Optické sítě. Počítačové sítě a systémy. _ 3. a 4. ročník SŠ technické. Ing. Fales Alexandr Software: SMART Notebook

Transkript

1 Optické sítě sítě 1

2 Předmět: Téma hodiny: Třída: Počítačové sítě a systémy Optické sítě _ 3. a 4. ročník SŠ technické Autor: Ing. Fales Alexandr Software: SMART Notebook Obr. 1 Síťové prvky Ing. Fales Alexandr 2

3 Připomenutí: Hlavními prvky počítačové sítě jsou klientské stanice a server, dále tiskárny, scannery a další HW vč SW. Počítačová síť vznikne vzájemným propojením těchto prvků, k tomu nám slouží prvky sítí. Aktivní prvky představují prvky sítí, které přenášený signál upravují (mění) a hlavně zesilují, zvětšují tak použitelnou vzdálenost přenosového média (kabelu). Mezi aktivní prvky patří síťové karty (NIC), opakovače (repeater), rozbočovače (hub), převodníky (transceiver, converter), mosty (bridge), přepínače (switch), směrovače (router), brány (gateway), modemy, přístupové body (access point), klientské stanice, všechny servery, disková pole, datová úložiště (NAS) a jiné. 3

4 WAN: Wide Area Networks (WAN) rozlehlé sítě, zprostředkovávají komunikaci ve smyslu přenosu dat, hlasu a obrazu mezi koncovými stanicemi na velkou vzdálenost, resp. propojují LAN či MAN. Tyto sítě lze výhodně využít jako přenosovou páteř podnikové sítě, přičemž se nemusí jednat o nejrychlejší linky, resp. část přenosové sítě. WAN sítě nepoužívají sdílené přenosové médium, poskytují uživatelům a jejich aplikacím pouze přenosové prostředí, přičemž se jedná o poskytování přenosové kapacity ve smyslu komunikace se spojením, ne nutně jako spolehlivou službu. Nepodporují broadcast (všesměrové vysílání), pouze omezeně multicast (skupinové vysílání). 4

5 Úvod: V dnešní době jsou ve většině případů rozlehlé sítě WAN a dálkové komunikační okruhy řešeny optickou infrastrukturou. Optické sítě jsou buď transparentní, což znamená, že mezi vysílačem a přijímačem nedochází k přeměně optického signálu na elektrický, nebo netransparentní, kdy k přeměně dochází, popř. jsou užity operace 3R (reshaping, retiming, regeneration/amplification). Optické přenosové sítě jsou optoelektrické, neboť se původní elektrický signál převádí na optický pro přenos po optických vláknech (kabelech) a na druhé straně (u příjemce) je pak převeden zpět na signál elektrický. Po cestě lze využít při větších vzdálenostech optické opakovače pro zesílení optického signálu. 5

6 Optické přepínače: Obecně se dělí na 2 základní druhy: 1) OEO (Optical Electrical Optical) přepínače převádějí optický signál na elektrický a následně elektrický na optický a to při vnitřním směrování (přepínání), jsou dražší, s vícero možnosti 2) OOO (Optical Optical Optical) přepínače pracují pouze s optickým signálem, přepínají vlnové délky odpovídající toku paketů a minimalizují tak zpoždění vzniklé přepínáním v síti, složité, výrazně snižují provozní náklady sítí 6

7 Optické přepínače: Z hlediska konstrukce rozlišujeme tyto přepínače: 1) Optické MEMS (mikro elektromechanické systémy) systémy užívají opt. kolimátory 2) Optické relé nejstarší, přes elmg. impuls ovládá kotvu, pohybující buď s konci optických vláken, nebo optickými soustavami čoček (kolimátory) 3) Optické čipy (tekuté krystaly, bublinkové přepínače, holografické krystaly) rychlé opt. čipy 40 Gbps nacházíme v optických přenosových sítích (SONET/ SDH) a u velkých směrovačů (přepínačů) 4) Optické PLC čipy planární optic. integr. obvody 7

8 SONET/SDH: Technologie SDH (Synchronous Digital Hierarchy) se dnes využívá pro optické přenosové telekomunikační sítě v Evropě a obdoba SONET (Synchronous Optical NETwork) se využívá ve Spojených státech. SONET/ SDH je digitální TDM (časově multiplexovaný) přenos. systém po optických vláknech (kabelech) přes formátování bloků datových i režijních bitů. SONET ANSI T.105 dělí optickou cestu do logických kanálů, označovaných jako tributary. Základní přenos je elektrický signál STS 1 51,84 Mbps a optický OC 1 51,84 Mbps. Při TDM po 1 opt. páru jsou rychlosti OC 192 9,953 Gbps až OC ,813 Gbps. SDH je rychlostně prakticky identické se SONET. 8

9 SONET/SDH: Nedostatky sítí SONET/SDH: optimalizace pro hlasové přenosy neefektivní a málo pružné pro datové přenosy šířky pásma jsou 2 Mbps, 34 Mbps, 140 Mbps datové přenosy vyžadují plnou šířku přenosového pásma vyšší cena pro zákazníka, ačkoliv je pásmo po většinu času využíváno minimálně nebo vůbec neyužitou šířku pásma nelze použít pro datový přenos jiného zákazníka 9

10 SONET/SDH: Systém tvoří: přepojovací uzly multiplexory opakovače propojovací optická vlákna Základní přenosovou jednotkou je blok 810 oktetů, vysílaný synchronně vždy po 125 mikrosekund, a to buď s daty nebo bez nich Režim práce je v jednosměrném či obousměrném kruhu, se zálohováním pro výpadek uzlu a spoje. 10

11 Hybridní sítě: Hybridní sítě jsou sítě přenášející digitální signál po analogových optických trasách, přičemž používají kombinaci přepínání paketů a okruhů. Běžný provoz přenáší data v paketovém režimu a pro vybrané přenosy, klasicky objemné datové přenosy se tvoří okruhy, což je efektivnější (vhodné pro gridové aplikace). Hybridní síť poskytuje uživateli buď paketové IP služby bez spojení, nebo služby typu lambda se spojením, neboť využívá klasickou IP směrovanou síť doplněnou o inteligentní optické přepínání a to v jedné infrastruktuře. 11

12 Konkretizujte optické přepínače a optické sítě: Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím. 12

13 Přibližte problematiku SONET/SDH: Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím. 13

14 Dotazy Děkuji za pozornost. Ing. Fales Alexandr Obr. 1 Síťové prvky Ing. Fales Alexandr 14

15 Zdroje informací Literární publikace: PUŽMANOVÁ, R. Moderní komunikační sítě od A do Z. 2. akt. vyd. Brno: Computer Press, ISBN: s. 430 HORÁK, J. KERŠLÁGER, M. Počítačové sítě pro začínající správce. 5. akt. vyd. Brno: Computer Press, ISBN: s. 303 Fotografie a obrázky: Autorem fotografií a obrázků, není li uvedeno jinak, je Ing. Fales Alexandr Obr. 1 Síťové prvky Ing. Fales Alexandr 15