up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله شبکه هاي انتقال PDF
QR code - شبکه هاي انتقال

شبکه هاي انتقال

مروري بر شبکه هاي انتقال و دسترسي نوري

● روش WDM
روش WDM به عنوان روش اصلي در انتقال اطلاعات در سيستم هاي نوري از اوايل دههٔ ۱۹۸۰ مورد توجه و استفاده قرار گرفته است. امروزه نيز تلاش هاي بسياري براي استفادهٔ بهينه از اين روش در کاربردهاي مختلف، درحال انجام است. CWDM و DWDM دو روش اصلي مورد استفاده در شبکه هاي نوري است. متن حاضر در ادامهٔ سلسله مطالب مربوط به شبکه هاي نوري، به بررسي روش WDM و خصوصيات روش هاي CWDM و DWDM پرداخته است و آن ها را مورد مقايسه قرار داده است.
● روش WDM
اگر نگاهي به مشکلات فعلي صنعت مخابرات، به خصوص در زمينهٔ سرويس دهي به کاربران بيندازيم، به اهميت WDM بيشتر پي خواهيم برد. اولين چالش پيش روي صنعت مخابرات، افزايش روزافزون تقاضا براي سرعت هاي بالاتر و در نتيجه پهناي باند بيشتر است؛ به طوري که برخي اعتقاد دارند ظرفيت لازم براي شبکه، هر شش ماه، دو برابر مي شود.
دومين چالش اساسي موجود، تکنولوژي هاي گوناگوني است که براي عملياتي کردن و استفاده از انواع شبکه به کار مي روند IP ATM و SONET از جملهٔ اين موارد هستند که به طور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرند و هر يک مزاياي خاص خود را دارا هستند؛ اما هر يک به تجهيزاتي براي تبديل به يکديگر نياز دارند.
با استفاده از شبکه هاي نوري و روش WDM مي توان تا حد زيادي اين مشکلات را برطرف کرد. با استفاده از اين روش، مي توان به پهناي باندي تا ۱۶۰۰ گيگابيت در ثانيه دست يافت که با استفاده از اين پهناي باند، مي توان بيش از ۳۰ ميليون تماس تلفني را فقط با استفاده از يک فيبر منتقل کرد و مشکل تکنولوژي هاي متفاوت نيز به راحتي حل مي شود. با توجه به اينکه اطلاعات بر روي فيبر با استفاده از روش WDM بر روي طول موج هاي مختلفي ارسال مي شود که مستقل از يکديگر عمل مي کنند، لذا مي توان به راحتي انواع مختلف تکنولوژي را در اين زمينه مورد استفاده قرار داد و خدمات مختلفي نظير صوت، تصوير، اطلاعات و مولتي مديا را به کاربران ارائه کرد.
● راه حل هاي افزايش ظرفيت در شبکه هاي نوري
براي افزايش ظرفيت شبکه، مي بايست راه حلي انتخاب شود که اقتصادي باشد و کاربر را براي استفاده از آن ترغيب کند. اولين راه حلي که به ذهن مي رسد، استفاده از تعداد بيشتري فيبر براي دسترسي به پهناي باند بالاتر است که اين کار اصلاً به صرفه نيست؛ چرا که يک راه حل کاملاً سخت افزاري است که با صرف هزينه و وقت زياد همراه است. ضمن آنکه استفاده از تعداد فيبر بيشتر، الزاماً امکان ارائه خدمات جديد را براي ISPها فراهم نمي آورد. راه حل دوم افزايش سرعت، استفاده از مالتي پلکسينگ زماني TDM است که با تقسيم بندي زماني امکان ارسال اطلاعات بيشتر را بر روي فيبر فراهم مي آورد.
اين روش به طور معمول بر روي شبکه هاي فعلي مخابرات استفاده مي شود؛ اما افزايش ناگهاني سرعت با اين روش امکان پذير است. بنابر استانداردي که تعريف شده است، گام بعدي، دسترسي به سرعت ۴۰ Gbs پس از ۱۰ Gbs است که دستيابي به آن تنها با روش TDM و در آيندهٔ نزديک امکان پذير نخواهد بود و مستلزم پيشرفت تکنولوژي ساخت قطعات الکترونيکي است. روش TDM هم اکنون در شبکه هاي انتقال براساس SONET که استاندارد آمريکاي شمالي و SDH که استاندارد بين المللي است به کار مي رود. قابل ذکر است که SONET و SDH استانداردهائي هستند که براي سيگنال هاي ديجيتالي تعريف شده اند و سرعت ارتباطات، ساختار بسته ها و رابط هاي نوري را استاندارد مي کنند.
