في السنوات الأخيرة، بدأت شركات الاتصالات حول العالم تُولي أهمية متزايدة لتقنية الألياف الضوئية إلى المنازل (FTTH)، وتتطور التقنيات المُمكّنة لها بوتيرة متسارعة. يوجد نوعان رئيسيان من أنظمة توصيل النطاق العريض بتقنية FTTH، وهما الشبكة الضوئية النشطة (AON) والشبكة الضوئية السلبية (PON). وحتى الآن، اعتمدت معظم مشاريع FTTH، سواءً في التخطيط أو التنفيذ، على تقنية PON لتوفير تكاليف الألياف. وقد حظيت PON باهتمام متزايد مؤخرًا نظرًا لانخفاض تكلفتها وأدائها العالي. في هذه المقالة، سنستعرض أساسيات تقنية PON، والتي تشمل بشكل رئيسي المكونات الأساسية والتقنيات ذات الصلة، وهي: OLT وONT وONU وODN.
بدايةً، من الضروري تقديم تعريف موجز لتقنية الشبكات الضوئية السلبية (PON). على عكس تقنية الشبكات الضوئية النشطة (AON)، تتصل عدة عملاء بجهاز إرسال واستقبال واحد عبر شبكة فرعية من الألياف الضوئية ووحدات تقسيم/دمج سلبية، تعمل جميعها في المجال الضوئي، ولا يوجد مصدر طاقة في شبكة PON. يوجد حاليًا معياران رئيسيان لتقنية PON: شبكة جيجابت الضوئية السلبية (GPON) وشبكة إيثرنت الضوئية السلبية (EPON). ومع ذلك، بغض النظر عن نوع شبكة PON، فإنها جميعًا تشترك في نفس البنية الأساسية. يتكون نظامها عادةً من محطة طرفية ضوئية (OLT) في المكتب المركزي لمزود الخدمة، والعديد من وحدات الشبكة الضوئية (ONU) أو محطات الشبكة الضوئية (ONT) بالقرب من المستخدم النهائي كمقسمات ضوئية.
طرفية الخط البصري (OLT)
تدمج وحدة OLT معدات التبديل من الطبقتين الثانية والثالثة في نظام G/EPON. تتضمن معدات OLT عادةً رفًا، ووحدة CSM (وحدة التحكم والتبديل)، ووحدة ELM (وحدة ربط EPON، وبطاقة PON)، ووحدة تزويد طاقة احتياطية بجهد 48 فولت تيار مستمر أو وحدة تزويد طاقة بجهد 110/220 فولت تيار متردد، ومروحة. تدعم بطاقة PON ووحدة تزويد الطاقة في هذه الأجزاء التبديل السريع، بينما تكون الوحدات الأخرى مدمجة. تتمثل الوظيفة الرئيسية لوحدة OLT في التحكم في نقل المعلومات ثنائي الاتجاه على شبكة ODN الموجودة في المكتب المركزي. تبلغ أقصى مسافة يدعمها نقل ODN 20 كيلومترًا. تتميز وحدة OLT باتجاهين عائمين: اتجاه الإرسال (استقبال أنواع مختلفة من البيانات وحركة الصوت من المستخدمين) واتجاه الاستقبال (استقبال البيانات وحركة الصوت والفيديو من شبكات المترو أو الشبكات بعيدة المدى، وإرسالها إلى جميع وحدات ONT على شبكة ODN).
وحدة الشبكة الضوئية (ONU)
تقوم وحدة الشبكة الضوئية (ONU) بتحويل الإشارات الضوئية المنقولة عبر الألياف الضوئية إلى إشارات كهربائية، تُرسل بدورها إلى كل مستخدم. عادةً ما توجد مسافة أو شبكة وصول أخرى بين وحدة الشبكة الضوئية ومنزل المستخدم النهائي. بالإضافة إلى ذلك، تستطيع وحدة الشبكة الضوئية إرسال وتجميع وتنظيم أنواع مختلفة من البيانات الواردة من العملاء، ثم إرسالها إلى وحدة خط النقل الضوئي (OLT). التنظيم هو عملية تحسين وإعادة تنظيم تدفق البيانات لضمان وصولها بكفاءة أكبر. تدعم وحدة خط النقل الضوئي تخصيص النطاق الترددي، مما يسمح بنقل البيانات بسلاسة إليها، وهو أمر قد يحدث فجأة من جانب العميل. يمكن توصيل وحدة الشبكة الضوئية بطرق وأنواع كابلات متنوعة، مثل أسلاك النحاس المجدولة، والكابلات المحورية، والألياف الضوئية، أو شبكة Wi-Fi.
محطة الشبكة الضوئية (ONT)
في الواقع، يُعدّ كلٌّ من ONT وONU متطابقين تقريبًا. ONT مصطلحٌ تابعٌ للاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-T)، وONU مصطلحٌ تابعٌ لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE). يشير كلا المصطلحين إلى معدات المستخدم في نظام GEPON. ولكن، توجد بعض الاختلافات بينهما بحسب موقع كلٍّ من ONT وONU. عادةً ما يُوضع ONT في مقرّ العميل.
شبكة التوزيع الضوئي (ODN)
تُعدّ شبكة التوزيع الضوئي (ODN) جزءًا لا يتجزأ من نظام الشبكة الضوئية السلبية (PON)، حيث توفر وسيط نقل ضوئي للربط المادي بين وحدة الشبكة الضوئية (ONU) ومحطة الطرفية الضوئية (OLT). يصل مداها إلى 20 كيلومترًا أو أكثر. في شبكة التوزيع الضوئي، تتعاون الكابلات الضوئية والموصلات الضوئية ومقسمات الإشارة الضوئية السلبية والمكونات المساعدة فيما بينها. تتكون شبكة التوزيع الضوئي تحديدًا من خمسة أجزاء: ألياف التغذية، ونقطة التوزيع الضوئية، وألياف التوزيع، ونقطة الوصول الضوئية، وألياف الاستقبال. تبدأ ألياف التغذية من إطار التوزيع الضوئي (ODF) في غرفة الاتصالات بالمكتب المركزي (CO) وتنتهي عند نقطة التوزيع الضوئي لتغطية المسافات الطويلة. أما ألياف التوزيع، فتمتد من نقطة التوزيع الضوئية إلى نقطة الوصول الضوئية لتوزيع الإشارة الضوئية إلى المنطقة المجاورة. يربط إدخال الألياف الضوئية نقطة الوصول الضوئية بمحطة الطرفية الضوئية (ONT) لتوصيلها بمنزل المستخدم. إضافةً إلى ذلك، تُعدّ شبكة التوزيع الضوئي مسارًا أساسيًا لنقل بيانات الشبكة الضوئية السلبية، وتؤثر جودتها بشكل مباشر على أداء النظام وموثوقيته وقابليته للتوسع.
تاريخ النشر: 31 ديسمبر 2021