چگونه XGS-PON در مقابل اترنت فعال برنده است

تقاضای جهانی برای اتصال به اینترنت پرسرعت و قابل اعتماد سیری ناپذیر است. از شهرهای هوشمند و بک‌هال 5G گرفته تا واحدهای مسکونی و پردیس‌های سازمانی، فشار بر ارائه‌دهندگان خدمات شبکه برای ارائه خدمات گیگابیتی و چند گیگابیتی هرگز بیشتر از این نبوده است. این تقاضا باعث ایجاد یک بحث اساسی در معماری شبکه شده است: کدام فناوری کارآمدترین، مقیاس‌پذیرترین و مطمئن‌ترین مسیر رو به جلو را ارائه می‌کند؟ در قلب این بحث دو رقیب اصلی برای دسترسی فیبر وجود دارد: XGS-PON ، آخرین تکامل شبکه های نوری غیرفعال، و رویکرد سنتی و ساده تر اترنت فعال. انتخاب بین این دو معماری صرفاً یک انتخاب فنی نیست. این یک تصمیم استراتژیک تجاری است که بر مخارج سرمایه، هزینه های عملیاتی و دوام طولانی مدت تأثیر می گذارد.

XGS-PON قاطعانه در برابر اترنت فعال برای اکثر استقرارهای پهن باند و چند مستاجر پیروز می شود زیرا هزینه کل مالکیت به طور چشمگیری پایین تر، مقیاس پذیری عالی و عملیات ساده شده را ارائه می دهد که همگی به واسطه هوش متمرکز و تراکم پورت بالای XGS-PON OLT مدرن هدایت می شوند.

این مقاله تحلیلی جامع از این رقابت تکنولوژیکی ارائه خواهد کرد. ما اصول اساسی هر معماری را تشریح می‌کنیم، آن‌ها را در معیارهای مهم تجاری و فنی مقایسه می‌کنیم و نقش محوری XGS-PON OLT را در این پیروزی بررسی می‌کنیم. با درک نقاط قوت ذاتی XGS-PON، برنامه ریزان شبکه، مدیران فناوری اطلاعات و ارائه دهندگان خدمات می توانند تصمیمات آگاهانه ای اتخاذ کنند که زیرساخت خود را با خواسته های امروز و قطعیت های فردا هماهنگ کند.

طرح کلی مقاله

• درک رقبا: XGS-PON چیست؟

• شناخت رقبا: اترنت فعال چیست؟

• نبرد اصلی: مقایسه سر به سر

• مزیت استراتژیک XGS-PON OLT

• آیا اترنت فعال مزایای دیگری دارد؟

• نتیجه گیری: تغییر اجتناب ناپذیر به سمت XGS-PON

درک رقبا: XGS-PON چیست؟

XGS-PON که مخفف شبکه نوری غیرفعال متقارن 10 گیگابیتی است، یک فناوری دسترسی فیبر نقطه به چند نقطه است که 10 گیگابیت بر ثانیه پهنای باند را به طور همزمان در هر دو جهت بالادست و پایین دست بر روی یک فیبر نوری ارائه می دهد.

مشخصه تعیین کننده یک شبکه نوری غیرفعال (PON) معماری آن است. این یک سیستم نقطه به چند نقطه است که نیاز به تجهیزات فعال در میدان را از بین می برد. شبکه از سه جزء اصلی تشکیل شده است: یک پایانه خط نوری (OLT) واقع در دفتر مرکزی ارائه دهنده خدمات، یک تقسیم کننده نوری غیرفعال در یک گره یا کابینت راه دور، و پایانه های شبکه نوری (ONT) یا واحدهای شبکه نوری (ONU) واقع در محل مشتری. {XGS-PON OLT} قلب سیستم است که به عنوان نقطه تجمع و مغز هوشمند کل شبکه دسترسی عمل می کند.

