ورقة بيضاء تقنية لشبكة 10G GPON Plus المحسنة

ورقة عمل التكنولوجيالشبكة 10G GPON Plus المحسنة

نهج جديد من GPON إلى 10G PON Plus

 

 

شبكة 10G GPON Plus — تراكب 10G IPVB GPON

 

 

مقياس وقيمة GPON

 

وفقًا للبيانات الصادرة عن وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات الصينية، فإن عدد مستخدمي الوصول إلى النطاق العريض لدى مشغلي الاتصالات الرئيسيين الثلاثة يتزايد بشكل مطرد، ويتزايد عدد مستخدمي جيجابت بسرعة.

وتشير البيانات إلى أن إجمالي عدد مستخدمي الوصول إلى الإنترنت عريض النطاق لدى مشغلي الاتصالات الأساسيين الثلاثة يصل إلى 545 مليونًا، من بينهم المستخدمون الذين لديهم معدلات وصول تبلغ 100 ميجابت في الثانية أو أكثر يصلون إلى 508 ملايين، وهو ما يمثل 93.2% من إجمالي عدد المستخدمين، والمستخدمون الذين لديهم معدلات وصول تبلغ 1000 ميجابت في الثانية أو أكثر يصلون إلى 40.88 مليونًا. من الواضح أنه على الرغم من أن نطاق ألياف G/EPON للشبكة المنزلية في الصين ضخم، إلا أن مستخدمي الجيجابت أقل من 10%.

مع نمو الفيديو فائق الوضوح 4K/8K، من الضروري ترقية وتوسيع مستخدمي 100 ميجابت في الثانية إلى 1000 ميجابت في الثانية. لذلك، فإن كيفية ترقية وتوسيع شبكة 2.5G GPON الحالية إلى شبكة 10G PON بشكل معقول وفعال لها أهمية واقعية واقتصادية للغاية.

أحد أساليب الترقية هو ببساطة استبدال شبكات GPON بتقنية الشبكة الضوئية السلبية 10G xGPON، والتخلص التدريجي من شبكات GPON خلال 2-3 سنوات.

هنا، لإطالة دورة حياة شبكة GPON، وحماية الاستثمار الأصلي بشكل فعال، تقترح هذه الورقة بنية شبكة 10G IPVB Overlay GPON (شبكة 10G GPON Plus)، والتي يمكنها ترقية شبكات GPON الحالية إلى شبكة بصرية 10G بتكلفة أقل بكثير وبطريقة أكثر ملاءمة. تقوم الورقة أولاً بتحليل خدمات الوصول في المستقبل وطلبها لعرض النطاق الترددي للوصول. ثانيًا، تناقش الورقة أداء الإرسال وموثوقيته وتوافر خدمة البث التلفزيوني المباشر، وأداء الوصول للخدمة التفاعلية لشبكة 10G GPON Plus. ويظهر أن شبكة 10G GPON Plus يمكن أن تضمن أداء الإرسال الفائق لخدمة البث التلفزيوني المباشر، مع معايير تقنية فيديو احترافية. وفي الوقت نفسه، تتيح الشبكة موثوقية وتوافرًا قويين، مما يتجنب تمامًا ضعف شبكات IPTV التقليدية. وأخيرًا، تم عرض سيناريوهين لتطبيق شبكة GPON Plus. أحد التطبيقات هو وضع التوسعة 10G متعدد المحطات لشبكة GPON القياسية، والآخر هو كيفية تطور شبكة FTTH الخاصة بـ CATV إلى شبكة خدمة 10G all-IP.

 

 

خدمات الوصول الرئيسية لشبكة 10G PON ---فيديو فائق الدقة

 

الهدف والدافع الرئيسي لشبكة FTTH هو زيادة عرض النطاق الترددي والوصول إلى المزيد من أنواع خدمات الفيديو بجودة أعلى لأن خدمات الفيديو المتمثلة في البث التلفزيوني المباشر والفيديو حسب الطلب أصبحت أهم التطبيقات في حياة الناس والترفيه والعمل. قام مقدمو خدمات الاتصالات في البداية باستحداث خدمات الفيديو عبر شبكات الوصول النحاسية الأسطورية الخاصة بهم، مع مشاركة ضئيلة جدًا في السوق. وبعد ذلك، مع الانتشار الواسع لشبكات FTTH، أخذوا تكنولوجيا خدمة IPTV، وهو فيديو تفاعلي فائق الوضوح، كفرصة لتوسيع سوق الفيديو الخاص بهم بنجاح، مما أدى بدوره إلى دفع النمو السريع لسوق IPTV.

