آشنایی با دوره فیبر نوری


فیبر نوری یا  FTTX؛ یک اصطلاح عمومی برای هر معماری شبکه پهنای باند با استفاده از فیبر نوری برای ارائه تمام یا بخشی از حلقه محلی مورد استفاده برای ارتباطات راه دور است. از آنجایی که کابل های فیبر نوری قادر به انتقال داده های بسیار بیشتری نسبت به کابل های مسی هستند، به خصوص در فواصل طولانی، شبکه های تلفن مسی ساخته شده در قرن بیستم با فیبر جایگزین می شوند. FTTX  یک تعمیم برای چندین پیکربندی فیبر است که به دو گروه مرتب شده است.

مناطق مسکونی که قبلاً توزیع خدمات داده شده است، نیاز به مبادله بین هزینه و ظرفیت دارند. هرچه هد فیبر نزدیکتر باشد، هزینه ساخت بیشتر و ظرفیت کانال بیشتر می شود. در مکان‌هایی که امکانات فلزی وجود ندارد، با راه‌اندازی نکردن فیبر به مناطق مسکونی در هزینه‌های کمی صرفه‌جویی می‌شود.

فیبرنوری به x روش کلیدی است که برای هدایت دسترسی نسل بعدی (NGA) استفاده می‌شود، که ارتقای قابل توجهی را در پهنای باند موجود با ایجاد یک تغییر مرحله‌ای در سرعت و کیفیت خدمات توصیف می‌کند که معمولاً نامتقارن با سرعت دانلود 24 مگابیت بر ثانیه و سرعت آپلود سریع در نظر گرفته می شود. پهنای باند فوق سریع را به عنوان 'محصولات باند پهنی که حداکثر سرعت دانلود را بیشتر از 24 مگابیت بر ثانیه ارائه می دهند' تعریف شده است. این آستانه معمولاً حداکثر سرعتی است که می تواند در شبکه های نسل فعلی (مبتنی بر مس) پشتیبانی شود.

شبکه مشابهی به نام شبکه فیبر کواکسیال ترکیبی (HFC) توسط اپراتورهای تلویزیون کابلی استفاده می شود، اما معمولاً مترادف با 'فیبرنوری در حلقه' نیست، اگرچه خدمات پیشرفته مشابه توسط شبکه های HFC ارائه می شود. فناوری‌های بی‌سیم ثابت و بی‌سیم تلفن همراه مانند  Wi-Fi، WiMAX  و GPP Long Term Evolution (LTE)  جایگزینی برای دسترسی به اینترنت هستند.


فواید فیبر نوری

در حالی که کابل های فیبر نوری می توانند داده ها را با سرعت بالا در فواصل طولانی حمل کنند، کابل های مسی مورد استفاده در خطوط تلفن سنتی و ADSL نمی توانند. به عنوان مثال، شکل رایج اترنت گیگابیتی (1 گیگابیت بر ثانیه) روی کابل‌های مسی بدون محافظ رده 5e، دسته 6 یا رده 6 تقویت‌شده، اما فقط تا 100 متر (330 فوت) اجرا می‌شود. با این حال، اترنت 1 گیگابیت بر ثانیه از طریق فیبر می تواند به راحتی تا ده ها کیلومتر برسد. بنابراین، FTTP توسط هر ارائه‌دهنده ارتباطات بزرگ در جهان انتخاب شده است تا داده‌ها را از طریق اتصالات متقارن طولانی ۱ گیگابیت بر ثانیه مستقیماً به خانه‌های مصرف‌کننده منتقل کند. پیکربندی‌های FTTP که فیبر را مستقیماً وارد ساختمان می‌کنند، می‌توانند بالاترین سرعت را ارائه دهند، زیرا بخش‌های باقی‌مانده می‌توانند از اترنت استاندارد یا کابل کواکسیال استفاده کنند.

فیبرنوری اغلب به عنوان 'فیبر مقاوم' شناخته می شود زیرا سرعت داده اتصال معمولاً توسط تجهیزات ترمینال به جای فیبر محدود می شود و امکان بهبود سرعت قابل توجهی را با ارتقاء تجهیزات قبل از ارتقاء فیبرنوری فراهم می کند. با این حال، نوع و طول الیاف استفاده شده انتخاب شده است. به عنوان مثال: چند حالته در مقابل تک حالته، دارای قابلیت اجرا برای اتصالات بیش از 1 گیگابیت بر ثانیه حیاتی هستند.

