شبكة بصرية سلبية جيجابت (GPON)

GPON (شبكة بصرية سلبية جيجابت)

نظرة عامة

إحدى طرق توفير الألياف إلى المنزل هي من خلال شبكة بصرية سلبية جيجابت، أو GPON.

تُعرف باسم تقنية وصول الألياف المشتركة ذات النطاق الترددي العالي، تعد شبكات GPON حاليًا الشكل الرائد للشبكات البصرية السلبية (PONs)، وتوفر نسبة تصل إلى 1:64 على ألياف بصرية واحدة، أي أن أليافًا واحدة من OLT يمكنها توصيل إشارات الفيديو والبيانات والصوت إلى ما يصل إلى 64 مستخدمًا نهائيًا (أو مسكنًا).

GPON هي آلية وصول من نقطة إلى نقاط متعددة. السمة الرئيسية لها هي استخدام الفواصل السلبية في شبكة توزيع الألياف، مما يتيح لألياف تغذية واحدة من المكتب المركزي للمزود خدمة منازل متعددة وشركات صغيرة.

تتمتع GPON بسعة تنزيل تبلغ 2.488 جيجابت في الثانية وسعة تحميل تبلغ 1.244 جيجابت في الثانية يتم مشاركتها بين المستخدمين. يتم استخدام التشفير للحفاظ على بيانات كل مستخدم آمنة و خاصة من المستخدمين الآخرين. على الرغم من وجود تقنيات أخرى يمكنها توفير الألياف إلى المنزل، إلا أن الشبكات البصرية السلبية (PONs) مثل GPON تعتبر بشكل عام المرشح الأقوى لعمليات النشر على نطاق واسع.

شبكة GPON نموذجية

هندسة شبكة GPON أساسية بطول موجي مزدوج

ربما يكون هذا هو التنفيذ الأكثر شيوعًا. الطول الموجي للتنزيل هو 1490 نانومتر وينقل البيانات بسرعة 2.488 جيجابت في الثانية. الطول الموجي للتحميل هو 1310 نانومتر وينقل البيانات بسرعة 1.244 جيجابت في الثانية.

تم تحديد GPON ليكون نظام ألياف مفردة أو مزدوجة، ولكن جميع أنظمة GPON تقريبًا هي ألياف مفردة مثل جميع تقنيات FTTH الشائعة تقريبًا. هناك سبب ضئيل لاستخدام الألياف المزدوجة، على الرغم من أن هذا الخيار مسموح به بالفعل في المعيار.

عادةً ما يتم تثبيت محطة الخط البصري (OLT) الخاصة بـ GPON في المكتب المركزي (CO)، على الرغم من أنه يمكن تثبيتها في مكان آخر. يتم تثبيت الفاصل البصري في مكان ما بين CO والمشتركين. ويتم تثبيت محطة الشبكة البصرية (ONT) الخاصة بـ GPON في منزل كل مشترك. يجب تسليم حركة مرور الصوت والفيديو والبيانات عبر الطول الموجي الواحد للتنزيل GPON. الجانب الجيد لـ GPON لدعم فيديو IP هو أن التنزيل الخاص به هو بطبيعته وسيط بث، وهو فعال جدًا في توصيل حركة مرور البث المتعدد.

تم تصميم تقنية GPON لتوفير السرعة وعرض النطاق الترددي المطلوبين للخدمات السلسة بما في ذلك الصوت عبر بروتوكول الإنترنت والإنترنت عالي السرعة و IPTV.

شبكة GPON نموذجية مع تراكب الترددات الراديوية

يتضمن تراكب الترددات الراديوية الفيديو القياسي وعالي الدقة في شبكة الألياف باستخدام جهاز الإرسال 1550 نانومتر و EDFA. لتوفير التكاليف، غالبًا ما يتم استخدام هذا الطوبولوجيا على حل GPON IP.

توفر GPON خدمات ثلاثية اللعب عبر IP للفيديو والبيانات والصوت غالبًا ما يتم الاستشهاد بها على أنها تدفع طلب المستخدمين للاستخدام المكثف للنطاق العريض الذي يبرر استثمار PON. في حين أن تراكب الترددات الراديوية كان شائعًا في بعض البلدان ويقلل من الازدحام الناجم عن استخدام خدمات الفيديو، فإن تقارب HDTV و IPTV، والنمو في خدمات سحابة الإنترنت يمكن أن يخلق طلبًا على عرض النطاق الترددي الذي يتجاوز سعة خدمات جيجابت في المستقبل. العمل عن بعد وعقد مؤتمرات الفيديو هما تطبيقان آخران يتطلبان مثل هذه القدرات ثلاثية اللعب.

