[box]مخابرات ما- امروزه کارکنان شرکت مخابرات به اطلاعات فنی و تازه ای نیاز دارند که به زبان ساده توضیح داده باشند.در سری چند گانه این مطلب سعی میکنیم pon , gpon و اطلاعات وابسته را در اختیارتان قرار دهیم.[/box]
شبکه های نوری پسیو PON
بخش چهارم
انواع شبکه های نوری پسیو (PON):
در سال 1995 چندین اپراتور که نامیده شدند Full Service Access Network (همان FSAN )برای هدف تعیین هویت شبکه های دسترسی باند عریض پیشقدم شدند. اعضاء FSAN در لایه 2 پروتکل برای PON های بر پایه شبکه دسترسی نوری ، یک مشخصاتی را ایجاد کردند.
1-9-1 A-PON :
این سیستم ها APON نامیده شدند ، یک اختصاری برای نام ATM-PON بعدها به BPON یا Broadband PON تغییر پیدا کرد. این تغییر نام انعکاسی از سیستمهای پشتیبانی باندعریض همچون :سرویس دسترسی Ethernet – سرویس توزیع Video- خطوط توزیع شخصی و سرویسهای خطوط اختصاصی یا Leased Line میباشد.
گروه FSAN یک گروه استانداردسازی نیست ولی در سال 1997 ، FSAN طرح مشخصات BPON را برای تصویب رسمی به ITU-T ارائه کرد. درنتیجه بعد از چند سال ITU-T یک سری توصیه نامه هائی را برای BPON تصویب کرد:
G.983.1 : توصیه نامه شبکه دسترسی نوری در سال 1998 بر پایه PON که مربوط به سیستم های APON و BPON است.
G.983.2 : مربوط به مدیریت واحد ترمینال نوری ONT ( optical network terminal ) و مشخصات اینترفیس کنترلی که در سال 1999 ارائه شد.
G.983.3 : مربوط به یک سیستم دسترسی نوری با ظرفیت افزایش یافته سرویس دهی توسط تخصیص طول موج . این سند مشخصات شفافی برای طول موج پشتیبانی سرویسهای آنالوگ ویدوئی در سال 2001 تهیه نمود.
G.983.4 : مربوط به سیستم دسترسی نوری با ظرفیت افزایش یافته سرویس دهی با استفاده از واگذاری پهنای باند دینامیکی (Denamic Bandwidth Assignment ) ( DBA) .این پیشنهاد در سال 2001 پذیرقته شده و مکانیرم ضروری برای استفاده از واگذاری پهنای باند دینامیکی را در ساختار چندین ONT در یک سیستم PON شرح میدهد .
G.983.5 : مربوط به سیستم دسترسی نوری با قابلیت بالاروندگی سیستم میباشد که این سند در سال 2002 برای مشخصات سیستم های حفاظتی سوئیچینگ PON و مکانیزم آن تهیه شده است .
G.983.6 : مربوط به مدیریت ONT ها و مشخصات واسطه های کنترلی BPON و ویژگی های حفاظتی آنهاست .این سند توسعه واسطه های کنترلی ضروری را مدیریت عملکرد سوئیچهای حفاظتی ONT ها شرح میدهد و در سال 2002 پذیرفته شده است.
G.983.7: مربوط به مدیریت ONT ها و مشخصات واسطه های کنترلی از نوع واگذاری پهنای باند دینامیکی ( DBA) ، در سیستم های BPON میباشد. این سند توسعه واسطه های کنترلی ضروری را مدیریت توابع DBA در ONT ها شرح میدهد و در سال 2001 پذیرفته شده است.
G.983.8 : مربوط به پشتیبانی سرویسهای IP , ISDN ,VLAN و …. در سیستم BPON میباشد . این توصیه نامه توسعه واسطه های کنترلی ضروری را پشتیبانی و مدیریت سرویسهای مختلف در ONT ها شرح میدهد و در سال 2003 پذیرفته شده است.
1-9-2 E-PON : ) Ethernet PON)
در ژانویه سال 2001 در موسسه مهندسین الکترونیک ( IEEE ) یک گروه مطالعاتی با ساختار جدید بنام Ethernet in first mile (EFM) تشکیل شد. این گروه با ادامه سیستم موجود اترنت در داخل محدوده مشترکین سیستمی را با قابلیت متمرکز کردن شبکه های دسترسی مشترکین مسکونی و تجاری طرح ریزی کرد.
این گروه با حفظ ساختار Ethernet سنتی ، یک ایده افزایش مهم در کاهش تجهیزات – افزایش کارائی- و کاهش هزینه ها را تهیه نمود.
