Széles sávú internet: Hálózat és topológia

Hálózati szintek

A széles sávú hálózat földrajzi elemekből áll (horizontális dimenzió), amelyek három különálló részből állnak:

• Gerinchálózat: A település vagy régió különböző területeit összekötő száloptikai kábelgyűrűből áll. A gyűrű topológiájának előnye, hogy robusztus (redundáns hálózat) az egyszálas vágásokkal vagy más hibákkal szemben (pl. az egyik oldal lebontása). A fejlettebb topológiákat (pl. összeolvadt) néha a hálózat gerincszakaszában használják.
• Területi hálózatok (azaz backhaul): Csatlakoztasson több hozzáférési csomópontot, amelyek összevonják a helyi forgalmat a hálózaton belül. Gyakran optikai szálas kábelgyűrűvel valósítják meg, bár fa topológiák használhatók. Ha a jelenleg rendelkezésre álló források nagyon korlátozottak, a területen a csatlakoztatandó összes végfelhasználó viszonylag kevés, a mikrohullámú kapcsolatok rövid és középtávú megoldásként használhatók.
• Első mérföldes (más néven utolsó mérföldes) összeköttetések a végfelhasználókkal: Linkek a végfelhasználóktól a hozzáférési csomópontokhoz, ahol az első forgalmi aggregálás történik. Az egyes helyzetek eltérő logisztikai, gazdasági és demográfiai feltételeket teremtenek; ezért a különböző infrastrukturális megoldások lehetnek a legalkalmasabbak.

Hálózati topológiák

A hálózat topológiája leírja, hogy a hálózat különböző részei hogyan kapcsolódnak egymáshoz. A gerinchálózat szempontjából a legfontosabb topológiák a fa, a gyűrű és a hálós topológiák. Az alábbiakban felsorolt egyéb meglévő topológiák gyenge hálózati feladatátvételt mutatnak, ezért nem relevánsak a gerinchálózat szempontjából.

• A fa: Az egyes elemekből származó forgalmat hierarchikusan felfelé kell összesíteni; a fa topológia általában olcsóbb, de kevésbé robusztus: Szálvágás vagy egyéb hiba esetén a hálózat egyes részeit hosszú ideig leválasztják. Ezenkívül a hierarchia minden egyes lépésénél a több csomópontból származó forgalom ugyanazzal a fizikai kapcsolattal rendelkezik.
• A gyűrű: Minden hálózati elem két elemhez kapcsolódik oly módon, hogy minden kapcsolat gyűrűt képezzen. A gyűrű topológiájának előnye, hogy bármely csomópont két szomszédos csomóponthoz kapcsolódik (ezt néha redundanciának nevezik). Szálvágás vagy egyéb hiba esetén a forgalom gyakran automatikusan átirányítható, miközben a hiba kijavításra kerül.
• Összezúzva: Minden hálózati elem több más elemhez kapcsolódik; ez a legrobusztusabb és leggyorsabb, de egyben a legösszetettebb és legdrágább topológia a magas vezetékezési és hardveres erőfeszítéseknek köszönhetően.
• Acsillag neve: Minden kapcsolat a többi csomóponttal egy központi csomópontból indul. A topológia fő előnye, hogy minden csomópont könnyen kommunikálhat egymással egy központi csomóponton keresztül. A fő hátrány az, hogy ha a központi csomópont megszakad, az egész hálózat összeomlik. A csillag topológia közepén használt hálózati kapcsolóelemtől függően az ütközések problémát jelenthetnek. Az adatáramlást egyetlen eszköz végzi. Ez biztonsági okokból vagy korlátozott hozzáférés miatt előnyös lehet, de ha a központi csomópont megszakad a csillag topológiájában, az egész hálózat sebezhető.
• Busz: Minden csomópont közvetlenül csatlakozik egy kábelhez. Minden állomás csatlakozik egy közös kábelhez. A kulcseszközök lehetővé teszik a gép számára, hogy „link” a megosztott adathordozón. Ennek a topológiának az az előnye, hogy minden házigazdák kapcsolódnak egymáshoz, és közvetlenül kommunikálhatnak egymással. Lehetővé teszi az összes hálózati eszköz számára, hogy leolvassa az összes jelet más eszközökről. Ami a hátrányt illeti, a kábelcsatlakozás megszakadása esetén a házigazdák csatlakozása megszakad.

Két fő topológia az első mérföldre

• Pont-többpont (p2mp): Az első aggregációs csomópont információt továbbít több végfelhasználónak ugyanazon a megosztott adathordozón, egy adó segítségével. Ez mind a vezeték nélküli kommunikációban, mind a vezetékes kommunikációban történik, ha a fizikai közeg egyszerűen fel van osztva az aggregációs csomópont és a végfelhasználók között (pl. a PON-ban használt optikai pont-multipont vagy a koaxiális kábeltelevízió-hálózatok). Ebben az esetben minden végfelhasználó ugyanazt a fizikai jelet kapja, amelyek ezután megosztják a sávszélességet.
• Pontról pontra (p2p): Az első aggregációs csomópont az információk továbbítása számos végfelhasználónak dedikált fizikai csatornákon keresztül, megfelelő számú jeladó használatával. A vezeték nélküli kommunikációban ez akkor érhető el, ha a kommunikációs gerendák nem fedik egymást (rádiókapcsolatok), míg a vezetékes kommunikációban egy dedikált vonal köti össze az aggregációs csomópontot minden végfelhasználóval (pl. szálpont-pont és telefonvonal).