Persian
English
این مقاله یک مرور کلی از معماری شبکه (Genexis fiber-to-the-home (FTTH ارایه می کند. نکته کلیدی در رویکرد Genexis ، تجزیه شبکه در بلوک های ساختمان است که باعث طراحی ، ساخت و نگهداری آسان تر شبکه های FTTH می شود.
معماری شبکه Genexis FTTH
شبکه های Fiber-to-the-home ، برای ارایه سرویس های broadband به کاربران نهایی ازطریق فیبر طراحی شده اند. شبکه برای فراهم کردن امکان توزیع سرویس های ارتباطی ، شامل زیرساخت فیبر passive و تجهیزات active می باشد. شکل 1 نشان می دهد چگونه service provider ها و user ها از طریق شبکه FTTH به هم متصل هستند.
شبکه active می تواند بینuser (تجهیزات سمت مشتری، CPE) و دفتر مرکزی (CO) تقسیم شود. CPE با تبدیل سیگنالهای ارتباطی برای سرویس هایی که کاربران می توانند دسترسی داشته باشند، شبکه را در سمت user به پایان می رساند. CO به عنوان یک شبکه حمل و نقل ، برای اتصال کاربران به service provider ها ، کار می کند. شبکه از طریق مرکز عملیات شبکه اداره می شود.
شکل 1 - معماری شبکه Fiber-to-the-home triple-play . دفتر مرکزی (CO) و مدیریت قطعات CPE ، با یکدیگر شبکه active FTTH را تشکیل می دهند.
هر دو قسمت CPE و CO ابزارهای مدیریت مخصوص خود را دارند و می توانند به طور مستقل از یکدیگر عمل کنند. به این ترتیب ، هر یک از این قطعات به یک مجتمع ساختمانی modular در شبکه FTTH تبدیل می شود . به منظور فراهم نمودن تضمین شبکه ضروری است که ، interface های بین بلوک های ساختمان و یا عناصر شبکه به خوبی تعریف شده باشد. با تنظیم درست استانداردها و مشخصات ، می توان تعامل کاری را به دست آورد.
ارتباط فیزیکی بین CPE و بخش های دفتر مرکزی (CO) شبکه ، مبتنی بر یک معماری point-to-point است. در این معماری ، شبکه FTTH ، انتقال دو نوع سرویس اساسی را فعال می سازد: ارتباط از طریق یک شبکه Ethernet/IP ، و انتشار (ویدئو) محتوا ، از طریق یک پوشش شبکه CATV.
شرح جزئیات شبکه Ethernet/IP و پوشش شبکه CATV ، و معماری point-to-point در بخش های بعدی توضیح داده خواهد.
معماری Point-to-point :
معماری شبکه Genexis FTTH ، مبتنی بر معماری (point-to-point (PtP است. و این امر به سه دلیل مهم است:
1 . شبکه های point-to-point در آینده ثابت خواهند شد. در یک شبکه PtP ، هر کاربر توسط یک فیبر اختصاصی به CO متصل است. کاربران می توانند به صورت جداگانه upgrade و connect شوند. شبکه های PtP بسیار مقیاس پذیر و منطبق با الگوهای ترافیک آینده ، که مبتنی بر ارتباطات peer-to-peer1 هستند ، می باشد.
2 . معماری PTP ، در شبکه های Ethernet/IP packet switched به صورت یک به یک ترسیم شده است. Ethernet/IP به سرعت به استاندارد پیش فرض برای سرویس های تعاملی تبدیل شده است ، حتی شبکه های انتقال نوری در حال مهاجرت از لینک های (circuit switched (SONET/SDH به سمت Ethernet هستند.
3 . PTP کم هزینه ترین راه حل کارآمد را ارابه می دهد. بر اساس تکنولوژی کم هزینه فرستنده و گیرنده ، یک شبکه PTP ، نسبت به شبکه های متوسط shared ، پهنای باند بیشتری با هزینه کمتر به کاربر ارایه می دهد. همچنین شبکه های PtP واقعا مقیاس پذیر هستند، همچنین در حجم های پایین: مشتریان می توانند یکی یکی اضافه شوند ، و تجهیزات دفتر مرکزی (CO) به بهینه ترین نحو مورد استفاده قرار می گیرند2 . در نهایت، از آنجا که شبکه های PTP ، شبکه های گسترش یافته ای هستند ، حجم قطعات و تجهیزات شبکه در آنها بسیار بالا است.
