يمكن القول إن طريقة استخدام الضوء لنقل المعلومات لها تاريخ طويل.
أتاحت "أبراج الإشارات الضوئية" الحديثة للناس تجربة سهولة نقل المعلومات عبر الضوء. مع ذلك، لا تزال هذه الطريقة البدائية للاتصالات الضوئية متخلفة نسبيًا، إذ يقتصر مداها على مسافة مرئية بالعين المجردة، كما أن موثوقيتها ليست عالية. ومع تزايد الحاجة إلى نقل المعلومات الاجتماعية، تعزز ظهور الاتصالات الضوئية الحديثة.
ابدأ باستخدام تكنولوجيا الاتصالات البصرية الحديثة
في عام 1800، اخترع ألكسندر جراهام بيل "الهاتف البصري".
في عام 1966، اقترح البريطاني الصيني غاو كون نظرية نقل الألياف الضوئية، ولكن في ذلك الوقت كان فقدان الألياف الضوئية يصل إلى 1000 ديسيبل/كم.
في عام 1970، أدى البحث والتطوير في مجال ألياف الكوارتز وتقنية ليزر أشباه الموصلات إلى تقليل فقدان الألياف إلى 20 ديسيبل/كم، كما أن شدة الليزر عالية، والموثوقية قوية.
في عام 1976، أدى التطور المستمر لتكنولوجيا الألياف الضوئية إلى تقليل الفقد بمقدار 0.47 ديسيبل/كم، مما يعني أنه تم حل مشكلة فقد وسط الإرسال، الأمر الذي عزز التطور القوي لتكنولوجيا الإرسال الضوئي.
استعرض تاريخ تطور شبكة النقل
لقد مرّت شبكة النقل بأكثر من أربعين عاماً. باختصار، فقد شهدت تقنيات PDH وSDH/MSTP.
التطور التكنولوجي والابتكار الجيلي لتقنية WDM/OTN وتقنية PeOTN.
اعتمد الجيل الأول من الشبكات السلكية التي توفر خدمات الصوت تقنية PDH (التسلسل الهرمي الرقمي المتزامن).
يوفر الجيل الثاني خدمات الوصول إلى الإنترنت وخطوط TDM المخصصة، باستخدام تقنية SD (التسلسل الهرمي الرقمي المتزامن) / MSTP (منصة النقل متعددة الخدمات).
بدأ الجيل الثالث في دعم الربط البيني بين خدمات الفيديو ومراكز البيانات، باستخدام تقنية WDM (تقسيم الطول الموجي، تقسيم الطول الموجي) / OTN (شبكة الإرسال الضوئي، شبكة الإرسال الضوئي).
يضمن الجيل الرابع فيديو عالي الدقة بدقة 4K وتجربة خط خاص عالية الجودة، باستخدام تقنية PeOTN (تقنية OTN المحسّنة بالحزم، وتقنية OTN المحسّنة بالحزم).
في المراحل الأولى من تطوير الجيلين الأولين، بالنسبة لخدمات الصوت، والوصول إلى الإنترنت عبر الويب، وخدمات الخطوط الخاصة بتقنية TDM، والتي تمثلها تقنية النظام الرقمي المتزامن SDH/MSTP، تدعم هذه التقنية واجهات متعددة مثل الإيثرنت وATM/IMA، ويمكنها ربط معدلات بت ثابتة/متغيرة مختلفة. وتقوم بتغليف الخدمات في إطارات SDH، وعزل الخطوط الصلبة فعليًا، والتركيز على الخدمات منخفضة السرعة وذات الجسيمات الصغيرة.
بعد دخول مرحلة تطوير الجيل الثالث، ومع النمو السريع في سعة خدمات الاتصالات، لا سيما خدمات الفيديو وربط مراكز البيانات، تسارعت وتيرة زيادة عرض النطاق الترددي للشبكة. وتتيح تقنية الطبقة الضوئية، ممثلةً بتقنية WDM، نقل المزيد من الخدمات عبر ليف ضوئي واحد. وعلى وجه الخصوص، تُستخدم تقنية DWDM (تقنية تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف) على نطاق واسع في شبكات النقل الرئيسية العاملة محليًا، مما يحل تمامًا مشكلة المسافة وسعة النطاق الترددي. وبالنظر إلى حجم إنشاء الشبكات، أصبحت تقنية 80x100G هي السائدة في خطوط النقل الرئيسية لمسافات طويلة، كما شهدت الشبكات المحلية وشبكات المناطق الحضرية بتقنية 80x200G تطورًا سريعًا.
