بلاگ

نیاز به سرعت انتقال داده‌ها در مسافت‌های گوناگون سبب شده تا تعداد بیشماری از کاربران به راه‌حل‌های فیبر نوری روی بیاورند. ترنسیورهای +40G QSFP برای انتقال داده‌ها با سرعت 40 گیگابیت بر ثانیه طراحی شده‌اند. این ماژول‌ها از کارایی بالایی برخوردارند و در کاربردهایی نظیر ارتباطات بین سرورها، سوییچ‌ها، و روترها در دیتاسنترهای بزرگ استفاده می‌شوند. +40G QSFP با قابلیت پشتیبانی از انتقال داده‌های پرسرعت، به ویژه در مراکزی که نیاز به پهنای باند بالایی دارند، بسیار مناسب است. به عنوان دو راه‌حل غالب ترنسیورهای فیبر نوری (ماژول فیبر نوری) +40G QSFP و کابل‌های 40G DAC/AOC در هنگام پیاده‌سازی 40GbE مورد علاقه کاربران است. این مقاله به فرستنده-گیرنده‌ی فیبر نوری 40G DAC/AOC می‌پردازد.

ماژول فیبر نوری 40G QSFP+ DAC Basics

ماژول فیبر نوری 40G QSFP+ DAC مخفف عبارت 40G QSFP+ direct attach copper cable می‌باشد. ماژول فیبر نوری 40G QSFP+ DAC دارای یک کابل twinax با سرعت بالا است که در انتهای دو سر آن ماژول +QSFP قرار دارد. استفاده اصلی کابل‌های DAC برای اتصالات داخلی است که معمولاً شامل سوئیچ‌ها، روترها و سرورها می‌شود. حداکثر طول کابل‌ها ۱۵متر می‌باشد که می‌تواند نیازهای data centerهای نوظهور و برنامه‌های محاسباتی با عملکرد بالا را برای مسافت‌های کوتاه برآورده کند؛ به همین علت است که ترنسیورهای فیبر نوری 40G QSFP+ DAC به طور گسترده درdata centerها و بخصوص در صنعت شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کابل‌های 40G DAC را می‌توان بر اساس استانداردهای مختلف به انواع متفاوتی طبقه‌بندی نمود. باتوجه به ساختار داخلی، تقسیم‌بندی کابل‌های G QSFP+ direct attach copper 40 به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود: QSFP+ passive DAC  و QSFP+ active DAC. تفاوت برجسته بین این دو در این است که آیا شامل مدارهای الکترونیکی برای تقویت سیگنال هستند یا خیر. QSFP+ passive DAC که فاقد الکترونیک هستند، نیازی به برق برای مدارهای داخلی ندارند و هیچ برقی مصرف نمی‌کنند یا گرما تولید نمی‌کنند، در حالی که QSFP+ active DAC که دارای الکترونیک داخلی هستند، برای کارکرد مدارهای داخلی به برق نیاز دارند و می‌توانند مسافت‌های بیشتری را پوشش دهند.

علاوه بر این، کابل‌های 40G QSFP+ direct attach copper بر اساس نوع کانکتورهای هر دو انتها به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند QSFP+ to QSFP+ DAC و +QSFP+ to 4 SFP

مزایا و معایب کابل‌های DAC (Direct Attach Copper)

مزایا:

1. مقرون به صرفه: کابل‌های DAC اغلب از نظر هزینه مقرون به صرفه تر از کابل‌های AOC هستند.
2. مصرف انرژی کمتر: چون نیاز به تقویت کننده‌های نوری ندارند، مصرف انرژی کمتری دارند.
3. سازگاری بالا: به دلیل استفاده از فناوری مس، با بسیاری از تجهیزات موجود سازگار هستند.
4. تاخیر کمتر: کابل‌های مسی معمولاً تاخیر کمتری نسبت به کابل‌های نوری دارند.

معایب:

1. محدودیت طول: طول کابل‌های DAC معمولاً به 7 متر یا کمتر محدود می‌شود، که برای برخی کاربردها محدود کننده است.
2. وزن و انعطاف‌پذیری: این کابل‌ها معمولاً سنگین‌تر و کم انعطاف‌تر از کابل‌های نوری هستند.
3. امکان تداخل الکترومغناطیسی: کابل‌های مسی ممکن است تحت تأثیر تداخل الکترومغناطیسی قرار بگیرند، که می‌تواند کیفیت سیگنال را کاهش دهد.

ماژول فیبر نوری 40G QSFP+ AOC Basics

کابل‌های AOC که برای data centers و برنامه‌های محاسباتی با عملکرد بالا اختراع شده‌اند، به دلیل پایداری و انعطاف‌پذیری بیشتر، تا حدی جایگزین فناوری مسی شده‌اند. کابل نوری فعال (Active optical cable) را می‌توان به عنوان یک کابل فیبر نوری تعریف کرد که در دو انتهای این کابل ماژول فیبر نوری قرار دارد. این کابل از تبدیل داده‌های الکتریکی به نوری در انتهای کابل‌ها برای بهبود عملکرد سرعت و فاصله کابل بدون از دست دادن سازگاری با رابط‌های الکتریکی استاندارد استفاده می‌کند.

