در دنیای پویای فناوری اینترنت فیبر نوری، پیدا کردن راه‌کارهای که پاسخگوی نیازهای آینده باشند بسیار مهم است. این مقاله به بررسی امکانات و پتانسیل‌های تحول‌آفرینی تکنولوژی 25G PON می‌پردازد و نشان می‌دهد که چگونه این تکنولوژی می‌تواند نیازهای آینده دیجیتال را برآورده نماید. در دنیای فناوری مخابرات، کسب و کارها و خانه‌ها به دنبال افزایش پهنای باند و اینترنت باثبات هستند. ویژگی‌های پیشرفته‌ی تکنولوژی 25G PON آن را به عنوان سنگ بنایی برای آماده‌سازیِ شبکه‌های امروزی برای مواجهه با چالش‌ها و بهره‌برداری از فرصت‌های آینده قرار می‌دهد. به عبارت دیگر 25G PON با ویژگی‌های پیشرفته و پتانسیل‌های تحول آفرین، پایه‌ای محکم برای ورود به دنیای دیجیتال آینده است.
روند توسعه PON(Passive optical network)
فناوری پان (PON) که در ابتدا برای انتقال اطلاعات در مسافت‌های بلند طراحی شده بود، حالا برای استفاده در شهرها هم کاربرد پیدا کرده است. نسل‌های اولیه این فناوری مثل EPON، GPON و 10G PON باعث شدند تا اینترنت پرسرعت به خانه‌های زیادی برسد. حالا نسل جدیدی از PON با الهام از فناوری‌های مراکز داده و با سرعت 25 گیگابیت بر ثانیه در حال توسعه است. این فناوری جدید با استفاده از شبکه‌های فیبر نوری موجود، خدمات نوآورانه‌ای را ارائه می‌دهد و می‌تواند برای انتقال اطلاعات در دکل‌های کوچک تلفن همراه هم به کار رود.
تصویر شماره 1 : تکامل PON
معرفی تکنولوژی 25G PON
25G PON (25 Gigabit Passive Optical Network) یک فناوری پیشرفته شبکه فیبر نوری است که نمایانگر یک تکامل در چارچوب PON است. در مقایسه با فناوری‌های سنتی مانند GPON و XGS-PON،25G PON با سرعت انتقال بالای 25 گیگابیت بر ثانیه، اتصال اینترنت سریعتر و پایدار‌تری را به کاربران ارائه می‌دهد. توسعه این فناوری با هدف پاسخگویی به نیازهای روزافزون شبکه‌ها، پشتیبانی از کاربران بیشتر و برنامه‌های کاربردی مختلف نوظهور، از جمله ارتباطات موبایل (ارتباطات سیار) پیشرفته، اینترنت اشیا، استریمینگ ویدیو با کیفیت بالا و موارد دیگر، انجام می شود. انتظار می‌رود که استقرار 25G PON باعث توسعه شبکه‌های نسل بعدی شود و به کاربران تجربه شبکه‌ای قدرتمندتر و انعطاف‌پذیرتری ارائه دهد.
چرا تکنولوژی 25G PON بسیار ضروری است؟
استفاده فوری از 25G PON به دلیل دو عامل کلیدی تحریک شده است. اولین دلیل، ظهور فناوری 5G است که اپراتورهای موبایل را مجاب کرده است تا از شبکه‌های فیبر نوری برای انتقال بهینه‌ی خدمات موبایل استفاده کنند. تراکم 5G و معماری‌های نوآورانه شبکه ابری را برای توسعه و استفاده از این فناوری‌ها لازم می‌سازد. در حالی که XGS-PON می‌تواند به بسیاری از نیازهای 5G پاسخ دهد، اما نمی‌تواند به سرعت واقعی 10 گیگابیت بر ثانیه برسد. این به دلیل محدودیت ظرفیت آن است که به دلیل هدفمندی‌های استاندارد مشخص شده تا 8.5 گیگابیت بر ثانیه محدود است. 25G PON در سناریوهای 5G با سلول های کوچک و تراکم بالا، تقاضای پهنای باند زیاد و نگهداری SLA را فراهم میکند. این فناوری نه تنها پهنای باند لازم برای پشتیبانی از سلول‌های کوچک را فراهم میکند بلکه اطمینان از کاهش حداقلی تاخیر برای سرویس‌دهی آنتن‌های موبایل را نیز ارائه می‌دهد. بهره‌برداری از شبکه‌های FTTH موجود برای شبکه های موبایل، امکان استقرار سریعتر سلول‌های کوچک 5G را فراهم میکند، نیاز به شبکه انتقال اختصاصی را از بین می‌برد و هزینه‌های کل شبکه را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.
