التحليل الاستراتيجي لتكنولوجيا FTTH

وفقًا للبيانات ذات الصلة، ستصل نسبة مستخدمي النطاق العريض FTTH/FTTP/FTTB عالميًا إلى 59% في عام 2025. وتُظهر البيانات المقدمة من شركة أبحاث السوق Point Topic أن اتجاه التطوير هذا سيكون أعلى بنسبة 11% من المستوى الحالي.

تتوقع شركة Point Topic أنه سيكون هناك 1.2 مليار مستخدم للنطاق العريض الثابت في جميع أنحاء العالم بحلول نهاية عام 2025. وفي العامين الأولين، تجاوز إجمالي عدد مستخدمي النطاق العريض العالمي علامة المليار.

ما يقرب من 89٪ من هؤلاء المستخدمين موجودون في أفضل 30 سوقًا في جميع أنحاء العالم.في هذه الأسواق، ستستحوذ FTTH والتقنيات ذات الصلة بشكل أساسي على حصة سوقية من xDSL، وستنخفض حصة سوق xDSL من 19% إلى 9% خلال الفترة المتوقعة.على الرغم من أن العدد الإجمالي لمستخدمي الألياف إلى المبنى (FTTC) والكابلات الهجينة / المحورية المستندة إلى VDSL وDOCSIS (HFC) يجب أن يرتفع خلال الفترة المتوقعة، إلا أن حصة السوق ستظل مستقرة نسبيًا.من بينها، سوف تمثل FTTC حوالي 12% من إجمالي عدد الاتصالات، وسوف تمثل مركبات الكربون الهيدروفلورية 19%.

من المفترض أن يؤدي ظهور 5G إلى منع تطبيقات النطاق العريض الثابتة خلال فترة التنبؤ.قبل أن يتم نشر 5G فعليًا، لا يزال من المستحيل التنبؤ بمدى تأثر السوق.

ستقارن هذه المقالة بين تقنية الوصول إلى الشبكة الضوئية السلبية (PON) وتقنية الوصول إلى الشبكة الضوئية النشطة (AON) استنادًا إلى خصائص المجتمعات السكنية في بلدي، وتحلل مزايا وعيوب تطبيقها في المجتمعات السكنية في الصين.، من خلال توضيح العديد من المشاكل البارزة في تطبيق تقنية الوصول إلى FTTH في المناطق السكنية في بلدي، مناقشة مختصرة حول استراتيجيات بلدي المناسبة لتطوير تكنولوجيا تطبيقات FTTH.

1. خصائص السوق المستهدف لـ FTTH في بلدي

في الوقت الحاضر، السوق المستهدف الرئيسي لـ FTTH في الصين هو بلا شك سكان المجتمعات السكنية في المدن الكبيرة والمتوسطة والصغيرة.المجتمعات السكنية الحضرية هي عمومًا مجتمعات سكنية على طراز الحدائق.سماتها البارزة هي: كثافة عالية من الأسر.تضم المجتمعات السكنية ذات الحديقة الواحدة عمومًا ما بين 500 إلى 3000 ساكن، وبعضها يضم عشرات الآلاف من الأسر؛يتم تجهيز المجتمعات السكنية (بما في ذلك المباني التجارية) بشكل عام بغرف معدات الاتصالات لتركيب معدات الوصول إلى الاتصالات وتسليم الخطوط في جميع أنحاء المجتمع.هذا التكوين مطلوب لمشغلي الاتصالات للتنافس مع بعضهم البعض ودمج خدمات اتصالات متعددة.المسافة من غرفة الكمبيوتر إلى المستخدم بشكل عام أقل من كيلومتر واحد؛قام مشغلو الاتصالات الرئيسيون ومشغلو تلفزيون الكابل بشكل عام بوضع عدد أساسي صغير من الكابلات الضوئية (عادةً من 4 إلى 12 مركزًا) إلى غرف الكمبيوتر في الأحياء السكنية أو المباني التجارية؛الاتصالات السكنية والوصول إلى الكيبل التلفزيوني في المجتمع تنتمي موارد الكابل إلى كل مشغل.ومن الخصائص الأخرى لسوق FTTH المستهدف في بلدي وجود حواجز صناعية في توفير خدمات الاتصالات: لا يُسمح لمشغلي الاتصالات بتشغيل خدمات CATV، ولا يمكن تغيير هذا الوضع الراهن لفترة طويلة من الوقت في المستقبل.

