تکنولوژی هایGPON

این مورد را ارزیابی کنید
(5 رای‌ها)

GPON چیست | تکنولوژی هایGPON

 

رسالت مجموعه هوپیران کمک به ایجاد اقتصاد پویا و تعامل در رشد سطوح علمی در کلیه سیستم های مرتبط به فعالیت این گروه میباشد. این مقاله بر اساس رسالت مجموعه در جهت رضایت بهره برداران پروژه ها تدوین و منتشر شده است و هر گونه کپی برداری از آن بدون ذکر منابع غیر مجاز میباشد.

در این بخش، چشم‌اندازی از چگونگی واگشایی معماری‌های GPON توصیف شده در مقالات قبلی در سایت را ترسیم می‌کنیم.

توجه: ما متوجه شدیم که قابلیت‌های واگشایی GPON شامل اعطای دسترسی اپراتورها به طرف واحد تبادل هر تقسیم‌کننده است. بااین‌حال، برای انجام این کار به تمام 32 (یا 64) مشتری متصل به تقسیم‌کننده نیاز است تا به طور هم‌زمان تعویض شوند، بنابراین ما این قابلیت را در تحلیل زیر در نظر نمی‌گیریم.

1.3.3 طرح‌های واگشایی TDM PON

هنگامی‌که واگشایی TDM PON اشاره می‌کنیم، بین GPON و GPON ده گیگابیت تفاوتی قائل نمی‌شویم زیرا طرح‌های واگشایی برای هر دو یکسان است.

هنگام انتخاب طرح‌های واگشایی برای شبکه‌های TDM GPON، باید دو عامل زیر در نظر گرفته شوند:

  • تعداد فیبر مورد نیاز برای اتصال هر خانه – اپراتورها می‌توانند برای هر خانه متصل یک یا چند فیبر (چند فیبر برای راه‌اندازی شبکه‌های PON موازی بسیار مؤثر است) بکار ببرند.

  • محل اتصال داخلی اپراتور جایگزین و اپراتور فیبر – اتصال معمولاً می‌تواند در اداره مرکزی یا در Felxipoint واقع در میدان (در سایت تقسیم‌کننده) باشد.

ما در تمام طرح‌های انتخابی واگشایی TDM PON به‌طور ضمنی فرض می‌کنیم که واگشایی بر روی بخش پایانی فیبر انجام می‌شود زیرا این بخش تنها قسمت «غیر مشترک» فیبر است. قبل از توصیف مزایا و معایب مربوط به هر طرح، لازم است که مفاهیم مربوط به قرار دادن تقسیم‌کننده در واحد تبادل محلی یا در میدان برای هر شبکه GPON را درک کنیم.

انگیزه اصلی اپراتورهای GPON از قرار دادن تقسیم‌کننده‌ها در واحد تبادل محلی این است که دسترسی به آن‌ها راحت بوده و نیاز به هر تجهیزات دیگر در میدان را از بین می‌برند. بااین‌حال، این راه‌حل دارای چندین عیب است. با قرار دادن تقسیم‌کننده در واحد تبادل محلی، اپراتور GPON باید تعدادی فیبر را به کار ببرد که بسیار مشابه معماری PTP با معایب زیر است:

  • مدیریت پیچیده فیبر در واحد تبادل محلی

  • احتمال خطای انسانی در واحد تبادل محلی

  • فضای مورد نیاز بیش‌تر در شبکه زیرساخت (به‌طور بالقوه کارهای عمرانی بیش‌تر)

انگیزه استفاده از راه‌حل GPON با یک تقسیم‌کننده در واحد تبادل محلی با تعداد رابط‌های موجود در واحد تبادل محلی مرتبط است (1 تقسیم‌کننده به ازای 64/32 مشتری). هم‌چنین اگر تعداد کاربران متصل به هر انشعاب GPON از 30% ظرفیت آن بیش‌تر باشد (همان‌طور که در بخش 1.3 مورد بحث قرار گرفت)، این راه‌حل از مصرف برق پایین در واحد تبادل محلی بهره می‌برد. علاوه بر این، روبه‌رو شدن با مدیریت فیبر، خطای انسانی و مسائل مربوط به فضا ممکن است از مسائل مکان‌های توزیع شده میدان جذاب‌تر باشد. براساس مشاهدات ما در آغاز بخش، چهار طرح واگشایی را در نظر خواهیم گرفت:

  • طرح 1 واگشایی: سیستم‌های با یک فیبر با Felxipoint در میدان

  • طرح 2 واگشایی: سیستم‌های با چند فیبر با Felxipoint در میدان

  • طرح 3 واگشایی: سیستم‌های با یک فیبر با Felxipoint در واحد تبادل محلی

  • طرح 4 واگشایی: سیستم‌های با چند فیبر با Felxipoint در واحد تبادل محلی

اکنون ما هر یک از این طرح‌ها را به طور دقیق‌تر مورد بحث قرار می‌دهیم.

