كما أدى النمو السريع لاتصالات المعلومات السريعة ومنخفضة التأخير وعالية السعة في جميع أنحاء العالم إلى زيادة الطلب على الوصول غير المكلف عالي السرعة من قبل الملايين من مستخدمي الإنترنت والعملاء.
يجد مقدمو خدمة الإنترنت أن الألياف إلى المنزل هي حل مستقبلي لهذه المشكلة.
FTTH هي واحدة من أهم التقنيات لشبكات اليوم والمستقبل ، لأنها لا تزيد من الوصول إلى النطاق الترددي فحسب ، بل تقلل أيضًا من تكاليف المعدات والصيانة ، مع تحسين جودة الخدمة بشكل كبير.
تشير التوقعات إلى أن استخدام الإنترنت من قبل المستخدمين الفرديين سيصل إلى سرعة 100 ميجابت في الثانية وفي النهاية 1 جيجابت في الثانية. الألياف الضوئية هي وسيلة النقل الوحيدة التي يمكنها دعم سرعات النقل لمسافات طويلة.
إذن ، ما هي الألياف في المنزل؟
الألياف إلى المنزل (FTTH) هي تركيب واستخدام الألياف الضوئية مباشرة من نقطة مركزية إلى المباني الفردية مثل المنازل والمباني السكنية والشركات لتوفير وصول عالي السرعة إلى الإنترنت. تزيد FTTH بشكل كبير من سرعات الاتصال المتاحة لمستخدمي الكمبيوتر مقارنة بالتقنية المستخدمة في معظم الأماكن اليوم.
يمكن أن تحقق FTTH سرعات اتصال تصل إلى 100 ميجابت في الثانية (ميجابت في الثانية) ، وهي أسرع من 20 إلى 100 مرة من اتصال مودم الكبل النموذجي أو اتصال DSL (خط المشترك الرقمي). يعد تنفيذ FTTH على نطاق واسع مكلفًا لأنه يتطلب تركيب مجموعات كبلات جديدة على طول "الميل الأخير" من كابلات الألياف الضوئية الحالية إلى العملاء الفرديين. تمتلك بعض المجتمعات حاليًا خدمة الألياف الضوئية (FTTC) ، والتي تشير إلى تركيب واستخدام كابلات الألياف الضوئية عند الرصيف بالقرب من المنزل أو العمل ، والوسط "النحاسي" الذي يحمل الإشارة بين الرصيف والمستخدم النهائي.
كيف يعمل FTTH؟
السمة المميزة لـ FTTH هي أنها تربط الألياف الضوئية مباشرة بالمنازل ، والتي تستخدم في معظم أو كل اتصالات الميل الأخير.تستخدم الألياف إشارات ضوئية لنقل البيانات لتحقيق أداء أعلى.
الهيكل الأساسي لشبكة وصول FTTH هو كالتالي: تبدأ كابلات الألياف الضوئية في المكتب المركزي ، ثم تمر عبر محور توزيع الألياف (FDH) ، ثم تمر عبر نقطة وصول للشبكة (NAP) ، وأخيراً تدخل صندوق المنزل من خلال محطة طرفية تستخدم كنقطة اتصال.
تُظهر الصورة أدناه حفرة تربة مع أنبوب برتقالي. بمجرد دفن البنية التحتية لمجاري الهواء في مكانها ، يتم تمرير الألياف الضوئية (المشابهة للحبل) عبر القناة البرتقالية من نقطة وصول الشبكة.
معمارية ومكونات FTTH
هناك نوعان من الأنظمة التي تسمح لكابلات الألياف الضوئية بنقل البيانات باستخدام الضوء:
شبكة بصرية نشطة (AON)
شبكة بصرية سلبية (PON)
يستخدم AON معدات التبديل الكهربائية لتوجيه الإشارة بنشاط إلى مستخدم معين ، ويستخدم PON مقسمات بصرية بدلاً من المفاتيح الكهربائية لتوجيه الإشارة ، مما يعني أن مستخدمي PON يحتاجون فقط إلى معدات كهربائية في الطرف المستقبل للشبكة.
يتم استخدام كلا النوعين في تطبيقات FTTH ولكل منهما مزايا ، ولكن معظم تطبيقات FTTH تستخدم PONs نظرًا لانخفاض تكلفة التثبيت والأداء العالي.
