تصنيف دوائر الألياف FTTH
تنقسم طبقة نقل FTTH إلى ثلاث فئات: حلقة دوبلكس (ثنائية الألياف ثنائية الاتجاه)، وحلقة Simplex (ألياف أحادية ثنائية الاتجاه) وحلقة Triplex (ألياف أحادية ثلاثية الاتجاهات). تستخدم حلقة الألياف المزدوجة اثنين من الألياف الضوئية بينأولتالنهاية وONUالنهاية، إحدى الطرق هي المصب، والإشارة منأولتالنهاية إلىONUنهاية؛ والطريق الآخر هو المنبع، والإشارة منONUالنهاية إلىأولتend.Simplex حلقة من الألياف المفردة تسمى أيضًا ثنائية الاتجاه، أو BIDI للاختصار. يستخدم هذا الحل أليافًا ضوئية واحدة فقط لتوصيل الشبكةأولتالنهاية وONUالنهاية، وتستخدم WDM لنقل إشارات المنبع والمصب بإشارات ضوئية ذات أطوال موجية مختلفة. بالمقارنة مع دوائر الألياف المزدوجة المزدوجة، يمكن لهذه الدائرة أحادية الألياف التي تستخدم نقل WDM أن تقلل من كمية الألياف المستخدمة بمقدار النصف وتقلل من تكلفةONUنهاية المستخدم. ومع ذلك، عند استخدام طريقة الألياف المفردة، يجب إدخال جهاز التقسيم والمجمع في وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية. إنها أكثر تعقيدًا قليلاً من وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية التي تستخدم طريقة الألياف المزدوجة. تستخدم إشارة المنبع BIDI إرسال الليزر في النطاق من 1260 إلى 1360 نانومتر، وتستخدم الإشارة النهائية النطاق من 1480 إلى 1580 نانومتر. في حلقة الألياف المزدوجة، يستخدم كل من المنبع والمصب نطاق 1310 نانومتر لنقل الإشارات.
لدى FTTH تقنيتان: محول الوسائط (MC) والشبكة الضوئية السلبية (PON). يستخدم MC بشكل أساسي لاستبدال الأسلاك النحاسية المستخدمة في شبكات Ethernet التقليدية، ويعتمد طوبولوجيا شبكة من نقطة إلى نقطة (P2P) لنقل خدمات 100 ميجابت في الثانية إلى منازل المستخدمين من خلال الألياف الضوئية. تهدف بنية PON بشكل أساسي إلى تقسيم الشبكة الضوئية إشارة من محطة الخط البصري (أولت) في اتجاه مجرى النهر من خلال الألياف الضوئية من خلال جهاز تقسيم بصري لنقل الإشارة الضوئية إلى كل محطة شبكة بصرية (ONU/T)، مما يقلل بشكل كبير من غرفة معدات الشبكة وتكلفة صيانة المعدات، مما يوفر الكثير من تكاليف البناء مثل الكابلات الضوئية، لذلك أصبح أحدث تقنيات FTTH الساخنة. لدى FTTH حاليًا ثلاثة حلول: حل FTTH من نقطة إلى نقطة، وحل EPON FTTH، وحل GPON FTTH.
حل FTTH القائم على P2P
P2P هي تقنية نقل إيثرنت متصلة بالألياف الضوئية من نقطة إلى نقطة. كما أنها تستخدم تقنية WDM لتحقيق اتصال ثنائي الاتجاه. بالمقارنة مع EPON، فهو يتميز بخصائص التنفيذ التكنولوجي البسيط والسعر المنخفض وسهولة الوصول لعدد صغير من المستخدمين.
تنقل شبكة P2P FTTH الأطوال الموجية لأعلى ولأسفل على ألياف بصرية واحدة بين المكتب المركزييُحوّلومعدات المستخدم من خلال WDM، ويحتاج كل مستخدم إلى ألياف بصرية واحدة فقط. يبلغ الطول الموجي الأولي 1310 نانومتر، والطول الموجي السفلي 1550 نانومتر. ومن خلال استخدام نقل الألياف الضوئية، يتم تمديد شبكة إيثرنت مباشرة من المكتب المركزي إلى سطح مكتب المستخدم. مع توفير عرض النطاق الترددي العالي وطريقة الوصول الاقتصادية، فإنه يلغي صعوبة إمدادات الطاقة وصيانة الممريُحوّلفي طريقة الوصول إلى Ethernet التقليدية، وتجنب صعوبة استرداد الاستثمار الناتجة عن انخفاض معدل الفتح والفتح المرن والأمان العالي. وفي حل P2P، يمكن للمستخدمين الاستمتاع بعرض نطاق ترددي يبلغ 100 ميجا حصريًا، ودعم خدمات النطاق الترددي العالي بسهولة مثل الهاتف المرئي والفيديو حسب الطلب والتطبيب عن بعد والتعليم عن بعد. أثناء دعم تطبيقات البيانات عالية السرعة، يمكنه توفير واجهة E1 وواجهة POTS، بحيث يمكن حل مجموعة متنوعة من الخدمات التي تتطلب في الأصل أسلاكًا مستقلة من خلال ألياف واحدة.