 طرح 1 واگشایی: سیستم‌های با یک فیبر با Felxipoint در میدان

معماری واگشایی برای طرح (1) شامل اتصال خانه هر مشترک با یک فیبر و فراهم آوردن امکان دسترسی اپراتورهای مختلف از طریق یک Felxipoint (مستقر شده با تقسیم‌کننده در میدان) است. این معماری در شکل 15.3 نشان داده شد.

واگشایی TDM PON: طرح 1

شکل 15.3: واگشایی TDM PON: طرح 1 منبع: Analysys Mason

 

در این پیکربندی، دسترسی به یک مشترک خاص از طریق اتصال دستی به قاب توزیع نوری «ODF» در Felxipoint به دست می‌آید. در این سناریو، ما پیش‌بینی می‌کنیم که دو سطح ODF وجود داشته باشد: یک ODF مشترک و یک ODF اختصاصی اپراتور. ODF مشترک برای اتصال بخش پایانی فیبر با مشتری بکار می‌رود و این اتصالات ثابت خواهند شد. همان‌طور که در شکل 15.3 نشان داده شده است، اتصال انعطاف‌پذیری بین ODF مشترک و ODF متعلق به اپراتور به وجود می‌آید. در زیر، مثالی از چگونگی عملکرد این معماری در واقعیت را تشریح نمودیم.

اگر یک مشتری به اپراتور 3 متصل باشد و بخواهد به اپراتور 2 منتقل شود، اپراتور 3 باید کابل رابط «Patch cord» آن از ODF مشترک (با ضربدر قرمز در شکل 15.3 نشان داده شده است) را حذف کند و اپراتور 2 باید یک کابل رابط جدید بین ODF خود و ODF مشترک نصب کند (با تیک سبز در شکل 15.3 نشان داده شده است).

یکی از مزایای این معماری این است که از محیط با چند فناوری پشتیبانی می‌کند زیرا همان‌طور که در شکل 15.3 نشان داده شد، اپراتورهای مختلف می‌توانند از فناوری‌های متفاوت (WDM PON، GPON یا PTP) استفاده کنند.

مسائل کلیدی

همان‌طور که در این مثال نشان داده شده است، روش Felxipoint بسیار کار سخت و مستعد خطای انسانی است (به عنوان مثال، خطر اتصال به درگاه اشتباه ODF). تعویض مشتری یک ورودی کلیدی برای تعداد تداخلات مورد نیاز است. در بدترین سناریو ممکن، اگر خطای اتصال رخ دهد، مشتری فعلی برای تخریب یا از دست دادن سرویس ناامید می‌شود و تعویض افزایش خواهد یافت. این فرآیند ممکن است یک چرخه تقویت منفی را با افزایش تعداد تداخلات و افزایش احتمالی تعداد خطاها در اتصالات به وجود آورد. این مشکل با پیاده‌سازی یک اتصال متقاطع نوری خودکار در Felxipoint حل می‌شود به‌طوری‌که برای تغییر تنظیمات، این اتصال می‌تواند از مرکز NOC از راه دور کنترل شود.

در طرح 1 واگشایی، یک نکته کلیدی که هنوز باید توسط اپراتورها/تنظیم‌کننده‌ها حل شود، محدوده مسئولیت است. اگر این مدل موفقیت‌آمیز باشد، ابتدا باید محدوده مسئولیت‌های بین ارائه‌دهنده فیبر و اپراتور جایگزین تعریف شود. برای مثال، مشخص نیست که چه کسی مسئول اتصال کابل رابط ODF مشترک و ODF اپراتور است.