دلیل دوم ضرورت 25G PON تقاضای روزافزون برای اتصال با پهنای باند بالا در بین شرکت‌های بزرگ است. شرکت مشاوره و تحقیقات Analysys Mason پیش‌بینی میکند که تعداد شرکت‌های متصل به فیبر نوری در چهار سال آینده 30 درصد افزایش خواهد یافت و برای شرکت‌های بزرگ، استاندارد مورد نظر اتصال به اینترنت 10 گیگابیت بر ثانیه است. در حال حاضر، این امر تنها از طریق یک اتصال اختصاصی نقطه به نقطه (point to point) پرهزینه قابل دستیابی است. 25G PON به عنوان یک جایگزین بسیار مقرون به صرفه مطرح می‌شود که ضمن پاسخگویی به نیازهای روزافزون کسب و کارها، از خدمات انتقال خانگی و 5G نیز پشتیبانی میکند. این فناوری راه را برای کارایی بیشتر و درآمدزایی بالاتر برای اپراتورها باز میکند.
پیاده سازی 25G PON
25G PON (25 Gigabit Passive Optical Network) نسل جدیدی ازفناوری شبکه فیبر نوری است که با هدف ارائه پهنای باند بیشتر مقرون به صرفه، طراحی شده است. اصل اساسی این فناوری، دستیابی به 2.5 برابر پهنای باند بیشتر در مقایسه با نسل قبلی PON (XGS-PON) است ولی مقرون به صرفه تر.
استفاده از طول موج باندO : برای کاهش پراکندگی سیگنال در سرعت‌های بالا، از طول موج‌های باند O استفاده می‌شود. این کار باعث اطمینان از انتقال اطلاعات در هر دو جهت (Downstream و Upstream) در این باند می‌شود.
انتقال ساده با فناوری دیتاسنتر(data center): سیستم 25G PON ازفناوری‌های ساده‌تر انتقال اطلاعات که در دیتاسنترها رایج هستند، استفاده میکند. این فناوری بر پایه کدگذاری NRZ (Non-Return-to-Zero) است که نسبت به روش‌های پیچیده و گران‌قیمت مانند PAM4 (Pulse Amplitude Modulation)، ترجیح داده می‌شود.
غلبه بر افت توان: در مقایسه با سرعت 10 گیگابیت بر ثانیه، سرعت 25گیگابیت بر ثانیه با افت توان (dB)5 مواجه است. برای جبران این افت و رسیدن به بودجه اتلاف 29 دسی‌بلی، ترکیبی از توان پرتاب بالاتر، حساسیت گیرنده بهتر و روش‌های تصحیح خطای قوی (FEC) به کار گرفته می‌شود.
پشتیبانی از سرعت انتقال دوگانه: سیستم 25G PON می‌تواند از نرخ بیت متقارن (25گیگابیت بر ثانیه Downstream و 25 گیگابیت بر ثانیه Upstream) و نامتقارن (25گیگابیت بر ثانیه Downstream و 10 گیگابیت بر ثانیه Upstream) پشتیبانی کند. این قابلیت، استقرار مقرون به صرفه ONTهای 25/10 گیگابیت بر ثانیه را در مواقعی که تقارن ضروری نیست، امکان‌پذیر می‌سازد.
استراتژی طول موج برای سازگاری شبکه‌ها: استاندارد 25G PON از طول موج 1358 نانومتر برای ارسال (Downstream) استفاده میکند و سه گزینه برای طول موج دریافت (Upstream) ارائه می‌دهد:
- 1300 نانومتر (مشابهGPON) برای سازگاری با XGS-PON
- 1270 نانومتر (مشابهXGS-PON) برای سازگاری با GPON
- 1286 نانومتر برای سهولت سازگاری سه شبکه GPON، XGS-PON, 25G PON این استراتژی طول موج، مسیر ارتقای نرم و ساده‌ای را برای هر شبکه‌ای فراهم میکند.
نکته:
Downstream: پهنای باند قابل ارائه از سمت OLT به سمت ONT
Upstream : پهنای باند قابل ارائه از سمت ONT به سمت OLT
مزایای کلیدی PON 25G
فن‌آوری 25G PON اقتصادی‌ترین گام تکاملی برای دهه آینده است. این فناوری با تکیه بر فناوری‌های مرسوم مراکز داده (data center)، پیچیدگی تجهیزات را کاهش می‌دهد. برخلاف نسل‌های قبلی، 25G PON یک تکامل مستقیم از 10G PON به شمار می‌رود. این یعنی پیش‌بینی می‌شود که پیشرفت‌های فراتر از 25 گیگابیت بر ثانیه نیازمند جهش تکنولوژیکی قابل توجهی بوده و سال‌ها طول می‌کشد تا به بلوغ برسد.
به طور خلاصه 25G PON با استفاده از راه‌حل‌های اثبات‌شده، مسیری اقتصادی و بدون نیاز به اختراعات اساسی برای رسیدن به ظرفیت بالاتر ارائه می‌دهد. این امر باعث می‌شود استقرار و ارتقاء شبکه برای اپراتورها به صرفه‌تر باشد
- کاربردهای متنوع 25G PON
25G PON به دلیل داشتن قابلیت‌های متنوع نقش محوری و برجسته‌ای در تکامل سرویس‌های شبکه‌ای دارد. این فناوری از توانمندسازی کسب‌وکارها با سرعت واقعی 10 گیگابیت بر ثانیه برای انجام برنامه‌های حیاتی گرفته تا مدیریت کارآمد نیازمندی‌های انتقال 5G موبایل، سناریوهای متنوعی را پوشش می‌دهد. 25G PON قابلیت انطباق با طیف وسیعی از نیازهای تأمین‌کنندگان عمده پهنای باند را نیز پوشش می‌دهد. این فناوری از طریق بخش‌بندی شبکه (Network Slicing) نیازمندی‌های پهنای باند آن‌ها را برآورده میکند، این قابلیت استفاده بهینه، را تضمین میکند و کیفیت خدمات (QoS) متمایزی را برای دریافت کنندگان سرویس‌های مختلف ارائه می‌دهد.
