شبکه محلی پسیو نوری Passive Optical LAN

POL مخفف Passive Optical LAN (شبکه محلی پسیو نوری) هست که برای شبکه‌هایی با دسترسی به فیبر نوری، ساماندهی و توسعه پیدا کرده‌است.
اساساً تکنولوژی POL که در محدوده شبکه محلی LAN هست را یک سیستم خصوصی اف تی تی ایکس می‌نامند. همهٔ این نتایج منجر به قوانین و استانداردهای طراحی POL و ایجاد توپولوژی برای توزیع تمام خدمات فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) ساختمان در سراسر زیرساخت یک شرکت می‌شود.

تلویزیون کابلی (CATV)

تلویزیون کابلی (CATV) یک نوع سامانه تلویزیونی است که در آن مشترکین سیگنال‌های رادیویی را از طریق فیبر نوری و کابل هم‌محور دریافت می‌کنند، که جزو مالکیت مشترک به‌حساب می‌آید که شباهت زیادی به روش هوایی دارد. در روش قدیمی تصاویر از طریق امواج رادیویی انتقال می‌یابند که در آن تلویزیون نیاز به یک آنتن دارد؛ و به روش‌هایی از جمله برنامه‌های رادیویی اف ام، اینترنت پرسرعت و تلفنی شباهت زیادی دارد که گاهی اوقات این روش‌ها نیز ارائه می‌شوند و تفاوت اصلی بین رادیوی فرکانسی و ارتباط نوری در مالکیت آن‌ها است.
در زبان انگلیسی به‌اختصار از CATV نام می‌برند که به معنی تلویزیون کابلی به کار می‌رود ولی در اصل به معنی تلویزیون آنتی مشترک هست که از نام شبکه کابلی گرفته‌شده‌است که در سال ۱۹۴۸ بنیان‌گذاری شده‌است که در روش هوایی گیرندگی به فاصله فرستنده تا گیرنده محدود بود و حتی به پستی و بلندی نیز محدود می‌شد که مجبور بودند از شبکه کابلی برای انتقال امواج به منازل افراد استفاده کنند. در اصل قدمت تلویزیون کابلی از قدمت رادیو نیز بیشتر است که گفته می‌شود در برخی از شهرهای اروپایی که قدمت آن به سال‌های قبل از ۱۹۲۴ می‌رسند استفاده می‌کردند.

(Passive Optical LAN (POL چیست؟

POL به شبکه نوری قابل‌دسترسی Broadband گفته می‌شود که دارای عناصر غیر اکتیو یا پسیو می‌باشد و جزء شبکه‌های Point to Multi point است که ارائه‌دهنده سرویس‌های مختلف Voice و Data و CATV هستند.

ساختار شبکه محلی پسیو نوری Passive Optical LAN

به‌طورکلی ساختار POL بین خط (line) پایانه نوری OLT و یونیت ONU به وجود می‌آید. خط (line) پایانه‌های نوری در محل اتاق سرور قرار دارد و کافوهای نوری (ONU) در نزدیکی مشترکین قرار می‌گیرد.
در فنّاوری pol در هر دو طرف Downstream (مرکز به‌طرف مشترک) و Upstream (مشترک به‌طرف مرکز) از طول‌موج استفاده می‌شود و طول‌موج‌ها بر روی فیبر نوری از طریق واحدهای ماکس و دماکس مالتی پلکس انتقال می‌یابد.به عبارت دیگری POL را نوعی از WDM می‌نامند.
برنامه‌ریزی و اجرای شبکه محلی پسیو نوری POL از دو بخش برای توزیع‌کننده طبقه (Floor distributor) در نظر گرفته‌شده‌است. تنها با چنین ساختاری می‌توان به‌درستی نصب و اجرای Passive Optical LAN را بررسی کرد و مستندسازی بخش‌های خاص را انجام داد.
در انجام کابل‌کشی ساخت‌یافته کلاسیک، کابل فیبر نوری چند حالته برای backbone کابل‌کشی عمودی برای تغذیه سوئیچ اترنت در توزیع‌کننده طبقه (Floor distributor) مورد استفاده قرار می‌گیرد. متقارن با آن کابل مسی (زوج به‌هم‌تابیده) برای کابل‌کشی به ترمینال خروجی (پریز) مورد استفاده قرارگرفته‌است. لازم به ذکر است که کابل‌کشی افقی با کابل مسی (زوج به هم تابیده) محدودیت‌های خود را در بردارد.
به دلیل رعایت استانداردها و به حداکثر رساندن مزایا، زیرساخت‌های شبکه نوری محلی LAN با توجه به دستورالعمل کابل‌کشی ساخت یافته انجام می‌شود.