در حال حاضر، انواع مختلفی از کابل‌های QSFP+ AOC برای کاربردهای 40G در بازار عرضه شده‌اند، مانند 40GQSFP+ to QSFP+ AOC، 40G QSFP+ to 4 SFP+ breakout AOC و 40G QSFP+ to 8 LC breakout AOC. آن‌ها معمولاً برای ارتباطات داده‌ای short-range multi-lane و کاربردهای اتصال بین دو دستگاه استفاده می‌شوند، مانند اتصال رک به رک، ذخیره‌سازی، هاب‌ها، سوئیچ‌ها، روترها، سرورها و... .

در حالت کلی، کابل +40G QSFP دارای پنج نوع است: کابل QSFP+ to QSFP+ DAC ، کابل QSFP+ to QSFP+ AOC، کابل‌های QSFP+ to 4 SFP+ breakout DAC، کابل‌های QSFP+ to 4 SFP+ breakout AOC، و کابل‌های  40G QSFP+ to 8 LC breakout AOC. جدول زیر برخی از عواملی را که ممکن است به شما در تمایز بین DAC ،AOC و دو ترنسیور با کابل‌کشی ساختاریافته کمک کند، به طور خلاصه آمده است.

مزایا و معایب کابل‌های AOC (Active Optical Cable)

مزایا:

1. طول بیشتر: کابل‌های AOC می‌توانند مسافت بیشتری را پوشش دهند (تا چند ده متر)، که آنها را برای ارتباطات بلندتر مناسب می‌کند.
2. وزن کمتر و انعطاف‌پذیری بیشتر: کابل‌های نوری سبک‌تر و انعطاف‌پذیری بالایی نسبت به کابل‌های مسی دارند.
3. عدم تداخل الکترومغناطیسی: کابل‌های نوری تحت تأثیر تداخل الکترومغناطیسی قرار نمی‌گیرند، بنابراین سیگنال‌ها با کیفیت بالاتری را انتقال می‌دهند.

معایب:

1. هزینه بالاتر: کابل‌های AOC معمولاً گران‌تر از کابل‌های DAC هستند.
2. مصرف انرژی بیشتر: به دلیل وجود تقویت کننده‌های نوری، مصرف انرژی بیشتری دارند.
3. پیچیدگی بیشتر: نصب و نگهداری کابل‌های نوری ممکن است نیاز به دانش تخصصی‌تری داشته باشد.

انتخاب بین کابل‌های DAC و AOC بستگی به نیازهای خاص شبکه و دیتاسنتر دارد. اگر هزینه و مصرف انرژی اولویت دارند و طول کابل مورد نیاز کم است، کابل‌های DAC گزینه مناسبی هستند. اما اگر طول بیشتر و کیفیت بالاتر سیگنال اهمیت دارد، کابل‌های AOC می‌توانند انتخاب بهتری باشند.

سوالات متداول در مورد ماژول‌های فیبر نوری +40G QSFP

سوال 1: کدام ماژول‌ فیبر نوری +40G QSFP را می‌توان برای 4x10G استفاده کرد؟

ماژول‌های فیبر نوری 40G BASE-SR4، 40G BASE-CSR4، 40G BASE-PLR4  و 40GBASE-PLRL4 همگی از فناوری موازی با 4lanes در هر جهت استفاده می‌کنند. این ترنسیورهای 40G می‌توانند به 4x10G تقسیم شوند.

سوال 2: برای ماژول‌های فیبر نوری PLRL4 و PLR4 به چه نوع کابلی نیاز است؟

ماژول‌های PLR4 و PLRL4 از کابل‌های MTP-12 سینگل مود با کانکتورهای MTP-12 APC (کانکتور زاویه‌دار پالیش شده) استفاده می‌کنند.

سوال 3: QSFP+ DAC ، QSFP+ AOC و +QSFP کدام را انتخاب کنیم؟

موثرترین راه برای تصمیم‌گیری این است که فاصله انتقال را در نظر بگیرید. زمانی که فاصله انتقال داده کمتر از ۱۵ متر باشد، استفاده از کابل مسی passive QSFP+ قابل اعتماد و به‌صرفه‌ترین راه حل است. اما زمانی که فاصله ارتباط 40G بین ۱۵ متر و ۱۰۰ متر باشد، توصیه می‌شود از کابل AOC با حداکثر فاصله انتقال بیشتر استفاده کنید. اگر فاصله ارتباط بیش از ۱۰۰ متر باشد، می‌توانید از ماژول فیبر نوری 40G BASE-SR4 را همراه با کابل فیبر نوری OM3 برای مسافت‌های بالای ۱۰۰ متر یا OM4 برای مسافت‌های بالای ۱۵۰ متر را انتخاب و یا ماژول فیبر نوری 40GBASE-LR4 را همراه با فیبر نوری سینگل مود (SMF) برای مسافت‌های طولانی‌تر انتقال داده استفاده کنید.

کاست‌های فیبر نوری بخش مهمی از سیستم مدیریت کابل‌ها هستند که عملیات نصب را سریع‌تر و پیچیدگی نگهداری و استقرار شبکه را کمتر می‌کنند. با افزایش نیازها برای استقرار شبکه‌هایی با تراکم بالا، شرکت‌های بیشتری به کابل‌های فیبر نوری در Data Centerها نیاز دارند. در این مقاله به کاست‌های فیبر نوری با تراکم بالا می‌پردازیم که بیشتر در Data Centerها استفاده می‌شوند و با کاست‌های فیبر نوری رایج در پچ پنل‌های ایرانی متفاوت است.

کاست‌های فیبر نوری اغلب برای یکپارچه‌سازی اتصال و کابل‌های فیبر نوری در ابعاد کوچک‌تر استفاده می‌شوند، و به این ترتیب دسترسی به آداپتورها و اتصال‌دهنده‌ها به راحتی فراهم می‌شود. برخی از ویژگی‌های کاست‌های فیبر نوری به یکدیگر مشابه هستند اما تفاوت‌هایی هم دارند. عمدتا سه دسته اصلی از کاست‌های فیبر نوری با تراکم بالا وجود دارد: سری FHD ، سری FHU و سری FHZ.

به عنوان مثال سری FHD و FHZ دارای کانکتورهای LC pre-terminated هستند که استقرار سریع و آسان در شبکه‌ها با تراکم بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند، ورودی آن‌ها کانکتور MTP/MPO است (جهت آشنایی با کابل‌های MTP/MPO می‌توانید مقاله کابل فیبر نوری MTP®/MPO نوع B: بررسی اجمالی و کاربردها را مطالعه کنید) همچنین به منظور بهره‌وری مناسب از فضای رک و انعطاف در طراحی کمک می‌کند. در صورتی که کاست‌های فیبر نوری سری FHD شامل آداپتورهای SC یا MDC نیز هستند. اما کاست‌های فیبر نوری سری FHU برای جایگذاری در یک رک با عرض 19 اینچ طراحی شده‌اند که به 96 اتصال فیبر نوری در یک واحد رک (1U) اجازه می‌دهند؛ بدون نیاز به زیرساخت‌های اضافی، ایده‌آل برای شبکه‌های 40G/100G می‌باشند.

تمامی این کاست‌های فیبر نوری با مجموعه‌‌ای از کابل‌های فیبر نوری با تراکم بالا (MTP/MPO) به‌ یکدیگر متصل می‌شوند تا اتصال سریع Data Center فراهم شود. علاوه بر این، آن‌ها برای ایجاد زیرساخت‌ها و برنامه‌های شرکتی نیز مناسب هستند.

ویژگی کاست فیبر نوری با تراکم بالا

سازگاری بالا:

سازگاری بالا بین دستگاه‌های شبکه معمولاً نقش اساسی در استقرار شبکه‌ها دارند. کاست‌های فیبر نوری در حالت‌های سینگل مود OS2 و مالتی مود OM3/OM4 قابل دسترس می‌باشند، که می‌توانند گزینه‌های متنوعی را برای کاربردهای مختلف فراهم کنند. علاوه بر این، کاست‌ها با همه انواع پنل‌های فیبر نوری FHD سازگار می‌باشند، که به کاربران امکان ایجاد اتصال به شبکه با عملکرد بالا با دستگاه‌های موجود را می‌دهد. این قابلیت، اطمینان از ایجاد اتصالات پایدار و با کیفیت در شبکه‌های مختلف را به کاربران می‌دهد.

میزان افت:

وقتی به میزان افت دستگاه‌های شبکه می‌پردازیم، بهترین حالت آن این است که افت حداقلی داشته باشد و کاست‌های فیبر نوری میزان افت کمتری دارند. به عنوان مثال، میزان افت کاست‌های فیبر نوری FHD حدود 0.35 دسی‌بل است، که امکان انتقال در فواصل طولانی با عملکرد بهتر را فراهم می‌کند.

سیستم کد گذاری رنگ :

افزایش تعداد کابل‌ها در شبکه باعث مشکلاتی در شناسایی کابل‌های مختلف می‌شود، که بر این اساس مدیریت و نگهداری کابل‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. استفاده از یک سیستم کد گذاری رنگ‌بندی ضروری است تا پیچیدگی مدیریت کابل را ساده‌تر کند. کاست‌های فیبر نوری از مجموعه‌ای از طرح‌های شناسایی رنگی بر اساس استاندارد TIA-598-D پیروی می‌کند، که می‌تواند به مشتریان و اپراتورهای شبکه گزینه‌های بهتری برای مدیریت کابل را بدهد.

کد گذاری رنگ‌ها

اتصال و نصب سریع :

اتصال و نصب سریع یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های برجسته کاست‌ فیبر نوری است که می‌توانند پیچیدگی مدیریت کابل را ساده‌تر کنند، از این رو زمان نصب را کاهش داده و هزینه‌های نیروی کار را صرفه‌جویی نماید. کاست‌های فیبر نوری با ماژول‌های Plug-N-Play تجهیز شده‌اند که امکان نصب سریع اتصالات فیبر نوری چندگانه را فراهم می‌کنند. علاوه بر این، کاست‌های فیبر نوری اجازه نصب با کلیپ بدون نیاز به ابزار را نیز می‌دهند که 90% سریع‌تر از نصب میدانی ترمینال می‌باشد. بنابراین، با این نوع از کاست‌های فیبر نوری می‌توان به راحتی نصب سریع شبکه و افزایش قابل اطمینان را به‌دست آورد.

