Širokopásmové připojení: Síť a topologie

Úrovně sítě

Širokopásmová síť se skládá ze zeměpisných prvků (horizontální rozměr), které zahrnují tři odlišné části:

• Páteřní síť: Skládá se z kruhu optického kabelu spojujícího různé oblasti obce nebo regionu. Topologie kruhu má tu výhodu, že je robustní (redundantní síť) proti jednovláknitým řezům nebo jiným poruchám (např. rozklad na jedné straně). Pokročilejší topologie (např. meshed) se někdy používají v páteřní části sítě.
• Oblastní sítě (tj. páteřní sítě): Připojte několik přístupových uzlů agregujících místní provoz dále v síti. Často implementovány s kruhem optických vláken kabelu, i když stromy topologie mohou být použity. Jsou-li finanční prostředky, které jsou v současné době k dispozici, velmi omezené, lze jako krátkodobé až střednědobé řešení použít celkem málo koncových uživatelů, kteří mají být v dané oblasti připojeni.
• První míle (také nazývaná last-mile) spojení s koncovými uživateli: Odkazy koncových uživatelů na přístupové uzly, kde probíhá první agregace provozu. Každá situace bude představovat odlišné logistické, hospodářské a demografické podmínky; proto mohou být nejvhodnější řešení v oblasti infrastruktury.

Topologie sítě

Topologie sítě popisuje, jak jsou jednotlivé části sítě propojeny. Pro páteřní síť jsou nejdůležitějšími topologiemi strom, prsten a topologie. Další existující topologie uvedené níže ukazují, že došlo k selhání sítě, a proto nejsou pro páteřní síť tak relevantní.

• Strom: Provoz z každého prvku je hierarchicky agregován směrem nahoru; topologie stromů je obecně levnější, ale méně robustní: V případě přerušení vlákna nebo jiné poruchy budou určité části sítě po dlouhou dobu odpojeny. Kromě toho, pro každý krok hierarchie, provoz pocházející z více uzlů sdílí stejné fyzické spojení.
• Kroužek: Každý prvek sítě je připojen ke dvěma prvkům takovým způsobem, že všechna připojení tvoří prstenec. Kruhová topologie má tu výhodu, že každý uzel je spojen se dvěma sousedními uzly (to je někdy označováno jako „propouštění“). V případě řezu vlákna nebo jiné poruchy může být doprava přesměrována opačným směrem často automaticky, zatímco závada je opravena.
• Okamžitá: Každý prvek sítě je připojen k několika dalším prvkům; jedná se o nejodolnější a nejrychlejší, ale také nejsložitější a nejdražší topologii díky vysokému zapojení a hardwarovému úsilí.
• Hvězda: Všechna spojení s ostatními uzly začínají z centrálního uzlu. Hlavní výhodou této topologie je, že všechny uzly mohou snadno komunikovat mezi sebou prostřednictvím centrálního uzlu. Hlavní nevýhodou je, že pokud je centrální uzel přerušen, celá síť se zhroutí. V závislosti na spojovacím prvku sítě používaném ve středu hvězdné topologie mohou být kolize problémem. Datový tok se provádí jedním zařízením. To může být výhodné z bezpečnostních důvodů nebo omezeného přístupu, ale pokud je centrální uzel narušen v hvězdné topologii, celá síť je zranitelná.
• Autobus: Všechny uzly jsou připojeny přímo k kabelu. Každý hostitel je připojen ke společnému kabelu. Klíčová zařízení umožňují hostiteli „odkaz“ na sdílené médium. Výhodou této topologie je, že všichni hostitelé jsou navzájem propojeni a mohou komunikovat přímo mezi sebou. Umožňuje všem síťovým zařízením číst všechny signály z jiných zařízení. Pokud jde o nevýhodu, v případě přerušení kabelového připojení je spojení hostitelů přerušeno.

Dvě základní topologie pro první míli

• Bod na více bodů (p2mp): První agregační uzel přenáší informace několika koncovým uživatelům na stejném sdíleném médiu pomocí jednoho vysílače. To se děje jak v bezdrátové komunikaci, tak i v drátové komunikaci, pokud je fyzické médium jednoduše rozděleno na cestu mezi agregačním uzlem a koncovými uživateli (např. optický bod-to-multipoint používaný v PON, nebo koaxiální kabelové televizní sítě). V tomto případě přijímá stejný fyzický signál všichni koncoví uživatelé, kteří pak sdílejí šířku pásma.
• Bod k bodu (p2p): Prvním agregačním uzlem je přenos informací řadě koncových uživatelů prostřednictvím vyhrazených fyzických kanálů pomocí odpovídajícího počtu vysílačů. V bezdrátových komunikacích toho lze dosáhnout, pokud se komunikační paprsky vzájemně nepřekrývají (radio spojení), zatímco v drátové komunikaci dedikovaná linka spojuje agregační uzel s každým koncovým uživatelem (např. optický bod-bod a telefonní linky).