شبكة إيبون (شبكة إيثرنت الضوئية السلبية)
شبكة إيثرنت الضوئية السلبية (EPON) هي تقنية PON تعتمد على الإيثرنت. وتعتمد بنية من نقطة إلى نقاط متعددة ونقلًا سلبيًا عبر الألياف الضوئية، مما يوفر خدمات متعددة عبر الإيثرنت. وقد تم توحيد تقنية EPON من قبل مجموعة عمل IEEE802.3 EFM. في يونيو 2004، أصدرت مجموعة عمل IEEE802.3 EFM معيار EPON - IEEE802.3ah (الذي تم دمجه في معيار IEEE802.3-2005 في عام 2005).
يجمع هذا المعيار بين تقنيتي الإيثرنت وشبكة الوصول الضوئي السلبي (PON)، حيث تُستخدم تقنية PON في الطبقة الفيزيائية، بينما يُستخدم بروتوكول الإيثرنت في طبقة ربط البيانات، مستفيدًا من بنية PON لتحقيق الوصول إلى شبكة الإيثرنت. وبذلك، يجمع هذا المعيار مزايا كلتا التقنيتين: التكلفة المنخفضة، وعرض النطاق الترددي العالي، وقابلية التوسع الكبيرة، والتوافق مع شبكات الإيثرنت الحالية، وسهولة الإدارة، وغيرها.
GPON (شبكة PON قادرة على نقل البيانات بسرعة جيجابت)
تُعدّ هذه التقنية أحدث جيل من معايير الوصول البصري السلبي المتكامل عريض النطاق، والمستندة إلى معيار ITU-TG.984.x، وتتميز بالعديد من المزايا، كعرض النطاق الترددي العالي، والكفاءة العالية، وتغطية واسعة، وواجهات مستخدم غنية. ويعتبرها معظم مشغلي الشبكات التقنية المثالية لتحقيق النطاق العريض والتحول الشامل لخدمات شبكات الوصول. وقد اقترحت منظمة FSAN تقنية GPON لأول مرة في سبتمبر 2002. وبناءً على ذلك، أكملت ITU-T تطوير معياري ITU-T G.984.1 وG.984.2 في مارس 2003، ثم اعتمدت معيار G.984.3 في فبراير ويونيو 2004. وبذلك، تشكلت عائلة معايير GPON.
نشأت تقنية GPON من معيار تقنية ATMPON الذي بدأ بالتشكل تدريجيًا عام 1995، وPON اختصار لـ "الشبكة الضوئية السلبية". وقد اقترحت منظمة FSAN تقنية GPON (الشبكة الضوئية السلبية ذات القدرة على نقل البيانات بسرعة جيجابت) لأول مرة في سبتمبر 2002. وبناءً على ذلك، أكمل الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-T) تطوير المعيارين G.984.1 وG.984.2 في مارس 2003، ثم اعتمد المعيار G.984.3 في فبراير ويونيو 2004. وبذلك، تشكلت عائلة معايير GPON. يتشابه الهيكل الأساسي للأجهزة القائمة على تقنية GPON مع أجهزة PON الحالية، حيث يتكون من وحدة طرفية للخط الضوئي (OLT) في المكتب المركزي، ووحدة طرفية للشبكة الضوئية (ONT/ONU) في طرف المستخدم، وشبكة توزيع ضوئية (ODN) تتألف من ألياف أحادية النمط (SM) ومقسم سلبي، ونظام إدارة الشبكة الذي يربط بين الجهازين الأولين.
الفرق بين EPON و GPON
تستخدم شبكة GPON تقنية تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM) لتمكين التحميل والتنزيل المتزامنين. عادةً، يُستخدم حامل ضوئي بطول موجي 1490 نانومتر للتنزيل، بينما يُستخدم حامل ضوئي بطول موجي 1310 نانومتر للتحميل. وفي حال الحاجة إلى إرسال إشارات تلفزيونية، يُستخدم حامل ضوئي بطول موجي 1550 نانومتر. على الرغم من أن كل وحدة ONU قادرة على تحقيق سرعة تنزيل تصل إلى 2.488 جيجابت/ثانية، فإن GPON تستخدم أيضًا تقنية الوصول المتعدد بتقسيم الوقت (TDMA) لتخصيص فترة زمنية محددة لكل مستخدم في الإشارة الدورية.
تصل سرعة التنزيل القصوى لشبكة XGPON إلى 10 جيجابت/ثانية، بينما تبلغ سرعة الرفع 2.5 جيجابت/ثانية. وتستخدم هذه الشبكة تقنية WDM، حيث يبلغ طول موجة الموجة الحاملة الضوئية في اتجاهي الإرسال والاستقبال 1270 نانومتر و1577 نانومتر على التوالي.
بفضل زيادة معدل الإرسال، يمكن تقسيم عدد أكبر من وحدات الشبكة الضوئية (ONUs) وفقًا لتنسيق البيانات نفسه، مع مسافة تغطية قصوى تصل إلى 20 كيلومترًا. ورغم أن تقنية XGPON لم تُعتمد على نطاق واسع بعد، إلا أنها توفر مسارًا جيدًا للتحديث لمشغلي الاتصالات الضوئية.
