در اتاقهای تجهیزات اپراتور، ردیفهایی از چراغهای نشانگر دستگاه OLT بهصورت ریتمیک چشمک میزنند، در حالی که در داخل کابینهای ضعیف-منازل و مشاغل در فاصله بیست کیلومتری، دستگاهی که تبدیل فیبر نوری، مسیریابی و سوئیچینگ، پوشش بیسیم، انتقال صدا و توزیع سیگنال تلویزیونی را ادغام میکند، بیصدا کار میکند و باند مورد نیاز شبکه را به گیگا بیت تقسیم میکند.
مهندس لی، ناظر فنی در یک اپراتور باند پهن در شنژن، هر هفته دهها دستگاه از این دست را مدیریت میکند. او با اشاره به یک دستگاه مستطیل شکل سفید می گوید:
"مودم نوری امروزی کاملاً با آنچه که پنج سال پیش بود متفاوت است. قبلاً، فقط یک جعبه تبدیل "اپتیکال-به{2}}الکتریکی" ساده بود. اکنون به این یکی-ورودی فیبر نوری نگاه کنید، که همزمان اتصالات سیمی گیگابیتی، تلویزیون با کیفیت بالا، تلویزیون بیسیم، وای- وای فای، وای-رایگان، وای-رایانهای، وای-رایانهای را مشاهده کنید. تمام مشکلات دسترسی را حل می کند."
01 Technical Fusion: ترکیب اصلی XPON ONU مدرن
شبکه های دسترسی فیبر نوری در حال تغییر عمیقی از یکپارچه سازی-منفرد به چند{1}}خدماتی هستند. در روزهای اولیه استقرار فیبر-به--خانه (FTTH)، کاربران اغلب با مجموعهای از دستگاهها مواجه بودند: مودمهای نوری، روترها، دروازههای تلفن و مبدلهای سیگنال تلویزیون.
این دستگاه ها نه تنها فضا را اشغال کردند بلکه پیچیدگی نصب و نقاط بالقوه خرابی را نیز افزایش دادند. ظهور XPON ONU چند منظوره این نقطه درد را برطرف می کند.
XPON یک اصطلاح جمعی برای GPON و EPON است. GPON، بر اساس سری استانداردهای ITU-T G.984، قابلیتهای انتقال نامتقارن 2.5 گیگابیت بر ثانیه در پایین دست و 1.25 گیگابیت در ثانیه در بالادست را ارائه میکند که از نسبت تقسیم تا 1:128 و شعاع پوشش 20 کیلومتری پشتیبانی میکند.
این فناوری پایه پهنای باند کافی برای ONU های چند منظوره را فراهم می کند و آنها را قادر می سازد تا به طور همزمان سرویس های مختلفی مانند-اینترنت پرسرعت، ویدیو-با کیفیت بالا و ارتباطات صوتی را حمل کنند.
ONU های یکپارچه، مجهز به 4 پورت اترنت گیگابیتی، 2 رابط تلفن سنتی، خروجی CATV RF و عملکرد بی سیم WiFi5، به فرم ترمینال ترجیحی برای اپراتورهایی تبدیل شده اند که خدمات "سه-بازی" را تبلیغ می کنند.
02 مروری کامل بر مشخصات دستگاه: نقشه سخت افزاری XPON ONU چند منظوره
برای درک چگونگی عملکرد چنین دستگاه چند منظوره، ابتدا لازم است که معماری سخت افزاری و پیکربندی رابط آن را تجزیه و تحلیل کنیم. معمولیقابلمه های 4GE CATV WiFi5 ONUیک راهحل چیپست بسیار یکپارچه را اتخاذ میکند که چندین ماژول کاربردی را در یک شاسی جمعوجور جای میدهد.
پنل پشتی دستگاه معمولاً شامل رابط های کلیدی زیر است: یک پورت ورودی فیبر نوری SC/APC با استفاده از فناوری تقسیم طول موج چندگانه (WDM). چهار پورت اترنت سنجش خودکار 10/100/1000M. دو رابط تلفن RJ11؛ یک پورت خروجی CATV RF (اتصال نوع F-).
از دیدگاه معماری داخلی، هسته دستگاه تراشه کنترل اصلی است که مسئول تبدیل پروتکل، پردازش بسته ها و مدیریت سیستم است. ماژول GPON با رعایت استانداردهای ITU-T G.984.x از-به-تبدیل نوری و-برقی پروتکل پردازش میکند.