شبکه E-PON یک شبکه بر پایه PON میباشد که ترافیک دیتا را بصورت فریم های پاکتی اترنت در استاندارد توضیحی IEEE 802.3 حمل میکند. این سیستم یک استاندارد کدینگ خط را بصورت 8b/10b (8 بیت دیتا رمزگذاری شده همانند 10 خط بیت ) بکار می گیرد و در استاندارد Ethernet با سرعت 1Gbps عمل میکند.
1-9-2-1 ملاحظات[11] دریافت سیگنال در E-PON :
بر اساس استانداردah IEEE 802.3 برای انتخاب شبکه نوری پسیو از نوع E-PON بایستی در طراحی ها ملاحظات زیر را در نظر گرفت :
1- توان لازم مابین Rx و Tx ، 24 دسی بل بایستی باشد .
2- حساسیت دریافت سیگنال در گیرنده در 1 گیگا بیت بر ثانیه برابر 24 dBm است .
3- منبع لیزر دارای توان 1 میلی وات میباشد .
4- خطای BER برابر یا کمتر بایستی باشد .
5- تلفات معین در کلاس B برابر 22.5 dB یا کمتر بایستی باشد ، که شامل تلفات به شرح زیر است :
الف) تلفات پیوندی:
ب ) تلفات اتصال کننده ها : ×
ج ) تلفات اسپلیتر :
د ) پیش بینی Link margin :
6- فیبر بر اساس استاندارد G.652 و تضعیف و پراکندگی[15] DSF بایستی انتخاب شود .
1-9-3 G-PON : ) Gigabit PON) :
در کنار رشد روزافزون ترافیک شبکه ها و مشخصات ایده ال E-PON با سرعت 1 گیگا بیت بر ثانیه ، گروه FSAN احتیاج به سرعت بیت ریت بالاتر را در شبکه ای با ترافیک بالا تحقق داد. با وجودیکه مشخصات لایه فیزیکی B-PON در لایه بالارونده (Upstream) در بیت ریت 622 مگابیت بر ثانیه مشکل بود گروه FSAN یک ساختار جدیدی را برای معماری PON در سال 2001 طرح ریزی نمود که با سرعت بالای 1 گیگا بیت بر ثانیه عمل مینمود.
این گروه رسیدگی خود را معطوف به طرز عملکرد فریمینگ عمومی یا قالب بندی بیتهای ارسالی نمود ، به این معنی که بطور بسیار موثر دست به اصلاح زدند و به یک مخلوط بیت متغیری از فریم ها و سلولهای ATM اجازه دادند .
پایه ریزی توصیه نامه های گروهFSAN در سال2003-2004 تحت استاندارد مشخص که ITU-T برای مشخصات Gigabit PON (GPON) بتصویب رسید. این مشخصات در ITU-T تحت عنوان های G.984.1 و G.984.2 و G.984.3 بشرح زیر شناخته شده اند :
G.984.1 : مربوط به مشخصات عمومی Gigabit PON میباشد و مشخصات عمومی این نوع از شبکه نوری پسیو را همانند معماری – بیت ریت – حفاظت و امنیت این نوع شبکه ها را شرح میدهد.
G.984.2: مربوط به مشخصات لایه های فیزیکی واسطه های رابط میباشد .این نوع شبکه یا همانMedia Dependent Layer in GPON Physical است . این توصیه نامه عملکرد GPON را با سرعت خط در مسیر Downstream برابر 1.25 تا 2.5 گیگابیت بر ثانیه و در مسیر Upstream با سرعت های برابرMbit/s 155 و Mbit/s 622 و 1.25Gbit/s وGbit/s 2.5 برای مشترکین تا مرکز سرویس دهنده تعیین میکند.
G.984.3: مربوط به مشخصات لایه همگرائی انتقال میباشد . این سند مشخصاتی را برای همگرائی ارسال در GPON ها تحت عنوان GTC که مربوط به عنوان اصلی :
G-PON Transmission Convergence (GTC) است پوشش میدهد که شامل فریم – پیغام – متد تنظیم (Method Ranging )- عملکرد – مدیریت – عاملیت نگهداری و امنیت این نوع شبکه ها (GPON) میباشد.
1-10 مقایسه مابین BPON,GPON با EPON :
هردو معماریهای BPON, GPON حاصل تلاشهای گروه FSAN هستند که این توسط متصدیان بزرگ اپراتورهای مخابراتی گردانده شده است. بسیاری از اپراتورها بزحمت در تامین سرویسهای TDM سرمایه گذاری کرده اند بنابراین هر دوی BPON, GPON برای ترافیک TDM بهینه شده اند. و بر روی ساختارهای فریمینگ با یکسری نیازمندیهای همزمانی و تایمینگ سخت تکیه میکنند.
