تبلیغات
کامپیوتر - شبکه های انتقال و دسترسی نوری-روش WDM

شبکه های انتقال و دسترسی نوری-روش WDM

نویسنده :سهراب
تاریخ:28 آذر 89-12:25

روش WDM به عنوان روش اصلی در انتقال اطلاعات در سیستم‌های نوری از اوایل دهة 1980 مورد توجه و استفاده قرار گرفته است. امروزه نیز تلاشهای بسیاری برای استفادة بهینه از این روش در کاربردهای مختلف، در حال انجام است. CWDM و DWDM دو روش اصلی مورد استفاده در شبکه‌های نوری است. متن حاضر در ادامة سلسله مطالب مربوط به شبکه‌های نوری، به بررسی روش WDM و خصوصیات روش‌های CWDM و DWDM پرداخته است و آنها را مورد مقایسه قرار داده است.
روش WDM
اگر نگاهی به مشکلات فعلی صنعت مخابرات، به خصوص در زمینة سرویس‌دهی به کابران بیندازیم، به اهمیت WDM[1] بیشتر پی خواهیم برد. اولین چالش پیش روی صنعت مخابرات، افزایش روز افزون تقاضا برای سرعت‌های بالاتر و در نتیجه پهنای باند بیشتر است؛ به طوری که برخی اعتقاد دارند ظرفیت لازم برای شبکه، هر شش ماه، دو برابر می‌شود. دومین چالش اساسی موجود، تکنولوژی‌های گوناگونی است که برای عملیاتی كردن و استفاده از انواع شبکه به کار می‌روند IP[2]، ATM[3] و SONET[4] از جملة این موارد هستند که به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند و هر یک مزایای خاص خود را دارا هستند؛ اما هر یک به تجهیزاتی برای تبدیل به یکدیگر نیاز دارند.
با استفاده از شبکه‌های نوری و روش WDM می‌توان تا حد زیادی این مشکلات را برطرف كرد. با استفاده از این روش، می‌توان به پهنای باندی تا1600 گیگابیت در ثانیه دست یافت که با استفاده از این پهنای باند، می‌توان بیش از 30میلیون تماس تلفنی را فقط با استفاده از یک فیبر منتقل کرد و مشکل تکنولوژی‌های متفاوت نیز به راحتی حل می‌شود. با توجه به اینکه اطلاعات بر روی فیبر با استفاده از روش WDM بر روی طول موج‌های مختلفی ارسال می‌شود که مستقل از یکدیگر عمل می‌کنند، لذا می‌توان به راحتی انواع مختلف تکنولوژی را در این زمینه مورد استفاده قرار داد و خدمات مختلفی نظیر صوت، تصویر، اطلاعات و مولتی مدیا را به کاربران ارایه كرد.