ميزات شبكات GPON

• توفير سرعات تنزيل تبلغ 2.5 جيجابت في الثانية وسرعات تحميل تبلغ 1.25 جيجابت في الثانية.
• دعم مسافات طويلة تصل إلى 20 كيلومترًا وعلى عكس النحاس لا تعاني من انخفاض الأداء على المسافة.
• تعتمد على المعايير وتتوفر المعدات من عدد كبير ومتزايد من البائعين مما يمنح موفري الخدمة راحة البال مع عدم الارتباط ببائع واحد.
• آمنة بطبيعتها حيث أن التنصت والتنصت وغيرها من القرصنة أمر مستحيل تقريبًا.

مزايا شبكات GPON

الميزة الأكثر وضوحًا لشبكات PON هي أن أليافًا بصرية مشتركة واحدة يمكنها دعم مستخدمين متعددين من خلال استخدام فواصل بصرية سلبية غير مكلفة. في شبكات GPON، يمكن لما يصل إلى 64 ONT مشاركة اتصال ألياف واحد بـ OLT. هذا يجعل شبكة الألياف الضوئية السلبية جيجابت خيارًا جذابًا لمقدمي الخدمات الذين يرغبون في استبدال الشبكات النحاسية بالألياف، خاصة في المناطق الحضرية عالية الكثافة.

• السماح لمقدمي الخدمات بتقديم المزيد من السعة لحمل التطبيقات كثيفة النطاق الترددي.
• توفير واحدة من أكثر الطرق فعالية من حيث التكلفة لمقدمي الخدمات لنشر الألياف.
• توفير وضع وصول مقاوم للمستقبل حيث أن سرعة اتصال النطاق العريض محدودة بمعدات المحطة الطرفية وليس بالألياف نفسها. يمكن تحقيق تحسينات السرعة المستقبلية عبر ترقيات المعدات قبل أي ترقيات على الألياف نفسها.

الأسئلة الشائعة

إلى أي مدى تصل GPON؟

تُحدد المسافة بين GPON OLT و ONT بشكل عام من خلال طاقة الإطلاق لجهاز الإرسال البصري، وحساسية الاستقبال لجهاز الاستقبال البعيد، والفقد البصري المرتبط بشبكة التوزيع البصرية (ODN). يأتي الفقد البصري في المقام الأول من الموصلات والوصلات والفواصل.

المسافة الإجمالية لـ GPON هي مفاضلة بين المسافة ونسبة التقسيم. على سبيل المثال، إذا كانت نسبة التقسيم منخفضة جدًا، فإنها تسمح بمسافات أطول (حتى 40 كيلومترًا)، ولكن إذا كانت نسبة التقسيم عالية جدًا، تصل إلى 128 تقسيمًا مما يتيح المزيد من المشتركين، فإن المسافة الإجمالية من الفاصل إلى ONT تنخفض.

فكر في الأمر بهذه الطريقة:

لنفترض أن لديك خرطوم حديقة به ماء تحت ضغط طبيعي، وتقوم بتوصيل رأس دش به 128 فتحة. ثم تقوم بسد جميع الفتحات باستثناء 3 منها، ستندفع الفتحات المفتوحة بالماء بعيدًا جدًا (حتى 40 كيلومترًا، مما يوفر خدمات لهؤلاء المستخدمين النهائيين الثلاثة). ومع ذلك، إذا وضعت نفس رأس الدش وأزلت سد جميع الفتحات البالغ عددها 128 فتحة، فلن يذهب الماء بعيدًا (حتى 20 كيلومترًا)، ولكنه سيشبع المنطقة المجاورة (يوفر خدمات لما يصل إلى 128 مستخدمًا نهائيًا). من المهم أن تتذكر: لا تتأثر السعة الإجمالية للمياه في الخرطوم بالمسافة أو نسبة التقسيم - ستظل تحمل كل المياه من المصدر إلى النهاية، بغض النظر عن نوع رأس الدش المرفق.