راه حل سومي نيز براي ISPها وجود دارد و آن استفاده از روش WDM است. در اين روش، به هر يک از سيگنال هاي نوري ورودي، يک طول موج و يا يک فرکانس خاص داده مي شود و سپس تمام سيگنال ها بر روي يک فيبر ارسال مي شوند. از آنجا که هر يک از اين طول موج ها مستقل از يکديگر هستند و بر روي هم هيچ گونه تأثيري ندارند، اين امکان را به ISPها مي دهند تا از امکانات موجود شبکه به طور بهينه بهره بگيرند و بتوانند از تکنولوژي هاي مختلف استفاده کنند.
در واقع، WDM چندين سيگنال نوري را ترکيب مي کند و آن ها را به صورت يک مجموعه، تقويت و ارسال مي کند که اين امر موجب افزايش ظرفيت خواهد شد. هر يک از اين سيگنال ها مي توانند سرعت هاي مختلف نظير OC ۲۴ ، ۱۲ ، ۳ و فرمت هاي گوناگون ATM، IP و SONET را داشته باشند.
اما آنچه که WDM را اين چنين پرارزش و مفيد ساخته است، تقويت کننده هائي هستند که سيگنال نوري را بدون تبديل به سيگنال الکتريکي تقويت مي کنند. اين تقويت کننده ها پهناي باند مشخصي دارند و در اين پهناي باند مي توانند تا ۱۰۰ طول موج را تقويت کنند. تقويت کننده هاي EDFA و DBFA از جملهٔ اين تقويت کننده ها هستند که به ترتيب در باند طول موجي ۱۵۶۰ ۱۵۳۰ و ۱۶۱۰ ۱۵۲۸ نانومتر استفاده مي شوند.
به طور کلي مي توان خصوصيات روش WDM را به صورت زير برشمرد:
▪ فراهم آوردن سرعت هاي بالا بر روي يک فيبر تکي
▪ امکان استفاده از تجهيزات فعلي شبکه
▪ امکان استفاده از فرمت هاي متفاوت نظير SONET، IP و ATM با سرعت هاي متفاوت
▪ ارائه خدمات جديد به کاربران براساس اختصاص طول موج که روشي کاملاً نرم افزاري است.
گام بعدي افزايش ظرفيت، استفاده همزمان از دو روش WDM و TDM است. در روش TDM، افزايش ظرفيت با افزايش سرعت بر روي يک خط ارتباطي انجام مي شود. در حالي که در روش WDM، اين کار با استفاده از طول موج هاي مختلف و در واقع افزايش خطوط ارتباطي صورت مي گيرد. بنابراين با ترکيب اين دو روش، مي توان به ظرفيت بالاتر بر روي يک فيبر دست يافت و اين امکان را همواره فراهم آورد تا با پيشرفت تکنولوژي ساخت قطعات الکترونيکي، آن را به طور مؤثري در افزايش سرعت شبکه هاي نوري به کار گرفت.
● DWDM و CWDM
محيط انتقال در شبکه هاي نوري، فيبر نوري است و باند طول موجي که مي توان براي ارسال اطلاعات استفاده کرد بين ۱۲۶۰ تا ۱۶۲۵ نانومتر، يعني پنجره هاي دوم و سوم مخابرات نوري است. لازم به ذکر است که پنجره اول مخابرات نوري در طول موج ۸۵۰ نانومتر و پنجره هاي دوم و سوم به ترتيب در طول موج هاي ۱۳۰۰ نانومتر با کمترين پاشندگي و ۱۵۵۰ نانومتر با کمترين تلفات هستند. اين باند طول موجي که از آن براي انتقال اطلاعات بر روي فيبر استفاده مي شود، به ۵ باند (جدول ۱)، تقسيم مي شود که در روش هاي مختلف WDM به کار گرفته مي شوند.
جدول ۱ باندهاي طول موجي انتقال اطلاعات بر روي فيبر
نام باند محدودهٔ طول موج برحسب نانومتر
O Band ۱۳۶۰ ۱۲۶۰