2. اختيار تقنية الوصول إلى FTTH في بلدي

1) المشكلات التي تواجهها الشبكة الضوئية المنفعلة (PON) في تطبيقات FTTH في بلدي

يوضح الشكل 1 بنية الشبكة وتوزيع الشبكة الضوئية المنفعلة المثالية (Passive Optical Network-PON).ميزاته الرئيسية هي: وضع طرفية الخط البصري (Optical Line Terminal-OLT) في غرفة الكمبيوتر المركزية لمشغل الاتصالات، ويتم وضع المقسمات الضوئية السلبية (Splitter).) أقرب ما يمكن إلى وحدة الشبكة الضوئية (وحدة الشبكة الضوئية —— ONU) من جانب المستخدم.المسافة بين OLT و ONU تساوي المسافة بين غرفة الكمبيوتر المركزية لمشغل الاتصالات والمستخدم، وهي مماثلة لمسافة الوصول إلى الهاتف الثابت الحالية، والتي تبلغ بشكل عام عدة كيلومترات، ويبلغ طول الفاصل بشكل عام عشرات الأمتار إلى على بعد مئات الأمتار من جامعة الأمم المتحدة.يسلط هيكل وتخطيط PON الضوء على مزايا PON: الشبكة بأكملها من غرفة الكمبيوتر المركزية إلى المستخدم هي شبكة سلبية؛يتم حفظ كمية كبيرة من موارد كابلات الألياف الضوئية من غرفة الكمبيوتر المركزية إلى المستخدم؛نظرًا لأنه واحد إلى متعدد، يتم تقليل عدد الأجهزة في غرفة الكمبيوتر المركزية وتوسيع نطاقها، مما يقلل من عدد الأسلاك في غرفة الكمبيوتر المركزية.

التصميم المثالي للشبكة الضوئية المنفعلة (PON) في منطقة سكنية: يتم وضع OLT في غرفة الكمبيوتر المركزية لمشغل الاتصالات.وفقًا للمبدأ القائل بأن جهاز التقسيم قريب من المستخدم قدر الإمكان، يتم وضع جهاز التقسيم في صندوق التوزيع الأرضي.من الواضح أن هذا التصميم المثالي يمكن أن يسلط الضوء على المزايا الكامنة في PON، ولكنه سيؤدي حتمًا إلى المشكلات التالية: أولاً، يلزم وجود كابل ألياف ضوئية عالي النواة من غرفة الكمبيوتر المركزية إلى المنطقة السكنية، مثل 3000 حي سكني. ، محسوبة بنسبة فرع تبلغ 1:16، مطلوب ما يقرب من 200 نواة من كابلات الألياف الضوئية، ولكن حاليًا فقط 4-12 نواة، من الصعب جدًا زيادة مد الكابلات الضوئية؛ثانيًا، لا يمكن للمستخدمين اختيار المشغل بحرية، ويمكنهم فقط اختيار الخدمة التي يقدمها مشغل اتصالات واحد، ومن المحتم أن يحتكر مشغل واحد. الوضع التجاري لا يفضي إلى المنافسة بين مشغلين متعددين، ولا يمكن المساس بمصالح المستخدمين محمية بشكل فعال.ثالثًا، سوف يتسبب الموزعون البصريون السلبيون الموجودون في صندوق التوزيع الأرضي في تشتت عقد التوزيع بشكل كبير، مما يؤدي إلى صعوبة كبيرة في التخصيص والصيانة والإدارة.بل إنه يكاد يكون من المستحيل.رابعًا، من المستحيل تحسين استخدام معدات الشبكة ومنافذ الوصول الخاصة بها، لأنه ضمن تغطية PON واحدة، يصعب تحقيق معدل وصول المستخدم بنسبة 100٪.

