آشنایی با تکنولوژی GPON

فناوری برای ساختمان­ها و شهرک­ها

تکنولوژی GPON، آخرین فناوری پیاده سازی بستر انتقال اطلاعات در ساختمان­ها و شهرک­ های مسکونی و صنعتی می­باشد که استفاده از آن مزایای قابل توجهی مانند کاهش هزینه­ ی راه­اندازی و نگهداری، افزایش طول عمر و… را دارد. علاوه بر آن تمامی سرویس­های مورد استفاده در ساختمان­ها نظیر اینترنت، تلفن، تلویزیون اینترنتی، دوربین مدار بسته و… بر روی این بستر قابل راه­ اندازی می­باشد. در این تکنولوژی از تجهیزاتی مانند فیبر نوری، اسپلیتر، OLT و ONT استفاده می­شود.

فیبر نوری و کابل مسی

در GPON بجای کابل شبکه از فیبرهای نوری استفاده می­شود.

فیبر نوری

فیبر نوری یا تار نوری رشته باریک و بلندی از شیشه یا پلاستیک است که می­تواند نور را عبور دهد. با فیبر نوری می­توان داده ­های اینترنت، صدا و تصویر را با پهنای باندی بسیار بالاتر از کابل­های معمولی و بدون نویز انتقال داد. طول عمر این کابل­ها تا ۲۵ سال می­باشد. فیبر نوری در تکنولوژی GPON، تا ۲۰ کیلومتر برد انتقال دارد.

کابل شبکه

کابل شبکه (اترنت) که در تکنولوژی سنتی اترنت استفاد می­شود، برای اتصال سیمی تجهیزات شبکه مورد استفاده قرار می­گیرد. کابل اترنت، داده را از طریق جفت سیم­های مسی به هم تابیده، انتقال می­دهد که برخلاف فیبرنوری، امواج و جریانات محیطی (نظیر جریان برق) بر روی آن­ها ایجاد اختلال می­نماید. طول عمر این کابل­ها در بهترین حالت تنها ۵ سال است و اطلاعات را تا ۹۰ متر بیشتر نمی­توانند انتقال دهند.

تقسیم­ کننده نوری و سوئیچ شبکه

در فناوری GPON بجای سوئیچ شبکه از تقسیم کننده نوری یا اسپلیتر استفاده می­شود.

اسپلیترهای نوری

اسپلیترهای (تقسیم­ کننده­ های) نوری از مهمترین تجهیزات مورد استفاده در شبکه­ های GPON هستند. اسپلیتر نوری یک ورودی فیبر نوری را به چند رشته (معمولاً ۲، ۴، ۸ … ۶۴) تقسیم می­کند که هر یک می­تواند به محل مشترک جداگانه­ای ارسال گردد. این تقسیم ­کننده احتیاج به تنظیمات و مدیریت ندارد و از همه مهم­تر برخلاف سوئیچ­ها برای کارکرد احتیاج به برق، سرمایش و رک مخصوص ندارد.

سوئیچ شبکه

سوئیچ شبکه یکی از تجهیزات شبکه است که در شبکه­ های سنتی اترنت معمولاً به تعداد زیاد و در سطوح مختلف استفاده می­گردد. این وسیله احتیاج به مصرف برق داشته و برای کارکرد مطلوب نیاز به تنظیمات، فضای مناسب، سرمایش مطلوب و نگهداری و مراقبت دارد و نسبت به اسپلیتر فضای بیشتری را نیز اشغال می­کند.

OLT و سوئیچ مرکزی

دستگاه مرکزی در تکنولوژی GPON تحت عنوان OLT شناخته می­شود. در تکنولوژی سنتی اترنت از سوئیچ مرکزی استفاده می­گردد.

OLT

OLT دستگاهی است که خطوط فیبر را با استفاده از اسپلیترها به محل مشترکین می­رساند. هر پورت دستگاه می­تواند به حداکثر ۶۴ یا در بعضی شرایط ۱۲۸ مشترک سرویس­دهی کند. مدیریت تمامی ONTها (دستگاه­های سمت مشترک که در ادامه توضیح داده خواهد شد) و همچنین تنظیمات آن­ها با استفاده از Eltex.EMS به صورت یکپارچه در OLT قابل انجام است و دیگر نیازی به انجام تنظیمات از طرف کاربر نیست.

سوئیچ مرکزی

از سوئیچ مرکزی برای توزیع کابل اترنت بین سوئیچ­ های توزیع و دسترسی استفاده می­شود و کارکردی معادل OLT در شبکه اترنت را دارد. تنظیمات تجهیزات سمت مشترک، حتماً باید توسط مشترک با کارشناس نصب انجام شود.

IAD و ONT

دستگاه­ هایی که در فناوری GPON در محل مشتری نصب می­شوند موسوم به ONT می­باشند. در فناوری اترنت معمولاً از IAD برای کارکرد مشابه استفاده می­گردد.

ONT

ONT یا ترمینال­های شبکه نوری در محل مشتری نصب می­شود و سرویس­های مدنظر را فراهم می­نماید. ONTها توسط فیبرهای نوری به OLTها وصل می­شوند و در سمت مشترک پورت­هایی نظیر WiFi، LAN و تلفن آنالوگ فراهم می­کنند. ONTها تمامی سرویس­ های مشترک را از طریق یک رشته فیبر ورودی تأمین می­کنند. ONTها می­توانند یک یا دو پورت تلفن آنالوگ داشته باشند و از پورت­های شبکه آن هم برای دسترسی دیتا و هم جهت استفاده گوشی تلفن دیجیتال (IP Phone) می­توان استفاده کرد. تنظیمات ONTها در شبکه GPON بصورت مرکزی و بدون دخالت مشترک می­تواند انجام پذیرد.