راه‌حل‌ چند منظوره:

برای برآورده کردن نیازهای مختلف کاربران انواع مختلفی از تنظیمات polarity در کاست‌های فیبر نوری فراهم شده است، که برای تمامی روش‌های اتصال موجود است. همانطور که می‌دانیم، عدم تطابق بین ترنسیور‌ها ممکن است منجر به مشکلاتی مانند قطع اتصال شود. بنابراین، اطمینان از اینکه فرستنده در یک سر متناظر با گیرنده متناظر در سر دیگر هنگام اتصال و نصب شبکه مطابقت داشته باشد، امری حیاتی است. کاست‌های فیبری نوری با راه‌حل‌های چندمنظوره می‌توانند به شرکت‌ها کمک کنند تا مدیریت و بهینه‌سازی اتصالات شبکه را به خوبی انجام دهند.

کاست‌های فیبر نوری با سازگاری بالا، Low Insertion Loss  و نصب سریع، می‌توانند به اپراتورهای شبکه و شرکت‌ها گزینه‌های متنوعی را برای برآورده کردن تقاضای مختلف برای استقرار شبکه با تراکم بالا و مدیریت کابل در Data Centerها ارائه دهند.

اسپلیتر فیبر نوری (Fiber Optic Splitter) یکی از اجزای پسیو فیبر نوری است که می‌تواند سیگنال‌های نوری ورودی را به دو یا چند سیگنال نوری تقسیم نماید. اسپلیترهای فیبر نوری براساس عملکرد و فناوری ساخت به دو گروه اسپلیتر FBT (fused biconical taper splitter) و (planar lightwave circuit splitter) PLC تقسیم می‌شوند. این دو اسپلیتر فیبر نوری تفاوت‌های زیادی دارند که ممکن است متخصصین را دچار گمراهی کند در این مقاله مهم‌ترین تفاوت‌های این دو اسپلیتر آورده شده است.

اسپلیتر فیبر نوری PLC چیست؟

اسپلیتر فیبر نوری PLC از سه جزء اصلی Wafer ،Cheap ،Fiver array تشکیل شده است. به این صورت که تارهای فیبر نوری داخل Wafer قرار گرفته و به Fiber array تبدیل می‌شود و Fiber array می‌تواند 1 تا 128 رشته فیبر نوری داشته باشد. تارهای فیبر نوری داخل یک چیپ قرار می‌گیرد. این چیپ‌ها با تکنولوژی هدایت موج ساخته شده‌اند؛ هر چیپ اسپلیتر دارای چند ورودی و چند خروجی می‌باشد که Fiber array متناسب انتخاب می‌شود. به مثال زیر دقت کنید:

اگر چیپی دارای دو ورودی و چهار خروجی باشد، Fiber array با دو رشته فیبر نوری برای ورودی و از Fiber array با 4 خروجی چیپ استفاده می‌شود، سپس این قسمت‌ها به یک دیگر متصل شده و اسپلیتر کامل می‌شود. اسپلیترهای فیبر نوری PLC در انواع و نسبت‌های تقسیم سیگنال نوری چون 1:4، 1:8، 1:16، 1:32، 1:64 و... در بازار موجود است. 

انواع اسپلیترهای PLC فیبر نوری:

• اسپلیتر قلمی فیبر نوری
• اسپلیتر باکس فیبر نوری
• اسپلیتر رکمونت (Rack Mount) فیبر نوری
• اسپلیتر کاستی فیبر نوری

ویژگی‌های اسپلیتر فیبر نوری PLC:

1. مناسب برای انواع طول موج‌ها (1260nm تا 1650nm)
2. نسبت‌های تقسیم کننده یکسان برای تمام شاخه‌ها
3. پیکربندی فشرده، اندازه کوچک، اشغال فضای کمتر

اسپلیتر فیبر نوری FBT چیست؟

اسپلیتر فیبر نوری FBT بر پایه‌ی فناوری Traditional است؛ به این صورت که چندین فیبر نوری با طول یکسان را ذوب نموده و با یکدیگر ادغام می‌کنند. همانطور که می‌دانید تارهای فیبر نوری ذوب شده از شکنندگی بالایی برخوردار است به همین علت آن‌ها توسط یک لوله شیشه‌ای که از رزین اپوکسی و پودر سیلیسیا ساخته شده‌اند محافظت می‌کنند. پس از آن یک لوله فولادی ضد زنگ، لوله شیشه‌ای را می‌پوشاند. با توسعه فناوری کیفیت اسپلیترهای FBT به طور قابل توجهی بهبود یافت و آن را به یک راه حل مقرون به صرفه تبدیل نمود.

ویژگی‌های اسپلیتر فیبر نوری FBT

1. اسپلیتر فیبر نوری FBT از موادی ساخته شده است که به راحتی در دسترس و ارزان قیمت هستند.
2. نسبت‌های تقسیم کننده‌های فیبر نوری را می‌توان سفارشی نمود. یعنی نسبت عبور لیزر از خروجی‌ها می‌توانند متفاوت باشد.