التصميم الواقعي للشبكة الضوئية المنفعلة (PON) في المنطقة السكنية: يتم وضع كل من OLT وSplitter في غرفة الكمبيوتر بالمنطقة السكنية.مزايا هذا التصميم الواقعي هي: هناك حاجة فقط إلى كابلات الألياف الضوئية منخفضة النواة من غرفة الكمبيوتر المركزية إلى المنطقة السكنية، ويمكن لموارد الكابلات الضوئية الحالية تلبية الاحتياجات؛يتم توصيل خطوط الوصول للمنطقة السكنية بأكملها بغرفة الكمبيوتر بالمنطقة السكنية، مما يسمح للمستخدمين باختيار مشغلي الاتصالات المختلفين بحرية.بالنسبة لمشغلي الاتصالات، من السهل جدًا تعيين الشبكة وصيانتها وإدارتها؛نظرًا لأن معدات الوصول ولوحات التوصيل موجودة في نفس غرفة الخلية، فإنها بلا شك ستحسن بشكل كبير من استخدام المنفذ للمعدات، ويمكن توسيع معدات الوصول تدريجيًا وفقًا للزيادة في عدد مستخدمي الوصول..ومع ذلك، فإن هذا التخطيط الواقعي له أيضًا عيوبه الواضحة: أولاً، تعد بنية الشبكة التي تتخلص من PON أكبر ميزة للشبكات السلبية، ولا تزال غرفة الكمبيوتر المركزية لشبكة المستخدم شبكة نشطة؛ثانيًا، لا يوفر موارد كابلات الألياف الضوئية بسبب PON؛معدات PON لها تكلفة عالية وبنية شبكة معقدة.

باختصار، PON له جانبان متناقضان في تطبيق FTTH للأحياء السكنية: وفقًا لهيكل الشبكة المثالي وتخطيط PON، فإنه يمكن بالتأكيد أن يستغل مزاياه الأصلية: الشبكة بأكملها من غرفة الكمبيوتر المركزية إلى المستخدم عبارة عن شبكة الشبكة السلبية، التي توفر الكثير من غرفة الكمبيوتر المركزية لموارد كابلات الألياف الضوئية للمستخدم، يتم تبسيط عدد وحجم المعدات في غرفة الكمبيوتر المركزية؛ومع ذلك، فإنه يحمل أيضًا عيوبًا غير مقبولة تقريبًا: يلزم زيادة كبيرة في مد خطوط كابلات الألياف الضوئية؛عقد التوزيع متناثرة، وتخصيص الأرقام والصيانة والإدارة صعبة للغاية؛لا يمكن للمستخدمين اختيار المشغلين بحرية. لا يؤدي ذلك إلى منافسة متعددة المشغلين، ولا يمكن ضمان مصالح المستخدمين بشكل فعال؛استخدام معدات الشبكة ومنافذ الوصول الخاصة بها منخفض.إذا تم اعتماد التخطيط الواقعي للشبكة الضوئية المنفعلة (PON) في الحي السكني، فيمكن لموارد الكابلات الضوئية الحالية تلبية الاحتياجات.غرفة الكمبيوتر في المجتمع متصلة بشكل موحد، مما يسهل جدًا تعيين الأرقام وصيانتها وإدارتها.يمكن للمستخدمين اختيار المشغل بحرية، مما يحسن بشكل كبير من استخدام منفذ المعدات، ولكن في نفس الوقت يتجاهل المزايا الرئيسية لـ PON كشبكة سلبية وتوفير موارد كابلات الألياف الضوئية.في الوقت الحاضر، يجب أيضًا أن تتحمل عيوب التكلفة العالية لمعدات PON وبنية الشبكة المعقدة.

