GPON چیست | تکنولوژی هایGPON

 

رسالت مجموعه هوپیران کمک به ایجاد اقتصاد پویا و تعامل در رشد سطوح علمی در کلیه سیستم های مرتبط به فعالیت این گروه میباشد. این مقاله بر اساس رسالت مجموعه در جهت رضایت بهره برداران پروژه ها تدوین و منتشر شده است و هر گونه کپی برداری از آن بدون ذکر منابع غیر مجاز میباشد.

در این بخش، چشم‌اندازی از چگونگی واگشایی معماری‌های GPON توصیف شده در مقالات قبلی در سایت را ترسیم می‌کنیم.

توجه: ما متوجه شدیم که قابلیت‌های واگشایی GPON شامل اعطای دسترسی اپراتورها به طرف واحد تبادل هر تقسیم‌کننده است. بااین‌حال، برای انجام این کار به تمام 32 (یا 64) مشتری متصل به تقسیم‌کننده نیاز است تا به طور هم‌زمان تعویض شوند، بنابراین ما این قابلیت را در تحلیل زیر در نظر نمی‌گیریم.

1.3.3 طرح‌های واگشایی TDM PON

هنگامی‌که واگشایی TDM PON اشاره می‌کنیم، بین GPON و GPON ده گیگابیت تفاوتی قائل نمی‌شویم زیرا طرح‌های واگشایی برای هر دو یکسان است.

هنگام انتخاب طرح‌های واگشایی برای شبکه‌های TDM GPON، باید دو عامل زیر در نظر گرفته شوند:

• تعداد فیبر مورد نیاز برای اتصال هر خانه – اپراتورها می‌توانند برای هر خانه متصل یک یا چند فیبر (چند فیبر برای راه‌اندازی شبکه‌های PON موازی بسیار مؤثر است) بکار ببرند.

• محل اتصال داخلی اپراتور جایگزین و اپراتور فیبر – اتصال معمولاً می‌تواند در اداره مرکزی یا در Felxipoint واقع در میدان (در سایت تقسیم‌کننده) باشد.

ما در تمام طرح‌های انتخابی واگشایی TDM PON به‌طور ضمنی فرض می‌کنیم که واگشایی بر روی بخش پایانی فیبر انجام می‌شود زیرا این بخش تنها قسمت «غیر مشترک» فیبر است. قبل از توصیف مزایا و معایب مربوط به هر طرح، لازم است که مفاهیم مربوط به قرار دادن تقسیم‌کننده در واحد تبادل محلی یا در میدان برای هر شبکه GPON را درک کنیم.

انگیزه اصلی اپراتورهای GPON از قرار دادن تقسیم‌کننده‌ها در واحد تبادل محلی این است که دسترسی به آن‌ها راحت بوده و نیاز به هر تجهیزات دیگر در میدان را از بین می‌برند. بااین‌حال، این راه‌حل دارای چندین عیب است. با قرار دادن تقسیم‌کننده در واحد تبادل محلی، اپراتور GPON باید تعدادی فیبر را به کار ببرد که بسیار مشابه معماری PTP با معایب زیر است:

• مدیریت پیچیده فیبر در واحد تبادل محلی

• احتمال خطای انسانی در واحد تبادل محلی

• فضای مورد نیاز بیش‌تر در شبکه زیرساخت (به‌طور بالقوه کارهای عمرانی بیش‌تر)

انگیزه استفاده از راه‌حل GPON با یک تقسیم‌کننده در واحد تبادل محلی با تعداد رابط‌های موجود در واحد تبادل محلی مرتبط است (1 تقسیم‌کننده به ازای 64/32 مشتری). هم‌چنین اگر تعداد کاربران متصل به هر انشعاب GPON از 30% ظرفیت آن بیش‌تر باشد (همان‌طور که در بخش 1.3 مورد بحث قرار گرفت)، این راه‌حل از مصرف برق پایین در واحد تبادل محلی بهره می‌برد. علاوه بر این، روبه‌رو شدن با مدیریت فیبر، خطای انسانی و مسائل مربوط به فضا ممکن است از مسائل مکان‌های توزیع شده میدان جذاب‌تر باشد. براساس مشاهدات ما در آغاز بخش، چهار طرح واگشایی را در نظر خواهیم گرفت:

• طرح 1 واگشایی: سیستم‌های با یک فیبر با Felxipoint در میدان

• طرح 2 واگشایی: سیستم‌های با چند فیبر با Felxipoint در میدان

• طرح 3 واگشایی: سیستم‌های با یک فیبر با Felxipoint در واحد تبادل محلی

• طرح 4 واگشایی: سیستم‌های با چند فیبر با Felxipoint در واحد تبادل محلی

اکنون ما هر یک از این طرح‌ها را به طور دقیق‌تر مورد بحث قرار می‌دهیم.

 طرح 1 واگشایی: سیستم‌های با یک فیبر با Felxipoint در میدان

معماری واگشایی برای طرح (1) شامل اتصال خانه هر مشترک با یک فیبر و فراهم آوردن امکان دسترسی اپراتورهای مختلف از طریق یک Felxipoint (مستقر شده با تقسیم‌کننده در میدان) است. این معماری در شکل 15.3 نشان داده شد.