با افزایش محبوبیت برنامه‌ها و دستگاه‌هایی مانند YouTube، Netflix، Roku، و Facebook LIVE با کیفیت بالا و بر اساس تقاضا، پهنای باند قابل اعتماد بسیار مهم است زیرا افراد بیشتری شروع به استفاده از این خدمات می‌کنند. FTTC معمولاً برای پیکربندی‌های اترنت استاندارد نسبت به کابل‌کشی‌های مسی موجود بسیار دور از کاربران است. آن 

ها معمولاً از خط مشترک دیجیتال با نرخ بیت بسیار بالا (VDSL) با نرخ پایین دستی 80 مگابیت بر ثانیه استفاده می کنند، اما زمانی که فاصله از 100 متر فراتر می رود، این میزان بسیار سریع کاهش می یابد.


فیبر نوری محلی چیست؟

فیبر نوری محلی (FTTP) شکلی از تحویل ارتباط فیبر نوری است که در آن یک فیبر نوری در یک شبکه توزیع نوری از دفتر مرکزی تا محل‌ فعلی مشترک اجرا می‌شود. اصطلاح 'FTTP' همچنین ممکن است به FTTC اشاره کند که در آن فیبر بدون رسیدن به محل به یک قطب شهری ختم می شود. کابل فیبر نوری معمولا در زیر خیابان های شهر کشیده می شود. فیبر نوری محلی را می توان بر اساس جایی که فیبر نوری به پایان می رسد طبقه بندی کرد:

FTTH  نوعی انتقال ارتباط فیبر نوری است که به یک فضای زندگی یا کاری می رسد. فیبر از دفتر مرکزی تا محل زندگی یا کار مشترک گسترش می یابد. فیبر نوری هنگامی که در محل زندگی یا محل کار مشترک است، سیگنال ممکن است با استفاده از هر وسیله ای از جمله جفت تابیده، کابل کواکسیال، بی سیم، ارتباط خط برق یا فیبر نوری در سراسر فضا منتقل شود.

FTTB  شکلی از ارائه ارتباطات فیبر نوری است که لزوماً فقط برای آن دسته از مواردی که شامل چندین فضا زندگی یا کار هستند اعمال می شود. فیبر نوری قبل از رسیدن به محل زندگی یا کار مشترکین خاتمه می یابد. سیگنال با استفاده از هر وسیله غیر نوری، از جمله جفت پیچ خورده، کابل کواکسیال، بی سیم، یا ارتباط خط برق، فاصله نهایی را منتقل می کند.

یک ساختمان آپارتمانی ممکن است نمونه ای از تمایز بین FTTH و FTTB باشد. اگر یک فیبر به یک پانل در داخل واحد آپارتمان هر مشترک اجرا شود، FTTH است. اگر در عوض، فیبر فقط تا اتاق برق مشترک ساختمان آپارتمان برسد، FTTB است.


شبکه های توزیع نوری

فیبر مستقیم

ساده ترین نوع شبکه توزیع نوری فیبر مستقیم است. هر فیبر که از دفتر مرکزی خارج می شود دقیقاً به یک مشتری می رسد. چنین شبکه‌هایی می‌توانند پهنای باند عالی را ارائه دهند، اما به دلیل فیبر و ماشین‌آلات اداری مرکزی پرهزینه‌تر هستند. آفریقای جنوبی و به طور خاص در شهر کیپ تاون دارای یکی از بزرگترین شبکه های فیبر مستقیم در جهان است. کیپ تاون سال‌هاست که در خط مقدم ارتباط از راه دور و اتصال، با مقدار زیادی فیبر درزیر زمین و بسیاری از پیشنهادات رقابتی، پیشرو بوده است. استدلال آن ها برای فیبر مستقیم این است که چندین اپراتور می توانند به راحتی به شبکه وصل شوند و عیب یابی ساده شده است.

فیبر مستقیم به طور کلی مورد علاقه تازه واردان و اپراتورهای رقابتی است. یک مزیت آن این است که هیچ فناوری شبکه‌ای لایه 2 مستثنی نمی‌شود، چه شبکه‌های نوری غیرفعال (PON)، چه شبکه‌های نوری فعال (AON)، یا موارد دیگر. هر نوع نظارتی با استفاده از این توپولوژی امکان پذیر است.

فیبر مشترک

معمولاً، هر فیبر که از دفتر مرکزی خارج می شود، در واقع توسط بسیاری از مشتریان به اشتراک گذاشته می شود. تا زمانی که فاصله چنین فیبری نسبتاً به مشتریان نزدیک نشود، به الیاف خاص مشتری تقسیم نمی شود.



شبکه نوری فعال

مقایسه ای که نشان می دهد چگونه یک AON معمولی (شبکه ستاره ای که قادر به پخش چندگانه است) ترافیک پایین دستی را متفاوت از یک PON معمولی (شبکه ستاره ای دارای چندین تقسیم کننده در یک محفظه قرار می دهد) مدیریت می کند.

