Mojtaba Montakhabi 709 روز پیش FOL
بازدید 1371 بدون دیدگاه

معماری PON در شبکه فیبر نوری FTTH

معماری PON در شبکه فیبر نوری FTTH،‌ با توسعه فیبر نوری سینگل مد ( تک حالته ) در سال های اخیر، و با توجه پهنای باند تقریبا نامحدود آن، دریچه گسترده ای جهت استقرار شبکه های فیبر نوری FTTH و معماری های P2P و P2MP در مسافت های طولانی و شهری گشوده شده است. استفاده از کابل فیبر نوری به جای کابل مسی منجر به سه تغییر مهم گردیده است:

  1. افزایش ظرفیت شبکه
  2. کاهش قابل توجه هزینه ها (تجهیزات، بهره برداری و نگهداری)
  3. کیفیت خدمات بهبود یافته (QoS)

 

فهرست مطالب

  1. ساختار PON در شبکه فیبر نوری FTTH
    1. مقایسه انتقال دیتا
    2. معماری های شبکه
    3. multiplexing
      1. توپولوژی P2P
      2. توپولوژی P2MP
      3. تفاوت ها
  2. شبکه access مبتنی بر مس
  3. انواع معماری شبکه Access
  4. اجزای شبکه PON
    1. تجهیزات اکتیو
  5. تخصیص طول موج
  6. فناوری PON
    1. BPON
    2. GPON
    3. EPON
  7. FEC

 

 

معماری PON در شبکه فیبر نوری FTTH

یکی از راه‌های ارزیابی کارایی فناوری‌ های دسترسی باند پهن (broadband) در هر معماری شبکه، محاسبه حاصل ضرب سرعت پهنای باند و میزان دسترسی سیگنال حامل است. این پارامتر بر حسب مگابیت بر ثانیه در x کیلومتر اندازه گیری می شود. شکل 1.1 پهنای باند فناوری های فعلی را نشان می دهد.

broadband یک سرویس ارتباطی است که امکان انتقال پرسرعت صوت، تصویر و داده ها را به طور همزمان با سرعت 1.544 مگابیت بر ثانیه (Mbps) و بالاتر فراهم می سازد. از نظر فناوری کابل، broadband از طریق شبکه فیبر نوری، شبکه مس و به شکل ترکیبی یا هیبریدی از فیبر نوری و مس (HFC) ارائه می شود که ظرفیت بیشتری نسبت به خطوط تلفن معمولی (dial-up) ارائه می دهد. بنابراین، معماری FTTH (فیبر به منازل) نوعی شبکه دسترسی پهن باند می باشد (broadband access network).

 

پهنای باند فناوری های FTTH ADSL

شکل 1.1 پهنای باند فناوری های فعلی

 

 

مقایسه خدمات ارائه و انتقال دیتا

جدول 1-1 راه حل های انتقال موجود (مانند مس یا فیبر نوری) را جهت پشتیبانی از برنامه های کاربردی در شبکه دسترسی  Access را فهرست می نماید. قبل از ادامه، باید توجه داشت که “انتقال” در تعریف  توسط پارامتری صورت می پذیرد که به عنوان پهنای باند شناخته می شود، که نه تنها بر مقدار داده ای که می تواند انتقال داده شود اشاره دارد، بلکه به سرعت حرکت سیگنال ها نیز اشاره دارد. پهنای باند بر حسب مگابیت یا گیگابیت در ثانیه اندازه گیری می شود (به ترتیب به صورت مخفف Mb/s، Mbps یا Mbit/s، و Gb/s، Gbps یا Gbit/s؛ Mb/s و Gb/s که در ادامه استفاده خواهند شد).

 

پهنای باند فناوری های مختلف

جدول 1.1 راه حل های انتقال موجود

 

FTTH در صورت نصب صحیح و اصولی از DSL، ADSL و VDSL از هر نظری مناسب تر می باشد، چراکه فیبر نوری توان عملیاتی بسیار بالاتر، پهنای باند متقارن و توان سیگنال برتری را نسبت به مس ارائه می دهد. به عنوان مثال، FTTH می تواند سرعت دانلود چند گیگابیت در ثانیه و سرعت آپلود بیش از 1 گیگابیت در ثانیه را ارائه دهد. در حالی که فناوری های ADSL و VDSL (به استثنای لینک های شبکه کامپیوتری داخلی) معمولاً سرعت دانلود 3 مگابیت در ثانیه تا 100 مگابیت در ثانیه و سرعت آپلود تنها 512 کیلوبیت بر ثانیه تا 100 مگابیت در ثانیه را ارائه می دهند.