شکل 15.3: واگشایی TDM PON: طرح 1 منبع: Analysys Mason

 

در این پیکربندی، دسترسی به یک مشترک خاص از طریق اتصال دستی به قاب توزیع نوری «ODF» در Felxipoint به دست می‌آید. در این سناریو، ما پیش‌بینی می‌کنیم که دو سطح ODF وجود داشته باشد: یک ODF مشترک و یک ODF اختصاصی اپراتور. ODF مشترک برای اتصال بخش پایانی فیبر با مشتری بکار می‌رود و این اتصالات ثابت خواهند شد. همان‌طور که در شکل 15.3 نشان داده شده است، اتصال انعطاف‌پذیری بین ODF مشترک و ODF متعلق به اپراتور به وجود می‌آید. در زیر، مثالی از چگونگی عملکرد این معماری در واقعیت را تشریح نمودیم.

اگر یک مشتری به اپراتور 3 متصل باشد و بخواهد به اپراتور 2 منتقل شود، اپراتور 3 باید کابل رابط «Patch cord» آن از ODF مشترک (با ضربدر قرمز در شکل 15.3 نشان داده شده است) را حذف کند و اپراتور 2 باید یک کابل رابط جدید بین ODF خود و ODF مشترک نصب کند (با تیک سبز در شکل 15.3 نشان داده شده است).

یکی از مزایای این معماری این است که از محیط با چند فناوری پشتیبانی می‌کند زیرا همان‌طور که در شکل 15.3 نشان داده شد، اپراتورهای مختلف می‌توانند از فناوری‌های متفاوت (WDM PON، GPON یا PTP) استفاده کنند.

مسائل کلیدی

همان‌طور که در این مثال نشان داده شده است، روش Felxipoint بسیار کار سخت و مستعد خطای انسانی است (به عنوان مثال، خطر اتصال به درگاه اشتباه ODF). تعویض مشتری یک ورودی کلیدی برای تعداد تداخلات مورد نیاز است. در بدترین سناریو ممکن، اگر خطای اتصال رخ دهد، مشتری فعلی برای تخریب یا از دست دادن سرویس ناامید می‌شود و تعویض افزایش خواهد یافت. این فرآیند ممکن است یک چرخه تقویت منفی را با افزایش تعداد تداخلات و افزایش احتمالی تعداد خطاها در اتصالات به وجود آورد. این مشکل با پیاده‌سازی یک اتصال متقاطع نوری خودکار در Felxipoint حل می‌شود به‌طوری‌که برای تغییر تنظیمات، این اتصال می‌تواند از مرکز NOC از راه دور کنترل شود.

در طرح 1 واگشایی، یک نکته کلیدی که هنوز باید توسط اپراتورها/تنظیم‌کننده‌ها حل شود، محدوده مسئولیت است. اگر این مدل موفقیت‌آمیز باشد، ابتدا باید محدوده مسئولیت‌های بین ارائه‌دهنده فیبر و اپراتور جایگزین تعریف شود. برای مثال، مشخص نیست که چه کسی مسئول اتصال کابل رابط ODF مشترک و ODF اپراتور است.

دیگر مورد قابل بررسی برای این مدل، محل مطلوب Felxipoint است. سازمان ARCEP معتقد است که انتخاب این نقطه باید به تراکم جمعیت و نوع اقامت وابسته باشد. در واحدهای MDU بزرگ، Felxipoint کم‌تر باید در ساختمان قرار گیرد در حال که در مناطق با تراکم کمتر باید در میدان قرار گیرد. در سراسر اروپا، خانه‌های تک واحد و چند واحد بسیار متفاوتی وجود دارد که این امر به طور مستقیم بر روی مکان بهینه Felxipoint اثر می‌گذارد.

علاوه بر این، Felxipoint برای سازگاری با تمام تجهیزات همه اپراتورها از جمله اپراتورهای تازه‌وارد به فضای کافی نیاز خواهد داشت. طرح‌های مختلفی برای حفظ نقاط انعطاف‌پذیر از جمله درج آن‌ها در زیر زمین در یک حفره یا در یک کابین خیابانی اختصاصی وجود دارد. اندازه (و فضای مورد نیاز) Felxipoint تحت تأثیر نیاز به یک ODF قرار خواهد گرفت و هم‌چنین تعداد Felxipointها (و محل اقامت مناسب) مورد نیاز در کل شبکه را تعیین می‌کند. اگر تعداد Felxipointها از تعداد کابین‌های کنونی بسیار بیش‌تر یا کم‌تر باشند، چشم‌انداز شبکه مخابرات انگلستان به طور چشمگیری تغییر می‌کند.

 طرح 2 واگشایی: سیستم‌های با چند فیبر با Felxipoint در میدان

معماری طرح (2) شامل اتصال هر مشترک با چندین فیبر می‌باشد که تمام اپراتورها همیشه به تمام کاربران متصل باشند. در این طرح، یک Felxipoint در میدان در مکان تقسیم‌کننده نصب خواهد شد. این معماری در شکل 16.3 نشان داده شده است.

شکل 16.3: واگشایی TDM PON: طرح 2 منبع: Analysys Mason

 

در طرح (2)، مزیت کلیدی این است که هنگامی‌که تمام اپراتورها تقسیم‌کننده‌های خود را نصب کرده و به فیبر مناسب متصل شوند، نیازی به مداخله دستی در تعیین Felxipoint وجود ندارد زیرا تمام اپراتورها به تمام مشترکین تحت سرویس آن Felxipoint متصل خواهند بود. هر بار که مشتری یک سرویس جدید را ثبت می‌کند، اپراتور باید برای متصل شدن به اتصال فیبر مناسب در خانه با ONT مناسب تنظیم شود. لازم به ذکر است که برخی از اپراتورها در این سناریو به Felxipoint به عنوان «یک نقطه مدیریت فیبر» اشاره می‌کنند اما در باقی گزارش، ما بین Felxipoint «flexibility point» و نقطه مدیریت فیبر «fiber management point» تمایزی قائل نخواهیم شد.

