راهنمای کامل 10GPON و نمای کلی GPON

به طور تقریبی 85% از افرادی که در کشورهای توسعه یافته زندگی می‌کنند به اینترنت دسترسی دارند. دسترسی تمامی افراد به اینترنت ملزم به افزایش پهنای باند است که با استفاده از فناوری 10GPON می‌توان به این امر دست پیدا کرد. 10GPON نسخه‌ی پیشرفته GPON و مخفف عبارت 10Gbps Passive Optical Network می‌باشد. 10GPON به افراد، شرکت‌ها و سازمان‌ها این امکان را می‌دهد تا از سرعت و عملکرد بالاتری در اتصال به اینترنت بهره‌مند شوند. همچنین با استفاده از این فناوری می‌توان دانلود و آپلود فایل‌ها، پخش ویدیو با کیفیت بالا را بی وقفه انجام داد. 

مروری بر GPON

شبکه‌های فیبرنوری با استفاده از انواع مختلفی از استانداردهای PON عمل می‌کنند. PON مخفف Passive Optical Network است و به طور کلی، دیتا را از طریق کابل‌های فیبر نوری ارسال می‌کند. استاندارد PON انواع مختلفی دارد که یکی از آن‌ها GPON است. 

سیستم GPON یک نوع شبکه است که با استفاده از فناوری فیبرنوری کار می‌کند. این امکان را به خانه‌ها یا کسب و کارها می‌دهد که به اینترنت با سرعت بالاتر از قبل دسترسی داشته باشد.

GPON به معنای Gigabit Ethernet PON است. تلفن و دیتا در GPON با استفاده از ATM (Asynchronous Transfer Mode) ارسال می‌شوند و مخفف عبارت Gigabit Ethernet PON می باشد. با استفاده از فناوری GPON تمامی داده‌ها و اطلاعات اعم از صوت، تصویر با کمک  ATM (Asynchronous Transfer Mode) ارسال می‌شوند. استفاده از فناوری GPON از EPON (Ethernet passive optical network) بسیار بهتر است. چرا که در روش GPON پهنای باند افزایش پیدا کرده و سرعت downstream و upstream به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. 

نحوه عملکرد GPON

همانطور که در بالا اشاره کردیم GPON یکی از انواع شبکه‌های ارتباطی است که از فناوری فیبرنوری برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند. این فناوری از دستگاه‌ها و تجهیزات فیبرنوری و فناوری PON استفاده می‌کند تا داده‌ها را از یک نقطه به نقطه‌ی دیگر منتقل کند. عملکرد اصلی GPON به شرح زیر است:

1. ارتباط بین OLT و ONT/ONU: در یک شبکه GPON، OLT با ONT یا ONU در ارتباط است. دستگاه OLT مسئول ارسال داده‌های دیجیتال از ISP به ONT/ONU می‌باشد و ONT/ONU مسئول تبدیل داده‌های نوری به داده‌های الکتریکی و بالعکس است.
2. استفاده از اسپلیترهای فیبر نوری: فناوری GPON از اسپلیترهای فیبر نوری در شبکه توزیع فیبر نوری استفاده می‌کند تا امکان انتقال داده‌ها از یک فیبر به چندین مکان فراهم شود. همچنین اسپلیترها از سیگنال نوری استفاده می‌کنند تا داده‌ها را به مقصدهای مختلف هدایت نمایند.
3. انتقال داده‌ها با سرعت بالا: GPON از سرعت‌های بالای انتقال داده استفاده می‌کند که به کاربران امکان می‌دهد از اینترنت با سرعت بالا بهره‌مند شوند. این سرعت‌ها معمولاً در حدود ۱ گیگابیت بر ثانیه است و به سرعت‌هایی مانند 2/49Gbps برای ارسال و 1/244Gbps برای دریافت داده‌ها می‌باشد.
4. پشتیبانی از خدمات چندگانه: GPON قابلیت پشتیبانی از خدمات چندگانه را دارد، به این معنی که می‌تواند همزمان به چندین کاربر مختلف خدمات مختلفی را ارائه دهد، مانند اینترنت، تلفن و تلویزیون و... . این امکان با استفاده از قابلیت‌های متعدد ارتباطی و امنیتی GPON ممکن می‌شود.

برای درک بیشتر مطلب فوق به مثال زیر توجه کنید:

فرض یک ارائه‌دهنده خدمات اینترنت (ISP) دارید. ISP شما از طریق دستگاه OLT یک سیگنال ارسال می‌کند و این نقطه، شروع GPON است. تمامی خدماتی که توسط ISP به شما ارائه می‌شود از طریق فناوری GPON و دستگاه OLT است. داده‌ها از طریق شبکه توزیع فیبر نوری Optical Distribution Network (ODN) عبور می‌کنند. این فرآیند تا جایی ادامه پیدا می‌کند که تا داده‌ها به اسپلیترهای فیبر نوری برسند. اسپلیترهای فیبر نوری سیگنال‌های نوری را به چندین سیگنال تقسیم نموده و آن‌ها را به مقصد مورد نظر هدایت می‌کنند. (برای اطلاعات بیشتر در مورد اسپلیتر می‌توانید به مقاله اسپلیتر فیبرنوری چیست؟ نحوه کارکرد اسپلیتر و انواع آن مراجعه کنید). در نهایت این سیگنال‌ها به ONT/ONUها می‌رسند.