چهار پورت اترنت گیگابیتی از طریق یک تراشه سوئیچ متصل می شوند و از عملکردهای لایه 2 مانند پارتیشن بندی VLAN، جداسازی پورت و کنترل ترافیک پشتیبانی می کنند. ماژول صوتی رابط های POTS را فراهم می کند که از پروتکل های SIP یا MGCP برای تبدیل سیگنال های صوتی IP به سیگنال های تلفن آنالوگ پشتیبانی می کند.
ماژول CATV سیگنال های تلویزیونی را در طول موج 1550 نانومتر از طریق یک آشکارساز نوری مستقل دریافت می کند، که سپس تقویت شده و قبل از خروجی به عنوان سیگنال RF فیلتر می شود. ماژول WiFi5 بر اساس استاندارد 802.11ac پوشش بی سیم را در باند فرکانسی 5 گیگاهرتز فراهم می کند.
این ماژول ها برای دستیابی به یک طراحی بسیار یکپارچه از یک-ورودی فیبر و خروجی چند{1}}خدماتی هماهنگ کار می کنند.
03 هنر تخصیص پهنای باند: مکانیزم حمل هوشمند برای چهار نوع خدمات
بزرگترین چالش برای ONU های چند منظوره این است که چگونه به طور منطقی پهنای باند محدود آپلینک را برای اطمینان از کیفیت خدمات برای انواع مختلف ترافیک تخصیص دهیم. اینجاست که فناوری تخصیص پهنای باند پویا (DBA) وارد عمل می شود.
در سیستمهای GPON، جهت پاییندست از یک روش پخش استفاده میکند، که در آن دادههای ارسال شده توسط OLT توسط همه ONUها دریافت میشود، اما فقط ONU مطابق با LLID آن را پردازش میکند. جهت بالادست از دسترسی چندگانه تقسیم زمانی (TDMA) استفاده می کند، که هر ONU داده ها را در یک پنجره زمانی تعیین شده ارسال می کند.
ONU های چند منظوره کیفیت خدمات را برای ترافیک حیاتی از طریق طبقه بندی جریان ترافیک و برچسب گذاری اولویت تضمین می کنند. این دستگاه معمولاً ترافیک را به چندین سطح اولویت ثابت طبقهبندی میکند: ترافیک صوتی از بالاترین اولویت برخوردار است، پس از آن جریانهای ویدیویی CATV، سپس دادههای اینترنتی و در نهایت سیگنالهای مدیریتی قرار دارند.
به طور خاص در مورد تخصیص پهنای باند، حتی زمانی که از کل پهنای باند Uplink به طور کامل استفاده می شود، سیستم حداقل 64Kbps کانال اختصاصی را برای ترافیک صوتی ذخیره می کند و اطمینان می دهد که تماس ها تحت تأثیر بارگیری داده ها قرار نمی گیرند. ترافیک ویدیو از طریق فناوری چندپخشی و IGMP Snooping بهینه شده است تا از اشغال پهنای باند uplink از محتوای یکسان کپی های متعدد جلوگیری شود.
ماژول بی سیم WiFi5، به عنوان توسعه شبکه سیمی، از اصول اولویت در برنامه ریزی داخلی خود نیز پیروی می کند. فناوری MU-MIMO استاندارد 802.11ac به ONU اجازه میدهد تا دادهها را به چندین مشتری بیسیم به طور همزمان ارسال کند و استفاده از طیف بیسیم را بهبود بخشد.
04 بررسی سناریوهای کاربردی: پوشش جامع از خانه ها تا شرکت های کوچک و خرد
طراحی چنین ONU های چند منظوره طیف وسیعی از سناریوهای کاربردی را در نظر می گیرد، از خانواده های معمولی گرفته تا مشاغل کوچک و مغازه ها، جایی که می توانند کاربرد خود را پیدا کنند.
در یک محیط خانگی، یک دستگاه می تواند تمام نیازهای شبکه را برآورده کند: پس از دسترسی فیبر نوری، چهار پورت اترنت گیگابیتی می توانند به ترتیب به تلویزیون هوشمند، کنسول بازی، حافظه NAS و کامپیوتر متصل شوند. شبکه بیسیم WiFi5 کل خانه را پوشش میدهد و از چندین گوشی هوشمند و تبلت برای دسترسی روان به اینترنت به طور همزمان پشتیبانی میکند. خروجی CATV برای تماشای کانال های تلویزیونی با کیفیت بالا به یک دستگاه تلویزیون-باکس بالایی متصل می شود. دو رابط تلفن را می توان برای تلفن های ثابت و دستگاه های فکس استفاده کرد.
