بررسی تکنولوژی GPON

تکنولوژی شبکه های نوری پسیو یا Passive optical networks) PON) از اواسط دهه 90 توسعه یافتند. از زمان توسعه عظیم شبکه، استانداردهای مختلفی تولید شده است. اولین نسخه آن ATM PON) APON) بود و سپس Broadband PON) BPON) بعد از آن Ethernet PON) EPON) و Gigabit PON) GPON) به وجود آمدند. GPON و EPON پیشرفت چشمگیری در افزایش فاصله‌ی انتقال داده و پهنای باند به وجود آوردند.

اجزا GPON

GPON با ITU-T recommendation  سری G.984 تعریف شده است. GPON بیانگر افزایش پهنای باند در مقایسه با APON و BPON است. GPON در زمینه‌های مختلفی قابل استفاده است. در سرویس FTTD یا GPON ،Fiber to the desktop از طریق کانکتورهای سیمپلکس/ سینگل مود و اسپلیتر نوری پسیو با پولیش APC توزیع می‌شود.

چهار جزء اصلی در سیستم GPON وجود دارد: optical line terminal) OLT)، بخش انتقال (کابل کشی و اجزا)، اسپلیتر فیبر نوری، و optical network terminal) ONT).

بیشتر بخوانید: مقایسه EPON و GPON

OLT

OLT معمولاً در یک دیتا سنتر یا مرکز مخابرات قرار دارد. OLT سیگنال‌های نوری منتقل شده از فیبر را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند و آنها را به سوئیچ اترنت ارائه می‌دهد.

دو عملکرد اصلی OLT

• تبدیل سیگنال‌های استاندارد توسط ارائه دهنده سرویس FiOS به فرکانس و فریم مورد استفاده سیستم  PON
• هماهنگ سازی چندگانه بین دستگاه‌ ONT، واقع در محل مشترکین

سیگنال توزیع OLT با کابل کشی backbone یا کابل کشی افقی از طریق اسپلیترهای نوری به ONT متصل می‌شود.

بخش انتقال Transmitting Media

GPON سیگنال‌ها را از طریق کابل کشی زیر ساختِ پسیو منتقل می‌کند. بخش انتقال دهنده، شامل کابل مسی، پچ کورد فیبر نوری، محفظه‌ها (enclosures)، آداپتور پنل، کانکتورها، اسپلیترها، ‌تضعیف‌کننده فیبر نوری و ... است. تاثیر تمامی این موارد، به عنوان عامل ایجاد افت در شبکه، باید مورد بررسی قرار گیرند تا عملکرد بهتری در سیستم وجود داشته باشد.

اسپلیتر فیبر نوری

اسپلیتر‌های ‌نوری PLC  یکی از اجزای کلیدی در شبکه‌ FTTX بوده و وظیفه تقسیم سیگنال نوری از یک یا دو پورت ورودی بر روی چند پورت خروجی و همچنین گردآوری سیگنال‌ها از چند پورت به یک یا دو پورت را برعهده دارند. اتصال بین OLT و ONT با استفاده از اسپلیترهای فیبر نوری انجام می‌شود. تعداد خروجی‌های موجود در اسپلیتر نوری، تعداد تقسیم‌ها را تعیین می‌کند. نسبت تقسیم‌ها اغلب شامل 1:2 ،1:4 ، 1:8 ، 1:16 ، 1:32 و 1:64 است.

بیشتر بخوانید: اسپلیتر فیبر نوری چیست؟

ONT

ONT که به آن مودم نوری نیز گفته می‌شود، با کابل فیبر نوری به Termination Point) TP)  و از طریق کابل LAN/Ethernet به روتر متصل می‌گردد. ONT سیگنال‌های نوری را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند تا به دستگاه نهایی منتقل شود. ONT همیشه دارای چندین پورت اترنت برای اتصال به سرویس‌های IP است.

افت شبکه

PON معمولاً از OLT و ONT و قسمت انتقال نوری مانند فیبر نوری و کانتکتور که قبلاً به آن اشاره شد، تشکیل می‌شود. افت شبکه می‌تواند توسط این اجزا ایجاد شود: کابل فیبر نوری، کانکتور، پچ کورد، اتصالات (splices)، اتصال دهنده‌ها (couplers) و اسپلیتر‌ها. افت شبکه فیبر نوری در طراحی شبکه فیبر نوری بسیار مهم است. افت شبکه به صورت جدول زیر نشان داده شده است. تمام آیتم‌ها بین OLT و ONU در نظر گرفته شده است.

Power Budget یا بودجه‌ی توان شبکه GPON

قدرت فرستنده  و حساسیت گیرنده دو پارامتری هستند که میزان برد شبکه اکسس را تعیین می‌کنند.

چگونگی محاسبه Power Budget

در فرمول بالا :

جدول زیر بودجه توان مورد نیاز برای تنظیمات مختلف GPON را نشان می‌دهد.

اکنون میزان برد به سیستم شبکه را محاسبه می‌کنیم. فرض کنید بودجه توان (Power Budget) حدود 23 دسی بل است. یک کابل فیبر نوری سینگل مود که در طول موج 1550 نانومتر کار می‌کند استفاده می‌شود. افت اسپلیتر فیبر نوری (SL) برابر با 14dB است و دو اتصال مکانیکی (0.5 دسی بل در هر اتصال) و دو کانکتور (0.5 دسی بل در هر کانکتور) وجود دارد. بنابراین حداکثر میزان برد شبکه می‌تواند اینگونه محاسبه شود:

نتیجه‌گیری

GPON پیچیده ترین، اما یکی از بهترین نسخه های PON است. GPON  دارای مزایایی همچون صرفه جویی در هزینه‌ها برای توسعه در آینده یا دیگر تغییرات، همچنین  هزینه پایین در اجزای پسیو و نصب آسان است. بنابراین GPON محبوبیت خود را در فناوری همیشه در حال تغییر به دست آورده است.