FTTH الألياف البصرية الضوئية إلى المنازل

تُعرف الألياف إلى المنزل (FTTH) بشكل أكثر شيوعًا باسم "دليل المستقبل" ، وهي تقنية جديدة لتقديم إشارة اتصال عبر الألياف الضوئية. إنه بديل فعال واقتصادي للبنية التحتية النحاسية الحالية بما في ذلك الكابلات الهاتفية والمحورية. هذه التكنولوجيا فعالة بما يكفي لتوفير نطاق ترددي أعلى بكثير للمستهلكين والشركات. لذلك ، يغطي هذا البرنامج التعليمي جميع الجوانب الفنية والاقتصادية لـ FTTH ويصف المصطلحات ذات الصلة بالتفصيل.

الجمهور

تم تصميم هذا البرنامج التعليمي لجميع القراء الذين يرغبون في تعلم أساسيات FTTH. تم تطويره بلغة بسيطة ويتم شرح جميع المصطلحات الفنية بالتفصيل بهدف جعلها مفهومة لمجموعة واسعة من القراء. يهدف هذا البرنامج التعليمي إلى جعلك تشعر بالراحة عند بدء استخدام تقنية الألياف الضوئية إلى المنزل وأدواتها المختلفة.

المتطلبات الأساسية

قبل البدء بهذا البرنامج التعليمي ، نتوقع أن يكون لدى القارئ فهم أساسي لتكنولوجيا FTTH بالإضافة إلى المصطلحات المرتبطة بها.

للوصول إلى تقنيات الشبكة ، عادة ما توجد طريقتان ، هما الطريقة الثابتة والثانية هي الطريقة اللاسلكية . في هذا البرنامج التعليمي ، سنناقش الطريقة "الثابتة" ، والتي تسمى تقنيًا باسم تقنية FTTH .

ما هي تقنية FTTH؟

الألياف الضوئية إلى المنزل أو FTTH ببساطة هي تقنية تستخدم الألياف الضوئية مباشرة من النقطة المركزية إلى المباني السكنية (كما هو موضح في الصورة التالية). يوفر خدمة إنترنت عالية السرعة دون انقطاع. هنا ، تشمل "H" كلاً من المنزل والأعمال الصغيرة.

FTTH هو الحل النهائي للوصول إلى الألياف حيث يتم توصيل كل مشترك بألياف ضوئية. تستند خيارات النشر التي تمت مناقشتها في هذا البرنامج التعليمي إلى مسار كامل للألياف الضوئية من إنهاء الخط البصري (OLT) إلى مقر المشترك.

يسهل هذا الاختيار خدمات النطاق الترددي العالي والمحتوى لكل عميل ويضمن أقصى عرض نطاق للطلبات المستقبلية للخدمات الجديدة. لذلك ، لا يتم تضمين الخيارات الهجينة التي تتضمن شبكات البنية التحتية النحاسية "الجزئية" والألياف "الجزئية".

كوسيلة للوصول إلى المنزل عبر الألياف ، فإن سيناريو الألياف إلى المنزل (FTTH) مخصص بشكل أساسي للوحدة العائلية الفردية (SFU) ، مما يوفر عددًا صغيرًا نسبيًا من المنافذ ، بما في ذلك الأنواع التالية - POTS ، 10/100/1000 BASE- T و RF (18dBmV).

يمكن نشر طريقة الألياف الضوئية بطريقتين: الطريقة النشطة والطريقة السلبية. يعتمد نشر FTTH الشامل الحالي على الطريقة الخاملة. ومن ثم ، دعونا نناقش الطريقة السلبية بالتفصيل.

الطريقة السلبية - التقنيتان النموذجيتان المستخدمتان في هذه الطريقة هما شبكة إيثرنت البصرية السلبية (EPON) والشبكات الضوئية المنفعلة (GPON) القادرة على جيجابت . الرجوع إلى الصورة التالية.

• تدعم حلقة المشترك الرقمية ذات معدل البت العالي جدًا (VDSL) أقصى معدل بت يبلغ 55 بت في الثانية. يتمتع VDSL2 بجودة خدمة أفضل وأفضل SNR.

• يدعم ADSL (خط المشترك الرقمي غير المتماثل) أقصى معدل بت يبلغ 8 ميجابت في الثانية ، ومع ذلك يمكن أن يصل ADSL2 إلى 12 ميجابت في الثانية.

• SHDSL تعني خط المشترك الرقمي المتماثل عالي معدل البت . كلما زاد قطر الهاتف ، زادت المسافة التي يمكن أن يصل إليها. يعتمد معدل الإرسال على قطر سلك الهاتف.

• تعتمد الشبكة الرقمية للخدمة المتكاملة (ISDN) على شبكة تبديل الدارات.

لماذا FTTH؟

تقدم الألياف عددًا من المزايا مقارنة بالتقنيات السابقة (النحاس). أهمها على النحو التالي -

• قدرة تحمل معلومات هائلة
• قابل للترقية بسهولة
• سهل التنصيب
• يسمح بخدمات متماثلة بالكامل
• يقلل من تكاليف التشغيل والصيانة
• يغطي مسافات طويلة جدا
• قوي ومرن وموثوق
• يسمح لكابلات ذات قطر صغير وخفيف الوزن
• آمن ومضمون
• محصن ضد التداخل الكهرومغناطيسي (EMI)
• أقل تكلفة

يسرد الجدول التالي الخدمات المتقدمة التي يمكن تقديمها من خلال FTTH جنبًا إلى جنب مع النطاق الترددي الخاص بها.

خدمات	عرض النطاق
تنزيل البيانات	10 ميجابت في الثانية
VoIP ومؤتمر الفيديو	1 ميجابت في الثانية
موسيقى حسب الطلب ومحتويات وسائط متعددة	2 ميجابت في الثانية
ألعاب على الانترنت	1 ميجابت في الثانية
تلفزيون رقمي SD	3 ميجابت في الثانية
تلفزيون رقمي عالي الدقة	8 ميجابت في الثانية
قنوات تلفزيونية إضافية	16 ميجابت في الثانية

FTTH مقابل xDSL

يوضح الجدول التالي مقارنة نموذجية بين أجهزة FTTH و xDSL من حيث عرض النطاق الترددي والمسافة (أقصى مدى) -

المواصلات	ADSL	ADSL2	ADSL2 +	VDSL	VDSL2	FTTH بون
الحد الأقصي لنطاق البث الترددي	د: 8 م	12 م	24 م	55 م	100 م	100+
	U: مليون	3.5 م	1 م	19 م	100 م	100+
مسافة	3-5 كيلومترات			<= 1.3 كيلومتر		<= 100 كيلومتر

• تؤثر المسافة على أداء xDSL بشكل عميق.

• المسافة ليست مشكلة بالنسبة لشبكة FTTH ، حيث أن أقصى مدى يزيد عن 20 كم.

• يدعم FTTH جميع الخدمات المتاحة.

المسافة وعرض النطاق الترددي

توضح النقاط التالية معلمات المسافة وعرض النطاق الترددي -

• ISDN - 2B + D = 2 × 64 + 16 = 144 كيلوبت في الثانية
• HDSDN - المعيار الأمريكي 0.51 مم ، 2 متر بحد أقصى 5 كم.
• ADSL - 3-5 كم 8 ميجابت في الثانية
• ADSL2 - 3-5 كم و 12 ميجابت في الثانية
• ADSL2 + - 3-5 كم 24 ميجابت في الثانية
• VDSL - 1.3 كم ، 55 ميجابت في الثانية ؛ VDSL2 للتحميل / المصب بسرعة 100 ميجابت في الثانية

مصطلحات FTTH

دعونا الآن نناقش بإيجاز المصطلحات المرتبطة عادة بـ FTTH.

مسافة الألياف التفاضلية

يتصل OLT بالعديد من وحدات ONU / ONT. مسافة الألياف التفاضلية هي الفرق في المسافة بين أقرب وأبعد ONU / ONT من OLT. في GPON ، تبلغ أقصى مسافة للألياف التفاضلية 20 كم . يؤثر هذا على حجم نافذة النطاق ويتوافق مع ITU-T G.983.1.

الوصول المنطقي

يُعرَّف الوصول المنطقي على أنه أقصى مسافة يمكن تغطيتها لنظام إرسال معين ، بغض النظر عن الميزانية البصرية. نظرًا لأن الوصول المنطقي هو أقصى مسافة بين ONU ​​/ ONT و OLT باستثناء حدود الطبقة المادية - في GPON ، يتم تحديد الحد الأقصى للوصول المنطقي على أنه 60 كم .

متوسط ​​تأخير نقل الإشارة

متوسط ​​تأخير نقل الإشارة هو متوسط ​​قيم التأخير في المنبع والمصب بين النقاط المرجعية. يتم تحديد هذه القيمة عن طريق قياس تأخير رحلة الذهاب والإياب ثم القسمة على 2. يجب أن تستوعب GPON الخدمات التي تتطلب حدًا أقصى لتأخير نقل الإشارة يبلغ 1.5 السيدة. بين النقاط المرجعية التلفزيونية.

شبكة الوصول البصري (OAN)

شبكة الوصول البصري هي شبكة وصول باتجاه جانب الشبكة ، وتُعرف أيضًا باسم SNI (واجهة شبكة الخدمة). تتصل منافذ الارتباط الأعلى لـ OLT بشبكة الوصول L2 Switch Ring. جميع المكونات الأخرى البينية مثل ODF / FDMS المتصلة بـ SNI تأتي ضمن شبكة الوصول البصري.

شبكة التوزيع البصري (ODN)

في تقنية PON باتجاه الجانب السفلي ، تأتي جميع المكونات السلبية من منفذ PON الخاص بـ OLT إلى منفذ PON في ONT ضمن شبكة التوزيع البصري. عادةً ، يأتي Splitter و ODF / FDMS ضمن هذه الفئة.

إنهاء الخط البصري (OLT)

تزود معدات المكتب المركزي (CO) PON بواجهات الشبكة المختلفة. يخدم أحد OLT عدة ONTs من خلال نقل PON Downstream ، أي من OLT إلى ONT عادة ما يكون TDM. عادة ما تكون حركة المرور الأولية ، أي من ONT إلى OLT ، TDMA. قد يكون نظام PON إما متماثلًا أو غير متماثل.

إنهاء الشبكة البصرية (ONT) / وحدة الشبكة البصرية (ONU)

يعد إنهاء الشبكة البصرية أحد معدات مقر العميل التي توفر واجهات مستخدم للعميل.

الوصول المادي

يتم تعريف الوصول المادي على أنه أقصى مسافة مادية يمكن تحقيقها لنظام نقل معين. "الوصول المادي" هو أقصى مسافة مادية بين ONU ​​/ ONT و OLT. في GPON ، يتم تحديد خيارين للوصول المادي: 10 كم و 20 كم.

الخدمات

يتم تعريف الخدمة على أنها خدمة شبكة مطلوبة من قبل المشغلين. يتم وصف الخدمة باسم يتم التعرف عليه بوضوح من قبل الجميع ، بغض النظر عما إذا كان اسم بنية إطار أو اسمًا عامًا.

معدل البت

تهدف GPON إلى سرعات نقل أكبر من أو تساوي 1.2 جيجابت في الثانية. وفقًا لذلك ، تحدد GPON مجموعتين من سرعة الإرسال على النحو التالي -

• 1.2 جيجابت في الثانية ، 2.4 جيجابت في الثانية
• 2.4 جيجابت في الثانية ، 2.4 جيجابت في الثانية

يعد معدل البت الأكثر أهمية هو 1.2 جيجابت في الثانية للرفع و 2.4 جيجابت في الثانية للتنزيل ، مما يشكل تقريبًا جميع عمليات النشر المنتشرة والمخطط لها لأنظمة GPON.

نسبة تقسيم

كلما كانت نسبة الانقسام بالنسبة لـ GPON ، كلما كانت اقتصادية من منظور التكلفة. ومع ذلك ، فإن نسبة الانقسام الأكبر تعني قدرًا أكبر من الطاقة الضوئية وتقسيم النطاق الترددي ، مما يخلق الحاجة إلى زيادة ميزانية الطاقة لدعم الوصول المادي.

تعتبر نسب الانقسام التي تصل إلى 1:64 واقعية للطبقة المادية ، بالنظر إلى التكنولوجيا الحالية. ومع ذلك ، توقعًا للتطور المستمر للوحدات الضوئية ، يجب على طبقة TC مراعاة نسب الانقسام حتى 1: 128.

معدلات البيانات

PON	DS (ميجابت في الثانية)	الولايات المتحدة (ميغابت في الثانية)
BPON	155.52	155.52
ايه ام دي 1	622.08	155.52
	622.08	622.08
ايه ام دي 2	1244.16	155.52
	1244.16	622.08
GPON	1244.16	155.52
	1244.16	622.08
	1244.16	1244.16
	2488.32	155.52
	2488.32	622.08
	2488.32	1244.16
	2488.32	2488.32
EPON	1250	1250
10 جيبون +	10312.5	10312.5