یکی از ویژگی‌های ذاتی طرح (2) این است که خطر خطاهای انسانی در Felxipoint را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. به‌عبارت‌دیگر، فیبر می‌تواند به طور مستقیم به هر تقسیم‌کننده هر اپراتوری متصل شود که در مقایسه با روش مبتنی بر ODF (توصیف شده در طرح 1) تضعیف اتصال به طور قابل توجهی بهبود می‌یابد.

در نهایت، طرح 2 از مسئله محدوده مسئولیت طرح 1 رنج نمی‌برد زیرا فیبر متصل به تقسیم‌کننده ممکن است به ارائه‌دهنده متعلق بوده یا توسط وی مدیریت شود و اپراتور جایگزین می‌تواند آن را به عنوان یک فیبر تیره «dark fiber» اجاره دهد.

مسائل کلیدی

مسئله کلیدی این راه‌حل در تعداد فیبرهای نصب شده در ساختمان‌ها / خانه‌ها است. در ساختمان‌های مسکونی بزرگ ممکن است تعداد فیبرها بسیار زیاد باشد و به دلیل محدودیت‌های فضایی امکان دارد در بعضی از ساختمان‌ها مشکل ایجاد شود. بااین‌حال، با بهبود فناوری کابل‌کشی (فیبرهای بیشتری بتوانند در یک کابل کوچک‌تر جای گیرند)، این مشکل می‌تواند در طول زمان حل شود.

علیرغم کاهش خطر خطای انسانی در Felxipoint، هنوز خطر خطای انسانی در اتصالات در خانه وجود دارد. به عنوان مثال، ممکن است هر مشتری یک جعبه با n درگاه، هر درگاه برای یک اپراتور، بر روی دیوار خانه خود داشته باشد. اگر یک مشتری (یا مهندس) یک قطعه از تجهیزات سمت مشتری را به اشتباه به یک درگاه نادرست متصل کند، این امر باعث خطرات ناسازگاری تجهیزات CPE با هر یک از اپراتورهای شبکه می‌شود.

 طرح 2 به طور ضمنی فرض می‌کند که در Felxipoint، فضای کافی برای سازگاری تمام تقسیم‌کننده‌های همه اپراتورها و هم‌چنین فیبرها وجود دارد. اگر چهار اپراتور در Felxipoint وجود داشته باشد، تعداد فیبرهای مورد نیاز برای اتصال در مقایسه با طرح 1 چهار برابر افزایش خواهند یافت. با این‌حال، علیرغم نیاز به فیبر اضافی، عدم نیاز به ODF بدین معنی است که Felxipoint در طرح 2 احتمالاً از طرح 1 کوچک‌تر باشد.

از ابتدا باید راجع به تعداد مطلوب فیبرهای مورد نیاز به ازای هر خانه تصمیم‌گیری شود. تعداد فیبرهای نصب شده در هر خانه محدودیتی را بر روی چگونگی واگشایی یک Felxipoint خاص توسط تعداد زیادی از اپراتورها اعمال خواهد کرد. به عنوان مثال، اگر اپراتور فیبر، سه فیبر برای هر خانه نصب کند (یکی برای ارائه سرویس‌های خود و دو فیبر برای استفاده اپراتورهای جایگزین)، سپس رقابت در ناحیه تحت سرویس Felxipoint را به طور ضمنی محدود خواهد کرد زیرا دسترسی به مشترکین در این ناحیه برای سومین اپراتور جایگزین دشوار است. بعید است که صاحبان ساختمان‌های چند خانه‌ای به اپراتور سوم اجازه نصب فیبرهای اضافی را بدهند درحالی‌که ارائه‌دهنده‌های فیبر قبلی فرآیند نصب فیبرها را انجام داده‌اند. حتی اگر فرض شود که دسترسی به ساختمان‌های چند خانه‌ای امکان‌پذیر باشد، اپراتور سوم نیز هزینه‌ای معادل هزینه صرف شده توسط اپراتور اول برای نصب فیبر را متحمل می‌شود اما با این تفاوت که احتمالاً این اپراتور قادر به اشتراک هزینه‌ها با دیگر اپراتورها نخواهد بود (دیگر اپراتورها در حال حاضر از زیرساخت ارائه‌دهنده فیبر اولیه استفاده می‌کنند).

مسئله دیگر مربوط به هزینه پیاده‌سازی چنین راه‌حلی است. سرانه مورد نیاز برای این معماری مقدار زیادی است زیرا برای به حداقل رساندن مداخلات و در نتیجه هزینه مورد نیاز، همه چیز باید از ابتدا مهیا شود. برخی از ارائه‌دهندگان زیرساخت‌ها معتقدند که اتصال تمام کابل‌های فیبر دشوار است و هزینه Felxipoint را در مقایسه با راه‌حل یک فیبر به ازای هر خانه نشان داده شده در طرح 1 به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. حال، سؤال این است که چه کسی باید هزینه Felxipointها را متحمل شود و به طور کلی، چگونه هزینه اضافی پیاده‌سازی یک معماری واگشایی تحمیل شده توسط اپراتور فیبر (اپراتور اصلی در بسیاری از موارد) می‌تواند بین اپراتورهای جایگزینی که از Felxipoint استفاده می‌کنند، تقسیم شود.

