فهم 10G-PON وXGS-PON وGPON و10G-EPON في الشبكات الضوئية السلبية

في سياق الاتصالات الحديثة، تبرز الشبكات الضوئية السلبية (PON) كتطورٍ بارز، إذ تُمكّن الشركات والمستخدمين المنزليين من الاتصال بالإنترنت بشكل أسرع وأكثر موثوقية. من بين المعايير المختلفة التي تُشغّل تقنية PON، تُعدّ 10G-PON وXGS-PON وGPON و10G-EPON الأكثر شيوعًا نظرًا لقدرتها على توفير ميزات متقدمة وخدمات عالية النطاق الترددي. تُعدّ كلٌّ من هذه التقنيات، بطريقة أو بأخرى، مهمةً في تطوير شبكات الألياف الضوئية، مع معالجة قضايا قابلية التوسع والتكلفة والأداء. في هذه المقالة، أهدف إلى تقديم مناقشةٍ ثريةٍ بالمعلومات وموجزةٍ حول اختلافات هذه المعايير الرئيسية لمساعدة القراء على فهم وظائفها وملاءمتها للتطبيقات المختلفة. سواءً كنت مهندس شبكات أو خبيرًا في تكنولوجيا المعلومات أو مهتمًا فقط بالتقنيات الجديدة التي ستُغير مستقبل الاتصال، فإن هذه المقالة ستساعدك بالتأكيد.

ما هي تقنية 10G-PON؟ 

توضيح حول الشبكة البصرية السلبية (PON) 

الشبكة الضوئية السلبية (PON) هي نظام اتصالات متكامل عريض النطاق عبر الألياف الضوئية، مُصمم لتوصيل واستقبال المعلومات المتعلقة بخدمات الصوت والبيانات والفيديو من وإلى المستخدمين النهائيين. يعتمد تشغيلها على نظام من نقطة إلى عدة نقاط، حيث يتصل طرف خط بصري (OLT) واحد في المكتب المركزي لمزود الخدمة بعدة وحدات شبكة بصرية (ONUs) أو محطات شبكة بصرية (ONTs) في مقر العميل عبر موزع ضوئي. يُشتق اسم الشبكة الضوئية "السلبية" من حقيقة أن جميع عناصر الشبكة - في هذه الحالة، وحدة OLT ووحدات ONUs - لا تحتاج إلى أي إلكترونيات نشطة أو طاقة بينها، مما يجعل أنظمة PON فعالة من حيث التكلفة وبسيطة. تحظى هذه التقنية بشعبية كبيرة في توفير اتصال واسع النطاق نظرًا لفعاليتها وكفاءتها التشغيلية. 

ما هو 10G-PON الذي يجتاز حاجز الأداء؟ 

تتميز شبكة 10G-PON (شبكة بصرية سلبية 10 جيجابت) بأداء عالٍ من حيث الكفاءة الطيفية والمكانية، وتعتمد كليًا على تقنيات نقل متطورة وتصاميم هيكلية للشبكة. وتستخدم تقنية تقسيم الطول الموجي المتعدد (WDM) بمعدلات بيانات ثنائية الاتجاه تبلغ 10 جيجابت في الثانية، سواءً للحركة المتجهة للأعلى أو للأسفل. ويتحقق ذلك بفضل فصل الأطوال الموجية، مما يتيح للمستخدمين التواصل في وقت واحد دون أي تداخل.

يُعزز تخصيص النطاق الترددي الديناميكي (DBA) كفاءة شبكة 10G-PON من خلال تخصيص النطاق الترددي للمستخدمين المتصلين ديناميكيًا بناءً على احتياجاتهم الفورية. وهذا يوفر فائدةً مثاليةً وعدالةً في الأداء حتى في أوقات الذروة. يتميز النظام بنسب تقسيم عالية، مثل 1:64 أو 1:128، مما يُمكّن محطة طرفية بصرية واحدة (OLT) من خدمة عدد كبير من المستخدمين النهائيين دون أي انخفاض ملحوظ في جودة الخدمة.

علاوةً على ذلك، تُعزز آليات زمن الوصول المنخفض وتقنيات تصحيح الأخطاء المتقدمة، مثل تصحيح الأخطاء الأمامي (FEC)، سلامة البيانات وتُقلل من احتمال فقدان حزم البيانات في شبكات 10G-PON. كما تتميز بميزانية بصرية أوسع، مما يسمح لها بالحفاظ على اتصالات مستقرة لمسافات طويلة، غالبًا ما تتجاوز 20 كيلومترًا، مما يجعلها مثالية للانتشار على نطاق واسع. 

يُمكّن الجمع بين هذه الميزات شبكة 10G-PON من تلبية متطلبات السعة العالية لبث الفيديو بدقة 4K/8K، والحوسبة السحابية، والأنشطة المتعلقة بإنترنت الأشياء. وسيُتيح تطويرها بشكل أكبر بناء شبكات الجيل التالي، مما يجعلها ذات أهمية جوهرية.