Next Generation Networks (NGN)

به عنوان یک قاعده کلی، شبکه های نسل بعدی (NGN مخفف Next Generation Networks ) خدمات باند پهن پرسرعت را با بیش از 30 مگابیت در ثانیه (Mbps) ارائه می دهند و شبکه های نسل بعدی فیبر و مس را ایجاد می نمایند.

 

اطلاعات تکمیلی:

  1. فیبر نوری
  2. کابل فیبر نوری تک حالته سینگل مد
  3. توان و افت سیگنال در فیبر نوری
  4. طراحی شبکه FTTH
  5. تست سرعت دانلود و سرعت آپلود
  6. شبکه گسترده WAN

 

 

معماری های شبکه

شکل 1.2 نمونه ای از معماری های شبکه را نشان می دهد، در حالی که شکل 1.3 نمونه ای از شبکه فیبر نوری FTTH به شکل P2P یا نقطه به نقطه را نشان می دهد و برخی از تکنیک هایی را  که جهت افزایش ظرفیت آنها استفاده شده است را به نمایش می گذارد. در اصل، یک کانال منفرد روی هر فیبر نوری با استفاده از یک طول موج منفرد حمل می شد. از آنجایی که هیچ تقویت کننده ای مورد استفاده قرار نمی گیرد، طول هر لینک نوری با توان نوری کافی به حدود 100 کیلومتر محدود می گردد.

 

 

ساختار های شبکه

شکل 1.2 نمونه هایی از ساختارهای شبکه

 

ظهور مالتی پلکسینگ

ظهور مالتی پلکسینگ با تقسیم طول موج (WDM) امکان حمل بسیاری از کانال ها (که هر کدام از طول موج متفاوتی استفاده می نمایند) را بر روی یک فیبر واحد، بدون تداخل متقابل، ممکن ساخت. مالتی پلکسینگ با تقسیم طول موج متراکم (DWDM) این ظرفیت را بیشتر از پیش افزایش داد و کانال های طول موج بیشتری را در اختیار قرار داد. علاوه بر این، استفاده از تقویت‌ کننده‌های فیبر erbium-doped amplifier (EDFA)، که سیگنال‌های نوری را مستقیماً، بدون تبدیل نوری-الکتریکی-اپتیکی تقویت می‌کنند، امکان ساخت شبکه‌های P2P دوربرد را با کمترین تعداد قطعات الکترونیکی و حتی بدون قطعات الکترونیکی فراهم ساخت.

دو نوع اصلی از شبکه های فیبر نوری FTTH عبارتند از:

  1. Point to Point (P2P)
  2. شبکه Point to Multi Point (P2MP)

 

توپولوژی نقطه به نقطه P2P یا Point to Point

در معماری P2P سوئیچ اصلی در دفتر مرکزی یا CO (یا Point of Presence – POP) قرار گرفته است که به سوئیچ های aggregation یا تجمیعی در نقطه توزیع متصل می شود. سوئیچ‌های aggregation از طریق پورت‌های فیبر متعدد و به ترمینال های شبکه نوری (ONT) واقع در خانه یا محل مشتری متصل می‌شوند.

 

مزایا:

  1. پهنای باند متقارن را فراهم می سازند.
  2. اشتراک گذاری وجود ندارد – هر پورت سوئیچ تجمیع به مکان های جداگانه متصل است.
  3. تست و نگهداری آسان
  4. انعطاف پذیری – می توانند با نیازهای پهنای باند و ظرفیت رشد نمایند.

 

معایب:

  1. کمی گران است، چراکه نیاز به دخالت چندین مؤلفه دارد.
  2. زمان راه اندازی طولانی تر با توجه به تجهیزات محدود در سمت ارائه دهندگان سرویس

 

شبکه FTTH PON

شکل 1.3 نمونه هایی از شبکه های P2P فیبر نوری

 

توپولوژی P2MP یا Point to Multi Point

شکل 1.4 نمونه هایی از شبکه های PON با ساختار P2MP یا نقطه به چندین نقطه را نشان می دهد. در این شکل، هر OLT در CO از طریق یک فیبر فیدر (feeder) به یک تقسیم کننده (splitter) متصل می شود، که به نوبه خود به همه مشترکینی که پهنای باند موجود را به اشتراک می گذارند متصل است. به هر مشترک یک تار فیبر نوری اختصاص می یابد و از طول موج های متفاوتی بر روی این فیبر جهت انتقال صوت و داده های upstream و downstream و همچنین انتقال تصویر و دیتای downstream استفاده می شود. ممکن است چندین اسپلیتر در طول مسیر تا مشترک به صورت زنجیره ای استفاده گردد.

