تحقیق اترنت درمایل اول

چکیده

با افزایش روزافزون نیازهای کاربران شبکه در عصر حاضر و افزایش حجم اطلاعات ،‌ می توان گفت که تکنولوژی های دسترسی پهنای باند موجود قادر به پاسخگویی نیازهای کاربران نمی باشند .

پس از بررسیهای انجام شده معلوم شد که تعدد نیاز به تبدیل پروتکل ها                        در حد فاصل میان کاربران و شبکه های عمومی ،‌که مایل اول نیز خوانده                       می شود، کارایی وسرعت شبکه ها را به شدت کاسته است . استاندارد                      (Ethernet in the first mile) EFM با هدف رفع این مشکل از طریق گسترش کاربرد اترنت از سطح  شبکه های محلی به سطح شبکه های دسترسی معرفی گردید .  پس با استفاده از  EFM نیاز به تبدیل پروتکل مرتفع خواهد شد که این امر موجب افزایش سرعت و پهنای باند می گردد.

فصل اول :

کلیات

مقدمه

همان طور که قبلاً هم گفته شد به ارتباط میان کاربر نهایی و شبکه عمومی مایل اول یا First mile گفته می شود. در بخش قبل در مورد فناوریهای گوناگونی که در مایل اول مورد استفاده قرار گرفته صحبت شد. دیدیم که تمامی فناوریهای موجود دارای یک نقطه ی ضعف مشترک می باشند. این نقطه ی ضعف مشترک پهنای باند پایینی است که این فناوری ها ارائه می کنند.

معمولاً سرویس دهنده ها قابلیت ارائه ی سرویس با پهنای باند چندین گیگا را دارند و کاربران هم قابلیت و تقاضای استفاده از چنین پهنای باندی را دارند. اما مایل اول تنها عامل کند کننده ی ارتباط ما می باشد که با تکنولوژیهای موجود، تنها قابلیت پشتیبانی از چندین مگا بایت پهنای باند را دارد. همین امر سبب گردید تا دانشمندان برای از بین بردن این ضعف چاره اندیشی کنند تا راه کاری اساسی برای افزایش پهنای باند در مایل اول ارائه نمایند.

به همین دلیل دو گروه صنعتی بزرگ که شامل مهندسان الکترونیک و الکتریکی (IEEE) و Metro Ethernet Forum شروع به کار با همدیگر نمودند. این دو گروه پس از بررسی های بسیار ایترنت را بهترین گزینه برای استفاده در مایل اول دانستند. علت انتخاب به عنوان بهترین گزینه برای مایل اول را می توان در سه دلیل زیر به طور خلاصه بیان نمود.

استانداردی ساده و پذیرفته شده در سطح جهانی

قابلیت انتقال داده، صوت، تصویر و برنامه های کاربردی

دارای زیر ساخت مناسب و مؤثر برای خدمات داده ای

در واقع EFM قصد ارائه ی پهنای باندی در حد چندین گیگا در مایل اول را دارد. البته مهم ترین مزیت EFM آن است که این روش با استفاده از زیر ساخت های موجود و با صرف هزینه هایی بسیار پایین، به این مهم دست خواهد یافت.

مروری بر تکنولوژی های مایل اول

الف) شرحی  مختصر بر تکنولوژیDSL

DSL  یک فن آوری برای آوردن اطلاعات با پهنای باند بالا به منازل و مراکز اداری کوچک ، از طریق سیم های مسی رایج تلفن است.این تکنولوژی که با استاندادهای متنوعی به بازار عرضه شده، قادر به برقراری سرویس های ارتباطی باسرعت بالا (حدود 2 MBps و یا بیشتر) درفواصلی درحدود چندین کیلومتر              (که بسته به تکنولوژی به کار گرفته شده متغیر می باشد) با استفاده از یک یا دوزوج سیم مسی ویک جفت مودم DSL می باشد . نمادxDSL برای انواع مختلف DSL مانند ,ADSL HDSLو... به کار می رود.

قبل ازآمدن تکنولوژی DSL بسیاری از ساکنین شهرهای کوچک و دورافتاده و کشورهای توسعه نیافته برای ارتباط با اینترنت از سرویس کند و ناکارآمد Dial up استفاده می کردند و دسترسی به اینترنت از طریق سرویس Broadband برای آنان میسر نبود.اما امروزه با وجود تکنولوژی DSL دسترسی سریع و ارتباط دائمی بدون نیاز به شماره گیری برای اتصال به مراکز ISP با قیمت بسیار مناسب ، بدون نیاز به کابل کشی جدید و با بهره گیری از همان سرویس تلفنی قدیم ، میسر شده است .

همچنین با توجه به امکان ارائه سرویس هایی نظیر ویدئو کنفرانس وسایر سرویس هایی که نیاز به پهنای باند زیادی دارند توسط تکنولوژی xDSL ، این تکنولوژی بعنوان یکی از سرویس های بسیار مناسب و کارآمد جهت ایجاد ارتباطات Broadband در برقراری شبکه های ارتباطی و مخابراتی مطرح گردیده است.

