شبكة إيثرنت البصرية السلبية (EPON)
شبكة إيثرنت الضوئية السلبية هي تقنية شبكة بصرية سلبية مبنية على إيثرنت. تعتمد هذه التقنية على بنية نقطة إلى نقاط متعددة ونقل ألياف ضوئية سلبية، مما يوفر خدمات متعددة عبر إيثرنت. قامت مجموعة عمل IEEE802.3 EFM بتوحيد تقنية EPON. في يونيو 2004، أصدرت مجموعة عمل IEEE802.3EFM معيار EPON - IEEE802.3ah (الذي دُمج في معيار IEEE802.3-2005 عام 2005).
في هذا المعيار، يتم دمج تقنيتي الإيثرنت والشبكات البصرية المحمية (PON)، حيث تُستخدم تقنية الشبكات البصرية المحمية في الطبقة المادية وبروتوكول الإيثرنت في طبقة رابط البيانات، مستفيدين من بنية الشبكات البصرية المحمية لتحقيق الوصول عبر الإيثرنت. وبالتالي، يجمع المعيار بين مزايا تقنيتي الشبكات البصرية المحمية والإيثرنت: التكلفة المنخفضة، وعرض النطاق الترددي العالي، وقابلية التوسع العالية، والتوافق مع شبكات الإيثرنت الحالية، وسهولة الإدارة، وغيرها.
GPON (PON قادر على جيجابت)
هذه التقنية هي أحدث جيل من معايير الوصول المتكامل البصري السلبي عريض النطاق، المستندة إلى معيار ITU-TG.984.x، وتتميز بمزايا عديدة، مثل النطاق الترددي العالي، والكفاءة العالية، ومساحة التغطية الواسعة، وواجهات المستخدم المتطورة. ويعتبرها معظم المشغلين التقنية المثالية لتحقيق النطاق العريض والتحول الشامل لخدمات شبكات الوصول. اقترحت منظمة FSAN تقنية GPON لأول مرة في سبتمبر 2002. وبناءً على ذلك، أكمل قطاع تقييس الاتصالات (ITU-T) تطوير معياري ITU-T G.984.1 وG.984.2 في مارس 2003، ووحد معيار G.984.3 في فبراير ويونيو 2004. وهكذا، تشكلت عائلة معايير GPON.
نشأت تقنية GPON من معيار تقنية ATMPON الذي وُضع تدريجيًا عام 1995، واختصار PON هو "شبكة بصرية سلبية". اقترحت منظمة FSAN تقنية GPON (شبكة بصرية سلبية قادرة على جيجابت) لأول مرة في سبتمبر 2002. وبناءً على ذلك، أكمل قطاع تقييس الاتصالات (ITU-T) تطوير معياري ITU-T G.984.1 وG.984.2 في مارس 2003، ووحد معيار G.984.3 في فبراير ويونيو 2004. وهكذا، تشكلت عائلة معايير GPON. يشبه الهيكل الأساسي للأجهزة القائمة على تقنية GPON البنية الأساسية لشبكات PON الحالية، حيث تتكون من OLT (طرف خط بصري) في المكتب المركزي، وONT/ONU (طرف شبكة بصرية أو وحدة شبكة بصرية) في طرف المستخدم، وODN (شبكة توزيع بصري) تتكون من ألياف أحادية الوضع (ألياف SM) وموزع سلبي، ونظام إدارة شبكة يربط الجهازين الأولين.
الفرق بين EPON و GPON
يستخدم GPON تقنية الإرسال المتعدد بتقسيم الطول الموجي (WDM) لتمكين التحميل والتنزيل المتزامنين. عادةً، يُستخدم ناقل ضوئي بطول 1490 نانومتر للتنزيل، بينما يُختار ناقل ضوئي بطول 1310 نانومتر للتحميل. عند الحاجة إلى إرسال إشارات تلفزيونية، يُستخدم أيضًا ناقل ضوئي بطول 1550 نانومتر. على الرغم من أن كل وحدة ONU يمكنها تحقيق سرعة تنزيل تبلغ 2.488 جيجابت/ثانية، إلا أن GPON يستخدم أيضًا تقنية الوصول المتعدد بتقسيم الزمن (TDMA) لتخصيص فترة زمنية محددة لكل مستخدم في الإشارة الدورية.
يصل الحد الأقصى لمعدل التنزيل في XGPON إلى 10 جيجابت/ثانية، ومعدل الرفع أيضًا إلى 2.5 جيجابت/ثانية. كما أنها تستخدم تقنية WDM، ويبلغ طول موجات الناقلات الضوئية الأمامية والخلفية 1270 نانومتر و1577 نانومتر على التوالي.
بفضل زيادة معدل الإرسال، يُمكن تقسيم المزيد من وحدات ONU وفقًا لنفس تنسيق البيانات، مع مسافة تغطية قصوى تصل إلى 20 كم. على الرغم من أن تقنية XGPON لم تُعتمد على نطاق واسع بعد، إلا أنها تُوفر مسار ترقية مُمتازًا لمُشغلي الاتصالات البصرية.
