การทดลองบูรณาการเครือข่ายสามชั้น EPON, GPON และ OLT, ODN และ ONU

การทดลองบูรณาการเครือข่ายสามชั้น EPON, GPON และ OLT, ODN และ ONU

EPON (เครือข่ายออปติคอลแบบพาสซีฟอีเธอร์เน็ต)

เครือข่ายออปติคัลแบบพาสซีฟอีเทอร์เน็ตเป็นเทคโนโลยี PON ที่ใช้อีเทอร์เน็ต ใช้โครงสร้างแบบจุดต่อจุดหลายจุดและการส่งสัญญาณผ่านใยแก้วนำแสงแบบพาสซีฟ ให้บริการหลายบริการผ่านอีเทอร์เน็ต เทคโนโลยี EPON ได้รับการกำหนดมาตรฐานโดยคณะทำงาน IEEE802.3 EFM ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2547 คณะทำงาน IEEE802.3EFM ได้ประกาศใช้มาตรฐาน EPON - IEEE802.3ah (รวมเข้ากับมาตรฐาน IEEE802.3-2005 ในปี พ.ศ. 2548)
ในมาตรฐานนี้ เทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตและ PON จะถูกผสานเข้าด้วยกัน โดยใช้เทคโนโลยี PON ที่ชั้นฟิสิคัล และโปรโตคอลอีเทอร์เน็ตที่ชั้นดาต้าลิงก์ โดยใช้โทโพโลยีของ PON เพื่อเข้าถึงอีเทอร์เน็ต ดังนั้นจึงผสานข้อดีของเทคโนโลยี PON และเทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตเข้าด้วยกัน ได้แก่ ต้นทุนต่ำ แบนด์วิดท์สูง ความสามารถในการปรับขนาดที่แข็งแกร่ง ความเข้ากันได้กับอีเทอร์เน็ตที่มีอยู่เดิม การจัดการที่สะดวก และอื่นๆ

GPON (PON ที่รองรับกิกะบิต)

เทคโนโลยีนี้เป็นมาตรฐานการเข้าถึงแบบรวมแสงแบบพาสซีฟบรอดแบนด์รุ่นล่าสุด ตามมาตรฐาน ITU-TG.984.x ซึ่งมีข้อดีมากมาย เช่น แบนด์วิดท์สูง ประสิทธิภาพสูง พื้นที่ครอบคลุมกว้าง และอินเทอร์เฟซผู้ใช้ที่หลากหลาย ผู้ให้บริการส่วนใหญ่มองว่าเทคโนโลยีนี้เป็นเทคโนโลยีที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสร้างบรอดแบนด์และการเปลี่ยนผ่านบริการเครือข่ายการเข้าถึงอย่างครอบคลุม GPON ถูกเสนอครั้งแรกโดยองค์กร FSAN ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2545 จากข้อมูลนี้ ITU-T ได้พัฒนา ITU-T G.984.1 และ G.984.2 เสร็จสมบูรณ์ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2546 และกำหนดมาตรฐาน G.984.3 ในเดือนกุมภาพันธ์และมิถุนายน พ.ศ. 2547 ด้วยเหตุนี้ กลุ่มมาตรฐาน GPON จึงถือกำเนิดขึ้นในที่สุด

เทคโนโลยี GPON มีต้นกำเนิดมาจากมาตรฐานเทคโนโลยี ATMPON ซึ่งค่อยๆ พัฒนาขึ้นในปี พ.ศ. 2538 และ PON ย่อมาจาก "Passive Optical Network" ในภาษาอังกฤษ GPON (Gigabit Capable Passive Optical Network) ได้รับการเสนอครั้งแรกโดยองค์กร FSAN ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2545 จากข้อมูลนี้ ITU-T จึงได้พัฒนา ITU-T G.984.1 และ G.984.2 เสร็จสมบูรณ์ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2546 และได้กำหนดมาตรฐาน G.984.3 ในเดือนกุมภาพันธ์และมิถุนายน พ.ศ. 2547 ดังนั้นจึงได้เกิดกลุ่มมาตรฐาน GPON ขึ้นในที่สุด โครงสร้างพื้นฐานของอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยี GPON มีความคล้ายคลึงกับ PON ที่มีอยู่ในปัจจุบัน ประกอบด้วย OLT (Optical Line Terminal) ที่สำนักงานใหญ่, ONT/ONU (Optical Network Terminal หรือ Optical Network Unit) ที่ฝั่งผู้ใช้, ODN (Optical Distribution Network) ซึ่งประกอบด้วยเส้นใยโหมดเดี่ยว (SM fiber) และตัวแยกสัญญาณแบบพาสซีฟ และระบบการจัดการเครือข่ายที่เชื่อมต่ออุปกรณ์สองตัวแรกเข้าด้วยกัน

