شبکه FTTH
شبکه FTTH بـه عنـوان ستاره درخشان نسـل آینـده شـبکه دسترسی و فراهم کننده زمینـه عالی بـرای فنـاوری با سرعت بالا شـناخته می‌شـود. شـورای FTTH اروپـا از محـدود شـوراهای فیبـر در دنیاسـت کـه اقدام به انتشـار تعـداد زیـادی نشـریه نموده اسـت. یکـی از ایـن کتاب‌هـا، هندبوک FTTH نام دارد که در آن اصـول شبکه ماننـد: معمـاری، توپولـوژی و فناوری‌هـا، ارائـه دیدگاه‌های مسـتقل دربـاره مسائل مختلـف فنی، و همچنین ارائه راه‌حل‌هـای فنـی، بـا تمرکـز بـر برنامه‌ریـزی، اسـتقرار و عملیـات؛ تشـریح شـده اسـت. آنچـه در این قسـمت و در قسـمت هـای بعد دنبـال خواهیم کرد، ترجمـه و تلخیـص ایـن کتـاب اسـت کـه امیـدوارم مـورد اسـتفاده قـرار گیرد.
شبکه FTTH
یکـی از اهداف شـوراهای فیبـر نوری در تمام دنیا ایجاد یـک عرصه حرفه‌ای اسـت کـه FTTH را بـر پایـه اسـتانداردهای پذیرفته شـده بین‌المللـی ترویـج دهـد و مورد قبـول قرار گرفتـه و به ارزش مشـترک اعضا تبدیل شـود. بـا امیـد به ایجاد تشـکل‌های تخصصـی در زمینه فیبر و شـبکه در ایـران، تـا زمینـه برای تبـادل نظر و ارائه راه‌حل‌های فنـی، با تمرکز بـر برنامه‌ریـزی، اسـتقرار و عملیات آماده شـود.
توصیف شبکه خانگی فیبر نوری
شـبکه FTTH یک شـبکه دسترسـی مبتنی بر فیبر اسـت که اتصال تعـداد زیـادی از کاربـران را بـه نقطـه‌ای کـه به عنـوان یک گـره یا نود دسترسـی و یـا نقطـه حضور (pop) شـناخته می‌شـود ایجـاد میکند. در هـر گـره دسترسـی، تجهیـزات لازم بـرای انتقـال سیگنال‌های انتقـال (فعـال) جهـت ارائه برنامه‌ها و خدمات برای مشـترکین را داشـته باشـد، ایـن اطلاعـات بـا اسـتفاده از فیبـر نوری به مشـترک رسـانده می‌شـود. شـبکه‌های دسترسی ممکن اسـت به بعضـی از موارد زیر متصل شـود:
• آنتن شبکه‌های وایرلس مانند وایمکس و شبکه‌های موبایل
• مشترکین در خانه‌های تکی (SFUها) و یا مجتمع‌ها (MDUها)
• ساختمان‌های بزرگ مانند مدارس، بیمارستان‌ها و کسب و کار
• کلیـه ساختارهای امنیتـی و نظارتـی نظیـر دوربین‌هـای نظارت، هشدارهای امنیتی و دسـتگاه‌های کنتـرل
محیط شبکه فیبر به خانه
برای استقرار فیبـر نزدیک مشترک، ممکن اسـت لازم باشد زیرساخت‌های فیبـر در زمین عمومی و یـا خصوصی نصـب شـود و یا در سـاختمان‌ها و امـوال عمومـی و یـا خصوصی قـرار گیـرد. محیط فیزیکی ممکن اسـت شـهرها و یـا روسـتاها، مجتمع‌های مسـکونی و یـا خانه‌هـای تکی باشـد. ماهیت سـایت هم یکـی از عوامـل کلیدی در انتخـاب مناسـب‌ترین طراحـی شـبکه و معمـاری می‌باشـد:
• گریـن فیلـد: سـاخت جدیـد کـه در آن شـبکه در همـان زمـان بـه همـراه سـاختمان نصـب خواهـد شـد.
• براون فیلد: سـاختمان‌ها در حال حاضر در محل هسـتند اما زیرسـاخت‌های موجود دارای اسـتاندارد پایین می‌باشند.