 طرح 3 واگشایی: سیستم‌های با یک فیبر با تقسیم‌کننده در واحد تبادل

معماری طرح 3 شامل اتصال هر مشترک با یک فیبر از واحد تبادل محلی و فراهم آوردن امکان دسترسی به اپراتورهای دیگر در واحد تبادل محلی است. همان‌طور که در ابتدای این بخش بحث شد، این معماری معادل یک توپولوژی PTP خواهد بود و تمام ایرادات (یعنی افزایش نیاز به فیبر، افزایش نیازمندی‌های مدیریتی، خطر خطاهای انسانی) مربوط به چنین توپولوژی را در مقایسه با یک GPON معمولی مستقر در میدان به ارث می‌برد. شکل 17.3 طرح 3 واگشایی را نشان می‌دهد.

شکل 17.3: واگشایی TDM PON: طرح 3 منبع:Analysys Mason

 

در طرح 3، تقسیم‌کننده و Felxipoint در واحد تبادل محلی قرار می‌گیرند. معماری طرح 3 از نقطه نظر قرار دادن تقسیم‌کننده و ODF معادل معماری طرح 1 است.

با این حال، در حالی‌که روش دسترسی اپراتورهای جایگزین به فیبر / مشترک مشابه طرح 1 است اما تفاوتی نیز وجود دارد. طرح 3 از تعداد زیاد مشترکین متعلق به طیف وسیعی از ترمینال‌های خط نوری «OLT» مختلفی که به ODF اشتراکی متصل می‌شوند، بهره می‌برد. در نتیجه، کارکنان کم‌تری به ازای هر مشتری برای انجام اتصالات ODF نیاز است زیرا این اتصالات در یک نقطه متمرکز می‌شوند و از نظر جغرافیایی در Felxipointها پخش نمی‌شوند. این مزایای اقتصادی، ورود به بازار را برای اپراتورهای جایگزین جذاب‌تر می‌کند.

قرار دادن تقسیم‌کننده در واحد تبادل محلی نیز مشکل فضا را حل می‌کند زیرا اپراتور فیبر می‌تواند به راحتی میزبان تجهیزات اپراتورهای جایگزین (یعنی تجهیزات فعال، تقسیم‌کننده‌ها و ODF) باشد.

مسائل کلیدی

مسائل کلیدی مربوط به طرح 3 از این واقعیت سرچشمه می‌گیرد که اپراتور باید یک معماری PTP را به طور مؤثری برای هر مشترک نصب کند که اثرات زیر را به همراه خواهد داشت:

• مدیریت پیچیده فیبر در واحد تبادل محلی

• خطای انسانی در واحد تبادل محلی به دلیل تعداد فیبرها

• افزایش احتمالی هزینه شبکه به دلیل کارهای عمرانی مورد نیاز برای ارتقاء ظرفیت شبکه زیرساخت

مسئله کلیدی محدودیت مسئولیت که در طرح 1 وجود داشت، در طرح 3 نیز باقی ماند. بااین‌حال، با توجه به این‌که مدل‌های اتصال بین اپراتورهای اصلی و جایگزین به‌خوبی در واحدهای تبادل محلی تعریف شده‌اند، احتمالاً این مسئله حل خواهد شد.

 طرح 4 واگشایی: سیستم‌های با چند فیبر واگشایی شده از واحد تبادل

آخرین طرح برای واگشایی شامل قرار دادن تقسیم‌کننده‌ها در واحد تبادل محلی و اتصال هر مشترک با چند فیبر است که امکان اتصال همیشگی تمام اپراتورها به همه کاربران را فراهم می‌آورد. این معماری در شکل 18.3 نشان داده شده است.

شکل 18.3: واگشایی TDM PON: طرح 4 منبع:Analysys Mason

مزیت اصلی این راه‌حل این است که هیچ اتصالی به طور دستی برقرار نمی‌شود.

مسائل کلیدی

 طرح 4 معادل استقرار n سیستم PTP از واحد تبادل محلی برای هر مشترک است. این معماری از ترکیبی از ایرادات طرح 2 و طرح 3 رنج می‌برد:

• تعداد زیاد فیبر برای نصب در ساختمان‌ها/ خانه‌ها

• دشواری تعیین تعداد مطلوب فیبرها مورد نیاز برای هر خانه

• هزینه زیاد پیاده‌سازی این راه‌حل

• پیچیدگی مدیریت فیبر در واحد تبادل محلی (پیچیدگی با تعداد اپراتورها افزایش می‌یابد)

• خطای انسانی در واحد تبادل محلی به دلیل تعداد زیاد فیبرها (خطر افزایش خطای انسانی با افزایش تعداد اپراتورها)

• احتمال نیاز به انجام کارهای عمرانی با توجه به تعداد فیبرهای مورد نیاز

خلاصه

شکل 19.3، خلاصه‌ای از ایرادات نسبی طرح‌های 1 تا 4 واگشایی را ارائه می‌دهد (TDM GPON).

شکل 19.3: ایرادات نسبی مرتبط با طرح‌های واگشایی TDM GPON منبع: Analysys Mason

 

2.3.3 TDM GPON جدا شده از WDM

همان‌طور که در بخش 3.2.3 ذکر شد، این معماری به اپراتورهای مختلف اجازه می‌دهد تا به طور هم‌زمان و مستقل شبکه‌های TDM PON خود را بر روی یک زیرساخت PON معمولی راه‌اندازی کنند. در این شرایط هیچ طرح واگشایی وجود ندارد. تنها پیکربندی ممکن شبکه برای اپراتورهای جایگزین است که می‌توانند در واحد تبادل محلی حضور داشته باشند و با شبکه نوری پسیو «PON» ارائه‌دهنده زیرساخت ارتباط برقرار نمایند و اطمینان حاصل کنند که طول موج‌های uplink و downlink که از هر PON پشتیبانی می‌کنند، در پهنای طیف مختلفی هستند. این معماری در شکل 20.3 نمایش داده شده است.