كيف تعمل محطة الخط البصري (OLT) في أنظمة 10G-PON

في أنظمة 10G-PON، يُعدّ جهاز طرفية الخط البصري (OLT) أحد أهمّ الجهات التي تُشرف على سلامة الشبكة ومستوى التفاعل مع مستخدمي الجهاز، بالإضافة إلى الشبكة الأساسية. يعمل هذا الجهاز كمزوّد خدمة من خلال إرسال واستقبال البيانات من وحدات الشبكة البصرية (ONUs) أو محطات الشبكة البصرية (ONTs) في مواقع المستخدمين. في الشبكة البصرية السلبية، يُؤدّي جهاز OLT وظائف مثل تخصيص النطاق الترددي، ونقل البيانات، والتحكم في مستوى الإشارة. ومن خلال أداء هذه الوظائف بشكل مُنسّق، يُتيح جهاز OLT اتصالاً سلسًا وموثوقًا وقابلًا للتوسّع بدرجة كبيرة في تركيبات 10G-PON.

ما هي المقارنات بين تقنيات PON الأخرى و XGSPON؟   

الفروقات البارزة بين 10G-PON وXGS-PON  

على الرغم من أن كل من 10G-PON وXGS-PON يهدفان إلى توفير شبكات بصرية متقدمة لتحسين نقل البيانات، إلا أنهما متميزان بشكل أساسي ولديهما اختلافات:  

1. استخدام اليد في النطاق الترددي:10G-PON غير متماثل، إذ تبلغ سرعته 10 جيجابت في الثانية عند التحميل و2.5 جيجابت في الثانية عند الرفع. من ناحية أخرى، يتميز XGS-PON بأنه متماثل، إذ يوفر 10 جيجابت في الثانية عند التحميل والتنزيل، وبالتالي فهو مفيد لتطبيقات التحميل عالية السعة، مثل مؤتمرات الفيديو.  
2. تطبيق: يعد XGS-PON أكثر ملاءمة لبيئات الشبكات السحابية والمؤسسات التي لديها متطلبات تحميل عالية بينما يعد 10G-PON أكثر فائدة للعملاء السكنيين والوصول إلى الإنترنت عالي السرعة بشكل عام.  
3. العمل المشترك: تقع كلتا التقنيتين في جزء G.987 من معيار ITU-T ومتوافقتان مع بنيات PON الحالية، ولكن تناسق معدل إنتاج XGS-PON أكثر فائدة للتطبيقات المستقبلية الاقتصادية التي تتطلب نطاقات تردد عالية.  

كلاهما سهل الاستخدام وقابل للتكيف ومصمم لتلبية احتياجات الشبكة المختلفة، حيث يعد XGS-PON أكثر مرونة للحالات التي تتطلب نطاق ترددي متساوٍ لمعدل البيانات.

كشف GPON وتطوره نحو 10G-PON

GPON (شبكة جيجابت الضوئية السلبية) هي تقنية ألياف بصرية راسخة وشائعة، تستخدم ليفًا ضوئيًا واحدًا لتوفير اتصال إنترنت عالي السرعة لعدة مستخدمين باستخدام موارد محدودة. بفضل عرضي النطاق الترددي التنازلي والتصاعدي، والبالغين 2.5 جيجابت في الثانية و1.25 جيجابت في الثانية على التوالي، تُمكّن هذه التقنية من تلبية متطلبات النطاق العريض للمنازل والشركات. تستخدم GPON عرض نطاق ترددي غير متماثل، مما يجعل نقل البيانات التنازلي أرخص نسبيًا من نقل البيانات التنازلي.

10G-PON، وهو ترقية حديثة لـ GPON، يُعالج مشكلة زيادة الطلب على معدلات البيانات، حيث يوفر عرضًا رائعًا يبلغ 10 جيجابت في الثانية في سرعات التنزيل، إلى جانب تباين في سرعة التنزيل بناءً على التقنية المُستخدمة (مثال: XG-PON/XGS-PON). بالإضافة إلى هذه التحسينات، يُحافظ 10G-PON على الشبكات الضوئية المُفعّلة بشكل سلبي، مع تمكين الأنظمة الحالية من تلبية احتياجات حلول البيانات المتنوعة بشكل أفضل، مثل بث الفيديو بدقة 4K، والحلول السحابية، وتطبيقات المؤسسات الأخرى.