به عبارتی دیگر، اپراتور یک ترمینال خط نوری (OLT) را در دفتر مرکزی CO مستقر می نماید. یک فیبر منفرد به تقسیم کننده نوری غیرفعال (اسپلیتر Splitter ) متصل می شود و خروجی حداکثر تا 64 کاربر را به هم متصل می نماید. هر کاربر یک یونیت شبکه نوری (ONU) دارد که فیبر در آنجا خاتمه می یابد.

 

مزایا:

  1. هزینه های کمتری جهت پیاده‌سازی و نگهداری دارد چراکه از کابل‌ها و پورت‌های فیبر نوری نسبتا کمتری جهت زیرساخت فیبر استفاده می نماید.
  2. می تواند در هر جایی قرار گیرد چراکه اسپلیتر فیبر نوری به هیچ منبع تغذیه ای نیاز ندارند.
  3. پیچیده تر از P2P و با سرعت استقرار سریعتر.

معایب:

  1. سطح محدود پهنای باند؛
  2. ظرفیت دانلود بهتر از آپلود است.
  3. به روز رسانی بسیار دشوار است، عمدتاً زمانی که نیازهای پهنای باند تغییر می نماید.

 

شبکه PON ساختار P2MP

شکل 1.4 شبکه های PON با ساختار P2MP

 

 

تفاوت بین P2P و P2MP

به هنگام گسترش شبکه فیبر نوری، بین دو توپولوژی شبکه نقطه به نقطه (P2P) و نقطه به چند نقطه (P2MP) تمایز های وجود دارد. شبکه فیبر نوری در کشور های متفاوت توسط اپراتورهای مختلف شبکه در حال گسترش است.

تفاوت در کاربرد از شبکه فیبر نوری

تفاوت اصلی بین P2P و P2MP در استفاده از فیبر نوری است. در ساختار شبکه P2P (که البته به عنوان «فناوری دسترسی فعال» نیز شناخته می شود AON) هر مشتری زوج فیبر نوری اختصاصی خود را از شبکه فیبر نوری دریافت می نماید. کابل های فیبر نوری از CO یا مرکز اتصال (نقطه حضور (PoP)) مستقیماً به سوکت های فیبر نوری در آپارتمان ها کشیده می شوند. در ساختار شبکه P2MP (“فناوری دسترسی غیرفعال PON”)، فیبر نوری در بخش ابتدای مسیر به عنوان یک رسانه مشترک برای چندین مشترک استفاده می شود. سیگنال ها به سمت اتصالات مشترکین توسط یک تقسیم کننده نوری توزیع می شوند.

 

تفاوت در کاربرد از شبکه فیبر نوری

 

 

تفاوت P2P با P2MP در شبکه PON

جدول 1.2 مقایسه انواع ساختار های شبکه PON

 

توپولوژی P2MP نسبت به توپولوژی P2P کارآمدتر است و صرفه جویی در فضا و انرژی را همراه دارد، چراکه سوئیچ (توزیع کننده) کمتری مورد نیاز است. با این حال، این واقعیت که چندین مشترک از طریق یک فیبر نوری مشترک متصل می گردند، معرفی فناوری های جدید را دشوارتر می نماید چراکه همیشه باید نوآوری ها برای چندین مشترک به طور همزمان اعمال شود.

از سوی دیگر، ساختار شبکه P2P بیشتر از فناوری مستقل بهره می برد. از آنجایی که یک کابل فیبر نوری اختصاصی از PoP به نقطه کاربری برای هر مشترک کشده می شود، ارائه دهندگان اینترنت می توانند خودشان کابل فیبر نوری را “راه اندازی” نمایند و از فناوری مورد نظر خود استفاده کنند. در مقابل، با توپولوژی P2MP، ISPها به فناوری استقرار شده توسط شرکت عرضه کننده در لینک مشترک وابسته هستند.

 

P2MP ارائه دهندگان اینترنت کوچکتر را در مضیقه قرار می دهد

نصب و نگهداری اسپلیتر ها برای ارائه دهندگان اینترنتی که سهم بازار آنها کمتر از 30 درصد است مقرون به صرفه نمی باشد. دلیل این امر این است که اسپلیترها نزدیک به مشتریان نهایی قرار می گیرند و بنابراین تنها به تعداد کمی از مشتریان می توان در هر اسپلیتر خدمات رسانی نمود. بنابراین، ارائه دهندگان اینترنت کوچکتر به دلایل اقتصادی به سختی می توانند آخرین بخش مسیر را اداره نمایند.

 

شبکه access مبتنی بر مس

 

شبکه access سنتی مبتنی بر مس

شکل 1.5 شبکه های قدیمی Access  بر پایه مس

 

 

توان عملیاتی و تاخیر Throughput and Latency
خدمات FTTH در حال حاضر سرعت دانلود 3+ گیگابیت در ثانیه را در مقایسه با شبکه HFC با سرعت دانلود تا 1 گیگابیت در ثانیه و فناوری‌های DSL مبتنی بر مس که معمولاً حداکثر سرعت دانلود 100 مگابیت در ثانیه دارند، ارائه می‌دهند. علاوه بر این، FTTH تاخیر (Latency) کمتری نسبت به فناوری‌های DSL مبتنی بر کابل و مس ارائه می‌دهد.