• آوربیلد: اضافه کردن به زیرساخت موجود.
شکل۱. مدل سایت FTTH
نوع سایت و اندازه شـبکه FTTH ،سـرمایه‌گذاری اولیه جهت گسـترش زیرسـاخت‌ها (CAPEX)، هزینـه عملیـات و
نگهـداری (OPEX)معمـاری شـبکه در انتخـاب روش‌هـای نصـب زیرسـاخت‌ها اثرگـذار است. نحـوه نصـب فیبـر، تعیین‌کننـده CAPEX و OPEX بوده و در کارایـی شـبکه مؤثـر است. ایـن هزینه‌ها را می‌توان بـا انتخاب مناسـب‌ترین راه حل فعـال با ترکیب بهترین شـیوه اسـتقرار و گسترش زیر ساخت، بهینه‌سازی کـرد. روش‌های نصب در شکل معرفی شده و در قسمت‌های بعد توضیحات بیشـتری ارائه خواهد شد.
معماری شبکه‌های FTTx
تنـوع در معماری‌هـای شـبکه اصلـی کـه در بالا ذکر شـده، بسـته بـه تعداد فیبرهـا، موقعیـت اسـپلیترها (نقـاط انشـعاب) و نقـاط تجمیـع، امکان‌پذیر خواهد بـود. انتخـاب معمـاری مناسـب شـبکه اغلـب بحـث برانگیـز بوده، بـه خصـوص بـه ایـن دلیـل کـه در بـازار امـروز، معماری‌هـای مختلـف بـا نیازهـای مختلـف اپراتـور، اولویت‌هـای کسـب و کار و فنـی متفاوت اسـت.
فیبر بـه خانه (FTTH): هر مشـترک توسـط فیبر اختصاصی بـه یک پورت در تجهیـزات POP یـا بـه اسپلیتر پسـیو نـوری، بـا اسـتفاده از فیبر اشـتراکی در فیـدر به POP و BX10-100BASE یـا BX10-1000BASE ،برای فنـاوری اترنـت یـا فنـاوری (EPON (GPON بـه صورت توپولـوژی نقطه بـه چند نقطـه، متصل می‌شـود.
فیبر بـه سـاختمان (FTTB): هـر جعبـه ترمینال نـوری در سـاختمان (کـه اغلـب در زیرزمیـن قرار دارد) توسـط فیبر اختصاصـی به یک پورت در تجهیـزات POP، یـا بـه یـک تقسـیم‌کننده نـوری که از بـا POP اسـتفاده میکنـد، متصـل می‌شـود. اتصـالات بیـن مشـترکین و سـوئیچ سـاختمان به صورت فیبر نبوده و از کابل‌های مسـی بـرای این منظور اسـتفاده می‌شـود.
فیبـر به کـرب یـا کابینـت(FTTC): هـر سـوئیچ یـا تافتگر دسترسـی DSL کـه اغلـب در یـک کابینـت خیابانـی یافـت می‌شـود و از طریق یـک فیبـر تـک یـا یک جفـت فیبـر بـه pop متصـل می‌شـود و حامل ترافیـک بالایی از طریـق اترنـت گیگابیـت یـا 10 اترنـت گیگابیـت اسـت. سـوئیچ‌ها در کابیـن خیابـان، دیگـر فیبـر نیسـتند، امـا می‌تواننـد بـا اسـتفاده از VDSL2 یـا VDSL2 بر هادی‌های مـس عمل نمایند. ایـن معمـاری گاهـی اوقـات “اترنت اکتیـو و یا فعـال” نامیده می‌شـود، زیـرا بـه عناصر فعـال شـبکه در ایـن زمینه نیـاز دارد.
فیبـر بـه نقطـه توزیـع (FTTDP): ایـن راه حـل در دو سـال گذشـته پیشـنهاد شـده اسـت. اتصال POP به نقطه توزیع از طریق کابل نوری و سـپس از نقطـه توزیـع بـه محـل مشـتری به وسـیله زیرسـاخت‌های مـس موجـود. نقـاط توزیـع می‌توانـد یـک حوضچـه مخابراتـی، جعبـه توزیـع نصـب شـده بـر روی یـک تیـر و واقـع در زیـر زمیـن یـک سـاختمان باشـند. ایـن معمـاری می‌تواند فنـاوری VDSL یـا Fast.Gً را بـرای فاصلـه کوتـاه، معمـولا کمتـر از 250 متری را پشـتیبانی کند. با ایـن حـال، ایـن کتابچـه، بـر روی اسـتفاده از B/FTTH تمرکز خواهد شـد، زیـرا در بلندمـدت ایـن معمـاری، بـه دلیـل مقیاس‌پذیـری تقریبا نامحـدود آن مـورد توجـه قـرار می‌گیرد.