دیگر مورد قابل بررسی برای این مدل، محل مطلوب Felxipoint است. سازمان ARCEP معتقد است که انتخاب این نقطه باید به تراکم جمعیت و نوع اقامت وابسته باشد. در واحدهای MDU بزرگ، Felxipoint کم‌تر باید در ساختمان قرار گیرد در حال که در مناطق با تراکم کمتر باید در میدان قرار گیرد. در سراسر اروپا، خانه‌های تک واحد و چند واحد بسیار متفاوتی وجود دارد که این امر به طور مستقیم بر روی مکان بهینه Felxipoint اثر می‌گذارد.

علاوه بر این، Felxipoint برای سازگاری با تمام تجهیزات همه اپراتورها از جمله اپراتورهای تازه‌وارد به فضای کافی نیاز خواهد داشت. طرح‌های مختلفی برای حفظ نقاط انعطاف‌پذیر از جمله درج آن‌ها در زیر زمین در یک حفره یا در یک کابین خیابانی اختصاصی وجود دارد. اندازه (و فضای مورد نیاز) Felxipoint تحت تأثیر نیاز به یک ODF قرار خواهد گرفت و هم‌چنین تعداد Felxipointها (و محل اقامت مناسب) مورد نیاز در کل شبکه را تعیین می‌کند. اگر تعداد Felxipointها از تعداد کابین‌های کنونی بسیار بیش‌تر یا کم‌تر باشند، چشم‌انداز شبکه مخابرات انگلستان به طور چشمگیری تغییر می‌کند.

 طرح 2 واگشایی: سیستم‌های با چند فیبر با Felxipoint در میدان

معماری طرح (2) شامل اتصال هر مشترک با چندین فیبر می‌باشد که تمام اپراتورها همیشه به تمام کاربران متصل باشند. در این طرح، یک Felxipoint در میدان در مکان تقسیم‌کننده نصب خواهد شد. این معماری در شکل 16.3 نشان داده شده است.

واگشایی TDM PON: طرح 2

شکل 16.3: واگشایی TDM PON: طرح 2 منبع: Analysys Mason

 

در طرح (2)، مزیت کلیدی این است که هنگامی‌که تمام اپراتورها تقسیم‌کننده‌های خود را نصب کرده و به فیبر مناسب متصل شوند، نیازی به مداخله دستی در تعیین Felxipoint وجود ندارد زیرا تمام اپراتورها به تمام مشترکین تحت سرویس آن Felxipoint متصل خواهند بود. هر بار که مشتری یک سرویس جدید را ثبت می‌کند، اپراتور باید برای متصل شدن به اتصال فیبر مناسب در خانه با ONT مناسب تنظیم شود. لازم به ذکر است که برخی از اپراتورها در این سناریو به Felxipoint به عنوان «یک نقطه مدیریت فیبر» اشاره می‌کنند اما در باقی گزارش، ما بین Felxipoint «flexibility point» و نقطه مدیریت فیبر «fiber management point» تمایزی قائل نخواهیم شد.

یکی از ویژگی‌های ذاتی طرح (2) این است که خطر خطاهای انسانی در Felxipoint را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. به‌عبارت‌دیگر، فیبر می‌تواند به طور مستقیم به هر تقسیم‌کننده هر اپراتوری متصل شود که در مقایسه با روش مبتنی بر ODF (توصیف شده در طرح 1) تضعیف اتصال به طور قابل توجهی بهبود می‌یابد.

در نهایت، طرح 2 از مسئله محدوده مسئولیت طرح 1 رنج نمی‌برد زیرا فیبر متصل به تقسیم‌کننده ممکن است به ارائه‌دهنده متعلق بوده یا توسط وی مدیریت شود و اپراتور جایگزین می‌تواند آن را به عنوان یک فیبر تیره «dark fiber» اجاره دهد.

مسائل کلیدی

مسئله کلیدی این راه‌حل در تعداد فیبرهای نصب شده در ساختمان‌ها / خانه‌ها است. در ساختمان‌های مسکونی بزرگ ممکن است تعداد فیبرها بسیار زیاد باشد و به دلیل محدودیت‌های فضایی امکان دارد در بعضی از ساختمان‌ها مشکل ایجاد شود. بااین‌حال، با بهبود فناوری کابل‌کشی (فیبرهای بیشتری بتوانند در یک کابل کوچک‌تر جای گیرند)، این مشکل می‌تواند در طول زمان حل شود.