علاوه بر آن، توان عملیاتی بالاتر و تأخیر کمتر برای بازی های کامپیوتری (به ویژه مبتنی بر ابر)، استفاده همزمان از چندین دستگاه پخش جریانی و مصرف محتوای با وضوح بالاتر (به عنوان مثال، 4K و 8K) ضروری است.

توان سیگنال
FTTH یک اتصال فیبر نوری انتها به انتها را فراهم می سازد، که منجر به تحویل پهنای باند بدون افت توان سیگنال در کابل فیبر نوری، صرف نظر از طول کابل می شود. برخلاف آن، کابل‌های شبکه مسی با کاهش توان سیگنال مواجه می‌شوند که طول هر بخش شبکه مسی را به محدوده 914 تا 1828 متر بین نقاط تقویت سیگنال محدود می سازد.

بنابراین، شبکه‌های HFC یا هیبرید فیبر نوری و مس و همچنین شبکه DSL مبتنی بر مس از کاهش توان سیگنال رنج می‌برند، به‌ویژه هنگام انتقال سیگنال‌ های فراتر از 3 کیلومتر. علاوه بر این، این شبکه ها به دلیل تعدادی از عوامل، مانند تداخل الکتریکی، که با فاصله ترکیب می شوند، تغییرات قابل توجهی را تجربه می نمایند.

 

پهنای باند متقارن

فناوری FTTH سرعت دانلود و آپلود متقارن را ارائه می دهد – به این معنی که هم سرعت دانلود و هم سرعت آپلود به یک اندازه پر سرعت می باشند. در مقایسه، سرویس‌های مبتنی بر HFC و DSL و شبکه های مسی نامتقارن هستند و سرعت دانلود سریعتر است و البته سرعت آپلود به طور معنی‌داری پایین‌تر ارائه می‌ گردد. برای مثال، HFC ممکن است خدمات پهنای باند را با سرعت دانلود تا 1 گیگابیت در ثانیه ارائه نماید، اما سرعت آپلود تنها 35 تا 50 مگابیت در ثانیه ارائه می گردد.

داشتن سرعت دانلود و آپلود متقارن جهت فعال نمودن ارتباطات با کیفیت بالا و در زمان واقعی یا بلادرنگ real time، مانند ویدئو کنفرانس، ارتباطات از راه دور سلامت محور، آموزش از راه دور، و ابزارهای همکاری مهم می باشند. علاوه بر این، پهنای باند متقارن، آپلود و به اشتراک گذاری فایل های بزرگ در فضای ابری را تسهیل می نماید.

 

انواع معماری شبکه Access

 

معماری شبکه access

شکل 1.6 معماری های شبکه دسترسی

 

 

همانطور که می دانید. FTTH، استفاده از کابل فیبر نوری جهت اتصال مستقیم به خانه یا محل مشترک است. FTTH یک اتصال فیبر نوری انتها به انتها را فراهم می نماید، به این معنی که انتقال صوت، تصویر و ترافیک داده از زیرساخت های کابلی مس استفاده نمی نماید.

فیبر نوری به x

فیبر نوری به x یا شبکه FTTx یک اصطلاح جمعی جهت هر  گونه معماری شبکه باند پهن است که از کابل‌های فیبر نوری برای جایگزینی تمام یا بخشی از کابل‌های مسی موجود استفاده می نماید. FTTH یک معماری شبکه باند پهن خاص تر است که به طور مجزا به رساندن فیبر نوری به منازل اشاره می نماید. جهت این منظور، فیبر به x یا FTTx شامل بسیاری از تغییرات اضافی در زیرساخت شبکه Access و شبکه دسترسی فیبر نوری می باشد و فراتر از FTTH است، از جمله:

  1. FTTP: فیبر به محل (premises)
  2. FTTN: فیبر به گره(نود) یا نقاط مجاور یگدیگر (node or neighborhood)
  3. FTTC: فیبر به کابینت (curb or cabinet)
  4. FTTB: فیبر به ساختمان یا مکان تجاری ( building or business)
  5. FTTdp: فیبر به نقطه توزیع (distribution point)

 

اطلاعات تکمیلی:

  1. مالتی پلکسینگ با تقسیم طول موج (WDM)
  2. مالتی پلکسینگ با تقسیم طول موج متراکم (DWDM)
  3. شبکه FTTH
  4. رساندن فیبر نوری به محل مشترک