اصول عملکرد 10GPON

استاندارد تایید شده توسط IEEE برای 10GPON استاندارد 10G-EPON 802.3av می‌باشد. در سال ۲۰۱۰ سازمان بین‌المللی مخابرات متحد (ITU)  دو استاندارد برای 10GPON را تعیین نمود. این اتحادیه آن‌ها را با  استانداردهای asymmetrical و symmetrical تعیین کرد.

Asymmetrical 10GPON یا XG-PON1 در یک شبکه دسترسی به خدمات کامل (FSAN) دارای سرعت 10Gbps Downstream و سرعت 2.5Gbps Upstream است. FSAN یک استاندارد صنعتی است که توسط انجمن بین‌المللی (ITU-T) تعیین شده است و اصلی ترین وظیفه آن توسعه استانداردها و تکنولوژی‌هایی است که به ارائه خدمات تلفن، داده، ویدئو و سایر خدمات از طریق یک شبکه دسترسی یکپارچه و یکسان امکان‌پذیر می‌باشد. 

Symmetrical 10GPON یا XG-PON2 دارای سرعت 10Gbps در هر دو جهت یعنی Downstream و Upstream است. 10GPON از طول موج‌های مختلفی برای Downstream و Upstream نسبت به GPON استفاده می‌کند، بنابراین هر دو سیستم می‌توانند روی همان فیبر کار کنند. طول‌موج‌ها برای Upstream: 1,577nm و برای Downstream: 1,270nm است.

" به 10Gpon نامتقارن XGPON  و به 10GPONهای متقارن XGSPON گفته می‌شود."

ویژگی‌های 10GPON

1. پهنای باند بالا: 10GPON امکان ارائه پهنای باند بسیار بالا را فراهم می‌کند که چهار برابر سریع‌تر از تکنولوژی GPON می‌باشد.
2. پشتیبانی از مشتریان با نیازهای بالا: تکنولوژی امکان ارائه خدمات با پهنای باند بالا به مشتریانی که نیاز به پهنای باند بیشتری دارند مانند شرکت‌ها یا واحدهای مسکونی با تراکم بالا را فراهم می‌کند.
3. مدیریت ترافیک بهتر: باتوجه به افزایش پهنای باند بالا در 10GPON به راحتی می‌توان بهترین مدیریت ترافیک را برای ارائه خدمات به مشتریان در شرایط پرترافیک ارائه داد.
4. کاهش Latency: فناوری 10GPON دارای Latency کمتری است به همین علت امکان ارائه خدمات با کیفیت بالا و استفاده از برنامه‌ها و خدمات بدون وقفه به راحتی فراهم می‌شود.

همانطور که اشاره کردیم 10GPON یک فناوری ارتباطات فیبر نوری است که پهنای باند بالا و سرعت بالا را برای کاربران فراهم می‌کند. این فناوری، نسخه پیشرفته‌تری از استاندارد GPON است که توانایی ارائه پهنای باند چهار برابر سریع‌تر از GPON را دارد. همچنین از طریق 10GPON، امکان ارائه خدمات برای شرکت‌ها یا واحدهای مسکونی با تراکم بالا، وجود دارد. 

شرکت HUAWEI که از مطرح‌ترین شرکت‌های تولید کننده‌ی مخابرات است و در ایران هم اغلب مراکز مخابراتی و اپراتورهای فیبر نوری از این برند معتبر و قدرتمند استفاده می‌کنند. 

OLTهای هواوی در دو سری MA5600 و MA5800 طراحی و تولید شده‌اند و تمرکز اصلی شرکت هواوی بر روی سری MA5600 است که معمولا GPON و EPON بوده است و در شاسی‌های پر ظرفیت مثل MA5600T قابلیت 10GPON غیر متقارن را فراهم کرده‌اند. اما در سری MA5800 علاوه بر پشتیبانی از GPON از طریق کارت‌های سرویس همانند GPLF، GPHF و GPSF تمرکز اصلی ارائه سرویس‌های 10GPON از طریق کارت‌های XGBD، XGHD، XGSF، XSHF، TWHD و ... است.

نکته مهم در مورد شرکت HUAWEI این است که این شرکت کارت‌های دو منظوره‌ای طراحی و تولید نموده است که بر روی OLTهای سری MA5800X را می‌توان فعال نمود. این کارت‌ها به کارت‌های COMBO معروف هستند و می‌توانند سرویس‌های GPON و 10GPON را ارائه دهند.