راه‌حل‌های افزایش ظرفیت در شبکه‌های نوری
برای افزایش ظرفیت شبکه، می‌بایست راه حلی انتخاب شود که اقتصادی باشد و کاربر را برای استفاده از آن ترغیب كند. اولین راه‌حلی که به ذهن می‌رسد، استفاده از تعداد بیشتری فیبر برای دسترسی به پهنای باند بالاتر است که این كار اصلاً به صرفه نیست؛ چرا که یک راه‌حل کاملاً سخت افزاری است که با صرف هزینه و وقت زیاد همراه است. ضمن آنکه استفاده از تعداد فیبر بیشتر، الزاماً امکان ارایه خدمات جدید را برای ISPها[5] فراهم نمی‌آورد. راه‌حل دوم افزایش سرعت، استفاده از مالتی پلکسینگ زمانی TDM[6] است که با تقسیم‌بندی زمانی‏ امکان ارسال اطلاعات بیشتر را بر روی فیبر فراهم می‌آورد. این روش به‌طور معمول بر روی شبکه‌های فعلی مخابرات استفاده می‌شود؛ اما امکان افزایش ناگهانی سرعت با این روش امکان‌پذیر است. بنابر استانداردی كه تعریف شده است، گام بعدی، دسترسی به سرعتGbs 40 پس از Gbs10 است که دستیابی به آن تنها با روش TDM و در آیندة نزدیک امکان‌پذیر نخواهد بود و مستلزم پیشرفت تکنولوژی ساخت قطعات الکترونیکی است. روش TDM هم اکنون در شبکه‌های انتقال بر اساس SONET که استاندارد امریکای شمالی و SDH[7] که استاندارد بین‌المللی است به‌کار می‌رود. قابل ذکر است که SONET و SDH استانداردهایی هستند که برای سیگنالهای دیجیتالی تعریف شده‌اند و سرعت ارتباطات، ساختار بسته‌ها و رابط‌های نوری را استاندارد می‌کنند.
راه‌حل سومی نیز برای ISPها وجود دارد و آن استفاده از روش WDM است. در این روش، به هر یک از سیگنالهای نوری ورودی، یک طول موج و یا یک فرکانس خاص داده می‌شود و سپس تمام سیگنال‌ها بر روی یک فیبر ارسال می‌شوند. از آنجا که هر یک از این طول موج‌ها مستقل از یکدیگر هستند و بر روی هم هیچ گونه تأثیری ندارند، این امکان را به ISPها می‌دهند تا از امکانات موجود شبکه به طور بهینه بهره بگیرند و بتوانند از تکنولوژی‌های مختلف استفاده کنند. در واقع، WDM چندین سیگنال نوری را ترکیب می‌کند و آنها را به‌صورت یک مجموعه، تقویت و ارسال می‌کند که این امر موجب افزایش ظرفیت خواهد شد. هر یک از این سیگنالها می‌توانند سرعت‌های مختلف نظیر OC-3,-12,-24 و فرمت‌های گوناگون IP ، ATM و SONET را داشته باشند.
اما آنچه که WDM را این چنین پرارزش و مفید ساخته است، تقویت‌کننده‌هایی هستند که سیگنال نوری را بدون تبدیل به سیگنال الکتریکی تقویت می‌کنند. این تقویت‌کننده‌ها پهنای باند مشخصی دارند و در این پهنای باند می‌توانند تا 100 طول موج را تقویت کنند. تقویت‌کننده‌های [8]EDFA و [9]DBFA از جملة این تقویت‌کننده‌ها هستند که به ترتیب در باند طول موجی 1560-1530 و 1610-1528 نانومتر استفاده می‌شوند.
به طور کلی می‌توان خصوصیات روش WDM را به صورت زیر برشمرد:
فراهم آوردن سرعت‌های بالا بر روی یک فیبر تکی
• قابلیت اطمینان و امنیت بالا
گام بعدی افزایش ظرفیت، استفاده همزمان از دو روش WDM و TDM است. در روش TDM، افزایش ظرفیت با افزایش سرعت بر روی یک خط ارتباطی انجام می‌شود. در حالی که در روش WDM ، این کار با استفاده از طول موجهای مختلف و در واقع افزایش خطوط ارتباطی صورت می‌گیرد. بنابراین با ترکیب این دو روش، می‌توان به ظرفیت بالاتر بر روی یک فیبر دست یافت و این امکان را همواره فراهم آورد تا با پیشرفت تکنولوژی ساخت قطعات الکترونیکی، آن را به طور موثری در افزایش سرعت شبکه های نوری به کار گرفت.
محیط انتقال در شبکه‌های نوری، فیبر نوری است و باند طول موجی که می‌توان برای ارسال اطلاعات استفاده کرد بین 1260 تا 1625 نانومتر، یعنی پنجره‌های دوم و سوم مخابرات نوری است. لازم به ذکر است که پنجره اول مخابرات نوری در طول موج 850 نانومتر و پنجره‌های دوم و سوم به ترتیب در طول موجهای 1300نانومتر با کمترین پاشندگی و 1550 نانومتر با کمترین تلفات هستند. این باند طول موجی که از آن برای انتقال اطلاعات بر روی فیبر استفاده می‌شود، به 5 باند (جدول 1)، تقسیم می‌شود که در روش‌های مختلف WDM به کارگرفته می‌شوند