معایب اسپلیتر فیبر نوری FBT

1. محدود به طول موج‌های 850nm، 1310nm و 1550nm
2. حداکثر میزان افت نسبت به تقسیم سیگنال نوری متفاوت است به عنوان مثال برای تقسیم سیگنال نوری 1:8 افت سیگنال به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد.
3. از آنجایی که نمی‌توان یک نسبت برابر و دقیق را تضمین نمود، این نسبت بر روی فاصله انتقال داده‌ها هم تاثیر می‌گذارد.
4. در دمای بالا بسیار آسیب پذیر است

تفاوت اسپلیتر فیبر نوری FBT و PLC

طول موج عملیاتی (Operating Wavelength)

همانطور که در بالا اشاره کردیم اسپلیتر فیبر نوری FBT تنها از سه طول موج 850nm، 1310nm و 1550nm پشتیبانی می‌کند که این امر موجب ناتوانی این اسپلیتر با سایر طول موج‌ها می‌باشد. در حالی که اسپلیتر فیبر نوری PLC از طول موج‌های 1260nm تا 1650nm  پشتیبانی می‌کند. محدوده قابل تنظیم طول موج‌ها باعث می‌شود تا اسپلیتر فیبر نوری PLC در بیشتر شبکه‌ها کاربرد داشته باشد.

نسبت تقسیم (Splitting Ratio)

نسبت تقسیم توسط ورودی‌ها و خروجی‌های یک اسپلیتر فیبر نوری تعیین می‌شود. نسبت تقسیم بیشینه تقسیم‌کننده FBT تا 1:32 است، که به این معنی است که یک یا دو ورودی می‌توانند به حداکثر 32 فیبر در یک زمان تقسیم شوند. با این حال، نسبت تقسیم اسپلیتر فیبر نوری PLC تا 1:64 است - یک یا دو ورودی با حداکثر 64 فیبر خروجی. علاوه بر این، تقسیم‌کننده FBT (اسپلیتر فیبر نوری FBT) قابل سفارشی‌سازی است و انواع ویژه شامل 1:3، 1:7، 1:11 و غیره وجود دارد. اما تقسیم‌کننده PLC غیرقابل سفارشی‌سازی است و تنها نسخه‌های استاندارد مانند 1:2، 1:4، 1:8، 1:16، 1:32 و... دارد.

تقسیم یکنواخت (Splitting Uniformity)

سیگنال‌هایی که توسط تقسیم‌کننده‌های FBT پردازش می‌شود به دلیل عدم مدیریت مناسب سیگنال‌ها، نمی‌تواند آن‌ها را به طور مساوی تقسیم کند بنابراین ممکن است فاصله انتقال آن تحت تأثیر قرار گیرد. اما تقسیم‌کننده PLC می‌تواند نسبت‌های تقسیم را به طور مساوی برای تمامی شاخه‌ها پشتیبانی کند در این صورت انتقال نوری پایدارتری تضمین می‌شود.

میزان خرابی (Failure Rate)

Splitter FBT اغلب برای شبکه‌هایی استفاده می‌شود که نیاز به پیکربندی تقسیم‌کننده کمتر از 4 دارند. هر چه تقسیم بزرگتر باشد، نرخ خرابی (failure rate) بیشتر می‌شود. زمانی که نسبت تقسیم آن بیش از 1:8 باشد، خطاهای بیشتری رخ خواهد داد و نرخ خرابی بیشتری ایجاد خواهد شد. بنابراین، تقسیم‌کننده FBT بیشتر محدود به تعداد تقسیم در یک اتصال است. اما نرخ خرابی (failure rate) تقسیم‌کننده PLC بسیار کمتر است.

افت سیگنال فیبر نوری در اثر دما (Temperature-Dependent Loss)

در برخی مناطق دما یک عامل موثر در افت توان عناصر فیبر نوری است. اسپلیتر FBT در دمای 5- تا 75 درجه سانتیگراد به طور پایدار عمل می‌کند در حالی که اسپلیتر PLC در محدوده دمای 40- تا 85 درجه سانتیگراد عملکرد قابل قبولی را در مناطق با آب و هوای سخت فراهم می‌کند.

سایز اسپلیتر

اسپلیترهای FBT به طور معمول دارای طراحی بزرگتر و حجیم‌تر نسبت به اسپلیترهای PLC است. آنها به فضای بیشتری نیاز دارند و برای شبکه‌هایی که اندازه یک عامل محدود کننده نیست مناسب‌تر هستند. تقسیم‌کننده‌های PLC با داشتن یک فرم فشرده می‌توانند در باکس‌های کوچک استفاده شوند و در شبکه‌ها با فضای محدود بهتر عمل می‌کنند، از جمله درون پچ پنل‌ها یا TBها.