فوائد تنفيذ شبكة PON <10G>؟ 

مزايا 10G-PON لمقدمي الخدمة: 

1. تحسين قدرة الشبكة: يمكن لمقدمي الخدمات تحقيق سرعات أعلى مع تقنية 10G-PON، إذ توفر عرض نطاق ترددي أقصى يبلغ 10 جيجابت في الثانية. وهذا يُسهّل تلبية الطلب المتزايد على خدمات عرض النطاق الترددي عالية الاستهلاك، مثل مكالمات الفيديو والتخزين السحابي والبث المباشر، من قِبل المستهلكين والشركات. 
2. التوسع الأفقي الأسهل:تخدم هذه التقنية الزيادة في عدد المشتركين والأجهزة والتي يمكن تحقيقها دون الحاجة إلى تغييرات كبيرة في البنية التحتية للشبكة الداعمة. 
3. استثمار أفضل في الشبكة: توفر تقنية 10G-PON حلولاً أكثر تقدمًا، مما يتيح للشبكة العمل حتى في ظل المتطلبات المستقبلية طويلة الأمد حيث تكون هناك حاجة إلى إنترنت أسرع وأكثر موثوقية، وبالتالي ضمان طول عمر استثمار الشبكة. 
4. تخفيض النفقات التشغيلية: يتمكن مزودو الخدمة من تحقيق تحسينات كبيرة في الأداء دون الحاجة إلى ترقيات باهظة الثمن للشبكة من خلال الاستفادة من البنية التحتية للشبكة البصرية السلبية الموجودة. 
5. ميزة تنافسية: يمكن لمقدمي الخدمات تعزيز مكانتهم في السوق لجذب العملاء والاحتفاظ بهم من خلال تقديم اتصال فائق السرعة.

تسخير الشبكات للمستقبل باستخدام تقنية 10G-PON

يُسهم اعتماد شبكة 10G-PON بشكل خاص في حل المشكلات الهيكلية التي تواجهها شبكات النطاق العريض حاليًا نتيجةً لنقص بعض الميزات. يُسهّل دمج حلول الشبكات المتقدمة سرعات الاتصال بمعدلات بيانات متماثلة أو غير متماثلة تصل إلى 10 جيجابت في الثانية. تتجاوز هذه الإمكانيات النطاق الترددي المطلوب لتطبيقات متنوعة، مثل بث الفيديو بدقة 4K/8K، والألعاب عبر الإنترنت، والحوسبة السحابية، والتواصل بين أجهزة إنترنت الأشياء.  

من أهم مزايا شبكة 10G-PON إمكانية إضافة مشتركين دون الحاجة إلى تحديث البنية التحتية. سيؤدي توسع نمو المشتركين في السنوات القادمة إلى زيادة قيمة سوق شبكات PON العالمية، والتي تُقدر بالفعل بمعدل نمو سنوي مركب قدره 15% للفترة من 2023 إلى 2030، وذلك بفضل الابتكارات السريعة والقبول الواسع في القطاعات السكنية والتجارية والصناعية. علاوة على ذلك، تتيح شبكة 10G-PON معالجة أنواع متعددة من حركة البيانات، مما يجعلها مثالية للشركات وغيرها من الخدمات الحيوية.

من خلال استخدام تقنية تقسيم الطول الموجي المتعدد (WDM)، تعمل تقنية 10G-PON بالتزامن مع أنظمة GPON وXG-PON القديمة على نفس البنية التحتية للألياف الضوئية. يتيح ذلك تمديد الشبكة دون انقطاع الخدمة للمشتركين الحاليين، مما يساهم في خفض تكاليف التشغيل بشكل عام. بالإضافة إلى ذلك، تدعم التقنية ميزات انخفاض زمن الوصول وكفاءة الطاقة، والتي أصبحت معيارًا أساسيًا في البنى التحتية للشبكات من الجيل التالي.

لا يقتصر تطبيق شبكة 10G-PON على تحسين الأداء بشكل فوري فحسب، بل يضمن أيضًا الاستدامة في مواجهة متطلبات الاتصال المستقبلية. ويُمكّن نشرها ضمن أطر عمل جاهزة للمستقبل مزودي الخدمات من الالتزام بالتزامات الامتثال الصارمة، مع دفع عجلة النمو الشامل الهادف إلى التحول الرقمي في قطاعات متعددة.

كيفية نشر 10G-PON في الشبكات الحالية: دليل خطوة بخطوة

1. مراجعة البنية التحتية للشبكة الحالية. حدد الشبكة الأساسية لشركتك للتحقق من ملاءمتها لشبكة 10G-PON. ابحث عن شبكات توزيع ضوئية (ODNs) وتأكد من إمكانية ترقيتها.
2. تحديث محطات الخطوط البصرية (OLTs)قم بترقية أو تعديل أجهزة OLT الحالية لتطبيق ميزات 10G-PON. تأكد من ضبطها وفقًا للمعايير المناسبة لتعمل بشكل صحيح ومثالي في المستقبل.
3. وضع وحدات الشبكة البصرية المتوافقة (ONUs). تم تركيبها في مواقع وحدات ONU الخاصة بالمستخدمين النهائيين، والقادرة على دعم 10G-PON. تأكد من أنها تلبي توقعات العملاء وتضمن تقديم الخدمة.
4. اختبار النظام والضبط الدقيق. تأكد من أن جميع عناصر الشبكة المُحدثة تعمل كما هو مُخطط لها ومستقرة. عدّل مُعاملات النظام وعوامل المشاكل المُحتملة لتحقيق أقصى قدر من الإنتاجية.
5. شبكات مورف وإضافة تقنيات جديدة تدريجيًا تطبيق تقنية 10G-PON على كامل الشبكة الحالية مع استمرار الخدمات الحالية. وضع حدود للتوسع المستقبلي والتطورات في تكامل التكنولوجيا.

