شبکه‌های کامپیوتری مبتنی بر فیبرنوری

چگونه شبکه‌های کامپیوتری مبتنی بر فیبرنوری ایجاد کنیم؟

کابل‌کشی فیبرنوری متفاوت از کابل‌کشی‌های استاندارد است، با این حال در محیط‌های تجاری مزایای قابل متوجهی به همراه داشته و از استانداردهای فعلی نیز پشتیبانی می‌کند. شبکه نوری غیرفعال محلی (POLAN) سرنام Passive Optical LAN با ارائه مزایای بالقوه‌ای همچون کاهش فضای موردنیاز برای نصب تجهیزات و کاهش هزینه مصرف انرژی توانسته بازار خوبی به همراه آورد. به عبارت دقیق‌تر POLAN در بازارهایی که نیازمند صرفه‌جویی در فضا و کاهش هزینه مواد مصرفی و به‌کارگیری کارآمد انرژی هستند پیشنهاد می‌شود. راهکار فوق ترکیبی از فناوری GPON است که آن‌را با راه‌حل FTTx می‌شناسیم و به عنوان راه‌حل معماری کابل‌کشی شبکه‌ محلی سازمان‌ها و ادارات استفاده می‌شود.

معماری فوق تنها مولفه‌های اکتیو شبکه که توسط ترمینال خط نوری (OLT) در واحد توزیع اصلی و واحد توزیع ساختمانی (MD/BD) و ترمینال نوری شبکه در ناحیه کاری که هیچ‌گونه تجهیزات اکتیو برای ارتباط بین این دو سامانه وجود ندارد و تنها زیرسامانه کابل‌کشی توزیعی فیبرنوری تک حالته (ODN) در آن ناحیه کاری وجود دارد را شامل می‌شود. مطابق با گراف عمومی، سرپرستان شبکه می‌توانند بر مبنای راهکار فوق در شبکه به یک افزونگی با قابلیت اطمینان بالا دست پیدا کنند. زمانی که از یک شبکه فیبرنوری استفاده کنید، دیگر نگرانی خاصی از بابت حفاظت EMC در ارتباط با کابل داده وجود ندارد که به لحاظ امنیتی نکته مهمی است. مشکلاتی همچون شعاع خمش، اندازه و وزن کابل فیبرنوری در راه‌حل فوق حل شده‌اند که سهولت در استفاده، انعطاف‌پذیری و سرعت بالا در نصب و راه‌اندازی شبکه را به همراه دارد. البته دقت کنید راه‌حل فوق یک راهکار مبتنی بر کاربری است. به منظور رعایت استانداردهای ISO، EN و TIA دست‌کم دو اتصال‌دهنده برای هر ناحیه کاری باید در نظر گرفته شود. تمامی الزامات نیز باید مطابق با پیکربندی استاندارد عمومی انجام شوند. شکل زیر چگونگی پیاده‌سازی زیرساخت PON هماهنگ با استاندارد ISO را نشان می‌دهد.

دیتاگرام پیکربندی ساده یک شبکه POLAN به شرح زیر است:

بودجه کانال فیبرنوری بر مبنای پروتکل شبکه‌ای که از آن استفاده می‌شود متفاوت است. در حال حاضر، پروتکل‌های رایجی EPON عبارتند از 10Gbps و 10Gbps. در جدول زیر توان عملیاتی مربوط به کاربری‌های مختلف را مشاهده می‌کنید.

صرفنظر از اتصال‌دهنده‌ها و فیبرنوری، در زمان پیاده‌سازی یک شبکه مبتنی بر فیبرنوری باید به موضوع مهمی که تلفات مربوط به اسپلیترها است دقت کنید. این تلفات بسته به تعداد خروجی‌هایی که در نظر داریم آن‌ها را پیاده‌سازی کرده و از آن‌ها استفاده کنیم متفاوت است.
انجام یک محاسبه ساده
در یک سناریو فرضی، تصور کنید یک ساختمان چهار طبقه داریم که هر یک از مراکز توزیع طبقات 28 ناحیه را پوشش می‌دهند. اکنون قصد داریم محاسبات خود را به منظور بررسی امکان پیاده‌سازی معماری شبکه POLAN انجام دهیم. در شکل زیر سناریو انجام این‌کار را مشاهده می‌کنید.

در سناریو فوق برای اسپلیتر به کار گرفته شده، تلفات مربوط به آداپتورهای ورودی و خروجی و تلفات اسپلیتر را داریم. برخی از اسپلیترها با اتصال‌دهنده‌های استاندارد درجه B روانه بازار می‌شوند. در مثال فوق، یک آداپتور در مرکز توزیع ساختمان BD، دو آداپتور در مرکز توزیع طبقه FD و یکی برای پریز ترمینال فیبرنوری (OTO) داریم. به عبارت دقیق‌تر 4 عدد آداپتور در اختیار داریم. با استفاده از ماشین حساب GOF مشخص می‌شود که تلفات ترکیبی اتصال‌دهنده‌ها کمتر از 1.00db است. همچنین، 1tdb برای اسپلیتر درون طبقات داریم که بر مبنای محاسبات به مقداری معادل 18db می‌رسیم که مجموع تلفات محاسبه شده برای این لینک است. اگر در طراحی شبکه از پروتکل 1000Base-PX100 برای ترمینال خط نوری استفاده کنید، حداکثر تلفات تا 20dB برای کانال 1310nm و 19.5dB برای کانال‌های 1550nm داریم که بیان‌گر حاشیه‌ای برابر با 2dB و 1.5dB برای تلفات کابل است. در نتیجه با کابل‌هایی با تلفات 0.39dB/km در طول موج 1310nm این امکان وجود دارد تا 5 کیلومتر و با کابل‌های با تلفات 0.25dB در طول موج 1550nm این امکان وجود دارد حداکثر 6 کیلومتر را کابل‌کشی کرد. در نتیجه حداکثر طول برای ساخت یک لینک فیبرنوری که شامل ستون فقرات، پچ‌کوردها و کابل‌کشی افقی است هیچ‌گاه فراتر از 5 کیلومتر نخواهد رفت. در نهایت به این موضوع توجه داشته باشید که برای پیاده‌سازی صحیح یک شبکه فیبرنوری لازم است به اصول کابل‌کشی این شبکه‌ها دقت نظر ویژه‌ای داشته باشید. به‌طور مثال، هیچ‌گاه خود فیبر را نکشید و به جای آن بخش محکم کابل فیبرنوری که از جنس الیاف آرامید کولار یا میله فایبرگلاس هستند را کشیده و آن‌را جدا کنید، کابل‌ها نباید از حداکثر میزان مجاز بار کشش تجاوز کنند، هیچ‌گاه فراتر از حداکثر شعاع خمش کابل به آن فشار وارد نکنید، از داکت‌ها برای نصب مستقیم کابل‌های داخلی استفاده کنید این‌کار نه تنها شناسایی کابل فیبرنوری را ساده می‌کند بلکه از کابل در برابر صدمات محافظت می‌کند، اگر مسیر نصب طولانی است، بهتر است بازرسی‌های مداوم را انجام دهید و یک نفر را مامور نظارت بر تجهیزات و نفر دیگر را مامور نظارت بر قرقره کابل و از نفر سومی به عنوان هماهنگ کننده استفاده کنید.