شکل 20.3: واگشایی TDM PON از طریق WDM (طرح 5)منبع: Analysys Mason

 

این طرح از نقطه نظر رقابت دارای مزایای بسیاری است. ابتدا، این طرح به یک اپراتور اجازه می‌دهد تا انواع مختلف سرویس‌های یکپارچه را ارائه دهد و در نتیجه طیف وسیعی از سرویس را در قالب محصول خود با توجه به نیازهای کاربر فراهم آورد. برای مثال، یک مشتری می‌تواند یک سرویس 50 مگابیت بر ثانیه با طول موج PON معادل 5/2 گیگابیت بر ثانیه را سفارش دهد یا اگر ظرفیت بیش‌تری نیاز داشته باشد، خواهان یک سرویس 250 مگابیت بر ثانیه با طول موج PON معادل 10 گیگابیت بر ثانیه باشد. این معماری امکان ارتقاء هر مشتری به طور مستقل را نیز فراهم می‌آورد، به این ترتیب هر دو سیستم می‌توانند در یک زیرساخت مشابه حضور داشته باشند.

این پیکربندی همچنین به اپراتورهای مختلف اجازه می‌دهد تا سرویس‌های خود را مستقل از یکدیگر و بدون نیاز به اشتراک پهنای باند ارائه دهند. معماری مذکور به اپراتورها امکان می‌دهد تا سرویس‌های با کیفیت را به کاربران خود اختصاص دهند و از این قابلیت برای تمییز خود از سایر اپراتورها استفاده کنند. وجود سیستم‌های PON مختلف به اپراتورها اجازه می‌دهد تا سیستم مدیریت و نگهداری «OAM» اختصاصی که جزء مهمی از سطح خدمات ارائه شده به مشتریان است را در اختیار داشته باشند.

مسائل کلیدی

همان‌طور که در بخش 3.2.3 ذکر شد، چنین راه‌حلی با استانداردهای فعلی پشتیبانی نمی‌شود زیرا تخصیص فعلی طیف (طول موج) uplink و downlink امکان پشتیبانی بیش‌تر از یک سیستم GPON را در یک زیرساخت فراهم نمی‌آورد. این موضوع در تضاد با این واقعیت است که راه‌حل مذکور از لحاظ فنی امکان استفاده از سایر بخش‌های طیف فیبر را فراهم می‌کند. ما بر این باور هستیم که WDM PON با اپراتور مستقل استاندارد شده، یک پیشرفت مفید برای افزایش تعداد کاربرانی است که می‌توانند از یک قطعه تجهیزات استفاده نمایند. با این حال، این راه‌حل احتمالاً به لیزرهای گران قیمتی نیاز دارد و ما اطلاعی از تلاش‌های انجام شده برای استانداردسازی در این زمینه نداریم.

3.3.3 WDM PON با کاربران مستقل

تسهیم ساز تقسیم طول موج «WDM» علاوه بر واگشایی شبکه‌های GPON اپراتورها می‌تواند برای اختصاص یک PON به هر کاربر نهایی نیز مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، دور نمای واگشایی با این روش کاملاً به راه‌حل فروشنده بستگی دارد و به‌ویژه این‌که آیا روش کارکرد OLT امکان دسترسی اپراتور به طول موج‌های یکتا با کارت OLT را به‌طوری‌که در بخش 3.2.3 توضیح داده شد، فراهم می‌کند. یک WDM PON مبتنی بر فرستنده اجازه دسترسی به طول موج یکتا را در طرف مشتری فراهم می‌کند، بنابراین ما برای تجزیه و تحلیل سناریوهای واگشایی ممکن در WDM PON بر روی این راه‌حل تمرکز می‌کنیم. ما دو طرح برای واگشایی WDM در بخش زیر در نظر می‌گیریم:

• طرح واگشایی 6: اتصال به ارائه‌دهنده طول موج از طریق اپتیک خاکستری

• طرح واگشایی 7: واگشایی فیزیکی فرستنده

 

طرح واگشایی 6: اتصال به یک ارائه‌دهنده طول موج از طریق اپتیک خاکستری

این مدل واگشایی شامل ارائه‌دهنده زیرساخت است که یک طول موج را به یک اپراتور جایگزین عرضه می‌کند. معماری این سیستم به طور خلاصه در شکل 21.3 نشان داده شده است.

شکل21.3: دسترسی لایه 1 WDM PON منبع: Analysys Mason

 

در این طرح، سیستم WDM PON متعلق به ارائه‌دهنده زیرساخت بوده و توسط آن‌ها راه‌اندازی و مدیریت می‌شود. یک اپراتور جایگزین که تمایل به دسترسی به یک مشترک خاص دارد، می‌تواند از طریق یک ODF به سمت مشتری فرستنده مربوطه (با اپتیک خاکستری 1310 نانومتر) متصل شود. همان‌طور که در شکل 21.3 نشان داده شد، مسئله محدوده مسئولیت بین ارائه‌دهنده زیرساخت و اپراتور جایگزین ممکن است در ODF وجود داشته باشد. این مدل بیش از یک دهه به‌طور موفقیت‌آمیزی کارایی داشته است زیرا توسط اپراتورهایی که سرویس‌های طول موج را به اپراتورهای دیگر جهت برنامه‌های مترو و یا دیگر برنامه‌های طولانی مدت ارائه می‌دهند، به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفته‌اند. یکی از مزایای اصلی این مدل این است که سمت مشتری فرستنده – گیرنده بدون مشکل کار می‌کند؛ زیرا اتصال با استفاده از اپتیک خاکستری استاندارد (1310 نانومتر) انجام می‌شود.

