شبكه FTTxچیست؟

هدف از اجراي اين پروژه ايجاد يك شبكه ارتباطي راه دور در سطح كشور با استفاده از فيبر نوري است . دراين پيشنهاد براي ايجاد شبكه مخابراتي فيبر نوري از خطوط انتقال برق فشار قوي بهره گيري خواهد شد . به همين منظور كابلهاي فيبر نوري در مسير خطوط انتقال برق و روي دكلهاي مربوطه به روش ADSS نصب خواهد گرديد . وزن كم اين نوع از كابلهاي فيبر نوري باعث مي گردد كه نصب آن بين دكلهائي كه ميزان Spanning آنها زياد ( مثلا بيش از ششصد متر) مي باشد باعث شود وزن بسيار كمي را روي دكلها تحميل نمايد . مسير پيشنهادي براي ايجاد اين شبكه ,در اكثر موارد جزو مسيرهائي هستند كه براي ايجاد شبكه فيبر نوري به روش OPGW در كشور توسط وزارت محترم نيرو در نظر گرفته شده و هم اكنون نيز فيبر نوري با استفاده از روش OPGW در قسمتهائي از اين مسير اجرا شده و يا در حال اجرا مي باشد . اين شبكه در نوار شمالي كشور از شهر اروميه در استان آذربايجان غربي شروع شده و پس از عبور از شهرهاي مختلف استانهاي آذربايجان , گيلان , مازندران , گلستان و خراسان تا سرخس ادامه مي يابد . اين شبكه از دو شهر قا ئم شهر و رشت در دو مسير مجزا به تهران متصل شده و از تهران پس از عبور از شهرهاي مختلف استانهاي قم , اصفهان , فارس و هرمزگان به بندر عباس و جزيرة قشم ختم مي شود .
به جز خطوط انتقال در استان خراسان كه از نوع 132 KV مي باشند و مسيرهاي اسفراين به علي آباد - زياران به وردآورد - نجف آباد به فولاد مباركه و ملك مكان به فسا كه از نوع 400 KV مي باشند , سطح ولتاژ بقية مسير پيشنهادي از نوع 230 KV انتخاب شده است . در اطراف خطوط برق فشار قوي ميدانهاي مغناطيسي بسيار قوي وجود دارد كه اين ميدانها مي تواند روي كابلهاي فيبر نوري اثرات سوء و مخربي داشته باشد , به عنوان مثال اين ميدانهاي مغناطيسي مي تواند به مرور باعث خوردگي روكشهاي پلي اتيلن كابلهاي فيبر نوري شود . براي جلوگيري از اين تاثيرات نامطلوب , كابلهاي فيبر نوري با استفاده از محاسبات ميدانهاي مغناطيسي كابلهاي فيبر نوري در فضائي ميان خطوط انتقال و زمين كه برآيند ميدان مغناطيسي حاصل از جريان برق در آن فضا صفر است نصب مي گردد .با توجه به اينكه كابلهاي فيبر نوري در روش ADSS در ارتفاع كمتري نسبت به كابلهاي برق روي دكلها نصب مي گردد , اجراي اين شبكه مخابراتي به صورت Hotline براحتي امكان پذير مي باشد . بنابراين نيازي به بي برق نمودن خطوط انتقال و در نتيجه ايجاد خاموشي در مكانهاي مختلف وجود ندارد . اين امر از اهميت بسيار بالائي برخوردار است , زيرا همانطور كه كاملا اطلاع داريد بدون برق نمودن خطوط انتقال و اجراي خاموشي هاي مداوم مي تواند از ديدگاههاي مختلف خسارات و زيانهاي سنگيني را ببار آورد .

ساختار شبکه FTTx

براي راه‌اندازي يک سيستم دسترسي ميان کاربر و اداره مرکزي از طريق فيبر راههاي متعددي وجود دارد که در شکل زير برخي از آنها ديده مي‌شوند. در حالت اول بين CO و هر کاربر يک رشته فيبر جداگانه کشيده مي‌شود. براي مثال اگر تعداد کاربران 32 باشد در اين صورت 32 فيبر از CO خارج مي‌شود و تعداد گيرنده-فرستنده‌هاي مورد نياز 64 است. يعني به ازاي هر کاربر يک گيرنده-فرستنده در محل کار او و ديگري در CO وجود دارد. البته اگر هر کاربر بخواهد اطلاعات ارسالي خود را روي يک فيبر ارسال کرده و اطلاعات دريافتي را از فيبر ديگري دريافت کند به ناچار تعداد رشته فيبرها به 64 رشته خواهد رسيد. در اين ساختار همه ارتباطات نقطه به نقطه مي‌باشد. به علت تعداد زياد رشته فيبرها و گيرنده-فرستنده‌هاي مورد نياز، اين ساختار در عمل به جز در کاربردهاي ويژه به کار نمي‌رود.

