Memecahkan Kemacetan Metro

Dalam apa yang disebut tulang punggung sistem telekomunikasi, pipa lemak yang mengalirkan data melintasi benua, nama permainannya adalah kecepatan mentah ( melihat Membangun Tulang Punggung yang Lebih Baik , ). Tetapi data yang berpacu melalui tulang punggung telekomunikasi tidak dapat memenuhi misinya sampai data tersebut dikirim melalui loop metropolitan, jaringan kabel dan sakelar yang kompleks yang mengirimkan bit-bit tersebut ke bisnis, pabrik, sekolah, dan rumah. Di sanalah semburan informasi menyempit menjadi relatif sedikit, karena loop metro sama kusutnya dengan lalu lintas jam sibuk di pusat kota. Jika revolusi broadband pernah menjadi kenyataan, kemacetan metropolitan harus dipatahkan.



Tapi itu perintah yang tinggi. Peningkatan di metro loop datang jauh lebih lambat daripada kemajuan di tulang punggung. Alasannya berkisar dari kendala biaya yang lebih ketat hingga birokrasi perkotaan hingga kehadiran infrastruktur telekomunikasi tambal sulam yang berasal dari tahun 1970-an dan 1980-an. Tetapi R&D yang ditujukan khusus untuk loop metro perlahan-lahan mendorong berbagai solusi keluar dari laboratorium dan di bawah jalan-jalan. Dan jika kita benar-benar menginginkan broadband, perbaikan itu bekerja lebih baik.

Membangun Tulang Punggung yang Lebih Baik

Cerita ini adalah bagian dari edisi Juni 2001 kami





  • Lihat sisa masalah
  • Langganan

Tautan Lemah

Untuk memahami skala kemacetan, pertimbangkan tempat jaringan metro dalam ekologi telekomunikasi. Di tulang punggung, kecepatan transmisi diukur dalam triliunan bit per detik. Di sisi pengguna, jaringan berkecepatan tinggi berjalan pada miliaran bit per detik (gigabit). Tetapi sistem metro yang menghubungkan dua jaringan berkecepatan tinggi ini hanya menghasilkan jutaan bit per detik (megabit). Itulah hambatannya, keluh Steve Schilling, presiden jaringan akses di Nortel Networks. Dan penyempitan metro-loop ini bukan hanya masalah bagi perusahaan yang menjalankan jaringan. Orang biasa mengalaminya sebagai sinyal sibuk saluran utama dan browser Web yang terhenti.

Jika Anda mencari pelakunya di sini, jangan hiraukan perusahaan telepon yang menjalankan metro loop. Mereka merencanakan dengan hati-hati (setidaknya, begitu menurut mereka) untuk pertumbuhan yang stabil dalam komunikasi suara, yang pada saat itu adalah roti dan mentega mereka. Kemudian mereka, bersama dengan orang lain, dibutakan oleh ledakan Net. Dua hingga tiga tahun lalu, kami mulai mengalami masalah kapasitas di daerah perkotaan, kata Stuart Elby, yang mengepalai pengembangan jaringan yang terhubung ke Internet di Verizon, perusahaan telepon yang melayani New York dan New England. Kecepatan 2,5 gigabit per detik, cukup untuk menangani lalu lintas padat yang dihasilkan Net, hanya umum di jantung kota-kota besar seperti New York atau Boston, di mana Verizon menjalankan kabel serat optik dengan 48 untai. Kecepatan metro-loop yang lebih umum berkisar dari 1,5 hingga 600 atau lebih megabit per detik.



Dan tidak ada jeda yang terlihat untuk operasi metro yang terkepung. Semakin banyak aplikasi yang muncul karena Anda memiliki lebih banyak bandwidth, kata Claude Romans, seorang analis dari firma riset pasar San Francisco Selatan RHK. Jika televisi digital pernah lepas landas, misalnya, ia bisa melahap banyak bandwidth; dibutuhkan 1,5 gigabit per detik untuk mentransmisikan satu saluran video definisi tinggi berkualitas studio (walaupun konsumen hanya akan melihat versi terkompresi 20 megabit per detik). Serangan data semacam itu akan membuat metro loop bertekuk lutut tanpa peningkatan teknologi yang signifikan.

Perlambatan transmisi saat ini dan masa depan menimpa kedua komponen utama dari struktur hub-and-spoke loop metro. Bagian akses dari jaringan-feri jari-jari memberi sinyal ke lingkungan perumahan dan gedung perkantoran individu. Jalur akses ini terhubung ke cincin pengumpulan, yang mengangkut sinyal di sekitar area metropolitan, menghubungkan pusat layanan perusahaan telepon dan pusat lalu lintas utama lainnya, seperti penyedia layanan Internet dan universitas besar.