حل FTTH القائم على EPON
يعتمد EPON بنية من نقطة إلى عدة نقاط وطريقة نقل الألياف الضوئية السلبية. يمكن أن يصل معدل المصب حاليًا إلى 10 جيجابت / ثانية، ويرسل المنبع تدفقات البيانات في دفعات من حزم إيثرنت. بالإضافة إلى ذلك، يوفر EPON أيضًا وظائف معينة للعمليات والصيانة والإدارة (OAM).إبونالتكنولوجيا لديها توافق جيد مع المعدات الموجودة. تتيح تقنية جودة الخدمة (QoS) المطورة حديثًا لشبكة Ethernet دعم خدمات الصوت والبيانات والصورة. تتضمن هذه التقنيات دعم الإرسال المزدوج الكامل والأولوية والشبكة المحلية الافتراضية (VLAN).
يستخدم EPON أليافًا ضوئية للاتصال بين معدات المكتب المركزي وقارنة التوصيل الضوئية ODN. بعد التقسيم عبر قارنة التوصيل الضوئية، يمكن توصيل ما يصل إلى 32 مستخدمًا. الطول الموجي العلوي هو 1310 نانومتر، والطول الموجي السفلي هو 1490 نانومتر. الألياف الضوئية من منفذ PON الخاص بـأولتيجمع إشارة CATV الضوئية التناظرية أو الرقمية 1550 نانومتر مع الألياف الضوئية من خلال معدد الإرسال، ثم يتصل بالألياف الضوئيةONUبعد أن يتم تقسيمها بواسطة المقرنة البصرية. الONUيفصل إشارة CATV 1550 نانومتر ويحولها إلى إشارة تردد راديو يمكن استقبالها بواسطة تلفزيون عادي. الONUيعالج أيضًا إشارة البيانات المرسلة بواسطةأولتوترسلها إلى واجهة المستخدم. يمكن أن توفر واجهة المستخدم واجهات FE وTDM لتلبية متطلبات خدمة المستخدم للوصول إلى النطاق العريض، وهي متوافقة مع متطلبات خدمة TDM الخاصة بالمشغلين الحاليين. يستخدم EPON تقنية WDM لتحقيق اتصال ثنائي الاتجاه من نقطة إلى عدة نقاط على ألياف ضوئية واحدة. ويتميز بخصائص الشكل الشفاف والسعر المنخفض، ويتوافق مع اتجاه تطوير شبكات الجيل التالي القائمة على بروتوكول الإنترنت. وبالنظر إلى أن "الشبكات الثلاث في واحدة" المستقبلية ستستخدم IP كبروتوكول أساسي، يعتقد معظم الخبراء أن EPON هو الحل الأفضل لتحقيق FTTH في المستقبل.
حل FTTH القائم على GPON
غبونهي أحدث تكنولوجيا للنفاذ البصري أطلقها قطاع تقييس الاتصالات بعد A/BPON. في عام 2001، بدأت FSAN عملاً قياسيًا آخر يهدف إلى توحيد شبكات PON (GPON) بسرعات تشغيل أعلى من 1 جيجابت/ثانية. بالإضافة إلى دعم السرعات الأعلى، يدعم GPON أيضًا خدمات متعددة بكفاءة عالية، مما يوفر وظائف OAM&P وفيرة وقابلية توسع جيدة. الميزات الرئيسية لـ GPON هي:
1) دعم جميع الخدمات.
2) مسافة التغطية لا تقل عن 20 كم.
3) دعم معدلات متعددة تحت نفس البروتوكول.
4) توفير وظيفة OAM&P.
5) وفقًا لخصائص البث لحركة مرور PON النهائية، يتم توفير آلية حماية أمنية في طبقة البروتوكول.
يوفر معيار GPON معدل النقل الأكثر كفاءة للخدمات المختلفة، مع الأخذ في الاعتبار وظائف OAM&P وقدرات الترقية. لا يوفر GPON نطاقًا تردديًا عاليًا فحسب، بل يدعم أيضًا خدمات الوصول المختلفة، خاصة في نقل البيانات وTDM، ويدعم التنسيق الأصلي دون تحويل. يعتمد GPON بروتوكول طبقة تقارب الإرسال الجديد "بروتوكول التأطير العام (GFP)" لتحقيق تغليف متعدد تدفقات الخدمة؛ وفي الوقت نفسه، فإنه يحتفظ بالعديد من الوظائف في G.983 التي لا ترتبط مباشرة ببروتوكول PON، مثل OAM وDBA.