2) اختيار تكنولوجيا الوصول إلى FTTH للمجتمعات السكنية في بلدي تكنولوجيا الوصول من نقطة إلى نقطة (P2P) للشبكة الضوئية النشطة (AON) في الأحياء السكنية

من الواضح أن مزايا PON تختفي في المجتمعات السكنية ذات الكثافة السكانية العالية.نظرًا لأن تقنية PON الحالية ليست ناضجة جدًا وسعر المعدات لا يزال مرتفعًا، فإننا نعتقد أنه من الأكثر علمية وجدوى اختيار تقنية AON للوصول إلى FTTH، للأسباب التالية:

- يتم إنشاء غرف الكمبيوتر بشكل عام في المجتمع؛

- تقنية P2P الخاصة بـ AON ناضجة ومنخفضة التكلفة.يمكنه بسهولة توفير عرض نطاق ترددي 100M أو 1G وتحقيق ارتباط سلس مع شبكات الكمبيوتر الموجودة؛

- عدم الحاجة إلى زيادة مد الكابلات الضوئية من غرفة الآلة المركزية إلى المنطقة السكنية.

－－هيكل شبكة بسيط، وتكاليف بناء وتشغيل وصيانة منخفضة؛

- أسلاك مركزية في غرفة الكمبيوتر بالمجتمع، مما يسهل تعيين الأرقام وصيانتها وإدارتها؛

- السماح للمستخدمين باختيار المشغلين بحرية، مما يفضي إلى المنافسة بين العديد من المشغلين، ويمكن حماية مصالح المستخدمين بشكل فعال من خلال المنافسة؛

—— معدل استخدام منفذ المعدات مرتفع جدًا، ويمكن توسيع السعة تدريجيًا وفقًا للزيادة في عدد مستخدمي الوصول.

بنية شبكة FTTH نموذجية قائمة على AON.يتم استخدام كابل الألياف الضوئية منخفض النواة الموجود من غرفة الكمبيوتر المركزية لمشغل الاتصالات إلى غرفة الكمبيوتر المجتمعية.يتم وضع نظام التبديل في غرفة الكمبيوتر المجتمعية، ويتم اعتماد وضع الشبكة من نقطة إلى نقطة (P2P) من غرفة الكمبيوتر المجتمعية إلى محطة المستخدم.يتم وضع المعدات الواردة ولوحات التصحيح بشكل موحد في غرفة الكمبيوتر المجتمعية، وتعتمد الشبكة بأكملها بروتوكول Ethernet مع التكنولوجيا الناضجة والتكلفة المنخفضة.تعد شبكة FTTH من نقطة إلى نقطة الخاصة بـ AON حاليًا تقنية الوصول إلى FTTH شائعة الاستخدام في اليابان والولايات المتحدة.من بين مستخدمي FTTH الحاليين البالغ عددهم 5 ملايين في العالم، يستخدم أكثر من 95% منهم تقنية التحويل النشط P2P.مزاياها البارزة هي:

－－عرض النطاق الترددي العالي: من السهل تحقيق وصول مستقر للنطاق العريض في اتجاهين يبلغ 100 متر؛

- يمكنه دعم الوصول إلى النطاق العريض للإنترنت والوصول إلى الكيبل التلفزيوني والوصول إلى الهاتف وتحقيق تكامل ثلاث شبكات في شبكة الوصول؛

－－دعم الأعمال الجديدة المتوقعة في المستقبل: الهاتف المرئي، والفيديو حسب الطلب، والسينما الرقمية، والمكاتب البعيدة، والمعارض عبر الإنترنت، والتعليم التلفزيوني، والعلاج الطبي عن بعد، وتخزين البيانات والنسخ الاحتياطي، وما إلى ذلك؛

－－بنية شبكة بسيطة وتكنولوجيا ناضجة وتكلفة وصول منخفضة؛

－－فقط غرفة الكمبيوتر في المجتمع هي عقدة نشطة.مركزية أسلاك غرفة الكمبيوتر لتقليل تكاليف الصيانة وتحسين استخدام منافذ المعدات؛

-السماح للمستخدمين باختيار المشغلين بحرية، مما يفضي إلى المنافسة بين مشغلي الاتصالات؛

- توفير موارد كابلات الألياف الضوئية من غرفة الكمبيوتر المركزية إلى المجتمع بشكل فعال، ولا داعي لزيادة مد كابلات الألياف الضوئية من غرفة الكمبيوتر المركزية إلى المجتمع.

نعتقد أنه من الأكثر علمية وجدوى اختيار تقنية AON للوصول إلى FTTH، بسبب عدم اليقين في تطوير معايير وتقنيات PON:

-لقد ظهر المعيار للتو، بإصدارات متعددة (EPON & GPON)، والمنافسة بين المعايير غير مؤكدة للترويج المستقبلي.

－تتطلب الأجهزة ذات الصلة 3-5 سنوات من التوحيد والنضج.سيكون من الصعب التنافس مع أجهزة Ethernet P2P الحالية من حيث التكلفة والشعبية خلال السنوات الثلاث إلى الخمس القادمة.

- الأجهزة الإلكترونية الضوئية PON غالية الثمن: إرسال واستقبال متدفق عالي الطاقة وعالي السرعة ؛الأجهزة الإلكترونية الضوئية الحالية بعيدة كل البعد عن تلبية متطلبات إنتاج أنظمة PON منخفضة التكلفة.

-في الوقت الحاضر، متوسط ​​سعر بيع معدات EPON الأجنبية هو 1000-1500 دولار أمريكي.

3. انتبه إلى مخاطر تقنية FTTH وتجنب طلب الدعم بشكل أعمى للوصول إلى الخدمة الكاملة

يحتاج العديد من المستخدمين إلى FTTH لدعم جميع الخدمات، ودعم الوصول إلى الإنترنت عريض النطاق في نفس الوقت، والوصول إلى تلفزيون الكابل (CATV) والوصول إلى الهاتف الثابت التقليدي، أي الوصول إلى التشغيل الثلاثي، على أمل تحقيق تقنية الوصول إلى FTTH في خطوة واحدة.نحن نعتقد أنه من المثالي أن نكون قادرين على دعم الوصول إلى الإنترنت عريض النطاق، والوصول المحدود إلى التلفزيون (CATV) والوصول إلى الهاتف الثابت العادي، ولكن في الواقع هناك مخاطر فنية ضخمة.

في الوقت الحاضر، من بين 5 ملايين مستخدم FTTH في العالم، أكثر من 97٪ من شبكات الوصول FTTH توفر فقط خدمات الوصول إلى الإنترنت ذات النطاق العريض، لأن تكلفة FTTH لتوفير الهاتف الثابت التقليدي أعلى بكثير من تكلفة تكنولوجيا الهاتف الثابت الحالية، واستخدام الألياف الضوئية لنقل الهاتف الثابت التقليدي يعاني أيضًا من مشكلة إمداد الهاتف بالطاقة.على الرغم من أن AON وEPON وGPON جميعها تدعم الوصول إلى اللعب الثلاثي.ومع ذلك، فقد تم للتو نشر معايير EPON وGPON، وسوف يستغرق الأمر بعض الوقت حتى تنضج التكنولوجيا.إن المنافسة بين EPON وGPON والترويج المستقبلي لهذين المعيارين غير مؤكدة أيضًا، كما أن هيكل الشبكة المنفعلة من نقطة إلى عدة نقاط غير مناسب للكثافة العالية في الصين.تطبيقات المناطق السكنيةعلاوة على ذلك، تتطلب الأجهزة ذات الصلة بـ EPON وGPON ما لا يقل عن 5 سنوات من التوحيد القياسي والنضج.في السنوات الخمس المقبلة، سيكون من الصعب التنافس مع أجهزة Ethernet P2P الحالية من حيث التكلفة والشعبية.في الوقت الحاضر، الأجهزة الإلكترونية الضوئية بعيدة عن أن تكون قادرة على تلبية متطلبات الإنتاج المنخفضة.متطلبات نظام تكلفة PON.يمكن ملاحظة أن السعي الأعمى للوصول إلى خدمة FTTH الكاملة باستخدام EPON أو GPON في هذه المرحلة سيؤدي حتماً إلى مخاطر فنية ضخمة.

على شبكة الوصول، يعد الاتجاه الحتمي للألياف الضوئية هو استبدال الكابلات النحاسية المختلفة.ومع ذلك، فإن الألياف الضوئية سوف تحل محل الكابلات النحاسية تمامًا بين عشية وضحاها.ومن غير الواقعي ولا يمكن تصوره أن يتم الوصول إلى جميع الخدمات من خلال الألياف الضوئية.أي تقدم تكنولوجي وتطبيق يتم بشكل تدريجي، و FTTH ليست استثناءً.ولذلك، في التطوير الأولي والترويج لـ FTTH، فإن التعايش بين الألياف الضوئية والكابلات النحاسية أمر لا مفر منه.إن التعايش بين الألياف الضوئية والكابلات النحاسية يمكن أن يمكّن المستخدمين ومشغلي الاتصالات من تجنب المخاطر التقنية لـ FTTH بشكل فعال.بادئ ذي بدء، يمكن استخدام تقنية الوصول إلى AON في مرحلة مبكرة لتحقيق الوصول إلى النطاق العريض FTTH بتكلفة منخفضة، في حين لا تزال CATV والهواتف الثابتة التقليدية تستخدم الوصول المزدوج المحوري والملتوي.بالنسبة للفيلات، يمكن أيضًا الوصول إلى CATV في وقت واحد من خلال الألياف الضوئية بتكلفة منخفضة.ثانياً، هناك عوائق صناعية تحول دون تقديم خدمات الاتصالات في الصين.لا يُسمح لمشغلي الاتصالات بتشغيل خدمات CATV.على العكس من ذلك، لا يُسمح لمشغلي الكيبل التلفزيوني بتشغيل خدمات الاتصالات التقليدية (مثل الهاتف)، وسيستمر هذا الوضع لفترة طويلة في المستقبل.لا يمكن تغيير الوقت، لذلك لا يمكن لمشغل واحد تقديم خدمات التشغيل الثلاثي على شبكة الوصول FTTH؛مرة أخرى، نظرًا لأن عمر الكابلات الضوئية يمكن أن يصل إلى 40 عامًا، في حين أن الكابلات النحاسية تصل عمومًا إلى 10 سنوات، فعند انتهاء عمر الكابلات النحاسية، عندما تنخفض جودة الاتصال، ليست هناك حاجة لوضع أي كابلات.ما عليك سوى ترقية معدات الألياف الضوئية لتقديم الخدمات التي تقدمها الكابلات النحاسية الأصلية.في الواقع، طالما أن التكنولوجيا ناضجة والتكلفة مقبولة، يمكنك الترقية في أي وقت.معدات الألياف الضوئية، تتمتع في الوقت المناسب بالراحة والنطاق الترددي العالي الذي توفره تقنية FTTH الجديدة.

لتلخيص ذلك، الاختيار الحالي للتعايش بين الألياف الضوئية والكابلات النحاسية، باستخدام FiberP2P FTTH من AON لتحقيق الوصول إلى الإنترنت واسع النطاق، لا تزال الكيبل التلفزيوني والهواتف الثابتة التقليدية تستخدم الوصول الزوجي المحوري والملتوي، والذي يمكن أن يتجنب بشكل فعال مخاطر تقنية FTTH في نفس الوقت استمتع بالراحة والنطاق الترددي العالي الذي توفره تقنية الوصول FTTH الجديدة في أسرع وقت ممكن.عندما تنضج التكنولوجيا وتكون التكلفة مقبولة، ويتم إزالة حواجز الصناعة، يمكن ترقية معدات الألياف الضوئية في أي وقت لتحقيق الوصول الكامل إلى خدمة FTTH.