Sejarah ringkas teknologi Internet jalur lebar

Dalam era digital hari ini, jalur lebar telah menjadi satu keperluan bagi setiap daripada kita dan setiap keluarga. Tanpanya, kita akan resah dan gelisah.

Jadi, adakah anda tahu prinsip teknikal di sebalik jalur lebar? Daripada dial-up 56k "kucing" terawal ke bandar Gigabit semasa dan rumah Gigabit, apakah jenis perubahan yang telah dialami oleh teknologi jalur lebar kami? Dalam artikel hari ini, mari kita ketahui lebih lanjut mengenainya - "Kisah Jalur Lebar".

█ xDSL dan ISDN

Pernahkah anda melihat antara muka di bawah? Saya percaya ramai kawan-kawan yang lahir pada tahun 70an dan 80an pasti pernah melihatnya dan sangat mengenalinya. Ya, ini ialah antara muka untuk "dail" semasa kami mula-mula berhubung dengan Internet. Itu lebih daripada 20 tahun yang lalu, ketika Xiao Zaojun masih di kolej. Untuk mengakses Internet, saya perlu membeli kad modem (Modem, biasanya dikenali sebagai "kucing") dan pasangkannya ke dalam komputer. Kemudian pasangkan satu-satunya talian telefon di asrama ke dalam "kucing". Hanya selepas tetapan selesai, anda boleh mula mendail.

Modem

Selepas bunyi berderit "menyayat hati", ia menunjukkan bahawa dail itu berjaya, iaitu ia disambungkan ke Internet. Apakah kelajuan Internet dial-up? 5KB/s... (Ia didakwa sebagai 56K dial-up, tetapi kadar sebenar ialah 45Kbps. Dalam penggunaan sebenar, selalunya 1~2KB/s...) Ya, anda membacanya dengan betul, ia adalah begitu perlahan. Pada mulanya, seluruh asrama kami bergantung kepada "trickle" ini untuk menghubungkan kami dengan sistem sekolah untuk memilih kursus. Sila rasai sendiri perasaan anda ketika itu...Dengan kaedah primitif ini, sebaik sahaja anda mendail untuk mengakses Internet, telefon tidak boleh disambungkan dan berada dalam keadaan "sibuk". Tambahan pula, akses Internet dial-up juga sangat mahal Sama seperti membuat panggilan telefon, ia dicaj mengikut minit (kira-kira 30 sen seminit). Kelajuan sememangnya perlahan, tetapi melihat wang mengalir pergi boleh membawa anda kepada kematian. Jika anda rasa kelajuan Internet di asrama lambat, anda juga boleh memilih untuk ke Internet cafe. Kafe Internet terawal juga mempunyai akses Internet dail. Kemudian, beberapa kafe Internet mula dinaik taraf. Di pintu kafe Internet ini, selalunya terdapat beberapa perkataan besar tertulis - "ISDN dedicated line, high-speed surfing".

Kafe internet pada tahun 2000an

ISDN ialah Rangkaian Digital Perkhidmatan Bersepadu. Ia masih merupakan teknologi yang dibangunkan berdasarkan rangkaian telefon sedia ada (PSTN, Rangkaian Telefon Bersuis Awam), yang boleh merealisasikan penghantaran pelbagai isyarat seperti suara, data dan video pada talian yang sama. Kos ISDN agak tinggi, dan kelajuan rangkaian tidak jauh lebih pantas. Pada masa itu, China Telecom menyediakan standard ISDN jalur sempit dengan kadar hanya 128Kbps, yang sedikit lebih daripada 2 kali lebih pantas daripada dial-up. Selepas beberapa tahun, keadaan akhirnya berubah. Tuan telekomunikasi membawa peranti ke pintu dan berkata bahawa selagi peranti ini digunakan, kelajuan Internet akan "meningkat."