علیرغم کاهش خطر خطای انسانی در Felxipoint، هنوز خطر خطای انسانی در اتصالات در خانه وجود دارد. به عنوان مثال، ممکن است هر مشتری یک جعبه با n درگاه، هر درگاه برای یک اپراتور، بر روی دیوار خانه خود داشته باشد. اگر یک مشتری (یا مهندس) یک قطعه از تجهیزات سمت مشتری را به اشتباه به یک درگاه نادرست متصل کند، این امر باعث خطرات ناسازگاری تجهیزات CPE با هر یک از اپراتورهای شبکه می‌شود.

 طرح 2 به طور ضمنی فرض می‌کند که در Felxipoint، فضای کافی برای سازگاری تمام تقسیم‌کننده‌های همه اپراتورها و هم‌چنین فیبرها وجود دارد. اگر چهار اپراتور در Felxipoint وجود داشته باشد، تعداد فیبرهای مورد نیاز برای اتصال در مقایسه با طرح 1 چهار برابر افزایش خواهند یافت. با این‌حال، علیرغم نیاز به فیبر اضافی، عدم نیاز به ODF بدین معنی است که Felxipoint در طرح 2 احتمالاً از طرح 1 کوچک‌تر باشد.

از ابتدا باید راجع به تعداد مطلوب فیبرهای مورد نیاز به ازای هر خانه تصمیم‌گیری شود. تعداد فیبرهای نصب شده در هر خانه محدودیتی را بر روی چگونگی واگشایی یک Felxipoint خاص توسط تعداد زیادی از اپراتورها اعمال خواهد کرد. به عنوان مثال، اگر اپراتور فیبر، سه فیبر برای هر خانه نصب کند (یکی برای ارائه سرویس‌های خود و دو فیبر برای استفاده اپراتورهای جایگزین)، سپس رقابت در ناحیه تحت سرویس Felxipoint را به طور ضمنی محدود خواهد کرد زیرا دسترسی به مشترکین در این ناحیه برای سومین اپراتور جایگزین دشوار است. بعید است که صاحبان ساختمان‌های چند خانه‌ای به اپراتور سوم اجازه نصب فیبرهای اضافی را بدهند درحالی‌که ارائه‌دهنده‌های فیبر قبلی فرآیند نصب فیبرها را انجام داده‌اند. حتی اگر فرض شود که دسترسی به ساختمان‌های چند خانه‌ای امکان‌پذیر باشد، اپراتور سوم نیز هزینه‌ای معادل هزینه صرف شده توسط اپراتور اول برای نصب فیبر را متحمل می‌شود اما با این تفاوت که احتمالاً این اپراتور قادر به اشتراک هزینه‌ها با دیگر اپراتورها نخواهد بود (دیگر اپراتورها در حال حاضر از زیرساخت ارائه‌دهنده فیبر اولیه استفاده می‌کنند).

مسئله دیگر مربوط به هزینه پیاده‌سازی چنین راه‌حلی است. سرانه مورد نیاز برای این معماری مقدار زیادی است زیرا برای به حداقل رساندن مداخلات و در نتیجه هزینه مورد نیاز، همه چیز باید از ابتدا مهیا شود. برخی از ارائه‌دهندگان زیرساخت‌ها معتقدند که اتصال تمام کابل‌های فیبر دشوار است و هزینه Felxipoint را در مقایسه با راه‌حل یک فیبر به ازای هر خانه نشان داده شده در طرح 1 به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. حال، سؤال این است که چه کسی باید هزینه Felxipointها را متحمل شود و به طور کلی، چگونه هزینه اضافی پیاده‌سازی یک معماری واگشایی تحمیل شده توسط اپراتور فیبر (اپراتور اصلی در بسیاری از موارد) می‌تواند بین اپراتورهای جایگزینی که از Felxipoint استفاده می‌کنند، تقسیم شود.

 طرح 3 واگشایی: سیستم‌های با یک فیبر با تقسیم‌کننده در واحد تبادل

معماری طرح 3 شامل اتصال هر مشترک با یک فیبر از واحد تبادل محلی و فراهم آوردن امکان دسترسی به اپراتورهای دیگر در واحد تبادل محلی است. همان‌طور که در ابتدای این بخش بحث شد، این معماری معادل یک توپولوژی PTP خواهد بود و تمام ایرادات (یعنی افزایش نیاز به فیبر، افزایش نیازمندی‌های مدیریتی، خطر خطاهای انسانی) مربوط به چنین توپولوژی را در مقایسه با یک GPON معمولی مستقر در میدان به ارث می‌برد. شکل 17.3 طرح 3 واگشایی را نشان می‌دهد.