شکل۲. انواع مختلف شبکه‌های FTTx
توپولوژی و فناوری FTTH
معمـاری شبکه بـه طراحی یـک شبکه ارتباطی اشـاره دارد و چارچوبی بـرای تعییـن مشـخصات شـبکه از اجـزای فیزیکـی تـا خدمـات فراهـم میکنـد. شـبکه دسترسـی قسـمتی از شـبکه ارتباطـی اسـت کـه بـه طور مسـتقیم بـه کاربـران انتهایی متصـل می‌شـود. بـه منظـور تعییـن تعامل متقابـل زیرسـاخت‌های غیرفعـال و فعـال، لازم است کـه تمایـز واضحی بیـن توپولوژی‌های استفاده شـده برای استقرار فیبرها (زیرسـاخت‌های پسـیو) و فناوری‌هـای مـورد اسـتفاده بـرای حمـل داده‌هـا بـر روی فیبرهـا (در تجهیـزات اکتیـو) قائل شـویم. دو توپولوژی کـه به طور گسـترده مورد اسـتفاده قـرار مي‌گيرنـد عبارتنـد از نقطـه بـه نقـاط، کـه اغلـب بـا یک فناوری نـوری پسـیو (PON) همـراه اسـت و یـا نقطـه بـه نقطـه که معمـولا از فناوری‌هـاي انتقـال اترنـت اسـتفاده مي‌کنـد.
توپولـوژی نقطـه به چنـد نقطـه (P2MP): یک تـک فیبر “فیـدر” از دفتـر مرکـزی مخابـرات یا (POP) به یک نقطه انشـعاب آورده شـده و از آنجـا بـرای هـر مشـترک یـک فیبر اختصاصی کشـیده می‌شـود. در یک تکنولـوژی شـبکه‌های پسـیو ماننـد GPON با اسـتفاده از اسـپلیترهای نـوری در نقـاط انشـعاب، داده‌هـا را رمزگذاری نمـوده تـا کاربـران فقـط اطلاعـات مربـوط بـه خـود را دریافـت کننـد. تکنولوژی فعـال اترنت نیـز می‌توانـد برای کنتـرل دسترسـی مشـترک، در یـک توپولـوژی نقطـه بـه چنـد نقطـه بـا قـرار دادن سـوئیچ‌های اترنت در ایـن زمینـه مـورد اسـتفاده قـرار گیـرد. هـر مشـتری یک اتصـال نقطه به نقطـه منطقـی دارد و کاربـر نهایـی تنها اطلاعاتـی را که بـرای آنها در نظر گرفته شده را ارسال و دریافت میکند.
شکل۳. نقطه به نقاط
توپولـوژی نقطـه بـه نقطـه (P2P): بیـن گره‌هـای دسترسـی یـا (pop) و مشـترکین فیبرهای اختصاصی کشـیده می‌شـود. هر مشـترک دارای ارتبـاط مسـتقیم بـا فیبر اختصاصی اسـت. مسـیر از دفتـر مرکزی (CO) بـه مشـتری، احتمـالا شـامل قسـمت‌های زیـادی فیبـر همـراه بـا تقسـیمات یـا اتصـالات اسـت، امـا مسـیر نـوری مداومـی را از گره دسترسـی بـه خانـه فراهـم میکنـد. معمـاری شـبکه هـر چه که باشـد، مهـم اسـت بدانیـم کـه چگونـه طراحی ممکن اسـت بر توسـعه شـبکه در آینـده تأثیـر بگذارد. یک شـبکه FTTH یک سـرمایه‌گذاری طولانی مـدت اسـت و طـول عمـر کابل‌کشـی در زمین حداقل 25 سـال اسـت، امـا عمـرکاری احتمـالا طولانی‌تـر خواهد بـود. بـا اسـتفاده از تجهیزات فعـال کـه احتمـالا در ایـن دوره زمانـی چندیـن بـار ارتقا داده می‌شـود، بایـد بتوانـد زیرسـاخت را دوبـاره اسـتفاده کنـد. بنابرایـن تصمیماتی که در ابتـدای پـروژه FTTH انجـام می‌شـود، پیامدهـای طولانـی مـدت خواهد داشـت.