از نظر شکل ظاهری اسپلیترهای فیبر نوری FBT و PLC به یک دیگر شباهت بسیاری دارند اما از نظر فناوری به کار رفته بسیار متفاوت هستند. در سال‌های اخیر با معرفی تقسیم کننده‌های فیبر نوری PLC گام بسیار مهمی در شبکه‌ی پسیو فیبر نوری برداشته شده است. این اسپلیتر فیبر نوری جایگزین اسپلیتر FBT شد. اگر نیاز به تعداد تقسیم سیگنال نوری بالا، میزان افت کم (low insertion loss) و ابعاد کوچکتر داشته باشید اسپلیترهای فیبر نوری PLC بهترین گزینه هستند. اما اگر بخواهید توان خروجی اسپلیترها یکسان نباشد مثلا نسبت %75 به %25 داشته باشید می‌توانید از اسپلیترهای FBT استفاده نمایید.

یکی از اجزای حیاتی عملیات GPON یک رابط کنترل مدیریت ONT است که به عنوان OMCI نیز شناخته می‌شود. این پروتکل OMCI به ارائه‌دهندگان خدمات اجازه می‌دهد تا برنامه‌ها و خدماتی را ایجاد کنند که از شبکه نوری پسیو (PON) که شامل صدا، ویدئو و داده می‌باشد استفاده کنند. مواردی مانند اینترنت و خدمات ویدئویی به دلیل ارتباط بین GPON و پروتکل OMCI امکان پذیر است.

اگر می‌خواهید در مورد جزئیات فناوری GPON و دسترسی به اینترنت فیبر نوری بیشتر بدانید؟ در ادامه این مقاله با ما همراه باشید تا به طور کامل در مورد پروتکل OMCI، ONT، ONU و OLT اطلاعات بیشتری در اختیارتان قرار دهیم.

قبل از پرداختن به پروتکل OMCI بهتر است در ابتدا با اصطلاحات زیر آشنا شوید:

حالت‌های GTC :GTC مخفف عبارت G-PON Transport Convergence  است و دو حالت انتقال داده را مورد استفاده قرار می دهد.

مد کپسوله کردن GEM : G-PON-encapsulation-mode انواع خدمات مختلف با روش‌های مختلف اقتباسی پشتیبانی می‌شوند. حالت GEM فقط توسط ترافیک کپسوله شده قابل پشتیبانی است. وقتی GTC با GEM ترکیب می‌شود، بارحامل بزرگ‌تری ارائه می‌کند، بنابراین از مدیریت چندین پروتکل مانند اترنت و TDM با استفاده از بایت‌های  سربار پشتیبانی می‌کند.

حالت انتقال ناهمزمان (ATM)

انواع پیام‌های کنترل PON:

ITU-PON: دو نوع پیام کنترلی را تعریف می کند.

OMCI: رابط کنترل مدیریت ONU

PLOAM: لایه فیزیکی  OAM

مقدمه ای بر OMCI:

رابط کنترل مدیریت ONU که معمولاً به عنوان OMCI شناخته می شود اساساً مکانیزمی است که توسط OLTها برای پیکربندی، مدیریت و نظارت بر ONUها استفاده می‌شود. به عبارت دیگر، OLT با استفاده ازOMCI دستگاه ONT را کنترل می‌کند. ONT توسط OLT  و با کمک OMCI در ساختارهای زیر مدیریت می شود:

مدیریت خطا: به دلیل سرباره‌ی کمتر، ویژگی مدیریت خطا OMCI می‌تواند از خطاهای محدود پشتیبانی کرده و آنها را بر اساس آن مدیریت کند، مانند نشان‌دهنده خرابی در یک شبکه لایو و همانند DCN به عنوان شبکه حمل و نقل نوری عمل می کند.

مدیریت پیکربندی: داده ها با استفاده از ویژگی مدیریت پیکربندی، جمع آوری می‌شوند و علاوه بر این، از شناسایی/کنترل و ارسال داده ها به ONT پشتیبانی می‌کنند.

مدیریت امنیت: داده ها در پایین دست رمزگذاری می‌شوند و مدیر حتی می‌تواند این حالت رمزگذاری را روشن/خاموش کند.

مدیریت عملکرد: مدیر می‌تواند داده‌های عملکردی مانند داده‌های خدمات تاریخی و ترافیک داده را جمع‌آوری و درخواست نماید.

اهداف اصلی OMCI

پروتکل OMCI به OLT کمک می کند تا وظایف زیر را در ONT ها انجام دهد:

• رابط های شبکه کاربر را مدیریت می‌کند.
• اتصالات با ONT ها را ایجاد و حذف می کند.

پروتکل OMCI یک پروتکل ناهمزمان است زیرا به شناسایی OLT به عنوان کنترل کننده اصلی و ONT و کنترل کننده زیر مجموعه کمک می کند. پروتکل OMCI از طریق یک اتصال GEM اجرا می‌شود که در طول مقدار دهی اولیه ONT بین کنترل کننده ONT و کنترل کننده OLT ایجاد می‌شود. همان مکانیزم حمل و نقل توسط بار هم استفاده می‌شود.

OMCI  و OMCC:

بایت‌های پروتکل OMCI از طریق OMCC (کانال مدیریت و کنترل (ONU منتقل شده و از طریق GEM مدیریت می‌شوند. به عبارت دیگر OMCC  نقشی اساسی در ارتباط بین ONU و OLT ایفا می کند.

