بروتوكول EPON عبر الكابل المحوري

يشير بروتوكول EPON عبر الكابل المحوري ، أو EPoC ، إلى التوسيع الشفاف لشبكة إيثرنت الضوئية السلبية (EPON) عبر شبكة الألياف الضوئية الهجينة (HFC) الخاصة بمشغل الكابلات . من وجهة نظر مزود الخدمة، يُعد استخدام جزء الكابل المحوري من الشبكة شفافًا لتشغيل بروتوكول EPON في محطة الخط الضوئي (OLT)، مما يُنشئ بيئة موحدة للجدولة والإدارة وجودة الخدمة (QoS) تشمل كلاً من الأجزاء الضوئية والمحورية من الشبكة. وقد بدأت مجموعة عمل IEEE 802.3 Ethernet عملية وضع المعايير بإنشاء مجموعة دراسة EPoC في نوفمبر 2011. يُضاف EPoC إلى عائلة معايير IEEE 802.3 Ethernet في الميل الأول (EFM).

نشرت لجنة معايير IEEE 802.3 التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) معايير لشبكة EPON متناظرة بسرعة 1 جيجابت/ثانية، نُشرت في الأصل في سبتمبر 2004 باسم IEEE 802.3ah-2004، وشبكة EPON بسرعة 10 جيجابت/ثانية تسمح بسرعة 10 جيجابت/ثانية متناظرة و10 جيجابت/ثانية غير متناظرة في اتجاه المصب و1 جيجابت/ثانية في اتجاه المنبع، نُشرت في الأصل في يونيو 2009 باسم IEEE 802.3av-2009 والمعروفة أيضًا باسم 10G-EPON.     

بدأت شركة برودكوم عملية تشكيل مجموعة "دعوة الاهتمام" (CFI) في مايو 2011 بعد تلقيها طلبات من شركات الكابلات الصينية، ثم من شركات الكابلات في أمريكا الشمالية، لبدء عملية توحيد معايير EPoC في معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE). وانخرطت العديد من الشركات في عملية إنشاء مجموعة "دعوة الاهتمام" والتوصل إلى توافق في الآراء بشأنها. ووفقًا لوثائق المجموعة، فقد دعم ممثلون عن الشركات التالية تشكيل فريق الدراسة: ^{[ 1 ]} ألكاتيل-لوسنت ، وأورورا نتوركس ، وبرايت هاوس نتوركس ، وبرودكوم ، وكوجيكو كيبل ، وكابل لابز ، وكومكاست ، وكوكس نتوركس ، وديل ، وفايبرهوم تيليكوميونيكيشن تكنولوجيز ، وهارمونيك ، وهيوليت-باكارد ، وهاي سبيد ديزاين ، وهواوي ، ونيوفوتونيكس ، وبي إم سي-سييرا ، وكوالكوم ، وسوميتومو إلكتريك إندستريز ، واللجنة الفنية العاملة التابعة لجمعية الإذاعة والتلفزيون الصينية ، وتايم وارنر كيبل ، وووهان يانغتسي أوبتيكال تكنولوجيز ، وزد تي إي . في نوفمبر 2011، تم تقديم "EPON PHY for Coax" CFI إلى الجلسة العامة لمجموعة عمل IEEE 802.3 وتمت الموافقة على إنشاء مجموعة دراسة EPoC (SG).

في مايو 2012، أنجز فريق دراسة EPoC مسودة طلب ترخيص المشروع (PAR)، وردوده على "المعايير الخمسة"، ومجموعة من الأهداف لمواصلة العمل. تتطلب هذه المواد مراجعة وموافقة من قبل فريق عمل IEEE 802.3، ولجنة معايير IEEE 802 LAN/MAN (LMSC)، ولجنة معايير IEEE الجديدة (NesCom). بعد الحصول على الموافقة، سينتقل فريق دراسة EPoC إلى فرقة عمل EPoC (TF) ليبدأ بعدها عمله الذي يُفضي مباشرةً إلى وضع مسودة المعيار.