توپولوژی شبکه محلی پسیو نوری Passive Optical LAN

با توجه به اینکه در تکنولوژی POL، ساختار توپولوژی بین خط (line) ترمینال نوری OLT و یونیت ONU وجود دارد. طرز قرار گرفتن واحدهای نوری ONU و ارتباط آن‌ها با لاین ترمینال نوری سه نوع توپولوژی ایجاد می‌کند و یک کوپلر ۱x۲ و یک اسپلیتر ۱xN عناصر اصلی این توپولوژی هستند.

WDMA POL

اگر چه در طی سال‌های اخیر عوامل بالا تعدیل یافته‌است ولی هنوز مشکلاتی وجود دارد. یک ساختار WDM PON با پشتیبانی چندین طول موج بر روی یک فیبر نوری زیرساخت نمی‌تواند تلفات قدرتی اسپلیترهای مورد استفاده در ساختارهای TDMA PON را تحمل کند.
در WDM PON هر واحد نوری (ONU) می‌تواند در یک نرخ بالا بسوی بیت ریت کامل یک کانال طول موجی عمل نماید وعلاوه بر این اختلاف طول موجها ممکن است در بیت ریت‌های مختلفی در صورت نیاز عمل نماید، به همین دلیل گونه‌های متفاوتی از سرویس‌ها می‌تواند بر روی همان شبکه پشتیبانی شود. به عبارت دیگر تنظیمات مختلف طول موجها می‌تواند برای پشتیبانی از مشترکین PON‌های مستقل و متمایز بر روی همان قیبر زیرساخت عمل نماید.
در مسیر پائین رونده یک WDM PON کانالهای طول موجی عبوری از لاین ترمینال نوری به واحد نوری توسط یک روتر AWG پسیو که در RN مستقر شده، جمع می‌شود.
AWG که یک ابزار نوری پسیواست با یک حالت دنباله‌دار و دوره ای چندین طیف نوری حاصل از ورودی را در پورت خروجی جمع می‌کند. برای فواصل دوباره استفاده شده در کانال‌های طول موجی لازم است که برای انتقال چندین طول موج به واحدهای نوری یک منبع چند طول موج درلاین ترمینال نوری استفاده شود.
برای مسیر بالارونده، در لاین ترمینال نوری از یک دمالتی پلکسر WDM موازی با یک گیرنده آرایه‌ای برای دریافت سیگنال‌های Upstream استفاده می‌شود. به علت اینکه ارسال‌های بالارونده و پائین رونده در پنجره‌های طول موجی مختلف اتفاق می افتد، هر واحد نوری به یک فرستنده-گیرنده برای ارسال و دریافت روی طول موجهای مخصوص به خود مجهز می‌شود.
این نوع شبکه‌های نوری پسیو Passive Optical LAN که همان در تقسیم‌بندی WDMA PON می‌باشد  چندین طول موج در یک رشته از فیبر برای افزایش ظرفیت شبکه بدون افزایش نرخ دیتا بکار می‌رود. طرح‌های مختلفی پیشنهاد شده‌است ولی کانون اکثریت معماری شبکه آن‌ها به شیوه‌هایی است که در آن یک روتر نوری پسیو جایگزین اسپلیتر نوری مورد استفاده در PON‌های دیگر شده‌است.
در این طرح هر جفت لاین ترمینال و واحد نوری یک طول موج اختصاصی دارند و بنابراین دو واحد ارسال ودریافت در لینک نقطه به نقطه خود لازم دارند.
یک روتر شبکه‌های نوری پسیو Passive Optical LAN در محل گره دور قرارداده می‌شود و توسط AWG یا یک مجموعه ای از فیلترهای فیلم باریک (TFFs) تحقق می یابد. یک AWG می‌تواند بر روی چندین رنج طیفی آزاد عمل نماید و اجازه دارد درهر دو مسیر بالارونده و پائین رونده مورد استفاده قرار گیرد.
برای بکارگیری AWG در محیط بیرونی نیاز به طراحی خاصی است زیرا یک AWG در حدود ۵dB تلفات نوری دارد که این ۱۲dB کمتر از آنچه است که در یک Power Splitter از نوع ۱:۳۲ بکار میرود.