یکی دیگر از مزایای بالقوه این طرح که به‌طورکلی از سیستم‌های WDM نشئت گرفته این است که فرستنده‌ها در سمت مشتری از پروتکل و سرعت انتقال بیت «bit-rate» مستقل هستند، به عبارت دیگر آن‌ها می‌توانند طیف وسیعی از پروتکل‌ها و نرخ‌های انتقال بیت را آماده کنند که به اپراتورهای جایگزین اجازه می‌دهند تا از بهترین پروتکل برای ارائه خدمات با کیفیت بالا به مشتریان استفاده نمایند. شناخته‌شده‌ترین پروتکلی که آن‌ها می‌توانند استفاده کنند، پروتکل اترنت است اما پروتکل‌های دیگری مانند کانال فیبر «fiber channel» یا FICON نیز می‌توانند از طول موج‌ها پشتیبانی کنند، به این ترتیب اپراتورهای جایگزین امکان ارائه سرویس‌های ابتکاری مانند سرویس‌های بازیابی یا ذخیره‌سازی را فراهم می‌آورید. بااین‌حال، برخی از پیاده‌سازی‌های خاص WDM PON بر اساس پروتکل اترنت است و از پروتکل‌های دیگر پشتیبانی نمی‌کنند. انتخاب پروتکل‌ها یک حوزه اساسی برای استانداردسازی WDM PON خواهد بود.

در نهایت، در این طرح واگشایی، اگر سیستم WDM PON مبتنی بر پروتکل اترنت باشد، اپراتورها می‌توانند مالک ONT بوده و آن را مدیریت کنند. استانداردسازی Ethernet OAM (IEEE 802.1ag، IEEE 802.3ah و ITU Y.1713) در تئوری بدین معناست که ترمینال شبکه نوری «ONT» یک رابط مدیریت استاندارد را در اختیار خواهد داشت که به هر سیستم مدیریت استاندارد اجازه می‌دهد که عملکرد آن را از مرکز عملیات شبکه «NOC» نظارت کند بااین‌حال، این موضوع به استاندارد بستگی دارد که اترنت را به عنوان فناوری پایه بپذیرد.

مسائل کلیدی

یک مسئله کلیدی که باید برای سیستم‌های WDM حل شود، اختصاص طول موج به هر مشتری خاص است. همان‌طور که در بخش 3.2.3 توضیح داده شد، چند روش برای اختصاص طول موج به مشتریان بسته به نوع فرستنده وجود دارد. هر روش هزینه متفاوتی داشته و تلاش خاصی را طلب می‌کند این روش‌ها عبارتند از:

• فرستنده با استفاده از لیزر ثابت

• فرستنده با استفاده از لیزر قابل تنظیم

• فرستنده با استفاده از لیزر تنظیم کننده با طول‌موج بی رنگ

مسائل کلیدی مربوط به هر یک از این فرستنده‌ها و تکنیک‌های مربوط به ارائه طول موج مختص طرح 6 نیست و به تمام طرح‌ها / سناریوهای واگشایی طول موج اعمال می‌شود. از نقطه نظر عملکرد، فرستنده با استفاده از لیزر تنظیم‌کننده با طول موج بی رنگ، بهترین فرستنده است زیرا فرآیند تأمین اشتراک را به طور کامل خودکار می‌کند.

 

طرح واگشایی 7: واگشایی فیزیکی فرستنده

این مدل واگشایی مشابه طرح 6 است. تفاوت اصلی این طرح با طرح 6 در این است که اپراتور جایگزین مالک تجهیزات طرف مرکز سیستم WDM یعنی فرستنده‌ها است. یک معماری احتمالی برای چنین سیستمی در شکل 22.3 خلاصه شده است.

شکل 3. 22: واگشایی WDM PON: طرح 7 منبع:Analysys Mason

این طرح، مسئله مربوط به مالکیت ONT را حل می‌کند و به طور بالقوه به اپراتورهای جایگزین اجازه می‌دهد تا در سمت مرکز ابتکاری عمل کنند و از ارائه‌دهندگان زیرساخت مستقل‌تر باشند. بااین‌حال، محدودیت‌های متعددی در مورد چگونگی اجرای چنین سیستمی وجود دارد که در زیر بحث می‌شود.

مسائل کلیدی

مسئله اصلی مرتبط با این طرح می‌تواند تعامل منفی بین طول موج‌های متفاوت اپراتورهای مختلف باشد. از آن‌جایی که ارائه‌دهنده زیرساخت کنترلی بر روی تجهیزات فعال WDM در سمت خط (مرکز) ندارد، اگر تعیین طول موج (و در نتیجه اپراتور) مسئول سوء عملکرد سیستم WDM ممکن نباشد، آنگاه مشکلاتی در سیستم رخ خواهد داد. منبع خطاها ممکن است به این دلیل باشد که اپراتورهای متفاوت از لیزرهای با توان‌های مختلف از اتاق‌های مختلف یک مکان استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، اگر یک ارائه‌دهنده زیرساخت چندین طول موج را برای ارائه به مشترکین خود مهیا کند و کیفیت سرویس مربوطه به آن ارائه‌دهنده در معرض خطراتی باشد که توسط اپراتورهای جایگزین ایجاد می‌شود، آنگاه این وضعیت مطمئناً قابل قبول نخواهد بود. این وضعیت در سیستم‌های WDM PON با محدوده تحت پوشش طولانی تشدید می‌شود زیرا طول موج ورودی به یک تقویت‌کننده نوری باید با یک توان تقویت شوند.