چندین ONT را می توان توسط یک OLT با استفاده از نمونه‌های پروتکل چند OMCI روی OMCC مختلف (کانال مدیریت و کنترل (ONU  مدیریت نمود.

فرآیند راه اندازی و ثبت اتصال OMCI

پس از مقداردهی اولیه، ONU یک OMCI T-CONT مجازی ایجاد می‌کند، که یک ساختار OMCC شامل یک صف OMCI می‌شود، یک مکان نگهداری برای یک ویژگیAlloc-ID  و حتی فراتر از تعریف معمول، یک T-CONT ، یک مکان نگهدار برای یک ویژگی  OMCI Port-IDست.

بخش OLT در طول فعال سازی یک پیام PLOAM به ONU می فرستد که حاوی/درخواست ONU ID است.

مجموعه ONU شناسه T-CONT را برای حمل پیام های OMCI اختصاص می‌دهد. این شناسه تخصیص باید همیشه با شناسه ONU که برای ایجاد OMCC اجباری است، یکسان باشد. در صورتی که OLT شناسه Alloc پیش‌فرض را اختصاص دهد، ONU باید این پیام را بدون انجام هیچ اقدامی تأیید کند به طوری که نباید امکان تخصیص پیش‌فرض Alloc – ID با اختصاص _ Alloc-ID وجود داشته باشد.

بخش OLT پس از تکمیل فعال‌سازی ONU همانطور که توسط ITU-UT G.984 توضیح داده شده است، شناسه پورت GEM را برای پروتکل OMCI به ONU اختصاص می‌دهد. این کار با یک پیام PLOAM port-ID پیکربندی می‌شود ONU . ویژگی پورت-ID OMCI  ساختار OMCC را بر اساس آن پیام پر می‌کند و با یک تأییدیه به OLT پاسخ می‌دهد.

چگونه ORFA TECH GPON ONU با پلتفرم OLT 3rd Party توسط OMCI کار می‌کند؟

بخش ORFA TECH GPON ONU به خوبی با پلتفرم‌های OLT شخص ثالث مانند HUAWEI MA5800 Series ، MA5600 Series، ZTE C300 یا ZTE C600  کار می‌کند. مشتریان می‌توانند پیکربندی‌هایی مانند رابط WAN، WIFI، پارامترهای VOIP را از طریق OMCI صادر کنند، که قطعا به ارائه دهنده خدمات اینترنت برای بهبود مدیریت ONU کمک می‌کند.

در این مقاله به بررسی سلسله مراتب شبکه‌ی فیبر نوری و پیچیدگی‌های لایه‌های دسترسی، تجمیع ، انتقال همچنین وظایف آن‌ها پرداخته شده است. 

لایه‌‌های شبکه انتقال نوری

لایه‌های شبکه نوری شامل لایه‌های دسترسی (access)، تجمیع (aggregation) و هسته (core) می‌باشد که یک اصول و قواعد برای انتقال داده‌های کارآمد را نشان می‌دهد.لایهٔ دسترسی (access) به عنوان نقطهٔ ورود برای کاربران نهایی و دستگاه‌ها عمل می‌کند و مدیریت اتصال و انتقال اولیه داده را انجام می‌دهد. با حرکت به سمت بالا، لایهٔ تجمیع (aggregation) ترافیک داده از نقاط دسترسی چندگانه را یکپارچه کرده و به طور موثر مدیریت می‌کند. همچنین ارتباطات ساده بین بخش‌های مختلف را تسهیل می‌کند. در بالاترین نقطه، لایه‌ی هسته (core) به عنوان لایه‌ی مرکزی و اصلی عمل می‌کند و ارتباطات با سرعت و ظرفیت بالا را بین نقاط مختلف aggregation فراهم می‌کند. این لایه تضمین می‌کند که انتقال داده‌ها سریع و قابل اطمینان باشد و در سراسر شبکه انجام شود. هر لایه نقش حیاتی در بهینه‌سازی عملکرد شبکه دارد، به‌طوری که لایه‌ی access بر روی اتصال کاربر، لایه‌ی aggregation بر روی یکپارچه سازی داده‌ها و لایه‌ی core بر روی ارتباطات قوی و با ظرفیت بالا تمرکز دارد.

نمودار سلسله مراتب شبکه‌ی فیبر نوری

لایه‌ی دسترسی (Access Layer)

لایه‌ی دسترسی (Access Layer) در شبکه‌ی انتقال نوری (Optical Transport Network) به عنوان نقطه‌ی ابتدایی تعامل بین کاربران نهایی و زیرساخت‌های نوری وسیع‌تر عمل می‌کند. این لایه در ارائه اتصالات last-mile استفاده می‌شود و به عنوان یک رابط حیاتی بین کاربران نهایی و شبکه ارتباطات فیبر نوری عمل می‌کند. با استفاده از فناوری‌های مختلفی چون PON،FTTH ،DSL ،DOCSIS ،Wi-Fi و شبکه‌های کابلی لایهٔ دسترسی اتصالات با پهنای باند و سرعت بالا را برای نیازهای متنوع کاربران فراهم می‌کند.

