مقاله در مورد معماري شبکه هاي کامپيوتري نوري

 nx دارای 31 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است فایل ورد nx  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد. این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد بخشی از متن nx : معماری شبکه های کامپیوتری نوری در سال‌های اخیر، نیاز کاربران شبکه‌های مخابراتی به پهنای باند وسیع افزایش چشمگیری داشته است. به همین دلیل، پاسخگویی به این نیاز و نیز آینده‌نگری برای افزایش سرعت تطابق با نیازهای جدید و در حال رشد کاربران، به مهمترین چالش طراحی شبکه‌های مخابراتی آینده مبدل گشته است. ظهور تکنولوژی‌های فیبر نوری توانسته است تا حدی نگرانی محدودیت پهنای باند را مرتفع کند. هدف این نوشتار معرفی تکنولوژی‌های نوری است، به‌گونه‌ای که ضمن پوشش کلیه مباحث مرتبط بتواند درک مناسبی در این زمینه ارایه کند: تار نوری و کابل نوری در دهه 70 میلادی استفاده از تار نوری برای انتقال بهینه اطلاعات به صورت جدی توجه محققین کشورهای آمریکا، ژاپن و انگلیس را به خود جلب کرد. از آن تاریخ، پیشرفت‌های چشمگیری در زمینه‌های مختلف ارتباطات نوری صورت گرفته است. رشد این تکنولوژی به حدی سریع است که پروسسورهای لازم برای پردازش اطلاعات حمل شده، بعضاً دچار محدودیت سرعت پردازش می‌شوند. به همین دلیل، انجام پردازش در حوزه نوری در کانون توجهات قرار گرفته است . آنچه که آشکار به نظر می‌رسد این است که تا مدتها برای انتقال اطلاعات با سرعت بالا جایگزینی برای فیبر نوری نخواهد آمد. تار نوری، به عنوان محیط حامل سیگنال نوری، در حقیقت یک موجبر دی‌الکتریک با مقطع استوانه‌ای است. نور به عنوان حامل اطلاعات، درون این تار منتشر می‌شود. معمولاً در سیستم‌های انتقال، مجموعه‌ای از چند تار نوری تحت عنوان کابل نوری برای انتقال اطلاعات استفاده می‌شود. انواع تار نوری بسته به تعداد مُدهای الکترومغناطیسی قابل حمل توسط تار، تار نوری به دو صورت تک‌مُدی و چندمُدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این، بسته به نحوه تغییرات ضریب دی‌الکتریک موجبر، دو نوع دیگر تار قابل تشخیص است: در نوع اول (تار پله‌ای)، ضریب شکست در مقطع هسته تار ثابت است ولی در نوع دوم (تار تدریجی)، ضریب شکست از مقدار ماکزیمم خود در مرکز تار، به صورت تدریجی، تا بدنه تار کاهش می‌یابد. تار تک‌مُدی به صورت پله‌ای و تار چندمُدی به دو صورت پله‌ای و تدریجی استفاده می‌شود. بنابراین سه نوع تار نوری داریم: تک‌مُدی، چندمُدی تدریجی و چندم ُدی پله‌ای؛ نوع اول دارای بیشترین نرخ انتقال اطلاعات و کمترین تضعیف و نوع سوم دارای کمترین نرخ انتقال اطلاعات و بیشترین تضعیف است. تارهای نوری همچنین بسته به مصارف مختلفی که دارند، در اندازه‌ها و با مشخصات متفاوت ساخته می‌شوند؛ طبعاً مشخصات فیزیکی کابل نوری از لحاظ پوشش و محافظ برای کاربردهای کانالی، خاکی، هوایی و دریایی متفاوت خواهد بود. آیا تار نوری تلفات دارد؟ به صورت تئوری فرض می‌شود که تار نوری دارای تضعیف صفر و پهنای باند بی‌نهایت است؛ ولی در عمل به دلیل محدودیت‌های فیزیکی، پهنای باند تار محدود و تلفات آن غیر صفر است. تلفات در تار نوری از سه منبع ناشی می‌شود: 1- نوع اول تضعیف‌ها در اثر ناخالصی‌های موجود در تار است که باعث اتلاف انرژی می‌شود (تلفات جذب). 2- نوع دوم ناشی از غیر‌همگن بودن چگالی شیشه در طول تار است که باعث پراکندگی نور و تضعیف آن در طول تار می‌شود (تلفات پراکندگی) 3- نوع سوم ناشی از خمش تار یا غیر یکنواختی شعاع تار است که منجر به خروج شعاع نوری از تار می‌شود (تلفات هندسی). غیر از تلفات، عامل دیگر محدودکننده عملکرد بهینه تار، پاشندگی اس ت. پاشندگی به زبان ساده عبارت است از پهن‌شدن پالس نوری در اثر انتشار در طول تار. پاشندگی باعث کاهش پهنای باند تار نوری می‌شود. عوامل پاشندگی در تار نوری بسیار متنوع هستند: 1- پاشندگی مُدی در تارهای چندمُدی به علت اختلاف در زمان رسیدن مدهای مختلف به انتهای تار رخ می‌دهد. 2- پاشندگی ماده‌ای ناشی از اختلاف سرعت بین طول موج‌های مختلف (رنگ‌های مختلف) موجود در نور در اثر عبور از تار نوری است. 3- پاشندگی موجبر در تارهای تک‌مُدی که ناشی از اختلاف جزئی بین ضریب‌های دی‌الکتریک هسته و پوسته تار نوری است باعث انتشار نور در دو مسیر هسته و پوسته با سرعت‌های متفاوت می‌شود. 4- پاشندگی رنگی در واقع مجموع دو پاشندگی موجبر و ماده است. این پاشندگی به طول موج منبع نوری وابسته است. 5- پاشندگی مد پلاریزه، که در ساده‌ترین حالت ناشی از دایره کامل نبودن مقطع تار است، به دلیل اختلاف بین سرعت انتشار دو مد پلاریزه رخ می‌دهد. این پاشندگی در سرعت‌های بالای 10 گیگابیت بر ثانیه رخ می‌دهد و در سرعت‌های پایین مسأله جدی محسوب نمی‌شود. سیستم‌های انتقال نوری اگر در یک شبکه نوری فیبرها به صورت بهینه انتخاب و نصب شوند، تنها مسأله باقی‌مانده در جهت افزایش پهنای باند ( که در کشور ما به خاطر افزایش نیاز کاربران شبکه است) اعمال تغییرات در سیستم‌های انتهایی شبکه نوری است. در حال حاضر، محدودیت در پهنای باند شبکه نوری، ناشی از محدودیت در تکنولوژی استفاده بهینه از پهنای باند فیبر نوری است. در نتیجه، در سطح ملی و بین‌المللی، افزایش چندین برابر پهنای باند سیستم‌های نوری، فقط با صرف هزینه‌های اندک ممکن خواهد شد. این مسأله اهمیت استفاده از کابل‌های نوری با کیفیت بالا را در پیاده‌سازی اولیه شبکه انتقال نشان می‌دهد. در واقع تحولات صورت‌گرفته در راستای بهینه‌سازی شبکه‌های نوری، عمدتاً به صورت تغییر در ساختار عملیات مالتی‌پلکسینگ و سوئیچینگ است. مطالب فنی تکمیلی: 1-تکامل شبکه‌های انتقال نوری استفاده از فیبرهای نوری برای انتقال سیگنال‌های باند وسیع، عملاً با معرفی سیستم‌هایی به نام “سلسله‌مراتب دیجیتال نیمه‌همزمان (PDH ) ” عملی گشت. “سلسله‌مراتب” در این اصطلاح به این معنی است که ارسال اطلاعات با نرخ‌های انتقال بالاتر، با استفاده از ترکیب نرخ‌های انتقال پایین، ممکن می‌شود. “همزمانی” نیز به معنی استفاده از یک سیگنال مرجع واحد در سیستم برای انجام عملیات