في عام 2021، استحوذ سوق تلفزيون 4K UHD في الصين بالفعل على أكثر من 72٪، لكن قاعدة مستخدمي IPTV UHD لا تزال كمية كبيرة. من الواضح أن نقل الفيديو H.264 لـ IPTV لا يمكنه تلبية متطلبات جودة المشاهدة لأجهزة تلفزيون 4K UHD. وتتطلب أجهزة تلفزيون 4K UHD خدمات نقل فيديو عالية الجودة تتطلب نطاقًا تردديًا أعلى وتأخيرًا ثنائي الاتجاه أقل لتدفقات IPTV متعددة البث.

 

الشكل 1: مقاطع فيديو بدقة 4K/8K UHD

 

 

كما هو موضح في الشكل 1، تتراوح سرعة بث الفيديو بدقة 4K UHD القياسية بين 36 إلى 57 ميجابت في الثانية، وتتراوح سرعة فيديو 8K بين 80 إلى 160 ميجابت في الثانية. في حالة إرسال 100 مجموعة من برامج البث التلفزيوني المباشر بدقة 4K (4 جيجابت في الثانية) و20 مجموعة من البرامج التلفزيونية المباشرة بدقة 8K (2.4 جيجابت في الثانية)، يلزم توفير نطاق ترددي إجمالي لبث الفيديو يبلغ 6.4 جيجابت في الثانية.

بالإضافة إلى ذلك، فإن خدمة البث التلفزيوني المباشر عبر بروتوكول الإنترنت (IP) حساسة للغاية لفقدان الحزمة/معدل خطأ البت في أنظمة IPTV التفاعلية. وفقًا للعلاقة بين معدل فقدان الحزمة ومعدل استخدام النطاق الترددي للارتباط الواردة في "Huawei"المستند التقني لشبكة النقل بدقة 4K المستندة إلى الخبرة"، لا يمكن تجاهل معدل فقدان الحزمة إلا عندما يكون معدل استخدام النطاق الترددي للارتباط أقل بكثير من 70%.

 

الشكل 2: العلاقات بين المخزن المؤقت للشبكة ومعدل فقدان الحزمة عند معدلات استخدام الارتباط المختلفة

 

 

إذا نظرنا في النقل المستقبلي لخدمات الفيديو 3R (VR، الواقع الافتراضي، AR، الواقع المعزز، و MR، الواقع المختلط)، فإن استهلاك عرض النطاق الترددي لخدمات الفيديو النهائية أكثر إثارة للدهشة. بشكل عام، يبلغ النطاق الترددي لمجموعة برامج الواقع الافتراضي حوالي 300 ميجابت في الثانية، والواقع المعزز حوالي 500 ميجابت في الثانية، والواقع المعزز أعلى من ذلك.

ولذلك، فإن التركيز في توسيع النطاق الترددي لشبكة 10G FTTH هو نقل بث تلفزيوني مباشر IP عالي السعة وعالي الوضوح مع جودة خدمة عالية الجودة.

 

 

شبكة 10G GPON Plus ---10G IPVB تراكب GPON

في ضوء حقيقة أن الغرض الرئيسي من توسيع عرض النطاق الترددي هو توفير خدمة البث المباشر IPTV، تقترح هذه الورقة حلاً لذلك من خلال إضافةنظام بث IP 10G(بروتوكول ITU-T J.1210 IPVB) ونظام GPON لبناء شبكة GPON Plus ثنائية القناة، كما هو موضح في الشكل 3.

 

الشكل 3: بنية شبكة 10G GPON Plus

 

 

 

في شبكة 10G GPON Plus، يتم نقل بث IPTV المباشر بالكامل من خلال قناة البث الضوئية التي تبلغ 1550 نانومتر باتباع بروتوكول بث IP، مما يضمن جودة الخدمة المطلوبة بدون تأخير أو ارتعاش أو خطأ منخفض في بث IPTV المباشر.