CWDM-PON

فواصل طول موجی بیشتر از ۲۰ نانو مترعموماً CWDM نامیده می‌شود. اینترفیس‌های نوری که برای CWDM استاندارد شده‌است می‌توان در ITU G.۶۹۵ یافت و در اینجا طیف شبکه ای برای CWDM تعریف شده‌است.
اگر رنج طول موجی کامل ۱۲۷۱-۱۶۱۱ نانو متر که در استاندارد ITU G۶۹۴٫۳ آورده شده‌است به صورت فواصل ۲۰ نانو متر بکار روند، پس در مجموع ۱۸ کانال CWDM قابل دسترسی خواهد بود.
یک نوع از فیبر نوری که در استاندارد ITU G.۶۵۲ C&D تعریف شده‌است و دارای خاصیت مؤلفه پیک آب پائین است و تلفات توانی آن نیز در رنج ۱۴۱۰-۱۳۷۰ نانو متر حذف شده‌است، به عنوان فیبر نوری تک مد برای طیف پهن ارسال (CWDM) می‌تواند بکار برود.
پارامتر دیسپرشون به گسترش سیگنال بستگی دارد و این پارامتر ممکن است فاصله انتشار را بطوری که نرخ اطلاعات بالاتر شود محدود نماید. از این رو تنظیم محض طول موج‌ها برای شبکه نوری پسیو از نوع CWDM نیاز نیست و قسمت کنترل حرارتی لازم ندارد و ایجاد آن نسبت به DWDM-PON ارزان تر است. از این رو طول موج مالتی پلکسر با کراستاک (همشنوائی ) پائین می‌تواند بطور آسان تر برای CWDM انجام وظیفه نماید.
ولی بزرگترین اشکال CWDM محدودیت تعداد کانال‌های آن است. اشکال دیگر این سیستم این است که کانال‌های طول موج کوتاه تر تلفات بالائی را تحمل می‌کند، در نتیجه محدودیت فاصله ارسال یا محدودیت نرخ انشعاب را به همراه خواهد داشت.
یک مثال خلاصه برای CWDM-PON می‌تواند تحت نام Triple Play می‌توان پیدا کرد که سرویس شبکه نوری پسیو کانال طول موجی ۱۵۵۰ نانو متر را برای ویدئوی CATV و ۱۴۹۰ نانو متر را برای Downstream و ۱۳۱۰ نانو متر را برای Upstream بکار می‌برد.
در یک کاربرد توسعه یافته کانالهای ۱۴۸۰-۱۳۶۰ نانو متر CWDM برای سرویس تجاری مرغوب بکار میرود و سرویس‌های Triple Play عادی برای مشترکین عادی بکار می‌رود.

DWDM-PON

این نوع شبکه‌های نوری پسیو Passive Optical LAN با ساختار WDM چگالی بالا، دارای فواصل طول موجی به مراتب کوچک‌تر از CWDM در حد کمتر از ۳ نانو متر است.
DWDM برای ارسال طول موج‌های زیادی در یک پهنای باند محدود گسترش یافته‌است و انتظار می‌رود که برای تهیه پهنای باند کافی برای مشترکین زیاد، بسیار مفید باشد و به سیستم نهائی PON بکار رفته وابسته است.
برای شبکه لیزری سیستم DWDM از نوع نقطه به نقطه، استاندارد ITU G.۶۰۲ پهنای باند ۱۰۰گیگا هرتز با یک طول موج مرکزی ۱۵۵۳٫۵۲ نانو متر بر روی طول موج ناحیه ای ۱۵۲۸٫۷۷-۱۵۶۳٫۸۶ نانو متر را توصیه می‌کند.
این فضای ۱۰۰ گیگا هرتز برای اکثر سیستم‌های DWDM بکار برده شده‌است ولی فضای ۵۰ گیگا هرتز لیزر دیود و فیلترهای نوری بیشتر به صورت تجارتی قابل دسترس هستند و آن‌ها می‌توانند برای افزایش تعداد کانالها و همچنین طول موجهای بدست آمده بالای ۱۶۰۰ نانو متر بکار برده شوند.
برای بهره‌گیری از ویژگی پریودیک AWG، می‌توان با یک AWG در گره ریموت (RN) برای مالتی پلکسینگ و دمالتی پلکسینگ در مسیرهای به ترتیب Downstream و Upstream استفاده نمود. در یک DWDM-PON طول موج هر منبع نوری و طول موج مرکزی فیلت WDM بایستی برای دوری جستن از کراستاک بین کانالهای مجاور کنترل گردد.
بنابراین هزینه DWDM-PON شبکه‌های نوری پسیو Passive Optical LAN به دلیل نیاز به ابزارهای تنظیم طول موجی و کنترل درجه حرارت بیشتر از CWDM-PON است.