4.3 بررسی امکان‌پذیری واگشایی GPON: از دیدگاه یک اپراتور جایگزین

در این بخش، ما امکان پیاده‌سازی هر یک از طرح‌های واگشایی تعریف شده در بخش 3.3 را با توجه به امتیازات نسبی هر راه‌حل از دیدگاه ارائه‌دهنده زیرساخت و اپراتور جایگزین بررسی می‌کنیم.

1.4.3 طرح واگشایی TDM GPON

در این بخش، ما دلایل احتمالی طرح‌های واگشایی شماره 1 تا 4 را از منظر ارائه‌دهنده زیرساخت و اپراتورهای جایگزین بررسی می‌کنیم. دو دلیل کلیدی عبارتند از:

• یک فیبر در مقابل چند فیبر در قسمت پایانه شبکه

• مکان نقطه تقسیم‌کننده / نقطه اتصال با ارائه‌دهندگان جایگزین

ما دیدگاه ارائه‌دهنده زیرساخت و اپراتورهای جایگزین را بر اساس پاسخ‌های سازمان ARCEP در مورد اشتراک‌گذاری شبکه FTTP به طور دقیق تشریح خواهیم نمود.

یک فیبر در مقابل چند فیبر

 در فرانسه، بین سازمان ARCEP و ارائه‌دهندگان FTTP در مورد تعداد فیبرهایی که باید در هر خانه در قسمت ترمینال شبکه نصب شود، بحث جدی بوده است. نتیجه یک مشاوره منتشر شده توسط سازمان ARCEP نشان می‌دهد که ارائه‌دهنده زیرساخت، مخابرات فرانسه، طرفدار استفاده از یک فیبر برای هر خانه است زیرا نصب چند فیبر در قسمت پایانه شبکه بسیار پیچیده است. یکی از استدلال‌های ارائه شده، این است که تعداد اتصالات مورد نیاز در نصب چند فیبر منجر به افزایش قابل توجهی در هزینه زیرساخت خواهد شد. این موضوع را چنین می‌توان توضیح داد که استفاده از ساختار تک فیبری باعث می‌شود که مسئله انتخاب تعداد مطلوب فیبرها از قبل حل شده باشد. اگر چند فیبر استفاده شود، پس تعداد اپراتورها نیز باید پیش‌بینی شوند. اگر تعداد اپراتورها کم‌تر از حد انتظار باشد، این امر منجر به تجهیزات غیرقابل استفاده می‌شود که هزینه‌های کل مشترک را افزایش می‌دهد.

در حقیقت، اپراتورهای جایگزین سناریوهای توسعه چند فیبر ارائه شده توسط ARCEP در مناطق پر جمعیت را ترجیح می‌دهند. این رویکرد به آن‌ها کمک می‌کند تا در فرآیند جذب مشتری مستقل باشند. با استفاده از این روش برای اتصال به قسمت پایانه فیبر نیاز به مداخله دستی وجود ندارد، یعنی تمام اپراتورها در یک منطقه «اتصال» به تمام خانه‌ها متصل خواهد شد. رویکرد مذکور به طور بالقوه منجر به زمان سریع‌تر ارائه خدمات توسط اپراتورهای جایگزین می‌شود. یکی از اپراتورهای جایگزین در فرانسه نیز معتقد است فیبرها باید به طور ثابت 4 فیبر باشد (که این تعداد ممکن است برای بازارهای دیگر با تعداد / تقاضای اپراتورهای مختلف مناسب نباشد).

یک معماری با چند فیبر «multi-fiber» نیز امکان ارائه سرویس هم‌زمان بیش از یک اپراتور به یک مشتری خاص را فراهم می‌آورد. این راه‌حل می‌تواند به اپراتورهای «اختصاصی» که خدمات جدید و مدل‌های کسب و کار را ارائه می‌دهند (مثلاً نظارت دوربین‌های مدار بسته) منجر شود. ما هم‌چنین بر این باور هستیم که در صورت استفاده از معماری یک فیبری، تعداد نیروی به کار گرفته شده توسط ارائه‌دهنده زیرساخت زیاد خواهد بود، به ویژه اگر مشتریان زیادی در یک منطقه خاص وجود داشته باشند. این موضوع منجر به سرعت کار بالا می‌شود و مشتریان را از فکر تغییر ارائه‌دهنده منصرف می‌کند.

Felxipoint پخش شده در مقابل Felxipoint در واحد تبادل محلی

Felxipoint در میدان

 در اروپا، تمام شبکه‌های GPON دارای تقسیم‌کننده‌هایی هستند که در میدان قرار گرفته‌اند (یعنی در نقطه‌ای بین واحد تبادل و کاربر نهایی) تا تعداد فیبرهای مورد نیاز به حداقل مقدار رسانده شود. این کار تقسیم‌کننده را به کاربر نهایی نزدیک‌تر می‌کند و در نتیجه قسمت بزرگ‌تری از بخش تغذیه سیستم GPON به یک فیبر تکی نیاز خواهد داشت.

یک مزیت قابل توجه قرار دادن Felxipoint در میدان این است که دامنه وسیع‌تری را به ارائه‌دهندگان زیرساخت اختصاص می‌دهد تا تغییرات تراکم محل اقامت در یک مکان خاص را تأمین کنند. از آنجایی که برخی خانه‌ها تخریب شده یا به تازگی ساخته شده‌اند، آن‌ها می‌توانند فیبر جدید را از این نقطه استراتژیک در شبکه بدون نیاز به بازگشت به واحد تبادل محلی قطع یا نصب کنند.