تتكون بوابة 10G IP في شبكة 10G GPON Plus وظيفيًا من وحدة ONU ووحدة استقبال 10G IP (موالف IP)، ومتصلة بأليافين على التوالي. يتم توصيل أحد الألياف بـ BoSA الخاص بوحدة ONU، ويتم توصيل الألياف الأخرى بوحدة موالف IP 10G. يمكن توصيل بوابة IP 10G بألياف مفردة بثلاث قنوات ذات طول موجي (1550/1490/1310 نانومتر) من خلال WDM مدمج.

تيار 10G IPمحطة خط التوزيع (DLT)يؤدي وظيفة تقارب الخدمة بين IPTV المباشر وVOD وOTT TV ودفق فيديو IP المحلي. وفقًا لاستراتيجيات التشغيل، يمكن لـ DLT تخصيص تدفقات IP لخدمات الإنترنت ديناميكيًا لقناة بث 10G أو لقناة GPON 1490 نانومتر، وبالتالي توسيع عرض النطاق الترددي لقناة المصب للنظام حتى 12.5 جيجابت في الثانية.

تشبه شبكة 10G GPON Plus البنية ذات السطحين لجسر الجسر، أي أنه يتم تثبيت قناة بث بعرض النطاق الترددي 10G على شبكة GPON لتتطور إلى شبكة وصول عريضة النطاق ثنائية الاتجاه غير متماثلة.

 

الشكل 4: شبكة 10G GPON Plus - تراكب 10G IPVB GPON

 

 

ميزات شبكة 10G GPON Plus هي:

 

* قناة بث IP - توفر 10 جيجا هرتز بتكلفة منخفضة، وتدعم تلفزيون 4k/8K UHD وبث فيديو الواقع الافتراضي.
* الوصول إلى النطاق العريض غير المتماثل ثنائي القناة: 12.5 جيجابت في الثانية للتنزيل و1.25 جيجابت في الثانية للتنزيل.
* دعم جميع خدمات IP —— البث التلفزيوني المباشر، وSDV (تبديل الفيديو الرقمي)، وVOD أو IPTV التفاعلي، وتلفزيون OTT، وخدمات الإنترنت.

 

 

تحليل أداء شبكة 10G GPON Plus

 

قدرة جودة النقل لشبكة 10G GPON Plus لخدمة البث المباشر عبر IPTV

 

بالنسبة لخدمة البث التلفزيوني المباشر، فإن السبب وراء تمتع بث IP بجودة نقل فيديو عالية جدًا هو أنه يبث جميع بيانات التلفزيون في وقت واحد إلى كل منزل بدلاً من تحويل البيانات إلى منازل حصرية بشكل فردي. وبالتالي لا يوجد تأخير في التبديل أو ارتعاش، وطالما تجاوزت الطاقة الضوئية المستقبلة عتبة حساسية الاستقبال، فإن فقدان الحزمة سيكون صغيرًا. يتم توضيح الأوضاع المبدلة وغير المبدلة لبث فيديو IP في الشكل 5.

 

الشكل 5. جميع شبكات IP التي تدعم مقاطع فيديو IP المحولة وغير المحولة

 

 

 

في وضع البث أحادي الاتجاه (بدون تحويل الفيديو الرقمي)، يتم توزيع جميع برامج التلفزيون على جميع المستخدمين في الشبكة. يمكن للمستخدمين اختيار أي من برامج التلفزيون لمشاهدتها باستخدام IP Tuner. تتميز برامج التلفزيون مع وضع البث أحادي الاتجاه بخصائص جودة الخدمة العالية، وعدم التأخير، وعدم الارتعاش، وتجربة المستخدم الجيدة (QoE).

وضع البث ثنائي الاتجاه SDV (الفيديو الرقمي المحوّل) يعني أن برامج التلفزيون يتم إرسالها فقط بناءً على طلب المستخدمين، وبالتالي توفير عرض النطاق الترددي للتنزيل. وإذا طلب أحد المستخدمين بث برنامج تلفزيوني واستقبله عند الطلب، يُسمح لجميع المستخدمين الآخرين في الشبكة بمشاركة نفس بث البرنامج التلفزيوني. لا يؤدي وضع البث SDV إلى استخدام عرض النطاق الترددي العالي مثل IPTV التقليدي فحسب، بل لا يحتاج أيضًا إلى بروتوكولات معقدة (مثل بروتوكول IGMP). تتميز استراتيجية التبديل لدفق البرامج التلفزيونية في نظام SDV بالبساطة والسرعة، وتتمتع بمزايا جودة الخدمة العالية، وعدم التأخير، وعدم الارتعاش، وتجربة مستخدم جيدة لجودة التجربة.

