พื้นฐานเครือข่ายแบบพาสซีฟและแอคทีฟ

พื้นฐานเครือข่ายแบบพาสซีฟและแอคทีฟ

วันนี้เรามีการเข้าถึงข้อมูลมากขึ้นกว่าเดิม เราอาศัยอยู่ในโลกดิจิตอลและแบนด์วิดธ์คือสิ่งที่ทำให้โลกดิจิตอลเกิดขึ้น เครือข่ายทองแดงที่แก่ชรากำลังถูกเก็บภาษีโดยลูกค้าที่อยู่อาศัยและธุรกิจ อย่างไรก็ตาม Passive Optical Network (PON) เช่น Fiber-To-The-Home (FTTH) กำลังถูกนำไปใช้งานมากขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการแบนด์วิดท์ในปัจจุบันและอนาคตที่เครือข่ายทองแดงอายุไม่สามารถรองรับได้ ก่อนที่จะแนะนำ PON เราควรพูดถึงพื้นฐานของเครือข่ายแบบพาสซีฟและแอคทีฟ

มีเครือข่ายหลายประเภทที่มีข้อมูลหลากหลายประเภท อย่างไรก็ตามทุกเครือข่ายเหล่านี้สามารถอยู่ในหนึ่งในสองหมวด: Passive หรือ Active เครือข่าย แบบพาสซีฟ ไม่ได้ใช้อุปกรณ์หรือส่วนประกอบที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเพื่อรับสัญญาณจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง เครือข่ายที่ ใช้งานอยู่ ใช้อุปกรณ์หรือส่วนประกอบที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเพื่อกำหนดเส้นทางสัญญาณจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง สื่อส่งสัญญาณที่ใช้ในเครือข่ายมี เครือข่าย ทองแดง แบบพาสซีฟ , เครือข่ายทองแดง แบบแอกทีฟ , เครือข่ายออปติคัลแบบพาสซีฟ , และ เครือข่ายออปติคัลที่ใช้งานอยู่

เครือข่ายทองแดงแบบพาสซีฟ
เครือข่ายทองแดงแบบพาสซีฟมีหลายประเภท อย่างไรก็ตามสิ่งที่ทุกคนคุ้นเคยคือเครือข่ายเคเบิลทีวี (CATV) ในบ้าน ในเครือข่าย CATV ทองแดงผู้ให้บริการเคเบิลส่งสัญญาณไปยังบ้านผ่านสายเคเบิลโคแอกเซียล ในเครือข่ายพื้นฐานที่สุดสายเคเบิลจะเข้าสู่บ้านและส่งไปยังโทรทัศน์เครื่องเดียว อย่างไรก็ตามบ้านหลายหลังไม่เพียง แต่มีโทรทัศน์เครื่องเดียว สำหรับบ้านที่มีทีวีหลายเครื่องสัญญาณจากผู้ให้บริการเคเบิลจะต้องแยกให้แต่ละโทรทัศน์เพื่อรับสัญญาณ การแยกสามารถทำได้โดยปกติกับอุปกรณ์ราคาไม่แพงโดยทั่วไปเรียกว่าตัวแยกสัญญาณ ตัวแยกไม่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้า โดยทั่วไปจะมีอินพุตเดียวและอาจมีเอาต์พุตสอง, สาม, สี่หรือมากกว่า สายเคเบิลแต่ละเส้นจะถูกส่งจากตัวแยกสัญญาณไปยังโทรทัศน์แต่ละเครื่อง

ปัญหาอย่างหนึ่งของเครือข่ายประเภทนี้คือการสูญเสียความแรงของสัญญาณ เนื่องจากสัญญาณจากผู้ให้บริการเคเบิลแบ่งและส่งไปยังโทรทัศน์หลายเครื่องความแรงของสัญญาณของโทรทัศน์แต่ละเครื่องจะลดลง การเพิ่มโทรทัศน์จำนวนมากเกินไปสามารถลดความแรงของสัญญาณได้จนถึงจุดที่ไม่มีโทรทัศน์ใดได้รับความแรงของสัญญาณที่เพียงพอในการทำงานอย่างถูกต้อง เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นเป็นเวลาที่จะต้องพิจารณาการติดตั้งเครือข่าย CATV ที่ใช้งานอยู่

เครือข่ายทองแดงที่ใช้งานอยู่
เช่นเดียวกับที่มีเครือข่ายทองแดงแบบพาสซีฟหลายประเภทและยังมีเครือข่ายทองแดงแอคทีฟหลายประเภท ส่วนก่อนหน้านี้มุ่งเน้นไปที่เครือข่าย CATV ภายในบ้านและชี้ให้เห็นว่าคุณสามารถเชื่อมต่อโทรทัศน์ในจำนวนที่ จำกัด กับเครือข่ายประเภทนี้ เพื่อให้มีความแรงของสัญญาณเพียงพอสำหรับโทรทัศน์หลายเครื่อง (ตัวอย่างเช่นหนึ่งเครื่องในแต่ละห้อง) จำเป็นต้องใช้เครือข่ายที่ใช้งานอยู่