E Band ۱۴۶۰ ۱۳۶۰
S Band ۱۵۳۰ ۱۴۶۰
C Band ۱۵۶۵ ۱۵۳۰
L Band ۱۶۲۵ ۱۵۶۵
براي استفادهٔ حداکثري از ظرفيت فيبر در روش WDM، بايد فاصله بين طول موج هائي را که براي انتقال اطلاعات استفاده مي شود، کم کرد تا اطلاعات بيشتري را بر روي يک فيبر ارسال کرد. لذا روش DWDM در اوايل دههٔ ۱۹۹۰ مطرح شد تا از فيبر براي انتقال اطلاعات در فواصل دور و شبکه هاي گسترده بهره گرفته شود. در روش DWDM فاصلهٔ بين کانال ها که براي ارسال اطلاعات استفاده مي شود، ۴ ۰ نانومتر است و هر کانال پهناي باندي تا ۱۰ گيگابيت در ثانيه را براي کاربران فراهم مي آورد.
اين روش در باند C و L به کار مي رود و بين ۳۲ تا ۱۶۰ کانال ايجاد مي شود که با اين تعداد کانال، به پهناي باند ۱۶۰۰ ۱۰۰ گيگابيت در ثانيه مي توان دست يافت. اما لازم به ذکر است که اين روش فقط براي ارسال اطلاعات براي فواصل دور مناسب است، زيرا تجهيزات جانبي اين روش مانند نوع فيبر، ليزر، تکرارکننده ها و... از خصوصياتي برخوردار هستند که ميزان هزينه را به شدت افزايش مي دهند، به طوري که قيمت تمام شده براي هر کانال، فقط براي ارسال اطلاعات به فواصل دور و شبکه هاي WAN به صرفه خواهد بود.
اگر بخواهيم اين روش را در مناطق شهري و شبکه هاي Metropolitan و LAN به کار ببريم، هزينه تمام شده براي هر کاربر بسيار زياد خواهد بود و به تبع آن تقاضاي استفاده از آن نيز کاهش مي يابد. اين مشکلي بود که در اواخر دهه ۱۹۹۰ و سال ۲۰۰۰ بسياري از شرکت هاي ارائه دهندهٔ خدمات با آن روبه رو بودند. در اين زمان روش CWDM که در ابتداء دهه ۱۹۸۰ مطرح شده بود، مجدداً مورد توجه قرار گرفت. تفاوت اساسي CWDM با DWDM در فاصلهٔ بين کانال ها است.
در روش CWDM فاصلهٔ بين کانال ها ۲۰ نانومتر است و در باندها O , E , S , C و L به کار گرفته مي شود. در اين محدوده، طول موجي با ۸ تا ۱۶ کانال که هر يک پهناي باندي تا ۲.۵ گيگابيت در ثانيه (مطابق با ۱۶STM) دارند، فراهم مي آورند و مي توان به پهناي باندي تا ۴۰ گيگابيت در ثانيه بر روي يک فيبر تکي دست يافت.
اما آنچه که امروزه باعث شده است تا CWDM بسيار مورد توجه قرار گيرد، هزينهٔ بسيار کم آن نسبت به DWDM است. روش CWDM که به طور گسترده در راه اندازي شبکه هاي FTTH و FTTC به کار گرفته مي شود، تا فاصلهٔ ۷۰ کيلومتري به هيچ تکرار کننده اي براي ارسال اطلاعات با کيفيت مناسب نياز ندارد و تا فاصله ۲۰۰ کيلومتري که فاصله مناسب براي استفاده از روش CWDM است، فقط به دو تکرار کننده در فواصل ۷۰ و ۱۴۰ کيلومتري نياز است که مزيت بزرگي نسبت به DWDM محسوب مي شود. مي توان در اين روش از تقويت کننده هاي EDFA در طول موج ۱۶۱۰۱۵۳۰ نانومتر بهره برد. همچنين قيمت فرستنده گيرنده و فيلتر در CWDM به ترتيب حدود ۲۵ درصد و ۵۰ درصد قيمت آن ها در DWDM است.
از ديگر مزيات روش CWDM مي توان به قيمت کم ليزر تا يک سوم ليزرهاي DWDM و قابليت مجتمع سازي تجهيزات آن اشاره کرد (شکل ۳). با توجه به خصوصياتي که ذکر شد، هزينهٔ تمام شده براي هر کانال در CWDM بين ۴۰ تا ۵۰ درصد ارزانتر از هزينه تمام شده براي هر کانال در روش DWDM است و راه حل مناسبي براي کاربردهائي با تعداد کانال کم است و براي تبديل آن از يک سيستم تک کانال به چند کانال، هزينه کمي را بايد پرداخت.

