تشير شبكة الوصول إلى الألياف الضوئية إلى نموذج الطلب الذي يستخدم الألياف الضوئية كوسيلة نقل رئيسية في شبكة الوصول لتحقيق نقل معلومات المستخدم. إنه ليس نظام نقل ألياف بصرية تقليدي، ولكنه شبكة نقل ألياف بصرية خاصة مصممة لبيئة شبكة الوصول.

متصل بعقد الخدمة من خلال محطات الخطوط الضوئية (OLTs) وبالمستخدمين من خلال وحدات الشبكة الضوئية (ONUs). تشتمل شبكة الوصول إلى الألياف الضوئية على وحدات الشبكة الضوئية للمعدات البعيدة ومحطات الخطوط الضوئية للمعدات المركزية، والتي يتم توصيلها من خلال معدات النقل. المكونات الرئيسية للنظام هي OLT و ONU البعيد. إنهم يكملون تحويل بروتوكولات الإشارة من واجهة عقدة الخدمة (SNI) إلى واجهة شبكة المستخدم (UNI) عبر شبكة الوصول بأكملها. يتمتع جهاز الوصول نفسه أيضًا بقدرات الشبكة ويمكنه تشكيل أشكال مختلفة من طبولوجيا الشبكة. وفي الوقت نفسه، يحتوي جهاز الوصول أيضًا على وظائف الصيانة المحلية والمراقبة المركزية عن بعد، مما يشكل شبكة صيانة وإدارة من خلال النقل البصري الشفاف، ويتم تضمينه في الإدارة الموحدة لمركز إدارة الشبكة من خلال بروتوكولات إدارة الشبكة المقابلة.

يتمثل دور OLT في توفير واجهة بين شبكة الوصول والمحول المحلي، والتواصل مع وحدات الشبكة الضوئية عند نهاية المستخدم من خلال الإرسال البصري. إنه يفصل تمامًا وظيفة التبديل للمحول عن وصول المستخدم. توفر محطة الخط البصري الصيانة والمراقبة لنفسها وللمستخدم. يمكن وضعه مباشرة مع المفتاح المحلي في نهاية التبادل أو إعداده عن بعد.

يتمثل دور ONU في توفير واجهة من جانب المستخدم لشبكة الوصول. يمكنه الاتصال بمحطات مستخدم متعددة ولديه وظيفة التحويل الكهروضوئي بالإضافة إلى وظائف الصيانة والمراقبة المقابلة. تتمثل الوظيفة الرئيسية لـ ONU في إنهاء الألياف الضوئية من OLT ومعالجة الإشارات الضوئية وتوفير واجهات عمل للعديد من الشركات الصغيرة ومستخدمي الأعمال والمستخدمين السكنيين. نهاية شبكة ONU عبارة عن واجهة بصرية، في حين أن نهاية المستخدم الخاصة بها هي واجهة كهربائية. لذلك، لدى ONU وظائف تحويل بصرية/كهربائية وكهربائية/بصرية. كما أن لديها وظائف التحويل الرقمي إلى التناظري والتناظري إلى الرقمي لأصوات الحوار. عادةً ما يتم وضع ONU بالقرب من المستخدم، ويتمتع موقعه بمرونة كبيرة.

تصنيف شبكة الألياف الوصول

تنقسم شبكات الوصول إلى الألياف (المشار إليها فيما بعد بـ FAT) إلى فئتين بناءً على تخصيص النظام: الشبكات الضوئية النشطة (AON) والشبكات الضوئية المنفعلة (PON). نظرًا لأن Yingda تركز على منتجات الألياف الضوئية المنفعلة، فسوف يركز النص التالي على تقديم الشبكات الضوئية المنفعلة.

يمكن تقسيم الشبكات الضوئية النشطة إلى AON المستندة إلى SDH وAON المستندة إلى PDH. يتم توصيل المعدات المركزية (CE) والمعدات عن بعد (RE) للشبكات الضوئية النشطة من خلال معدات الإرسال الضوئية النشطة، وتقنية النقل هي تقنية SDH وPDH التي تم استخدامها على نطاق واسع في الشبكات الأساسية، ولكن تقنية SDH هي التقنية الرئيسية.