درسال منتهی به ژوئن 2004 ، مشترکین سرویسهای DSL به 78 میلیون رسیده که نرخ رشد آن دوبرابرفن آوریهای دیگر Broadband است ویافته های تحلیل گران نشان می دهد که رشد نصب سرویسهای DSL بدلیل قیمت مناسب ، سادگی وآسانی نصب وبهره برداری وپیشرفت فنی وتکنیکی آن می باشد .

این تحقیقات نشان میدهد که رشد استفاده ازسرویسهای DSL در راس فن آوریهای Broadband می باشد .سرویس تلفنی قدیم(POTS) منزل یا شرکت شما را با سیم های مسی به مرکز تلفن متصل می کند.در این سرویس ، اطلاعات صوتی پس از تبدیل به سیگنال الکتریکی به صورت آنالوگ منتقل می شود.به همین دلیل چون روش ارسال آنالوگ است ، کامپیوتر شما برای انتقال اطلاعات از طریق خط تلفن نیاز به مودم دارد تا اطلاعات دیجیتال را به آنالوگ تبدیل کند و بالعکس.اما ارسال آنالوگ تنها بخش کوچکی از پهنای باندی که سیم مسی در اختیارما می گذارد را استفاده می کند به عبارت دیگر انتقال آنالوگ یک گلوگاه برای پهنای باند است.

 با فن آوری DSL نیازی نیست که اطلاعات دیجیتال به آنالوگ تبدیل شود و برعکس. اطلاعات دیجیتال به شکل دیجیتال منتقل می شود بنابراین محدودیتهای موجود در خطوط ارتباطی مسی را جهت برقراری ارتباط از طریق این خطوط مرتفع می سازد .

DSL متدهای پیچیده مدولاسیون را برای قرار دادن دیتا در سیمهای تلفن موجود (POTS) به کار می گیرد. نیازی نیست که شما یک خط تلفن دیگر نصب کنید چون خط موجود شما جداسازی می شود طوری که سرویس تلفن و سرویس مودم DSL را با هم حمل کند.

لازم به ذکر است که این تکنولوژی فقط برای اتصالات مرکز سوئیچینگ تلفن به یک خانه یا شرکت به کار می رود نه بین ایستگاه های سوئیچینگ.

در واقع این تکنولوژی بدلیل استفاده از خطوط تلفنی موجود وافزایش باز دهی آنها وحذف محدودیتهای سیستم آنالوگ مورد توجه خاصی قرارگرفته است.

انواع تکنولوژی DSL

تکنولوژیهای مختلف DSL که نام کلی xDSL رامیتوان به آنها اطلاق نمود به دو دسته اصلی زیر تقسیم می شوند .

· سیستم متقارن

· سیستم نامتقارن

سیستم های متقارن :در این تکنولوژی ، اطلاعات روی دوکانال Upload   و Download باسرعت حداکثر Mbps 3/2 ارسال می شوند . مثالهای بارز این تکنولوژی عبارتند از HDSL و HDSL-2 و SDSL و SHSDSL . یکسان بودن سرعت ارسال و دریافت این نوع تکنولوژی را جهت کاربردهایی نظیر ویدئو کنفرانس و web hosting مطرح می سازد .

سیستم نامتقارن :در این روش جهت کاهش پدیده Cross talk ، ارسال اطلاعات در Upload روی محدوده پائین فرکانسی بین 30 تا KHZ 138 صورت می پذیرد . به همین دلیل سرعت Download بیش از سرعت Upload خواهد بود

در ابتدای ارائه تکنولوژی DSL ، این تکنولوژی بصورت Point–to–Point مورد استفاده قرار می گرفت.درحال حاضر با ارائه DSLAM ها ، خطوط پرسرعت قابل به اشتراک گذاشتن بین خطوط مسی با تکنولوژی DSL خواهد بود .

انواع تکنولوژیهای xDSL به همراه سرعت انتقال، نرخ ارسال بیت وفاصله سرویس دهی وکدینگ خط بکار گرفته درجدول صفحه بعد ، ارائه می شود.

بدین ترتیب با استفاده از این تکنولوژی می توان درمواردی که تعدادی کاربر دریک محدوده جغرافیایی ازپیش تعریف شده حضوردارند کلیه ایشان را برروی یک خط اشتراکی باسرعت بالا قراردارد وشرایط مطلوب ارتباطی را تامین نمود. لذا این سیستم با ارائه بهترین واقتصادی ترین روش کاربردی قادر به پاسخگویی به نیاز            محل های متصل شده به هم ، می باشد . بدیهی است سایر محدودیتهای موجود در شبکه های دسترسی آنالوگ از جمله سرعت پائین ، باز دهی کم، اتصال موقت و ........ در این شبکه راه نخواهد داشت .

  مزایای استفاده از تکنولوژی DSL درشبکه ارتباطی

- دسترسی به شبکه باسرعت بالا

- دائمی بودن اتصال به شبکه

- انجام مکالمات تلفنی ودسترسی به شبکه برروی یک زوج سیم مسی بدون اشغالی خط ( درصورت استفاده از تکنولوژی ADSL)

- ارائه سرویس ویدئو کنفرانس

- امکان ارائه هرگونه سرویس با نیاز به پهنای باند بالا

 - ارتباطی پرسرعت بدون نیاز به شماره گیری

- ارتباطی پرسرعت بدون پرداخت هزینه تلفن ( پالس مکالمه )

- ارتباطی پرسرعت بدون اشغال نمودن خط تلفن

- ارتباطی پرسرعت درحین مکالمه تلفن وهمزمان با آن

- ارتباطی پرسرعت تابیش از 40 برابر Dialup

- اتصال دائم (Online ) به شبکه اینترنت

سخت افزار مورد نیاز

این ارتباط به سادگی تنها از طریق مودم دیجیتال ، دستگاه Splitterو دستگاه DSLAM امکانپذیرخواهد شد .

CO Splitter و DSLAM در سمت مرکز نصب می شود ودر سمت کاربرکافی است از مودم DSL وCPE Splitter استفاده شود. در صورتی که کاربر یک شرکت باشد به جای Modem DSL از DSL Modem/Router استفاده می شود.

Splitter به دو صورت به کار گرفته می شود:

1-CPE Splitter :این دستگاه با نصب در محل کاربر(شرکت یا منزل ) امکان ارسال همزمان صوت و دیتا روی یک خط را برقرار خواهد نمود.این دستگاه با وصل به مودم ADSL از یک سو و تلفن (و یا هر وسیله دیگر جهت برقراری ارتباطات صوتی )از سوی دیگر ، و با تخصیص محدوده فرکانس پائین پهنای باند به صوت و محدوده فرکانس بالای پهنای باند به دیتا امکان ارسال voice, data را روی یک خط DSL برقرار خواهد نمود و درنتیجه بدون اشغال خطوط تلفنی امکان ایجاد ارتباطات دیتا نیز میسر خواهد شد.

2-CO Splitter :این دستگاه با نصب در نزدیکترین مرکز مخابراتی (central office ) جداسازی صوت و دیتا و روانه سازی صوت به سمت شبکه تلفنی PSTN و دیتا به سمت IPDSLAM جهت برقراری ارتباطات صوت و تلفن را خواهد داشت.

بنابراین با نصب این دستگاه اطلاعات در سمت کاربر جمع آوری و در سمت مرکز دوباره بصورت صوت و دیتا موردآنالیز قرار خواهد گرفت.

IP DSLAM : این دستگاه جزء بسیار هوشمندی در شبکه می باشد که شامل مودمهای سمت مرکزی بوده واتصال CO را به ستون فقرات شبکه میسر می سازد .این دستگاه با جمع آوری ترافیکهای دیتای خطوط DSL وارسال آنها بصورت ترافیک IP به سمت شبکه دیتا ، امکان برقراری ارتباط تمام کاربران را از طریق شبکه دیتای کشورمیسر می سازد . در واقع این دستگاه مسئولیت تقسیم ترافیک سرعت بالای شبکه دیتا را به سمت کاربران خطوط DSL ویابرعکس ، مدیریت شبکه ، مدیریت تخصیص پهنای باند و... را به عهده خواهد داشت .

ب) شرحی  مختصر بر تکنولوژی ADSL

ADSL واژه ای است که این روزها برسرزبانهااست.گرچه محدودیتها و برخی از مسایل فنی و قیمت خطوط ADSL این سرویس با ارزش در بین  کاربران حرفه ای و نیمه حرفه ای ایرانی کمتر مورد توجه قرار دارد اما بازهم می توان گفت که ADSL حرف اول را می زند.

ADSL یا خط دیجیتال نامتقارن از خانواده سرویسهای  DSL است که بدون ایجاد خط جدید و با استفاده از پهنای باند استفاده نشده خط تلفن ارایه می شود.            این خطوط پرسرعت با نصب تجهیزاتی در مرکز تلفن کاربران واز سویی نصب مودم خاص در محل استقرار کاربر مورد استفاده قرار می گیرد.

از ویژگیهای این خطوط عدم استفاده از خط تلفن است. بعبارتی دیگر در زمان استفاده ، تلفن کاربر اشغال نمی شود، هزینه های تلفن را به همراه ندارد و کاربر می تواند همزمان با اتصال ازخط تلفن خود استفاده کند و درهمین حال سرعتی معادل 40 برابرخطوط عادی را داشته باشد.پس بی شک صرفه با خطوط ADSL است.