در ساختار دوم تمام اطلاعات 32 کاربر بر روي يک تک رشته (يا دو رشته) فيبر به يک سوئيچ ساده در نزديکي محل اقامت کاربران منتقل شده و از آنجا اطلاعات مربوط به هر کاربر براي او ارسال شده و اطلاعات دريافتي از وي براي CO ارسال مي‌شود. با اين عمل تعداد فيبرهاي خارج شده از مرکز و نيز تعداد فرستنده-گيرنده‌ها کاهش مي‌يابد. اشکال عمده اين معماري وجود عنصر فعال سوئيچ در محيط خارجي است که براي تغذيه و نگهداري آن بايد هزينه مصرف کرد. در اين معماري نيز ارتباط ميان CO و سوئيچ به صورت P2P است.
در معماري سوم که به شبکه نوري پسيو موسوم است به جاي سوئيچ از يک تقيسم‌کننده پسيو سيگنال نوري استفاده مي‌شود. اين المان که نياز به تغذيه ندارد داراي يک ورودي و 32 خروجي است وسيگنال نوري دريافتي را روي 32 خروجي خود منعکس مي‌نمايد. به اين ترتيب هيچ‌گونه المان اکتيو در فضاي خارجي وجود نخواهد داشت و لذا از پيچيدگي شبکه کاسته شده و هزينه نگهداري به شدت کاهش مي‌يابد. بنابراين در عمل ساختار سوم براي راه‌اندازي شبکه‌هاي FTTx به کار مي‌رود، به همين دليل در بخش بعد به بررسي دقيقتر شبکه PON خواهيم پرداخت.
در شکل زير انواع مختلف شبکه‌هاي FTTx با معماري PON نشان داده شده است. همان‌گونه که ديده مي‌شود در برخي از اين ساختارها ممکن است قسمتي از مسير انتقال داده ميان CO و کاربر از محيطهاي ديگري مانند زوج سيم مسي تشکيل شده باشد.

به طور کلي همه اين ساختارها داراي 3 جزء اساسي هستند که عبارتند از:
• OLT که در CO قرار دارد و از يک سو توسط فيبر اطلاعات کاربران را دريافت و ارسال مي‌کند و از سوي ديگر امکان ارتباط با شبکه گسترده‌تر را براي ارائه سرويسهايي مانند اينترنت فراهم مي‌کند. ارتباط با شبکه نيز ممکن است از طريق يک لينک نوري پرسرعت باشد.
• ONU در برخي از ساختارهاي فوق‌الذکر اين المان وجود دارد و وظيفه تبديل محيط انتقال را بر عهده دارد.
• ONT در سمت کاربر قرار دارد و مي‌تواند سيگنال نوري را دريافت و آن رابه سيگنال الکتريکي تبديل نموده و سپس محتواي ديجيتال اطلاعات را استخراج نمايد. همين طور سيگنال ديجيتال را از رابطهايي مانند يک پورت Ethernet دريافت نموده و به صورت سيگنال نوري به سمت OLT ارسال نمايد. البته در اين ارسال و دريافت تعاملاتي ميان ONT و OLT وجود دارد که در بخشهاي بعد به آنها اشاره خواهيم کرد.
در ساختار FTTH/B يک رشته فيبر از CO وارد تقسيم‌کننده شده و از آنجا به خانه و يا محل کاربر وارد مي‌شود. تقسيم‌کننده مي‌تواند در CO يا در ساختمان محل استقرار کاربر و يا در يک محيط بيروني باشد. در ساختار FTTCab ابتدا يک تک رشته فيبر از CO به تقسيم‌کننده وارد شده و از آنجا رشته فيبرهاي منشعب شده وارد کابينتهاي مجاور مي‌گردند. در اين کابينتها سيگنال نوري به سيگنال الکتريکي تبديل شده و روي زوج سيم مسي به کاربر تحويل داده مي‌شود. فاصله کابينت تا محل کاربر نهايي در حدود 1 کيلومتر است.
در ساختار FTTCab پس از تقسيم سيگنال در تقسيم‌کننده سيگنال فيبرهاي منشعب شده وارد جعبه‌هاي کوچکي در فاصله 100 تا 200 متري محل کاربر شده و از آنجا با تبديل شدن به سيگنال الکتريکي بر روي زوج سيم مسي به کاربر منتقل مي‌شوند.
در تمام ساختارهاي ذکر شده از تکنيک PON استفاده شده است. براي آشنايي با مسائل مهم فني در رابطه با استفاده از اين تکنولوژي در بخش بعد به بررسي دقيقتر آن خواهيم پرداخت.

تكنولوژي PON

در ساختار PON همان گونه که در شکل زير ديده مي‌شود اطلاعات تمامي کاربران بر روي يک رشته فيبر به محل تقسيم‌کننده ارسال مي‌شود. از محل تقسيم‌کننده نيز اين سيگنال عيناً (البته با تواني کمتر ) براي تمامي کاربران ارسال مي‌شود. در واقع در مسير Downstream ( از سمت شبکه به سمت کاربر) از تکنيک تقسيم زماني استفاده مي‌شود يعني OLT بسته‌هاي مربوط به هر کاربر را در قطاع زماني خاصي ارسال مي‌کند.

نکته بسيار مهم آن است که هر کاربر قادر خواهد بود بسته‌‌هاي تمامي کاربران را دريافت نمايد ولي تنها بسته‌هايي را که آدرس خود او در آنها نوشته شده است را برمي‌دارد. براي جلوگيري از استراق سمع از رمزهاي ويژه‌اي در مسير Downstream استفاده مي‌شود.
شکل زير مکانيزم ارسال کاربران در مسير Upstream ( از سمت کاربر به سمت شبکه) را نشان مي‌دهد و در اين حالت نيز از آنجا که اطلاعات تمامي کاربران در نهايت پس از عبور از تقسيم‌کننده بر روي يک فيبر به سمت OLT ارسال مي‌شود، کاربران نبايد همزمان اقدام به ارسال بسته خود نمايند، بنابراين يک نوع همزماني ميان کاربران لازم است. ايجاد اين همزماني بر عهده OLT است به اين معني که OLT جداول تقسيم زماني تهيه مي‌نمايد که در آنها مشخص شده که هر کاربر در چه زماني مي‌تواند اقدام به ارسال نمايد. اين جداول از طريق لينک Downstraem براي تمامي کاربران Broadcast مي‌شود و ONTها موظفند مطابق اين جداول زماني اطلاعات خود را ارسال نمايند.

منبع:dananiroo.ir
/س