در سناریوهای کسب و کار کوچک، پورت های سیمی دستگاه را می توان از طریق سوئیچ ها برای اتصال بیشتر رایانه های اداری و تجهیزات شبکه گسترش داد. عملکرد VLAN به کسب و کارها اجازه می دهد مناطق شبکه را برای بخش های مختلف پارتیشن بندی کنند و جداسازی پورت امنیت شبکه داخلی را افزایش می دهد.
عملکرد صوتی یک سیستم تلفن داخلی{0}}کم هزینه برای شرکت ها فراهم می کند، در حالی که رابط CATV در مکان هایی که نیاز به دسترسی به اخبار مالی یا کانال های نظارت دارند عملی است. شبکه بی سیم WiFi5 نیازهای دفتر تلفن همراه را در منطقه اداری پوشش می دهد.
برای محیطهای چند مستاجر مانند هتلها و آپارتمانهای دانشجویی، اپراتورها میتوانند تعداد زیادی ONU را از طریق پلتفرم مدیریت از راه دور TR-069 پیکربندی کنند و فعالسازی سرویس دستهای و تشخیص خطا را فعال کنند و هزینههای عملیاتی و نگهداری را بهطور قابلتوجهی کاهش دهند.
05 ملاحظات برای انتخاب فناوری: موقعیت WiFi5 در محیط بی سیم امروزی
همانطور که WiFi6 و حتی WiFi7 به تدریج محبوب می شوند، انتخاب مداوم ماژول های WiFi5 در ONU های چند منظوره بر اساس موقعیت یابی عملی محصول و ملاحظات بازار است.
WiFi5، بر اساس استاندارد 802.11ac، بر باند فرکانسی 5 گیگاهرتز تمرکز می کند و از طریق مدولاسیون 256-QAM به سرعت تئوری تا 3.5 گیگابیت بر ثانیه و حداکثر عرض کانال 160 مگاهرتز دست می یابد. برای اکثر سناریوهای کاربردی خانگی، این عملکرد در حال حاضر کافی است.
در مقایسه با WiFi6، بزرگترین کاستی WiFi5 فقدان فناوری OFDMA و پشتیبانی جامع از هر دو uplink و downlink MU-MIMO است، به این معنی که بازده شبکه و عملکرد تأخیر شبکه WiFi5 زمانی که چندین دستگاه به طور همزمان متصل میشوند، پایینتر از WiFi6 است.
ادغام WiFi5 در ONUهای چند منظوره یک انتخاب تعادل عملکردی-هزینه است. برای خرید اپراتورهای{3}}حساس-در مقیاس بزرگ، بلوغ و کارایی{5}}هزینه ماژولهای WiFi5 همچنان جذاب است.
در استقرار واقعی، عملکرد بی سیم چنین ONU ها اغلب به عنوان "پوشش اولیه" قرار می گیرد. اگر کاربران تقاضای بی سیم بالاتری داشته باشند، می توانند روترهای WiFi6 یا Mesh حرفه ای بیشتری را از طریق درگاه های اترنت متصل کنند. این طراحی لایه ای هزینه های ترمینال را کنترل می کند و در عین حال انعطاف پذیری را برای ارتقاء شبکه حفظ می کند.
شایان ذکر است که برخی از ONUهای پیشرفته شروع به ادغام ماژولهای WiFi6 کردهاند، اما با قیمتهای بالاتر. با کاهش هزینه های تراشه WiFi6 در آینده، انتظار می رود که ONU های چند منظوره بیشتری استانداردهای بی سیم خود را ارتقا دهند.
با رواج مداوم دسترسی فیبر نوری، این XPON ONU چند منظوره بی سر و صدا در حال تغییر شکل تجهیزات پایانه اپراتور است. در انبارهای اپراتورهای مخابراتی، مودمهای نوری مدلهای مختلف بهخوبی روی هم چیده شدهاند، در حالی که دستگاههای یکپارچه ترکیبی از 4GE، CATV، POTS و WiFi5 فضای بیشتری را اشغال میکنند.
این دستگاهها نه تنها تبلور فناوری هستند، بلکه تجسم استراتژیهای کسبوکار هستند-اپراتورها چندین سرویس را برای کاربران از طریق یک پایانه قفل میکنند، در حالی که کاربران از راحتی یک راهحل-یک توقف لذت میبرند.