وفقًا للقانون الإحصائي لعادة المستخدمين في مشاهدة البث التلفزيوني المباشر، فإن 80% من المستخدمين يشاهدون 20% من البرامج التلفزيونية ويختار الـ 20% المتبقية مشاهدة الـ 80% المتبقية من البرامج التلفزيونية. وبالتالي، يمكن لشبكة 10G GPON Plus إجراء التخصيص الأمثل لعرض النطاق الترددي الديناميكي من خلال بث 20% من البرامج التلفزيونية الأكثر شيوعًا من خلال وضع البث أحادي الاتجاه وتقديم 80% من البرامج من خلال وضع البث SDV ثنائي الاتجاه. تشير التقديرات إلى أنه يمكن توفير 60% من النطاق الترددي للبث لخدمات البث التلفزيوني المباشر.

 

الشكل 6: القانون الإحصائي لعادة المستخدمين في مشاهدة البث التلفزيوني المباشر

 

 

لذلك، ستوفر شبكة 10G GPON Plus، التي تتضمن قناة بث بسرعة 10 جيجابت في الثانية على شبكة GPON، نطاقًا تردديًا كافيًا وأداء نقل ممتاز لتلبية النمو الهائل لبرامج البث التلفزيوني المباشر IP في المستقبل، ولإطالة دورة حياة شبكات GPON، ولضمان الفوائد الاقتصادية للمشغلين.

بشكل عام، يتطلب المعيار الفني لبث الفيديو التلفزيوني معدل خطأ بت (BER) يبلغ 10-11، وهو أعلى بكثير من متطلبات BER البالغة 10-3 في أنظمة IPTV وفقًا لوزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات في الصين.وبالتالي، في شبكات GPON Plus، يمكن تحسين جودة بث IPTV المباشر بشكل كبير إلى نفس مستوى المعيار الفني لبث الفيديو التلفزيوني.

 

 

موثوقية وتوافر خدمات بث IPTV في شبكات 10G GPON Plus

 

يمكن أيضًا أن يعمل رابط بث IP ونظام GPON بشكل مستقل. في هذه الحالة، يتم تنفيذ خدمة البث المباشر عبر بروتوكول الإنترنت (IPTV) وخدمة الوصول إلى الإنترنت بشكل مستقل عبر النظامين. بمعنى آخر، يمكن لشبكات GPON توسيع خدمة بث IPTV الخاصة بها بموثوقية عالية وتوافر عالٍ عن طريق إضافة رابط بث أحادي الاتجاه يعمل بشكل مستقل.

بادئ ذي بدء، نتيجة لإضافة نظام بث IP المستقل، فإن جودة مشاهدة خدمة IPTV المباشرة بغض النظر عن عدد المستخدمين، أي معدل التزامن للمستخدمين لن تضعف جودة مشاهدة خدمة IPTV حتى في الحالات القصوى لذروة المشاهدة.

ثانيًا، يمكن لنظام النسخ الاحتياطي لبث IP أن يعتمد عملية تبديل مادية مع وقت تبديل قصير لمستوى ميكروثانية، وهو سريع جدًا بحيث لا يمكن للمستخدمين ملاحظته، وبالتالي دون الإضرار بجودة تجربة الخدمة (QoE). يثبت هذا الأداء توفر وموثوقية شبكة GPON Plus.

أخيرًا، في شبكات 10G GPON Plus، يمكن لقناة بث IP وشبكة GPON ثنائية الاتجاه العمل بشكل كامل في وضع العزل المادي. في الظروف القصوى حيث تتعرض شبكة GPON ثنائية الاتجاه للهجوم من خلال المعلومات الضارة والتطفل، مما يؤدي إلى توقف الشبكة، يمكن لقناة بث IP المستقلة أن تظل تعمل بشكل مستقل وتوفر بثًا تلفزيونيًا موثوقًا به لبث IP. لا يوجد خطر إيقاف خدمات IPTV المباشرة، وهذا يلبي متطلبات معايير توفر الشبكة.

 

 

الوصول إلى أداء الخدمة التفاعلية ثنائية الاتجاه في شبكات 10G GPON Plus

 

في الشبكات المحسنة 10G GPON Plus، تتكون إمكانية الوصول ثنائي الاتجاه للشبكة من جزأين، أحدهما هو عرض النطاق الترددي للوصول ثنائي الاتجاه لشبكة GPON، والآخر هو عرض النطاق الترددي المتبقي للوصلة الهابطة بعد تخصيص قناة البث 10G لخدمة البث المباشر IPTV.