في 30 أغسطس 2012، وافقت جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE-SA) على طلب الموافقة المسبقة (PAR) الذي يسمح لمجموعة عمل IEEE 802.3 بتشكيل فرقة عمل IEEE P802.3bn. ^{[ 2 ]}

تنطبق معايير IEEE 802.3 على مواصفات طبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) والطبقة الفيزيائية، وإدارتهما فقط. بالنسبة لشبكة EPON، حددت معايير IEEE 802.3 بشكل منفصل طبقة MAC وطبقة فيزيائية لمزود الخدمة تُسمى محطة الخط الضوئي (OLT)، وطبقة MAC وطبقة فيزيائية للمشترك تُسمى وحدة الشبكة الضوئية (ONU). الوسيط الذي يربط محطة OLT بوحدة ONU هو كابل ألياف ضوئية، حيث تم تحديد طولين موجيين للتشغيل ثنائي الاتجاه الكامل، أحدهما لتشغيل قناة الإرسال المستمر (حيث تُرسل محطة OLT إلى وحدة ONU واحدة أو أكثر)، والآخر لتشغيل قناة الإرسال في وضع الاندفاع، مما يسمح بمشاركة قناة الإرسال بتقسيم زمني مُتحكم به من قِبل محطة OLT بين جميع وحدات ONU على شبكة PON.

وبالمثل، تتكون بنية EPoC من طرفية خط محوري لمزود الخدمة (CLT) ووحدة شبكة محورية للمشترك (CNU). والهدف هو أن تكون طبقة MAC الفرعية لـ CLT مماثلة لطبقة MAC الفرعية لـ OLT، وأن تكون طبقة MAC الفرعية لـ CNU مماثلة لطبقة MAC الفرعية لـ ONU. تم استبدال الطبقة الفيزيائية الضوئية ووسائط الألياف الضوئية بطبقة فيزيائية محورية ووسائط شبكة توزيع محورية (CxDN). بالنسبة لوسائط الكابل المحوري، تستخدم قنوات الاتصال في اتجاهي الإرسال والاستقبال طيف الترددات الراديوية (RF) الذي يخصصه ويوفّره مشغل الكابل على الشبكة المحورية. في حالة الشبكة المحورية، تكون واجهة MDI عادةً هي موصل "F" القياسي في هذا المجال.

لا تصف معايير IEEE 802.3 التطبيقات أو حلول الأنظمة. ويقتصر استخدام OLT وCLT وONU وCNU في المعيار على طبقات MAC والطبقة الفيزيائية الخاصة بها فقط.

يناقش فريق دراسة معيار IEEE 802.3 EPoC نموذجين للنظام. ^{[ 3 ]} الأول هو نتاج مباشر لجهود توحيد معيار IEEE 802.3 EPoC، أي وحدة طرفية للشبكة (CLT) مع وحدة تحكم مركزية (CNU) واحدة أو أكثر متصلة بشبكة توزيع محورية. أما النموذج الثاني، فيتم تفعيله بواسطة معيار EPoC مستقبلي، ولكنه خارج نطاق عمل فريق IEEE 802.3. وهو عبارة عن نشر EPON تقليدي يتكون من جهاز OLT وجهاز ONU واحد أو أكثر متصل بنفس شبكة PON، بالإضافة إلى جهاز جديد واحد أو أكثر يُشار إليه وظيفيًا باسم محول الوسائط الضوئية إلى المحورية (CMC)، حيث يربط أحد طرفيه بشبكة PON والآخر بشبكة CxDN مع وحدات التحكم المركزية (CNU) المرتبطة بها، وتتبع الاتصالات عبر الوسائط المحورية معيار EPoC. يهدف النموذج الثاني إلى تمكين جهاز OLT من إدارة مجموعة أجهزة ONU وCNU بشفافية وبطريقة مماثلة؛ على سبيل المثال، إدارة EPON الموحدة، وجدولة المهام، وجودة الخدمة. يُنظر إلى هذا النموذج الثاني على أنه توسيع لشبكة إيثرنت PON على الكابل المحوري.

نظراً لقصر مدى كابلات المحورية على الأرجح، فمن المرجح استخدام الألواح الخشبية المتقاطعة (CLT) في تطبيقات الألياف الضوئية إلى المباني (FTTB) في حال تطويرها، حيث تُركّب الألواح داخل المبنى مع نقطة اتصال إلكترونية (EPoC) للمستأجرين. وثمة احتمال آخر يتمثل في استخدام الألواح الخشبية المتقاطعة (CLT) في بنية خارجية (مثلاً، مثبتة على أسلاك أو داخل خزانة)، وهو ما يُعرف بتقنية الألياف الضوئية إلى المنازل (FTTC).