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. 

نسل بعدی تجهیزات شبکه نوری هم‌زمان «SONET» یا سلسله‌مراتب دیجیتالی هم‌زمان «SDH» به خوبی توسط ارائه‌دهندگان سرویس‌ها پذیرفته شده‌اند و امروزه معمولاً برای حمل ترافیک شبکه رو به رشد به کار گرفته می‌شوند. نسل بعدی تسهیم ساز تقسیم طول موج متراکم «DWDM» در مقایسه با تجهیزات SONET سنتی، یک معماری ساده، مقیاس‌پذیر، ظرفیت بالا اضافه / حذف، پایانه‌های چند حلقه‌ای و سرویس چندگانه به نظر می‌رسد.

در عین حال، تجهیزات DWDM به طور فزاینده‌ای پایداری خود در شبکه‌های شهری فعلی با پهنای باند گسترده در شبکه فیبری موجود همراه با انواع رابط‌های سرویس و قابلیت‌های انتقال نوری برتر را نشان می‌دهد. با این وجود، اگرچه فناوری ظرفیت بالایی مانند DWDM مزایای زیادی را به ارمغان می‌آورد اما می‌تواند هزینه اولیه بیش‌تری نیز داشته باشد. در برخی موارد، باید مزایای حاصل از DWDM و SONTE را از نقطه نظر اقتصادی ارزیابی کنیم. سپس، ما باید رابطه و تفاوت بین آن‌ها را آشکار نماییم.

مبانی SONTE / SDH

مقایسه SONTE و SDH

SONTE/SDH فناوری غالب در بسیاری از شبکه‌های شهری و شبکه‌های راه دور است. این فناوری به گروهی از نرخ‌های انتقال فیبر نوری اشاره دارد که می‌تواند سیگنال‌های دیجیتال را با ظرفیت‌های مختلف انتقال دهد. از زمان ظهور این فناوری‌ها در سال 1995 میلادی، SDH و نوع SONTE آن (مورد استفاده در آمریکای شمالی) عملکرد شبکه‌های مخابراتی مبتنی بر فیبرهای نوری را به شدت افزایش داده‌اند. واحد پایه SDH، یک ماژول انتقال هم‌زمان سطح 1 «STM-1» و واحد پایه SONTE، حامل نوری سطح 1 «OC-1» است. دیگر نرخ‌های OC-3، OC-12، OC-18، OC-24، OC-36، OC-48، OC-96، OC-192 از این نرخ پایه استخراج می‌شوند.

مقایسه PDH و SDH/SONTE

شبکه‌های PDH «سلسله‌مراتب دیجیتال شبه هم‌زمان» مبتنی بر TDM و SDH/SONTE

مدت‌های زیادی به عنوان پلتفرم‌های استاندارد حمل و نقل برای ترافیک سلولی کار می‌کردند. PDH و SDH/SONTE به منظور مقابله با مدارهای صدای متراکم با حداکثر زمان کار «uptime»، حداقل تأخیر و تضمین تداوم سرویس بهینه‌سازی شده‌اند. SDH برای جایگزینی سیستم‌های PDH جهت تعامل بین تجهیزات فروشندگان مختلف ایجاد شد. سلسله‌مراتب دیجیتال چندین نرخ خط را تعریف کرد که در بین آن‌ها STM-1 (155 مگابیت بر ثانیه)، STM-4 (622 مگابیت بر ثانیه)، STM-16 (5/2 گیگابیت بر ثانیه) و STM-64 (10 گیگابیت بر ثانیه) و STM-256 (40 گیگابیت بر ثانیه) به طور گسترده‌ای تصویب شدند.

مبانی DWDM

DWDM به عنوان یکی از بهترین فناوری‌ها جهت افزایش پهنای باند یک واحد فیبر موجود در نظر گرفته می‌شود. این فناوری باعث می‌شود که چندین فیبر مجازی بر روی یک فیبر فیزیکی شناخته شود. این کار با انتقال طول موج‌های (یا رنگ‌های) نور مختلف از طریق یک واحد فیبر انجام می‌شود. در ابتدا، DWDM برای حامل‌ها در مسافت‌های طولانی به کار گرفته شد زیرا هزینه‌های تقویت، جبران پراکندگی و بازسازی بیش‌ترین هزینه‌های تجهیزات در شبکه‌های SONTE منطقه‌ای و ملی را تشکیل می‌دهند. هنگامی که حامل‌های واحد تبادل محلی شبکه‌های خود را گسترش دادند، DWDM به طور فزاینده‌ای در شبکه‌های شهری محبوب شد. علاوه بر فرسودگی فیبر، حجم ترافیک عامل اصلی اقتصادی برای راه‌اندازی فناوری DWDM در شبکه‌های شهری است.