در شبکه FTTH (اف تی تی اچ) ، هر کاربر به یک پورت اختصاصی در یک سوئیچ مرکزی متصل می شود. همزمان، هر کاربر همچنین به یک سیستم توزیع CATV متصل می شود. بنابراین، در ساده ترین راهکار ، هر کاربر تنها با یک کابل حاوی یک زوج فیبر به دفتر مرکزی متصل است : یک فیبر برای صدای دو طرفه و داده ، و یک فیبر برای پوشش CATV است. همچنین راه کارهایی می تواند ارایه شود که همه سیگنال ها (Ethernet/IP و CATV) را در یک تک فیبر تسهیم (multiplex) کند.
اتفاق مهمی که می افتد این است که، تفکیک انتقال سیگنال های Ethernet/IP از توزیع سیگنال های (analog/DVB) CATV به صورت logical است . بنابراین در بخش های زیر یک تمایز بین معماری شبکه Ethernet/IP و معماری شبکه CATV ایجاد شده است. هر دو شبکه در محل مشتری تجهیزات (CPE) ، به مشتری ختم می شوند.
شبکه Ethernet/IP :
شکل 2 یک مرور کلی از شبکه Ethernet/IP ارائه می کند. در این شبکه ، روتر به عنوان عنصر مرکزی و برای هدایت انتقال بسته های IP از طریق شبکه ، عمل می کند. access switche ها ، بسته های IP را به کاربر نهایی انتقال می دهند. Genexis managed Ethernet gateway واقع در کاربر نهایی ، ترافیک IP را دریافت و آن را به سیگنال های مربوط به برنامه کاربردی مانند : اینترنت و (POTS) تلفن ترجمه می کند.
روتر چندین عمل انجام می دهد. در درجه اول به service provider های مختلف شبکه متصل می شود ، به عنوان مثال : سرویس های اینترنت از طریق یک فایروال و تلفن از طریق یک SIP-Proxy و PSTN Gateway . علاوه بر این روتر به عنوان یک access-point برای برنامه های مدیریت شبکه عمل می کند ، و برای توزیع سیگنال های مدیریت شبکه در سراسر شبکه اجازه می دهد. از آنجا که شبکه برای کاربران بیشتری مقیاس بندی شده است ، عمل routing بر روی یک مجموعه ای از روترهای به هم پیوسته توزیع شده است .
در نهایت، عمل routing را می توان به دو سطح تقسیم نمود : یک سطح پایین تر با روترهای توزیعی ، و یک سطح بالاتر با روترهای اتصال داخلی. روترهای توزیعی ، ترافیک IP را به access switche های مختلف توزیع می کند. در حالیکه روترهای اتصال داخلی برای ایجاد اتصال به service provider ها بهینه سازی شده اند.
شکل 2 - مروری بر شبکه Ethernet/IP
توزیع ترافیک IP از طریق شبکه Ethernet/IP مبتنی بر استانداردهای زیر است :
تعامل در لایه 1: لایه فیزیکی
اینترفیس های نوری در هر دو طرف زیرساخت passive با استاندارد بین المللی IEEE 802.3ah سازگار هستند .
• میرایی زیرساخت های passive ، باید در داخل یک پنجره مشخص باقی می ماند (حداقل - حداکثر میرایی) ؛ این مطلب در عمل بدان معنی است که افت ظرفیت لینک بین access switch و CPE ، باید پایین تر از حد مشخص شده در استاندارد باقی بماند.
• انجام تبدیل اولیه برق – به – نور ، در فرستنده و گیرنده نوری در CO و CPE ، نیاز به برآوردن مشخصات ارائه شده توسط IEEE 802.3ah دارد. در عمل ، این امر توسط اسپیلیترهای فرستنده و گیرنده تضمین می شود.
تعامل در لایه 2: لایه Ethernet
در این لایه ، انتقال اطلاعات بین دو نقطه تعریف شده است. CPE و تجهیزات CO هر دو نیاز به تطابق با استاندارد Ethernet ، IEEE 802.3 دارند. شفافیت کامل شبکه توسط این استاندارد تضمین شده است.