جادوی XGS-PON در استفاده از مالتی پلکسی تقسیم طول موج (WDM) است. XGS-PON OLT داده ها را در یک طول موج (معمولاً 1577 نانومتر) به پایین دست منتقل می کند و داده های بالادستی را در طول موج متفاوت (1270 نانومتر) دریافت می کند. این امکان برقراری ارتباط تمام دوبلکس و متقارن 10 گیگابیت بر ثانیه را فراهم می کند. تقسیم کننده غیرفعال به سادگی توان نوری XGS-PON OLT را برای خدمات رسانی به مشتریان متعدد، معمولاً در نسبت 1:32 یا 1:64، بدون نیاز به برق یا الکترونیک فعال تقسیم می کند. این معماری نقطه به چند نقطه کلید کارایی آن است و میزان فیبر و سخت افزار فعال مورد نیاز برای خدمات رسانی به تعداد زیادی از مشترکین را به شدت کاهش می دهد.

XGS-PON نشان دهنده جهش قابل توجهی نسبت به پیشینیان خود مانند GPON (2.5 گیگابیت بر ثانیه پایین، 1.25 گیگابیت در ثانیه بالا) و XG-PON (10 گیگابیت در ثانیه پایین، 2.5 گیگابیت در ثانیه بالا) است. سرعت متقارن 10 گیگابیت بر ثانیه آن برای برنامه های مدرن مانند محاسبات ابری، پخش ویدئو با کیفیت بالا، و کار از راه دور که به پهنای باند بالادستی قوی نیاز دارند، کاملاً مناسب است. این معماری همچنین برای همزیستی در آینده طراحی شده است و به فناوری های نسل بعدی PON مانند 25G-PON اجازه می دهد تا با افزودن طول موج های جدید به XGS-PON OLT روی همان شبکه فیبر پوشش داده شوند و آن را به یک سرمایه گذاری واقعاً مطمئن در آینده تبدیل کند.

شناخت رقبا: اترنت فعال چیست؟

اترنت فعال، همچنین به عنوان اترنت نقطه به نقطه (P2P) شناخته می شود، یک معماری دسترسی فیبر است که در آن هر مشترک توسط یک اتصال فیبر اختصاصی و مستقیم که از یک سوئیچ مرکزی به یک دستگاه نقطه پایانی در محل خود اجرا می شود، خدمات رسانی می کند.

در تضاد کامل با ماهیت مشترک PON، اترنت فعال بر اساس اصول آشنای شبکه های LAN سوئیچ، گسترش یافته بر روی فیبر ساخته شده است. هر مشتری جفت فیبر خصوصی خود را دریافت می کند. در انتهای ارائه دهنده خدمات، این فیبرها به یک سوئیچ اترنت بزرگ و با تعداد پورت بالا ختم می شوند. در انتهای مشتری، فیبر به یک مبدل رسانه یا یک سوئیچ محل مشتری متصل می شود. هر اتصال بین سوئیچ مرکزی و مشترک یک پیوند نقطه به نقطه فعال و نیرومند است.

مزیت اصلی این معماری سادگی و عملکرد آن است. از آنجا که هر اتصال اختصاصی است، یک مشترک پهنای باند کامل و مشترک پورت را در سوئیچ مرکزی دریافت می کند. هیچ سربار پروتکلی برای به اشتراک گذاشتن پهنای باند بین چندین کاربر در یک PON وجود ندارد و تأخیر ذاتاً کم است. برای کاربر نهایی، این یک پیشنهاد بسیار تمیز و ساده است: یک لوله خصوصی و پرسرعت مستقیماً به هسته شبکه. این سادگی همچنین عیب‌یابی را ساده می‌کند، زیرا مسیر شبکه یک خط مستقیم است و هیچ تقسیم‌کننده غیرفعال در نظر گرفته نمی‌شود.