AONها برای توزیع سیگنال به تجهیزات شبکه برقی متکی هستند، مانند سوئیچ یا روتر. به طور معمول، سیگنال ها به یک تبدیل نوری-الکتریکی-اپتیکی در AON نیاز دارند. هر سیگنالی که از دفتر مرکزی خارج می شود فقط به مشتری که برای او در نظر گرفته شده است هدایت می شود.

سیگنال های دریافتی از مشتریان از برخورد در تقاطع جلوگیری می کنند زیرا تجهیزات برقی موجود در آنجا بافر ایجاد می کنند. اترنت فعال (نوعی اترنت در مایل اول) یک AON معمولی است که از سوئیچ‌های اترنت نوری برای توزیع سیگنال استفاده می‌کند و محل مشتریان و دفتر مرکزی را در یک شبکه اترنت سوئیچ شده بزرگ ترکیب می‌کند.

چنین شبکه هایی مشابه شبکه های کامپیوتری اترنت مورد استفاده در کسب و کارها و مؤسسات دانشگاهی هستند، با این تفاوت که هدف آن ها اتصال خانه ها و ساختمان ها به یک دفتر مرکزی به جای اتصال رایانه ها و چاپگرها در یک مکان است. هر محفظه سوئیچینگ می تواند تا 1000 مشتری را اداره کند، اگرچه عدد 400 تا 500 معمولی تر است.

شبکه نوری غیرفعال

شبکه نوری غیرفعال (PON) یک معماری شبکه FTTP نقطه به چند نقطه است که در آن از تقسیم‌کننده‌های نوری بدون برق برای فعال کردن فیبر نوری برای ارائه خدمات به 128 مشتری استفاده می‌شود.  PON فیبر و تجهیزات اداری مرکزی مورد نیاز را در مقایسه با نوع نقطه به نقطه کاهش می دهد.

سیگنال پایین دستی که از دفتر مرکزی می‌آید به هر یک از مشتریان مشترک با یک فیبر پخش می‌شود. از رمزگذاری برای جلوگیری از استراق سمع استفاده می شود. سیگنال های بالادستی با استفاده از یک پروتکل دسترسی چندگانه، معمولاً دسترسی چندگانه تقسیم زمانی (TDMA) ترکیب می شوند.

اترنت نقطه به نقطه 

پروتکل نقطه به نقطه روی اترنت (PPPoE) یک روش متداول برای ارائه خدمات سه‌گانه و چهارگانه (صدا، ویدیو، داده و تلفن همراه) بر روی شبکه‌های فیبر و فیبر کواکسیال هیبریدی (HFC) است. از فیبر اختصاصی از دفتر مرکزی اپراتور تا خانه مشترکان استفاده می‌کند، در حالی که شبکه‌های ترکیبی، اغلب از آن برای انتقال داده‌ها از طریق فیبر به نقطه‌ای میانی استفاده می‌کنند تا از سرعت‌های کافی نسبت به اتصالات مسی اطمینان حاصل کنند.




ترمینال شبکه نوری

ONT سیگنال نوری را با استفاده از فناوری فیلتر لایه نازک به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. این واحدها برای عملکرد خود به برق نیاز دارند، بنابراین برخی از ارائه دهندگان آن ها را در صورت قطع برق به باتری های پشتیبان متصل می کنند تا از دسترسی اضطراری به مخابرات اطمینان حاصل کنند. 

برای FTTH و برای برخی از اشکال FTTB، معمول است که اترنت، تلفن و سیستم های تلویزیون کابلی موجود ساختمان به طور مستقیم به ترمینال یا شبکه نوری متصل شوند. اگر هر سه سیستم نتوانند مستقیماً به واحد دسترسی پیدا کنند، می توان سیگنال ها را ترکیب کرد و آن ها را از طریق یک رسانه مشترک مانند اترنت انتقال داد. هنگامی که به کاربر نهایی نزدیک شد، تجهیزاتی مانند روتر یا کنترلر رابط شبکه می توانند سیگنال ها را جدا کرده و آن ها را به پروتکل مناسب تبدیل کنند.

برای FTTC و FTTN، سیگنال ترکیبی اینترنت، ویدئو و تلفن از طریق سیم کشی تلفن یا کابل موجود به ساختمان منتقل می شود تا زمانی که به فضای زندگی کاربر نهایی برسد، جایی که یک مودم VDSL یا DOCSIS سیگنال های داده و ویدئو را به پروتکل اترنت تبدیل می کند و از طریق کابل دسته 5 کاربر نهایی ارسال می شود.


برگردان به فارسی: سولماز همدانی

کاری از تیم تولید محتوای مجتمع فنی تهران نمایندگی ونک



برای دیدن دوره های فیبر نوری در مجتمع فنی ونک، کلیک کنید