يتوافق بروتوكول EPON تمامًا مع معايير إيثرنت الأخرى، لذا لا حاجة للتحويل أو التغليف عند الاتصال بشبكات إيثرنت، بحد أقصى للحمولة يبلغ 1518 بايت. لا يتطلب بروتوكول EPON طريقة الوصول CSMA/CD في بعض إصدارات إيثرنت. بالإضافة إلى ذلك، ولأن نقل إيثرنت هو الطريقة الرئيسية لنقل البيانات عبر الشبكات المحلية، فلا حاجة لتحويل بروتوكول الشبكة أثناء الترقية إلى شبكة حضرية.
يتوفر أيضًا إصدار إيثرنت بسرعة 10 جيجابت/ثانية، يُعرف باسم 802.3av. تبلغ سرعة الخط الفعلية 10.3125 جيجابت/ثانية. الوضع الرئيسي هو معدل تحميل وتنزيل 10 جيجابت/ثانية، حيث يستخدم البعض معدل تحميل 10 جيجابت/ثانية ومعدل تحميل 1 جيجابت/ثانية.
يستخدم إصدار جيجابت/ثانية أطوالًا موجية بصرية مختلفة على الألياف، بطول موجي هابط يتراوح بين 1575 و1580 نانومترًا، وطول موجي صاعد يتراوح بين 1260 و1280 نانومترًا. لذلك، يمكن دمج نظام 10 جيجابت/ثانية والنظام القياسي 1 جيجابت/ثانية على الألياف نفسها.
تكامل اللعب الثلاثي
يعني تقارب الشبكات الثلاث أنه في عملية التطور من شبكات الاتصالات، وشبكات الراديو والتلفزيون، والإنترنت إلى شبكات الاتصالات عريضة النطاق، وشبكات التلفزيون الرقمي، وشبكات الجيل التالي من الإنترنت، تميل الشبكات الثلاث، من خلال التحول التقني، إلى امتلاك نفس الوظائف التقنية، ونفس نطاق الأعمال، ونفس الترابط الشبكي، ونفس مشاركة الموارد، ويمكنها تزويد المستخدمين بخدمات الصوت والبيانات والراديو والتلفزيون وغيرها. لا يعني الاندماج الثلاثي التكامل المادي للشبكات الرئيسية الثلاث، بل يشير بشكل أساسي إلى دمج تطبيقات الأعمال عالية المستوى.
يُستخدم دمج الشبكات الثلاث على نطاق واسع في مجالات متنوعة، مثل النقل الذكي، وحماية البيئة، والعمل الحكومي، والسلامة العامة، والمنازل الآمنة. في المستقبل، ستتمكن الهواتف المحمولة من مشاهدة التلفزيون وتصفح الإنترنت، وستتمكن أجهزة التلفزيون من إجراء مكالمات هاتفية وتصفح الإنترنت، وستتمكن أجهزة الكمبيوتر أيضًا من إجراء مكالمات هاتفية ومشاهدة التلفزيون.
يمكن تحليل تكامل الشبكات الثلاث مفاهيميًا من وجهات نظر ومستويات مختلفة، بما في ذلك تكامل التكنولوجيا، وتكامل الأعمال، وتكامل الصناعة، وتكامل المحطة، وتكامل الشبكة.
تكنولوجيا النطاق العريض
تُعدّ تقنية اتصالات الألياف الضوئية العنصر الرئيسي لتقنية النطاق العريض. ومن أهداف تقارب الشبكات توفير خدمات موحدة عبر الشبكة. ولتوفير هذه الخدمات، لا بد من وجود منصة شبكية تدعم نقل مختلف خدمات الوسائط المتعددة (بث الوسائط) مثل الصوت والفيديو.
تتميز هذه الشركات بارتفاع الطلب على خدماتها، وحجم بياناتها الضخم، ومتطلباتها العالية لجودة الخدمة، ما يتطلب عادةً نطاقًا تردديًا واسعًا جدًا أثناء النقل. علاوة على ذلك، من الناحية الاقتصادية، لا ينبغي أن تكون التكلفة مرتفعة جدًا. وهكذا، أصبحت تقنية الاتصالات بالألياف الضوئية عالية السعة والمستدامة الخيار الأمثل لوسائط النقل. يوفر تطوير تقنية النطاق العريض، وخاصةً تقنية الاتصالات الضوئية، النطاق الترددي اللازم، وجودة النقل، والتكلفة المنخفضة لنقل مختلف معلومات الأعمال.
تُعد تقنية الاتصالات الضوئية، باعتبارها ركيزة أساسية في مجال الاتصالات المعاصر، تطورًا سريعًا بمعدل نمو يصل إلى 100 ضعف كل عشر سنوات. يُعد نقل الألياف الضوئية بسعة هائلة منصة النقل المثالية لـ"الشبكات الثلاث"، والناقل المادي الرئيسي لطريق المعلومات السريع المستقبلي. وقد استُخدمت تقنية اتصالات الألياف الضوئية ذات السعة الكبيرة على نطاق واسع في شبكات الاتصالات، وشبكات الحاسوب، وشبكات البث والتلفزيون.
وقت النشر: ١٢ ديسمبر ٢٠٢٤