تشير الشبكة الضوئية المنفعلة (PON) بشكل أساسي إلى شبكة التوزيع الضوئية (ODN) بين OLT وONU، بدون أي أجهزة إلكترونية نشطة. وهي تتضمن الشبكة الضوئية السلبية (APON) القائمة على أجهزة الصراف الآلي (ATM) وشبكة PON المستندة إلى IP (IP).

الشبكة الضوئية السلبية (PON) هي شبكة عازلة نقية تتجنب التداخل الكهرومغناطيسي وتأثيرات البرق من الأجهزة الخارجية، وتقلل من معدل فشل الخطوط والأجهزة الخارجية، وتحسن موثوقية النظام، وتوفر تكاليف الصيانة. وهي تقنية طالما تطلعت إليها أقسام صيانة الاتصالات.

المزايا المحددة لشبكات الوصول الضوئية المنفعلة هي كما يلي:

(1) تتميز الشبكات الضوئية المنفعلة بحجم صغير ومعدات بسيطة وتكاليف تركيب وصيانة منخفضة واستثمار صغير نسبيًا.

(2) تتمتع الأجهزة الضوئية المنفعلة بشبكات مرنة ويمكنها دعم طبولوجيا الشبكة مثل الشجرة والنجمة والحافلة والهجينة والمتكررة.

(3) سهل التركيب، ويأتي في كلا الإصدارين الداخلي والخارجي. يمكن تعليق مظهره الخارجي مباشرة على الحائط أو وضعه على العمود "H"، دون الحاجة إلى استئجار أو بناء غرفة كمبيوتر. تتطلب الأنظمة النشطة تحويلاً كهروضوئيًا وكهروضوئيًا، مع ارتفاع تكاليف تصنيع المعدات والحاجة إلى مواقع مخصصة وغرف كمبيوتر. من الصعب حل مشكلات مصدر الطاقة عن بعد، ويكون عبء أعمال الصيانة اليومية ثقيلًا.

(4) الشبكات الضوئية المنفعلة مناسبة للاتصالات من نقطة إلى عدة نقاط، وذلك باستخدام المقسمات المنفعلة فقط لتخصيص الطاقة الضوئية.

(5) الشبكات الضوئية المنفعلة هي شبكات عازلة نقية تتجنب تمامًا التداخل الكهرومغناطيسي وتأثيرات البرق، مما يجعلها مناسبة للغاية للاستخدام في المناطق ذات الظروف الطبيعية القاسية.

(6) من منظور التطور التكنولوجي، يعد توسيع الشبكات الضوئية المنفعلة أمرًا بسيطًا نسبيًا ولا يتضمن تعديل المعدات. لا يتطلب الأمر سوى ترقيات برامج المعدات، وشراء معدات الأجهزة لمرة واحدة، والاستخدام على المدى الطويل، ووضع الأساس لتوصيل الألياف إلى المنزل وضمان استثمار المستخدم.

ميزات شبكة الوصول إلى الألياف

الخصائص الرئيسية لشبكة الوصول إلى الألياف الضوئية هي:

1、 يكون نصف قطر تغطية الشبكة صغيرًا بشكل عام ولا يتطلب أجهزة إعادة إرسال. ومع ذلك، نظرًا لمشاركة العديد من المستخدمين للألياف الضوئية، فإن تخصيص الطاقة الضوئية أو الطول الموجي قد يتطلب استخدام مضخمات الألياف لتعويض الطاقة؛

2、 تتطلب نقل خدمات النطاق العريض المختلفة، بجودة نقل جيدة وموثوقية عالية؛

3، نطاق تطبيق شبكة الوصول إلى الألياف الضوئية واسع؛

4. تكلفة الاستثمار مرتفعة، وإدارة الشبكة معقدة، وإمدادات الطاقة عن بعد صعبة. [2]