با این حال، این سادگی هزینه قابل توجهی دارد. بارزترین عیب مصرف فیبر است. به جای اینکه یک فیبر به ده‌ها خانه از طریق یک تقسیم‌کننده سرویس دهد، اترنت فعال به یک فیبر اختصاصی برای هر مشترک نیاز دارد. این منجر به افزایش عظیم در مقدار فیبری می شود که باید مستقر شود، متصل شود و مدیریت شود. علاوه بر این، سوئیچ مرکزی باید دارای پورت های کافی برای سرویس دهی به تک تک مشترکان باشد، که می تواند منجر به شاسی سوئیچ بسیار زیاد، پر مصرف و گران با رشد پایگاه مشترکین شود. این مدل از نظر هزینه با تعداد کاربران مقیاس خطی می‌کند و چالش‌های مهمی را برای هزینه‌های سرمایه (CapEx) و هزینه‌های عملیاتی (OpEx) ایجاد می‌کند.

نبرد اصلی: مقایسه سر به سر

در مقایسه مستقیم، XGS-PON از اترنت فعال در حیاتی ترین معیارها برای استقرار در مقیاس بزرگ، از جمله هزینه کل مالکیت، مقیاس پذیری، مصرف انرژی و پیچیدگی عملیاتی بهتر عمل می کند.

برای درک واقعی دلیل برنده شدن XGS-PON، باید از تعاریف فراتر برویم و این دو معماری را در بین عواملی که برای یک ارائه دهنده خدمات یا یک اپراتور شبکه بزرگ سازمانی اهمیت دارند، مقایسه کنیم. جدول زیر یک مقایسه واضح و در یک نگاه از این ویژگی های کلیدی را ارائه می دهد.

ویژگی	XGS-PON	Active Ethernet
معماری	نقطه به چند نقطه (P2MP)	نقطه به نقطه (P2P)
مصرف فیبر	بسیار کم (به اشتراک گذاشته شده از طریق اسپلیتر)	بسیار زیاد (فیبر اختصاصی برای هر کاربر)
تجهیزات مرکزی	{XGS-PON OLT}	سوئیچ اترنت با چگالی بالا
مقیاس پذیری	عالی (افزودن کاربران از طریق اسپلیتر)	ضعیف (نیاز به فیبر و پورت سوئیچ جدید است)
مصرف برق	کم (عناصر میدان غیرفعال)	High (پورت های سوئیچ برق برای هر کاربر)
هزینه هر مشترک	پایین، به خصوص در مقیاس	بالا، و مقیاس خطی
پیچیدگی عملیاتی	ساده شده (نقاط فعال کمتر)	بالا (بسیاری از نقاط فعال برای مدیریت)
به اشتراک گذاری پهنای باند	پهنای باند مشترک (تخصیص پویا)	پهنای باند اختصاصی برای هر کاربر
تصحیح آینده	عالی (همزیستی با NG-PON)	محدود (به فیبر جدید برای بیش از 10G نیاز دارد)

مزایای XGS-PON بلافاصله آشکار می شود. مهم ترین پیروزی در اقتصاد است. XGS-PON با به اشتراک گذاشتن فیبر بین چندین کاربر، هزینه های مربوط به کابل فیبر نوری، فضای مجرا و فرآیند پر زحمت اتصال و پایان دادن به فیبرها را به طور چشمگیری کاهش می دهد. یک پورت XGS-PON OLT، همراه با یک تقسیم‌کننده غیرفعال، می‌تواند تا 64 مشترک را ارائه دهد، در حالی که استقرار اترنت فعال به 64 پورت سوئیچ اختصاصی و 64 اجرای فیبر اختصاصی برای رسیدن به همان پوشش نیاز دارد. این منجر به هزینه بسیار کمتری برای هر مشترک می شود، معیاری که با مقیاس شبکه اهمیت فزاینده ای پیدا می کند.

علاوه بر این، مزایای عملیاتی عمیق است. ماهیت غیرفعال اسپلیترها به این معنی است که هیچ قطعه الکترونیکی فعالی در این زمینه وجود ندارد که نیاز به برق، خنک کننده یا نگهداری داشته باشد. این به شدت OpEx را کاهش می دهد. تعداد دستگاه‌های فعال کمتر به معنی نقاط خرابی کمتر است و قابلیت اطمینان کلی شبکه را افزایش می‌دهد. XGS-PON OLT یک نقطه مدیریت متمرکز را برای همه مشترکین فراهم می کند، که تهیه، نظارت و عیب یابی را در مقایسه با مدیریت هزاران پورت سوئیچ جداگانه در چندین شاسی ساده می کند. این مدل عملیاتی کارآمد یک محرک کلیدی برای پذیرش آن است.

مزیت استراتژیک XGS-PON OLT

را XGS-PON OLT محور استراتژیک معماری XGS-PON است که یک پلتفرم بسیار کارآمد و متمرکز برای مدیریت پهنای باند، تأمین مشترکین و مقیاس پذیری شبکه ارائه می دهد که اترنت فعال نمی تواند با آن مطابقت کند.

قدرت معماری XGS-PON در XGS-PON OLT متمرکز شده است. این دستگاه بسیار فراتر از یک فرستنده و گیرنده ساده است. این یک پلت فرم جمع آوری پیچیده و هوشمند است. یک شاسی مدرن XGS-PON OLT می تواند به ده ها کارت خط مجهز شود که هر کدام شامل چندین پورت PON هستند. با نسبت تقسیم 1:64، یک XGS-PON OLT می تواند هزاران مشترک را از یک مکان در دفتر مرکزی مدیریت و خدمات رسانی کند. این تراکم پورت بالا یک مزیت اساسی نسبت به سوئیچ های اترنت گسترده و رک پس از رک مورد نیاز برای استقرار اترنت فعال معادل است.

فراتر از چگالی محض، XGS-PON OLT تخصیص هوشمند پهنای باند را فراهم می کند. در حالی که لایه فیزیکی مشترک است، XGS-PON OLT از مکانیزم تخصیص پهنای باند پویا (DBA) برای توزیع منصفانه و کارآمد ظرفیت 10 گیگابیت در بالادست و پایین دست در بین تمام کاربران فعال یک PON استفاده می کند. پهنای باند را بر اساس تقاضا تخصیص می دهد و تضمین می کند که هر کاربر یک تجربه خدمات با کیفیت بالا را بدون انحصار یک کاربر کل لوله را دریافت می کند. این تخصیص پویا بسیار کارآمدتر از پهنای باند ثابت و اختصاصی Active Ethernet است که اغلب در بیشتر ساعات روز بیکار می ماند.

XGS-PON OLT همچنین به عنوان تنها نقطه مدیریت برای کل شبکه دسترسی عمل می کند. اپراتورهای شبکه از طریق رابط مدیریتی خود می توانند مشترکین جدیدی را فراهم کنند، عملکرد هر ONT را نظارت کنند، خطاها را تشخیص دهند و به روز رسانی های نرم افزار را در کل پایگاه کاربر از یک کنسول مرکزی اعمال کنند. این سطح از کنترل متمرکز، عملیات شبکه را ساده می کند، نیاز به رول های کامیون گران قیمت را کاهش می دهد و به تیم عملیاتی لاغرتر اجازه می دهد. در مقابل، مدیریت یک شبکه بزرگ اترنت فعال شامل پیکربندی و نظارت بر هزاران پورت سوئیچ جداگانه است که کاری بسیار پیچیده‌تر و زمان‌برتر است.

آیا اترنت فعال مزایای دیگری دارد؟

علیرغم معایب آن در استقرار در مقیاس بزرگ، اترنت فعال هنوز در سناریوهای خاص که به تأخیر بسیار کم، پهنای باند اختصاصی تضمین شده یا پیوندهای نقطه به نقطه در مقیاس بسیار کوچک که هزینه فیبر نگرانی اصلی نیست، دارای مزایای ویژه ای است.

مهم است که اذعان کنیم که هیچ فناوری واحدی برای هر برنامه ای عالی نیست. اترنت فعال در جعبه ابزار شبکه مدرن جایگاهی دارد، البته بسیار کوچکتر از زمانی که قبلا وجود داشت. قدرت اصلی آن در سادگی و تضمین عملکرد آن نهفته است. از آنجایی که هر اتصال یک پیوند اختصاصی و خصوصی است، یک کاربر در تمام زمان ها پهنای باند کامل پورت خود را تضمین می کند، بدون هیچ گونه مناقشه ای از جانب سایر کاربران. این می‌تواند یک نیاز حیاتی برای برخی از برنامه‌های تجاری با فرکانس بالا، تصویربرداری پزشکی تخصصی، یا پیوندهای بین مراکز داده باشد که در آن تأخیر قابل پیش‌بینی و بسیار کم اهمیت بالایی دارد.

یکی دیگر از موارد استفاده خاص، برای استقرارهای بسیار کوچک و متراکم است. به عنوان مثال، اتصال تعدادی ساختمان در محوطه دانشگاه یا یک پارک تجاری کوچک ممکن است با یک پیوند مستقیم اترنت فعال ساده تر باشد. در چنین سناریویی در مقیاس کوچک، تفاوت هزینه فیبر ناچیز است و سادگی اتصال به یک سوئیچ می تواند جذاب باشد. همچنین یک فناوری متداول برای فرونتهول تلفن همراه است که سایت‌های سلولی را به هتل بیس باند متصل می‌کند، جایی که پیوندهای اختصاصی و با تأخیر کم ضروری هستند.

با این حال، اینها استثنا هستند تا قاعده. برای اکثریت قریب به اتفاق برنامه‌های شبکه دسترسی - پهنای باند مسکونی، واحدهای چند مسکونی، هتل‌ها، و بیشتر دانشگاه‌های سازمانی - مزیت‌های اقتصادی و عملیاتی XGS-PON به سادگی قابل چشم پوشی نیست. روند واضح است: با افزایش تقاضا برای اتصال فیبر، بازده نقطه به چند نقطه یک شبکه PON، که حول یک {XGS-PON OLT} قدرتمند متمرکز شده است، تنها معماری است که به طور موثر و اقتصادی مقیاس می شود.

نتیجه گیری

رقابت بین XGS-PON و اترنت فعال فقط یک نبرد فناوری نیست. این داستانی از تکامل معماری است که توسط اقتصاد بی امان مقیاس هدایت می شود. در حالی که اترنت فعال یک راه حل ساده و کارآمد برای تعداد کمی از کاربران ارائه می دهد، مدل هزینه خطی و پیچیدگی عملیاتی آن، آن را برای استقرار فیبر در بازار انبوه قرن بیست و یکم نامناسب می کند. XGS-PON، با معماری نقطه به چند نقطه خود، اساساً اقتصاد دسترسی فیبر را دوباره مهندسی می کند.

پیروزی XGS-PON بر پایه زیرساخت مشترک، اطلاعات متمرکز و کارایی عملیاتی بنا شده است. {XGS-PON OLT} به عنوان موتور این کارایی عمل می کند و هزاران اتصال کاربر را در یک پلت فرم واحد، قابل مدیریت و بسیار مقیاس پذیر ادغام می کند. نتیجه کاهش چشمگیر هزینه کل مالکیت، کاهش مصرف برق و یک شبکه ساده تر است که کارکرد و نگهداری آن آسان تر است. از آنجایی که ارائه دهندگان خدمات و شرکت ها به دنبال ایجاد شبکه هایی هستند که می توانند خدمات چند گیگابیتی را امروز ارائه دهند و برای نیازهای فردا آماده باشند، انتخاب به طور فزاینده ای روشن می شود. تغییر به سمت XGS-PON فقط یک روند نیست. این یک گام اجتناب ناپذیر در تکامل شبکه فیبر نوری است.