سِل يک بيماري عفوني قابل انتقال مي باشد.که توسّط باکتري به نام ميکوباکتريوم توبرکلوزيس ايجاد مي شود. نام ديگرميکوباکتريوم توبرکلوزيس باسيل کخ است زيرا ...

شبکه به ارتباط بين کامپيوترها گفته ميشود که در ابتدايي ترين حالت ميتواند دو کامپيوتر به يکديگر متصل شود شايد اين سوال پيش بيايد که با قدرت امروزي کامپ ...

به منظورپاسخگويي به نيازمشترکين ارتباطات سيارجهت استفاده ازسرويس هاي اينترنتي به صورت بي سيم وبه عنوان يک جهش اساسي به منظورنيل به نسل سوم تلفن همراه ...

گروههاي خوني آنتي ژنهايي هستند که در سطح گويچه هاي قرمزخون و سلولهاي ديگر قرار دارند و از والدين به فرزندان به ارث مي رسند. گلبولهاي قرمز مانند همه سل ...

يک شبکه کامپيوتري از اتصال دو و يا چندين کامپيوتر تشکيل مي گردد . شبکه هاي کامپيوتري در ابعاد متفاوت و با اهداف گوناگون طراحي و پياده سازي مي گردند . ...

سالها تجربه موفق تکنولوژي ATM در شبکه هاي مختلف مخابراتي و تکيه صدها شرکت بزرگ دنيا در ارائه خدمات اينترنت پرسرعت مانند ADSL بر اساس اين تکنولوژي، شرک ...

مقدمه آنچه از گذشته عملکرد شبکه‌هاي مخابراتي قديمي شامل شبکه‌هاي خطي يا راديويي ، آنالوگ يا ديجيتال حاصل مي‌شود، عدم جامعيت اينگونه شبکه‌ها را در ارائ ...

طرفداران سريال تلويزيوني پيشتازان فضا Star Trek علاقه فراواني به درک چگونگي تله پورت دارند. در اين سريال هنرپيشگان فيلم پس از قرار گرفتن در نقطه اي از ...

دانلود نسخه PDF - شبکه هاي انتقال