 

اجزای شبکه PON

معماری های مختلفی جهت اتصال مشترکین به شبکه فیبر نوری PON وجود دارد. با این حال، هر شبکه PON شامل حداقل اجزای زیر می باشد (شکل 2.1 ):

  1. OLT یا ترمینال خط نوری در مرکز اتصال CO در توپولوژی های P2MP و P2P شبکه PON
  2. تجهیزات توزیع و پخش داده در CO
  3. کابل فیبر نوری فیدر feeder از CO به یک اسپلیتر در P2MP شبکه PON (فیبر بخشی از یک کابل دارای چندین تار فیبر نوری است؛ یک تقسیم کننده یا اسپلیتر splitter به ازای هر فیبر). و برای ساختار P2P یک جفت فیبر برای در شبکه PON
  4. یک اسپلیتر جهت هر کابل فیبر فیدر؛ PON ها می توانند از چندین تقسیم کننده (splitter) در یک توپولوژی طراحی زنجیره ای طبقاتی و یا توپولوژی درخت استفاده نمایند (شکل 1.4).
  5. کابل های فیبر نوری توزیع Distribution و کابل های دراپ Drop بین انشعابات اسپلیتر Splitter و ترمینال های شبکه نوری (ONT) (یک کابل فیبر توزیع / دراپ برای هر ONT). به همان میزان فیبر فیدر (جفت) درساختار P2P شبکه PON
  6. یک ONT (ONU متصل به UNI) واقع در محل هر مشترک در ساختار های P2MP و P2P شبکه PON

 

 

شبکه PON

شکل 2.1

کابل فیبر نوری فیدر feeder، اسپلیتر ها، کابل های فیبر نوری توزیع distribution و کابل های دراپ Drop شبکه توزیع نوری (ODN) ساختار P2MP را در PON تشکیل می دهند. از آنجایی که یک PON به طور معمول به حداکثر 32 مشترک در BPON خدمات ارائه می دهد، بسیاری از چنین شبکه هایی که هر یک از CO یکسانی منشا می گیرند، معمولاً جهت سرویس رسانی به یک مجموعه مشتری در محل توزیع مورد نیاز می باشد.

OLT در CO با شبکه تلفن سوئیچینگ مدار (PSTN) و اینترنت (شکل 2.1 را ببینید) ارتباط دارد. سیگنال‌ های تصویری از طریق تلویزیون کابلی (CATV) یا از یک رسانه ماهواره‌ای DBS به سیستم وارد می‌شوند. منابع تصویری را می توان توسط فرستنده ویدئویی نوری به فرمت نوری تبدیل، تقویت و از طریق یک مالتی پلکسر طول موج گسترده (WWDM)  به سیگنال نوری از OLT تبدیل نمود. البته فناوری انتقال تصویر به همراه خدمات اینترنت و صوت بیشتر در اکثریت کشورها مورد استفاده می باشد و این در حالی است که در کشورمان تنها دیتا بر روی PON منتقل می شود که کاملا غیر علمی و غیر اقتصادی است.

 

شبکه PON

شکل 2.2 PON

 

تجهیزات اکتیو(فعال)

اگرچه شبکه‌های نوری غیرفعال (PON) عمدتاً از اجزای غیرفعال تشکیل شده‌اند، اجزای فعالی نیز مورد نیاز هستند که به شرح زیر به آنها می پردازیم.

اجزای قرار گرفته در Central Office شامل:

  1. OLT (تجهیزات دیجیتال صوتی/ ترمینال داده) با استفاده از:
    • فرستنده لیزری 1490 نانومتری برای P2MP PON. فرستنده لیزری 1310 نانومتری برای P2P PON
    • گیرنده آشکارساز 1310 نانومتری
  2. تجهیزات ترمینال تصویری آنالوگ (در صورت استفاده از پوشش ویدئویی آنالوگ) با استفاده از:
    • فرستنده لیزری 1550 نانومتری
    • تقویت کننده فیبر اربیوم (EDFA) جهت تقویت سیگنال تصویری

اجزای قرار گرفته در سمت مشترکان شامل:

  1. ONU با استفاده از:
    • منبع تغذیه
    • فرستنده لیزری 1310 نانومتری
    • گیرنده 1490 نانومتری جهت P2MP شبکه PON. گیرنده 1310 نانومتری جهت P2P شبکه PON
    • گیرنده 1550 نانومتری جهت دریافت ویدیو
  2. باتری پشتیبان backup (ممکن است در داخل یا خارج از محل مشترک قرار گیرد؛ ممکن است تحت مالکیت/مسئولیت مشترک باشد)

 

تجهیزات فعال شبکه PON

شکل 2.2.1 تجهیزات فعال شبکه PON

 

شبکه FFTH OLT

شکل 2.3 OLT

 

از طرف دیگر، سیگنال‌های ویدئویی را می‌توان با OLT به شکل دیجیتال جهت IPTV یا به شکل آنالوگ مورد پوشش قرار داد. این سیگنال ها در downstream در امتداد همان فیبر نوری منتقل می شوند. صدا و داده را می توان در upstream از ONT ها منتقل نمود. شکل 2.2 نمونه هایی از OLT ها و شکل 2.3 نمونه ای از تجهیزات ترمینال در CO را نشان می دهد.