أهمية شبكات التوزيع الضوئية في نشر تقنية 10G-PON

يعتمد نشر تقنية 10G-PON على البنية التحتية لشبكات التوزيع الضوئية (ODNs). تُعدّ هذه الشبكات البنية التحتية الأساسية التي تربط محطة الخط الضوئي (OLT) التابعة لمقدم الخدمة بوحدات الشبكة الضوئية (ONUs) الموجودة في مباني العميل. يُحسّن تصميم شبكة التوزيع الضوئية (ODN) بشكل صحيح قوة الإشارة، وفعالية نقل المعلومات، وموثوقية عالية، وكلها عوامل أساسية لتحقيق معدلات بيانات عالية وزمن استجابة منخفض لتقنية 10G-PON. علاوة على ذلك، تُسهم شبكات التوزيع الضوئية (ODNs) في قابلية توسعة الشبكة وسهولة توسيعها، مما يُسهم في استدامة الشبكة وأدائها على المدى الطويل.

ما هي الوظائف والوحدات الموجودة في 10G-PON؟

كيف تقوم شبكات ONT و ONU بربط المشتركين بالشبكة

تُسهم أجهزة ONT (محطات الشبكة الضوئية) ووحدات الشبكة الضوئية (ONUs) مساهمةً هامةً في وصول المشتركين إلى شبكة 10G-PON، وذلك بفضل البنية التحتية للألياف الضوئية وأجهزة المشتركين. تستقبل هذه الأجهزة الإشارات الضوئية من جهاز OLT في المكتب المركزي لمزود الخدمة عبر شبكة ODN. ويمكن لأجهزة المستهلك، مثل جهاز التوجيه أو الحاسوب أو حتى الأجهزة الذكية، الاستفادة من هذه الإشارات بعد أن تُحوّلها أجهزة ONT أو ONU إلى إشارات كهربائية. يضمن هذا النقل الفعّال إنترنت عالي السرعة، وزمن وصول منخفض، واتصالاً موثوقًا به للمستخدمين النهائيين.

وظائف محطات الشبكة الضوئية في 10G-PON  

تُسهّل محطات الشبكة الضوئية (ONTs) بنية شبكات بصرية سلبية 10 جيجابت (10G-PON) من خلال تفاعلها مع المستخدمين ومقدمي الخدمات لتسهيل تبادل البيانات. تستقبل محطات الشبكة الضوئية (ONT) الإشارات الضوئية المتجهة نحو المصب من محطة الخط الضوئي (OLT)، وتحولها إلى إشارات كهربائية لأجهزة العميل، وترسل الإشارات الكهربائية المتجهة نحو المنبع إلى محطة الخط الضوئي (OLT) كإشارات ضوئية. تُعد هذه القدرة على معالجة الإشارات في كلا الاتجاهين أساسية لتحقيق الميزات المتقدمة لقدرات 10G-PON المتجهة نحو المصب التي تعمل بسرعة تصل إلى 10 جيجابت في الثانية وقدرات المنبع التي تعمل بسرعة 2.5 جيجابت في الثانية فأكثر، حسب التكوينات.  

يستخدم 10G-PON ميزات تعديل متقدمة، مثل الإرسال المتعدد بتقسيم الزمن (TDM) أو الإرسال المتعدد بتقسيم الزمن والطول الموجي (TWDM)، لتحسين إدارة عرض النطاق الترددي بين عدة مستخدمين. يضمن محول ONT توافق هذه التقنيات، مثل بث الفيديو عالي الدقة بدقة 4K/8K، والعمل عن بُعد، والطب عن بُعد، وبيئة إنترنت الأشياء الضخمة. بالإضافة إلى ذلك، يضمن هذا النوع من ONT استقرار معايير جودة الخدمة (QoS) فيما يتعلق بزمن الوصول ومستويات الأداء بغض النظر عن فترات الطلب المرتفع.

تتميز أحدث أجهزة ONTs المرتبطة بنظام 10G-PON بقدرات متطورة، مثل تخصيص النطاق الترددي الديناميكي (DBA)، مما يُحسّن إدارة النطاق الترددي للمشتركين النشطين. وهي متوافقة مع تقنيات GPON (Gigabit PON)، مما يُفيد مُقدمي الخدمات، إذ يُقلل من تغييرات البنية التحتية التي يتعين عليهم إجراؤها. سواءً للاستخدام المنزلي أو للشركات، تدعم أجهزة ONTs قابلية التوسع العالية، وانخفاض استهلاك الطاقة، وطول دورة حياة نشر 10G-PON، مما يجعلها عنصرًا أساسيًا في أنظمة الألياف الضوئية الحديثة.