IAD

IAD، همان نقش ONT را در اترنت دارد با این تفاوت که ورودی این دستگاه کابل شبکه می­باشد نه فیبر، و جهت کار در شبکه اترنت ساخته شده است. IAD همان نقش ONT را در شبکه اترنت دارد. IADهایی که در شبکه ­های اترنت مورد استفاده قرار می­گیرند بجای فیبر، ورودی کابل شبکه دارند ولی همان پورت­های فراهم شده توسط ONTها را می­توانند فراهم کنند.

برای مقایسه کارایی، هزینه­ ها و توان مصرفی، فرض کنید که می­خواهیم به دو روش اترنت سنتی و GPON سرویس­هایی از قبیل اینترنت، تلفن، IPTV و … را به ۱۰۰ مشترک ساکن در یک ساختمان ده طبقه ارائه بدهیم.

همان­طور که در شکل بالا پیداست، در توزیع کابل شبکه در شبکه سنتی باید از سوئیچ استفاده کنیم ولی این کار با صرف هزینه و وقت و نیروی انسانی کمتر با اسپلیتر قابل انجام است.

 

Splitter (GPON)	Switch (Ethernet)
هزینه بسیار پایین	هزینه بسیار بالا
احتیاج به مراقبت و مدیریت پس از نصب ندارد	احتیاج به مراقبت و مدیریت پس از نصب دارد
احتیاج به تنظیمات ندارد	احتیاج به تنظیمات دارد
مصرف برق ندارد	مصرف برق دارد

با توجه به موارد ذکر شده، برای سرویس­ دهی به ۱۰۰ مشترک، در تکنولوژی GPON به یک OLT و ۱۰۰ ONT احتیاج داریم. در تکنولوژی اترنت برای این میزان سرویس دهی به ۱ سوئیچ مرکزی، ۵ سوئیچ توزیع و ۱۰۰ مودم روتر احتیاج است. در شکل زیر مقایسه­ای از میزان مصرف توان این تجهیزات مشاهده می­کنید:

همچنین کابل کشی در تکنولوژی GPON فضای بسیار بسیار کمتری نسبت به Ethernet اشغال می­کند:

 

GPON	Ethernet
هزینه بسیار پایین	هزینه بسیار بالا
احتیاج به مراقبت و مدیریت پس از نصب ندارد	احتیاج به مراقبت و مدیریت پس از نصب دارد
احتیاج به تنظیمات ندارد	احتیاج به تنظیمات دارد
مصرف برق ندارد	مصرف برق دارد

 

این مساله باعث می­شود که وزن کابل­کشی نیز هم به میزان قابل توجهی کاهش پیدا کند.

تمامی موارد ذکر شده، باعث می­شود هزینه­های CAPEX و OPEX به میزان قابل توجهی کاهش پیدا کند.

 هزینه هاى CAPEX

 هزینه هاى OAPEX

 

تکنولوژی Ethernet

 

آشنایی با تکنولوژی GPON

مقایسه دو تکنولوژی GPON و Ethernet به صورت خلاصه:

	ویژگی	اترنت	GPON
1	هزینه	تعداد تجهیزاتی که توان مصرف می­کنند زیاد است و هزینه خرید این تجهیزات نیز بسیار بیشتر از تکنولوژی GPON است.	تعداد تجهیزات به طور قابل ملاحظه­ای کاهش می­یابد، هزینه و مصرف برق کاهش می­یابد.
2	طول عمر	طول عمر کابل­های زیرساخت به طور متوسط ۵ سال است.	طول عمر فیبرهای زیرساخت به طور متوسط 2۵ سال است.
3	تعمیرات و نگهداری	به علت تعدد تجهیزات اکتیو که نیازمند مصرف برق است، نگهداری از آنها احتیاج به رعایت شرایط دمایی و آب و هوایی و … دارند.	از آنجایی که تجهیزات بین OLT و ONT مصرف برق ندارند، پس از نصب نیاز به تعمیرات و ملزومات نگهداری خاصی ندارند.
4	تنظیمات و مدیریت	تجهیزات میانی اکتیو بوده و هر یک احتیاج به اعمال تنظیمات دارد.	تجهیزات میانی نیاز به تنظیمات ندارد و تنظیمات تجهیزات انتهایی (ONT) به صورت مرکزی و یکپارچه انجام می­شود.
5	قابلیت ارتقا	در صورت نیاز به ارتقاء سرعت و کیفیت و همگام با پیشرفت تکنولوژی، تجهیزات و احتمالا زیر ساخت کابلی باید عوض شود.	قابلیت ارتقاء بدون تغییر تجهیزات زیرساخت وجود دارد زیرا از بستر فیبر استفاده می­شود.
6	حداکثر مسافت انتقال به وسیله فیبر یا کابل	تا ۹۰ متر	تا ۲۰ کیلومتر
7	فضای مورد استفاده	کابل­ها در این روش بسیار نویزپذیر هستند و احتیاج به سینی کابل جداگانه دارند.	از آنجا که در این روش نویز روی رشته­های فیبر تاثیری ندارد می­توان رشته­های فیبر را بر روی سینی کابل­های جریان قوی منتقل کرد.