جدول 1- باندهای طول موجی انتقال اطلاعات بر روی فیبر

برای استفادة حداکثری از ظرفیت فیبر در روش WDM، باید فاصله بین طول موج‌هایی را که برای انتقال اطلاعات استفاده می‌شود، کم کرد تا اطلاعات بیشتری را بر روی یک فیبر ارسال كرد. لذا روش DWDM[10] در اوایل دهة 1990 مطرح شد تا از فیبر برای انتقال اطلاعات در فواصل دور و شبکه‌های گسترده بهره گرفته شود. در روش DWDM ;فاصلة بین کانال‌ها که برای ارسال اطلاعات استفاده می‌شود، 4/0 نانومتر است و هر کانال پهنای باندی تا 10گیگابیت در ثانیه را برای کاربران فراهم می‌آورد. این روش در باند C و L به کار می‌رود و بین 32 تا 160 کانال ایجاد می‌شود که با این تعداد کانال، به پهنای باند 1600-100 گیگابیت در ثانیه می‌توان دست یافت. اما لازم به ذكر است كه این روش فقط برای ارسال اطلاعات برای فواصل دور مناسب است، زیرا تجهیزات جانبی این روش مانند نوع فیبر، لیزر، تکرارکننده‌ها و ... از خصوصیاتی برخوردار هستند که میزان هزینه را به شدت افزایش می‌دهند، به‌طوری که قیمت تمام شده برای هر کانال، فقط برای ارسال اطلاعات به فواصل دور و شبکه‌های WAN[11] به صرفه خواهد بود. اگر بخواهیم این روش را در مناطق شهری و شبکه‌های Metropolitan و LAN[12] به کار ببریم، هزینه تمام‌شده برای هر کاربر بسیار زیاد خواهد بود و به تبع آن تقاضای استفاده از آن نیز کاهش می‌یابد. این مشکلی بود که در اواخر دهه 1990 و سال 2000 بسیاری از شرکت‌های ارایه‌دهندة خدمات با آن روبرو بودند. در این زمان روش CWDM[13] که در ابتدای دهه 1980 مطرح شده بود، مجدداً مورد توجه قرار گرفت. تفاوت اساسی CWDM ;با DWDM در فاصلة بین کانال‌ها است. در روش CWDM ;فاصلة بین کانال‌ها 20 نانومتر است و در باندهای O، E ، S ، C و L به کار گرفته می‌شود. در این محدوده، طول موجی با 8 تا 16 کانال که هر یک پهنای باندی تا 2.5 گیگابیت در ثانیه (مطابق با STM-16) دارند، فراهم می‌آورند و می توان به پهنای باندی تا 40 گیگابیت در ثانیه بر روی یک فیبر تکی دست یافت.
اما آنچه که امروزه باعث شده است تا CWDM بسیار مورد توجه قرار گیرد، هزینة بسیار کم آن نسبت بهDWDM است. روش CWDM که به طور گسترده در راه‌اندازی شبکه‌های FTTH[14] و FTTC[15] به کار گرفته می‌شود، تا فاصله 70کیلومتری به هیچ تکرارکننده‌ای برای ارسال اطلاعات با کیفیت مناسب نیاز ندارد و تا فاصله 200کیلومتری که فاصله مناسب برای استفاده از روش CWDM است، فقط به دو تکرار‌کننده در فواصل 70 و 140 کیلومتری نیاز است که مزیت بزرگی نسبت به DWDM محسوب می‌شود. می‌توان در این روش از تقویت‌کننده‌هایEDFA در طول موج1610-1530 نانومتر بهره برد. همچنین قیمت فرستنده-گیرنده و فیلتر در CWDM



نوع مطلب : کامپیوتر 

داغ کن - کلوب دات کام
نظرات() 
How do you strengthen your Achilles tendon?
27 شهریور 96 02:40
Magnificent web site. Lots of useful information here.
I am sending it to a few buddies ans additionally sharing in delicious.
And obviously, thanks in your sweat!
How much can you grow from stretching?
6 مرداد 96 23:39
Excellent article. I will be dealing with many of these issues as well..
How do you prevent Achilles tendonitis?
6 مرداد 96 18:50
Hello, I enjoy reading all of your post. I like to
write a little comment to support you.
kimberdome.over-blog.com
18 خرداد 96 21:27
Thanks for finally talking about >کامپیوتر - شبکه های انتقال و دسترسی نوری-روش WDM <Loved it!
miriammimozo.blog.fc2.com
30 اردیبهشت 96 20:46
Wonderful beat ! I wish to apprentice at the same time as you
amend your web site, how could i subscribe for a
blog web site? The account helped me a applicable deal.
I were a little bit familiar of this your broadcast provided
bright clear idea
Valeria
25 اردیبهشت 96 16:46
Hi to every one, the contents present at this web page are actually amazing for people experience, well, keep
up the nice work fellows.
http://matthewsrvwfexczqt.wordpress.com
22 اردیبهشت 96 16:42
Appreciate the recommendation. Let me try it out.
BHW
6 اردیبهشت 96 19:29
I'd like to find out more? I'd want to find out some additional information.
manicure
31 فروردین 96 12:17
Hi! This is kind of off topic but I need some
help from an established blog. Is it tough to set up your
own blog? I'm not very techincal but I can figure
things out pretty fast. I'm thinking about making my own but I'm not
sure where to begin. Do you have any ideas or suggestions?
With thanks
BHW
24 فروردین 96 04:18
First off I want to say wonderful blog! I had a quick question which I'd like to ask if you don't mind.
I was interested to know how you center yourself and clear your thoughts before writing.
I've had difficulty clearing my mind in getting my ideas out there.

I do enjoy writing but it just seems like the first 10 to 15
minutes tend to be wasted simply just trying to figure out how to begin. Any suggestions or tips?
Many thanks!
manicure
21 فروردین 96 08:56
If you want to increase your familiarity simply keep visiting this web page and be updated with the most up-to-date information posted here.
BHW
13 فروردین 96 19:57
I'm extremely impressed with your writing skills and also with the layout on your weblog.
Is this a paid theme or did you customize it yourself?

Anyway keep up the excellent quality writing, it is rare to see
a nice blog like this one today.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر