شبکه و سیستمهای مخابراتی

[ghazaghi]

آشنايي با سيستم مخابراتي P. L. C


سيستم Power Line Carrier یا (p.l.c) يكي از شيوه هاي نوين انتقال داده مي باشد.


توسعه منابع توليد، انتقال و توزيع ا نرژي الكتريكي،نياز مبرمي به وود يك شبكه مخابراتي بين نقاط كليدي سيستم برق رساني مثل مراكز توليد، تبديل ، تصميم گيري و توزيع كه اكثراًدر فواصل دور از هم واقع شده اند را بوجود آورده است. از خطوط انتقال امواج فركانس بالاي حامل اطلاعات در سيستم هاي مخابراتي استفاده نموده . سيستمي كه براي اين گونه انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار مي گيرد را ابزار" انتقال موج حامل ا طلاعات بر روي سيستم فشار قوي" يا PLC مي نامند.




موارد زير ضرورت ايجاد يك شبكه مخابراتي PLC را بوضوح روشن مي نمايد:
1) شبكه هاي مخابرايت عمومي جوابگوي نياز هاي ارتباطي جهت بهره برداري موثر از شبكه فشار قوي نمي باشد.
2) تبادل اطلاعات بين مراكز ديسپاچينگ و ساير پست ها توسط يك شبكه مخابراتي مطمئن و اختصاصي ، از ضروريات اينگونه مراكز مي باشد.
3) با استفاده از شبكه جامع مخابراتي ، پست ها مي توانند به تجهيزات حفاظتي مجهز گردند كه باعث قابليت اعتماد بيشتر و بهره برداري موثر تر از شبكه مي گردد.
4) عدم وجود يك شبكه مخابراتي ا ختصاصي ،ضعف ارتباط از طريق شبكه مخابراتي شركت مخابرات، عدم دسترسي اكثر پست هاي واقع در خارج شهر به خطوط ا رتباطي PTT مشكلاتي هستند كه در صورت وجود يكش بكه مخابراتي مطمئن برطرف گشته و امكان بهره برداي موثرتر از شبكه را ايجاد مي كند.
با توجه به نكات فوق جهت مرتفع نمودن اشكالات ذكر شده و بهره برداري بهتر از شبكه ، مي توان با استفاده از سيستم هاي PLC چنين شبكه هاي مخابراتي را براي استفاده در شبكه هاي برق رساني طراحي نمود. استفاده از PLC به جاي ساير سيستم هاي ارتباطي نظير كابل تلفني، امواج راديويي و مايكروويو و … داراي مزايايي مي باشد كه عبارتند از :
1- به علت ناچيز بودن افت سيگنال حامل اطلاعات در هر كيلومتر ، مراكز توليد و توزيع انرژي الكتريكي كه معمولا در فواصل دوري از يكديگر واقعند را مي توان مستقيماً توسط كانال هاي PLC بدون استفاده از تكرار كننده به يكديگر مرتبط ساخت.
2- خطوط انتقال فشار قوي كه ارتباطات PLC توسط آنها صورت مي گيرد ،موجود بوده و احتياج به سرمايه گذاري مجدد براي ايجاد محيط مخابراتي نيست. به علاوه در شرايط متغير آب و هوايي مصونيت ارتباط PLC در مقايسه با ارتباطات راديويي بيشتر مي باشد.
3- دستگاه هاي فرستنده و گيرنده PLC از درجه اطمينان بالايي برخوردار مي باشند.
4- شبكه مخابراتي كه لوازم مديريت براي كنترل و بهره برداري شبكه فشار قوي مي باشد بطور اختصاصي تنها در اختيار شركت برق منطقه ايي قرار خواهد گرفت .
5- سيستم هاي تلفني PLC از شبكه تلفني شركت مخابرات مجزا مي باشد و به عنوان سيستم هاي خصوصي فرض مي شوند.
كاربردها:
عمده استفاده سيستم هاي PLC در ارسال:
- اطلاعات انالوگ به صورت صحبت
- اطلاعات ديجيتال يا آنالوگ به منظور تلگراف ، كنترل از راه دور، اندازه گيري از راه دور، حفاظت از راه دور، ديتا و غيره كه اصطلاحاً سيگنال گفته مي شوند.
سيگنال ها بسته به احتياجات ،با سرعت مدولاسيون از 50(Bd) تا 9600(Bd) در PLC آنالوگ انتقال داده مي شوند.
اساساً اين انتقال توسط(VFT) كانال هاي تلگراف با فركانس صوت كه در محدوده فركانس صحبت قرار داده مي شوند و يا روي محدوده فركانس كاهش يافته صحبت (صحبت + سيگنال) قرار داده مي شوند انجام مي شود اما ممكن است كليد زني مستقيمCarrier نيز به كار بيايد . در سيستم هاي PLC اطلاعات ارسالي به صورت SSB مدوله شده و در پهناي باند 4 كيلوهرتز ارسال مي گردد. فركانس Carrier نيز عمدتاً در محدوده 40 الي 400 كيلو هرتز به كانال هاي فرعي تقسيم شده و در هر كانال اطلاعات مربوط به يك نوع سيگنال گنجانيده مي شود. در مواردي نيز ممكن است كه پهناي باند سيگنال PLC محدد به 5/2 كيلوهرتز باشد. البته واضح است كه در اين صورت اطلاعات كمتري را مي توان ارسال كرد. رد ذيل كاربردهاي مختلف سيگنال هاي PLC تشريح مي گردد:
1. ارتباط تلفني( صحبت)
از PLC براي ارتباط تلفني مستقيم بين دو نقطه مي توان استفاده نمود. اين نوع ارتباط بيشتر مابين مركز ديسپاچينگ و كنترل سشبكه و پست هاي مهم و نيروگاه ها مورد استفاده واقع مي شود.
در شبكه هاي مخابراتي شركت هاي برق منطقه اي كه شامل تعدادي مركز تلفن در پست هاي كليدي و مهم شبكه فشار قوي مي باشد، براي ارتباط يمان مراكز تلفن عمدتاً از كانال هاي PLC استفاده مي شود.
همچنين از كانال هاي PLC براي ارتباط تلفني ميان مشتركين با مراكز تلفن كه عمدتاً پست هاي فاقد مركز تلفن هستند و داراي ارتباط الكتريكي با يكي از پست هاي داراي مركز تلفن مي باشد ، استفاده مي گردد.
در صورتي كه كانال ارتباط با PLC تنها براي ارتباط تلفني ( صحبت ) مورد استفاده قرار گيرد ،عموماً اطلاعات صحبت را در محدوده 300 الي 3400 هرتز قرار مي دهند . در صورتي كه به همراه صحبت اطلاعات ديگري نيز ارسال گردد ، طيف سيگنال صحبت بسته به تعداد سيگنال هاي ارسالي و سرعت انتقال آنها از 300 الي 2400 يا 2000 هرتز خواهد بود
2. تلگراف و پست تصويري
كانال هاي ارتباطي PLC مي توانند امكانات تلگراف خصوصي و پست تصويري را نيز فراهم نمايد. در شبكه هاي فشار قوي ، مي تون جهت اعمال مديريت عملياتي مناسب از دور نويس ها استفاده نمود. در اين حالت امكان نگهداري اطلاعات مبادله شده در مبداء و مقصد فرمان وجود خواهد داشت . سرعت ارسال سيگنال هاي تلگراف بسته به نوع دور نويس مورد استفاده معمولاً بين 50(Bd) تا 70(Bd) بوده،در حاليكه سرعت ارسال اطلاعات پست تصويري ممكن است بالاتر باشد.
3. كنترل و نشاندهي از راه دور
در شبكه هاي فشار قوي پيچيده ، كنترل و ديسپاچينگ شبكه حلقه بسته اي را تشكيل مي دهد كه در آن وضعيت دستگاه هاي بسياري از نقاط مختلف و دور از هم شبكه در يك مركز مشخص مي شود . اطلاعات استخراج شده،مورد تجزيه تحليل قرار گرفته و تصميمات مورد لزوم گرفته مي شود سپس فرامين مناسب براي دستگاه هاي مختلف ارسال گشته و بدين ترتيب وضعيت آنها تصحيح مي گردد و وضعيت جديد دستگاه ها توسط مركز كنترل مشاهده مي شود . جهت نظارت و ديسپاچينگ موثر براي بهره برداري كامل از شبكه لازم است اطلاعات مربوط به مقادير آنالوگ نظير ولتاژ، جريان و توان به علاوه اطلاعات مربوط به وضعيت كليد ها ، ايزولاتورها و غيره همواره از پست ها و نيروگاه هاي مختلف به مركز ديسپاچينگ ارسال گردند. در اين رابطه از سيستم هاي PLC مي توان استفاده شايان توجهي نمود.
براي مخابراه اين اطلاعات از سرعت هاي پايين نظير Bd50 تا سرعت هاي بالا نظير Bd2400 استفاده مي شود. در صورتي كه بخواهيم سيگنال ها را همراه با صحبت ارسال نمائيم طيف صحبت از 300 الي 2400 يا 2000 هرتز بوده و باقي باند فركانسي 4 كيلو هرتز به آنها اختصاص داده مي شود . در سرعت هاي بالا نظير Bd1200 تا Bd2400 لازم است كه كليه طيف فركانسي 4 كيلو هرتز به اطلاعات فوق الذكر تخصيص داده شود.
4. حفاظت از راه دور
به منظور حفظ جان پرسنل و پيشگيري از خسارت دستگاه ها و همچنين تضمين پيوستگي و تدوام نيرو رساني در شبكه هاي فشار قوي، اين گونه سيستم ها را بايستي در مقابل خطاهايي از قبيل اتصال كوتاه حفظ نمود.
حفاظت در مقابل اتصال كوتاه بوسيله رفع آن با بي برق كردن خط معيوب توسط دستگاه هاي تشخيص اتصال كوتاه امكان پذير مي باشد.
براي انجام اين كار در اسرع وقت و در عين حال براي پيشگيري از قطع شدن ساير كليد ها و رله هاي مربوطه در شبكه ،برقراري يك مسير ارتباط علائم حفاظتي ما بين رله هاي حفاظتي ضروري مي باشد.
جهت ارسال علائم حفاظتي مي توان يك كانال PLC اختصاصي استفاده نمود كه به پهناي باندي معادل 5/2 كيلو هرتز نياز مي باشد . از آن جايي كه علائم حفاظتي تنها در زمان وقوع اتصال كوتاه در خطوط فشار قوي ارسال مي گردند، در مواقع كار عادي شبكه فشار قوي هيچ استفاده مفيدي از چنين كانال هاي PLC خاص حفاظت نشده و باند فركانسي 5/2 كيلوهرتز مربوط به آنها بدون استفاده باقي مي ماند.
علائم حفاظتي را مي توان بر روي يك كانال PLC حامل صحبت و ديتا نيز ارسال نمود در هنگام وقوع خطا،ارسال صحبت و ديتا براي لحظه كوتاهي قطع شده و از كال باند 4 كيلوهرتز و حداكثر توان فرستنده براي ارسال علائم حفاظتي استفاده مي شود . مزيت اين روش استفاده مفيد تر از باند فركانسي قابل استفاده مي باشد. اما عيب اين روش آن است كه ارسال اطلاعات صحبت و ديتا هر چند براي زماني كوتاه دچار وقفه شده و ممكن است همين وقفه كوتاه خصوصا در ارسال ديتا ، كنترل شبكه را دچار اشكال نمايد.

[ghazaghi]

آشنایی با Gprs

به منظورپاسخگویی به نیازمشترکین ارتباطات سیارجهت استفاده ازسرویس های اینترنتی به صورت بی سیم وبه عنوان یک جهش اساسی به منظورنیل به نسل سوم تلفن همراه می توان ازgprs استفاده نمود. هم اکنون در21کشورجهان ( 45اپراتور ) ازgprs استفاده می شود و166 اپراتور نیزدرحال ایجادgprs می باشند. Gprs، یکی ازسرویس هایی می باشد که می توان بااضافه کردن تجهیزات ان به شبکه تلفن همراه نسل سوم، سرویس های متنوعی باماهیت دیتاازجمله ارسال تصویر رابه مشترکین ارایه نمود. شبکه gprs نیزقادربه ارایه سرویس های دیتا می باشد، لیکن دوتفاوت وجوددارد. اولانرخ ارایه دیتادرgsm پایین می باشد. نرخ ارایه دیتا در Gsm طبق محاسبات تئوری تاحد171کیلوبیت برثانیه می تواند به مشترکین ارایه شود. ثانیا" شبکه gsm ذاتا" برای ساماندهی سرویس صوتی ساخته شده است لیکن gprs دارای خصلت سوییچینگ پاکتی بوده که برای ارسال دیتا ساخته شده است. شبکه gprs ، درحقیقت دارای چندنودخاص می باشد که درکنارشبکه gsm نشسته وسرویس دیتارامستقل ازصوت ساماندهی می کند.




روال کاربدین صورت است که مشترک ابتداارتباط باشبکه برقرارنموده واقدام به ارسال سرویس صورت یا دیتامی کند. این سرویس ازطریقms به bts رفته وسپس ازbts به bsc می رود. درbsc یونیتی به نام pcu وجودداردکه سرویس صوت راازدیتاجدانموده وصوت رابه قسمت سوییچینگ مداری (msc) فرستاده ودیتا رابه سمت نودسوئیچنگ پاکتی (sgsn) ارسال می کندواگرخواهان سرویس دیتا ازشبکه اینترنت باشد باید ازطریق ggsn ( نودی شبیه به gmsc ) به شبکه دیتا متصل شودوسپس اقدام به ارسال ودریافت اطلاعات نماید.
اجزا شبکه gprs
شبکه gprs برای ارایه سرویس ازنودهای زیر استفاده می کند:
1- sgsn: نودی شبیه به msc می باشد که دارای مظایف مختلفی ازجمله مدیریت سیاربودن ms ( شامل فراخوانی و handover )، به رمزدراوردن تصدیق هویت، مسیردهی بسته های اطلاعاتی، جمع اوری اطلاعات صورتحساب وهزینه مشترکین می باشد.
2- ggsn: نودی شبیه gmsc می باشد ودرواقع شبیه یک سروربین شبکه gprs وشبیه دیتا یاشبکه های دیگرgprs می باشد.
3- pcu: یونیتی درکنارbsc می باشد که اطلاعات صوت راازدیتا جدامی کند. همچنین تخصیص کانال های رادیویی، اندازه گیری کیفیت لینک وتبدیل پاکت ها به فرمت مناسب جهت ارسال درمسیر رادیویی دراین یونیت انجام می شود.
4- دروازه شارژینگ: نودمستقل برای کنترل cdr مشترکین می باشد.
5- دروازه شنود: برای شنودقانونی استفاده می شود.
6- فایروال: برای ایجادامنیت درمقابل دیگرشبکه هااستفاده می شود.
7- سرور dns: با تبدیل وترجمه ادرس web به ادرس های ip ساختار نامگذاری اینترنت رابه مشترکین gprs فراهم می کند.
باتوجه به اینکه gprs بسترنسبتا" مناسبی برای ارایه سرویس بانرخ بالا می باشد ( نرخ بیت 170 کیلوبیت برثانیه ) لذا سرویس های متنوع تر ازسرویس های gsm ( فازدوم ) می توان ارایه نمود.
سرویس های gprs
اتصال به شبکه اینترنت واستفاده ازسرویس های ان یکی ازکاربردهای اصلی gprs می باشد. سرویس های اینترنت قابل استفاده ازطریق gprs عبارتنداز: webbrowsing وجست وجو دراینترنت، ارسال ودریافت اطلاعات، ارسال و دریافت email ، انجام عمل chat مهمترین کاربرد gprs ارسال ودریافت mms بین دو مشترک می باشد. mms شبیه sms بوده لیکن قابلیت های بیشتری داردازجمله: ارسال مالتی مدیا به جای متن خالی، ارسال ودریافت اطلاعات مفیدوقابل استفاده ازطریق فراهم کنندگان سرویس، ارسال ودریافت تصاویرثابت ومتحرک ( باتحرک پایین ) بین دومشترک gprs وارسال ودریافت صوت باکیفیت بالا.
قابلیت ونیازهای gprs
برای ارایه سرویس gprs بایدلوازمی رادرشبکه فراهم نمودکه ازجمله به مواردزیرمی توان اشاره نمود: گوشی های gprs نسبت به گوشی های gsm دارای قابلیت بیشتری هستند. سه نوع گوشی تلفن همراه وجوددارد:
1- نوع a، همزمان سرویس gsm و gprs راپشتیبانی می کند.
2- نوع b، به طورغیرهمزمان سرویس های gprs و gsm راحمایت می کند.
3- نوع c، این گوشی یا گوشی gprs می باشد ویا گوشی gsm.
بعضی ازقابلیت های گوشی gprs ( وهمچنین تجهیزات bts ) عبارتست از:
الف: هر تایم اسلات می تواند تانرخ بیت 4/21 کیلومتربرثانیه راپشتیبانی نماید.
البته این نرخ بیت به طرح کدینگ اینترفیس هوایی بستگی دارد.
به طور کل 4 طرح کدینگ ( cs1 تا cs4 ) وجوددارد. Cs1 دارای سرعت نرخ بیت 6/9 کیلوبیت برثانیه می باشدکه البته موردحفاظتی ان بالاست. Cs2 دارای نرخ بیت 6/13 کیلوبیت برثانیه ومساله حفاظتی متوسط می باشد. Cs3 دارای سرعت نرخ بیت 6/15 کیلوبیت برثانیه ومساله حفاظتی کم می باشد. Cs4 دارای سرعت نرخ بیت 4/21 کیلوبیت برثانیه وبدون مساله حفاظتی می باشد.
ب: تلفن همراه مشترک ( درتئوری c می تواند تا 8 تایم اسلات رااشغال نموده واستفاده کند. لذاطبق محاسبات تئوریک حداکثر نرخ ارسال دیتا برای طرح کدینگ cs4 میزان 2/171 = 4/21 * 8 کیلو بیت برثانیه می باشد.
درعمل معمولا" 3 تایم اسلات برای dl ویک تایم اسلات برای ul تخصیص داده می شود که باتوجه به کیفیت لینک رادیویی وطرح کدینگ اینترفیش رادیویی نرخ بیت 20 کیلوبیت تا80کیلوبیت درثانیه رامی دهد.
ج: تخصیص تایم اسلات به مشترکین gprs به دوصورت ثابت ودینامیک می تواندباشد. درحالت دینامیک هیچ تایم اسلات خاصی برای مشترک تخصیص نمی یابد بلکه برای سرویس gprs و gsm کانال مشترک بوده ودرصورت نیاز gsm دراولویت می باشد.
د: مشترک gprs می تواند به طورهمزمان پاکت های dl و ul راارسال نماید. ازطرف دیگرچندمشترک gprs می تواند دریک تایم اسلات شریک باشند.
ه : مفهوم qos در gprs با gsm تفاوت کلی دارد.
نکته : بااین سیستم امکان ارسال عکس بین مشترکین مختلف وجوددارد. لذاحفظ حریم خصوصی افرادوحفظ حرمت ومقررات اسلامی ازنکات مهم است که باید درارایه این سرویس بدان توجه شود.

[ghazaghi]

استاندارد Cat 6

در تاريخ بيستم ژوئن سال 2002، انجمن صنايع مخابراتي (TIA) استاندارد Cat 6 را معرفي نمود. پس از ارائه اين استاندارد، سؤالات متعددي در ذهن علاقهمندان بهوجود آمد. سؤالاتي از قبيل اينكه اين استاندارد چيست؟ چه شباهتها و تفاوتهايي با استاندارد قبلي خود يعني Cat5/5e دارد؟ آيا جايگزين Cat5/5e خواهد شد؟ نحوه كاركرد آن چگونه است؟ آيا كليه مشكلات را برطرف كرده است؟ چه تأثيرات مثبتي در عملكرد شبكهها ايجاد ميكند؟ و كاربردهاي خاص اين استاندارد كابلبندي كدامها هستند و چه كاربردهايي با استانداردهاي قبلي مشكل پيدا خواهند كرد؟ براي يافتن پاسخ اين سؤالات ميتوانيد اين مقاله كه در قالب پرسش و پاسخ تدوين شده است را مطالعه نماييد.
استاندارد Cat 6 چيست؟
Cat 6 يك سيستم كابلبندي است كه تشكيل شده است از اجزاء مختلف نظير كابلها (Cable)، قطعه كابلها(Cord) و كانكتورهاي اختصاصي كه از لحاظ شكل و نوع و مواد تشكيلدهنده شباهتها و تفاوتهايي را با استاندارد قبل از خود دارد.




شباهتها و تفاوتها
نخست بايد بدانيد كه اجزاء Cat 6 كه توسط شركتهاي سازنده مختلف توليد ميشوند ميبايست بتوانند با يكديگر كار كنند (Interoperability) و همچنين بايد بتوانند با ساير استانداردهاي قبل از خود نيز سازگاري داشته باشند. يعني اينكه بتوان اجزاء Cat 6 و اجزاء Cat5/5e را در يك شبكه در كنار يكديگر استفاده نمود و يا در صورت لزوم بتوان اجزاء Cat 6 را جايگزين اجزاء Cat5/5e نمود.

به غير از اين، تمامي اجزاء Cat 6 و Cat5/5e داراي امپدانس اسمي 100(Nominal Impedance) اهم هستند ولي در تجهيزات Cat 6 تحمل خطاي بيشتري در برابر تغييرات مقاومت وجود دارد.

تغييرات مقاومت تحت عنوان پارامتري به نام Return loss (افت بازگشتي) سنجيده ميشوند. هر چقدر مقدار Return loss (برحسب دسيبل) بيشتر باشد تطبيق امپدانس بهتري ميان اجزاء وجود خواهد داشت و طبيعتاً مقدار انعكاس سيگنال و انعكاس مجدد سيگنال كمتر خواهد بود. در نتيجه Cat 6 نرخ خطاي بيتي (BER) كمتري براي شبكههاي اترنت سريع و گيگابيت اترنت (1000BASET) ارائه ميكند.

همانطور كه ميدانيد هر چقدر خطاهاي بيتي افزايش يابد، شبكه شما صرفنظر از قيمت ابزارهاي شبكهاي كه خريداري كردهايد در يك چرخه بيپايان كشف خطا و ارسال مجدد گرفتار ميشود و اين موضوع منجر به كاهش سرعت و افت شديد كارايي شبكه ميگردد.

سوم اينكه در Cat 6 تمامي پارامترهاي انتقال براي كانالهاي مختلف و اجزاء و ارتباطات پايدار قادرند تا حداكثر فركانس 250 مگاهرتز كاركنند. اين در حاليست كه اين مقدار براي استاندارد Cat5/5e فقط 100 مگاهرتز است.
در جدول 1، مقايسه پارامتري مختلف انتقال استانداردهاي Cat5/5e و Cat 6 كه از سوي سازمان TIA منتشر شده، آمده است.

تفاوتهايي نيز در مورد محدوده فركانسي و پهناي باند مفيد وجود دارد. طبق تعريف پهناي باند همان محدوده فركانسي است زماني كه PSACR (جمع جبري نسبت تضعيف به سيگنالهاي ناخواسته) مثبت است.

Cat 6 پهناي باند 200 مگاهرتز را در دماي 20 درجه سانتيگراد در مسافتي حدود 100 متر پشتيباني ميكند كه اين مقدار براي استاندارد Cat5/5e حدود 100 مگاهرتز است يعني چيزي در حدود نصف.
آيا اجزاء Cat 6 در مقايسه Cat5/5e تغيير كردهاند؟
يكي از تفاوتهاي اساسي و مشهود ميان اين دو استاندارد در ساختمان كابلها ميباشد. قطر كابلهاي Cat 6 به نسبت Cat5/5e بيشتر است. اين مقدار براي استاندارد Cat 6 از 3/5 ميليمتر تا 8/5 ميليمتر متغيراست. ولي براي استاندارد Cat5/5e قطر كابلها از 8/4 ميليمتر تا 5/5 ميليمتر در نظر گرفته شده است و دليل آن هم به دو عامل برميگردد. اولاً به خاطر ضخيمتر بودن سيمهاي مسي به كار رفته در اين كابلها و ثانياً اينكه در بعضي محصولات Cat 6 از يك جداكننده به نام Cross-Web استفاده ميشود كه به عنوان يك حائل در ميان زوج سيمها قرار ميگيرد تا اثرات نويز را كاهش دهد. البته اين Cross Web از ضروريات استاندارد Cat 6 نميباشد ولي برخي توليدكنندگان بااين روش اثرات نويز را در طول كابل كاهش ميدهند.

دليل افزايش قطر سيمها (32AWG) به خاطر كاهش مقياسي به نام افت تداخلي (Insertion loss) كه گاهي تضعيف نيز ناميده ميشود در يك محدوده فركانس ميباشد. هر چقدر مقدار Insertion loss كمتر باشد سيگنال دريافتي در گيرنده قويتر خواهد بود. اين اصلاح منجر به كاهش اثرات نويز صادره از منابع داخلي و خارجي ميگردد. بهعلاوه كابلهايي با Insertion loss كمتر ميتوانند مسافتهاي طولانيتر و تحمل بيشتر در مقابل تغييرات دما را پشتيباني كنند كه نتيجه نهايي آن عملكرد بهتر شبكه خواهد بود.

ويژگي ديگر Cat 6، وجود به هم تابيدگي بيشتر سيمها براي كاهش اثر نويز ميان زوج سيمها ميباشد.
همانطوركه ميبينيد در اين استاندارد، سازندگان مختلف، محصولات متنوعي را ميتوانيد توليد كنيد و اين موضوع، تصميمگيري صحيح در انتخاب كابل مناسب را مشكل ميكند.
نصب تجهيزات Cat 6
نحوه نصب تجهيزات Cat 6 در بسياري از موارد با روشهاي نصب تجهيزات استاندارد قديميتر يعني Cat5/5e مشابه است. ولي برخي نكات درباره طراحي و نصب وجود دارد كه افراد فعال در زمينه نصب و پيادهسازي شبكهها ميبايست به آنها توجه داشته باشند، نظير پاياندهندههاي كابل (Cable Terminator) و نحوه انتخاب مسير كابل. يعني ضخامت كابلها در انتخاب اندازه داكت بايد محاسبه شود. ضمناً وجود پاياندهنده كابل هم در كارايي كلي شبكه تأثير بهسزائي دارد.
آيا Cat 6 جايگزين Cat5/5e خواهد شد؟
پاسخ مثبت است ولي زمان دقيق آن مشخص نيست. مانند هر فناوري جديد ديگر، در حال حاضر امروزه هزينه نصب تجهيزات Cat 6 در مقايسه با استاندارد Cat5/5e حدود پانزده درصد گرانتر است. البته هزينهها به مرور زمان و با افزايش توليد محصولات كاهش خواهد يافت. اما امكاناتي كه اين استاندارد از نظر كارايي، سرعت و قابليت ميدهد، كمابيش صرفنظر كردن از آن را غيرممكن ميكند. ضمن آنكه كاربردها نيز سرعت بيشتر را طلب ميكنند و گاهي ما را مجبور به استفاده از Cat 6 مينمايند.

آيا مشكلات قبلي برطرف شدهاند و آيا Cat 6 ادعاهاي خود را عملي نموده است؟
پاسخ مثبت است. چرا كه هيچ مانع فني در اين راه وجود ندارد. زماني كه براي تكميل استاندارد صرف شده است مربوط به توسعه پارامترها و فرآيندهاي تست ميباشد كه براي بهينهسازي اجزاء Cat 6 در جهت تضمين همكاري متقابل فروشندگان مختلف صورت گرفته است.

مشخصههاي فني با دقت و جزييات بسيار زياد ذكر شدهاند و سختافزارهاي ارتباطي در شرايط آزمايشي مختلف تست شدهاند و در شرايط كاري بسيار بد نيز مورد آزمايش قرار گرفتهاند.

براي همين هم ممكن است مثلاً كانكتورهاي ساخت يك شركت با بقيه محصولات Cat 6 كار كند ولي كارايي آن مثلاً در حالت حداقلي باشد. براي همين هم بهترين كارايي در حالتي وجود دارد كه همه تجهيزات از يك سازنده انتخاب شده باشند.

براي آشنايي با عملكرد اتصالات در Cat 6، ميتوانيد يك گيرنده ماهوارهاي را تجسم كنيد. زماني كه تكنسين براي نصب آنتن بشقابي ماهواره شروع به كار ميكند، ابتدا آنتن را در جهت اصلي يك ماهواره قرار ميدهد و سپس با گوش دادن به صداي دستگاه ردياب خود و يا مشاهده تصوير تلويزيوني اقدام به تغيير جهت بشقاب مينمايد تا قويترين سيگنال را بيابد. در مورد جكهاي Cat 6 نيز اين موضوع صدق ميكند.

به اين صورت كه يك مقدار حداقل قابل قبول براي سيگنالها وجود دارد و يك سيگنال بهينه كه در واقع بيانگر قويترين سيگنال دريافتي در سمت گيرنده اطلاعات ميباشد.

همانطوركه ميبينيد استاندارد Cat 6 كليه ادعاهاي خود را عملي ساخته است. كارايي شبكه چقدر تغيير خواهد يافت؟

چه از Cat 6 و چه از Cat5/5e استفاده كنيد، كارآيي شبكه، تحت تأثير نسبت سيگنال به نويز در سمت گيرنده خواهد بود. همه منابع مؤثر در نويز نظير NEXT وFEXT، نويز ILD و همشنوايي خارجي بايد موردتوجه قرار گيرند.
مهمترين مزيت كابلهاي Cat 6 در بهينه كردن نسبت سيگنال به نويز با استفاده از بالا بردن پهناي باند است. نتيجه اينكه Cat 6 در مقايسه Cat5/5e نسبت سيگنال به نويز را حدود 12 دسيبل (تقريباً 16 برابر) نسبت به
Cat5 بهبود بخشيده است.
آيا واقعاً به Cat 6 نيازمنديم؟
شايد بهتر باشد به اين سئوال پاسخ دهيم كه آيا Cat5/5e نميتواند جوابگوي نيازهاي امروز و يا قابلپيشبيني آينده باشد؟ پاسخ اين است كه احتمالاً ميتواند وليكن تفاوتهايي نيز وجود دارد. مثلاً اينكه ثابت شده است كه 6 Cat نرخ خطاي بيتي كمتري را نسبت به Cat5/5e دارد كه اين موضوع منجر به انتقال دادههاي بيشتر در طول شبكههاي اترنت 100BASE-TX و 1000BASE-T ميشود.

در مورد كاربردهاي آتي شبكه نيز بايد بگوييم كه در اين استاندارد استفاده از امكان گيگابيت اترنت
(1000BASE-TX) به صورت يك راهحل مناسب براي آينده ارائه شده است.

كاربرد ديگر در زمينه ارسال ويدئو از طريق خطوط باند پهن ميباشد كه امروزه براي اينكار از كابلهاي هم محور (Coaxial) استفاده ميشود ولي راهحل Cat 6 براي اين كار براي مسافتهاي بيش از 100متر و در فركانسهاي كاري بالاي 550 مگاهرتز ميباشد. چرا كه ضريب افت سيگنال كم در فركانسهاي بالا در استاندارد Cat 6 آن را نسبت به Cat5/5e براي اين كار مناسبتر نموده است.

يك كاربرد اساسي ديگر، ويدئوي ديجيتال ميباشد كه بر اساس آن سيگنالهاي ديجيتال مستقيماً از يك منبع تلويزيون با كيفيت بالا (HDTV) با سرعت 5/1 گيگابايت در ثانيه صادر ميشوند كه از توان امروزي شبكههاي مسي Cat5/5e بسيار بالاتر است. طي يك بررسي از ظرفيت انتقال داده در كابلهاي Cat 6 با پهناي باند 200 مگاهرتز مشاهده شد كه نرخ انتقال داده حدود 2 گيگابايت در ثانيه بود.
چرا به جاي Cat 6 از فيبر نوري استفاده نكنيم؟
بدون نياز به بررسي كارايي، تصميمگيري درباره انتخاب كابلهاي مسي يا نوري را بهتر است با توجه به تفاوت قيمت ميان كابلهاي مسي و كابلهاي فيبر نوري شروع كنيم و يا شايد بهتر باشد كل تجهيزات لازم براي شبكههاي مبتني بر كابلهاي مسي و كابلهاي فيبر نوري را با يكديگر مقايسه كنيم.

در كل، هزينه بالاي تجهيزات شبكههاي نوري، استفاده از آنها را در كابلكشي افقي مقرون به صرفه نميسازد و فقط در شرايطي كه محيط از نويز بالا برخوردار است يا امنيت بالا مورد نياز ميباشد ميتواند مورد بررسي قرار گيرد. البته با گذشت زمان هزينه خريد كابلهاي نوري پائين آمده است وليكن در مقايسه با تجهيزات فعال
(Active) شبكهاي، هنوز هم اين رقم بسيار بالاتر از استانداردهاي مبتني بر كابل مسي ميباشد.


دليل ديگر در استفاده از تجهيزات مسي در كاربردهاي مربوط به برقرساني سيستمهاي تلفني VoIP ميباشد. طبق اين استاندارد جديد كه توسط IEEE ارائه شده، يك پريز ديواري ميتواند توان موردنياز براي تجهيزاتي نظير
IP Phone، دوربين و ... را فراهم سازد كه اين ويژگي بهخوبي توسط استانداردهاي مبتني بر كابلهاي مسي قابل پشتيباني و ارائه است.
نتيجهگيري
در اين مقاله تفاوتها و شباهتهاي ميان استانداردهاي Cat 6 و Cat5/5e و دلائلي كه كاربران را قانع كند تا از
Cat 6 استفاده نمايند بيان شدند. اين استاندارد شامل مشخصههاي مربوط به سازگاري محصولات سازندههاي مختلف و سازگاري با استانداردهاي قبلي ميباشد.

از نقطه نظر كارايي، اگر ما از ويژگيهاي پهناي باند و نسبت سيگنال به نويز براي مشخص كردن كل كارايي استفاده كنيم، كابلبندي Cat 6 در مقايسه با Cat5/5e پهناي باندي حدود 2 برابر (200 مگاهرتز) و نسبت سيگنال به نويزي در حدود 16 برابر بهتر ارائه ميكند. بقيه موارد مربوط است به جبران كمبودهاي ساير تجهيزات و نويزهاي خارجي و تغييرات حرارتي محيط.

ضمناً Cat 6 از كاربردهاي مختلفي نظير امكان ارسال ويدئو از طريق خط باندپهن چند كاناله تا حداكثر محدوده فركانسي 550 مگاهرتز و نيز سيگنالهاي ويدئويي ديجيتالي تا 2 گيگابيت در ثانيه براي HDTV و همچنين كاربردهاي گيگابيت اترنت پشتيباني ميكند.

از يك جنبه ديگر، كابلبندي Cat 6 براي كارهاي متداول در مقايسه با فيبر نوري مناسبتر است و دليل اصلي آن هم تفاوت قيمت عمده اين دو نوع از تجهيزات ميباشد. به غير از اينها، استاندارد جديد IEEE براي تغذيه راه دور تجهيزات DTE سازگاري بيشتري با تجهيزات Cat 6 دارد و دليل آن هم به خاطر اتلاف كمتر ولتاژ در اين كابلها ميباشد.

[ghazaghi]

استفاده از سرويس VPLS براي ايجاد شبكه هاي شهري


شبكههاي VPN در لايه سه ايجاد ميشدند. در اين مقاله برآنيم در مورد ايجاد شبكههاي خصوصي مجازي در لايههاي پايينتر و مزاياي پيادهسازي اين نوع شبكهها براي سازمانها، مطالبي را ارائه نماييم. براي تحقق اين امر مهم Virtual Private LAN Service را كه يكي از خلاقانهترين روشهاي ارائه VPN در لايه دو است بررسي ميكنيم. با گسترش امكان ارائه اين سرويس، ايجاد شبكههاي شهري مبتني بر اترنت بسيار آسان شده است. در اينجا علاوه بر ارائه مطالبي درباره استانداردهاي پيادهسازي اين سرويس، روشهاي كنترل كيفيت، برقراري امنيت و مديريت آن، نمونهاي از شبكههاي پيادهسازي شده مبتني بر اين سرويس را نيز معرفي ميكنيم.


تاريخچه: شبكههاي خصوصي مجازي (VPN) در اوايل دهه 1980 به دنياي شبكه معرفي شدند. در آن زمان اين شبكهها با استفاده از خطوط استيجاري (Leased Line) ايجاد ميشدند. در سال 1990 با توجه به تحولات در عرصه فناوري و پيدايش فناوري Frame Relay، ساختار شبكههاي مجازي نيز تغيير كرد. در اواخر دهه 90 يعني زماني كه MPLS به دنياي شبكه پا نهاد، انواع جديدي از VPNها معرفي شدند. در آن زمان اين شبكهها به طور كلي به سه گروه تقسيم ميشدند:




دسته يكم: VPNهاي لايه سه كه عموماً بر بستر IP پيادهسازي ميشدند و به Virtual Private Routed Network موسوم بودند.

دسته دوم: VPNهاي لايه دو كه به طور عمومي به صورت P2P تعريف ميشدند و به Virtual Leased Line) VLL)معروف بودند.

دسته سوم: VPNهاي لايه دويي كه به صورت P2MP پيكربندي ميشدند. اين VPNها برخلاف IP-VPNها ترافيك غير IP را نيز منتقل مينمودند.

سرويس VPLS چيست؟
سرويس VPLS كه به Transparent LAN Service) TLS) نيز معروف است، در حقيقت يك سرويس اترنت P2MP است كه ميتواند يك يا چند ناحيه شهري را پوششدهد و اتصال بين چندين سايت را كه به يك LAN اترنت متصلند فراهم نمايد. برخلاف سرويس اترنت، P2MP كه در حال حاضر روي بستري ارائه ميشود كه تركيبي از سوييچهاي اترنت است، VPLS از زيرساخت IP-MPLS براي ارائه سرويس استفاده مينمايد. به طور كلي ميتوان تصور كرد تمام كاربران يك شبكه VPLS بدون توجه به مكان فيزيكي، به صورت مجازي در يك LAN قرار دارند كه براي هر سازمان ميتوان يك يا چند دامنه VPLS domain) VPLS) را همچون VLAN بهكار برد.

امروزه سرويس اترنت شهري كه فراهمكنندگان سرويس در نواحي مختلف آنرا ارائه ميكنند و اغلب اتصالات نقطهبهنقطه بين چندين سايت، در همان شبكه شهري است. به هر حال هدف نهايي اترنت شهري، گذر از اتصال نقطه به نقطه در محدوده ناحيه شهري به ارائه اتصال چند نقطه به چندنقطه در داخل يك ناحيه شهري و يا چندين ناحيه شهري است. به عبارت ديگر، ارائه سرويس به سازمان به گونهاي انجام شود كه تمام سايتهاي آن در صورت اتصال به LAN به صورت يكسان ظاهر شوند؛ صرفنظر از اينكه آيا اين سايتها در يك ناحيه شهري هستند يا در چندين ناحيه شهري گسترده شدهاند. پس يكي از مطرحترين روشها براي تحقيق اين تصور، سرويسLAN خصوصي مجازي (VPLS) است كه اتصال اترنت چندنقطه به چندنقطه را هم در داخل و هم بين شبكههاي شهري تحت شبكه فراهمكننده سرويس IP/MPLS قابل توسعه فراهممينمايد.
استاندارد VPN در لايه دو
با توجه به ماهيت VPLS، اين سرويس به سرعت در ميان ارائهدهندگان سرويس فراگير شد. زيرا با صرف هزينه بسيار كم قادر بودند سرويسهاي مبتني بر FR و ATM خود را جايگزين نمايند. به اين ترتيب با جهتگيري ارائهدهندگان سرويس به سمت ارائه اين سرويس، لازم بود VPLSها به صورت استاندارد ارائه شوند. به اين منظورIETF اقدام به تدوين استانداردي در زمينه ارائه اين سرويس نمود. همانگونه كه در شكل يك نشان داده شده است قسمتهاي مختلفي در تدوين استاندارد VPLS حضور دارند و هر يك مسئول استانداردسازي بخشي از اين سرويس ميباشند.

گروه PWE3 روي رسانه انتقال VPLS، استانداردهاي مربوطه را تدوين مينمايد. اين استاندارد سرويسهايي نظيرATM ،Frame Relay، اترنت و TDM را روي بستر MPLS پيادهسازي مينمايد. در گذشته براي برقراري ارتباط ميانVLANها و شبكههاي L3VPN از استانداردي با عنوان Draft Martini استفادهميشد. اين استاندارد، شبكههاي مجازي لايه دو را روي شبكههاي مجازي لايه سه Map مينمود. در حال حاضر با استفاده از استاندارد VPL ميتوان كليه شبكهها را در لايههاي مختلف به يكديگر مرتبط نمود.

روند پيدايش VPLS
اترنت وسيعترين و در دسترسترين فناوري شبكه محلي در جهان است كه امروزه با بيش از يكصدميليون مشتري پيادهسازي شده است. برخي از مزاياي اين سرويس كه موجب استفاده گسترده از آن گرديده است، عبارتند از:

- به دليل هزينه نسبتاً پايين و سادگي آن در مقايسه با فناوريهاي ديگر، فناوري منتخب شبكههاي LAN است.

- پهناي باند ثابت، قابل انعطاف و قابل توسعهتري را نسبت به راهحلهاي متداول پهناي باند ثابت فراهم كرده و محيط شبكه شهري را متحول نموده است.

- براي كاربر نهايي كمهزينهتر است. برقراري اتصال در آن آسان و مديريت آن نيز سادهاست.

- براي فراهمكننده سرويس، ارزانتر است و قابليت انعطاف بيشتري دارد و اين امكان را فراهم ميسازد كه سرويسهاي جديد نسبت به راهحلهاي قديمي بسيار سادهتر و سريعتر فراهم شوند.

در سالهاي قبل، ابتكار و نوآوريهاي قابل توجه و مهمي در مورد استانداردهاي اترنت انجام شده است كه اين نوآوريها نه تنها به صورت بالارفتن چشمگير خروجي از 10Mbps به 10Gbps بوده، بلكه با ارتقاي پروتكل دسترسي فيزيكي، شبكه اترنت را بهگونهاي توسعه ميدهند كه به صورت شبكه گسترده (WAN) درآيد. همچنين اترنت با بهرهگيري از پيادهسازي وسيع فيبر نوري در نواحي شهري، شهرت زيادي را به عنوان فناوري شبكه شهري بهدست آورده است. امروزه سرويس LAN خصوصي مجازي دسترسي به اترنت را بيشتر توسعه و آنرا به عنوان فناوريWAN فعال مينمايد.

فناوريهاي ديگري كه اترنت را در سراسر WAN فعال ميسازد، مانند اترنت روي MPLS، اترنت روي SONET/SDH ،Bridging اترنت روي (LAN (ATM LAN ،ATM Emulation، هرچند كه تنها اتصال نقطه به نقطه را فراهم ميكنند، اما پيادهسازي انبوه آنها بهعلت پيچيدگي زياد محدود ميشود. همچنين آنها براي تسهيل همگرايي شبكه، به معماري شبكه اختصاصي احتياج دارند.

البته Frame Relay و ATM سالها به عنوان فناوريهاي برگزيده براي شبكههاي مبتني بر Packet رواج داشتند و سازمانها معمولاً اتصال WAN خود را با همبنديهاي hub-and-spoke و يا نيمه mash طراحي ميكردند. اين طرحها نتيجه استفاده زيرساخت شبكه با درنظر گرفتن عوامل قيمت و ويژگي نقطه به نقطه Frame Relay و ATM است. نسل جديد كاربردهاي سازماني لزوم وجود معماري WAN سازماني را كه بتواند همبنديهاي انعطافپذيرتر و ظرفيت پهناي باند بالاتري را ارائه كند ايجاد كرده است.

اخيراً فراهمكنندگان سرويس براي پاسخگويي به اين نيازهاي جديد به ارائه IP مبتني بر MPLS-VPN لايه سه متوسل شدهاند. در ضمن VPLS به عنوان راهكار ديگري براي پيادهسازي سرويسهاي چندنقطهاي با پهناي باند بالا در شبكه WAN مبتني بر اترنت پيشنهاد ميشود.

معماري VPLS
دو معماري مطرح در VPLS عبارتند از: معماري سلسله مراتبي و معماري تكسطحي. در معماري تك سطحي، ارتباطات به صورت نقطه به نقطه مطرح ميشود. در اين روش بين entityها در VPLS يك تونل ايجاد ميشود.

اين تونل مجازي كه بخش PWE3 آنرا استاندارد كرده است، در گذشته به "تونل مارتيني" معروف بوده است. به خاطر داريد در چند سال گذشته براي برقراري ارتباط و تضمين كيفيت در زماني كه بستهها به لايههاي بالاتر ارسال ميشدند، استانداردهاي متعددي تدوين گرديده است.

يكي از استانداردهايي كه به منظور تضمين كيفيت، ترافيك لايه دو را روي ترافيك لايه سه Map مينمود، استانداردDraft Martini بود كه به واسطه آن تضمين كيفيت يك سرويس امكانپذير بود.

تونلهايي كه با استفاده از اين استاندارد در سراسر مسير ايجاد ميشوند، سرويسهاي لايه دو را با فرمت MPLS كپسوله و منتقلمينمايند. براي اين منظور لازم است كليه ويژگيهاي پايهاي اترنت را پشتيباني نمايند. در معماري VPLS به صورت تكسطحي تونلها به صورت P2P تعريف ميشوند. در حالي كه با گسترش روز افزون سرويسها و نياز به ايجاد تونلهايي به صورت mesh بين نقاط مختلف، اين ساختار جوابگوي نيازهاي شبكه نيست.

معماري سلسله مراتبي (HVPLS) در VPLS براي پاسخ به اين نياز مطرح شده است. اين معماري بر پايه همان روش سنتي ارائه سرويس بنا شده است. اما با توجه به حجم بالاي تونلها در يك شبكه، توسعهاي بر روش سنتي در نظر گرفته شده است كه نتيجتاً منجر به ايجاد همبندي سلسله مراتبي براي اين فناوري شده است. در اين همبندي براي ايجاد تونلهايي به صورت full mesh لازم است، در سمت مشترك روترهايي نصب شود كه براي ايجاد سلسله مراتب در شبكه به روترهاي PE متصل شود.

نمونه اين شبكه در شكل2 نشان داده شده است.
در پيادهسازي اين همبندي توسط ارائه دهندگان سرويس، به طور معمول در نقاط اصلي شبكه براي ايجاد امكان ارائه سرويس به كاربران از تعدادي Multi Tenant Unit) MTU) استفاده ميشود كه هر كدام ميتوانند به تعداد زياد شبكههاي سازماني را به صورت ايجاد VPLS VPN سرويسدهي نمايند.

شبكه ترافيك تمام MTUها مجتمع ميكند و براي PE اصلي كه در حقيقت نقطه تمركز شبكه است، ارسال ميشود.

در طراحي اين سرويس تجهيزاتي كه در MTU نصب ميشود يك سوييچ اترنت است كه كليه عمليات سوييچينگ لايه دو را انجام ميدهد. اين تجهيزات معمولاً به صورت اختصاصي در اختيار يك سازمان قرار ميگيرند. اما براي استفاده بهينه از منابع WAN، عملكردهاي VPLS روي MTU ها نيز تعريف ميشود.


3
در شبكهاي كه MTUها نيز عملكردي شبيه PE دارند، محدوديتهايي نظير ايجاد تونل، تكرار اطلاعات و ايجاد جدول آدرسهاي MAC ايجاد ميشود. براي مقابله با اين محدوديت، در شبكه سلسله مراتب تعريف ميشود. به اين صورت كه Core شبكه به صورت Full mesh تعريف ميشود و در لايه دسترسي ارتباطات به صورت تونلهاي مجزا بين نقاط تعريف ميشوند. (شكل 3)

با توجه به ساختار كلياي كه از VPLS ارائه شد، اين سرويس نه تنها براي ايجاد شبكههاي اترنت شهري مناسب است بلكه از آن براي برقراري ارتباط ميان شبكههاي شهري مختلف كه با استفاده از فناوريهاي متفاوتي نظير نسل آينده SDH و يا RPR ايجاد شدهاند نيز استفاده ميشود.

مسئله مهم ديگري كه در پيادهسازي اين سرويس مطرح است، آشكارسازي خودكار و سيگنالينگ است. آشكارسازي خودكار براي فعالسازي فراهمكنندگان سرويس بسيار مهم است تا با استفاده از آن هزينههاي كاربري را پايين نگه دارند و نيز در اين سرويس از BGP و يا LDP به عنوان مكانيزم سيگنالينگ استفاده گردد.
مسيريابي در VPLS
استفاده از پروتكلهاي مسيريابي شبكه IP به جاي پروتكل Spanning tree و برچسبهاي MPLS به جاي شناسههاي VLAN در زيرساخت، موجب بهبود و پيشرفت قابل توجهي در قابليت توسعه سرويس VPLS ميشود.

تفاوت VPLS با L3VPN در تجهيزات طرف CE است. در ايجاد شبكهها با استفاده از VPLS لزومي ندارد در سمت CE تجهيزاتي نظير روتر قرارگيرد.



در سمت PE نيز به ازاي هر CE لزومي به تعريف جدول مسيريابي نيست، بلكه ترافيك لايه دو در MPLS LSP به سادگي Map ميشود. در حقيقت VPLS آنچه را BGP MPLS VPN در لايه سه ارائه مينمايد، در لايه دو در اختيار كاربر قرار ميدهد؛ اما رسانه انتقال آن شبكهIP نيست، بلكه ارتباطات از طريق اترنت برقرار ميشوند. (شكل4)

براي ايجاد يك شبكه VPLS لازم است مواردي نظير افزونگي ارتباط ميان CEها و PEها همانگونه كه در لايه دو مطرح است در نظر گرفته شود.


زيرا هر ارتباط ميان يك CE و PE ميتواند يك Single Point of Failure باشد. براي جلوگيري از اين پيشامد، بايد هر CE حداقل به دو PE متصل شود. به منظور ايجاد ارتباطات افزونهاي كه به صورت يك bundle تعريف شود، لازم است از مشخصه smart trunking در ارتباط ميان CE و PE استفاده نمود. از Smart trunkها به طور معمول براي افزايش ظرفيت استفاده ميشود.

در حالي كه در اين نوع پيكربندي اين ترانك براي ايجاد افزونگي مورد استفاده قرار گرفته است. در صورتي كه لينك ارتباطي قطع شود، ترافيك به صورت خودكار به لينك افزونه منتقل خواهد شد. براي ايجاد اين ارتباطات لازم است تجهيزات CE و PE هر دو قابليت پشتيباني از اين ويژگي را دارا باشند. علاوه بر اين، تجهيزات سمت PE بايد بتوانند در زمان تعريف Forwarding Equivalence Class) L2FEC) اين ترانك را روي VPLS نگاشت نمايد.

حوزه هر VPLS از تعدادي PE تشكيل شده كه هركدام به تعدادي CE سرويس ارائه مينمايند. براي ارائه سرويس لازم است جدولي از MAC آدرسهاي هر يك از CEها در PE مربوطه ايجاد شود. به بيان سادهتر ميتوان فرض كرد كه فقط يك حوزه VPLS به ازاي هر سازمان وجود دارد.

به طوري كه CE مستقل از مكان فيزيكي خود روي يك PE متعلق به سايت آن سازمان اجرا ميشود. در حوزه VPLS بايد يك شبكه Full mesh از LSPها روي هر PE ميان تمام CEها ساخته شود (اينLSPها فقط براي روترهاي PE قابل رويت هستند و توسط ديگر روترها در شبكه مشاهده نميشوند.


اين امر با استفاده از ايجاد نمودن پشتهاي از برچسبهاي MPLS انجام ميپذيرد). زماني كه يك PE جديد يا يك CE اضافه شود، با توجه به دقت پيادهسازي VPLS، ساخت اين حلقه كامل از LSPها ميتواند مسائل و مشكلات بسيار متفاوتي به همراه داشته باشد. (شكل 5)

وقتي كه حلقه LSP ايجاد شد، CE روي يك PE خاص ميتواند فريمهاي اترنت را از سايت مشتري دريافت كند و بر اساس آدرس MAC آن، فريمها را بهLSP مناسب سوييچ نمايد.

تحقق اين امر به اين دليل است كه VPLS روتر PE را قادر ميسازد بهوسيله يك جدول MAC، روي هر PE همچون يك Learning Bridge عمل كند.

به عبارت ديگر، نمونه VPLS روي روتر PE يك جدول MAC دارد كه با جستجو كردن (Snooping) آن را ايجاد ميكند و آدرسهاي MAC را به هنگام ورود فريمهاي اترنت روي يك پورت فيزيكي يا منطقي به خاطر ميسپارد. درست همانگونه كه يك سوييچ اترنت عمل ميكند. وقتي يك فريم اترنت از طريق يك پورت ورودي مشتري وارد شد، آدرسMAC مقصد در جدول MAC جستجو ميشود و فريم بدون هيچگونه تغييري به سوي LSP ارسال ميشود ( تا زمانيكه جدول MAC آدرس MAC را دربردارد) و پس از آن به PE مناسب متصل به سايت دوردست ارائه ميشود. اگر آدرس MAC در جدول آدرس MAC وجود نداشت، فريم اترنت برگردانده ميشود و به تمام پورتهاي منطقي مربوط به نمونه VPLS، غيراز پورت ورودي كه از آن وارد شده است فرستاده ميشود.

هنگامي كه PE از طريق ميزباني مطلع شد كه آدرس MAC روي يك پورت خاص متعلق به اوست، جدول MAC در PEبروز ميشود. درست مثل يك سوييچ، MAC آدرسهايي كه براي زمان معيني استفاده نميشوند، براي كنترل اندازه جدول MAC حذف ميشوند.

فناوري چندنقطهاي به كاربر امكان دسترسي به چندين مقصد را از طريق اتصال منطقي يا فيزيكي جداگانه ميدهد كه اين اتصال براي تصميمگيري درباره ارسال بسته بر اساس مقصد بسته به شبكه نياز دارد.

بهعبارت ديگر، شبكه براساس آدرس MAC مقصد فريم اترنت تصميم به ارسال ميگيرد. از ديدگاه مشتري نهايي، VPLS سرويس چندنقطهاي جالب توجهي است كه به اتصالات كمتري براي برقراري اتصال كامل بين چندين نقطه احتياج دارد.

در مقابل اتصال مبتني بر فناوري نقطه به نقطه به تعداد خيلي بيشتري از اتصالات و يا به كارگيري ارسال بهينه بسته نياز دارد.
دلايل نياز به VPLS
امروزه ارائه سرويسهاي اترنت شهري با محدوديتهايي روبهرو است. بسياري از فراهمكنندگان سرويس، تنها اتصالات نقطه به نقطه مانند دسترسي به اترنت و يا اتصال سايتها در داخل شبكه شهري را پشتيباني ميكنند. برخي فراهمكنندگان ديگر تنها تعداد محدودي از مشترياني را كه اتصال LAN اترنت چندنقطه به چندنقطه را در داخل شبكه شهري پيادهسازي نمودهاند، حمايت ميكنند.

از آن جاييكه بيشتر فراهمكنندگاني كه سرويسهاي اترنت شهري را ارائه ميدهند، امروزه شبكههاي خود را بدون استفاده از سوييچهاي اترنت ساختهاند، فراهم كردن اين سرويس در شبكه شهري بزرگ برخي مشكلات اساسي را در بردارد.

مديريت اين سرويس دشوار است و گاهي به علت ناپايداري پروتكل Spanning tree، دسترسي به مشكلات شبكه و دلايل بروز آنها غيرممكن است. بهطور كلي با بررسيهايي كه انجمنها و گروههاي مختلف در زمينه شبكههاي شهري مبتني بر اترنت انجام دادهاند، سرويسهاي مبتني بر اترنت را به دو گروه نقطه به نقطه و چندنقطه تقسيم نمودهاند.

معماري لازم براي پيادهسازي سرويسهاي نقطه به نقطه Virtual Private Wire Services) VPWS) و براي پيادهسازي سرويسهاي چندنقطهاي VPLS است.

VPLS شبكههاي اترنت فراهمكنندگان سرويس را با دو ويژگي توسعهپذيري و در دسترس بودن، توانمند ميسازد. بدون VPLS قابليت توسعه شبكههاي اترنت به تعداد شناسههاي VLAN كه توسط فراهمكنندگان سرويس براي مشتريان استفاده ميگردد محدود ميشود كه آنها ميتوانند فقط 4096 شناسه VLAN را پشتيباني نمايند.

از آنجاييكه يك شناسه به يك مشتري تعلق دارد وشناسههاي VLAN بسيار مهم هستند، بايد همگي در داخل شبكه فراهمكننده سرويس منحصر بهفرد باشند. به همين دليل اين شبكهها ميتوانند با تعداد محدودي مشتري پيادهسازي شوند. همچنين از طريق اين معماري نميتوان شبكه LAN را در چندين شبكه شهري پيادهسازي نمود. چون اين امر مستلزم ساخت شبكه اترنت لايه دوي بزرگتري توسط فراهمكننده سرويس است.

در دسترس بودن شبكههاي اترنت نيز به خاطر ويژگي انعطافپذيري ضعيف سازوكارهايي مثلSTP محدود ميشود. هرچند تمهيداتي نظير Q in Q Stacking و پروتكل Spanning tree سريع براي برطرفكردن اين محدوديتها وجود دارند، بسياري از آنها خاص يك سازمان يا شركتند و بين سازندگان مختلف عمل نميكنند.

VPLS علاوه بر حل اين دو معضل، مزاياي ديگري را نيز دارد. شبكه VPLS ميتواند حتي يك ميليون شناسه منحصر بهفرد برچسبهاي MPLS را پشتيبانيكند. يعني در مجموع VPLS سيگنالينگ پوياي مسيرهاي جديد را معين ميكند.

VPLS ويژگي مقرون به صرفه بودن اترنت، توسعهپذيري و در دسترسبودن MPLS را با يكديگر تركيب ميكند. بهعلاوه، تدارك سرويس و نگهداري آن نيز كمهزينهتر و سادهتر است.

[ghazaghi]

بررسي اقتصادي
MEF در سال 2003 بررسي اقتصادي گستردهاي را درباره هزينه ايجاد و نگهداري شبكههاي مبتني بر فناوري اترنت در مقايسه با شبكههاي سنتي SDH انجام داده است. در اين بررسي براي مقايسه فناوريهاي مختلف شرايط يكساني درنظرگرفته شده است. مدل در نظر گرفته شده در حدود سيصد مركز را تحت پوشش قرار ميدهد و قرار است در مدت سه سال به 1625 مشترك سرويس ارائه نمايد.

براي تخمين هزينه سرمايهاي در اين روش، پنجاهدرصد هزينه براي تجهيزات MTU و بين ده تا پانزده درصد براي مشتركان در نظر گرفته شدهاست. ساير هزينهها براي تجهيزات يدكي، منابع تغذيه، سيستمهاي مديريتي و ساير تجهيزات موردنياز جهت كنترل ترافيك و ارائه QoS در شبكه در نظر گرفته شده است.

نتيجه بررسيهاي به عمل آمده نشان ميدهد هزينه مورد نياز جهت راهاندازي شبكهاي مبتني بر نسل آينده شبكههاي نوري، تقريباً معادل 64 ميليون دلار است كه در مقايسه با شبكههاي مبتني بر فناوري
قديمي SDH، سي و نه درصد كاهش هزينه دربر دارد. نمودار يك اين تفاوت را نشان ميدهد.

دلايل اين تفاوت هزينه عبارتند از:

- با توجه به اينكه اينترفيسهاي تجهيزات اترنت عموماً بين 25 تا 40درصد به ازاي هر مگابيت بر ثانيه از اينترفيسهاي تجهيزات SDH ارزانترند، در حجم يادشده در حدود 91درصد كاهش قيمت نسبت به فناوري SDH وجود دارد.

- با توجه به عدم نياز به استفاده از تجهيزات اضافي جهت ارسال اطلاعات به شبكه، هزينه تجهيزات در اين روش به شدت كاهش مييابد.

همانگونه كه اشاره شد، در برآورد هزينه شبكه، غير از هزينه سرمايهاي، هزينههاي جاري نيز قابلتوجهند. بررسيهاي انجام شده جهت تعيين هزينه جاري ايجاد شبكه مبتني بر اترنت، شامل بررسي روالها و سرويسهاي 36 ارائهدهنده سرويس در سطح آمريكاي شمالي و اروپا است.

با توجه به ساختار شبكههاي اترنت، ارائه سرويسهاي مختلف نيازي به افزايش تجهيزات در مراكز ندارد. به اين ترتيب در يك بازه زماني سه ساله، همانگونه كه در نمودار دو نشان داده شده است، با در نظر گرفتن موجود بودن هسته شبكه، كاهش هزينه جاري در حدود 23 درصد نسبت به ارائه سرويس بر روي بستر SDH ميباشد.

اين كاهش هزينه عمدتا به علت عدم نياز به حضور در سايتهايي است كه تجهيزات در آن نصب ميباشند. زيرا كليه تجهيزات را ميتوان از يك نقطه به صورت متمركز مديريت نمود.

در سال اول همانگونه كه مشاهده ميشود، به علت تجربه پايين ارائه دهندگان سرويس، هزينه جاري بيشتري جهت نگهداري شبكه و ارائه سرويس به مشتركان صرف ميشود.

در حالي كه با گذشت زمان و مجرب شدن ارائه دهندگان سرويس، اين هزينه كاهش مييابد.

به طور مثال هزينههاي جاري در ايجاد يك سايت جديد، ارائه يك سرويس جديد، افزايش پهناي باند در شبكههاي مبتني بر اترنت در مقايسه با شبكههاي SDH سنتي بين سي تا پنجاهدرصد كاهش خواهد داشت.

نكته ديگري كه باعث كاهش هزينهها در ايجاد، راهاندازي و نگهداري شبكههاي مبتني بر اترنت ميشود، امكان مديريت يكپارچه شبكه و سرويسهاي آن ميباشد. شبكههاي SDH سنتي كه عموماٌ به شبكههاي انتقال موسومند، نرمافزارهاي مديريت يكپارچه براي زيرساخت و سرويسها را ندارند. در نتيجه براي نگهداري اين شبكهها لازم است نيروهاي نگهداري در هر سايت مستقرشوند. به اين ترتيب ماهانه مبلغ زيادي براي پرسنل نگهداري شبكه هزينه خواهدشد؛ در حالي كه سيستمهاي مديريت يكپارچه در شبكههاي مبتني بر اترنت نياز به پرسنل نگهداري را در سايتهاي شبكه مرتفع ميسازد.

نمونه پيادهسازي شبكه شهري با استفاده از VPLS
شركت Completel يكي از شركتهاي بزرگ مخابراتي فرانسه است كه با استفاده از يك شبكه فيبرنوري كه در سراسر فرانسه ايجاد نموده است، اقدام به ارائه سرويس اترنت شهري با استفاده از VPLS كرده است. اين شبكه پانزده شهر فرانسه را تحت پوشش قرار ميدهد.

دو هزار كيلومتر فيبرنوري، در حدود چندهزار MTU را كه براي ايجاد شبكه شهري در اين كشور را به يكديگر متصل نمودهاند. همانگونه كه در شكل 7 نشان داده شده است، اين ارتباطات از طريق يك شبكه DWDM ايجاد شده است.

اين شبكه براي ارائه سرويس به حدود 1400 كاربر با استفاده از ارتباطات اترنتي 850 ساختمان را به يكديگر متصل نموده است.

Completel با توجه به افزايش نياز كاربران براي ايجاد يك شبكه با سرعت بالا و هزينه پايين، اقدام به ارائه سرويس LAN-to-LAN در سطح شهرها نمود.

اين سرويس با استقبالِ زياد كاربران روبهرو شد. اما با توجه به محدوديت آن به شبكههاي MAN در هر شهر و نياز كاربران براي ارتباط با ساير شهرها، اين شركت سرويس جديدي را براي اتصال شبكههاي شهري در شهرهاي مختلف به يكديگر ارائه نمود.

به اين ترتيب مشكل ارتباطي ميان MANها در شهرهاي مختلف فرانسه مرتفع گرديد. ترافيك هر MAN با استفاده امكانات ايجاد شده توسط شبكه Completel به MAN ديگر به آساني منتقل ميگردد. سرويسهاي ارزش افزودهاي نظير ارائه VLAN، مديريت ترافيك، كنترل و محدود نمودن پهناي باند و كيفيت سرويس انتها به انتها نيز از طريق اين شبكه قابل ارائه است.

اين شبكه براي ايجاد مسيرهاي اختصاصي براي ترافيك هر مشترك به تعريف VLANهاي از پيش تعيينشده نياز ندارد. در هسته اين شبكه لينكهاي گيگابيتي روي يك اينترفيس فيبر گروهبندي ميشوند. سازوكارهاي مورد استفاده براي تعريف اين گروهها Q in Q است. ترافيك هر يك از كاربران با استفاده از يك Q tag در هسته شبكه از بقيه مجزا ميشود. همچنين در اين شبكه براي جلوگيري از لوپهاي ناخواسته و خطا از سازوكارهايي نظير
Rapid Ring Spanning Tree) RRST) استفاده ميشود.

[ghazaghi]

تکنولوژی VSAT


در این مقاله سعی می شود در مورد تکنولوژی VSAT و انواع روشهای دسترسی به کانالهای مخابرات ماهواره ای و کاربرد آن در دنیای امروز بصورت مختصر بحث شود.



VSAT مخفف Very Small Aperture Terminal می باشد. همانگونه که از نام آن پیداست ترمینالهای بسیار کوجک ماهواره ای که در سایتهای پراکنده از لحاظ جغرافیایی واقع می باشند و از طریق یک لینک ماهواره با یک هاب که شامل تجهیزات مخابراتی پیشرفته و آنتن به مراتب بزرگتر از ترمینالها، مثلا حدود 6 متر، ارتباط دارند. در واقع با هزینه کردن در هاب می توان هزینه ترمینالها را بشدت کاهش داد. آنتنهای VSAT معمولا بین 0.75 تا 3.8 متر می باشند. دو نوع توپولوژی شبکه به نامهای STAR , MESH استفاده می شوند. در شبکه های کوچک، معمولا بین 5 تا 30 سایت، از MESH استفاده می شود و در شبکه های بزرگتر اغلب از توپولوژی STAR استفاده می شود.

باند فرکانسی مورد استفاده در این تکنولوزی باندهای C و KU و اخیرا باند Ka می باشد. آنتنهای مورد استفاده در باند KU کوجکتر از باند C می باشد( بعلت رابطه مستقیم گین آنتن با مجذور فرکانس).


موارد استفاده VSAT بطور اعم شامل: اینترنت، شبکه های خصوصی مخابراتی، ارتباطات تصویری و صوتی و فاکس می باشد. در دنیای امروزی می توان شبکه های VSAT را بطور گسترده مشاهده کرد که در ذیل به برخی از آنها اشاره شده است:

• 1-بازار بورس و اطلاعات قیمت ها
• 2-تراکنش بانکی و ATM ها
• 3-هواپیمایی و اطلاعات آب و هوا
• 4-به روز رسانی اطلاعات بازار و قیمت اجناس
• 5-تبادل اطلاعات پزشکی
• 6-یادگیری راه دور
• 7-سرویس های اورژانسی
• 8-اینترنت پر سرعت
• 9-VoIP

مهمترین موضوع در این نوع شبکه ها روش دسترسی به کانال است. کانال فرکانسی که هاب به VSAT ها دیتا می فرستد را Outroute گویند و در طرف مقابل از VSAT ها به هاب را Inroute گویند. اطلاعات از هاب روی یک باند فرکانسی مشترک برای تمام ترمینالهای واقع در آن شبکه ارسال می شود و معمولا از روش TDM برای مالتی پلکس استفاده می شود. در سمت Inroute اغلب یک پهنای باند بین تعداد زیادی پایانه تقسیم می شود، مگر ارتباط بصورت Point to Point و یا SCPC باشد. روشهای دسترسی به Inroute شامل TDMA ، FDMA ، FTDMA ، CDMA و SCPC(DAMA/PAMA)می باشد .
TDMA
مخفف Time Division Multiple Access می باشد.در این روش پایانه ها در اسلاتهای زمانی خاص که هاب به آنها تخصیص می دهد، به ارسال اطلاعات می پردازند. بدین ترتیب هر پایانه از کل پهنای باند فرکانسی ولی در اسلات زمانی مربوط به خود استفاده می کند. بازدهی این روش در سیستم تخصیص اسلاتها برای پایانه هاست. بطور معمول سه روش کلی وجود دارد: User Aloha ، Transaction Reservation و Stream.
User Aloha: در این روش پایانه ها دیتای خود را بصورت تصادفی در قسمتی از Inroute که برای این منظور تخصیص داده شده، می گذارند.در این حالت احتمال تصادم دیتا وجود دارد لذا برای دیتا با ترافیک کم، بسته های کوچک و با سایزهای یکسان مناسب می باشد.

سپس پایانه بسته ها را در اسلاتها گذاشته و ارسال می کند و اگر دیتای بیشتری داشته باشد دوباره درخواست خود را می فرستد.

Transaction Reservation: در این روش پایانه ای که یک یا چند Packet برای ارسال دارد، ابتدا یک درخواست تراکنش به هاب می فرستد. این درخواست شامل تعداد و سایز بسته ها می باشد. هاب نیز اسلاتهای لازم را تخصیص می دهد و پیام جواب را به پایانه می فرستد. Stream : در این تکنیک فرصتهای ارسال بصورت Fixed و پریودیک به پایانه داده می شود. این روش در کاربردهای با Throughput بالا مانند ترافیک Voice مورد استفاده است. FDMA
مخفف Frequency Division Multiple Access می باشد.در این روش بجای زمان باند فرکانسی تقسیم می شود و پایانه ها می توانند دیتای خود را هرزمان ارسال کنند ولی هر یک در محدوده فرکانسی خویش اقدام به ارسال می کنند. هاب نحوه تخصیص فرکانسها را بر عهده دارد.
FTDMA
مخفف Frequency Time Division Multiple Accessمی باشد. در این تکنیک همانطور که از نام آن پیداست هر دو روش فوق در هم ترکیب می شوند تا بازدهی بهتری بدست آید. یعنی با تقسیم کردن زمان و فرکانس بین پایانه ها در زمان واحد تعداد بیشتری پایانه قادر به تبادل اطلاعات می باشند. ضمنا با روش Frequency Hopping می توان امنیت ارسال دیتا را نیز بالا برد.
CDMA
در سیستم های رادیویی منابع،زمان و فرکانس می باشند و در روشهای ذکر شده در بالا نحوه تقسیم و تخصیص آنها را توضیح دادیم ولی در روش CDMA( Code Division Multiple Access)هر پایانه اقدام به ارسال دیتا در کل پهنای باند فرکانسی و در هر زمانی می پردازند. در این تکنیک از کدها برای تفکیک سیگنالها استفاده می شود. CDMA از کدهای یونیک جهت گسترده کردن spreading دیتای باند پایه قبل از ارسال می کند (Spread Spectrum) . سیگنال ارسالی در یک کانال زیر سطح نویز فرستاده شده و گیرنده از یک Correlator برای عکس گسترده سازی dispreading و استخراج سیگنال مطلوب (بعد از گذشت از یک ---------- باند باریک) ، استفاده می کند.

[ghazaghi]

تكنولوژيهاي شبكه هاي ماهواره اي

امروزه با رشد روز افزون تكنولوژي مخابراتي روشهاي متفاوتي جهت ايجاد شبكههاي ارتباط ماهوارهاي به وجود آمده است. در اين مقاله به معرفي برخي از روشهاي متداول درشبكههاي ماهوارهاي و مشخصات هر كدام خواهيم پرداخت. به طور كلي تصميمگيري براي انتخاب راهحل مناسب, نيازمند بررسي پارامترهاي موثر در امر طراحي شبكه ميباشد, برخي از اين پارامترها عبارتند از :


با توجه به موارد فوق راهحلهاي زير ارائه گرديده و در مورد هر كدام پارامترهاي فوق بررسي ميگردد. 2- نوع كاربردهاي شبكه (اينترانت, ديتا, صوت, ويئو كنفرانس, اينترنت).... 3- توپولوژي يا ساختار شبكه 4- Scalability و نحوه گسترش شبكه 1- گستردگي شبكه ارتباطي, شامل تعداد لينكهاي ارتباطي مورد نياز در فاز اول و نحوه افزايش آن در فازهاي بعدي 5- Availability يا قابليت اطمينان سيستم 6- سرمايهگذاري اوليه و هزينههاي جاري
- راهحل (Single Channel Per Carrier) SCPC
اين روش يك راهحل ايدهآل جهت كاربردهايي است كه در آن حفظ كيفيت ارتباط و داشتن يك پهناي باند ارتباط اختصاصي جزء مهمترين عوامل تصميمگيري ميباشد. راهحل فوق مناسبترين روش جهت راهاندازي يك ارتباط نقطه به نقطه
(point-to-point) ميباشد. سهولت راهاندازي, نياز به حداقل تجهيزات و در نتيجه قيمت مناسب از مزيتهاي استفاده از اين روش ميباشد. اين روش با توجه به استفاده از يك پهناي باند ارتباطي اختصاصي راهحل مورد علاقه سرويسدهندگان ارتباطات صوتي در دنيا ميباشد. در صورت نياز به ايجاد يك شبكه ارتباطي چند نقطهاي (Point-to-Multi point) روش فوق كارآيي مناسبي نداشته و افزايش زياد تجهيزات و افزايش هزينه پهناي باند بخش فضايي از دلايل ناكارآمدي روش فوق ميباشد. براي رفع اين موانع راهحلهايي ارائه گرديده است كه يكي از بهترين روشها تكنولوژي SkyPerformer SCPC-ميباشد.
مشخصات اصلي اين تكنولوژي- Sky Performer SCPCموارد ذيل ميباشد:
- اين روش جهت ايجاد يك شبكه ارتباطي چند نقطهاي كارآيي مناسبي داشته و قابل پيادهسازي به صورتFull Mesh , Distributed Mesh , Star Partial Mesh , ميباشد.
- تعداد ريموتهاي قابل پيادهسازي در اين روش در توپولوژي Star تا سيصد و پنجاه نود و در صورت استفاده از توپولوژيMesh Distributed نامحدود ميباشد.
- در اين روش لايه دوم شبكه Frame relay بوده و تمامي پروتكلهاي لايه بالاتر همچون TCP/IP را پشتيباني مينمايد.
- پهناي باند ارسالي از ريموتها (Inbound) به صورت اختصاصي بوده (SCPC) و پهناي باند ارسالي از سايت مركزي (Outband) با استفاده از تكنولوژي Sky performer براي تمامي ريموتها به صورت مشترك ارسال ميگردد. براي هر يك از ريموت ميتوان به ميزان نياز پهناي باند CIR (گارنتي شده ) و به ميزان بالاتري (Burst) BIR معين نمود.
- كاهش تجهيزات سايت مركزي در توپولوژي ستاره و نيز كاهش هزينه پهنايباند بخش فضايي اين روش را به جايگزين مناسبي براي شبكههاي SCPC تبديل نموده است.
- تجهيزات سايتهاي مركزي و ريموت در اين تكنولوژي مولتي سرويس بوده و جهت استفاده همزمان ديتا و صوت وتصوير مجتمعسازي شدهاند.
- اين روش كاملا" Scalable بوده و شروع و پيادهسازي آن از دو نقطه به صورت Point-to-Point قابل آغاز بوده و افزايش تعداد ريموتها و پيادهسازي روش Point-to-Multi point به تدريج و به سادگي امكانپذير ميباشد.
- سيستمهاي نصب شده در سايت مركزي در روش Star به صورت Redundant پيادهسازي ميگردد كه با اين روش Availability سيستم به بالاتر از 5.99% ميرسد. در صورت پيادهسازي روش Mesh بروز اشكال در يك سايت مانع از اثرگذاري بر كل شبكه ارتباطي خواهد گرديد.
- در اين روش در دو سمت ارسال و دريافت از سايت مركزي و ريموت امكان استفاده از تكنيكهاي Coding مدرن مانند Turbo Code وجود دارد اين امر باعث صرفهجويي در توان ارسالي ترانسپورت ماهواره شده كه هزينههاي جاري سيستم را كاهش ميدهد. ارسال به روش توربوكد دريافت اطلاعات با Eb/No پايين تر را در سايتهاي ريموت با حفظ BER مناسب امكانپذير مينمايد.
- امكان استفاده از Voice با تكنيك (Voice over frame relay ) VOFR در اين روش يك كانال ارتباطي صوت با كيفيت بالا (MOS =4.15) و با استفاده از حداقل پهناي باند (6kb/s) را مهيا مينمايد.
راه حل (D-TDMA) Deterministic TDMA
اين تكنولوژي راهحل مناسبي جهت شبكه ماهوارهاي مبتني بر پروتكل IP ميباشد در روش D-TDMA, مقدار پهناي باند اختصاص داده شده به هر ايستگاه VSAT بر اساس پارامترهايي نظير اندازه صف اطلاعات در هر ايستگاه, كيفيت سرويسدهي (Quality of Service), ملاحظات اولويتبندي ايستگاهها و برخي پارامترهاي ديگر به صورت پويا ) (Dynamic تعيين ميگردد. روش D-TDMA موجب ايجاد صرفهجويي قابل توجهي از نظر پهناي باند بخش فضائي خواهد شد.
به عنوان مثال در مقايسه بين تكنولوژي DVB-RCS و D-TDMA, سيستمهاي DVB-RCS براي انتقال بستههاي اطلاعات IP, آنها را داخل فرمهاي اطلاعاتي MPEG تعبيه مينمايند كه اين امر باعث كاهش كارآيي سيستم ميگردد به طوري كه براي انتقال اطلاعات با پروتكل IP روش D-TDMA نسبت به DVB-RCS بين 10 تا 50 درصد در پهناي باند صرفهجويي به همراه دارد.
اهم مشخصات سيستمهاي D-TDMA عبارتند از :
- توپولوژي اين سيستمها ستاره (Star) ميباشد.
- تعداد ريموتهاي قابل استفاده از لحاظ تئوري نامحدود بوده ولي به طور معمول به دليل محدوديتهاي تكنيكي براي كاربردهاي تا 800 ريموت مناسب ميباشد.
- شبكه بر اساس پروتكل IP طراحي گرديده است.
- از نظر روش Access Multiple , براي Outband (از هاب به ريموت) روش TDM و Inbound (از ريموت به هاب) D-TDMA ميباشد.
- با توجه به IP Base بودن, شبكه براي كاربردهاي Data , Voice (VoIP) و كلا" شبكههايي كه Application هاي تحت IP دارند مناسب ميباشد.
- در هر دو سمت ارسال و دريافت از سايت و ريموت امكان استفاده از تكنيكهاي Coding مدرن ماننده Turbo code وجود دارد.
راهحل DVB-RCS
با افزايش تقاضاي IP broadband service در دنيا روشهاي DVB-RCS از سال 2002 به صورت اجرايي در نقاط مختلف دنيا ارائه گرديد. اين روش راهحل مناسبي جهت ارائه سرويس اينترنت به مشتركين انتهايي در يك شبكه بزرگ ميباشد.
مشخصات اصلي اين تكنولوژي عبارتند از:
- اين روش شامل يك هاب مركزي بوده كه قابليت پشتيباني از چند صد تا چند هزار كاربر را برحسب نوع سرمايهگذاري امكان پذير مينمايد.
- روش ارتباطي ريموتها با مركز در اين روش Star ميباشد.
- دراين روش بسترهاي اطلاعات IP به فرمت MPEG-DVB تبديل شده و از هاب مركزي به تمامي ريموتها ارسال ميگردد. هر ريموت بر حسب PID خاص خود (Packet Identifier) سيستم اطلاعات مربوط به خود را جدا مينمايد. ارسال اطلاعات از سايتهاي ريموت به هاب مركزي با تبديل بسترهاي IP به فرمت ATM و ارسال با روش MF-TDMA صورت ميپذيرد انجام اين مراحل باعث ايجاد كمي سربار اضافي (Overhead) در شبكه ارتباطي نيز ميگردد.
- اين روش با توجه به نياز به ايجاد يك هاب مركزي و سرمايهگذاري اوليه نسبتا" زياد براي كاربردهايي با تعداد ريموت بالاتر از پانصد عدد قابل توجيه ميباشد. مزيت آن اين است كه با نصب يك هاب مركزي امكان افزايش ريموتها به سادگي امكانپذير ميباشد. كوچك بودن ابعاد تجهيزات ريموت و پايين بودن هزينه هر ريموت از مزيتهاي اصلي اين تكنولوژي ميباشد.
- Availability اين سيستمها با توجه به حساسيت زياد هاب مركزي وابسته به نوع طراحي اين سايت ميباشد. عموما" در هاب مركزي از روش Full Redundant براي تمامي تجهيزات استفاده مينمايند تا امكان بروز مشكل را به حداقل برسانند با اتخاذ اين تدابير نرخ Availability هاب مركزي به 9/99% ميرسد.
تكنولوژيهايي كه در بالا معرفي مي گرديد به عنوان روشهاي غالب در شبكههاي ماهوارهاي كنوني در نظر گرفته ميشوند.
همان طور كه ملاحظه گرديد هر يك از روشهايي كه توضيح داده شد در جاي خود مناسب بوده و انتخاب نهايي يك روش در كاربردهاي چند منظوره و تركيبي نياز به بررسي دقيقتر مهندسان اين فن خواهد داشت.

[ghazaghi]

بكارگيري تجهيزات سويچينگ نوري Coptical Switchinglدرنسل بعد شبكههاي كابل زيردرياييخلاصه مقاله: روند روبه توسعه فناوريهاي DWDM در شبكههاي گسترده فيبرنوري، انتقال ظرفيت فشرده شده را ازطريق شبكههاي كابل زيردريايي ممكن ساخته است. در حال حاضر، سيستمهاي كابل زير دريايي اقيانوس گستر 96WOM با ظرفيت 10GBPSبه بهره برداري رسيده است وسيستم 200WDMاقيانوس گستر با همين ظرفيت مراحل تست آزمايشگاهي خود را ميگذراند. علاوه بر اين، افزايش تعداد زوجهاي فيبر در كابل زير دريايي به 4و12زوج سبب شده است كه ظرفيت اين كابلها به حدود 10ترابيت/ثانيه ارتقاء يابد. اين قابليت نيازفزاينده آتي پهناي باند ترافيك داده بينالمللي را بر آورده ميكند.




خلاصه مقاله: روند روبه توسعه فناوريهاي DWDM در شبكههاي گسترده فيبرنوري، انتقال ظرفيت فشرده شده را ازطريق شبكههاي كابل زيردريايي ممكن ساخته است. در حال حاضر، سيستمهاي كابل زير دريايي اقيانوس گستر 96WOM با ظرفيت 10GBPSبه بهره برداري رسيده است وسيستم 200WDMاقيانوس گستر با همين ظرفيت مراحل تست آزمايشگاهي خود را ميگذراند. علاوه بر اين، افزايش تعداد زوجهاي فيبر در كابل زير دريايي به 4و12زوج سبب شده است كه ظرفيت اين كابلها به حدود 10ترابيت/ثانيه ارتقاء يابد. اين قابليت نيازفزاينده آتي پهناي باند ترافيك داده بينالمللي را بر آورده ميكند.
يكي ديگر از نيازهايي كه نسل بعد كابلهاي زير دريايي بايد بهآن پاسخ دهد، اتصال كابل زير دريايي به خود مراكز مخابراتي به جاي ايستگاههاي زميني (Land Station)ميباشد.اين امر سبب ميشود كه سيستمهاي زميني كلان شهرها، مستقيما به ظرفيت كابل زير دريايي متصل و از مزاياي آن بهرهمند شوند. در اين حالت، در صورتي كه بخواهيم با استفاده از ساختار شبكه حلقهايي مبتني بر SDH، شبكه يكپارچه DWDM زميني وزيردريايي ايجاد كنيم، مشكلاتي از قبيل توسعه ناپذيري شبكه، عدم مديريت و كنترل شبكه وهمچنين محدويت فضا و قيمت بوجود مي آيد.
اعتقادبر اين است كه بكارگيري فناوريهاي سوددهي نوري (Optical-Switching)يكي از راه حلهاي اساسي حل چنين مشكلات ميباشد.
در اين مقاله، راجع به ساختارهاي شبكه زيردريايي نسل بعد و پاسخ گويي آنها به نيازهاي جديد و پيش رو-مطالبي ذكر خواهد شد. در ساختار پيشنهادي، از طول موجهاي شبكه اتصال متقابل نوري موسوم بهOXC (Optical cross)در گرههاي شبكه هردوايستگاه كابلي (Cable Station)و مركز تلفن كلان شهرها استفاده ميشود. در اين ساختار، شبكههاي مبتني بر OXC، با استفاده از آرايش و همبندي (Topology)شبكه نوري (Mesh Network) سبب سادهتر شدن ساختار شبكه اصلي، قابليت توسعه و كارايي و بهرهبرداري بهتر از پهناي باند ميشوند.
شبكههاي حلقهاي زير دريايي مبتني بر SDHشبكههاي حلقهاي زير دريايي اقيانوس گستر، ابتدا در سال 1995 در شبكههاي كابل زير دريايي TAD12و13وTPT-5استفاده شدند.
اين شبكهها با استفاده از تجهيزات حلقه تسهيمي و ساز و كار رفع خرابي خود كار عمل و براي پشتيباني شبكه حلقه SDH، به هنگام بروز خرابيها، از پروتكل APSكه استاندارد ITU است، استفاده ميكنند.
تجهيزات پشتيباني يا حفاظت شبكه (NPE)، كه شبكه حلقه 4 فيبره را پشتيباني ميكند، به نحوي تعريف شده است كه با Aاستاندارد جي 841 ITUهمخواني داشته باشد. در حال حاضر، اين ساختار عمدتا ًبراي شبكههاي زير دريايي منطقهايي و اقيانوس گستر پذيرفته شده است.

دراين ساختار، هر يك از سيستمها، ساختار مديريتي خاص خود را دارد. مسئله مديريت مختلف از نظر بهرهبرداري، وجود سكوي انحصاري متمركز بهتر است، در مديريتهاي انحصاري و تك قطبي ،سيستمهاي زميني و زير دريايي، مسائلي چون خودكار سازي(Economies of Scale)بايد در نظر گرفته شود.
در دهههاي قبل، شبكههاي زيردريايي بر اساس قراردادهاي ساخت ونگهداري، بين كنر سيلي مركب از چندين شركت مخابراتي مجاز انجام ميشده است ولي با جهاني شدن و مقررات زدايي بخش مخابرات ،شركت هاي مخابراتي فرابر جهاني (Globel Carrier) ،تجارت جديدي را آغاز كردهاند به نام تجارت فرابري فرابرهاCarrier`s Carrier) (Business اين شركتها با احداث شبكههاي كابلهاي زيردريايي خصوصي، دسترسي را براي ISPهاي كلان شهرها فراهم كردهاند. همان طور كه گفته شد، در شبكههاي حلقهايي مبتني بر NPE، در زماني كه قاپ STMسيستم SDH ،توسط خود سيستم SDH ، به سرعتهاي پايينتري، پيادهسازي ميشود، براي نصب پشتيباني شبكه (NPE)و تجهيزات شبكه زميني، به ده برابر فضاي بيشتر نياز هست از سوي ديگر وقتي تجهيزات بيشتري مورد استفاده قرار گيرد، مصرف برق نيز بيشتر ميشود. از همين رو، به ناچار براي كاهش اندازه و تعداد تجهيزات، بايد از فناوري بستهاي استفاده كرد.
در سيستمهاي زيردريايي DWDM،هزينه عمده، هزينه بخش پايانه (Terminal)است كه هزينه واحدها نيز ممكن است به آن افزوده شود. در اينجا، هزينه تجهيزات پايانه به نسبت تعداد طول موجهاي سيستم، افزايش مييابد. در سيستم ترابيت، در صورتي كه همين ساختار شبكه مورد استفاده قرار گيرد، هزينه تجهيزات پايانه، به طور قابل توجهي افزايش مييابد. بنابراين كاستن از هزينههاي كلي پايانه، اهميت خاصي دارد.
شواهد وقرائن فعلي، حكايت از رشد ترافيك دنيا، در مقياسي بيشتر از ترافيك صوتي TDMدارد اخيراً، ترافيك بستههاي IP ، با استفاده از تجهيزات مسيرياب واسطههاي با سرعت بالاي 5/2گيگا هرتز، برقرار شده بر همين اساس ارزش سيستمهاي SONET/SDH به عنوان لايه همتا و مياني كاهش يافته است. بسياري از فروشندگان در صدد شكل دهي و توسعه راه حلي هستند كه بتواندترافيكIP را مستقيما از طريق DWDMحمل كنند.
وضعيت فعلي صنعت، استفاده از فناوريهايي است كه طول موجهاي شبكهايي را پشتيباني كنند و بتواند سيگنال نوري را بدون توجه به قالب (Format)اآن حمل كند. تبديل قالب سيگنال، تجمع سيستمهاي فرعي و مسائل مربوط به نگهداري و بهرهبرداري بايد در حاشيه شبكهها قرار گيرند. از آنجايي كه شبكههاي مبتني بر طول موج، قادرند كه قالبهاي مختلف سيگنال را روي سكوي مشترك قرار دهند و هم چنين با توجه به سادهتر شدن ساختار شبكههاي ترابري و به حداقل رسيدن تجهيزات، مديريت چندگانه از بين ميرود. در شبكههاي كابلي زير در يايي مبتني بر طول موج، بخش عمدهايي از تجهيزات فرعي ومواصلاتي SDH/SONNET تحتالشعاع تجهيزات شبكههاي لايهاي نوري قرار مي گيرد. حداقل سازي (كمينه سازي)تجهيزات شبكه سبب كاهش عمده هزينههاي سيستم خواهد شد.
شبكه نوري مبتني برOXC
پشتيباني و حفاظت سريع، از مقولههاي مهم واصلي شبكههاي زير دريايي فعلي براي جلوگيري از قطع مكالمات صوتي ميباشد.
حفاظت سيستمي حلقهاي تسهيمي، از حالت پشتيباني و بازگرداني شبكه نوري، سريعتر است.علت اين امر، سادهتر بودن ساختار و استفاده از ظرفيت پشتيباني 1:1 ذخيره (Reserve)ميباشد. شايان ذكر است كه پشتيباني 1+1مطابق با استاندارد پشتيباني 50 ميلي ثانيه ميباشد. در مجموع، شبكه نوري، با توجه به مشخص نبودن ميزان دقيق زمان قطعي، نسبت به شبكه حلقهاي، قابليت انعطافپذيري بيشتري دارد. از سوي ديگر، شبكههاي نوري مجهز به شبكه پشتيباني با كارايي بسيار بالاتري نسبت به شبكههاي حلقهاي هستند. در شبكه پشتيباني نوري، عموما گزينههاي زيادي براي مسير پشتيباني وجود دارد و قابليت حفاظت N+1نيز در اين سيستم گنجانده شده است. به همين دليل، شبكههاي نوري در سناريوهاي خرابي و قطعيهاي مكرر، كارايي بهتر و كاربرد بالاتري دارند. از آن سو، در شبكههاي حلقهاي، حالت پشتيباني N>1 N:1 ،براي هر فيبر به طور جداگانه وجود ندارد. علاوه بر اين در شبكههاي حلقهاي چندگانه، همان طور كه در شكل 3 نشان داده شده است، به ظرفيتهاي بيشتر در پيوندهاي مواصلاتي (Inter Conneching Rinks)نياز هست.
در شبكههاي سراسري انتها به انتها، شبكه نوري يكپارچه، مزاياي بسيار زيادي دارند. ارائه بلادرنگ خدمات باند عريض، يكي از ابزارهاي مهم در افزايش تقاضاي ناگهاني پهناي باند به شمار ميآيد. در ساختار حلقه كه ذاتاً چندين حوزه مديريتي دارد، ارائه چنين خدماتي، زمان طولانيتري را به خود اختصاص ميدهد.
فناوري شبكه نوري مبتني بر طول موج نوري (Optical Switching)استفاده ميكند، نسل بعد شبكههاي زيردريايي را محقق ميكند. با استفاده از سيستمهاي OXC،قابليتهاي چون افزايش پيادهسازي و اتصال متقابل طول موجهاي مبتني بر كانال، كه كليد كاربري مؤثر شبكه نوري محسوب ميشود، ميسر ميگردد.
با استفاده از سيستمهاي OXCو فناوريDWDM،لايه ترابري نوري مبتني بر طول موج تعريف ميشود كه بر اساس آن زير ساخت فيبر به صورتي پويا تسهيم ميشود. در نتيجه اين قابليت به وجود ميآيد كه بتوان به صورت پويا، كانالهاي طول موجي انتها به انتها را واگذار كرد. براي مديريت و كنترل شبكه نوري مبتني برOXCدر مقياس بزرگ، توانايي و اجراي خودكار تشخيص پيونده(Link)و گره الزامي است. براي ايجاد چنين كاركردهايي فناوري MPLSبه اضافه سيستمهاي پايگاه داده، مثل پيونده شبكه و وضعيت گرهها بايد در حوزه نوري مورد استفاده قرار گيرند.
شبكه نوري كه توسط سطح كنترلي G-MPLSمديريت ميشود، داراي اين قابليت است كه بلادرنگ خود را بر اساس سطوح سرويس مورد نظر مشتري، آرايش مجدد كند.
در اينجا اين خود شبكه است كه در هنگام اضافه شدن گرههاي جديد، مسيرهاي جديد را به طور خود كار شناسايي ميكند. در واقع اين عمل، نوعي شبكه نوري هوشمند را ايجاد ميكند. علاوه بر اين ترافيك IP نيز از طريق صفحه كنترلي مشابه و از طريق واسطههاي UNI،ترابري ميشود. مشخصات اين صفحه كنترلي جديد در ITU، در حال استاندارد شدن است.
ارزش شبكههاي جديد زير دريايي
يكي از نيازهاي شبكههاي فرابر جهاني و فرابرهايي كه ارائه دهنده ظرفيت به ساير فرابرها ميباشند
(Carrier`sCarrier) اتصال دهندگي شهر به شهر در شبكههاي دادههاي جهاني خود ميباشد. آنها بايد داراي اين توانايي باشند كه باند عريض را حداقل در سطح STM16 و به روش مقرون به صرفه و اقتصادي واگذار كنند.
هدف اصلي، واگذاري اتصالات طول موجي است كه در كل شبكه يكپارچه زيردريايي و زميني از فناوري لايه نوري استفاده كند. به كارگيري شبكههاي داده براي اتصال مراكز حضور يا POP، در طول شبكههاي زيردريايي جهاني، از نظر دسترسي جهاني به خدمات ISPها و همچنين توسعه تجارت الكترونيك ISPبسيار مهم تلقي ميشوند. اتصال دهندگي مبتني بر طول موج، منجر به ساده شدن ساختار شبكه ميشود. مراكز دنيا، معمولاًدر ناحيه شهري قرار داده ميشود كه از طريق اتصال طول موج مستقيم به ساير مراكز دادهاي متصل مي شود. اين طرح در مقايسه با وضعيتي كه ترافيك داده از طريق تعداد زيادي هاپ و مسيرياب IPو تجهيزات STM/SDHترابري ميشود، خيلي سادهتر است. صرفه اقتصادي، به سبب كم شدن هزينههاي سرمايهگذاري و بهرهبرداري، يكي ديگر از مزاياي اتصال مستقيم ميباشد. از سوي ديگر اتصال انتها به انتها و مستقيم، ارائه سريع پهناي باند را فراهم ميآورد. در واقع واگذاري طول موج انتها به انتها، پهناي باند را تبديل به يك كالا ميكند و ظرفيت بر مبناي در خواست مشتري، به عنوان يك كالا به فروش ميرسد.
از همين رو، فروش ظرفيت بر اساس IRU ارزش كمتري خواهد شد. در اتصالات طول موج، تجهيزات مشتري نياز به واسطه ندارد و دسترسي با هزينه كم و آسان، اتصالات اينترنت را امكان پذير ميكند. شبكه مبتني بر طول موج ساز و كارهاي مختلف پشتيباني شبكه را پوشش و خدمات متنوعي را به انضمام مهندسي ترافيك ارائه ميدهد.
اعتبار شبكه يكپارچه زميني و زيردريايي مبتني بر OXC
براي اعتبار دهي به مفاهيم گفته شده، آزمايشگاه (KDD-SCS)KDDI با همكاري شركت لوسنت تكنولژيا، آزمون شبكهسازي زيردريايي را انجام داده است كه مفهوم تكامل و كاربرد شبكههاي نوري زميني و زير دريايي يكپارچه را ارائه مي دهد. در اين آزمون فناوري زيردريايي KDD-SCS و فناوري ترابري زميني لوسنت تكنولژيا آميخته شده است. مؤلفههاي سختافزاري اصلي اين آزمون عبارتند از:
- سيستم KDD-SCS كه شبكهسازي زير دريايي با ظرفيت 10Gbpsبه انضمام ارتقاءكاربرد FECجديد را ارائه ميدهد.
- امكانات آزمون براي شبيه سازي تقويت كنندههاي نوري انتقال در عرض اقيانوس DWDM
- سيستم نوري OLSموسوم بهWave Streamمتعلق به لوسنت تكنولژيا فراهمكننده انتقال DWDM 10 مگابات ثانيه زميني
مسئله اصلي در يكپارچهسازي شبكههاي زيردريايي، تامين تجهيزات تبديل سيگنال دهي و همچنين وفق دادن مشخصات تجهيزات واسطهاي است.
ميان كاري بين تجهيزات OXC,SLTEاز جمله تلاشهاي عمدهاي است كه در تامين خدمات جديد مبتني بر طول موج صورت گرفتهاست. در عين حال، اتصال دهندگي شبكه يكپارچه بين تجهيزات زميني وزيردريايي منجر به سيستمهاي مديريتي شبكه يكنواخت جهاني ميشود. نتايج آزمون شبكه سازي حاكي از تامين سريع طول موج انتها به انتها، مسير پشتيباني نوري متشكل از عناصر شبكه زميني و زيردريايي و همچنين ترابري ترافيك IP ازطريق اتصال دهندگي طول موج كانال شبكه زميني ميباشد.
الگوهاي شبكه سيستم زير دريايي نسل جديد
شبكه مبتني بر OXC به سادگي با قرار دادن OXC در هر گره در شبكه جهاني فرابر خصوصي قابل اجرا واستفاده است. از سوي ديگر، بكارگيري شبكه جهاني OXCدر شبكه زير دريايي مشترك متعلق به كنسرسيومي متشكل از چند فرابر، مقداري پيچيده است چرا كه هر شركت فرابر بايد يحتمل از OXCهاي ساخت شركت خاصي در شبكه زميني خود استفاده وبه همان صورتي كه ساير شركتهاي فرابر اتصال انتها به انتها را بر قرار مي كنند، عمل كنند.
يكي از روشها، استفاده ازBGPنظير به نظير حوزههاي شبكههاي مختلف است كه در شكل شماره 7 نشان داده شده است. هر شركت فرابر از طريق تجهيزات موسوم بهNNIو با همبندي نظير به نظيرBGP به شبكه زيردريايي متصل ميشود و به صورت تسهيمي از اين شبكه استفاده ميكند. سهم هر فرابر به منزله شبكه خصوصي VPN آنها ميباشد.
روش ديگر، تسهيم شبكه مبتني بر زوجهاي فيبر ميباشد. با بخش كردن شبكه نوري به زوجهاي فيبر، هر شركت فرابر قادر است سهمي از ساختار شبكه زيردريايي را به خود اختصاص دهد. شبكه هر فرابر(Carrier)، يك سيستم OXC است كه ساخت فروشنده خاصي ميباشد كه به ايستگاه زميني متصل شوند. اين مسئله در شكل 8 نشان داده شده است.
در اين ساختار، اين شركتها قادرند هر يك بطور مستقل، شبكهاي را شكل دهند و مسائل مربوط به ميان كاري تجهيزات ساخت فروشندههاي مختلف را رفع كنند.
نتيجه گيري: در اين مقاله نشان داده است كه ساختار شبكه نوري كه از تجهيزات مبتني بر طول موج و همبندي سوددهي نوري استفاده ميكند. قادر است شبكه زير دريايي نسل جديد را متحقق كند و قابليتهاي زير را ارائه دهد:
- يكپارچگي شبكههاي زميني و زير دريايي، ارتقاء مسائل اقتصادي، قابليت توسعه و انعطاف و مديريت شبكه
- ترابري كارا و مؤثر ترانك داده و IPجهاني انتها به انتها. NPE،كه در واقع وظيفه پشتيباني شبكه را به عهده دارد، در ايستگاه كابلي نصب ميشود. عمل افزودن يا پيادهسازي ظرفيت NPE را سيستمهاي پشتيباني زميني بر فناوري SONET/SDH در مراكز عمده مخابراتي تبادل ترافيكي، انجام ميدهد.

[ghazaghi]

GPS چیست ؟


Global Positioning Systems


24 ماهواره که دور زمین در گردش هستند سیستم محل یابی جهانی (Global Positioning Systems)، بک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره ای است که از شبکه ای با 24 ماهواره تشکیل شده است. این ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده اند. این سیستم در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال 1980 استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد.




خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره زمین در تمام ساعت شبانه روز در دسترس است. پدید آوردنگان این سیستم، هیچ حق اشتراکی برای کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن رایگان است.


GPS چگونه کار می کند؟
ماهواره های این سیستم، در مداراتی دقیق هر روز 2 بار بدور زمین می گردند و اطلاعاتی را به زمین مخابره می کنند. گیرنده های GPS این اطلاعات را دریافت کرده و با انجام محاسبات هندسی، محل دقیق گیرنده را نسبت به زمین محاسبه می کنند. در واقع گیرنده زمان ارسال سیگنال توسط ماهواره را با زمان دریافت آن مقایسه می کند. از اختلاف این دو زمان فاصله گیرنده از ماهواره تعیین می گردد. حال این عمل را با داده های دریافتی از چند ماهواره دیگر تکرار می کند و بدین ترتیب محل دقیق گیرنده را با اختلافی ناچیز، معین می کند.

گیرنده به دریافت اطلاعات همزمان از حداقل 3 ماهواره برای محاسبه 2 بعدی و یافتن طول و عرض جغرافیایی، و همچنین دریافت اطلاعات حداقل 4 ماهواره برای یافتن مختصات سه بعدی نیازمند است. با ادامه دریافت اطلاعات از ماهواره ها گیرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسیرپیموده شده، فواصل طی شده، فاصله باقی مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشید و بسیاری اطاعات مفید دیگر، می نماید.

ماهواره های GPS

صفحه GPS 24 عدد ماهواره GPS در مدارهایی بفاصله 24000 هزار مایل از سطح دریا گردش می کنند. هر ماهواره دقیقا طی 12 ساعت یک دور کامل بدور زمین می گردد. سرعت هریک 7000 مایل بر ساعت است. این ماهواره ها نیروی خود را از خورشید تامین می کنند. همچنین باتری هایی نیز برای زمانهای خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه زمین حرکت می کنند بهمراه دارند. راکتهای کوچکی نیز ماهواره ها را در مسیر صحیح نگاه می دارد. به این ماهواره ها NAVSTAR نیز گفته می شود.


در اینجا به برخی مشخصه های جالب این سیستم اشاره می کنیم:

• اولین ماهواره GPS در سال 1978 یعنی حدود 35 سال پیش در مدار زمین قرار گرفت.
• در سال 1994 شبکه 24 عددی NAVSTAR تکمیل گردید.
• عمر هر ماهواره حدود 10 سال است که پس از آن جایگزین می گردد.
• هر ماهواره حدود 2000 پاوند وزن دارد و طول باتری های خورشیدی آن 5.5 متر است.
• انرژی مصرفی هر ماهواره، کمتر از 50 وات است.

گیرنده GPS
بسته به نوع مصرف و بودجه می توانید از طیف وسیع گیرنده های GPS بهره ببرید. همچنین، باید از در دسترس بودن نقشه مناسب و بروزجهت ناحیه مورد استفاده تان، اطمینان حاصل کنید. امروزه بهای گیرنده های GPS بطور چشمگیری کاهش پیدا کرده است و هم اکنون در کشور ما با بهایی معادل یک عدد گوشی متوسط موبایل نیز می توان گیرنده GPS تهیه کرد. در کشورهای توسعه یافته از این سیستم جهت کمک به راهبری خودرو، کشتی و انواع وسایل نقلیه بهره گیری می شود.


هر چه نقشه های منطقه ای که در حافظه گیرنده بارگذاری می شود دقیق تر باشد، سرویسهایی که از GPS می توان دریافت داشت نیز ارتقا می یابد. برای مثال، می توان از GPS مسیر نزدیکنرین پمپ بنزین، تعمیرگاه و یا ایستگاه قطار را سوال نمود و مسیر پیشنهادی را دنبال کرد. دقت مکانیابی این سیستم در حد چند متر می باشد، که بسته به کیفیت گیرنده تغییر می کند. از سیستم محلیابی جهانی می توان در کارههایی چون نقشه برداری و مساحی، پروژه های عمرانی، کوهنوردی، کایت سواری، سفر در مناطق ناشناخته، کشتی رانی و قایقرانی، عملیات نجات هنگام وقوع سیل و زمینلرزه و هر فعالیت دیگر که نیازمند محلیابی باشد، بهره برد.

هر کس که بخواهد بداند کجاست و بکجا می رود به این سیستم نیازمند است، با توجه به نزول شدید بهای گیرنده های این سیستم، و افزایش امکانات آنها، این تکنولوژی در آینده نزدیک بیش از پیش در اختیار همگان قرار خواهد گرفت.

[ghazaghi]

آنتن های هوشمند


امروزه كوشش هاى پيگيرانه اى در جهت استفاده هرچه بيشتر از امواج به جاى سيم ها در دنياى كامپيوتر در حال انجام است كه برخى از آنها به نتيجه مطلوب رسيده ولى برخى هنوز در مراحل آزمايشى و تحقيقاتى قرار دارند. ارتباطات ماهواره اى از طريق آنتن هاى عادى دريافت و ارسال (send&receive) يكى از نمونه هاى برجسته و بسيار كارا در اين زمينه است كه استفاده موفقيت آميز از آن اكنون معمول گشته است. با اين حال تكنيك هاى پيشرفته ترى نيز در راه هستند كه از آن جمله است به كارگيرى آنتن هاى هوشمند در گستره ارتباطات مخابراتى و به خصوص انتقال داده ها. اما آنتن هوشمند چيست و چه كاربردى دارد و گذشته از آن، آيا به راستى «آنتن» مى تواند «هوشمند»باشد؟




براى اينكه نسبت به سيستم آنتن هوشمند يك ديد اوليه پيدا كنيد، چشمانتان را ببنديد و سعى كنيد در حالى كه يكى از دوستانتان در اطراف اتاق حركت مى كند با او صحبت كنيد. درمى يابيد كه مى توانيد محل وى را (يا چند نفر را) بدون ديدنشان در اتاق تشخيص دهيد. مهمترين علت آن عبارت است از آنكه: صداى شخصى را كه صحبت مى كند از طريق دو گوشتان، كه سنسورهاى صداى شما محسوب مى شوند، مى شنويد. صدا در دو زمان مختلف به گوش شما مى رسد. مغز شما كه يك پردازشگر سيگنال حرفه اى است، محاسبات زيادى را انجام مى دهد تا همبستگى اطلاعات را با هم پيدا كرده و محل شخص صحبت كننده را پيدا نمايد. مغز شما همچنين توان سيگنال صداى دريافتى از دو گوش را با هم جمع مى كند. بنابراين صدا را در جهت مربوطه بلندتر از صداهاى ديگر دريافت خواهيد كرد. سيستم هاى آنتن تطبيقى هم همين كار را انجام مى دهند، كه در آن به جاى گوش از آنتن استفاده شده است. ولى فرق اين دو در آن است كه آنتن ها، دستگاه هايى دوطرفه هستند و مى توانند سيگنالى را در همان جهت كه سيگنال اول دريافت كرده اند بفرستند. بنابراين با استفاده از «چند» آنتن مى توان سيگنال را «چند» بار قوى تر دريافت و ارسال كرد.
نكته بعدى اينكه اگر چند نفر با هم صحبت كنند، مغز شما مى تواند تداخل را حذف كرده و در يك زمان خاص روى يك مكالمه خاص تمركز كند. سيستم هاى ارائه تطبيقى پيشرفته هم مى توانند بين سيگنال مورد نظر و سيگنال هاى ناخواسته تفاوت قائل شوند.
اكنون به تعريف آنتن هوشمند نزديك مى شويم: يك سيستم آنتن هوشمند از چند المان با قابليت پردازش سيگنال استفاده مى كند تا تشعشع و يا دريافت را در پاسخ به محيطى كه سيگنال در آن وجود دارد بهينه نمايد.

• نقش آنتن در يك سيستم مخابراتى

آنتن در سيستم هاى مخابراتى بيشتر از تمام بخش هاى ديگر از معرض ديد دور مانده است. آنتن دريچه اى است كه انرژى فركانسى راديويى را از فرستنده به دنياى خارج و از دنياى خارج به گيرنده كوپل مى كند. روشى كه طى آن انرژى به فضاى اطراف توزيع و از آن دريافت مى شود اثرى بسيار جدى روى استفاده موثر از طيف، برقرارى شبكه هاى جديد و كيفيت سرويس ايجاد شده از اين شبكه ها دارد. به طور كلى دو نوع آنتن داريم: آنتن همه جهتى و آنتن يك جهتى.

• آنتن هاى همه جهتى

از روزهاى اولى كه ارتباط بدون سيم شروع شد، از آنتن همه جهتى استفاده مى شد كه اين آنتن در همه جهات سيگنال را به خوبى دريافت و منتشر مى كند. الگوى اين آنتن همه جهتى شبيه به قطرات آب است كه پس از برخورد يك جسم به آب، از سطح آب خارج مى شوند. در اين نوع آنتن به علت اين كه اطلاعاتى از محل قرار گرفتن كاربرها در دست نيست، سيگنال پراكنده مى شود و تنها درصد كوچكى از سيگنال به هر كاربر مى رسد.
با وجود اين محدوديت روش هاى همه جهتى سعى مى كنند اين مشكل را با زياد كردن توان تشعشعى سيگنال هاى ارسال شده رفع نمايند. در صورت وجود چند كاربر (يا چند منبع تداخل) مشكلات زيادى ايجاد مى شود زيرا سيگنال هايى كه به كاربر مورد نظر نرسند براى كاربران ديگر كه به عنوان مثال در سيستم سلولى در سلول مجاور قرار دارند، تداخل ايجاد مى كنند. روش هاى همه جهتى راندمان طيف را كم كرده و استفاده مجدد از فركانس را محدود مى كنند. اين محدوديت ها باعث مى شود كه طراحان شبكه دائماً مجبور به اصلاح شبكه با هزينه هاى گران باشند. در سال هاى اخير محدوديت هاى تكنولوژى در مورد كيفيت، ظرفيت و پوشش سيستم هاى بى سيم باعث ايجاد تغييرات در طراحى و قوانين آنتن در سيستم هاى بى سيم شده است.

• آنتن هاى يك جهتى

يك تك آنتن نيز مى تواند طورى ساخته شود كه در جهات مورد نظر دريافت و ارسال مشخصى داشته باشد. با رشد روزافزون سايت هاى فرستنده، امروزه بسيارى از سايت ها بخش هاى مشخصى را به عنوان سلول براى خود انتخاب مى كنند. يك ناحيه با شعاع ۳۶۰ درجه به ۳ زير ناحيه ۱۲۰ درجه تقسيم و هر يك توسط يك روش انتشارى پوشش داده مى شود.
آنتن هاى هر بخش در يك محدوده مشخص «گين» بيشترى را نسبت به يك آنتن همه جهتى ايجاد مى كنند. منظور از گين بهره خود آنتن است و اين به بهره هاى پردازشى كه در سيستم هاى آنتن هوشمند وجود دارد مربوط نمى شود. با اينكه آنتن هاى قرار داده شده در هر بخش استفاده از كانال را چند برابر مى كنند، ولى كماكان مشكل تداخل بين كانال ها را همانند آنتن هاى همه جهتى دارند.

• سيستم آنتن هوشمند

در حقيقت، آنتن ها هوشمند نيستند بلكه سيستم آنتن ها هوشمند هستند. عموماً هنگامى كه اين سيستم ها در كنار يك ايستگاه پايه قرار مى گيرند، آنتن هوشمند از يك ارائه آنتنى با قابليت پردازش سيگنال ديجيتال براى ارسال و دريافت سيگنال به صورت حساس و تطبيقى استفاده مى كند. به عبارت ديگر، چنين سيستمى مى تواند به صورت اتوماتيك جهت الگو تشعشعى را در پاسخ به محيط سيگنال تغيير دهد. اين مسئله به طرز شگفت انگيزى مشخصه سيستم بى سيم را بهبود مى بخشد.

• علت هوشمندى اين نوع آنتن ها

در مكان هايى كه تعداد كاربر، تداخل و پيچيدگى انتشار زياد مى شود، به سيستم هاى آنتن هوشمند نياز خواهد بود. هوشمندى سيستم ها به امكانات آنها براى پردازش سيگنال ديجيتال برمى گردد. مانند اكثر پيشرفت هاى مدرنى كه در صنايع الكترونيك امروزى صورت گرفته است، فرمت ديجيتال از جهت دقت و انعطاف پذيرى كاركرد چند مزيت دارد. سيستم هاى آنتن هوشمند سيگنال هاى آنالوگ (نظير صوت) را گرفته و به سيگنال هاى ديجيتال تبديل و براى ارسال مدوله مى كنند و در سمت ديگر دوباره آن را به سيگنال آنالوگ تبديل مى نمايند. در سيستم هاى آنتن هوشمند اين قابليت پردازش سيگنال با تكنيك هاى پيشرفته (الگوريتم ها) تركيب شده و براى اداره وضعيت هاى پيچيده استفاده مى شوند.

• اهداف و مزاياى يك سيستم آنتن هوشمند

دو هدف سيستم آنتن هوشمند، افزايش كيفيت سيگنال سيستم هاى راديويى و افزايش ظرفيت از طريق افزايش استفاده مجدد از فركانس صورت مى گيرد. گين سيگنال، ورودى چند آنتن با هم تركيب مى شود تا توان موجود براى برقرارى سطح پوشش مورد نظر بهينه شود.
متمركز كردن انرژى فرستاده شده به سمت سلول، محدوده سرويس دهى و پوشش ايستگاه پايه را افزايش مى دهد. مصرف توان كمتر عمر باترى را بيشتر كرده و تلفن همراه را كوچك تر و سبك تر مى كنند. مقاومت در برابر تداخل و نسبت سيگنال به تداخل را افزايش مى دهند. هزينه كمتر براى تقويت كننده، مصرف توان و قابليت اطمينان بيشترى را ايجاد خواهد كرد.

• كاربرد تكنولوژى آنتن هوشمند

تكنولوژى آنتن هوشمند مى تواند به نحو موثرى عملكرد سيستم بى سيم را بهبود بخشد و از نظر اقتصادى نيز بسيار به صرفه است. اين تكنولوژى كاربران كامپيوترها، سيستم هاى سلولى و شبكه هاى حلقه محلى بى سيم را قادر مى سازد كه كيفيت سيگنال، ظرفيت سيستم و پوشش را بسيار بالا ببرند. كاربران معمولاً در زمان هاى مختلف، به درصدهاى مختلفى از كيفيت، ظرفيت و پوشش نياز دارند. در اصل سيستم هايى كه از نظر ساختار به راحتى قابل تغيير باشند، در دراز مدت بهترين و به صرفه ترين راه حل ها محسوب مى شوند.
سيستم هاى آنتن هوشمند با اندكى تغيير، در تمام استانداردها و پروتكل هاى بى سيم قابل اعمال هستند.
قابليت انعطاف آنتن هوشمند تطبيقى اجازه خلق محصولات و خدمات بسيار سطح بالايى را مى دهد. آنتن هاى تطبيقى هوشمند به هيچ نوع مدولاسيون يا پروتكل برقرارى ارتباط هوايى محدود نيستند. اين سيستم ها با تمام روش هاى مدولاسيون فعلى سازگار هستند. احتمالاً طيف بسيار وسيعى از سيستم هاى ارتباطى بدون سيم از مزاياى پردازش مكانى برخوردار مى شوند، مثلاً سيستم هاى سلولى با قابليت تحرك بالا، سيستم هاى سلولى با قابليت تحرك كم، كاربردهاى حلقه محلى بدون سيم، مخابرات ماهوراه اى و Lan هاى بدون سيم و به ويژه اينترنت بى سيم براى كامپيوترهاى قابل حمل. باور بسيارى براين است كه پردازش مكانى، جاى تمام روش هاى موجود براى سيستم هاى بى سيم را خواهد گرفت