Kemajuan teknologi membantu melepaskan cincin pengumpul dan jalur akses. Serat optik, yang telah mendominasi cincin pengumpul, juga menggantikan semakin banyak sisa tembaga di jalur akses, mengaspal jalan tanah dengan aspal modern yang halus. Dan teknologi transmisi optik baru memasukkan lebih banyak data ke dalam jaringan yang sudah ada.

apa yang terdalam kapal selam telah pergi

Bit Pengemasan dan Panjang Gelombang



Pengangkatan terberat dalam sistem metro biasanya dilakukan oleh cincin pengumpulan, yang membentang di seluruh wilayah, menyediakan akses lokal saat berjalan. Untuk mengatasi hambatan bandwidth di sini, para insinyur memiliki dua pilihan dasar: mereka dapat meningkatkan bit rate pada satu berkas cahaya yang berjalan melalui serat, atau mereka dapat melipatgandakan kapasitas dengan menggunakan beberapa panjang gelombang sebagai pembawa informasi. Dalam alternatif kedua, yang dikenal sebagai multiplexing divisi panjang gelombang, setiap serat membawa beberapa berkas cahaya warna yang berbeda-dengan sinyal digital yang berbeda dikodekan dalam setiap berkas. Semakin banyak panjang gelombang yang dapat Anda kemas, semakin banyak informasi yang Anda pindahkan. (Warna-warna ini sebenarnya adalah warna inframerah yang berbeda dan tidak terlihat oleh mata.)

Kedua pendekatan tersebut sekarang sedang dicoba oleh perusahaan yang menjalankan metro loop. Berbagai masalah teknis membuatnya sulit untuk menaikkan bit rate. Tetapi dalam mendorong perkembangan terakhir, dua pemimpin jaringan optik-Ciena dan Nortel Networks-telah mendemonstrasikan transmisi gelombang tunggal 40 gigabit per detik melalui panjang serat khas jaringan metro. Itu lompatan besar di atas 2,5 gigabit per detik di mana jaringan metro tercepat saat ini beroperasi. Mengambil prestasi penelitian ini dari lab dan di bawah jalan, bagaimanapun, akan membutuhkan kemajuan dalam elektronik yang memanipulasi sinyal, karena chip standar belum beroperasi secepat itu.

Menggali

Sebuah perjalanan di sekitar cincin koleksi metro menunjukkan bahwa itu diisi penuh dengan serat; tembaga telah hampir dibuang. Namun di jalur akses di pinggiran jaringan—tautan yang menghubungkan ring ke rumah dan bisnis—serat masih hidup berdampingan dengan rekan kunonya. Fiber semakin jauh ke dalam jaringan akses setiap hari, tetapi perjalanannya masih panjang, kata Brian McFadden, presiden jaringan fotonik di Nortel Networks.

Itu bisa dimengerti. Meskipun serat lebih murah untuk dioperasikan dan lebih stabil daripada tembaga, perusahaan mapan tidak mampu mencabut semua kabel yang terpasang sekaligus. Jumlah infrastruktur sangat besar; bahkan mengganti beberapa persen setahun adalah investasi yang luar biasa, kata Elby dari Verizon. Itulah sebabnya konsorsium pembuat peralatan telekomunikasi dan penyedia layanan mendorong untuk mengembangkan jalur evolusi untuk membawa serat lebih dekat ke rumah dan kantor yang menggunakan jaringan.

Teknologi kunci dalam evolusi ini, yang disebut jaringan optik pasif, memperluas jangkauan serat optik lebih jauh ke pinggiran. Agar teknik ini berfungsi, setidaknya beberapa layanan serat harus sudah ada; tetapi optik pasif membawa serat ke bagian jaringan yang sekarang hanya dilayani oleh tembaga.

Inilah cara kerja optik pasif. Pemancar di fasilitas pusat menghasilkan sinyal optik di salah satu dari dua kecepatan data sistem telepon standar-155 atau 622 megabit per detik. Sinyal ini merupakan gabungan, yang mencakup informasi sebanyak 32 pengguna. Sebuah coupler optik pasif-yang tidak memerlukan daya listrik-kemudian membagi sinyal ini di antara serat yang menghubungkan langsung ke pengguna akhir atau ke titik percabangan lainnya. Peralatan di ujung masing-masing serat tersebut memilah sinyal, hanya menyampaikan sinyal yang ditujukan untuk pengguna lokal. Pemancar pusat dapat mengalokasikan bandwidth di antara pelanggan hampir secara instan.

Untuk perusahaan telepon, jaringan optik pasif menawarkan cara yang menarik untuk memperluas jangkauan serat optik dengan sedikit keributan. Desain pasif menjaga biaya perangkat keras, pengoperasian, dan pemasangan tetap rendah. Selain itu, peralatan sensitif yang diperlukan untuk mengirim, menerima, dan merutekan ulang sinyal optik tetap aman di dalam gedung di ujung sistem. Dan karena jaringan optik pasif tidak memerlukan daya listrik di antara titik-titik ujungnya, umumnya jaringan ini membutuhkan perawatan yang lebih sedikit daripada jaringan yang didasarkan pada komponen aktif.

Teknologi kuda hitam yang baru-baru ini bergabung dengan jaringan metro, yang disebut Gigabit Ethernet, meningkatkan kecepatan lebih jauh. Sistem ini menggunakan serat untuk mengirimkan informasi dalam format Ethernet yang biasa digunakan untuk jaringan komputer kantor. Kecepatan data mereka satu gigabit per detik meninggalkan teknologi jalur akses lainnya dalam debu. Gigabit adalah 1.000 megabit; transmisi gigabit per detik akan, misalnya, menghapus seluruh isi CD dalam waktu kurang dari satu detik.