شکل ۴. نقطه به نقطه
لایه های شبکه
شـبکه FTTH می‌توانـد شـامل تعـدادی از لایه‌هـای مختلـف باشـد. زیرسـاخت‌هـای پسـیو شـامل کانال‌هـا، فیبرهـا، محوطه‌هـا و سـایر دسـتگاه‌های بیرونـی؛ شـبکه اکتیـو بـا اسـتفاده از تجهیـزات الکتریکی؛ خدمـات تجـاری ارائه اتصـال بـه اینترنـت و خدمـات مدیریـت شـده ماننـد IPTV و کاربـران نهایـی است. یـک لایـه اضافـی را نیـز می‌تـوان اضافـه نمـود، لایـه محتـوا کـه در بـالای لایه خدمـات خرده فروشـی و کاربران نهایی قرار دارد. ایـن سـاختار بـه نحوی اسـت که توسـط یک شـبکه FTTH سـازمان یافتـه و اداره می‌شـود.
زیرسـاخت‌های پسـیو: شـامل عناصر فیزیکی مورد نیاز برای سـاختن شـبکه فیبر هسـتند. شـامل فیبرنوری، ترانشـه‌ها، کانال‌ها و تیرها (که بـرای نصـب اسـتفاده میشـوند)، محفظه‌هـای فیبر، فریم‌هـای توزیـع نـوری، پـچ پنل‌هـا، قفسـه‌های پلاسـتیکی و غیـره است. سـازمان مسـئول ایـن لایـه مخابراتـی، بـه طـور معمـول مسـئولیت برنامه‌ریزی مسـیر، مذاکـرات حقـراه و همچنیـن کارهای سـاختمانی مورد اسـتفاده بـرای نصب فیبـر را دارد.
شـبکه اکتیـو و یـا فعـال: بـه تجهیـزات شـبکه الکترونیکـی مربـوط می‌شـود تا به زیرسـاخت‌های پسـیو جـان داده و سیسـتم‌های عملیاتی مـورد نیـاز بـرای تجاری‌سـازی اتصـال فیبـر را پشـتیبانی نمایـد. مرکز مسـئول ایـن لایـه، تجهیـزات شـبکه را طراحـی، سـاخت و عملیاتـی میکنـد.
خدمـات تجـاری: هنگامی مطرح میشـوند که لایه‌های پسـیو و شـبکه در محـل خـود قـرار گرفته باشـند. ایـن لایه جایـی مطرح می‌شـود که اتصـال پایه اینترنت و دیگـر خدمـات مدیریـت شـده ماننـد IPTV بسـته‌بندی شـده و بـه مصرف‌کننـدگان و شـرکت‌ها ارائه می‌شـود. علاوه بـر ارائه پشـتیبانی فنـی، شـرکت‌های مرتبـط بـا این لایـه نیز مسـئول کسـب و کار مشـتری، اسـتراتژی‌های بازاریابـی و خدمـات مشـتری است.
هـر لایـه شـبکه یـک وظیفـه مشـخص دارد. صاحـب شـبکه مسـئول اولیـن لایـه اسـت، اگرچه ممکن اسـت سـاخت آن را به یک شـخص ثالـث منتقـل کند. اپراتـور شـبکه دارای تجهیزات اکتیو اسـت، در حالی‌کـه خدمـات جزیـی توسـط ارائه‌دهنـده خدمـات اینترنـت (ISP)ارایـه می‌شـود.
شکل 5 .لایه‌های شبکه FTTH (منبع : Lucent-Alcatel)
این مقاله توسط مهندس محمدعلی مساواتی در مجله سیم و کابل به چاپ رسیده است.
محصولات مرتبط
اسپلیتر فیبر نوری
پریز OTO
اسپلیتر فیبر نوری