در یک محیط FTTH ، عملکردهای اضافی باید بالاتر از لایه 2 پشتیبانی شوند : تنظیم VLAN ها در CO و CPE ، پشتیبانی از multi-casting (در هر دوی CPE و CO) و Quality-of-Service .
تعامل در لایه 3: لایه IP
در لایه IP ، مسیریابی بسته های IP از طریق یک شبکه تعریف شده است. موارد مرتبط با این لایه عبارتند از ، برای مثال ، IP addressing, subnetting, routing .
بالاتر از لایه 3 ، پروتکل های application ، مانند TCP / UDP، HTTP، SIP تعریف می شوند. تجهیزات درون منطقه دفتر مرکزی (CO) ، شفاف به این پروتکل های service-related است. تجهیزات CO معمولا با استفاده از Simple Network Management Protocol (SNMP) اداره می شود.
درون CPE ، جریان های ترافیک در لایه 2 به کار گرفته می شود. علاوه بر اين ، CPE از تعدادی از وظایف مهم لایه 3 پشتیبانی می کند ( برای مثال : VLAN tagging, QoS , multicasting ) . سرویس voice ، به عنوان مدیریت شبکه ، در CPE خاتمه می یابد. voice از طریق پروتکل SIP پشتیبانی می گردد (بر اساس RFC 3261) .
شکل 3 یک نمای کلی از پروتکل های مختلف، پشتیبانی شده توسط شبکه FTTH (فیبر نوری تا منزل) ارائه می دهد.
شکل 3: نمای کلی پروتکل های مختلف در شبکه Genexis FTTH
شبکه CATV :
شکل 4 یک نمای کلی از پوشش شبکه Genexis CATV فراهم می کند.چهار جزء اصلی مربوط عبارتند از:
1 . فرستنده نوری سیگنال برق (آنالوگ) سر خط را به یک سیگنال نوری مناسب برای توزیع ترجمه می کند. این سیگنال در باند طول موج 1550 نانومتر ، به منظور ایجاد امکان تقویت نوری این سیگنال ، انتقال می یابد.
2 . Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA) ، برای اتصال سر خط به تعداد زیادی از کاربران نهایی ، سیگنال نوری را تا یک سطح مناسب تقویت می کند. بسته به تعداد کاربران و موقعیت فیزیکی آنها، یک یا چند EDFA ، هر کدام با افزایش قدرت و توان خود، می تواند استفاده شود.
3 . اسپیلیترها به توزیع واقعی سیگنال ها به کاربران نهایی مختلف ، ترتیب می دهند. این دستگاه ها به طور کامل passive هستند ، و نیاز به هیچ گونه تغذیه برق یا تعمیر و نگهداری ندارند.
4 . گیرنده نوری CATV Genexis ، که در محل کاربر نهایی قرار گرفته ، سیگنال ورودی نوری را به سیگنال الکتریکی ترجمه می کند ، مناسب برای اتصال مستقیم به تلویزیون و تجهیزات رادیو.
سیستم مدیریت شبکه Genexis ، کنترل شبکه CATV را نیز ارائه می دهد. به طور خاص، گیرنده نوری CATV ، می تواند از طریق سیستم مدیریت ، از راه دور فعال و غیر فعال شود.
شکل 4: بررسی اجمالی شبکه توزیع CATV
.......................................................................
پی نوشت:
1.امروزه ارتباطات peer-to-peer بیش از 60 درصد از کل ترافیک موجود را تشکیل داده است. فقط معماری های شبکه ارائه دهنده سرویس های پهنای باند متقارن ، با این الگوی ترافیک سازگار هستند. معماری های Shared medium مانند passive optical networks (PON) ، تنها ظرفیت محدود upstream را ارائه میکند و قادر به پشتیبانی از ارتباطات نسل بعدی نخواهد بود.
2.در سیستم های PON ، ارتباطات به عنوان پیش فرض ، در گروه های 32 تایی، اضافه شده اند. با این وجود توزیع کاربر واقعی بر روی یک گستره به ندرت مطلبق این امر هستند. این به این معنی است که تجهیزات دفتر مرکزی تحت استفاده خواهد بود. این امر به خصوص زمانی اضافه شود که : یک شبکه FTTH شکل گرفته ، و اسپیلیترهای زیاد و تجهیزات CO باید فقط برای تامین تعداد کمی مشتری ، مهم است.