طوبولوجيا شبكة PON هي كما يلي:
محطة الخط البصري (OLT) في المكتب المركزي للمزود.
وحدة الشبكة الضوئية (ONU) بالقرب من مباني المستخدم النهائي.
شبكة توزيع بصري (ODN) بين OLT و ONU لتقسيم وتوزيع الإشارات المرسلة على طول PON.
معدات شبكة FTTH
تتطلب عمليات نشر FTTH تخطيطًا مكثفًا وعناصر للتوسع من عقدة الوصول إلى مباني المشترك.
هناك عنصران أساسيان في شبكة الألياف الضوئية:
إنهاء الخط البصري (OTL) من جانب مزود خدمة الإنترنت
وحدة الشبكة الضوئية (ONU) الموجودة في مقر العميل.
يتم الاتصال بين هذين العنصرين من خلال الأجهزة والمكونات البصرية وغير البصرية.
تشمل الأجهزة غير البصرية
المعدات
مخزنة
لوحة الوصلات
ختم الألياف
دواسة
عندما يتعلق الأمر بالمكونات الضوئية ، فإننا نتحدث عن التوصيلات ، والمقارنات والمحولات ، والموصلات ، وكابلات الألياف البصرية ، والموصلات ، والمقسمات ، والقفزات ، وكابلات الإسقاط ، ونهايات الإسقاط.
كابل الألياف الضوئية
يعد تركيب كبلات الألياف الضوئية من أكثر العمليات تكلفة عند نشر شبكة PON ، ويمكن أن تكون تركيبات الكابلات تحت الأرض (مدفونة) ، وفي مجاري الهواء ، وعلى الأعمدة والأبراج (الهوائية).
الفاصل
وفقًا لجمعية الألياف البصرية ، تأخذ هذه المكونات السلبية المدخلات وتقسمها لإرسال الإشارة إلى عدة مستخدمين ، مما يقلل التكاليف بشكل كبير.
موصل
تُستخدم الموصلات البسيطة أكثر من غيرها في عمليات نشر FTTH.
الأكثر شيوعًا هي:
SC / APC.
ST / APC
LC / APC
تزداد شعبية الموصلات متعددة الألياف أيضًا حيث يمكنها استيعاب ما يتراوح من 4 إلى 72 ليفًا في وقت واحد وهي الأكثر شيوعًا MTO.
أكثر أنواع الموصلات شيوعًا المستخدمة في شبكات PON هو موصل APC (Angle Physical Contact) بسبب حلقة مصقولة 8 درجات مما يقلل من الخسائر:
خسارة العودة: -60dB.
الخسارة النموذجية: 0.5 ديسيبل.
وبالتالي تجنب مشاكل الإرسال. يمكن بالطبع التعرف على موصلات APC من خلال لونها الأخضر
فوائد استخدام FTTH
تتمثل الفائدة الرئيسية لـ FTTH في تحسين أداء الشبكة ، وخاصة السرعات العالية عبر مسافات طويلة ، والتي لا يمكن تحقيقها بالطرق القديمة باستخدام الكابلات المحورية والموصلات المزدوجة المجدولة و DSL.
نظرًا لعرض النطاق الترددي العالي بشكل كبير ، يعتبر الخبراء أن FTTH هي أفضل تقنية للتعامل مع متطلبات شبكة المستهلك في العقود القادمة. بعض الفوائد التي تأتي معها تشمل:
أداء محسّن لدفق الفيديو عالي الدقة.
يمكن إجراء العديد من الترقيات دون استبدال الألياف ، لذلك يشير البعض إلى FTTH على أنها "دليل مستقبلي" ، لتحديث البنية التحتية حول الألياف دون تحديث الألياف نفسها.
سرعات أعلى لمسافات أطول من التقنيات السابقة.
أفضل من تكوينات الألياف الضوئية الأخرى لأن الألياف تتصل مباشرة بالسكن ، ويمكن استخدام Ethernet أو coax لإكمال أجزاء الشبكة المتبقية.
FTTH مع FTTN و FTTC وما إلى ذلك.