في شبكات GPON في الصين، بشكل عام، يخدم كل منفذ PON من OLT 32 منزلًا. في المقابل، يبلغ عرض النطاق الترددي ثنائي الاتجاه الثابت/المنبع لكل أسرة حوالي 78/39 ميجابت في الثانية.

في ضوء تقييم سعة النطاق الترددي المنبع، بالنسبة للمستخدمين المنزليين، فإن الخدمات التي تشغل أكبر عرض نطاق ترددي منبع هي هاتف الفيديو ومراقبة المنزل، حيث تأخذ كل منها عرض نطاق ترددي يصل إلى 4 ميجابت في الثانية واثنتان تستهلكان 8 ميجابت في الثانية إجمالاً. يعد متوسط ​​النطاق الترددي المنبع الحالي البالغ 39 ميجابت في الثانية في شبكة GPON كافيًا، أي أن عرض النطاق الترددي المنبع هذا سيكون كافيًا لشبكات GPON Plus.

أما بالنسبة لعرض النطاق الترددي المصب، في شبكات GPON Plus، ليست هناك حاجة لتخصيص 40% من عرض النطاق الترددي المصب البالغ 2.5 جيجابت في الثانية المقدم في شبكة GPON الفرعية لخدمات بث IPTV المباشر. ويمكن استخدام متوسط ​​النطاق الترددي الثابت البالغ 78 ميجابت في الثانية لكل أسرة بشكل كامل لخدمات الوصول إلى الإنترنت. في الأساس، يمكن لهذا النطاق الترددي أن يدعم كل أسرة في مشاهدة مقطعي فيديو عبر الإنترنت بدقة 4K في نفس الوقت.

نظرًا لدمج قناة بث IP 10G مع شبكة GPON، يمكن تخصيص جزء من النطاق الترددي المصب لتقديم خدمات تفاعلية مثل خدمة فيديو الإنترنت OTT/TV وIPTV عند الطلب، كما هو موضح في الشكل 7:

 

الشكل 7: تكامل قنوات IPVB وGPON

 

 

 

ينقسم عرض النطاق الترددي لقناة بث IP 10G عادةً إلى جزأين: يتم استخدام عرض النطاق الترددي 6 جيجابت في الثانية لخدمات IPTV المباشرة ونقل البرامج التلفزيونية الضخمة، مثل 100 تلفزيون 4K قياسي (3.6 جيجابت في الثانية) و20 تلفزيونًا قياسيًا 8K (2.4 جيجابت في الثانية). يمكن للنطاق الترددي المتبقي البالغ 4 جيجابت في الثانية أن يخدم 1024 أسرة، مما يوفر لكل أسرة حدًا أدنى من عرض النطاق الترددي الثابت يبلغ 4 ميجابت في الثانية (عرض النطاق الديناميكي البالغ 4 ميجابت في الثانية)x√ (1024/32) = 22.4 ميجابت في الثانية)، أو خدمة 40 مستخدمًا، ليتمكنوا من مشاهدة فيديو 8K OTT (100 ميجابت في الثانية) في وقت واحد.

من الواضح أن إمكانية الوصول ثنائي الاتجاه للخدمات التفاعلية قد تحسنت بشكل كبير في شبكات 10G GPON Plus. يصل الحد الأدنى لعرض النطاق الترددي الثابت للمستخدم إلى 78 + 4 ميجابت في الثانية، وهو كامل بما يكفي لتلبية طلب الوصول إلى خدمات النطاق العريض غير المتماثلة ثنائية الاتجاه في السنوات العشر القادمة، بما في ذلك 8K وVR وغيرها من الخدمات التفاعلية لبث الفيديو ذات النطاق الترددي الفائق.