Felxipoint در واحد تبادل

قرار دادن Felxipoint در واحد تبادل نیز مزایای متعددی را برای ارائه‌دهنده زیرساخت به ارمغان می‌آورد زیرا این کار اجازه می‌دهد که به قسمت پایانه تمام مشتریان دسترسی داشته و فضای قابل توجهی را به تجهیزات میزبان اختصاص می‌دهد. بااین‌حال، تعداد فیبرهای این معماری معادل معماری PTP بوده و تمام مسائل مربوط به مدیریت فیبر PTP در این معماری نیز وجود خواهند داشت.

به‌طورکلی، قرار دادن Felxipoint در میدان برای ارائه‌دهنده زیرساخت و اپراتورهای جایگزین مزایای قابل توجهی به همراه خواهد داشت.

بررسی امکان پیاده‌سازی

با توجه به نظرات قبلی، ما معتقد هستیم که تنها طرح‌های واگشایی قابل اجرا برای TDM PON به احتمال زیاد طرح‌های شماره (1) و (2) هستند زیرا تعداد قابل توجهی از ایرادات مربوط به قرار دادن Felxipoint در واحد تبادل محلی هستند. ارائه‌دهندگان زیرساخت احتمالاً طرح (1) را ترجیح می‌دهند، درحالی‌که اپراتورهای جایگزین به دلایل توضیح داده شده در این بخش طرفدار طرح (2) می‌باشند. بااین‌حال، لازم به ذکر است که حتی اگر تصمیم‌گیری در مورد پیکربندی Felxipoint انجام شود، مسائلی مربوط به آن باید حل شوند. محدوده مسئولیت‌ها در شبکه باید تعریف شود و بخش‌های مشترک Felxipoint باید حل شوند.

2.4.3 طرح واگشایی TDM PON جدا شده از WDM

همان‌گونه که در بخش 2.3.3 بحث شده است، طرح واگشایی شماره (5) به اپراتورهای جایگزین اجازه می‌دهد تا GPON خود را با استفاده از تسهیم کننده / پخش‌کننده WDM عرضه شده توسط ارائه‌دهنده زیرساخت به طور مستقل راه‌اندازی کنند. ایراد اصلی مربوط به این طرح واگشایی این است که استانداردهای فعلی جهت مقرون به صرفه بودن این طرح به عنوان یک راه‌حل دسترسی فقط یک مجموعه از فرکانس‌ها را برای استفاده در یک TDM PON تعریف می‌کنند؛ بنابراین، فقط یک سیستم GPON یا GPON ده گیگابیت در یک زیرساخت GPON وجود خواهد داشت. به همین دلیل، ما معتقد هستیم که این راه‌حل واگشایی به احتمال زیاد قابل اجرا نمی‌باشد زیرا یک راه‌حل اختصاصی مورد نیاز خواهد بود، مگر این‌که استانداردهای جدیدی توسعه داده شوند.

3.4.3 WDM PON با کاربران مستقل

سناریوهای واگشایی برای WDM PON با کاربران مستقل در این گزارش در طرح‌های (6) و (7) پوشش داده شدند (برای جزئیات بیش‌تر به بخش 3.3.3 مراجعه کنید). ما برای راحتی در این بخش WDM PON با کاربران مستقل را با عنوان WDM PON فرا می‌خوانیم.

WDM PON برای کمک به اپراتورها ارائه شده است تا آن‌ها بتوانند پهنای باند اختصاصی را از طریق زیرساخت اشتراکی عرضه دهند، در نتیجه امکان اجرای واگشایی در واحد تبادل محلی فراهم شود. این یک مزیت قابل توجه برای ارائه‌دهنده زیرساخت است زیرا مشتریان اپراتور جایگزین نیازی به انجام هیچ گونه عملیاتی در میدان ندارند. از دیدگاه اپراتور جایگزین، طرح‌های (6) و (7) دارای پیامدهای متفاوتی هستند.

در طرح (6)، اپراتور جایگزین برای هر کدام از مشتریان خود یک طول موج را از ارائه‌دهنده زیرساخت اجاره می‌کند. اپراتور برای دریافت طول موج به ارائه‌دهنده زیرساخت وابسته است. بااین‌حال، این مدل واگشایی به خوبی ثابت شده است زیرا در حال حاضر در بخش بازار حامل استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که اپراتور جایگزین هنوز هم می‌تواند ONU را از طریق قابلیت‌های مدیریت استاندارد اترنت (IEEE 802.1ag، IEEE 802.3ah و ITU Y.1731) نظارت کند.

طرح (7) به اپراتور جایگزین کنترل بیش‌تری می‌دهد تا مالکیت فرستنده‌ای که بخشی از WDM PON شکل می‌دهد را به بدست آورد. این اتفاق یک ایده مهم از نقطه نظر رقابت است زیرا به اپراتورها آزادی می‌دهد تا قابلیت‌های فرستنده را با توجه به آرمان‌های سرویس خود و نیازهای کاربر ارتقاء دهند. بااین‌حال، کلید این طرح، استانداردسازی فناوری WDM PON است که باید نحوه قرار دادن باندهای طول موج در محیط با چند اپراتور را تعیین می‌کند. هم‌چنین، باید مکانیسم‌های حفاظتی برای جلوگیری از طول موج‌های یک اپراتور خاص که بر روی دیگران تأثیر می‌گذارد نیز به نحوی که در بخش 3.3.3 توضیح داده شد، تعیین گردند.

در نتیجه، هر دو طرح (6) و (7) ممکن است قابل اجرا باشند اما محتوا و زمان استانداردسازی کلید موفقیت WDM PON خواهد بود.