OLTها و ONTها نقش‌های محوری را در لایه‌ی access به عهده دارند. آن‌ها اتصالات را مدیریت کرده و اطلاعات را به‌ طور بی‌ وقفه بین دستگاه‌ها، کاربران نهایی و شبکه‌ی نوری تبادل می‌کنند. چشم‌انداز در حال تکامل لایهٔ دسترسی شامل پیشرفت‌هایی مانند تقسیم طول موج چندگانه (WDM) است که ظرفیت انتقال داده را افزایش می‌دهد و قابلیت اطمینان را در بخش اتصالات last-mile بهبود می‌بخشد. برای کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید به مقاله معرفی فناوری WDM (طول موج چند گانه) و انواع آن مراجعه کنید.

لایهٔ دسترسی انواع مختلف سرویس‌های تجاری را ارائه می‌دهد، از جمله ارتباطات پهن باند، صوتی و تصویری. این لایه امکان به اشتراک گذاری یک فیبر نوری بین چندین کاربر را از طریق فناوری‌هایی مانند GPON یا EPON را فراهم می‌کند. از قابلیت‌های مدیریت شبکهٔ لایهٔ دسترسی، اطمینان از شناسایی و رفع مشکلات به موقع است، و آن را سنگ بنای ارائه خدمات دسترسی نوری با پهنای باند بالا، ایمن و پایدار به کاربران نهایی تبدیل کرده است.

کاربرد شبکه PON

لایه‌ی تجمیع (Aggregation Layer)

لایه‌ی تجمیع (Aggregation Layer) شبکه فیبر نوری به طور استراتژیک بین لایه‌های Access و Core قرار دارد و به عنوان یک نقطه حیاتی برای بهینه سازی و مدیریت ترافیک در سیستم‌های ارتباطی فیبر نوری عمل می‌کند. لایه Aggregation وظیفه‌ی جمع آوری جریان‌های مختلف ترافیکی از نقاط دسترسی مختلف مانند زیرشبکه‌ها و ارائه‌دهندگان خدمات را دارد. همچنین از فناوری‌های پیشرفته مانند OTN استفاده می‌کند. 

OTN (شبکه‌ی انتقال نوری) مخفف عبارت Optical Transport Network است. OTN از ساختاری پیچیده و پیشرفته‌ای برخوردار است که امکان انتقال داده‌ها با سرعت بالا، قابلیت مالتی‌پلکس کردن (Multiplexing) و دیمالتی‌پلکس کردن (Demultiplexing)، امنیت بالا، و مدیریت هوشمند داده‌ها را فراهم می‌کند. عملا OTN می‌تواند با تجمیع طول موج و پهنای باند و تصحیح خطاها به علاوه برای ارسال داده‌ها با پهنای باند بالا در هزینه‌های پسیو زیر ساختی صرفه جویی هنگفتی انجام داد.

لایه‌ی مرکزی (Core Layer)

لایه هسته در معماری شبکه مهره‌ی اصلی محسوب می‌شود و ترافیک داده با حجم و سرعت بالا را مدیریت می‌کند. به منظور بهره‌وری بهینه از شبکه OTN برای انتقال داده با ظرفیت و سرعت بالا استفاده می‌شود. لایه Core به دلیل انعطاف پذیری که دارد، مکانیزم‌های پیشرفته حفاظت و بازیابی نوری را در خود جای می‌دهد تا در سطوح بالاتر دسترسی و اعتبار شبکه را تضمین کند. این لایه به گونه‌ای طراحی شده است که با در نظر گرفتن تاخیر کم (low-latency) تأخیرهای انتشار سیگنال را برای سرویس‌های real-time به حداقل ‌رساند. لایه Core دارای یک چارچوب استاندارد است که قابلیت یکپارچه سازی را تسهیل می‌کند تا انواع مختلفی از خدمات اترنت و SONET/SDH به طور یکپارچه حمل شوند.

مقیاس‌پذیری ذاتی است و لایه اصلی را قادر می‌سازد تا تقاضای رو به افزایش ظرفیت شبکه را از طریق ادغام طول موج‌های اضافی یا فناوری انتقال پیشرفته به خوبی برآورده کند. در حقیقت لایه هسته OTN به عنوان مهره اصلی عمل می‌کند که ویژگی‌های اساسی از جمله ظرفیت بالا (high capacity)، کارایی، قابلیت اطمینان (reliability)، تأخیر پایین (low latency)، تعامل‌پذیری (interoperability) و مقیاس‌پذیری (scalability) را برای زیرساخت‌های نوری فراهم می‌کند. 

محصولات سورین به کدام یک از لایه‌های شبکه انتقال نوری تعلق دارد؟

OSN500  و Metro 1000 در لایه‌ی تجمیع (Aggregation Layer) قرار دارد.

Gpon، ONU، ONT و MA5616 در لایه‌ی دسترسی (Access Layer) قرار دارد.  

در شبکه‌های نوری، داشتن درک جامع از معماری شبکه بسیار حیاتی است، از جمله تخصص در GPON، MPLS و DWDM همچنین درکی از فناوری‌های نوظهور مانند 5G و SDN.