في تقنية شبكات 10G xGPON، يبلغ متوسط ​​النطاق الترددي المنزلي 156 ميجابت في الثانية في حالة كل منفذ PON من 10G OLTs يخدم 64 مستخدمًا. وبالنظر إلى خدمات IPTV المباشرة التي تشغل 40% من إجمالي عرض النطاق الترددي، فإن النطاق الترددي الفعلي المتوفر الفعلي يبلغ 93 ميجابت في الثانية فقط لخدمات الإنترنت ثنائية الاتجاه. بالمقارنة مع عرض النطاق الترددي المصب البالغ 82 ميجابت في الثانية في شبكة 10G GPON Plus، فإن عرض النطاق الترددي التفاعلي الفعال في شبكة 10G xGPON يزيد بنسبة 11.8% فقط. ومع ذلك، فإن متوسط ​​التكلفة الإضافية لـ 10G xGPON لمستخدم واحد يصل إلى 100 دولار أمريكي، وهو ما يمثل حوالي 3.2 أضعاف تكلفة استخدام شبكات 10G GPON Plus. ولذلك، فإن نهج شبكات 10G xGPON له فوائد استثمارية أقل ونسبة أداء إلى سعر أقل من مخطط شبكة 10G GPON Plus.

على وجه الخصوص، في حالة كل منفذ PON من GPON OLT الذي يخدم 64 مستخدمًا، فإن النطاق الترددي المتدفق والمنبع لكل مستخدم في شبكة 10G GPON Plus هو 39+4 ميجابت في الثانية و19.5 ميجابت في الثانية، على التوالي، وهو ما يلبي بشكل أساسي متطلبات الوصول للخدمات التفاعلية لفترة طويلة في المستقبل.

 

 

سيناريوهات تطبيق شبكات 10G GPON Plus

 

يتم اقتراح العديد من نماذج التطبيقات لشبكات 10G GPON Plus المحسنة، اعتمادًا على الفواتير المتدرجة للمستخدمين والمتطلبات التشغيلية للأعمال:

 

شبكة 10G FTTH مع محطات وصول متعددة —— تطور GPON إلى شبكة 10G PON plus

 

من أجل تقليل الاستثمار الأولي وحماية الاستثمار الفعلي، وزيادة عدد المستخدمين بسرعة، في المرحلة الأولى، يمكن لمستخدمي نظام 10G أحادي الاتجاه ونظام GPON التعايش في نفس الشبكة. في الشبكة، يتم الوصول إلى محطات الوصول إلى الخدمة المختلفة، بما في ذلك GPON ONU، وبوابة IP 10G، والمستقبل البصري 10G IP (IP Tuner) في أربعة أشكال مجمعة للتكيف بشكل مرن واقتصادي مع مواقف الخدمة المختلفة وتصنيفات شحن المستخدم المختلفة، كما هو موضح في الشكل 8.

 

الشكل 8: شبكة 10G GPON Plus مع محطات وصول متعددة

 

 

على سبيل المثال، في شبكة حيث 50% من المستخدمين العاديين ليس لديهم خطة ترقية مؤقتًا، ويفضلون الاحتفاظ بمحطة ONU الأصلية والبقاء على خدمات الوصول السابقة وعرض النطاق الترددي. هناك 20% من المستخدمين المتميزين في الشبكة، يوافقون على الترقية إلى مستخدمي 10G، ويستمتعون بنطاق ترددي وصول ثنائي الاتجاه بسرعة 500 ميجابت في الثانية على الأقل وفيديو عالي الوضوح 4K/8K وVOD تفاعلي. بالنسبة لهؤلاء المستخدمين، يمكن تلبية سعة النطاق العريض الموسعة لديهم ببساطة عن طريق إضافة موالف IP 10G إلى الشبكة.

إذا كان 10% من مستخدمي الشبكة مستخدمين جدد، يُنصح المشغلون بتكوين بوابة IP 10G (موالف IP ONU+10G المدمج) للمستخدمين.

إذا كان 20% من المستخدمين المتبقين في الشبكة هم مستخدمون للتلفزيون فقط، فيمكن تكوين موالف IP 10G لتوفير سعة كبيرة ودقة فائقة الوضوح لتلفزيون IPTV المباشر، وبالتالي تلبية جاذبية هؤلاء المستخدمين بأقل تكلفة.

في المرحلة الثانية، ستتم ترقية جميع مستخدمي GPON ONU الحاليين في الشبكة إلى وصول 10G عن طريق إضافة موالف IP 10G واحد. يتم تكوين المستخدمين المضافين حديثًا باستخدام بوابة IP 10G (مستقبل ONU+10G IP المدمج)، وسيتم تكوين مستخدمي التلفزيون فقط باستخدام موالف IP 10G واحد، كما هو موضح في الشكل 9.