کابل فیبر نوری فیدر feeder از CO به یک هاب توزیع فیبر (FDH) متصل می شود، جایی که یک یا چند اسپلیتر قرار دارند. معمولاً در نزدیکی گروهی از مشتریان (یک کیلومتر یا بیشتر). از آن نقطه، یک یا اسپلیتر غیرفعال (بسته به توپولوژی اسپلیتر) جهت اتصال مشتریان استفاده می شود. هر محل مشتری دارای یک ONT (مطابق شکل 2.4) است که به یک شاخه تقسیم کننده متصل است. ONT اتصالات را برای خدمات مختلف (صدا، اترنت و تصویر) فراهم می آورد.

فیبر نوری و مسائل مرتبط

کابل های فیبر نوری یکی دیگر از اجزای کلیدی شبکه های PON (در هر دو توپولوژي P2P و P2MP) می باشند. مسائل کلیدی اساسی مربوط به یک فیبر را می توان به دو دسته به شرح زیر تقسیم نمود:

  1. فیزیک نور Optical
    • جذب (Absorption) / تضعیف (Attenuation)
    • پراکندگی رنگی (Chromatic dispersion) و پراکندگی حالت قطبی (Polarisation mode dispersion (CD و PMD))
    • اثرات غیر خطی (Non-linear)
  2. عوامل مکانیکی Mechanical
    • خمش (Bending)
    • اتصال / سربندی (Connection)

اطلاعات تکمیلی:

  1. فیبر نوری
  2. جذب در فیبر نوری
  3. محاسبه افت در فیبر نوری
  4. آنالیز و تحلیل افت در فیبر نوری
  5. افت خمش در فیبر نوری
  6. پراکندگی رنگی Chromatic
  7. کانکتور های فیبر نوری
  8. شناسایی کانکتور فیبر نوری
  9. شناسایی کابل فیبر نوری
  10. راهنمای انتخاب کابل فیبر نوری

 

ONT FTTH

شکل 2.4 FTTH PON

 

 

تخصیص طول موج

شکل 2.5 تتخصیص طول موج FTTH PON با توپولوژی P2MP را نشان می دهد.

تخصیص طول موج بر اساس توصیه های استاندارد ITU-T طبقه بندی G.983.3 مرتبط به BPON می باشد. OLT انتقال صدا و داده را با استفاده از باند طول موج 1490 نانومتر فراهم می سازد، در حالی که ONT انتقال صدا و داده را در باند طول موج 1310 نانومتر فراهم می نماید. پوشش ویدئویی آنالوگ نیز با استفاده از باند 1550 نانومتری امکان پذیر است. این استفاده از مالتی پلکسر با تقسیم طول موج گسترده (WWDM) امکان انتقال دو جهته بدون تداخل را بر روی یک فیبر می نماید.

لیزرهای مختلفی جهت استفاده و انتقال upstream و downstream می توانند مورد استفاده قرار گیرند. یک لیزر بازخورد توزیع‌شده با طیف باریک (DFB) جهت انتقال صوت و داده‌های downstream از CO استفاده می‌شود، در حالی که یک لیزر کم‌هزینه با مدولاسیون مستقیم چند فرکانسی Fabry-Perot (FP) در ONT جهت انتقال صوت و داده های upstream استفاده می گردد. تصویر آنالوگ نیز توسط یک لیزر DFB با مدولاسیون خارجی منتقل می‌شود.

شکل 2.5 نام باندها مطابق ITU-T و محدوده‌های طول موج متناظر را نشان می‌دهد که انواع مختلف انتقال را فراهم می نمایند (CWDM، DWDM، WWDM PON).

توصیه ITU-T G.983.3 استفاده از باندهای طول موج اضافی مانند “باند enhancement band” را مشخص می نماید. جهت یک سرویس توزیع تصویری (VDS)، باند enhancement محدوده 1550 تا 1560 نانومتر را پوشش می دهد. جهت خدمات دیجیتال اضافی (ADS)، باند enhancement محدوده 1539 تا 1565 نانومتر را پوشش می دهد.

