellenkező irányban nincs szükség időosztásra, mint ahogy az a PON-hálózatok esetén történt, hiszen az okos aktív csomópont képes arra, hogy az egyik bejövő interfészen érkező fényimpulzusokat digitális információvá konvertálja, azt pufferelje, és a megfelelő ütemezést követően ezt az információt a pufferből továbbküldje a szolgáltató felé a kimenő optikai kapcsolaton, miután megfelelő módon ismét fényimpulzusokat generált belőle.
A passzív hálózatok kialakítása egyszerűbb, a passzív csomópontok olcsóbbak, vi-szont a hálózat sebessége kisebb, hiszen az időosztásnak köszönhetően az átviteli közeg nem használható folyamatosan. Ezzel szemben az aktív hálózatok kialakítása költségesebb, az aktív csomópontok drágább eszközök, viszont jóval nagyobb sebességeket tudnak biz-tosítani, hiszen a pufferelésnek köszönhetően az egyes felhasználók a többi felhasználótól függetlenül, gyakorlatilag bármikor küldhetnek adatot felfelé irányban, a saját igényeiknek, aktuális adatforgalmuknak megfelelően.
Léteznek emellett hibrid hálózatok is, ahol a felsőbb hierarchiaszinteken általában aktív csomópontokat helyeznek el, ezen aktív csomópontok mögött viszont akár nagyobb előfizetői csoportok is létezhetnek, amelyeket passzív optikai splitterekkel kötnek be a hálózatba.
Az optikai hozzáférési hálózatok napjainkban egyre inkább kezdenek elterjedni, és ki-váltják a korábbi DSL-alapú vagy kábelnetes technológiákat. Az optikai hálózatok kiépítése, telepítése viszont nem mindenhol ugyanúgy valósul meg. Délkelet-Ázsiában és az Egyesült Államokban leginkább az a modell terjedt el, hogy minden szolgáltató kiépíti a saját op-tikai hozzáférési hálózatát, ezáltal akár többszörösen is lefedve opop-tikai infrastruktúrával ugyanazt a területet, lakóparkot. Ezek után pedig a szolgáltatók egymással versengve saját előfizetői bázist építenek. A modell kétségkívül nagy beruházási költségekkel (CapEx, Capital Expenditure) jár, a hálózat és a szolgáltatás üzemeltetésének a költségei (OpEx, Operational Expenditure) viszont alacsonyak.
KORREKTÚRAPÉLDÁNY PB
Ezzel szemben Európában, azon belül is a skandináv országokban inkább az úgy-nevezett Open Access modell terjedt el. Ennek a lényege az, hogy a szolgáltatók helyett a beruházási költségeket az állam, a régió vagy az önkormányzatok vállalják, majd ezek után az infrastruktúrát egyenlő feltételek mellett bérbe, használatba adják a különböző szolgáltatóknak. Így ugyanazon a területen csak egy fizikai infrastruktúra épül ki, ennek pedig nyilvánvalóan alacsonyabb lesz a kiépítési költsége. A szolgáltatókat megkímélik a magas beruházási költségektől, megnyitva ezáltal a lehetőséget olyan kisebb szolgáltatók előtt is, akik önmaguk nem rendelkeztek volna olyan tőkeerővel, hogy egy ilyen hálózati infrastruktúrát kiépítsenek. Az üzemeltetési költségek viszont nyilvánvalóan magasabbak lesznek, hiszen itt az infrastruktúra bérleti díját is számításba kell venni. A több versengő szolgáltató jelenléte viszont nyilvánvalóan csökkenti majd az előfizetői díjakat.
4.2.2. Vezeték nélküli hozzáférési hálózatok
A vezeték nélküli hozzáférési hálózatok kiépítése és üzemeltetése teljesen más jellegű ki-hívásokat jelent, mint amilyeneket a vezetékes technológiáknál megszokhattunk. A vezeték nélküli megoldásoknál nem kell egy már korábban kiépített vezetékes infrastruktúrát át-alakítani, egy új hálózat telepítése vagy egy régi hálózat korszerűsítése jóval egyszerűbb, hiszen nincsenek vezetékek, amelyeket cserélni kellene, „csak” a felhasználók és a szol-gáltatók rádiós kommunikációs eszközeit kell frissíteni. Másfelől azonban egy vezeték nél-küli hálózat esetében különös figyelmet kell szentelni a rádiós interfész hatékonyságának, az esetleges interferenciáknak, illetve a biztonsági kérdéseknek.
A kiterjedésüket tekintve a következő vezeték nélküli hálózattípusokat különböztet-hetjük meg:
• WBAN (Wireless Body Area Network) – testen vagy testben levő eszközök (szen-zorok és aktuátorok – pacemaker, inzulinadagoló, izomstimulátor, vérnyomásmérő, vércukorszintmérő stb.) vezeték nélküli hálózata. Ezeket a hálózatokat rendszerint a felhasználó okostelefonjának segítségével csatlakoztatják az internethez.
• WPAN (Wireless Personal Area Network) – a közelünkben levő személyes tárgyaink által alkotott hálózat, néhány tíz méteres területen belül. A legismertebb technoló-giák ilyen hálózatok építésére a Bluetooth és a Zigbee.
• WLAN (Wireless Local Area Network) – vezeték nélküli helyi hálózatok épületeken belül, vezetékes hozzáférési hálózatok kiterjesztéseként, vagy publikus hot spot szolgáltatás nyújtására. E hálózatok akár néhány száz méteres sugarú területet is lefedhetnek, a legismertebb technológia a WLAN-hálózatok kialakítására a wifi.
• WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) – egy nagyobb területet, akár egy egész városrészt lefedő vezeték nélküli hálózat. Ebbe a kategóriába sorolhatjuk a nemrég megjelent, kifejezetten a szenzorok energiahatékony kommunikációjára kifejlesztett technológiákat, mint a LoRa vagy a SigFox.
• WWAN (Wireless Wide Area Network) – nagy kiterjedésű hálózatok, amelyek akár egy ország teljes területét is lefedik. Ide sorolhatjuk a különböző cellás mobiltech-nológiákat, amelyekről a 4.2.3. szakaszban beszélünk részletesebben.