ความแตกต่างระหว่าง EPON และ GPON

GPON ใช้เทคโนโลยีการแบ่งสัญญาณแบบมัลติเพล็กซ์ (WDM) เพื่อให้สามารถอัปโหลดและดาวน์โหลดพร้อมกันได้ โดยทั่วไปจะใช้พาหะแสงขนาด 1490 นาโนเมตรสำหรับการดาวน์โหลด ในขณะที่ใช้พาหะแสงขนาด 1310 นาโนเมตรสำหรับการอัปโหลด หากจำเป็นต้องส่งสัญญาณโทรทัศน์ ก็จะใช้พาหะแสงขนาด 1550 นาโนเมตรด้วยเช่นกัน แม้ว่า ONU แต่ละเครื่องจะมีความเร็วในการดาวน์โหลดที่ 2.488 กิกะบิตต่อวินาที แต่ GPON ยังใช้ Time Division Multiple Access (TDMA) เพื่อจัดสรรช่วงเวลาเฉพาะสำหรับผู้ใช้แต่ละรายในสัญญาณแต่ละคาบ

อัตราการดาวน์โหลดสูงสุดของ XGPON อยู่ที่ 10 กิกะบิตต่อวินาที และอัตราการอัปโหลดอยู่ที่ 2.5 กิกะบิตต่อวินาที เทคโนโลยี WDM นี้ยังใช้ความยาวคลื่นของพาหะแสงต้นทางและปลายทางที่ 1270 นาโนเมตร และ 1577 นาโนเมตร ตามลำดับ

ด้วยอัตราการส่งข้อมูลที่เพิ่มขึ้น ทำให้สามารถแบ่ง ONU ได้มากขึ้นตามรูปแบบข้อมูลเดียวกัน โดยมีระยะครอบคลุมสูงสุด 20 กิโลเมตร แม้ว่า XGPON จะยังไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง แต่ก็ถือเป็นช่องทางการอัปเกรดที่ดีสำหรับผู้ประกอบการสื่อสารผ่านแสง

EPON สามารถทำงานร่วมกับมาตรฐานอีเธอร์เน็ตอื่นๆ ได้อย่างสมบูรณ์ จึงไม่จำเป็นต้องแปลงหรือห่อหุ้มข้อมูลเมื่อเชื่อมต่อกับเครือข่ายอีเธอร์เน็ต ด้วยเพย์โหลดสูงสุด 1518 ไบต์ EPON ไม่จำเป็นต้องใช้วิธีการเข้าถึง CSMA/CD ในอีเธอร์เน็ตบางเวอร์ชัน นอกจากนี้ เนื่องจากการส่งผ่านอีเธอร์เน็ตเป็นวิธีหลักในการส่งข้อมูลไปยังเครือข่ายท้องถิ่น จึงไม่จำเป็นต้องแปลงโปรโตคอลเครือข่ายในระหว่างการอัปเกรดเป็นเครือข่ายพื้นที่มหานคร

นอกจากนี้ยังมีเวอร์ชันอีเทอร์เน็ต 10 Gbit/s ที่กำหนดเป็น 802.3av ด้วย ความเร็วสายจริงคือ 10.3125 Gbits/s โหมดหลักคืออัตราอัปลิงก์และดาวน์ลิงก์ 10 Gbit/s โดยบางโหมดใช้อัตราดาวน์ลิงก์ 10 Gbit/s และอัปลิงก์ 1 Gbit/s

เวอร์ชัน Gbit/s ใช้ความยาวคลื่นแสงที่แตกต่างกันบนไฟเบอร์ โดยมีความยาวคลื่นปลายทางอยู่ที่ 1575-1580 นาโนเมตร และความยาวคลื่นต้นน้ำอยู่ที่ 1260-1280 นาโนเมตร ดังนั้น ระบบ 10 Gbit/s และระบบมาตรฐาน 1 Gbit/s จึงสามารถมัลติเพล็กซ์ความยาวคลื่นบนไฟเบอร์เดียวกันได้