هنگامی که از باند enhancement یا بهبود یافته جهت ارائه هم پوشانی تصویری downstream در طول موج 1550 نانومتر استفاده می‌شود، VDS باید در CO با استفاده از تقویت‌کننده فیبر اربیوم (EDFA) تقویت شود. این سیگنال با توان بالا، معمولاً +21dBm تا +23dBm تقویت می‌شود و سپس با استفاده از یک کوپلر WWDM به سیگنال داده/صوت کوپل می‌شود.

طبقه بندی کوپلر بر اساس استاندارد IEC 62074-1 و توصیه های G.671 ITU-T میب اشد. با این حال، اگر از IPTV جهت تصویر استفاده می شود، یا اگر ویدئویی مخابره نمی شود، EDFA و کوپلر WWDM مورد نیاز نیستند. در این مورد، یک سیگنال توان کمتر در یک طول موج منفرد (1490 نانومتر) برای تمامی انتقالات downstream استفاده می شود، در حالی که طول موج 1310 نانومتر جهت انتقال صدا و داده به upstream استفاده می گردد. البته یک کوپلر دوطرفه WWDM جهت انتقال سیگنال های 1490 نانومتر downstream و 1310 نانومتر upstream مورد نیاز است.

 

طول موج های PON

شکل 2.5 – تخصیص طول موج FTTH P2MP PON

 

اطلاعات تکمیلی:

  1. باند ها طول موج فیبر نوری
  2. طول موج فیبر نوری

 

فناوری PON

همانطور که اشاره شد در Central Office، شبکه تلفن معمولی با سوئیچینگ مداری (PSTN) و خدمات اینترنتی با شبکه توزیع نوری (ODN) از طریق OLT ارتباط دارند. در ساختار P2MP شبکه PON، طول موج 1490 نانومتر downstream و طول موج 1310 نانومتر upstream جهت انتقال داده و صدا استفاده می شود. طول موج 1550 نانومتری downstream را می توان جهت پوشش تصویری آنالوگ نیز استفاده نمود. چندین ONT از طریق یک یا چند اسپلیتر به هر PON متصل می شوند. در یک سیستم P2P، صوت و داده ها در همان طول موج 1310 نانومتری downstream و upstream منتقل می شوند چراکه از یک زوج فیبر نوری استفاده می نمایند. یک تار فیبر نوری برای downstream و تار دیگر برای upstream. جهت هم پوشانی تصویری آنالوگ،طول موج  1550 نانومتر همچنان با همان پیکربندی برای P2MP استفاده می شود.

شکل 3.1 نمای دقیق اجزای اصلی یک PON را نشان می دهد و شکل 3.2 نمونه ای از توپولوژی لایه فیزیکی P2MP شبکه FTTH PON را نمایش می دهد.

 

اجزای اصلی PON - معماری اساسی سیستم

شکل 3.1 – اجزای اصلی PON – معماری اساسی سیستم

 

 

لایه فیزیکی توپولوژی PON

شکل 3.2 – لایه فیزیکی توپولوژی PON

 

انواع مختلفی از شبکه های PON در حال حاضر در حال استقرار هستند که هر کدام بر اساس فناوری ها و استاندارد های متفاوتی می باشند. در PON با توپولوژی P2P، استانداردها انتقال انواع خدمات (صدا و داده) را در طول موج یکسان روی یک جفت فیبر مشخص می نمایند، در حالی که برای PON با توپولوژی P2MP، از دو طول موج با فاصله کانال بیشتر از 50 نانومتر (یعنی WWDM) جهت انتقال خدمات روی تنها یک فیبر استفاده می‌شود که برای هر دو نوع، جهت انتقال upstream و downstream اعمال می شود. همچنین، هر سیگنال تصویری موجود، در طول موج متفاوتی مانند 1550 نانومتر در حال حاضر در قالب همپوشانی آنالوگ منتقل می‌شود.

BPON

یکی از رایج ترین و پر کاربردترین سیستم‌های PON، PON باند پهن یا BPON مخفف broadband PON می باشد که مطابق با توصیه‌های ITU-T G.983 طبقه بندی گردیده است. BPON از ATM به عنوان پروتکل انتقال استفاده می نماید (جدول 3.1) با ترکیبات نرخ داده متقارن و نامتقارن 155.52Mb/s و 622.08Mb/s و بعدتر 1244.16 مگابیت بر ثانیه نیز اضافه شد، البته تنها جهت انتقال نامتقارن downstream می باشد. BPON بدون در نظر گرفتن نوع فریم لایه پیوند داده، به طور شفاف هر نوع داده ای را منتقل می نماید.