Inilah perantinya

Setelah bertanya-tanya, saya dapati peranti ini dipanggil Modem ADSL. Palamkan talian telefon ke dalam modem ADSL, dan kemudian gunakan kabel rangkaian untuk menyambungkan modem ADSL dan komputer untuk mendail Internet. Selepas menggunakan ADSL, kelajuan rangkaian sememangnya telah dipertingkatkan dengan ketara, daripada 56Kbps kepada 1Mbps. Kemudian, ia menjadi 2Mbps semula. Peningkatan kelajuan ini telah membawa peningkatan besar dalam pengalaman - mengakses halaman web dan sebagainya adalah sangat lancar. Berbual di QQ adalah lebih pantas. Memuat turun perisian, filem dan siri TV juga boleh dilaksanakan (sebelum ini, 56K tidak dapat difikirkan). Sebagai pelajar kolej dalam jurusan kejuruteraan komunikasi, Xiao Zaojun pada masa itu tidak tahu bahawa nama penuh ADSL ialah Talian Pelanggan Digital Asymmetric, iaitu sejenis teknologi DSL. Teknologi DSL telah dicipta oleh Bell Communications Research Institute di Amerika Syarikat pada tahun 1989. Apabila teknologi ADSL mula-mula muncul, saya sangat ingin tahu: ia masih talian telefon, tetapi bukan kabel rangkaian pasangan terpintal Mengapa kelajuannya meningkat secara tiba-tiba?

Talian telefon biasanya 2-teras dan menggunakan antara muka RJ11

Kabel rangkaian (pasangan berpintal) adalah 8-teras (4 pasang) dan menggunakan antara muka RJ45

Ternyata pada hari-hari awal (56K), kami hanya menggunakan tembaga Bahagian frekuensi rendah talian (bahagian di bawah 4KHz) tidak menyedari potensi penuhnya sepenuhnya. Teknologi ADSL menggunakan pemultipleksan pembahagian frekuensi untuk membahagikan talian telefon biasa kepada tiga saluran yang agak bebas: telefon, pautan atas dan pautan bawah, yang bukan sahaja mengelakkan gangguan, tetapi juga meningkatkan kelajuan. Nota: Khususnya, ADSL menggunakan teknologi DMT (Discrete Multi-Tone) untuk membahagikan jalur telefon asal 4KHz kepada 1.1MHz jalur frekuensi kepada 256 sub-jalur dengan lebar jalur 4.3125KHz. Antaranya, jalur frekuensi di bawah 4KHz masih digunakan untuk menghantar POTS (perkhidmatan telefon tradisional), jalur frekuensi dari 20KHz hingga 138KHz digunakan untuk menghantar isyarat uplink, dan jalur frekuensi dari 138KHz hingga 1.1MHZ digunakan untuk menghantar isyarat downlink. Berbanding dengan kaedah asal, ADSL bukan sahaja mempunyai kelajuan yang jauh lebih tinggi, tetapi juga mempunyai harga yang jauh lebih rendah. Apabila melayari Internet, tidak perlu "berlumba dengan masa" lagi. Selain itu, melayari Internet dan membuat panggilan telefon tidak lagi bercanggah dan boleh dilakukan pada masa yang sama. Kemudian, berdasarkan ADSL, ADSL2 dan ADSL2+ telah dinaik taraf, dan kelajuan boleh mencapai 20Mbps untuk seketika. Kemudian, beberapa siri teknologi seperti VDSL dan VDSL2 telah diperkenalkan. Teknologi ini sering secara kolektif dirujuk sebagai teknologi xDSL. Sehingga kini, beberapa tempat di luar negara masih menggunakan teknologi xDSL. Berdasarkan G.Fast yang berkembang daripada VDSL2, kelajuan teori maksimum boleh mencapai 1Gbps. Kami menyebut sebelum ini bahawa beberapa kafe Internet di China menggunakan teknologi ISDN. Sebenarnya, kitaran hayat teknologi ISDN ini agak singkat teknologi ADSL telah dibangunkan sebelum ia dibangunkan. Pada masa itu, beberapa kafe Internet dinaik taraf kepada ADSL, dan ada yang menukar kepada talian khusus lain, seperti DDN (Rangkaian Data Digital, Rangkaian Data Digital), tetapi itu cerita kemudian. Selain ADSL, jalur lebar radio dan televisyen (akses kabel) dan kaedah capaian Internet yang lain juga ada di sekeliling kita. Jalur Lebar Radio dan Televisyen, saya percaya semua orang yang telah menggunakannya akan kagum. Malah, ia adalah satu cara untuk menyediakan akses jalur lebar melalui kabel sepaksi kabel televisyen (CATV).