در BPON یک فریم Upstream شامل 53 تایم اسلات است که هر تایم اسلات شامل یک سلول ATM و 3 بایت Overhead میباشد. وقتیکه دو تایم اسلات پی در پی به واحدهای نوری(ONUs )متفاوت میرسند این 3 بایت با زمان تقریبی 154 نانو ثانیه بایستی برای خاموش کردن لیزر ONU اولی کافی باشد و ONU دومی را روشن نماید و همچنین تنظیمات گین و همزمانی کلاک ساعت را در لاین ترمینال نوری انجام دهد.
بطور مشابه تایمینگ های سختی برای معماری GPON معین شده است ، برای مثال در GPON با سرعت خط 1.244 مگا بیت بر ثانیه فقط 16 بیت تایم( کمتر از 13 نانو ثانیه) برای روشن و خاموش شدن لیزر تعیین شده است. اینچنین فاصله کوتاه زمانی به تجهیزات گرانقیمت و درایورهای سریع لیزر در ONU ها نیاز دارد.
یک محدوده بسیار دقیقی از 44 بیت تایم (کمتر از 36 نانو ثانیه ) جهت کنترل بهره گین و نیز بازسازی زمان کلاک ساعت تخصیص داده شده است. در بسیاری حالتها ، رنج دینامیکی سیگنال رسیده از ONU های مختلف به زمان AGC بزرگتری نسبت به زمان تخصیصی Overhead نیاز دارد. برای کاهش زمان تنظیم ضروری گین در یک روش دقیق، BPON ها و APON ها یک عملگر سطح قدرت دقیقی را ( Power Leveling Operation ) را اجرا میکنند درجائیکه لاین ترمینال نوری به ONU های منحصر بفرد در تنظیم توان ارسالی آنها فرمان میدهد.بنابراین سطح سیگنال رسیده از ONU های مختلف بطرف لاین ترمینال نوری تقریباٌ برابر است.
کار گروه IEEE 802 بطور سنتی بر روی تکنولوژی مهم ارتباطات دیتا معطوف شده است.
در EPON ، اهمیت اصلی در حفظ ساختار مدل Ethernet قرار داده شده است. هیچ ساختار شکل- بندی[16] آشکاری در EPON موجود نیست و فریم های Ethernet در مدهای Burst با یک فاصله استاندارد مابین فریم ها فرستاده میشود. در EPON سایز های Burst و لایه فیزیکی سر ستون[17] فریم –ها بزرگ هستند.
برای مثال ماکزیمم فاصله AGC روی 400 نانو ثانیه تنظیم میشود که زمان کافی به لاین ترمینال نوری (OLT) برای تنظیم گین، بدون اجرای عملگر سطح قدرت واحدهای نوری میدهد. بعنوان یک نتیجه ONU ها به هیچ مدار ترکیب دهنده و پروتکلی برای تنظیم توان لیزر نیاز ندارند بنابراین زمانهای روشن و خاموش شدن لیزر، که در 512 نانو ثانیه پوشش داده میشود بطور قابل توجهی در باند بالاتری از آنچه که GPON هست قرار دارد.
مقادیر لایه های فیزیکی سر ستون ، تنها یک قسمت کوچکی از هزینه های EPON هستند و هزینه های دیگر EPON مربوط به حفاظت فرمت شکل بندی Ethernet میباشد که Packet هائی با طولهای متفاوت را بدون جزء به جزء شدن حمل میکند. در مقابل هر دوی سیستمهای BPON,GPON ، در ساختار خود Packet ها را در چندین جزء می شکند . BPON روش AAL5 را بشرحی که در بالا داده شد برای شکستن یک Packet به سلولهایش در ارسال و سوارسازی چندین سلول به یک Packet در دریافت بکار می برد .
GPON از متد GEM در بکارگیری شکستن Packet استفاده میکند . این متد از یک الگوریتم پیچیده برای مشخص شدن سایز متغیر قطعه های GEM و احیای Packet ها در دریافت بهره میگیرد.
چندین اپراتور سیستمهای BPON را گسترش داده اند، با اینحال گسترش حجمی و کاهش هزینه های متناظر بطور یکجا تاکنون چامعه عمل پیدا نکرده است. ولی هزینه های تجهیزاتی GPON میتواند علاوه بر قابلیت های متفاوت آن با EPON برابری کند.
***پایان این سری ****
نظرات بسته شده است.