فرکانس‌های کانال‌های DWDM

DWDM در محدوده بین 1530 تا 1565 نانومتر عمل می‌کند، به این محدوده به اصطلاح باند C گفته می‌شود که به پنجره با افت کم سیگنال نوری مربوط است. تقویت‌کننده فیبر روکش شده با اربیوم «EDFA» در این محدوده کار می‌کند. در هر استاندارد ITU-T، شبکه‌ای از طول موج‌ها / فرکانس‌های عملیاتی مجاز در فرکانس 1/193 ترا هرتز یا طول موج 3/1553 نانومتر وجود دارد و همه انواع فرکانس‌ها در فاصله 25 گیگاهرتز (2/0 نانومتر) در اطراف آن فرکانس مرکزی قرار دارند. سیستم‌های تجاری ممکن است کانال‌هایی در 5/2 گیگابیت بر ثانیه، 10 گیگابیت بر ثانیه و 40 گیگابیت بر ثانیه به علاوه ترکیبی از آن‌ها را در یک سیستم داشته باشند. نرخ بیت بالاتر از بودجه توان به این معنی است که لیزرها باید سیگنال‌های بهتری برای مقادیر نویز داشته باشند، فاصله تقویت‌کننده باید کاهش یابد، تقویت بالاتری باید انجام شود، برای مثال دو تقویت‌کننده نوری DWDM به صورت سری به کار گرفته شوند. به طور معمول 64 کانال DWDM با سرعت 10 گیگابیت بر ثانیه با یک تقویت‌کننده با فاصله نزدیک به 10 کیلومتر حداکثر فاصله 1500 کیلومتر را پوشش می‌دهند. سیستم‌های انتقال با مسافت طولانی بین 1500 تا 4500 کیلومتر با استفاده از سیستم‌های پیشرفته و بسیار گران قیمت نیز کاربرد تجاری دارند.

کاربرد فناوری DWDM

لایه DWDM مستقل از نرخ بیت و پروتکل است، به این معنی که این لایه می‌تواند به طور هم‌زمان بسته‌های IP، SONTE و ATM (حالت انتقال همگام) را مدیریت کند. فناوری WDM نیز می‌تواند در شبکه‌های نوری منفعل «PON» استفاده شود؛ PONها، شبکه‌های دسترسی هستند که انتقال، سوئیچینگ و مسیریابی به طور کامل در حالت نوری رخ می‌دهند. با بهره‌برداری از دستگاه‌های 3R (تغییر شکل، تکرار، ارسال مجدد) اخیر، مدارهایی که تنها از تجهیزات DWDM استفاده می‌کنند، می‌توانند به نحوی ساخته شوند که تمام کشور را پوشش دهند. قابلیت‌های جدید نظارت بر عملکرد در این دستگاه‌ها اعمال شده‌اند تا بتوان نگهداری و تعمیر اتصال را انجام داد. پهنای باند واحدهای فیبر موجود با بهره‌گیری از DWDM به عنوان روش انتقال حداکثر می‌شود.

مقایسه SONET/SDH و DWDM: کدام یک بهتر است؟

 نیاز به دانه‌بندی SONTE به دلیل وجود تقاضاهای سرویس کند «Low-speed» مانند DS1/DS3 و آرایش نامناسب زیر طول موج «sub-wavelenght» در پلتفرم‌های DWDM است. هدف DWDM حمل میزان ترافیک مشابه در تعدادی ساختار همبندی (مثلاً، توپولوژی حلقه‌ای) ممکن می‌باشد. DWDM این کار را با هزینه‌ای معادل انجام آن در SONTE اما برای مسافت‌های طولانی‌تر انجام می‌دهد. برای هر نمونه ساده، بهترین طراحی SONTE ممکن است گروهی از توپولوژی‌های حلقه‌ای متفاوت از OC-48 تا OC-192 را تولید کند، در حالی‌که اقتصادی‌ترین شبکه حمل و نقل DWDM ممکن است تنها شامل یک حلقه DWDM باشد.