 

الشكل 9: تطور GPON إلى شبكة 10G PON plus

 

 

في المرحلة الثالثة، يتم استبدال OLT وONU في شبكة 2.5G GPON بأجهزة 10G xGPON، ويتم ترقية الشبكة إلى شبكة وصول ذات نطاق ترددي فائق غير متماثل بسرعة 20 جيجابت في الثانية/2.5 جيجابت في الثانية، مما يتجاوز بشكل شامل 10 جيجابت في الثانية xGPON. تم إنشاء شبكة 10G xGPON Plus المحسنة من خلال تركيب قناة بث 10G IPVB على شبكة 10G xGPON.

 

 

تطور شبكة CATV إلى 10G لجميع شبكات IP ---متوافق مع خدمة البث التلفزيوني الرقمي DVB-C

 

كل IP هو الحل النهائي لشبكات FTTH. يمكن اعتماد تقنية بث الفيديو 10G IPVB في شبكة CATV لنقل تدفقات TS للتلفزيون الرقمي DVB-C بواسطة TS Over IP لتحقيق الوصول إلى جميع خدمات IP، كما هو موضح في الشكل 10.

 

الشكل 10: شبكة FTTH 10G متوافقة مع جميع أنظمة IP وDVB-C

 

 

في CATV Headend، يتم أيضًا إرسال دفق برنامج TS الخاص بتلفزيون DVB-C إلى DLT لنظام 10G IPVB، ثم يقوم نظام WDM بمضاعفة إرسال دفق IPVB (1530 نانومتر)، وإشارة DVB-C (1550 نانومتر)، وGPON المصب (1490 نانومتر) ويطلقها في شبكة ODN لشبكة FTTH.

يتم تقسيم الضوء 1530 نانومتر الذي يحمل تيار IPVB قبل دخول كابل الألياف إلى منزل المستخدم باستخدام مرشح بصري (CWDM)، ويتم وضع كل من الألياف الضوئية في منزل المستخدم. يتم توصيل الألياف التي تحمل ضوء 1530 نانومتر بموالف IP 10G، ويتم توصيل الألياف الضوئية الأخرى (التي تحمل مصابيح 1550/1490/1310 نانومتر) بـ ONU الأصلي، ويتم توصيل موالف IP 10G وONU بواسطة كابل CAT5/6UTP، وبالتالي نكمل ترقية شبكة 10G IP بالكامل.

كما هو الحال مع أنظمة البث DVB-C، تنقل قناة البث 10G IPVB نفس تدفقات الفيديو SPTS أو MPTS والإشارات المشفرة CA في شبكة 10G all-IP. لذلك، تعمل منصة خدمة التلفزيون الرقمي DVB-C ومنصة تشفير CA الخاصة بها بنفس الطريقة كما كانت من قبل، كما هو موضح في الشكل 10. في الشبكة، يمكن لمستخدمي DVB-C غير المحدثين الاستمرار في استخدام أجهزة الاستقبال الضوئية CATV الخاصة بهم لمشاهدة برامج تلفزيون DVB-C بناءً على تعديل RF QAM، في حين يمكن لمستخدمي IP بالكامل الذين تمت ترقيتهم استخدام موالف IP 10G لمشاهدة بث تلفزيون IP أو استخدام جهاز الاستقبال البصري CATV الأصلي لمشاهدة تلفزيون DVB-C.

يمكن استخدام STB ثنائي الوضع لمستخدمي DVB-C ومستخدمي IP بالكامل في شبكة 10G FTTH. نظرًا لأنه مزود بمنافذ إدخال RF وIP، فإنه يمكنه فك تشفير تيار تلفزيون TS من وضعي الإشارة إلى إشارة HDMI وإرسال إشارة HDMI إلى أجهزة التلفزيون.

في نظام DVB-C القديم المعتمد على تقنية تعديل QAM RF، نظرًا لقدرة الإرسال المحدودة لكل قناة RF (38 ميجا بت في الثانية@64QAM@8 ميجا هرتز أو 54 ميجا بت في الثانية@256QAM@8 ميجا هرتز)، فمن الصعب أن يقوم نظام البث التلفزيوني DVB-C بإرسال مجموعة من البث التلفزيوني بدقة 8K UHD في قناة RF واحدة. وأيضًا، نظرًا لمحدودية عدد قنوات التردد اللاسلكي، يصعب على النظام دعم عدد كبير من تدفقات التلفزيون بدقة 4K.