طرق الوصول إلى الألياف

وفقًا لموقع وحدة الشبكة الضوئية (ONU)، يمكن أن تكون طرق الوصول إلى الألياف من الأنواع التالية:

• FTTB (الألياف إلى المبنى)؛
• FTTC (الألياف إلى الرصيف)؛
• FTTH (الألياف إلى المنزل)؛
• FTTO (الألياف إلى المكتب)؛
• FTTF (الألياف إلى الأرض)؛
• FTTP (الألياف إلى المبنى)؛
• FTTN (الألياف إلى العقد)؛
• FTTD (الألياف إلى سطح المكتب)؛
• FTTR (الألياف إلى الغرفة).

الشكل 1: طرق الوصول إلى الألياف الأكثر شيوعًا

أهم الأشكال هي FTTB (الألياف إلى المباني)، FTTC (الألياف إلى جانب الطريق)، وFTTH (الألياف إلى المستخدم).

توفر FTTC بشكل أساسي خدمات للمستخدمين المقيمين، مع وحدات الشبكة الضوئية (ONUs) الموجودة على جانب الطريق، بالقرب من مكان إقامة المستخدم. يتم بعد ذلك نقل الإشارات الكهربائية من وحدات ONU إلى مستخدمين مختلفين، عادةً باستخدام الكابلات المحورية لنقل خدمات الفيديو والكابلات المزدوجة الملتوية لنقل خدمات الهاتف.

يتم تثبيت ONU الخاص بـ FTTB في صندوق التوزيع داخل المبنى، ويستخدم بشكل رئيسي للمباني الشاملة والرعاية الطبية عن بعد والتعليم عن بعد وأماكن الترفيه الكبيرة، ويخدم المؤسسات الكبيرة والمتوسطة الحجم والمؤسسات والمستخدمين التجاريين، مما يوفر سرعة عالية البيانات، والتجارة الإلكترونية، وخدمات الفيديو والنصوص، وخدمات النطاق العريض الأخرى.

FTTH هو وضع وحدات ONU في مساكن المستخدمين لتوفير خدمات النطاق العريض الشاملة المتنوعة للمستخدمين المنزليين. FTTH هو الهدف النهائي لشبكات الوصول إلى الألياف الضوئية، ولكن كل مستخدم يحتاج إلى زوج من الألياف ووحدات ONU مخصصة، مما يجعلها باهظة الثمن وصعبة التنفيذ.

الجدول 1: الميزات الرئيسية لهيكل FTTx

من الشكل، يمكن ملاحظة أن جميع FTTH متصلة بالمحطات الطرفية من خلال شبكات الألياف الضوئية، وتسمى المحطات المتصلة بها بمحطات الشبكة الضوئية (ONTs). يتم توصيل FTTB أو FTTC بالمباني أو أحجار الرصيف من خلال شبكات الألياف الضوئية، ثم يتم توصيلها بالمحطات الطرفية من خلال شبكات زوجية ملتوية من النحاس أو اتصالات لاسلكية. تسمى الأجهزة الطرفية لشبكة الألياف الضوئية وحدات الشبكة الضوئية (ONUs)، والتي ترتبط بمحطات الشبكة (NTs) من خلال شبكات زوجية نحاسية ملتوية أو اتصالات لاسلكية. FTTCab يشبه FTTC، فيما عدا أن وحدة ONU الخاصة به موجودة في خزانة الاتصالات.

تنتمي كل من FTTB وFTTC وFTTCab في الشكل إلى ألياف "جزئية" تصل إلى المنزل، مما يعني أن الألياف لا تتصل مباشرة بالمستخدم النهائي، ولكنها تصل بالقرب من المستخدم النهائي ثم تتصل بالمستخدم النهائي من خلال شبكة زوج ملتوية. في FTTCab، تقع وحدة ONU الموجودة في صندوق توصيل الاتصالات عادةً على بعد 1000-2000 متر من المستخدمين النهائيين، وفي هذه الحالة، يمكن لوحدة ONU واحدة دعم حوالي 500 مستخدم نهائي. في FTTC، تكون وحدة ONU أقرب إلى المستخدمين النهائيين، على مسافة 200-1000 متر، ويمكنها دعم 8-32 مستخدمًا نهائيًا. تسمى الشبكة بين OLT وONT/ONU شبكة التوزيع البصري (ODN)، ويمكن أن تصل المسافة بينها إلى 20 كم، كما هو موضح في الشكل.

