¿Qué es una red de área metropolitana?

Introducción a la Red de Área Metropolitana

La Red de Área Metropolitana, también conocida como CAN (City Area Network), es una gran red construida por toda la ciudad. La característica más importante de la red del área metropolitana es que es rápida, ¡y muy rápida! En circunstancias normales, la velocidad más rápida para el acceso por módem es de 56 Kbps, la velocidad más rápida para el acceso RDSI es de 128 Kbps (2B+D) y la velocidad más rápida para el acceso ADSL es de 800 Kbps de enlace ascendente y 8 Mbps de enlace descendente. Aunque las empresas pueden alquilar decenas de Mbps de ancho de banda utilizando el acceso DDN, el ancho de banda real asignado a los individuos es muy pequeño. Sin embargo, dentro de la red del área metropolitana, a cada persona se le pueden asignar al menos 20 Mbps de ancho de banda y tener acceso permanente. ¿Qué, no lo suficientemente rápido? ¿No es tan rápido como Ethernet de 100 M? Por supuesto, pero esta es la velocidad de comunicación en una ciudad entera o incluso en todo el país, ¿no es lo suficientemente rápida?

Hablemos del establecimiento de la red del área metropolitana.

Existen varios métodos para establecer redes de áreas metropolitanas. Actualmente, hay 6 ciudades piloto en China, y sus métodos de instalación son más o menos los mismos. La red del área metropolitana reemplazará la red PSTN más lenta existente (ahora la red telefónica) como un nuevo medio para acceder a Internet. La red del área metropolitana utiliza fibra óptica para conectar usuarios y nodos dentro de la ciudad. La fibra óptica también se utiliza para conectar ciudades entre sí. Esto significa que toda la red es una red de fibra óptica y la velocidad es naturalmente rápida. En cuanto a la velocidad de conexión a países extranjeros, si el ancho de banda de exportación permanece sin cambios, la velocidad debería ser más rápida.

En la actualidad, la red del área metropolitana es una red de cajeros automáticos. La conmutación ATM (modo de transferencia asíncrona) utiliza tecnología de multiplexación por división de tiempo asíncrona. Los datos del usuario se combinan en paquetes de longitud fija, llamados células, y se transmiten en el tiempo en la red ATM. La conmutación ATM admite diferentes medios de transmisión, como pares trenzados, cables coaxiales, fibras ópticas monomodo/multimodo, y proporciona diferentes velocidades de transmisión. Se pueden establecer redes de diferentes tamaños, como redes de área local (LAN) y redes de área amplia (WAN), al tiempo que admiten la transmisión de datos y voz/imágenes digitales. ATM se basa en celdas, agrega identificadores y prioridades descartables a las celdas y admite la reserva de ancho de banda para garantizar que los datos con requisitos en tiempo real se puedan transmitir primero. Al mismo tiempo, los conmutadores ATM simplifican el control de errores y las funciones de control de flujo, utilizan hardware con estructura de conmutación por división de tiempo y estructura de conmutación de matriz multinivel para almacenar y reenviar información, reducir los retrasos en el procesamiento de los nodos y permitir que la velocidad de transmisión alcance 1 Gbps.

La fibra óptica es la columna vertebral de la red del área metropolitana. La fibra óptica es un medio de transmisión pequeño y flexible compuesto por un grupo de fibras ópticas que se utilizan para propagar haces de luz. Las fibras ópticas se pueden dividir en dos tipos: tipo de módulo de punto de transmisión y tipo de distribución de índice de refracción. La categoría de módulo de punto de transmisión se divide en dos categorías: fibra óptica monomodo y fibra óptica multimodo. La fibra óptica monomodo tiene una velocidad de transmisión rápida y una gran capacidad; la fibra óptica multimodo tiene una velocidad de transmisión más lenta y una capacidad menor. El tipo de distribución del índice de refracción se divide en dos tipos: fibra de salto y fibra de gradiente. El índice de refracción de la fibra de salto es constante; el índice de refracción de la fibra de gradiente disminuye a medida que aumenta el radio de la fibra. En comparación con otros medios de transmisión, la fibra óptica tiene un buen aislamiento electromagnético, una pequeña atenuación de la señal, una banda de frecuencia más amplia y una larga distancia de transmisión. La comunicación por fibra óptica en realidad aplica principios ópticos. Un transmisor óptico genera una fuente de luz, convierte señales eléctricas en señales ópticas y luego introduce las señales ópticas en la fibra óptica. En el otro extremo de la fibra óptica, un receptor óptico recibe la señal óptica. Se transmite desde la fibra óptica y la transmite convertida en señales eléctricas, decodificada y luego procesada. Los papeles principales en los sistemas de comunicación por fibra óptica son las fuentes de luz, las fibras ópticas, los transmisores ópticos y los receptores ópticos. En principio, una fibra óptica no puede transmitir información en ambas direcciones. Si se requiere comunicación bidireccional, es necesario utilizar dos o dobles fibras ópticas, una para enviar información y otra para recibir información. Debido a que la fibra óptica está hecha de sílice extremadamente pura, su costo es mucho mayor que el de los pares trenzados y los cables coaxiales. Por lo tanto, cómo reducir al máximo el número de fibras ópticas para ahorrar costes manteniendo el mismo ancho de banda se ha convertido en una cuestión muy importante. Con este fin, las redes del área metropolitana están intentando utilizar la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM).

La multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) es un nuevo tipo de tecnología óptica, generalmente utilizada en redes troncales ATM. Puede aumentar de manera efectiva la capacidad y el rendimiento de las redes troncales de fibra óptica existentes a bajo costo.

La mayoría de las redes troncales de cajeros automáticos existentes funcionan con enlaces de fibra óptica de 2,5 Gbps o menos. La multiplexación por división de longitud de onda (WDM) es una tecnología que mejora la capacidad de las fibras ópticas para transmitir información transmitiendo simultáneamente múltiples señales en diferentes longitudes de onda (o colores) en la misma fibra óptica.

De hecho, la multiplexación por división de longitud de onda convierte una única fibra en múltiples fibras "virtuales", cada una de las cuales opera de forma independiente en diferentes longitudes de onda. Los sistemas con más de un pequeño conjunto de canales (2 o 3) se denominan sistemas WDM densos (DWDM). Casi todos los sistemas DWDM funcionan en el rango de longitud de onda de baja pérdida de 1550 nm. Ahora el ancho de banda de la red troncal de los cajeros automáticos puede alcanzar los 400 Gbps y cada canal es de 10 Gbps. Se ha vuelto particularmente importante reducir la cantidad de fibras ópticas para ahorrar costos.

¿Cómo hacer que la fibra óptica funcione a 10Gbps? Hay tres opciones:

El costo de la tecnología de multiplexación por división espacial es demasiado alto y obviamente no es aplicable.

La multiplexación por división de tiempo (TDM) se denomina método de "velocidad de bits más alta", y requiere que las señales se multiplexen eléctricamente y luego se multiplexen a una nueva velocidad de bits más alta para su transmisión.

La tecnología de multiplexación por división de tiempo tiene 4 desventajas:

Primero, para actualizar toda la red a una nueva velocidad más alta, la interfaz de red debe reemplazarse con unidades 4 veces su capacidad. Causará inconvenientes para futuras actualizaciones.

En segundo lugar, a medida que aumentan las velocidades de bits, la distorsión de la señal (debido a la dispersión y la no linealidad de la fibra) se convierte en un factor limitante en la distancia de transmisión. El efecto de dispersión que causa la "contaminación" de los pulsos de señal es varias veces mayor en la fibra monomodo estándar de 10 Gbps que en la fibra monomodo estándar de 2,5 Gbps.

En tercer lugar, la velocidad de transmisión máxima actual de los dispositivos electrónicos es de 10 Gbps, y la capacidad de la fibra óptica es varios órdenes de magnitud mayor que esta velocidad.

En cuarto lugar, los costes de operación y mantenimiento son muy elevados.

Por el contrario, la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda densa no requiere una actualización integral, y el límite de dispersión de 2,5 Gbps suele ser de 1.000 kilómetros, mientras que el límite de dispersión de 10 Gbps es de 200 kilómetros. Por lo tanto, la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda densa puede transmitir más lejos que la tecnología de multiplexación por división de tiempo. En la actualidad, la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda densa permite transmitir más de 40 canales en una fibra óptica, con una velocidad de cada canal superior a 100 Gbps.

En resumen, las ventajas que proporciona la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda densa incluyen:

1. Minimice el uso de fibra convirtiendo cada fibra en múltiples fibras virtuales.

2. Amplía los límites de distancia no regenerativa en comparación con soluciones láser únicas de capacidad equivalente.

3. Proporcione una mayor escalabilidad a través de servicios incrementales, actualizaciones de capacidad y tiempos de implementación más cortos.

4． Amplíe desde un solo canal a más de 40 canales en una fibra.

5． Además, la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda densa es actualmente la única tecnología comercial que puede ofrecer un ancho de banda de más de 10 Gbps en una fibra óptica.

6． Los sistemas DWDM son transparentes a los cambios en la tasa de bits y a los protocolos que se ejecutan en ellos.

En resumen, utilizar la red ATM y utilizar tecnología de multiplexación por división de longitud de onda densa en la red troncal es la mejor solución para construir una red de área metropolitana.

Si el acceso telefónico a Internet anterior era tan lento como un carro tirado por bueyes, entonces la red del área metropolitana realmente puede permitirnos volar en línea y experimentar las comodidades que brinda la alta velocidad. el futuro de la red del área metropolitana. Popularizarlo.