Kotak atas set-top jalur lebar radio dan televisyen, masuk kabel sepaksi, keluar kabel rangkaian

Kabel sepaksi

█ EPON dan GPON

ADSL telah membawa peningkatan yang ketara dalam pengalaman rangkaian. Semasa kami tenggelam dalam peningkatan ini, teknologi baharu dan lebih hebat datang kepada kami. Teknologi ini, sudah tentu, jalur lebar gentian optik. ADSL dan ISDN kedua-duanya berasaskan kabel logam dan media tembaga. Pada tahun 1960-an, saintis British-Cina Kao Kun menerbitkan kertas kerja yang mencadangkan asas teori untuk menggunakan gentian optik (gentian optik) untuk komunikasi data. Tidak lama kemudian, Syarikat Corning Amerika sebenarnya mengeluarkan gentian optik pertama di dunia dengan pengecilan yang memenuhi keperluan, dan ciptaan ajaib ini diperkenalkan kepada dunia.

Gao Kun

Pada 1970-an dan 1980-an, teknologi gentian optik berkembang pesat. Selain menggunakan gentian optik untuk rangkaian tulang belakang, pengeluar komunikasi juga telah memulakan penyelidikan mengenai penggunaan gentian optik untuk rangkaian capaian bagi menggantikan kabel tembaga. Jadi, lahirlah idea rangkaian capaian gentian optik. Rangkaian capaian gentian optik ialah seni bina P2MP (point-to-multipoint) tipikal. Malah, secara terang-terangan, ia adalah struktur pokok yang membelah cahaya secara berterusan untuk mencapai sambungan optik untuk sebilangan besar pengguna. Teknologi komunikasi optik awal agak lemah (peringkat PDH/SDH), dan isyarat penghantaran gentian optik mempunyai pengecilan yang besar. Oleh itu, semua rangkaian optik aktif (Rangkaian Optik Aktif, AON) dibangunkan, yang memerlukan pengenalan tenaga luaran (bekalan kuasa) untuk menguatkan cahaya (relay), dan peralatannya lebih kompleks dan kosnya lebih tinggi. Kemudian, apabila teknologi semakin matang, cahaya boleh bergerak lebih jauh, dan Rangkaian Optik Pasif (PON) mula muncul. Rangkaian optik pasif, terbahagi kepada OLT, ODN, ONT / ONU. OLT (Terminal Talian Optik) ialah peralatan sebelah pejabat, dan ONT/ONU (Unit Rangkaian Optik/Terminal) ialah peralatan sebelah pengguna (seperti modem optik). ODN ialah rangkaian pengedaran optik (Optical Distribution Network), yang boleh difahami sebagai batang PON. Kepasifan PON terutamanya merujuk kepada bahagian pasif ini, yang akan mengurangkan kos pembinaan dan penyelenggaraan. Pada peringkat awal PON (akhir 1980-an), pengeluar pada asasnya memperkenalkan teknologi PON jalur sempit. Kelajuan teknologi ini sangat rendah, tidak lebih daripada 2Mbps. Lebih-lebih lagi, kerana pengeluar bekerja sendiri, tidak ada norma dan piawaian yang bersatu. Pada tahun 1995, tujuh pengendali rangkaian termasuk BELLSOUTH, BT, dan France Telecom bersama-sama memulakan penubuhan Perikatan