علاوه بر این، با توجه به اینکه این فناوری درهای ورود به خدمات نسل بعدی مانند جراحی از راه دور، واقعیت مجازی و برنامه های آنلاین زنده، را باز می کند. 25G PON یک گزینه استراتژیک برای اپراتورهایی است که به دنبال ارائه خدمات واقعی 10گیگابیت بر ثانیه و بهینه‌سازی هزینه‌ها در محیط‌های جدید با نسبت تقسیم بالا (تعداد کاربران به فیبر نوری) هستند. توانایی‌های چندوجهی این تکنولوژی آن را به عنوان سنگ بنایی برای پاسخگویی به نیازهای حال و آینده در سراسرعرصه مخابرات جهان تبدیل کرده است.
- سرعت خیره‌کننده 25G PON
فناوری 25G PON با معیارهای سرعت فوق‌العاده خود، از نسل‌های قبلی پیشی می‌گیرد. این فناوری 10 برابر سریعتر از GPON و 2.5 برابر سریعتر از XGS-PON است. این جهش قابل توجه با استراتژی بازار اترنت همسو است و نشان می‌دهد که افزایش 2 تا 2.5 برابری سرعت، نتایج تجاری مطلوبی را به همراه دارد.
پذیرش گسترده این فناوری توسط بازیگران کلیدی صنعت، از جمله IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)، مراکز داده WDM(Wavelenght Division Multiplexing), G.metro و 25GS-PON MSA مهر تاییدی بر اهمیت و تقاضای فزاینده برای سرعت بالاتر در خدمات سازمانی و انتقال 5G است. این فناوری با پیش‌بینی نیازهای آینده‌ی خانگی، در حال حاضر سرعتی 20 برابر بیشتر از اتصال 1 گیگابیت بر ثانیه را با در نظر گرفتن داده‌های اضافی در انتقال اطلاعات (factoring in overheads) ارائه می‌دهد و بدین ترتیب، پهنای باند کافی را برای دهه‌ی آینده تضمین میکند.
این توانایی سرعت خارق‌العاده، 25G PON را به عنوان نیروی پیشرو در پاسخگویی به نیازهای رو به رشد اتصال در بازارهای مختلف تبدیل میکند.
- گذر و سازگاری آسان در شبکه‌های فیبر نوری
گذر روان در ارتقاء شبکه‌های فیبر نوری برای بهینه‌سازی هزینه و سهولت کار، بسیار مهم است. از آن‌جا که این بروزرسانی‌ها به تدریج انجام می‌گیرد و فناوری‌های قدیمی و جدید برای مدت زمان طولانی با هم کار می‌کنند، سازگاری و همزیستی این فناوری‌ها با هم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با حرکت شبکه‌ها به سمت سرعت‌های بالاتر از 10 گیگابیت بر ثانیه، استفاده از هر دو فناوری GPON و XGS-PON رایج می‌شود.
یک ویژگی برجسته فناوری 25G PON، توانایی ذاتی آن برای همزیستی بدون مشکل با هر دو تکنولوژی GPON و XGS-PON است. این همزیستی سازگار، امکان حضور سه نسل از PON را روی زیرساخت فیبر یکسان فراهم میکند و به اپراتورها انعطاف‌پذیری لازم را برای به کارگیری مناسب‌ترین فناوری و سرعت برای هر سرویس خاص را می‌دهد. عدم اجبار به مهاجرت به تکنولوژی جدید، نبود محدودیت در بستر فیبر نوری و همچنین عدم نیاز به استقرار تجهیزات جدید، کارایی و تکامل سیستم را افزایش می دهد.
تصویر شماره 2 : سازگاری 25G PON
نتیجه گیری
به طور خلاصه، 25G PON راه‌حلی تحول‌آفرین در پهنای باند فیبر نوری است که از نیازهای دیجیتال آینده فراتر می‌رود. این فناوری با نرخ انتقال سریع 25 گیگابیت بر ثانیه و پیاده‌سازی به صرفه، پاسخگوی نیازهای متنوعی از انتقال 5G گرفته تا سرویس‌های نسل بعدی است. این فناوری با سرعتی 10 برابر GPON و 2.5 برابر XGS-PON امکان همزیستی یکپارچه با آن‌ها را فراهم میکند. به عبارتی، 25G PON نقشی محوری ایفا میکند و به طور مؤثری نیازهای مخابراتی حال و آینده را برآورده می‌سازد.
نظرات