ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ПАССИВНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СЕТИ

АННОТАЦИЯ

Цель работы – исследовать и проработать механизм, который позволит разработать программное обеспечение, позволяющие управлять состояниями объектов пассивной оптической сети, а также получать их текущее состояние. В качестве метода исследования применяется тестирование разработанного программного обеспечения на реальном оборудовании. В результате определены и разработаны основные части требуемого программного обеспечения, также выполнено тестирование работоспособности алгоритма.

Ключевые слова: PON, разработка, OLT, машина состояний.

В современном мире большинство людей активно использует сеть Интернет. Благодаря всемирной паутине каждый человек может узнавать что-то новое для себя, общаться с другими людьми через социальные сети, читать различные статьи и так далее. Для доступа к такой сети необходимо использование телекоммуникационного оборудования, которое позволяет подключаться к интернету и пользоваться его возможностями. Многие компании и предприятия приобретают большое количество коммутаторов и маршрутизаторов, чтобы организовать локальную сеть для эффективной передачи информации между сотрудниками. Однако, может возникнуть ситуация, когда компании требуется организовать локальную сеть, узлы которой располагаются на большом расстоянии между собой (более десятка километров), при этом скорость передачи должна быть высокой. В такой ситуации можно воспользоваться технологией PON (Passive optical network – пассивная оптическая сеть).

Суть технологии PON заключается в том, что между приемопередающим модулем центрального узла OLT (Optical line terminal) и удаленными абонентскими узлами ONT (Optical network terminal) создается полностью пассивная оптическая сеть, имеющая топологию дерева. В промежуточных узлах дерева размещаются пассивные оптические разветвители (сплиттеры) – компактные устройства, не требующие питания и обслуживания. Один приемопередающий модуль OLT позволяет передавать информацию множеству абонентских устройств ONT. Число ONT, подключенных к одному OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры [3].

Схематично объекты в сети выглядят следующим образом:

Рисунок 1. Сеть на основе технологии PON

При использовании такой технологии возникает необходимость в разработке программного обеспечения, которая позволит управлять этими объектами и следить за их работой.

Основной целью является разработка и исследование технологии функционирования объектов пассивной оптической сети. Полученное программное обеспечение должно иметь возможность управлять состояниями объектов, а также обладать возможностью мониторинга текущего состояния объекта и вывода этой информации при необходимости.

Данное исследование актуально в наше время, потому что разработанное программное обеспечение позволит контролировать текущее состояние большого количества устройств, работающих в высокоскоростной пассивной оптической сети передачи данных, в результате чего абоненты смогу получить доступ в сеть Интернет.

Новизной полученного программного обеспечения является то, что оно будет работать в режиме минимального использования потоков, что позволит повысить производительность и ускорить процесс смены состояния объектов. Ранее же система была построена на использовании большого количество потоков, которые блокировали работу друг друга и не давали в быстром темпе применять конфигурацию объектов. К тому же поверх этих потоков использовался специальный интерфейс для получения и выполнения команд извне, который также блокировал общую работу.

Разрабатываемое программное обеспечение обладает практической ценностью: получение текущего состояния устройства позволит понять, каким образом настраивать его в дальнейшем и в случае, если в работе произошла какая-либо ошибка, предпринять меры по её устранению и нормализации работы оборудования.

В процессе работы необходимо решить следующие задачи:

1. Выбрать математическую модель описания пространства состояний объектов;
2. Определиться с основными состояниями объектов, которые будут функционировать в процессе работы устройства;
3. Проработать и реализовать выбранный математический метод на языке программирования С на основе описанных состояний;
4. Протестировать разработанное программное обеспечение и проверить работоспособность.

В процессе исследования и разработки тестирование функционала выполнялось на реальном оборудование. Предприятие ООО «Элтекс» обладает необходимым набором устройств, которые использовались при тестировании. В частности, в качестве OLT использовалась оборудование LTP-16N-1V2 [2].

В данный момент достигнуты следующие результаты:

1. Выполнен выбор математического метода описания пространства состояний объектов пассивной оптической сети. В качестве метода будет использоваться метод конечных автоматов, так как он обладает следующими достоинствами:
   
   1. Реализуем на языке программирования С;
   2. Прост для понимания коллегами;
   3. Обеспечивает динамическую расширяемость состояниц  [1].
2. Выполнено описание состояний объектов пассивной оптической сети (OLT, Channel, ONT);
3. Выполнена проработка и реализация выбранного математического метода на языке программирования С на основе описанных состояний:
   
   1. Выбрана форма реализации – динамическая библиотека;
   2. Библиотека добавлена в систему сборки проекта;
   3. Реализована работа основных потоков;
   4. Добавлены описанные состояния объектов и переходы между ними;
   5. Добавлена возможность получать информацию о текущий состояниях объектов;
   6. Добавлено взаимодействие с конфигурацией [4].
4. Выполнено тестирование разработанного программного обеспечения. Полученный функционал работает на реальном оборудование и выполняет все поставленные задачи. Дальнейшее тестирование включает в себя проверку работоспособности на большом количестве абонентских устройств, чтобы на одно порту было максимальное количество ONT.

Список литературы:

1. Детерминированные и недетерминированные конечные автоматы [Электронный ресурс]. / статья о различных видах конечных автоматов и их реализации на языке Delphi. URL: https://www.delphiplus.org/fundamentalnie-algoritmy-i-struktury-dannih/ispolzovanie-konechnogo-avtomata-sintaksicheskii-analiz.html (дата обращения: 06.02.2021).
2. Станционное оборудование GPON OLT LTP-16N [Электронный ресурс]. URL: https://eltex-co.ru/catalog/olt-gpon/stantsionnoe_oborudovanie_gpon_olt_ltp-16n/ (дата обращения: 06.02.2021).
3. PON - пассивные оптические сети [Электронный ресурс]. / научная статья о пассивных оптических сетях. URL:  https://skomplekt.com/technology/pon/. (дата обращения: 06.02.2021).
4. UNIX. Профессиональное программирование, 3-е издание. / Стивенс Р., Раго С. – Пер. с англ. – СПб.: Символ-Плюс, 2014. – 1104 с., ил.