Širokopásmové pripojenie: Sieť a topológia

Úrovne siete

Širokopásmová sieť sa skladá z geografických prvkov (horizontálny rozmer), ktoré zahŕňajú tri rôzne časti:

• Chrbticová sieť: Pozostáva z kruhu optického kábla spájajúceho rôzne oblasti obce alebo regiónu. Topológia krúžkov má tú výhodu, že je robustná (redundantná sieť) proti jednovláknovým rezom alebo iným chybám (napr. porucha jednej strany). Pokročilejšie topológie (napr. sieťované) sa niekedy používajú v chrbtovej časti siete.
• Oblastné siete (t. j. backhaul): Pripojte niekoľko prístupových uzlov, ktoré agregujú miestnu prevádzku v sieti. Často implementované s krúžkom z optických vlákien kábel, aj keď strom topológie môžu byť použité. Ak sú finančné prostriedky, ktoré sú v súčasnosti k dispozícii, veľmi obmedzené, celkový počet koncových používateľov, ktorí majú byť pripojení v tejto oblasti, je relatívne malý, mikrovlnné prepojenia sa môžu použiť ako krátkodobé až strednodobé riešenie.
• Spojenias koncovými používateľmi v prvej míle (nazývané aj „posledný míľnik“): Odkazy od koncových používateľov na prístupové uzly, kde sa uskutočňuje prvá agregácia prevádzky. Každá situácia bude mať rôzne logistické, hospodárske a demografické podmienky; preto môžu byť najvhodnejšie rôzne riešenia v oblasti infraštruktúry.

Topológie siete

Topológia siete opisuje, ako sú pripojené rôzne časti siete. Pre chrbticovú sieť sú najvýznamnejšie topológie stromu, krúžku a sieťoviny topológie. Ďalšie existujúce topológie uvedené nižšie ukazujú slabé zlyhanie siete, a preto nie sú tak relevantné pre chrbticovú sieť.

• Strom: Prevádzka z každého prvku sa hierarchicky agreguje nahor; topológia stromov je vo všeobecnosti lacnejšia, ale menej robustná: V prípade výpadku vlákna alebo inej poruchy budú určité časti siete dlhodobo odpojené. Okrem toho pri každom zvýšení hierarchie má prevádzka pochádzajúca z viacerých uzlov rovnaké fyzické spojenie.
• Prsteň: Každý sieťový prvok je pripojený k dvom prvkom takým spôsobom, že všetky pripojenia tvoria kruh. Topológia kruhu má tú výhodu, že každý uzol je spojený s dvoma susednými uzlami (to sa niekedy označuje ako „prepúšťanie“). V prípade výpadku vlákna alebo inej poruchy môže byť prevádzka presmerovaná opačným spôsobom často automaticky, zatiaľ čo chyba je opravená.
• Oká: Každý sieťový prvok je pripojený k niekoľkým ďalším prvkom; jedná sa o naj robustnejšiu a najrýchlejšiu, ale aj najkomplexnejšiu a najdrahšiu topológiu vďaka vysokej elektroinštalácii a hardvérovému úsiliu.
• Hviezda: Všetky spojenia s ostatnými uzlami začínajú od centrálneho uzla. Hlavnou výhodou tejto topológie je, že všetky uzly môžu ľahko komunikovať prostredníctvom centrálneho uzla. Hlavnou nevýhodou je, že ak je centrálny uzol prerušený, celá sieť sa zrúti. V závislosti od sieťového spojovacieho prvku použitého v strede hviezdnej topológie môžu byť kolízie problémom. Dátový tok sa vykonáva jedným zariadením. To môže byť výhodné z bezpečnostných dôvodov alebo obmedzeného prístupu, ale ak je centrálny uzol narušený v topológii hviezd, celá sieť je zraniteľná.
• Autobus: Všetky uzly sú pripojené priamo k káblu. Každý hostiteľ je pripojený k spoločnému káblu. Kľúčové zariadenia umožňujú hostiteľovi „odkaz“ na zdieľané médium. Výhodou tejto topológie je, že všetci hostitelia sú navzájom prepojení a môžu medzi sebou komunikovať priamo. Umožňuje všetkým sieťovým zariadeniam čítať všetky signály z iných zariadení. Pokiaľ ide o nevýhodu, v prípade prerušenia káblového pripojenia sa preruší pripojenie hostiteľov.

Dve hlavné topológie pre prvú míľu

• Point-to-multipoint (p2mp): Prvým agregačným uzlom je prenos informácií viacerým koncovým používateľom na tom istom zdieľanom médiu pomocou jedného vysielača. Uskutočňuje sa tak v bezdrôtovej komunikácii, ale aj v káblovej komunikácii, ak sa fyzické médium jednoducho rozdelí na cestu medzi agregačným uzlom a koncovými používateľmi (napr. optický bod-multipoint používaný v sieti PON alebo koaxiálne káblové televízne siete). V tomto prípade je rovnaký fyzický signál prijímaný všetkými koncovými používateľmi, ktorí potom zdieľajú šírku pásma.
• Bod-bod (p2p): Prvým agregačným uzlom je prenos informácií viacerým koncovým používateľom prostredníctvom vyhradených fyzických kanálov s použitím zodpovedajúceho počtu vysielačov. V bezdrôtovej komunikácii sa to dá dosiahnuť, ak sa komunikačné lúče navzájom neprekrývajú (rádiové spojenia), zatiaľ čo v káblovej komunikácii vyhradená linka spája agregačný uzol s každým koncovým používateľom (napr. optické linky point-to-point a telefónne linky).