Rangkaian Akses Perkhidmatan Penuh (FSAN), dengan harapan untuk mencadangkan standard peralatan rangkaian capaian optik bersatu. Tidak lama kemudian, pada tahun 1997, berdasarkan syor FSAN, ITU-T (Biro Piawaian Telekomunikasi Kesatuan Telekomunikasi Antarabangsa) melancarkan sistem teknologi APON, iaitu piawaian G.983.1. APON ialah PON ATM. ATM bukanlah mesin pengeluaran wang automatik, ia adalah singkatan daripada Mod Pemindahan Asynchronous. Intipati ATM ialah protokol penghantaran. Komunikator generasi lama mesti biasa dengan ATM Ia pernah menjadi pesaing protokol IP dan pernah sangat popular. Pada tahun 2001, FSAN dan ITU-T menaik taraf dan menyemak semula spesifikasi APON, dan menukar nama kepada BPON (Broadband PON, rangkaian optik pasif jalur lebar). Alasan menukar nama adalah kerana mereka tidak mahu APON disalah ertikan sebagai hanya menyediakan perkhidmatan ATM. Untuk meningkatkan lagi standard kadar PON, pada tahun 2002, FSAN melancarkan kerja baharu untuk menyeragamkan rangkaian PON melebihi 1Gbps. Pada Mac 2003, berdasarkan cadangan FSAN, ITU-T telah mengumumkan piawaian G.984, iaitu GPON (PON berkeupayaan Gigabit, Rangkaian Optik Pasif Gigabit). Semasa FSAN dan ITU-T bekerja dengan giat, satu lagi organisasi standardisasi tidak terbiar dan mula bermain-main dengan teknologi PON. Ia adalah IEEE (Institut Jurutera Elektrik dan Elektronik) yang sama terkenal. IEEE ialah pembangun dan penyokong standard Ethernet. Selepas IEEE mengeluarkan standard Gigabit Ethernet pada tahun 1998, ia sedang memikirkan tentang membangunkan standard PON berdasarkan Ethernet. Pada tahun 2000, IEEE menubuhkan kumpulan kerja EFM dan secara rasmi melancarkan kerja standardisasi yang berkaitan. Nama penuh kumpulan kerja EFM adalah menarik, dipanggil Ethernet untuk Batu Pertama, dan ia tergolong dalam kumpulan IEEE 802.3 yang membangunkan piawaian Ethernet. Pada April 2004, kumpulan kerja EFM telah disiapkan dan secara rasmi melancarkan standard IEEE 802.3ah, iaitu EPON (Ethernet PON, PON berasaskan Ethernet Ethernet). Kemudian, setelah masa berlalu, ATM secara beransur-ansur kalah dalam persaingan dengan IP. APON (BPON) juga telah ditinggalkan oleh pengendali kerana kos, kecekapan dan sebab lain, dan telah menarik diri daripada peringkat sejarah. Oleh itu, saya tidak akan memperkenalkan banyak tentang APON (BPON), dan anda tidak perlu mengetahui terlalu banyak tentangnya. Apapun semua masih ingat industri arus perdana ketika itu ialah EPON dan GPON. Ia adalah sistem teknikal yang berbeza yang dilancarkan oleh organisasi piawaian yang berbeza. Tiada hubungan peningkatan, evolusi atau penggantian antara kedua-duanya, dan ia boleh dianggap sebagai perkembangan selari. Terdapat banyak