يتطلب نقل الخدمات المتكاملة، مثل الفيديو والخطوط المخصصة، مرونةً وذكاءً أكبر في شبكة النقل الأساسية. ولذلك، برزت تقنية OTN تدريجيًا. تُعد OTN نظامًا جديدًا لنقل البيانات عبر الألياف الضوئية، مُعرّفًا ببروتوكولات ITU-T G.872 وG.798 وG.709 وغيرها. يتضمن النظام بنيةً متكاملةً من طبقتين: الطبقة الضوئية والطبقة الكهربائية، ولكل طبقة شبكةٌ خاصة بها، بالإضافة إلى آلية إدارة ومراقبة وآلية لضمان استمرارية الشبكة. وبالنظر إلى اتجاهات بناء الشبكات المحلية الحالية، أصبحت OTN المعيار المعتمد لشبكات النقل، لا سيما في بناء الشبكات المحلية للمشغلين وشبكات المناطق الحضرية. تعتمد تقنية OTN بشكل أساسي على تقنية الربط المتقاطع للطبقة الكهربائية، مع استخدام بنية فصل الخطوط الفرعية، وذلك لتحقيق فصل جانب الشبكة عن جانب الخط، مما يُحسّن بشكل كبير مرونة الشبكات وسرعة فتح الخدمات ونشرها.
تحويل شبكة حاملي البيانات الموجهة نحو الأعمال
أدى التسارع المتزايد للتحول الرقمي في جميع قطاعات الاقتصاد الاجتماعي إلى تطور متوازٍ لقطاع تكنولوجيا المعلومات والاتصالات والاقتصاد الرقمي، مما حفز تغييرات جذرية في هذا القطاع. ومع تدفق عدد كبير من الشركات المبتكرة إلى قطاعات رأسية، تشهد الصناعات التقليدية ونماذج التشغيل والأعمال إعادة هيكلة مستمرة، بما في ذلك قطاعات التمويل، والشؤون الحكومية، والرعاية الصحية، والتعليم، والصناعة، وغيرها. ونظرًا للطلب المتزايد على روابط أعمال عالية الجودة ومتميزة، بدأت تقنية PeOTN بالانتشار تدريجيًا.
توفر الطبقتان L0 و L1 أنابيب صلبة "صلبة" ممثلة بطول الموجة λ وقناة فرعية ODUk. ويُعد عرض النطاق الترددي الكبير والتأخير المنخفض من أهم مزاياها.
توفر طبقة L2 قناة مرنة "ناعمة". يتناسب عرض نطاق هذه القناة تمامًا مع الخدمة ويتغير تبعًا لتغير حركة البيانات. وتُعد المرونة والاستجابة عند الطلب من أهم مزاياها.
بدمج مزايا تقنيات SDH/MSTP/MPLS-TP لنقل خدمات الجسيمات الصغيرة، وتشكيل حل شبكة نقل من الطبقات L0+L1+L2، وبناء منصة نقل متعددة الخدمات PeOTN، مما يوفر سعة نقل شاملة بقدرات متعددة في شبكة واحدة. في عام 2009، وسّع الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-T) قدرات نقل OTN لدعم خدمات متنوعة، وأدرج PeOTN رسميًا في المعيار.
في السنوات الأخيرة، بذلت شركات الاتصالات العالمية جهودًا حثيثة في سوق الخطوط الخاصة بين القطاعين الحكومي والخاص. وتعمل شركات الاتصالات المحلية الثلاث الكبرى بنشاط على تطوير بناء شبكات النقل الضوئي الخاصة بين القطاعين الحكومي والخاص. كما استثمرت الشركات المحلية بكثافة في هذا المجال. وحتى الآن، قامت أكثر من 30 شركة مشغلة محلية بإنشاء شبكات خاصة عالية الجودة بتقنية النقل الضوئي، وأطلقت منتجات خطوط خاصة عالية القيمة تعتمد على هذه التقنية، بهدف الارتقاء بشبكة النقل الضوئي من مجرد "شبكة موارد أساسية" إلى "شبكة نقل أعمال".
تاريخ النشر: 4 نوفمبر 2021