بأي طرق تعمل تقنية 10G-PON على تحسين خدمات النطاق العريض؟ 

توسيع النطاق العريض من خلال 10G-PON 

مقارنةً بالأجيال السابقة من النطاق العريض، يُحسّن 10G-PON سعة الشبكة بشكل كبير، إذ يُتيح نقل بيانات أسرع، وزمن وصول أقل، وعرض نطاق ترددي أعلى لكل مستخدم. كما يُوفر عرض نطاق ترددي متماثل، مما يُمكّن المستخدمين من تحميل وتنزيل البيانات بسلاسة. يُعدّ هذا أمرًا بالغ الأهمية للحوسبة السحابية ومؤتمرات الفيديو. علاوة على ذلك، يُمكّن مُزوّدو الخدمة من توسيع نطاق تغطيتهم ليشمل عددًا أكبر من المستخدمين دون التأثير على جودة الخدمة، مما يُحسّن أداء الشبكة. وهذا يُتيح توسيع نطاق خدمات النطاق العريض للعملاء السكنيين والتجاريين، مما يجعلها أكثر موثوقية. 

توفير سرعات متماثلة تبلغ 10 جيجابت في الثانية

مع ظهور سرعات 10 جيجابت في الثانية المتماثلة (جيجابت في الثانية)، ستتغير قدرات النطاق العريض بشكل جذري. يمكن للمستخدمين الآن الاستمتاع بمزايا نقل البيانات عالي الأداء في كلا الاتجاهين. من المتوقع أن تُثمر هذه السرعات عن حوسبة سحابية متقدمة، وبث فيديو فائق الدقة، وواقع افتراضي. كما تضمن سرعات 10 جيجابت في الثانية زمن وصول شبه منعدم للتعاون الفوري ومؤتمرات الفيديو.

يتضح من تقارير القطاع أن المستهلكين والشركات يميلون بشكل متزايد نحو الحصول على نطاق ترددي غير متماثل. بالنسبة للشركات، تُلبي سرعة 10 جيجابت في الثانية احتياجات التطبيقات عالية النطاق الترددي، مثل نقل البيانات وحلول العمل الهجينة ومؤتمرات الفيديو. ويشير تقرير حديث إلى أن الحاجة المتزايدة لسرعة التحميل قد زادت بنسبة 40% على الأقل منذ عام 2020 بسبب العمل عن بُعد. علاوة على ذلك، تُحسّن النطاقات الترددية المتماثلة تجربة المستخدم في المنازل الذكية، حيث تتطلب أجهزة متعددة عمليات تحميل وتنزيل متزامنة، بشكل كبير.

من ناحية أخرى، تُتاح هذه الميزات بفضل تقنية 10G-PON (الشبكة البصرية السلبية). تعتمد هذه التقنية على بنية تحتية للألياف الضوئية، مما يُمكّن من تقديم خدمة عالية الموثوقية وزمن وصول منخفض، بالإضافة إلى تحسين كفاءة الشبكة لمقدمي الخدمات. مع زيادة عدد المستخدمين لكل عقدة تدعمها الشبكة، ينخفض ​​متوسط ​​التكلفة لكل مستخدم ويزداد توفر الخدمة. لذلك، لا تقتصر حماية شبكات النطاق العريض على حماية نفسها من التقادم، بل تُرحّب بالابتكارات في مجالات أخرى، لأن سرعة 10 جيجابت في الثانية المتماثلة قادرة على خدمة جميع المستخدمين في الوقت نفسه.

تأثير 10G-PON على خدمات النطاق العريض

من خلال توفير اتصالات إنترنت أسرع وأكثر تطورًا، حسّنت تقنية 10G-PON خدمات النطاق العريض بشكل كبير. تستفيد التطبيقات الحديثة، مثل الحوسبة السحابية، والتطبيب عن بُعد، والعمل عن بُعد، بشكل كامل من الاستخدام السلس للنطاق الترددي بفضل سرعات 10G المتماثلة المتواصلة. علاوة على ذلك، تُحسّن هذه التقنية قابلية توسع شبكات مزودي الخدمة، مما يسمح بزيادة عدد المشتركين مع ضمان الحفاظ على معايير الجودة. تُعزز تقنية 10G-PON الكفاءة التشغيلية، وتُخفض التكاليف، وتُحوّل أعباء متطلبات الأداء إلى التقنيات المتطورة واحتياجات البيانات المتزايدة.

الأسئلة الأكثر شيوعًا (FAQ) 

س: ما الذي يميز 10G-PON، وXGS-PON، وGPON، و10G-EPON؟

ج: تُعرّف جميعها معايير الشبكات الضوئية السلبية (PON) بسرعات وبروتوكولات وصلاحيات مختلفة. يوفر GPON (Gigabit PON) سرعة تنزيل تبلغ 2.5 جيجابت في الثانية وسرعة رفع تبلغ 1.25 جيجابت في الثانية وفقًا لمعيار ITU-T G.984. يوفر XG-PON (10G PON) سرعة تنزيل تبلغ 10 جيجابت في الثانية وسرعة رفع تبلغ 2.5 جيجابت في الثانية وفقًا لمعايير ITU-T G.987. يوفر XGS-PON عرض نطاق ترددي متماثل يبلغ 10 جيجابت في الثانية في كلٍّ من الإرسال الصاعد والهابط. يوفر 10G-EPON، المُعرّف في IEEE 802.3av، سرعة تنزيل تبلغ 10 جيجابت في الثانية وإمكانيات رفع تبلغ 1 جيجابت في الثانية أو 10 جيجابت في الثانية. لكل معيار نطاق شبكة وصول مجاورة خاص به وعرض نطاق ترددي يحتاجه.

س: كيف تعمل تقنية 10G PON على تحسين نشر الألياف إلى المنازل؟

ج: تُحسّن تقنية 10G PON للألياف الضوئية المنزلية (FTTH) من جودة الخدمة بشكل ملحوظ، حيث توفر سرعات تصل إلى 10 جيجابت في الثانية، وهو ما يفوق ما توفره خدمات GPON، بأربعة أضعاف ما توفره Frederick Legrand. علاوة على ذلك، تُمكّن هذه السعة من دعم الخدمات التي تتطلب نطاقًا تردديًا كبيرًا، مثل خدمات بث الفيديو بدقة 4K/4K، والخدمات السحابية، وحتى الواقع الافتراضي. تعمل هذه التقنية باستخدام تقنيات الوصول المتعدد بتقسيم الزمن (TDMA)، مما يُمكّن عدة مشتركين من استخدام ألياف ضوئية واحدة، مما يُعزز استخدام البنية التحتية. تُحسّن تقنية 8G PON جودة الخدمة بشكل ملحوظ، وتُقلل زمن الوصول، مع تلبية الطلب المتزايد على النطاق الترددي في المنازل، مما يجعلها الخيار الأمثل لشبكات FTTH موثوقة ومتطورة.

س: ما هي الفروقات الرئيسية بين المعايير XG-PON1 و XG-PON2؟

ج: طوّر الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) معياري XG-PON1 وXG-PON2 باعتبارهما الجيل الرابع من معايير 10G PON. يتميز معيار XG-PON1، المُعرّف في المعيارين G.987.1 وG.987.2، بسرعات غير متماثلة في التحميل والتنزيل تبلغ 10 جيجابت في الثانية و2.5 جيجابت في الثانية على التوالي. أما معيار XG-PON2، المعروف أيضًا باسم XGS-PON، فيوفر سرعة 10 جيجابت في الثانية في كلا الاتجاهين، مما يعني أنه يتمتع بإمكانيات متماثلة في التحميل والتنزيل. في حين طُبّق معيار XG-PON1 كخطوة "متطورة" في تقنية GPON، فإن شبكات XG-PON2 PON تعكس الحاجة إلى بنية شبكة PON متماثلة عالية النطاق الترددي. فضّل مشغلو الشبكات معيار XG-PON2 لخدمات الأعمال والتطبيقات السكنية عالية الأداء حيث يكون الطلب على عرض النطاق الترددي للتحميل مساويًا للطلب على التنزيل. تعمل هذه الأنظمة بنفس خطة الطول الموجي ولكنها تختلف في نطاق القدرة الأولية بالإضافة إلى سيناريوهات التطبيق.

س: ما هي الخطوات التي يجب اتباعها لنشر 10G PON في البنية التحتية GPON؟ 

ج: لتطبيق تقنية 10G PON في بنية GPON الحالية، يُنصح باتباع الخطوات التالية: 1) تحليل شبكتك للتأكد من توافقها مع محطة الألياف؛ 2) تطبيق معيار 10G PON الذي تختاره، والذي قد يكون XGS PON أو 10G EPON؛ 3) يجب وضع إشارات GPON و10G PON على نفس الألياف باستخدام تقنية تقسيم الطول الموجي (WDM) لضمان توافق الطول الموجي؛ 4) ترقية جهاز الطرفية الضوئية (OLT) لدعم كلا المعيارين؛ 5) وضع وحدات الشبكة الضوئية 10G PON (ONUs) في الأماكن التي يحتاجها المشتركون؛ 6) إدارة الأنظمة والتحكم فيها غير كافية للتقنيات، لذا تحتاج الشبكة إلى تحديث؛ 7) معالجة المناطق ذات الطلب المرتفع في البداية. يُحسّن هذا التحول النموذجي الانتقال السلس إلى سرعات أعلى مع تقليل الانقطاعات إلى أدنى حد.

س: ما هي وظيفة ONU في شبكة 10G PON؟

ج: تعمل وحدة الشبكة الضوئية (ONU) كواجهة في شبكة 10G PON، حيث تربط معدات العميل بالشبكة الضوئية. تتيح هذه الوحدة للعميل توصيل أجهزته مباشرةً بالشبكة. في أنظمة 10G PON، تدعم وحدات ONU قدرات نطاق ترددي أعلى، وتتعامل مع عمليات نقل بيانات بسرعة 10 جيجابت في الثانية. تتولى وحدات ONU مسؤولية العديد من العمليات، مثل: تحويل الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية والعكس (خلط الإشارات)، ومعالجة الفيديو، وإدارة حركة البيانات، وتمييز الخدمة، وترميز الأمان. كما أنها تؤدي وظيفة وحدة تحكم TDMA (الوصول المتعدد بتقسيم الزمن) التي تتيح مشاركة قناة معينة بين عدة مستخدمين. ولأن وحدات ONU توفر رابطًا مباشرًا بين شبكة مزود الخدمة ومعدات العميل، فهي مهمة لتوفير خدمات الوصول عبر الإيثرنت، والصوت، والفيديو، والبيانات في عمليات نشر FTTx.

س: من وجهة نظر مشغلي الشبكة، كيف تقارن معايير 10G-EPON بمعايير XGS-PON؟ 

ج: بالنسبة لمشغلي الشبكات، يتمثل أحد الفروق الرئيسية بين 10G-EPON (IEEE 802.3av) وXGS-PON في أن XGS-PON يُفضل شركات الاتصالات الراسخة، بينما يُستخدم 10G-EPON بشكل أكبر من قِبل شركات الكابلات والمشغلين ذوي الخبرة في مجال الإيثرنت. يوفر كلا الخيارين سرعات متماثلة تبلغ 10 جيجابت في الثانية، على الرغم من اختلاف أسعار معداتهما ونضج نظامهما البيئي ودعم الموردين. عادةً ما يفرض XGS-PON ضوابط أكثر صرامة على جودة الخدمة؛ في حين أن 10G-EPON قد تكون تكاليف إدارتها أقل عند النشر. يحتاج مشغلو الشبكات إلى تحليل البنية التحتية الحالية، إلى جانب المعرفة التقنية والاستراتيجية وديناميكيات السوق الحالية في المنطقة عند الاختيار بين هذين الخيارين لحل PON.

س: ما هي الميزات التي تتمتع بها تقنية 10G PON والتي تجعلها قوية ضد التهديدات التخريبية؟

ج: هناك العديد من المزايا المستقبلية لتطبيق تقنية 10G PON. أولًا، يُمكن تلبية الطلب المتزايد على النطاق الترددي، اللازم لبث الفيديو بدقة 8K، وأجهزة المنازل الذكية، وحتى الواقع الافتراضي والواقع المعزز، بفضل السعة الهائلة التي توفرها هذه التقنية. ثانيًا، تدعم البنية التحتية لتقنية 10G PON ترقيات إلى 25G و50G وحتى 100G PON دون الحاجة إلى استبدال الألياف الضوئية الخارجية. ثالثًا، تُمكّن هذه التقنية من التطور التدريجي للشبكة، حيث تُتيح التوافق مع معايير PON القديمة من خلال تعدد إرسال الأطوال الموجية. رابعًا، تُتيح تقنية تقسيم الشبكة وميزات متقدمة أخرى مثل الشبكات المُعرّفة بالبرمجيات. وأخيرًا، تُحسّن سعة الخدمة المُتقاربة في شبكات PON السكنية والتجارية، بالإضافة إلى النقل الخلفي المحمول، مما يجعل تقنية 10G PON مناسبة للاستخدام في بنية تحتية واحدة. سيضمن مزودو خدمات الاتصالات الذين يستثمرون في شبكات 10G PON اليوم القدرة التنافسية في العقود القادمة حيث ستكون الشبكات قادرة على تلبية الحاجة المتزايدة للنطاق الترددي.

س: ما هي مزايا استخدام ألياف واحدة لكل من الاتجاهين العلوي والسفلي في 10G PON؟  

ج: لاستخدام ألياف ضوئية واحدة في كلا اتجاهي الإرسال في شبكات 10G PON فوائد جمة. أهمها توفير كبير في البنية التحتية، حيث تنخفض تكلفة نشر الألياف بنسبة 50% مقارنةً بأنظمة الألياف المزدوجة. كما يُقلل من تعقيد تصميم وإدارة الشبكة، بالإضافة إلى حجم القنوات والمسارات. تستخدم أنظمة 10G PON أحادية الألياف أطوال موجية مختلفة للأعلى والأسفل، عادةً 1270 نانومتر و1577 نانومتر على التوالي. يسمح هذا الشكل من بنية 10G PON أحادية الألياف باستغلال أكثر كفاءة لقدرات الألياف. كما يُسهم هذا النوع من الاتصالات على ألياف ضوئية واحدة في توفير عدد أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية المطلوبة، مما يُقلل من النفقات الرأسمالية والتشغيلية. علاوة على ذلك، تُبسط تطبيقات الألياف الضوئية الفردية استكشاف الأخطاء وإصلاحها، وتُقلل من عدد نقاط الفشل، وتُسهّل ترقية أنظمة GPON إلى 10G PON مع التوافق مع الإصدارات السابقة.

س: ما هي الأدوار التي تلعبها تقنية 10G PON في تمكين قدرات النقل الخلفي للشبكة المحمولة؟

ج: تُلبي تقنية 10G PON معايير متطلبات النقل الخلفي لشبكات الهاتف المحمول بفضل بعض الميزات الأساسية. أولًا، يُوفر عرض النطاق الترددي العالي سعة كافية لمحطات القاعدة 4G/5G، والتي تتطلب سرعات نقل خلفية أعلى. تتميز هذه التقنية بزمن وصول منخفض وقابل للتنبؤ، مما يجعلها سهلة الاستخدام على الهواتف المحمولة. تسمح بنيتها بتجميع مواقع خلوية متعددة بكفاءة، مما يُخفض تكاليف النشر مقارنةً بروابط نقطة إلى نقطة المُخصصة. بالإضافة إلى ذلك، تُمكّن ميزات جودة الخدمة المُتقدمة من تحديد أولويات حركة مرور الهاتف المحمول الحساسة للوقت. تُتيح الجوانب الأكثر مرونة لتقنية 10G PON لمُشغلي الشبكات توفير خدمات النقل الخلفي للأعمال والمنازل والمحمول في آنٍ واحد باستخدام بنية تحتية واحدة. تُمكن سعة تقنية 10G PON من مُشاركة سعة مواقع خلوية متعددة. تعمل كشبكة نقل خلفية تدعم التوجيه المُتطور وإدارة حركة المرور، مما يُوفر تكلفة مُناسبة. وهذا مُفيد بشكل أساسي مع توسع شبكات الجيل الخامس.

مصادر مرجعية

1. تقييم النشاط الأنزيمي للباراوكسوناز 2 في المختبر: تطبيقات على أمراض القلب والأوعية الدموية

• المؤلف: ف. فانشيناثان وآخرون.
• مجلة: مجلة الطب الاستقصائي
• تاريخ النشر: 1 يناير 2006
• رمز الاستشهاد: (فانتشيناثان وآخرون، 2006، الصفحات من S119 إلى S120)
• ملخص:
  • يُحلل هذا البحث الوظيفة الأنزيمية لباراوكسوناز 2 (PON2) وارتباطاته المحتملة بأمراض القلب والأوعية الدموية. ويركز البحث على نشاط اللاكتوناز في PONT وعلاقته بوظيفة القلب والأوعية الدموية.
• النتائج الرئيسية:
  • لم يجد الباحثون أي اختلافات ملحوظة في نشاط اللاكتوناز بين النمط البري لـ PON2 وتعدد أشكاله. هذا يعني أن النشاط الأنزيمي لـ PON2 قد لا يرتبط بأمراض القلب والأوعية الدموية كما كان يُعتقد سابقًا.

2. تعزيز نشر الأبحاث بطريقة فعالة

• المؤلف: بي بي أيابان وآخرون.
• مجلة: المجلة الدولية للعلوم المبتكرة وتكنولوجيا البحث
• تاريخ النشر: 25 يوليو، 2024
• رمز الاستشهاد: (أيابان وآخرون، 2024)
• ملخص:
  • تتناول هذه المقالة استراتيجيات النشر الفعالة لموضوعات البحث وتشرح بالتفصيل الجوانب التي تجعل طرق البحث والملخصات المكتوبة بأناقة مهمة.
• النتائج الرئيسية:
  • إن الافتقار إلى التواصل الفعال في تكنولوجيا PON وغيرها من المجالات التي يمكن تحسينها بشكل غير مباشر، يبرز من خلال أهمية الملخصات البحثية الواضحة والمباشرة كما هو موضح في الدراسة.

3. اعتماد الذكاء الاصطناعي لتعزيز محو الأمية المعلوماتية الصحية: مراجعة الأدبيات

• المؤلف: جودوين دزانجاري، ثابو أيبونجوي جولو
• مجلة: تطوير المعلومات
• تاريخ النشر: ٥ فبراير، ٢٠٢٤
• رمز الاستشهاد: (دزانجاري وجولو، 2025)
• ملخص:
  • تركز هذه المراجعة للأدبيات على استخدام الذكاء الاصطناعي في تحسين معرفة المعلومات الصحية وتسلط الضوء على التحديات والفجوات في تطبيقه.
• النتائج الرئيسية:
  • تشير النتائج إلى وجود نمو ملحوظ في المنشورات المتعلقة بالذكاء الاصطناعي و HIL، مما يوضح دور الذكاء الاصطناعي في المساعدة على استرجاع وفهم المعلومات التي يمكن أن تكون مفيدة في حالة تقنية PON للأغراض الصحية.

4. شبكة الكمبيوتر

5. الشبكة الضوئية السلبية