maklumat dalam talian tentang perbezaan teknikal khusus antara keduanya. Anda boleh mengkajinya secara berasingan. Pendek kata, EPON dan GPON masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. Secara ringkasnya, GPON mempunyai lebar jalur yang lebih besar, boleh membawa lebih ramai pengguna, dan lebih cekap, tetapi ia juga lebih kompleks untuk dilaksanakan, jadi kosnya lebih tinggi. Berdasarkan bahagian pasaran domestik, EPON telah diterima pakai secara meluas oleh China Telecom pada masa itu, manakala GPON lebih popular dengan China Unicom dan China Mobile. Di luar negara, kebanyakan negara dan wilayah menggunakan GPON kecuali Jepun dan beberapa negara yang menggunakan EPON. Jika ada tanggapan, sekitar tahun 2010, juruteknik telekomunikasi mula datang menggantikan peralatan dan tidak lagi menggunakan talian telefon untuk mengakses Internet. Sebaliknya, ia adalah kabel rangkaian yang disambungkan ke kotak arus lemah. Teras dalaman kabel rangkaian sering dipisahkan. Terdapat 8 teras wayar, 2 daripadanya disambungkan ke port RJ11 untuk menyambung ke telefon; 6 wayar lain disambungkan ke komputer untuk mengakses Internet. Pada masa itu, penghala wayarles Wi-Fi secara beransur-ansur mula muncul, dan kabel rangkaian boleh disambungkan ke penghala wayarles, membolehkan lebih banyak komputer meja dan komputer riba mengakses Internet. Selepas kemunculan telefon pintar sekitar tahun 2008, telefon bimbit juga boleh mengakses Internet melalui Wi-Fi. Akses internet kami telah mengambil satu lagi lonjakan ke hadapan. Dengan kemunculan 3G/4G pada masa itu, era Internet mudah alih yang makmur secara rasminya bermula. Kabel rangkaian yang disambungkan ke kotak arus lemah yang disebut tadi pada asasnya adalah milik teknologi FTTB (Fiber to the Building) atau FTTC (Fiber to the Curb). Mengambil FTTB sebagai contoh, gentian optik daripada operator disambungkan ke ONU dalam bilik kuasa lemah bangunan, dan kemudian ditukar kepada LAN dan disambungkan ke rumah pengguna. Terdapat satu lagi ciri era dalam tempoh itu: Selepas pusingan ketiga penstrukturan semula operator telekomunikasi domestik pada tahun 2008, China Mobile memperoleh China Tietong dan mula bersungguh-sungguh memasuki pasaran jalur lebar rumah berdasarkan asas Tietong. Kemudian, China Unicom turut menyertai pergaduhan itu. Ini secara langsung membawa kepada persaingan sengit dalam pasaran jalur lebar rumah, dan kos jalur lebar mula menurun dengan ketara. Dalam beberapa tahun, FTTB mula menjadi FTTH. Ia bukan lagi kabel rangkaian yang memasuki rumah, tetapi gentian optik. Kami mempunyai modem optikal, gentian optik dipasang ke modem optik (ONT), rangkaian eksklusif, kelajuan menjadi lebih cepat dan lebih stabil.