يتوافق بروتوكول EPON تمامًا مع معايير الإيثرنت الأخرى، لذا لا حاجة إلى تحويل أو تغليف عند الاتصال بشبكات الإيثرنت، مع حمولة قصوى تبلغ 1518 بايت. ولا يتطلب EPON طريقة الوصول CSMA/CD في بعض إصدارات الإيثرنت. إضافةً إلى ذلك، ولأن نقل البيانات عبر الإيثرنت هو الطريقة الرئيسية لنقل البيانات في الشبكات المحلية، فلا حاجة إلى تحويل بروتوكول الشبكة عند الترقية إلى شبكة منطقة حضرية.
يوجد 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، بينما يستخدم البعض معدل تنزيل 10 جيجابت/ثانية ومعدل تحميل 1 جيجابت/ثانية.
يستخدم إصدار جيجابت/ثانية أطوال موجية ضوئية مختلفة على الألياف، حيث يبلغ طول الموجة في اتجاه الإرسال 1575-1580 نانومتر، بينما يبلغ طول الموجة في اتجاه الاستقبال 1260-1280 نانومتر. وبالتالي، يمكن دمج نظام 10 جيجابت/ثانية ونظام 1 جيجابت/ثانية القياسي عبر تقنية تعدد الإرسال باستخدام نفس الألياف.
تكامل الخدمات الثلاثية
يعني تقارب الشبكات الثلاث أنه في سياق تطورها من شبكة الاتصالات السلكية واللاسلكية، وشبكة الإذاعة والتلفزيون، والإنترنت، إلى شبكة الاتصالات ذات النطاق العريض، وشبكة التلفزيون الرقمي، والجيل القادم من الإنترنت، تميل هذه الشبكات الثلاث، من خلال التحول التقني، إلى امتلاك وظائف تقنية متشابهة، ونطاق أعمال متقارب، وترابط شبكي، ومشاركة في الموارد، وقادرة على تزويد المستخدمين بخدمات الصوت والبيانات والإذاعة والتلفزيون وغيرها. ولا يعني الاندماج الثلاثي التكامل المادي للشبكات الرئيسية الثلاث، بل يشير أساسًا إلى دمج تطبيقات الأعمال عالية المستوى.
يُستخدم دمج الشبكات الثلاث على نطاق واسع في مجالات متنوعة كالنقل الذكي، وحماية البيئة، والعمل الحكومي، والأمن العام، والمنازل الآمنة. في المستقبل، ستتمكن الهواتف المحمولة من مشاهدة التلفاز وتصفح الإنترنت، وسيتمكن التلفاز من إجراء المكالمات الهاتفية وتصفح الإنترنت، وستتمكن أجهزة الكمبيوتر أيضاً من إجراء المكالمات الهاتفية ومشاهدة التلفاز.
يمكن تحليل تكامل الشبكات الثلاث من الناحية المفاهيمية من وجهات نظر ومستويات مختلفة، بما في ذلك تكامل التكنولوجيا، وتكامل الأعمال، وتكامل الصناعة، وتكامل المحطات الطرفية، وتكامل الشبكة.
تقنية النطاق العريض
تُعدّ تقنية الاتصالات عبر الألياف الضوئية الركيزة الأساسية لتقنية النطاق العريض. ومن أهداف تقارب الشبكات توفير خدمات موحدة عبر الشبكة. ولتحقيق ذلك، لا بد من وجود منصة شبكية تدعم نقل خدمات الوسائط المتعددة المختلفة (البث المباشر) مثل الصوت والفيديو.
تتميز هذه الشركات بارتفاع الطلب التجاري، وضخامة حجم البيانات، ومتطلبات جودة الخدمة العالية، مما يستلزم عادةً نطاقًا تردديًا واسعًا جدًا أثناء الإرسال. علاوة على ذلك، ومن الناحية الاقتصادية، يجب ألا تكون التكلفة مرتفعة للغاية. ولذلك، أصبحت تقنية الاتصالات بالألياف الضوئية عالية السعة والمستدامة الخيار الأمثل لوسائط الإرسال. يوفر تطور تقنية النطاق العريض، وخاصة تقنية الاتصالات الضوئية، النطاق الترددي اللازم، وجودة الإرسال، والتكلفة المنخفضة لنقل مختلف المعلومات التجارية.
تُعدّ تقنية الاتصالات الضوئية ركيزة أساسية في مجال الاتصالات المعاصر، إذ تشهد نموًا متسارعًا بمعدل 100 ضعف كل 10 سنوات. ويُمثّل نقل البيانات عبر الألياف الضوئية، بفضل سعته الهائلة، منصة النقل المثالية للشبكات الثلاث، والناقل المادي الرئيسي لشبكة المعلومات المستقبلية. وقد انتشر استخدام تقنية الاتصالات الضوئية ذات السعة الكبيرة على نطاق واسع في شبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية، وشبكات الحاسوب، وشبكات البث الإذاعي والتلفزيوني.
تاريخ النشر: 12 ديسمبر 2024