Dalam Gigabit Ethernet, pipa serat tunggal menuju ke titik switching pusat. Agregator Ethernet ini, demikian sebutannya, mendistribusikan sinyal ke sebanyak 200 serat. Setiap serat keluaran seperti serat masukan dapat membawa hingga satu gigabit per detik untuk semburan pendek, tetapi kecepatan keluaran total tidak dapat melebihi masukan. Kotak agregat seukuran bilik telepon dapat melayani lebih dari 200 rumah dalam radius hingga 10 kilometer. Itu jauh di luar jangkauan saluran pelanggan digital, atau DSL-layanan perusahaan telepon yang menyediakan koneksi broadband melalui kabel tembaga.

Gigabit Ethernet dapat bekerja sebagai ujung murah di sekitar perusahaan telepon untuk pengiriman akses broadband. Itulah sebabnya sebuah konsorsium perusahaan dan universitas nirlaba yang berbasis di Ottawa, Ontario bernama Canaria mempromosikan teknologi untuk koneksi broadband ke sekolah-sekolah yang kekurangan dana. Di Amerika Serikat, Veradale, startup berbasis WA World Wide Packets telah mengembangkan versi teknologinya sendiri untuk telekomunikasi pedesaan. Ini adalah pengujian lapangan sistem di Ephrata, WA, untuk Distrik Utilitas Umum Kabupaten Grant.

Diet Tinggi Serat

Hanya menenun lebih banyak serat ke dalam jaringan metro tidak akan menyelesaikan semua masalah yang muncul di daerah perkotaan. Sistem saat ini bergantung pada campuran teknologi elektronik dan optik yang terkadang canggung. Laser kecil meluncurkan berkas cahaya pembawa data ke serat optik. Di ujung lain, cahaya mengenai fotosensor, yang mengubah nyala dan mati berkedip menjadi sinyal listrik yang sakelar elektronik langsung ke tujuan yang benar. Peralihan elektronik seperti itu berfungsi dengan baik pada kecepatan sederhana 2,5 gigabit per detik yang sekarang umum digunakan di metro.

Tetapi mulailah meningkatkan kecepatan data, dan sirkuit elektronik mengalami kesulitan mengikuti potensi jaringan optik. Solusinya: sakelar semua optik yang mengarahkan sinyal cahaya tanpa mengubahnya menjadi elektron. Semakin tinggi bit rate, semakin besar keuntungan semua-optik. Memang, ketika Anda mencapai 40 gigabit per detik, tidak ada alternatif untuk pengalihan semua optik, kata Lawrence Gasman, presiden Peneliti Industri Komunikasi.

Mendapatkan ke sistem metro semua-optik tidak akan sederhana, karena akan membutuhkan pembangunan jaringan baru. Untuk perusahaan telepon yang sudah mapan, bebannya mungkin tidak berat, karena sebagian besar kabel perkotaan bawah tanah yang ada dijalin melalui saluran yang terkubur, dan perusahaan telepon sering kali dapat menarik kabel lama dan menarik yang baru—seperti yang mereka lakukan saat mengganti kabel tembaga dengan kabel serat di 1980-an. Perusahaan baru, di sisi lain, harus membangun jaringan baru yang lengkap. Salah satu perusahaan tersebut, Metromedia Fiber Network, berencana untuk memperluas di luar basis Kota New York dan memasang hampir enam juta kilometer serat di 67 kota di Amerika Utara dan Eropa pada tahun 2004.

Tetapi apakah mereka membangun jaringan yang sama sekali baru atau mencoba memodifikasi sistem yang ada untuk meningkatkan kinerjanya, pembangun dan operator loop metro yang menyatukan populasi rumah yang paling terkonsentrasi melakukan tugas penting. Tulang punggung dan jaringan perusahaan yang mengapit jalur metro semakin cepat setiap tahun. Jika kemacetan metro tidak dipecahkan, broadband akan tetap menjadi ide cerdas yang pernah dimiliki beberapa teknisi.

bersembunyi

Teknologi Aktual

Kategori

Tidak Dikategorikan

Teknologi

Bioteknologi

Kebijakan Teknologi

Perubahan Iklim

Manusia Dan Teknologi

Bukit Silikon

Komputasi

Majalah Berita Mit

Kecerdasan Buatan

Ruang Angkasa

Kota Pintar

Blockchain

Cerita Fitur

Profil Alumni

Koneksi Alumni

Fitur Berita Mit

1865

Pandangan Ku

77 Jalan Massal

Temui Penulisnya

Profil Dalam Kemurahan Hati

Terlihat Di Kampus

Surat Alumni

Berita

Pemilu 2020

Dengan Indeks

Di Bawah Kubah

Pemadam Kebakaran

Cerita Tak Terbatas

Proyek Teknologi Pandemi

Dari Presiden

Sampul Cerita

Galeri Foto

Direkomendasikan