ترافیک اینترنت به طور سنتی بر مبنای IP بر روی ATM، SONTE/SDH یا IP بر روی SDH و سپس به یک لایه نوری است (همان‌طور که در شکل زیر نشان داده شده است). تصور غلطی که در مورد IP بر روی ATM وجود دارد، این حقیقت است که ترافیک IP کوچک است و برای مقرون به صرفه بودن باید با سرویس‌های دیگر ترکیب شود. برخلاف این تصور، مفهوم IP بر روی DWDM از ترافیک صوتی، ویدئوئی و داده‌ای پشتیبانی می‌کند و ترافیک باقیمانده را به ترافیک داده‌ای سرعت بالا اختصاص می‌دهد. حذف لایه‌ها (SONTE/ATM) کار مدیریت شبکه را ساده کرده و مقرون به صرفه خواهد بود.

DWDM در گذشته

همان‌طور که انتظار می‌رود، سناریوهای SONTE دارای هزینه اولیه کمی هستند. زمانی که حجم ترافیک کم باشد، معماری SONTE در مقایسه با معماری DWDM بسیار مقرون به صرفه است. هنگام طراحی یک SONTE شبکه با تقاضاهای OC-3، OC-12، OC-48 و اترنت گیگابیت را پوشش می‌دهد، بنابراین زمانی که طراحی به 4 تا 10 حلقه OC-192 نیاز داشته باشد، یک شبکه SONTE انتخاب بسیار خوبی است.

DWDM برای حال و آینده

همان‌طور که حجم ترافیک افزایش می‌یابد، DWDM در نهایت فناوری غالب شبکه می‌شود. این گذر فناوری به مواردی مانند فاصله تحت پوشش، هزینه‌ها و تراکم رابط پاسخ می‌دهد. تفاوت بین انواع تقاضاها عمدتاً به دلیل کارایی طراحی کارت‌های رابط این دو فناوری از نظر تراکم و هزینه است. فاصله‌های تحت پوشش معمولاً باعث نیاز اضافی به بازسازی‌کننده‌ها، تقویت‌کننده‌ها و DCMها در مسیرها هستند. فاصله تحت پوشش به دلیل بهره‌وری مناسب فیبرها و قابلیت‌های ارتباط نوری در گره‌های میانی تمایل زیادی به استفاده از معماری DWDM دارد.

علاوه بر این، هزینه بالاتر فیبر و شرایطی که در آن‌ها محدودیت‌های فیبر اعمال می‌شوند، باعث افزایش توجه بیش‌تر به DWDM نسبت به SONTE می‌شود زیرا DWDM موجب صرفه‌جویی در مقدار زیادی فیبر در شبکه‌های نوری می‌شود. سیستم‌های DWDM را می‌توان برای تعداد کانال‌های زیادی برنامه‌ریزی کرد، با این حال می‌توان از راهکار پرداخت بر اساس مصرف استفاده کرده و کانال‌ها بر اساس تقاضا اضافه شوند. فاصله تقویت‌کننده و بودجه کلی توان سیستم باید از ابتدا برای تعداد نهایی کانال‌ها محاسبه شوند.

جمع‌بندی

در فرآیند طراحی، مطالعه جایگزین‌های مختلف و تأثیر اقتصادی آن‌ها در یک شبکه بسیار جالب است. SONTE نقطه به نقطه هنوز هم بهتر عمل می‌کند. این نتایج ممکن است در تمام شرایط صدق نکنند. با این حال، واقعیت این است که در طراحی‌های شبکه بزرگ، بهینه‌ترین شبکه ممکن است لزوما دارای یک معماری نباشد. یک بخش از شبکه ممکن است دارای همبندی حلقه‌ای باشد، در حالی‌که بخش دیگر به صورت نقطه به نقطه پیاده‌سازی شود. معمولاً، بخش اصلی شبکه از معماری DWDM استفاده می‌کند.

منبع:

https://community.fs.com/blog/the-relation-and-difference-between-sonetsdh-and-dwdm.html