FTTH هو إصدار أكثر تحديدًا لمصطلح Fiber-to-the-x (FTTx) ، حيث تشير x إلى النقطة في الشبكة حيث يتم توصيل كابلات الألياف الضوئية بالمباني القريبة لتقديم الخدمة. في كل مصطلح ، تختلف النقطة التي يتوقف عندها الألياف ويبدأ إرسال الإشارة إلى الكابل المعدني. جميع إصدارات FTTx هي القوة الدافعة وراء وصول الجيل التالي (NGA) ، مما يعني ترقية سرعة وجودة شبكات النطاق العريض.
تمت تسمية Fiber-to-the-home بهذا الاسم لأن الكبل يمتد مباشرة إلى منزل المستخدم. يمكن استخدام FTTB (الألياف إلى المبنى) بالتبادل مع FTTH لأن بنية الشبكة هي نفسها ، وتستخدم الكلمات الثلاث "المنزل والمبنى" لوصف المباني السكنية المتصلة مباشرة بشبكة الألياف البصرية.
هناك اختلاف بسيط بين FTTH و FTTB وهو أن FTTH يربط الألياف الضوئية مباشرة بالسكن ، والذي قد يكون هناك العديد منها في مبنى واحد ، في FTTB تنتقل الألياف الضوئية إلى المبنى ثم تنتقل الكابلات المعدنية إلى الوحدات الفردية بالداخل - المنزل أو مكتب.
الألياف الضوئية إلى الرصيف (FTTC) ، سميت بهذا الاسم لأن كابل الألياف الضوئية غير متصل مباشرة بمبنى أو منزل أو مؤسسة ، ولكن برصيف بالقرب من المنزل أو العمل ، حيث يحمل اتصال الزوج الملتوي الإشارة من الرصيف إلى بناء للمستخدم النهائي.
تشير الألياف إلى العقدة (FTTN) إلى إعداد حيث يتم توصيل الألياف الضوئية بخزانة أو عقدة الشبكة وتمرير الإشارة إلى الأسلاك النحاسية في تلك النقطة.
توجد العديد من إصدارات FTTx الأخرى ، بما في ذلك:
الألياف إلى الطرف (FTTT): تتصل كابلات الألياف الضوئية مباشرة بأجهزة سطح المكتب في المكتب.
الألياف الضوئية إلى المكتب (FTTO): على غرار FTTT ، تتصل كابلات الألياف الضوئية بمفاتيح صغيرة على مكاتب مستخدمي المكاتب ، وغالبًا ما توجد عدة مفاتيح التبديل في جميع أنحاء المكتب ، تُدار من موقع مركزي.
الألياف إلى الشارع (FTTS): يقع FTTS بين FTTB و FTTC ، حيث ينتقل إلى الأسلاك النحاسية الأقرب من FTTC ولكن أبعد من FTTB المتصلة مباشرة بالمباني.
الألياف إلى نقطة التوزيع (FTTdp): FTTdp عبارة عن مزيج من FTTC و FTTN ، حيث يتم توصيل نهاية الألياف بآخر نقطة توزيع ممكنة قبل مقر المستخدم النهائي.
هناك العديد من الاختصارات الأخرى في فئة FTTx ، ولكن الاختلاف الرئيسي الوحيد بينها هو حيث ينتهي كبل الألياف الضوئية ويبدأ السلك المعدني.
المصطلح الذي يختلف قليلاً عن FTTH هو اللاسلكي الثابت ، حيث بدلاً من التبديل من الألياف الضوئية إلى الكابلات المعدنية في نهاية الألياف ، يتم نقل الإشارة اللاسلكية إلى المنزل. هذا يلغي الحاجة إلى تشغيل الكابلات على الجزء الأخير من الشبكة ، وهو الأغلى تكلفة للتثبيت.
تطور FTTH
استمرت FTTH في التطور منذ ثمانينيات القرن الماضي لتلائم متطلبات الشبكة المتزايدة باستمرار في العالم الحديث ، ولا تزال العديد من الكابلات التي تم تنفيذها في الثمانينيات مستخدمة حتى اليوم ، وهذا دليل على مرونتها بمرور الوقت. منذ الثمانينيات ، أصبحت تقنية الألياف الضوئية أسهل في التركيب وأرخص من ذي قبل ، واليوم ، يستمر استخدام الألياف الضوئية والألياف الضوئية في الازدياد.