مزايا شبكة الوصول إلى الألياف:

بالمقارنة مع تقنيات الوصول الأخرى، تتمتع شبكات الوصول عبر الألياف بالمزايا التالية:

(1) يمكن لشبكات الوصول إلى الألياف الضوئية أن تلبي احتياجات المستخدمين من الخدمات المتنوعة. طلب الناس على خدمات الاتصالات آخذ في الازدياد. وبالإضافة إلى إجراء المكالمات الهاتفية ومشاهدة التلفزيون، فإنهم يأملون أيضًا في الحصول على اتصالات كمبيوتر عالية السرعة، والتسوق المنزلي، والخدمات المصرفية المنزلية، والتدريس عن بعد، والفيديو حسب الطلب (VOD)، والتلفزيون عالي الوضوح (HDTV). من الصعب تحقيق هذه الأعمال باستخدام الأسلاك النحاسية أو الكابلات المزدوجة الملتوية.

(2) يمكن للألياف الضوئية التغلب على بعض العوامل المقيدة التي لا تستطيع الكابلات النحاسية التغلب عليها. فقدان الألياف الضوئية منخفض ونطاق التردد واسع، مما يلغي القيود على قطر السلك النحاسي الصغير. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الألياف الضوئية لا تتأثر بالتداخل الكهرومغناطيسي، مما يضمن جودة نقل الإشارة. إن استخدام الكابلات الضوئية بدلاً من الكابلات النحاسية يمكن أن يحل مشكلة ازدحام خطوط الاتصالات تحت الأرض في المدن.

(3) يستمر أداء شبكات الوصول إلى الألياف الضوئية في التحسن بينما تستمر الأسعار في الانخفاض، بينما يستمر سعر الكابلات النحاسية في الارتفاع.

(4) توفر شبكة الوصول إلى الألياف الضوئية خدمات البيانات بنظام مراقبة وإدارة شامل، والذي يمكنه تلبية احتياجات الشبكات الرقمية للخدمات المتكاملة ذات النطاق العريض المستقبلية، واختراق الاختناقات، وضمان التشغيل السلس لطريق المعلومات السريع.

وبطبيعة الحال، بالمقارنة مع تقنيات شبكات الوصول الأخرى، فإن شبكات الوصول إلى الألياف الضوئية لها أيضًا عيوب معينة. المشكلة هي أن التكلفة مرتفعة نسبيا. خاصة أنه كلما كانت العقدة الضوئية أقرب إلى المستخدم، كلما ارتفعت تكلفة معدات الوصول التي يتقاسمها كل مستخدم. بالإضافة إلى ذلك، بالمقارنة مع شبكات الوصول اللاسلكية، تتطلب شبكات الوصول إلى الألياف الضوئية أيضًا موارد خطوط الأنابيب. وهذا أيضًا هو السبب وراء تفاؤل العديد من المشغلين الناشئين بشأن تقنية الوصول إلى الألياف الضوئية، ولكن يتعين عليهم اختيار تقنية الوصول اللاسلكي.

في الوقت الحاضر، العامل الرئيسي الذي يؤثر على تطوير شبكات الوصول إلى الألياف الضوئية ليس التكنولوجيا، بل التكلفة. ومع ذلك، فإن اعتماد شبكات الوصول إلى الألياف الضوئية هو اتجاه لا مفر منه في تطوير اتصالات الألياف الضوئية. على الرغم من أن خطوات تطوير شبكات الوصول إلى الألياف الضوئية تختلف باختلاف البلدان اليوم، إلا أنه من المعترف به على نطاق واسع أن توصيل الألياف إلى المنزل هو الهدف التنموي لشبكات الوصول.

المصطلحات المرجعية