امروزه تکنولوژی FTTH (Fiber to the Home) توسط بسیاری از شرکت های مخابراتی در سراسر جهان به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است و موجب رشد و توسعه فناوری های مختلفی شده است. شبکه‌های نوری فعال (AON) و شبکه‌های نوری پسیو (PON) دو اصل ضروری و اصلی هستند که امکان برقراری ارتباط با پهنای باند FTTH را ممکن می‌سازند. PON می‌تواند راه‌حل‌های مقرون به صرفه‌ای را ارائه کند و در اکثر موارد استقرار FTTH در همه جا به راحتی انجام می‌شود. با ما همراه باشید تا در این مقاله مفاهیم اولیه و اجزای اصلی شبکه های PON را که شامل OLT، ONT، ONU و ODN می‌شود را بطور کامل توضیح دهیم.
مفهوم، استانداردها و مزایای PON
شبکه نوری پسیو (PON) به شبکه‌ای گفته می‌شود که از توپولوژی point-to-multipoint و اسپلیترهای نوری برای تحویل داده‌ها از یک نقطه انتقال به چندین نقطه پایانی (endpoint) استفاده می‌کند. برخلاف شبکه های گره ای (AON)، کاربران با استفاده از انشعابات فیبرها و یونیت اسپلیترها یا Combiner های پسیو به یک Transceiver (فرستنده-گیرنده) متصل می‌شوند که کاملاً در دامنه نوری و بدون برق در معماری شبکه های PON کار می‌کنند. درحال حاضر نیز دو استاندارد اصلی PON وجود دارد که عبارتند از: شبکه GPON و شبکه EPON که ساختار توپولوژی هر دو یکسان است.
ساز و کار شبکه های PON چندین مزیت دارد :
صرفه‌جویی در مصرف برق
عدم نیاز به فضای زیاد
پهنای‌باند بیشتر
دارای ضریب امنیتی بالا
نصب و راه اندازی آسان
کاهش هزینه های عملیاتی و مدیریتی
ساختار و اجزای PON
در یک سیستم GPON (مخفف Gigabit Passive Optical Network)، یک لاین ترمینال نوری (OLT) در شرکت ارائه دهنده خدمات و چندین Unit شبکه نوری (ONU) یا ترمینال‌های شبکه نوری (ONT) در نزدیکی کاربران نهایی قرار گرفته اند. علاوه بر این موارد، شبکه توزیع نوری (ODN) نیز در هنگام انتقال بین OLT و ONU/ONT قرار می‌گیرد.
لاین ترمینال نوری (OLT)
لاین ترمینال نوری (OLT) نقطه آغازین شبکه نوری پسیو است که از طریق کابل های اترنت به یک سوئیچ مرکزی متصل می‌شود. وظیفه اصلی OLT تبدیل، ساختار بندی و ارسال سیگنال‌ها برای شبکه PON و هماهنگ کردن ترمینال‌های شبکه نوری برای انتقال upstream مشترک است. به طور کلی تجهیزات OLT شامل: رک، CSM (ماژول کنترل و سوئیچ)، ELM (ماژول لینک EPON، کارت PON)، ماژول های منبع تغذیه 48 ولت DC یا 110/220 ولت AC جهت حفاظت از افزونگی (Redundancy) و فن‌ها هستند. همچنین کارت PON و منبع تغذیه از قابلیت Hot Swap بودن پیروی می‌کنند. OLT دارای دو جهت است که عبارتند از: upstream (میزان سرعت دریافت انواع دیتا و ترافیک صوتی کاربران) و downstream (دریافت ترافیک داده، صوتی و تصویری از شبکه و ارسال آن به ماژول های ONT بر بستر ODN). حداکثر فاصله قابل پشتیبانی برای انتقال دیتا در سرتاسر ODN، 20 کیلومتر است.
