فاطر رسا نور طراح مجری پروژه های فیبر نوری

شبکه GPON

شبکه گیگابیت پسیو فیبر نوری  یا به اختصار GPON شبکه ای است که روی کابل های فیبر نوری برای ارسال و دریافت اطلاعات پیاده می شود. GPON یک نوع شبکه نوری غیرفعال است که بر اساس معماری نقطه به چند نقطه (point-to-multipoint) طراحی شده است. در این سیستم، یک کابل نوری واحد می‌تواند به چندین کاربر خدمات ارائه دهد. این ویژگی باعث کاهش هزینه‌ها و افزایش کارایی در مقایسه با شبکه‌های سنتی می‌شود. بستر GPON در حال حاضر مهمترین فرم شبکه PON است. شبکه GPON روی یک کابل تکی  فیبر نوری می تواند بیش از 1:64 خروجی داشته باشد. بر خلاف کابل های مسی روی شبکه های مختلف، شبکه GPON تا 95% در مصرف انرژی صرفه جویی می کند. علاوه بر این در شبکه GPON اضافه کردن کاربر از طریق اسپلیتر فیبر نوری انجام می گیرد و هزینه آن بسیار کم است و به همین دلیل در مناطق شلوغ بسیار کاربردی است. GPON یک فناوری future proof است یعنی اگر تکنولوژی ارتقا پیدا کند نیازی به ارتقا تجهیزاتی همچون کابلها نیست.

فرمت دسترسی TDMA در GPON استفاده می شود تا برای ONU پهنای باند ایجاد شود. بسته به شرکت خدمات دهنده اینترنت و پهنای باند اختصاص یافته، هر ONU می تواند تا 2.488Gbit/s اطلاعات را در مسیر دستگاه OLT به ONU جا به جا کند.

میزان انتقال اطلاعات از ONU به OLT کمتر است چرا که مسیر در دسترس با دیگر ONU ها به صورت اشتراکی استفاده می شود. ONU با برقراری ارتباط با OLT میزان فاصله و تاخیر را برای هر کاربر مشخص خواهد کرد.

اجزای اصلی GPON

- OLT (Optical Line Terminal)

دستگاهی است که در دفتر مرکزی ارائه‌دهنده خدمات قرار دارد و داده‌ها را به چندین کاربر ارسال می‌کند.

- ONT/ONU (Optical Network Terminal/Optical Network Unit)

دستگاهی که در محل کاربر نصب می‌شود و اطلاعات را از OLT دریافت می‌کند.

- Splitter

تجهیزاتی که سیگنال نوری را تقسیم کرده و آن را به چندین کاربر منتقل می‌کند.

امنیت شبکه GPON

در زمان ارسال دیتا از OLT به تمام ONU ها، افراد می توانند ONU خود را تعریف کنند و اطلاعات ورودی یک ONU دیگر را سرقت کنند. علاوه بر اینکه ممکن است با تعریف یک ONU جدید اطلاعات به سرقت برود ممکن است، OLT ساختگی نیز ایجاد شود و به ارسال و دریافت اطلاعات بپردازد و امنیت شبکه را به خطر بیندازد. در این حالت کسی که سیستم را مورد حمله قرار داده است اطلاعات مهمی مانند رمز عبور و محتوای مهمی را به راحتی در اختیار خواهد داشت. برای حل این مشکل، شبکه GPON مکانیزم G.084.3 را ارائه داده است که از الگوریتم های کد گذاری شده پیشرفته استفاده می کند و شکستن کدها با استفاده از بیت های 128، 192 و 256 را غیر ممکن می سازد.

مقایسه شبکه GPON و EPON و BPON

EPON و GPON شباهت های زیادی با هم دارند و هر دو زیر مجموعه شبکه PON محسوب می گردند. هر دو از کابل های فیبر نوری استفاده می کنند و فرکانس نوری مشابهی نیز دارند. هر دو شبکه در مسیر آپ استریم از سرعت 1.25Gbits/s استفاده می کنند. تفاوت بین این دو در این است که GPON در مسیر دان استریم از سرعت بیت 2.48 استفاده می کند ولی EPON از بیت مشابه آپ استریم استفاده می کند.

GPON چگونه کار می کند؟

یک شبکه GPON قادر است ترافیک اترنت، TDM و ATM را منتقل کند. یک شبکه GPON شامل OLT و ONU و اسپلیتر می شود. اسپلیتر هر زمان که احتیاج باشد می تواند سیگنال ها را از هم جدا کند. دستگاه OLT تمام سیگنال های نوری را از ONU ها دریافت می کند و به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. یک OLT در حالت عادی تا 72 پورت را پشتیبانی می کند. ONUبه کاربر نهایی متصل می شود و سیگنال کاربر را به OLT متصل می کند. یک شبکه GPON تا 20 کیلومتر هم می رسد و تا بیش از 64 کاربر را پشتیبانی می کند. شبکه GPON به وسیله امواج WDM به آپ استریم و دان استریم دیتا می پردازد.

در انتقال داده دان استریم، طول موج لیزر 1490nm و در آپ استریم 1550nm را اندازه گیری می کند. یک فیبر نوری single mode که از دفتر مرکزی می آید به اسپلیتر می رسد که در نزدیکی کاربر نهایی قرار دارد. اسپلیتر سیگنال آن را به مسیر های مجزا هدایت می کند که از 2 تا 64 مسیر متغیر است. از اینجا هر کدام از کابل های مجزا مسقیماً به کاربر نهایی متصل می گردد. تمام طول این مسیر می تواند تا 20 کیلومتر باشد. در GPON آپ استریم و دان استریم با بیت های متفاوت صورت می گیرد. 1.2 Gbit/s در آپ استریم و 2.4Gbit/s در دان استریم.

سخن پایانی

فناوری GPON یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها در زمینه شبکه‌های نوری است که با ارائه سرعت بالا، هزینه‌های پایین‌تر و قابلیت‌های چندگانه، جایگاه ویژه‌ای در صنعت ارتباطات پیدا کرده است. با توجه به روند رو به رشد تقاضا برای خدمات اینترنت پرسرعت، انتظار می‌رود که GPON همچنان یکی از گزینه‌های اصلی برای توسعه زیرساخت‌های ارتباطی باقی بماند. این فناوری نه تنها پاسخگوی نیازهای فعلی کاربران است بلکه با قابلیت ارتقا و انعطاف‌پذیری خود، آماده پاسخگویی به چالش‌های آینده نیز خواهد بود.