GPON

سیستم دیگری که پس از BPON اضافه شد، PON با قابلیت گیگابیت GPON مخفف Gigabit-capable PON نام گرفت. GPON بر اساس توصیه های  ITU-T تحت  G.984 طبقه بندی گردید. GPON انعطاف پذیری بیشتری را فراهم می آورد و هر نوع داده ای را با استفاده از  ATM و/یا روش کپسوله سازی GPON یا GEM مخفف GPON encapsulation method انتقال می دهد که انواع مختلف داده ها را کپسوله و انتقال می نماید. GPON چندین ترکیب ممکن از نرخ داده های upstream و downstream (تا 2488.32 مگابیت بر ثانیه پایین دست) را فراهم می نماید و ممکن است از تصحیح خطای رو به جلو (FEC مخفف forward error correction)، در صورت لزوم استفاده نماید.

EPON

از سوی دیگر اترنت PON یا EPON مخفف Ethernet PON، بر اساس مشخصات IEEE 802.3ah-2004 ارائه گردید که توسط انجمن اترنت در مایل اول (EFMA مخفف The Ethernet in the First Mile Alliance) توسعه یافته است. EPON جهت سادگی طراحی شده است و امکان انتقال مبتنی بر بسته Packet را در upstream و downstream با نرخ متقارن 1250 مگابیت بر ثانیه (اسمی 1000 مگابیت بر ثانیه) با FEC در اختیار قرار می دهد. پروتکل کنترل دسترسی رسانه ای MAC چند نقطه ای (MPCP)، در EPON دسترسی به معماری P2MP را کنترل می نماید (1000BASE-PX10 تا 10 کیلومتر و 1000BASE-PX20 تا 20 کیلومتر) و شبکه P2MP را عملیاتی می سازد. در لایه های بالاتر پروتکل به عنوان مجموعه ای از لینک های P2P ظاهر می شود(مانند لینک P2P).

 

Forward Error Correction

FEC توسط لایه انتقال transport در سیستم های ارتباطی استفاده می شود و مبتنی بر انتقال داده ها در فریم کدگذاری شده (کد مبتنی بر فریم) است. رایج ترین کد از فرمت Reed-Solomon استفاده می نماید و 255 بایت طول دارد. افزونگی یا redundancy را تعریف می نماید (16 بیت اضافی را در انتهای یک بلوک با اندازه ثابت 239 بایت داده اضافه می نماید)، و به دیکدر decoder اجازه می‌دهد تا خطاهای انتقال را شناسایی و تصحیح نماید (BER از 10-4 در بدترین حالت به 10-15 بهبود یافته است).

FEC را می توان همچنین در GPON و EPON با استفاده از لیزرهای Fabry-Pero استفاده نمود، به ویژه جهت کاهش خطای سیستم به دلیل نویز پارتیشن بندی حالت های (MPN مخفف mode partitioning noise) معمولی لیزر و در نتیجه افزایش حداکثر دسترسی (حداکثر فاصله بین OLT و ONT) و/یا نسبت تقسیم با استفاده از تجهیزات فرستنده و گیرنده یکسان (البته به قیمت افت ظرفیت، چراکه سربار اضافی ایجاد می نماید).

برای هر سه نوع PON، انتقال صوت/داده downstream از طریق یک جریان بیت پیوسته صورت می پذیرد. همانطور که در جدول 3.1 نشان داده شده است، انتقال upstream، از یک ONT به طور هم زمان یا real-time، بر روی یک جریان بیت تاخیری یا طوفانی burst صورت می پذیرد.

 

ویژگی های مورد نیاز PON

 

 

 

کابل شبکه مسی

link

تجهیزات شبکه مسی

link

 

linkedin

نظرات کاربران

  •  چنانچه دیدگاهی توهین آمیز باشد و متوجه اشخاص مدیر، نویسندگان و سایر کاربران باشد تایید نخواهد شد.
  •  چنانچه دیدگاه شما جنبه ی تبلیغاتی داشته باشد تایید نخواهد شد.
  •  چنانچه از لینک سایر وبسایت ها و یا وبسایت خود در دیدگاه استفاده کرده باشید تایید نخواهد شد.
  •  چنانچه در دیدگاه خود از شماره تماس، ایمیل و آیدی تلگرام استفاده کرده باشید تایید نخواهد شد.
  • چنانچه دیدگاهی بی ارتباط با موضوع آموزش مطرح شود تایید نخواهد شد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

زمینه‌های نمایش داده شده را انتخاب نمایید. بقیه مخفی خواهند شد. برای تنظیم مجدد ترتیب، بکشید و رها کنید.
  • تصویر
  • شناسۀ محصول
  • امتیاز
  • قيمت
  • موجودی
  • دسترسی
  • افزودن به سبد خرید
  • توضیح
  • محتوا
  • وزن
  • اندازه
  • اطلاعات اضافی
برای مخفی‌کردن نوار مقایسه، بیرون را کلیک نمایید
مقایسه