على العكس من ذلك، فإن قناة 10G IPVB قادرة على توفير نطاق ترددي كافٍ للبث التلفزيوني الضخم بدقة 4K /8K. ولذلك، فإن تقنية 10G IPVB لديها القدرة على تمهيد طريق سلس لأنظمة البث RF الخاصة بتلفزيون DVB-C في شبكات CATV ليتم ترقيتها إلى بث IPTV وتتطور إلى شبكات IP بالكامل.

 

 

 

معدات شبكة 10G GPON Plus

 

محطة خط توزيع IP (DLT)WID6648

 

DLT هو جهاز أساسي يستجيب لوظيفة دمج قناة بث IP وقناة GPON. فهو يجمع البث التلفزيوني المباشر والتلفزيون المحلي وIPTV التفاعلي أو VOD وتدفقات خدمة OTT TV، ويخصص تدفقات خدمة مختلفة لقناة البث 10G (1550 نانومتر) أو قناة الوصلة الهابطة GPON (1490 نانومتر) وفقًا لاستراتيجية عمل المشغلين.

 

 

منصة تقارب كاملة الخدمات 10G I-CAP2000

 

 

 

 

تم تصميم CAP2000 في منصة هيكل 2RU أو 1RU، وهي قابلة للتوصيل والتشغيل، ويمكن إدخالها في وحدة IP DLT، ووحدة EDFA، ووحدة IP Repeater، ووحدة إدارة الشبكة، ووحدة الطاقة، وما إلى ذلك.

 

 

سلسلة محطة الوصول 10G GPON Plus WIG6200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HD DVB + IP Set Top Box —WIC6111

 

جهاز استقبال HD DVB + IP ثنائي الوضع - WIC6111

 

 

* HD DVB+IP Set Top Box متوافق مع MPEG4&H.265
* دعم USB PVR
* EPG وDVB Teletext وترجمات DVB
* وظيفة البحث التلقائي واليدوي لDVB وIP
* دعم CAS الذكية
* دعم VOD وإسقاط شاشة الهاتف المحمول

 

 

 

 

الاستنتاجات

 

باستخدام مزيج من قناة البث GPON +10G IP، يمكن للمشغلين تطوير المزيد من الخيارات لبناء شبكات FTTH حيث يأخذون في الاعتبار الكامل المواقف الفعلية وأنماط المنافسة لشبكاتهم ويجدون الحل الأمثل لتطوير شبكة بصرية 10G تعمل بتقنية IP بالكامل، ويحصلون على أفضل مكافأة استثمار وأداء شبكة فعال من حيث التكلفة.

يتمثل جوهر شبكة 10G GPON Plus في إعادة البث التلفزيوني المباشر IP من وضع تحويل البث المتعدد IP إلى الخاصية الطبيعية لبث IP، وذلك لتحقيق نسبة عالية جدًا من الأداء إلى السعر حتى تتمكن الشبكة من تلبية معايير الجودة الاحترافية للفيديو التلفزيوني المباشر بشكل أفضل ومتطلبات توفر البث الموثوق. يتمتع هذا النوع من شبكات الوصول إلى الألياف الضوئية بميزة تنافسية أقوى، وذلك لتجنب بناء شبكة ألياف ضوئية IPTV متجانسة.

في شبكات GPON، لا يعد تراكب قنوات بث IP ابتكارًا تكنولوجيًا فحسب، بل يعد أيضًا ابتكارًا في نموذج الأعمال. لا تستطيع شبكة GPON Plus المحسنة أن تحمل خدمة IPTV المباشرة للمشغل من خلال وضع البث فحسب، بل توفر أيضًا خط نقل مخصص لسوق فيديو الإنترنت OTT. يوفر هذا مخططًا جديدًا للوصول إلى تلفزيون OTT ويخلق مساحة سوقية جديدة تمامًا لخدمة البث المباشر عبر الإنترنت الغنية والملونة.

أخيرًا، من أجل جعل شبكة GPON Plus تحافظ بشكل دائم على الريادة التكنولوجية لأكثر من جيل وميزتها التنافسية بأقل تكلفة، يمكن توسيع قناة بث IP المتراكبة من عرض النطاق الترددي الحالي 10G إلى قناة عرض النطاق الترددي 25G أو 50G، ثم بناء شبكة وصول FTTH ذات النطاق العريض غير المتماثلة بسرعة 25 أو 50 جيجابت في الثانية.