ในตัวอย่างหนึ่งของเครือข่าย CATV ที่ใช้งานในบ้านสายเคเบิลหนึ่งเข้าสู่บ้านและส่งไปยังแอมพลิฟายเออร์การกระจาย ตัวขยายการกระจายจะเพิ่มหรือขยายและแยกสัญญาณจากผู้ให้บริการเคเบิล เอาต์พุตแต่ละตัวของแอมพลิฟายเออร์การกระจายมีความแรงของสัญญาณโดยประมาณเท่ากับความแรงของสัญญาณบนสายเคเบิลอินพุตจากผู้ให้บริการเคเบิล สายเคเบิลแต่ละเส้นจะถูกกำหนดเส้นทางจากตัวขยายการกระจายไปยังโทรทัศน์แต่ละเครื่อง

เครือข่ายที่ใช้งานประเภทนี้จะเอาชนะปัญหาความแรงของสัญญาณที่เกี่ยวข้องกับเครือข่ายแบบพาสซีฟ อย่างไรก็ตามมันเพิ่มระดับความซับซ้อนและต้องการพลัง หากเครื่องขยายสัญญาณกระจายสัญญาณล้มเหลวโทรทัศน์ทุกเครื่องจะสูญเสียสัญญาณ เช่นเดียวกันจะเป็นจริงหากแอมพลิฟายเออร์การกระจายถูกถอดปลั๊กโดยไม่ตั้งใจ: โทรทัศน์ทุกเครื่องในบ้านจะไม่มีสัญญาณ

เครือข่ายออปติคอลแฝง
เครือข่าย Passive Optical มีหลายประเภท (PON) หนึ่งในประเภทที่พบมากที่สุดนั้นคล้ายกับเครือข่าย CATV แบบพาสซีฟที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ อย่างไรก็ตามมีการใช้ใยแก้วนำแสงแทนสายโคแอกเซียล อุปกรณ์พาสซีฟที่แตกต่างกันจำนวนมากมีไว้เพื่อรองรับโทโพโลยีเครือข่ายทางกายภาพชนิดต่าง ๆ Optical couplers เป็นหัวใจสำคัญของ PON ใด ๆ ออปติคัล coupler อาจรวมสัญญาณแสงตั้งแต่สองสัญญาณขึ้นไปในเอาต์พุตเดียวหรือ coupler อาจรับอินพุตออปติคัลเดียวและกระจายไปยังเอาต์พุตสองหรือมากกว่าแยกกัน นี่คือตัวอย่างของ 1 × 6 coupler ตัวเชื่อมต่อนี้แยกสัญญาณอินพุตเดี่ยวออกเป็นหกเอาต์พุต

ออพติคอลคัปเปลอร์จำนวนมากได้รับการออกแบบสำหรับการทำงานแบบสองทิศทาง (BiDi) ซึ่งช่วยให้ตัวเชื่อมต่อเดียวกันสามารถใช้เพื่อรวมสัญญาณหรือแยกสัญญาณ ในตัวเชื่อมต่อ BiDi ดังนั้นแต่ละพอร์ตสามารถเป็นอินพุตหรือเอาต์พุต อย่างไรก็ตามสำหรับแอปพลิเคชัน PON ตัวเชื่อมต่อแบบออพติคัลที่ใช้เพื่อแยกสัญญาณอาจถูกอ้างถึงเป็นตัว แยกแสง

ใน PON อินพุตไปยัง coupler จะแบ่งเท่า ๆ กันระหว่างเอาต์พุตทั้งหก ข้อมูลที่เข้าสู่ coupler จะถูกส่งไปยังแต่ละเอาต์พุตเช่นเดียวกับสัญญาณจากผู้ให้บริการ CATV ที่ส่งไปยังทีวีแต่ละเครื่องในเครือข่ายทองแดงแบบพาสซีฟ แม้ว่าเอาต์พุตแต่ละตัวจะมีข้อมูลเหมือนกับอินพุต แต่ความแรงของสัญญาณจะลดลงตามจำนวนเอาต์พุต มีข้อ จำกัด แน่นอนเกี่ยวกับจำนวนเอาต์พุตสำหรับแอปพลิเคชัน PON โดยทั่วไปแล้วขีด จำกัด คือ 32 อย่างไรก็ตามแอปพลิเคชั่นบางตัวอาจรองรับได้มากกว่า (สูงสุด 64 ใน FOCC )

Active Optical Network
เครือข่ายออปติคอลที่ใช้งานจะคล้ายกับเครือข่าย CATV ที่ใช้งานในบ้านที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ใยแก้วนำแสงหนึ่งตัวเชื่อมต่อกับสวิตช์แทนแอมพลิฟายเออร์การกระจาย สวิตช์จะทำการกระจายข้อมูลซ้ำไปยังผู้ใช้แต่ละคน สายเคเบิลแยกต่างหากจะถูกส่งจากสวิตช์ไปยังผู้ใช้แต่ละคน เครือข่ายที่ใช้งานประเภทนี้จะเอาชนะปัญหาความแรงของสัญญาณที่เกี่ยวข้องกับเครือข่ายแบบพาสซีฟ อย่างไรก็ตามมันเพิ่มระดับความซับซ้อนและต้องการพลัง หากสวิตช์ล้มเหลวผู้ใช้ทั้งหมดจะสูญเสียการเข้าถึงข้อมูลที่เข้ามา เช่นเดียวกันจะเป็นจริงหากสวิตช์สูญเสียพลังงาน: ข้อมูลจะหยุดการไหล หมายเหตุ: นอกจากนี้ยังมี Optical Amplifiers ที่ ใช้ในเครือข่ายออปติคัลที่ใช้งานอยู่ (DWDM, CATV, SDH เป็นต้น) เพื่อขยายสัญญาณแสง