Unit شبکه نوری (ONU) و ترمینال شبکه نوری (ONT)
یونیت شبکه نوری (ONU) سیگنال های نوری ارسال شده از طریق فیبرها را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. سپس این سیگنال‌های الکتریکی برای مشترکین بطور جداگانه ارسال می‌گردند. به طور کلی، بین ONU و کاربر نهایی فاصله یا اکسس پوینت دیگری نیز وجود دارد. یونیت شبکه نوری (ONU) می‌تواند طیف وسیعی از داده‌هایی را که از جانب مشتری دریافت می شوند را ارسال، جمع‌آوری و دسته بندی کند و سپس آن‌ها را به شکل upstream به OLT ارسال نماید. تمیز کردن یا دسته بندی (grooming) فرآیندی است که جریان داده را بهینه سازی و سازماندهی مجدد می کند تا به روشی کارآمدتری تحویل داده شود. لاین ترمینال نوری (OLT) نیز از تخصیص پهنای باند پشتیبانی می کند و امکان انتقال جریان داده به OLT را به روشی آسان فراهم می نماید. ONU را می توان با انواع روش ها و کابل های مختلف مانند زوج سیم مسی به‌هم‌تابیده، کابل کواکسیال، فیبر نوری و یا از طریق Wi-Fi متصل نمود.
دستگاه های کاربران نهایی ممکن به عنوان ترمینال شبکه نوری (ONT) نیز در نظر گرفته شوند. در واقع، ONT همان ONU است. ONT اصطلاحی است که توسط اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU-T) معرفی شده، در حالی که مؤسسه مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) نام آن را ONU در نظر گرفته اند. هر دو آن ها در سیستم GPON به تجهیزات سمت کاربر اشاره دارند اما در عمل از لحاظ موقعیت مکانی تفاوت هایی با یکدیگر دارند.
شبکه توزیع نوری (ODN)
شبکه توزیع نوری (ODN) بخشی جدایی ناپذیری از سیستم PON است. این شبکه، انتقال (transmission) نوری را برای اتصالات فیزیکی ONU ها به OLT ها در فواصل 20 کیلومتری یا بیشتر فراهم می‌کند. در ODN، کابل‌های فیبر نوری، کانکتورها، اسپلیترهای پسیو و کامپوننت های کمکی با یکدیگر در ارتباط هستند. ODN به طور خاص دارای پنج بخش است که عبارتند از: فیبر تامین کننده منبع تغذیه (feeder)، یوینت توزیع نوری، فیبر توزیع، اکسس پوینت نوری و فیبر drop.
فیبر تامین کننده (feeder) از تابلوی توزیع (ODF) که در دفتر مخابراتی قرار گرفته است، آغاز می شود و برای پوشش فواصل های طولانی در نهایت به پوینت توزیع نوری می رسد. فیبر توزیع بین پوینت توزیع نوری و اکسس پوینت نوری قرار گرفته است و وظیفه فیبرهای نوری را بر عهده دارد. فیبر drop، اکسس پوینت نوری را به ترمینال ها (ONTها) متصل می‌کند. شبکه ODN برای انتقال داده‌های PON ضروری و حائز اهمیت است بطوریکه کیفیت آن به طور مستقیم بر عملکرد، قابلیت اطمینان (عدم بروز خرابی) و مقیاس پذیری سیستم PON تأثیر مستقیمی می گذارد.
نتیجه گیری
ONU یا ONT و ODN اجزای اصلی یک سیستم GPON هستند که تا کنون به طور گسترده در پروژه‌های FTTH مورد استفاده قرار گرفته‌اند. این گونه زیر ساخت‌ها که بدون عناصر فعال هستند و نیازمند کابل کشی کمتری دارند، همچنین انتقال رسانه را می توانند منعطف تر انجام دهند. از این رو برای اینترنت خانگی، ارتباطات صوتی و تصویری بهترین و ایده آل ترین است. امتیازات بالا از جمله مقرون به صرفه بودن این تکنولوژی برآن شده در محوطه‌های دانشگاهی و محیط‌های تجاری به خوبی استفاده شود.