مالتی‌پلکسینگ و سوئیچینگ است. این سیستم برای ارتباطات نقطه به نقطه بهینه شده بود و محدودیت دسترسی به نرخ‌های انتقال بالاتر، عمدتاً ناشی از خود استاندارد بود و نه تکنولوژی. در ضمن، این سیستم برای پهنای باند مورد نیاز دهه 80 میلادی پاسخگو بود. ولی با افزایش شدید نیاز به پهنای باند بالا و نیز لزوم استفاد ه از فیبر نوری برای ارتباطات نقطه به چند نقطه (مثل آن چیزی که برای ارتباطات درون شهری نیاز است) کاربری خود را از دست داد. با معرفی سیستم‌های “سلسله مراتب دیجیتال همزمان (SDH ) ” در اوایل دهه 90 میلادی، بسیاری از کاستی‌های سیستم قبلی برطرف گشت. در این سیستم یک نرخ بیت پایه ( 155 مگابیت بر ثانیه یا STM-1) برای انتقال اطلاعات در نظر گرفته می‌شو د. استاندارد به گونه‌ای طراحی شده است که نرخ بیت‌های بالاتر به صورت مضرب صحیحی از 4 برابر این نرخ بیت پایه ساخته می‌شوند (STM-4، STM-16 و STM-64) . در این زمینه، هیچ محدودیتی برای سقف نرخ بیت ارسالی از دیدگاه استاندارد وجود ندارد و تکنولوژی عامل محدودیت است. در این سیستم، ارسال با نرخ‌های بالاتر از طریق عملیات مالتی‌پلکس زمانی (TDM) صورت می‌گیرد. با گسترش روزافزون تقاضا برای پهنای باندهای بیشتر، برخلاف انتظار، این سیستم نیز قادر به برآوردن این نیاز نشد. طبعاً ساده‌ترین راهی که برای حل این مشکل به نظر می‌رسید، خواباندن فیبرهای بیشتر درون خاک بود. این روش غیر از اینکه هزینه‌های هنگفتی را برای گسترش شبکه اعمال می‌کرد، هیچ ضمانتی را برای برطرف کردن نیاز در سال‌های آینده نمی‌داد. در واقع، این مشکل به دلیل محدودیت تکنولوژی بروز کرده بود و طبعاً با گذشت زمان حالت حادتر به خود می‌گرفت؛ تا اینکه ایده استفاده از چند طول موج در یک فیبر (WDM) به عنوان راه‌حلی بلند‌مدت برای این مشکل مطرح شد. البته این ایده در روزهای آغازین استفاده از فیبر نوری برای انتقال اطلاعات مطرح شده بود، ولی در آن زمان محدودیت تکنولوژی امکان استفاده عملی از آن را نمی‌داد. کلید حل این مشکل در استفاده از تقویت‌کننده‌های نوری بود که عملیات تقویت سیگنال نوری را بدون تبدیل آن به سیگنال الکتریکی انجام می‌دهند. به مرور زمان، استفاده از حداکثر طول موج در فیبر (DWDM ) مد نظر قرار گرفت. امروزه نیز با استفاده از این تکنولوژی، امکان ارسال 160 طول موج در یک فیبر که هریک نرخ ارسال اطلاعات 80 گیگابیت بر ثانیه دارند (12800 گیگابیت یا حدود 13 ترابیت بر ثانیه!)، ممکن شده است. غیر از افزایش پهنای باند در سیستم DWDM ، هزینه تجهیزات برای افزایش پهنای باند بسیار کمتر از سیستم SDH است. دلیل این مسأله نیز این است که در DWDM افزایش پهنای باند نیازی به افزودن تعداد تکرارکننده‌ها ندارد. سیستم DWDM برای کاربردهای راه دور طراحی و بهینه شده است. با افزایش حجم ترافیک درمحدوه شهری، نیاز به استفاده از سیستم‌های باند وسیع، که در محدوده شهری صرفه اقتصادی داشته باشند، احساس شد. سیستم CWDM پاسخگوی این نیاز بود. در این سیستم، نسبت به سیستم DWDM ، تعداد طول موج‌های کمتر با “فاصله بین طول موج” بیشتر استفاده می‌شود. در واقع تمایز بین نرخ افزایش ترافیک شهری و ترافیک بین‌شهری منجر به به کارگیری سیستم CWDM برای مناطق شهری شد. در مناطق شهری نرخ افزایش ترافیک کمتر از مناطق بین‌شهری است. به عبارت دیگر، در ترافیک‌های شهری هزینه سیستم DWDM به ازای هر کانال خیلی بیشتر از سیستم CWDM است. 2-مالتی‌پلکسینگ و سوئیچینگ در سیستم‌های PDH و SDH ، عملیات مالتی‌پلکسینگ و سوئیچینگ در حوزه الکتریکی صورت می‌گیرد. به عنوان مثال، در ورودی مالتی‌پلکسر سیگنال نوری به سیگنال الکتریکی تبدیل شده، در صورت نیاز عملیات سوئیچینگ روی سیگنال‌های الکتریکی صورت گرفته و بعد از تبدیل به رده‌های بالای مالتی‌پلکس، مجدداً به سیگنال نوری تبدیل می‌شود. محدودیت سرعت پردازنده‌های الکتریکی و تکنولوژی ارسال این رده‌ها روی فیبرهای نوری، دستیابی به نرخ‌های ارسال بالاتر را محدود می‌کند. با معرفی سیستم DWDM و نیاز به انجام عملیات مالتی‌پلکسینگ در سرعت‌های بالاتر، انجام مالتی‌پلکسینگ در حوزه نوری اهمیت یافت. این مالتی‌پلکسرها روی طول موج‌های متفاوت سیگنال‌های نوری ورودی و خروجی عمل می‌کنند. در صورتیکه انجام سوئیچینگ بین کانال‌های موجود روی یک طول موج نیاز باشد، باید این عملیات توسط سوئیچ‌های الکتریکی صورت گیرد. این عملیات، باعث کاهش سرعت انتقال اطلاعات و کاهش قابلیت مدیریت دینامیک کانال‌ها می‌شود. مروری بر شبکه‌های انتقال و دسترسی نوری روش WDM روش WDM به‌عنوان روش اصلی در انتقال اطلاعات در سیستم‌های نوری از اوایل دهه 1980 مورد توجه و استفاده قرار گرفته است. امروزه نیز تلاش‌های بسیاری برای استفاده بهینه از این روش در کاربردهای مختلف، درحال انجام است. CWDM و DWDM دو روش اصلی مورد استفاده در شبکه‌های نوری است. متن حاضر در ادامه سلسله مطالب مربوط به شبکه‌های نوری، به بررسی روش WDM و خصوصیات روش‌های CWDM و DWDM پرداخته است و آن‌ها را مورد مقایسه قرار داده است. روش WDM اگر نگاهی به مشکلات فعلی صنعت مخابرات، به خصوص در زمینه سرویس‌دهی به کاربران بیندازیم، به اهمیت WDM بیشتر پی خواهیم برد. اولین چالش پیش روی صنعت مخابرات، افزایش روزافزون تقاضا برای سرعت‌های بالاتر و در نتیجه پهنای باند بیشتر است؛ به‌طوری‌که برخی اعتقاد دارند ظرفیت لازم برای شبکه، هر شش ماه، دو برابر می‌شود. دومین چالش اساسی موجود، تکنولوژی‌های گوناگونی است که برای عملیاتی کردن و استفاده از انواع شبکه به‌کار می‌روند IP ـ ATM و SONET از جمله این موارد هستند که به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند و هر یک مزایای خاص خود را دارا هستند؛ اما هر یک به تجهیزاتی برای تبدیل به یکدیگر نیاز دارند. با استفاده از شبکه‌های نوری و روش WDM می‌توان تا حد زیادی این مشکلات را برطرف کرد. با استفاده از این روش، می‌توان به پهنای باندی تا 1600 گیگابیت در ثانیه دست یافت که با استفاده از این پهنای باند، می‌توان بیش از 30 میلیون تماس تلفنی را فقط با استفاده از یک فیبر منتقل کرد و مشکل تکنولوژی‌های متفاوت نیز به‌راحتی حل می‌شود. با توجه به اینکه اطلاعات بر روی فیبر با استفاده از روش WDM بر روی طول موج‌های مختلفی ارسال می‌شود که مستقل از یکدیگر عمل می‌کنند، لذا می‌توان به‌راحتی انواع مختلف تکنولوژی را در این زمینه مورد استفاده قرار داد و خدمات مختلفی نظیر صوت، تصویر، اطلاعات و مولتی‌مدیا را به کاربران ارائه کرد. راه‌حل‌های افزایش ظرفیت در شبکه‌های نوری برای افزایش ظرفیت شبکه، می‌بایست راه‌حلی انتخاب شود که اقتصادی باشد و کاربر را برای استفاده از آن ترغیب کند. اولین راه‌حلی که به ذهن می‌رسد، استفاده از تعداد بیشتری فیبر برای دسترسی به پهنای باند بالاتر است که این کار اصلاً به صرفه نیست؛ چرا که یک راه‌حل کاملاً سخت‌افزاری است که با صرف هزینه و وقت زیاد همراه است. ضمن آنکه استفاده از تعداد فیبر بیشتر، الزاماً امکان ارائه خدمات جدید را برای ISPها فراهم نمی‌آورد. راه‌حل دوم افزایش سرعت، استفاده از مالتی پلکسینگ زمانی TDM است که با تقسیم‌بندی زمانی امکان ارسال اطلاعات بیشتر را بر روی فیبر فراهم می‌آورد. این روش به‌طور معمول بر روی شبکه‌های فعلی مخابرات استفاده می‌شود؛ اما افزایش ناگهانی سرعت با این روش امکان‌پذیر است. بنابر استانداردی که تعریف شده است، گام بعدی، دسترسی به سرعت 40 Gbs پس از 10 Gbs است که دستیابی به آن تنها با روش TDM و در آینده نزدیک امکان‌پذیر نخواهد بود و مستلزم پیشرفت تکنولوژی ساخت قطعات الکترونیکی است. روش TDM هم‌اکنون در شبکه‌های انتقال براساس SONET که استاندارد آمریکای شمالی و SDH که استاندارد بین‌المللی است به‌کار می‌رود. قابل ذکر است که SONET و SDH استانداردهائی هستند که برای سیگنال‌های دیجیتالی تعریف شده‌اند و سرعت ارتباطات، ساختار بسته‌ها و رابط‌های نوری را استاندارد می‌کنند. راه‌حل سومی نیز برای ISPها وجود دارد و آن استفاده از روش WDM است. در این روش، به هر یک از سیگنال‌های نوری ورودی، یک طول موج و یا یک فرکانس خاص داده می‌شود و سپس تمام سیگنال‌ها بر روی یک فیبر ارسال می‌شوند. از آنجا که هر یک از این طول موج‌ها مستقل از یکدیگر هستند و بر روی هم هیچ گونه تأثیری ندارند، این امکان را به ISPها می‌دهند تا از امکانات موجود شبکه به‌طور بهینه بهره بگیرند و بتوانند از تکنولوژی‌های مختلف استفاده کنند. در واقع، WDM چندین سیگنال نوری را ترکیب می‌کند و آن‌ها را به‌صورت یک مجموعه، تقویت و ارسال می‌کند که این امر موجب افزایش ظرفیت خواهد شد. هر یک از این سیگنال‌ها می‌توانند سرعت‌های مختلف نظیر OC 24- ، 12-، -3 و فرمت‌های گوناگون ATM، IP و SONET را داشته باشند. اما آنچه که WDM را این چنین پرارزش و مفید ساخته است، تقویت‌کننده‌هائی هستند که سیگنال نوری را بدون تبدیل به سیگنال الکتریکی تقویت می‌کنند. این تقویت‌کننده‌ها پهنای باند مشخصی دارند و در این پهنای باند می‌توانند تا 100 طول موج را تقویت کنند. تقویت‌کننده‌های EDFA و DBFA از جمله این تقویت‌کننده‌ها هستند که به ترتیب در باند طول موجی 1560 ـ 1530 و 1610 ـ 1528 نانومتر استفاده می‌شوند. به‌طور کلی می‌توان خصوصیات روش WDM را به‌صورت زیر برشمرد: فراهم آوردن سرعت‌های بالا بر روی یک فیبر تکی امکان استفاده از تجهیزات فعلی شبکه امکان استفاده از فرمت‌های متفاوت نظیر SONET، IP و ATM با سرعت‌های متفاوت ارائه خدمات جدید به کاربران براساس اختصاص طول موج که روشی کاملاً نرم‌افزاری است. گام بعدی افزایش ظرفیت، استفاده همزمان از دو روش WDM و TDM است. در روش TDM، افزایش ظرفیت با افزایش سرعت بر روی یک خط ارتباطی انجام می‌شود. در حالی‌که در روش WDM، این‌کار با استفاده از طول موج‌های مختلف و در واقع افزایش خطوط ارتباطی صورت می‌گیرد. بنابراین با ترکیب این دو روش، می‌توان به ظرفیت بالاتر بر روی یک فیبر دست یافت و این امکان را همواره فراهم آورد تا با پیشرفت تکنولوژی ساخت قطعات الکترونیکی، آن را به‌طور مؤثری در افزایش سرعت شبکه‌های نوری به‌کار گرفت. DWDM و CWDM محیط انتقال در شبکه‌های نوری، فیبر نوری است و باند طول موجی که می‌توان برای ارسال اطلاعات استفاده کرد بین 1260 تا 1625 نانومتر، یعنی پنجره‌های دوم و سوم مخابرات نوری است . لازم به ذکر است که پنجره اول مخابرات نوری در طول موج 850 نانومتر و پنجره‌های دوم و سوم به ترتیب در طول موج‌های 1300 نانومتر با کمترین پاشندگی و 1550 نانومتر با کمترین تلفات هستند. این باند طول موجی که از آن برای انتقال اطلاعات بر روی فیبر استفاده می‌شود، به 5 باند (جدول 1)، تقسیم می‌شود که در روش‌های مختلف WDM به‌کار گرفته می‌شوند. جدول 1 ـ باندهای طول موجی انتقال اطلاعات بر روی فیبر نام باند/محدوده طول موج برحسب نانومتر O-Band/1360-1260 E-Band/1460-1360 S-Band/1530-1460 C-Band/1565-1530 L-Band/1625-1565 برای استفاده حداکثری از ظرفیت فیبر در روش WDM، باید فاصله بین طول موج‌هائی را که برای انتقال اطلاعات استفاده می‌شود، کم کرد تا اطلاعات بیشتری را بر روی یک فیبر ارسال کرد. لذا روش DWDM در اوایل دهه 1990 مطرح شد تا از فیبر برای انتقال اطلاعات در فواصل دور و شبکه‌های گسترده بهره گرفته شود. در روش DWDM فاصله بین کانال‌ها که برای ارسال اطلاعات استفاده می‌شود، 4/0 نانومتر است و هر کانال پهنای باندی تا 10 گیگابیت در ثانیه را برای کاربران فراهم می‌آورد. این روش در باند C و L به‌کار می‌رود و بین 32 تا 160 کانال ایجاد می‌شود که با این تعداد کانال، به پهنای باند 1600 ـ 100 گیگابیت در ثانیه می‌توان دست یافت. اما لازم به ذکر است که این روش فقط برای ارسال اطلاعات برای فواصل دور مناسب است، زیرا تجهیزات جانبی این روش مانند نوع فیبر، لیزر، تکرارکننده‌ها و; از خصوصیاتی برخوردار هستند که میزان هزینه را به شدت افزایش می‌دهند، به‌طوری‌که قیمت تمام شده برای هر کانال، فقط برای ارسال اطلاعات به فواصل دور و شبکه‌های WAN به صرفه خواهد بود. اگر بخواهیم این روش را در مناطق شهری و شبکه‌های Metropolitan و LAN به‌کار ببریم، هزینه تمام شده برای هر کاربر بسیار زیاد خواهد بود و به تبع آن تقاضای استفاده از آن نیز کاهش می‌یابد. این مشکلی بود که در اواخر دهه 1990 و سال 2000 بسیاری از شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات با آن روبه‌رو بودند. در این زمان روش CWDM که در ابتداء دهه 1980 مطرح شده بود، مجدداً مورد توجه قرار گرفت. تفاوت اساسی CWDM با DWDM در فاصله بین کانال‌ها است. در روش CWDM فاصله بین کانال‌ها 20 نانومتر است و در باندها O , E , S , C و L به‌کار گرفته می‌شود. در این محدوده، طول موجی با 8 تا 16 کانال که هر یک پهنای باندی تا 2.5 گیگابیت در ثانیه (مطابق با 16ـSTM) دارند، فراهم می‌آورند و می‌توان به پهنای باندی تا 40 گیگابیت در ثانیه بر روی یک فیبر تکی دست یافت. اما آنچه که امروزه باعث شده است تا CWDM بسیار مورد توجه قرار گیرد، هزینه بسیار کم آن نسبت به DWDM است. روش CWDM که به‌طور گسترده در راه‌اندازی شبکه‌های FTTH و FTTC به‌کار گرفته می‌شود، تا فاصله 70 کیلومتری به هیچ تکرار کننده‌ای برای ارسال اطلاعات با کیفیت مناسب نیاز ندارد و تا فاصله 200 کیلومتری که فاصله مناسب برای استفاده از روش CWDM است ، فقط به دو تکرار کننده در فواصل 70 و 140 کیلومتری نیاز است که مزیت بزرگی نسبت به DWDM محسوب می‌شود. می‌توان در این روش از تقویت‌کننده‌های EDFA در طول موج 1610ـ1530 نانومتر بهره برد. همچنین قیمت فرستنده ـ گیرنده و فیلتر در CWDM به ترتیب حدود 25 درصد و 50 درصد قیمت آن‌ها در DWDM است. از دیگر مزیات روش CWDM می‌توان به قیمت کم لیزر تا یک‌سوم لیزرهای DWDM و قابلیت مجتمع‌سازی تجهیزات آن اشاره کرد (شکل 3). با توجه به خصوصیاتی که ذکر شد، هزینه تمام شده برای هر کانال در CWDM بین 40 تا 50 درصد ارزانتر از هزینه تمام شده برای هر کانال در روش DWDM است و راه‌حل مناسبی برای کاربردهائی با تعداد کانال کم است و برای تبدیل آن از یک سیستم تک کانال به چند کانال، هزینه کمی را باید پرداخت. شبکه های نوری آینده :اشاره : پیش از آن كه بتوانیم برای برآوردن نیازهای ارتباطی آینده، قدرت نور را تحت كنترل خود در بیاوریم، باید توجهمان را از مسیریاب‌ها به خود شبكه معطوف سازیم. فناوری‌های شبكه‌های نوری جدید، ارتباطات را متحول خواهند نمود و ما را به مسیر شبكه‌های فراگیر باند پهن هدایت خواهند كرد. شبكه‌های باندپهن با داشتن نرخ‌های انتقال داده‌ای مختلف، به طور روزافزونی در حال نفوذ به بازارهای جهانی هستند. در ژاپن، از ماه ژانویه‌ تا ماه می سال 2004، بیش از 14 میلیون نفر، مشترك خطوط باند پهن شده‌اند كه از بین آن‌ها، 6/10 میلیون نفر، مشترك DSL، 5/2 میلیون نفر مشترك كابلی و یك میلیون نفر مشترك خطوط فیبر به خانه با نام FTTH بوده‌اند. با وجود این كه تعداد مشتركین خطوط FTTH هنوز پایین است، اما نرخ رشد آن (1/4 برابر در سال)، از میزان رشد خطوط7/1) DSL برابر در سال) بسیار بیشتر است. انتظار می‌رود طی مدت 4 تا 5 سال آینده، تعداد مشتركین خطوط FTTH در ژاپن بیشتر از تعداد مشتركین خطوط DSL شود. افزایش تعداد كاربران FTTH از نرخ اشتراك پایین آن و در دسترس بودن سرویس‌های پر سرعت نشات می‌گیرد. نسبت نفوذ خطوط باندپهن در بین مردم ژاپن كه 32 درصد تعداد كل خانواده‌ها بوده است، به سرعت در حال افزایش است. در كشور كه میزان نفوذ شبكه‌های باند پهن در بین مردم برابر 70 درصد می‌باشد، بازارها تقریباً به حالت اشباع رسیده‌اند. این بازار در آمریكا نیز همین‌گونه است. اما شبكه‌های نوری آینده چگونه خواهند بود؟ هنگامی كه سرویس‌های DSL برای اولین بار در سال 1998 در ژاپن عرضه شدند، حداكثر سرعت خطوط آنها برابر 500 كیلو بیت بر ثانیه بود. امروزه پیشرفت‌های تكنولوژیك، پهنای باند تا 40 مگا بیت بر ثانیه را ممكن ساخته است. البته، بالاترین سرعت، تنها برای تعداد محدودی از كاربران كه كمتر از یك كیلومتر با شركت فراهم‌كننده‌ سرویس اینترنت (ISP) فاصله دارند مهیا است. امروزه حداكثر سرعت خطوط FTTH كه در سال 2000 معرفی شدند، برابر 100 مگا بیت بر ثانیه است. هیچ شكی وجود ندارد كه پیشرفت دستیابی به شبكه‌های باندپهن در ژاپن، تحت تاثیر نرخ‌های اشتراك پایین آن در دنیا قرار دارد. مشتركین می‌توانند با پرداخت مبلغی كمتر از 25 دلار در ماه، از سرویس DSL استفاده نمایند و FTTH نیز حدود 50 دلار در ماه هزینه دارد. در ژاپن، ترافیك اینترنت در نتیجه‌ ورود شبكه‌های باند پهن به سرعت در حال افزایش است. ترافیك پی بستر اصلی اینترنت نیز با نرخ سالانه‌ بیش از 150 درصد، رو به افزایش است. این نرخ توسعه، در مدت 5 سال، افزایشی صد برابر و در مدت 10 سال، افزایشی ده هزار برابر خواهد داشت كه نرخ رشدی رعب‌آور است.البته این روند، تنها محدود به كشور ژاپن نیست. نرخ رشد ترافیك پی‌بستر اصلی اینترنت در آمریكای شمالی كه كمتر از 100 درصد است، به این اندازه نگران كننده نیست، اما با این وجود، نرخ قابل توجه و چشمگیری است. شكل 1- گام 1: معرفی فناوری DWDM و مسیریابی طول موج.گام 2: معرفی تسهیم طول موجی فوق العاده چگال، مسیریاب فوتونی MPLS و زنجیره‌ سوئیچ‌ها، OADM، سیستم‌های نوری OXC عوامل مهم در طراحی شبكه حجم ترافیك، ظرفیت انتقال و برونداد (Throughput) گره‌ها، سه عامل اساسی در طراحی شبكه‌ها هستند. نمای شماتیك ارتباط بین آن‌ها در شكل 1 نشان داده شده است. اكنون، دنیای صنعتی در آستانه‌ طلوع عصر شبكه‌های همه‌گیر باند پهن قرار دارد. پیشرفت‌های حاصل شده در زمینه‌ پردازش الكترونیكی- شامل TDM Time Division Mulltiplexing و برونداد الكترونیكی اتصال روتر/سرویس‌دهنده، كه كم و بیش از قانون مور پیروی می‌كند، حركت كندتری دارد. برای پر كردن فاصله‌ بین بار ترافیك شبكه و تكنولوژی پردازش‌های الكترونیكی، محققین شبكه‌های نوری، فناوری‌های شبكه‌های نوری را توسعه داده‌اند. به همین سبب فناوری WDM به میزان گسترده‌ای توسعه یافته است و مسیریابی طول موج با استفاده از مالتی‌پلكسرهای نوری OADSM و سیستم‌های اتصال ross Connect نوری OXS، در حال معرفی هستند. ادامه خواندن مقاله در مورد معماري شبکه هاي کامپيوتري نوري

نوشته مقاله در مورد معماري شبکه هاي کامپيوتري نوري اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.