การบูรณาการสามเท่า

การบรรจบกันของเครือข่ายทั้งสาม หมายความว่าในกระบวนการวิวัฒนาการจากเครือข่ายโทรคมนาคม เครือข่ายวิทยุและโทรทัศน์ และอินเทอร์เน็ต ไปสู่เครือข่ายสื่อสารบรอดแบนด์ เครือข่ายโทรทัศน์ดิจิทัล และอินเทอร์เน็ตยุคใหม่ เครือข่ายทั้งสามนี้ เมื่อผ่านกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเทคนิคแล้ว มีแนวโน้มที่จะมีหน้าที่ทางเทคนิคที่เหมือนกัน มีขอบเขตทางธุรกิจ การเชื่อมต่อเครือข่าย การแบ่งปันทรัพยากรที่เหมือนกัน และสามารถให้บริการเสียง ข้อมูล วิทยุและโทรทัศน์ และบริการอื่นๆ แก่ผู้ใช้ได้ การควบรวมกิจการสามเครือข่ายไม่ได้หมายถึงการบูรณาการทางกายภาพของเครือข่ายหลักทั้งสาม แต่หมายถึงการผสานรวมแอปพลิเคชันทางธุรกิจระดับสูงเข้าด้วยกันเป็นหลัก

การผสานรวมเครือข่ายทั้งสามนี้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขา เช่น การขนส่งอัจฉริยะ การปกป้องสิ่งแวดล้อม งานภาครัฐ ความปลอดภัยสาธารณะ และบ้านที่ปลอดภัย ในอนาคต โทรศัพท์มือถือสามารถดูทีวีและเล่นอินเทอร์เน็ตได้ โทรทัศน์สามารถโทรออกและเล่นอินเทอร์เน็ตได้ และคอมพิวเตอร์ก็สามารถโทรออกและดูทีวีได้เช่นกัน

การบูรณาการของเครือข่ายทั้งสามสามารถวิเคราะห์ได้ในเชิงแนวคิดจากมุมมองและระดับที่แตกต่างกัน ซึ่งได้แก่ การบูรณาการเทคโนโลยี การบูรณาการธุรกิจ การบูรณาการอุตสาหกรรม การบูรณาการเทอร์มินัล และการรวมเครือข่าย

เทคโนโลยีบรอดแบนด์

เทคโนโลยีบรอดแบนด์มีองค์ประกอบหลักคือเทคโนโลยีการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง วัตถุประสงค์ประการหนึ่งของการรวมเครือข่ายคือการให้บริการแบบครบวงจรผ่านเครือข่าย การให้บริการแบบครบวงจรจำเป็นต้องมีแพลตฟอร์มเครือข่ายที่สามารถรองรับการรับส่งข้อมูลมัลติมีเดีย (สื่อสตรีมมิ่ง) ที่หลากหลาย เช่น เสียงและวิดีโอ

ธุรกิจเหล่านี้มีลักษณะเด่นคือมีความต้องการทางธุรกิจสูง ปริมาณข้อมูลมหาศาล และต้องการคุณภาพบริการสูง จึงมักต้องการแบนด์วิดท์ที่สูงมากในการส่งข้อมูล นอกจากนี้ ในเชิงเศรษฐศาสตร์ ต้นทุนไม่ควรสูงเกินไป ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงที่มีความจุสูงและยั่งยืนจึงกลายเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับสื่อส่งข้อมูล การพัฒนาเทคโนโลยีบรอดแบนด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยีการสื่อสารด้วยแสง ช่วยให้มีแบนด์วิดท์ที่จำเป็น คุณภาพในการส่งข้อมูล และต้นทุนต่ำสำหรับการส่งข้อมูลทางธุรกิจที่หลากหลาย

ในฐานะเทคโนโลยีหลักในแวดวงการสื่อสารยุคใหม่ เทคโนโลยีการสื่อสารด้วยแสงกำลังพัฒนาในอัตราเติบโต 100 เท่าทุกๆ 10 ปี การส่งสัญญาณด้วยใยแก้วนำแสงที่มีความจุสูงเป็นแพลตฟอร์มการส่งสัญญาณที่เหมาะสมสำหรับ "สามเครือข่าย" และเป็นพาหะทางกายภาพหลักของเส้นทางข้อมูลในอนาคต เทคโนโลยีการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงที่มีความจุสูงถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในเครือข่ายโทรคมนาคม เครือข่ายคอมพิวเตอร์ และเครือข่ายกระจายเสียงและโทรทัศน์

 


เวลาโพสต์: 12 ธันวาคม 2567

  • ก่อนหน้า:
  • ต่อไป: