مع التطور السريع لتكنولوجيا شبكة الألياف الضوئية إلى المنازل (FTTH)، أصبحت شبكة GPON (شبكة جيجابت الضوئية السلبية) الخيار القياسي لمعظم مزودي خدمة الإنترنت (ISP) حول العالم. ومع ذلك، مع استمرار زيادة طلب المستخدمين على النطاق الترددي الأعلى والمعدل المتماثل ووقت الاستجابة المنخفض، اجتذبت شبكة XG(S)-PON (شبكة 10G الضوئية السلبية) الانتباه تدريجيًا باعتبارها الجيل التالي من تكنولوجيا الوصول إلى الألياف الضوئية. في هذا السياق، ظهرت تقنية Combo PON. وهي تدمج بكفاءة تقنيات شبكة GPON وXG(S)-PON لمساعدة مزودي خدمة الإنترنت على الانتقال بسلاسة إلى شبكات ذات أداء أعلى مع تلبية الاحتياجات الحالية.
كومبو بون
Combo PON هو حل يدمج تقنيات الشبكة GPON وXG(S)-PON، مما يسمح لكليهما بالعمل في وقت واحد على نفس شبكة التوزيع الضوئية (ODN). توفر تقنية GPON التقليدية نطاق ترددي يبلغ 2.5 جيجابت في الثانية في اتجاه المصب و1.25 جيجابت في الثانية في اتجاه المنبع، بينما يمكن لـ XG(S)-PON توفير معدلات متماثلة تبلغ 10 جيجابت في الثانية في اتجاه المصب والصاعد. الميزة الأساسية لتقنية Combo PON هي أنها يمكنها نقل هاتين التقنيتين من خلال نفس الألياف الضوئية دون إدخال وحدات تعايش خارجية إضافية، وبالتالي تبسيط بنية الشبكة إلى حد كبير.
كيف يعمل Combo PON
يدعم Combo PON كلًا من طبقات MAC GPON وXG(S)-PON على منفذ الطرفية الضوئية (OLT) ويجمع إشارات هاتين التقنيتين على نفس الألياف الضوئية من خلال مجمع ضوئي. وهذا يعني أن كلًا من الشبكات التي تم نشرها حديثًا وشبكات GPON الحالية يمكنها تشغيل التقنيتين في وقت واحد من خلال وحدة Combo PON دون الحاجة إلى وحدات تعايش إضافية للأطوال الموجية.
في التشغيل الفعلي، يتم استقبال ومعالجة إشارات GPON وXG(S)-PON التي يرسلها Combo PON عبر شبكة التوزيع الضوئية بواسطة وحدات شبكة ضوئية مختلفة. لا يمكن لوحدة GPON ONU استقبال ومعالجة إشارات GPON إلا، بينما وحدة XG(S)-PON ONU مسؤولة عن معالجة إشارات XG(S)-PON ذات النطاق الترددي الأعلى. وبهذه الطريقة، يمكن لـ Combo PON تحقيق التعايش بين معدلات متعددة على نفس البنية التحتية المادية دون التأثير على تجربة المستخدم في الشبكة.
حل PON المركب بثلاثة معدلات
الفرق بين Combo PON وGPON وXG-PON
معدل نقل
GPON:يوفر معدلات نقل تبلغ 2.5 جيجابت في الثانية في اتجاه مجرى النهر و1.25 جيجابت في الثانية في اتجاه المنبع.
XG-بون:تم تحسين معدل النقل بشكل كبير، حيث وصل معدل النقل إلى 10 جيجابت في الثانية ومعدل النقل إلى 2.5 جيجابت في الثانية.
كومبو بون:من خلال دمج تقنيات GPON وXG-PON، يمكن لـ Combo PON دعم معدلين في نفس الوقت، GPON 2.5 Gbps/1.25 Gbps وXG-PON 10 Gbps/2.5 Gbps.
استخدام الطول الموجي
GPON:استخدم طول موجي علوي يبلغ 1310 نانومتر وطول موجي سفلي يبلغ 1490 نانومتر.
XG-بون:استخدم طول موجي علوي يبلغ 1270 نانومتر وطول موجي سفلي يبلغ 1577 نانومتر.
كومبو بون:يمكن لـ Combo PON تحقيق نقل ألياف ضوئية أحادية الطول بأربعة أطوال موجية على نفس الألياف الضوئية من خلال أجهزة WDM (تقسيم الطول الموجي المتعدد) المدمجة، مما يدعم النقل والاستقبال المستقلين لـ GPON وXG-PON.
التوافق
GPON:باعتبارها تقنية مبكرة، تم استخدام GPON على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم، وتعتبر معداتها وتكنولوجيتها ناضجة نسبيًا.
XG-بون:كإصدار مطور من GPON، يمكن لـ XG-PON التعايش مع شبكة GPON الحالية ودعم الانتقال السلس.
كومبو بون:من خلال دمج تقنيات GPON وXG-PON، فإن Combo PON ليس متوافقًا مع شبكة GPON الحالية فحسب، بل يمكنه أيضًا توفير خدمات النطاق الترددي العالي عند الطلب، وتحقيق ترقيات سلسة للشبكة.
التكلفة
GPON:إن تكلفة معدات GPON منخفضة نسبيًا ومناسبة للنشر على نطاق واسع بسبب التكنولوجيا الناضجة.
XG-بون:على الرغم من أن تكلفة معدات XG-PON مرتفعة نسبيًا، إلا أن النطاق الترددي العالي والأداء العالي يمنحها ميزة كبيرة في ترقيات الشبكة المستقبلية.
كومبو بون:تعد معدات PON المركبة أكثر تكلفة، ولكنها يمكن أن تقلل من تكلفة الترقية الإجمالية من خلال توافقها مع الشبكات الحالية وتوفير خدمات النطاق الترددي العالي.
سيناريو التطبيق
GPON:تستخدم بشكل أساسي للخدمات مثل الوصول إلى النطاق العريض المنزلي والهاتف IP والتلفزيون الرقمي.
XG-بون:مناسب للمواقف التي تتطلب نطاقًا تردديًا أعلى، مثل شبكات المؤسسات، وربط مراكز البيانات، ومستخدمي المنازل ذوي النطاق الترددي العالي.
كومبو بون：ينطبق على السيناريوهات التي تتطلب التوافق مع شبكات GPON الحالية وتوفير خدمات النطاق الترددي العالي، وهو مناسب بشكل خاص لمزودي خدمة الإنترنت لإجراء ترقيات سلسة بناءً على الشبكات الحالية.
يتطلب الجيل الأول من تقنية XG(S)-PON وحدات تعايش خارجية إضافية (وحدات CEx) لدمج إشارات GPON وXG(S)-PON على نفس الألياف، بينما لا تتطلب Combo PON هذه الأجهزة الخارجية. وهذا يجعل نشر Combo PON أسهل ويقلل من فقدان الطاقة الضوئية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ Combo PON دعم معالجة MAC لكل من GPON وXG(S)-PON من خلال منفذ OLT واحد، مما يحسن بشكل كبير من تكامل وقابلية توسيع الشبكة.
الفوائد الاقتصادية لـ Combo PON
لا تحقق تقنية Combo PON التكامل الفعال بين GPON وXG(S)-PON على المستوى الفني فحسب، بل إنها تجلب أيضًا فوائد كبيرة من حيث التكلفة لمقدمي خدمات الإنترنت على المستوى الاقتصادي. توفر Combo PON حلاً فعالاً من حيث التكلفة لمقدمي خدمات الإنترنت من خلال تقليل كمية المعدات وخفض استهلاك الطاقة وتقليل النفقات الرأسمالية.
الفعالية من حيث التكلفة
فوائد توفير الطاقة
نظرًا لأن Combo PON يقلل من عدد أجهزة OLT المطلوبة، فهو لا يقلل المساحة المادية المشغولة فحسب، بل يقلل أيضًا من استهلاك الطاقة بشكل كبير. يعني تشغيل عدد أقل من المعدات متطلبات تبريد أقل، مما يقلل بشكل أكبر من تكاليف تشغيل مركز البيانات وانبعاثات الكربون. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن Combo PON لا يتطلب وحدات تعايش خارجية، فإن القضاء على فقدان الطاقة الضوئية الناتج عن هذه الوحدات، يمكن لمقدمي خدمات الإنترنت استخدام ميزانية طاقة ضوئية أعلى لتغطية منطقة خدمة أوسع، وتحسين قدرات الخدمة للشبكة.
انخفاض الإنفاق الرأسمالي
من خلال دمج تقنيات GPON وXG(S)-PON، يلغي Combo PON الحاجة إلى قيام مقدمي خدمات الإنترنت بنشر نظامين مستقلين لـ OLT. وهذا لا يقلل فقط من تكاليف شراء المعدات، بل يبسط أيضًا تشغيل الشبكة وإدارة الصيانة، مما يقلل من تكاليف التشغيل على المدى الطويل. في الوقت نفسه، يدعم Combo PON التوريث التلقائي لتكوين خدمات GPON الحالية، مما يتجنب التكوين المكرر والتداخل من جانب المستخدم، مما يقلل بشكل أكبر من العبء التشغيلي لمقدمي خدمات الإنترنت.
تتطلب عادةً بنيات الشبكات الهجينة التقليدية GPON وXG(S)-PON أنظمة OLT منفصلة ووحدات تعايش خارجية، مما يزيد من تكاليف معدات المشغلين وشغل المساحة. وعلى النقيض من ذلك، تعمل تقنية Combo PON على تقليل بصمة المعدات واستهلاك الطاقة بشكل كبير من خلال دمج GPON وXG(S)-PON في نفس وحدة OLT.
وفقًا لبحث أجرته شركة Adtran، من خلال الترقية إلى XG(S)-PON في شبكة GPON تضم 20,000 مستخدم، يمكن لـ Combo PON مساعدة مقدمي الخدمة على تقليل مساحة الرفوف بنسبة تصل إلى 75%، وتقليل استهلاك الطاقة بنسبة 66%، وتقليل النفقات الرأسمالية بنسبة 50%. بالنسبة لمقدمي خدمات الإنترنت الذين يقومون ببناء شبكات GPON جديدة أو ترقية شبكات GPON الحالية، يمكن لـ Combo PON تقليل التكلفة الإجمالية لبناء الشبكة بشكل كبير.
سيناريوهات تطبيق PON المجمعة
بفضل الجمع بين الفوائد التقنية والاقتصادية، يعمل Combo PON بشكل جيد في سيناريوهات تطبيق متعددة، وخاصة في بناء الشبكة الجديدة وترقيات الشبكة الحالية وسيناريوهات الأعمال ذات النطاق الترددي العالي.
شبكة FTTH جديدة
في سيناريو بناء شبكات الألياف الضوئية إلى المنازل (FTTH) الجديدة، توفر تقنية Combo PON لمقدمي خدمات الإنترنت حلاً أكثر مرونة للنشر. يمكن لمقدمي خدمات الإنترنت اختيار نشر GPON أولاً لتوفير خدمات المستوى الأساسي مثل 100 ميجابت في الثانية، ثم الترقية إلى XG(S)-PON مع زيادة الطلب من المستخدمين، وبالتالي توفير خدمات النطاق العريض عالية السرعة 10 جيجابت في الثانية للمستخدمين. لا تعمل هذه المرونة على تحسين قابلية التوسع على المدى الطويل للشبكة فحسب، بل تساعد المشغلين أيضًا في توفير تكاليف إنشاء الشبكة الأولية.
ترقية شبكة GPON الحالية
بالنسبة لمقدمي الخدمة الذين نشروا شبكات GPON بالفعل، توفر تقنية Combo PON مسار ترقية سلس. من خلال تقديم تقنية XG(S)-PON على شبكة GPON الحالية، يمكن لمقدمي خدمات الإنترنت تقديم خدمات ذات نطاق ترددي أعلى دون تغيير بنية ODN. لا تتطلب عملية الترقية هذه زيارات منزلية إضافية أو استبدال المعدات من جانب المستخدم، مما يقلل بشكل كبير من تعقيد وتكلفة الترقية.
خدمات النطاق العريض للمؤسسات والمنازل
تتمتع تقنية Combo PON أيضًا بمزايا كبيرة في دعم التكامل متعدد الخدمات. يمكن لمقدمي خدمات الإنترنت استخدام تقنية GPON لتوفير خدمات النطاق العريض بسرعة 100 ميجابت في الثانية لمستخدمي المنازل العاديين، بينما يستخدمون تقنية XG(S)-PON لتزويد مستخدمي المؤسسات بخدمات خطوط مخصصة ذات نطاق ترددي أعلى وزمن انتقال أقل. تساعد قدرة التعايش متعدد الخدمات هذه مقدمي خدمات الإنترنت على تحسين مرونة الخدمة والقدرة التنافسية في السوق.
تطبيقات المدن الذكية وإنترنت الأشياء
في سيناريوهات تطبيق المدن الذكية وإنترنت الأشياء، يمكن لـ Combo PON دعم وصول عدد كبير من الأجهزة الذكية ونقل البيانات في الوقت الفعلي بفضل نطاقها الترددي العالي وخصائص زمن الوصول المنخفض. يمكن لمزودي خدمة الإنترنت استخدام Combo PON لتوفير دعم شبكي فعال ومستقر لتلبية احتياجات التطبيقات الذكية المختلفة دون تغيير البنية التحتية الحالية.
وفي الختام
يدمج Combo PON جيلين من تقنيات PON (مثل GPON وXG-PON) في لوحة واحدة وجهاز إرسال واستقبال بصري لتحقيق التوافق بين تقنيتي PON. من خلال الجمع بين الإشارات الضوئية ذات الأطوال الموجية المختلفة في جهاز إرسال واستقبال بصري واحد، يمكن لـ Combo PON دعم الإرسال والاستقبال المستقلين لـ GPON و10G PON في نفس الوقت. هذا ليس متوافقًا مع شبكة GPON الحالية فحسب، بل يمكنه أيضًا توفير خدمات النطاق الترددي العالي عند الطلب، مما يحقق ترقيات سلسة للشبكة.
تستخدم تقنية Combo PON مبدأ أطوال موجية مختلفة للحمل لدمج طولين موجيين في جهاز إرسال واستقبال بصري واحد لتحقيق معالجة إرسال واستقبال مستقلة لإشارات GPON و10G PON الضوئية. على وجه التحديد، تستخدم تقنية GPON طول موجي علوي يبلغ 1310 نانومتر وطول موجي سفلي يبلغ 1490 نانومتر، بينما تستخدم تقنية XG-PON طول موجي علوي يبلغ 1270 نانومتر وطول موجي سفلي يبلغ 1577 نانومتر. من خلال أجهزة WDM (تقسيم الطول الموجي المتعدد) المدمجة، يمكن لتقنية Combo PON تحقيق نقل أحادي الألياف بأربعة أطوال موجية على نفس الألياف الضوئية.
تم التحقق من صحة تقنية Combo PON وتجربتها تجاريًا في شبكات متعددة لمقدمي خدمات الإنترنت. على سبيل المثال، تم تطبيق حل Combo PON من ZTE بنجاح في الشبكات الحالية لشركة China Telecom وChina Unicom. لا يعمل هذا الحل على تحسين استخدام النطاق الترددي للشبكة فحسب، بل يقلل أيضًا من تكلفة الاستثمار لدى المشغل وصعوبة التحول الهندسي.