█ 10G PON dan 10G EPON

EPON dan GPON kedua-duanya adalah PON tahap 1Gbps. Ambil perhatian bahawa 1Gbps ini bukan kadar di sisi pengguna. EPON dan GPON hanya boleh menyediakan pengguna dengan kadar 100Mbps. Jelas sekali, dengan perkembangan zaman, kadar ini tidak dapat memenuhi keperluan pengguna rumah dan perusahaan. Akibatnya, PON mula berkembang ke tahap 10Gbps. Pada tahun 2006, IEEE mula menubuhkan projek untuk merumuskan standard sistem EPON kadar 10Gbit/s, yang kemudiannya IEEE 802.3av, 10G-EPON. Dalam piawaian ini, 10G EPON dibahagikan kepada 2 jenis: satu ialah mod asimetri, iaitu, kadar pautan bawah ialah 10Gbps, dan kadar pautan atas ialah 1Gbps, iaitu, kadar pautan atas dan pautan bawah adalah kedua-duanya 10Gbps. GPON ITU-T juga sedang berkembang. Pada tahun 2008, ITU melancarkan penyelidikan mengenai standard GPON generasi seterusnya. Pada tahun 2010, standard XG-PON dilahirkan, iaitu siri ITU-T G.987. Pada mulanya, terdapat dua mod XG-PON Satu ialah mod asimetri XG-PON1, dengan kadar pautan ke bawah 10Gbps dan kadar pautan naik 2.5Gbps; dan kadar pautan turun 10Gbps. Kemudian, sekitar tahun 2013, adalah disyorkan untuk membatalkan penyelesaian simetri XG-PON2 kerana ia sukar untuk dilaksanakan. XG-PON1 telah dinamakan semula secara langsung kepada XG-PON. Kemudian, pada tahun 2015, skema simetri telah dimulakan semula dan menggunakan nama baharu, dipanggil XGS-PON (S bermaksud simetri). Pada 2017, ITU secara rasmi menerima pakai piawaian antarabangsa G.9807 XGS-PON. Kini, industri secara kolektif akan merujuk kepada XG-PON dan XGS-PON sebagai XG (S)-PON. XG (S)-PON dan 10G-EPON, kedua-duanya adalah tahap 10Gbps. Di sisi pengguna, kadar yang dicapai ialah 1Gbps, atau gigabit. Bandar Gigabit dan rumah Gigabit yang dipromosikan oleh banyak tempat di China sejak beberapa tahun kebelakangan ini adalah berdasarkan kepada kedua-dua teknologi ini. Semua orang sepatutnya menyedari bahawa bermula dari 2018, jalur lebar di rumah kita telah meningkat secara beransur-ansur daripada 100M kepada 200M, 500M, dan 1000M. Juruteknik telekomunikasi akan menghubungi anda setiap tiga hari dan datang ke pintu anda untuk menggantikan peralatan "secara percuma". Operator juga sering mengadakan aktiviti, menawarkan pelbagai pakej 199 yuan dan 299 yuan untuk menaik taraf jalur lebar rumah.

"Tiga Gigabit"

Tetapi sebenarnya, kebanyakan pengguna mungkin merasakan tiada perbezaan pengalaman apabila menaik taraf pakej rangkaian jalur lebar yang dipanggil bermula dari 100M. Ini sebenarnya tidak menghairankan Lebar jalur 100-200M benar-benar mencukupi untuk kami bermain permainan, mengikuti siri TV dan menonton video definisi tinggi. Melainkan terdapat ramai ahli keluarga atau peminat, tiada permintaan tegar untuk kelajuan Internet yang tinggi. Sebaliknya, pengalaman kualiti Wi-Fi sebenarnya adalah halangan. Selalunya berlaku walaupun dengan jalur lebar 100M di rumah, telefon bimbit masih berputar dalam bulatan. Berdasarkan ini, penyelesaian yang dicadangkan oleh pengendali adalah "gigabit seluruh rumah", iaitu FTTR, gentian optik memasuki bilik. Tarik gentian optik ke setiap bilik dan kemudian gunakan Wi-Fi untuk meningkatkan pengalaman.

FTTR

Peralatan FTTR

Xiao Zaojun secara peribadi percaya bahawa FTTR sememangnya pilihan yang baik untuk isi rumah yang besar dan pengguna mewah. Walau bagaimanapun, bagi kebanyakan isi rumah, FTTR kelihatan agak "mendahului masanya". FTTR juga terbahagi kepada FTTR-H dan FTTR-B. Yang pertama berorientasikan keluarga, dan yang kedua berorientasikan kepada senario perusahaan (pusat membeli-belah, taman, hospital, sekolah, dll.). Dari perspektif ini, pasaran adalah sangat luas. Baiklah, apa yang saya tulis di sini pada asasnya adalah situasi jalur lebar semasa kita. Jadi, adakah teknologi jalur lebar kita mencapai kemuncaknya? Seterusnya, adakah kita akan mempunyai teknologi yang lebih berkuasa? Sila tonton keluaran seterusnya - debut besar 50G PON! Artikel ini datang daripada akaun awam WeChat: Bilik Darjah Xian Zao (ID: xzclasscom), pengarang: Xiao Zaojun

Atas ialah kandungan terperinci Sejarah ringkas teknologi Internet jalur lebar. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!