ترددات الراديو فوق الزجاج

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

في مجال الاتصالات ، تُعدّ تقنية نقل الترددات الراديوية عبر الألياف الضوئية (RFoG) تصميمًا لشبكة ألياف ضوئية عميقة، حيث يُستبدل جزء الكابل المحوري من شبكة الألياف الضوئية الهجينة (HFC) بشبكة ضوئية سلبية أحادية الألياف (PON). يستخدم الإرسال في مساري التحميل والإرجاع أطوال موجية مختلفة لمشاركة نفس الألياف (عادةً 1550  نانومتر في مسار التحميل، و1310  نانومتر أو 1590/1610  نانومتر في مسار الإرسال). من المتوقع أن يكون الطول الموجي القياسي لمسار الإرجاع 1610  نانومتر، ولكن التطبيقات الأولية استخدمت 1590  نانومتر. يتيح استخدام 1590/1610  نانومتر لمسار الإرجاع للبنية التحتية للألياف دعم كلٍ من تقنية RFoG وشبكة PON القياسية في آنٍ واحد، حيث تعمل بأطوال موجية 1490  نانومتر في مسار التحميل و1310  نانومتر في مسار الإرجاع.

المزايا

توفر تقنية RFoG نفس خدمات شبكات RF / DOCSIS / HFC ، مع ميزة إضافية تتمثل في تحسين أداء تقليل التشويش وزيادة نطاق الترددات اللاسلكية القابل للاستخدام في اتجاهي الإرسال والاستقبال. يمكن لأنظمة RFoG وHFC العمل في وقت واحد من نفس المحطة الرئيسية /المركز، مما يجعل RFoG حلاً مثالياً لتقسيم العقد وزيادة سعة الشبكة الحالية.

تتيح تقنية RFoG لمزودي الخدمة الاستمرار في الاستفادة من معدات HFC التقليدية وتطبيقات المكاتب الخلفية مع عمليات نشر FTTP الجديدة . ويمكن لمشغلي الكابلات الاستمرار في الاعتماد على أنظمة التزويد والفوترة الحالية، ومنصات نظام إنهاء مودم الكابل (CMTS)، ومعدات المحطة الرئيسية، وأجهزة الاستقبال الرقمية، وتقنية الوصول المشروط، ومودمات الكابل، مع الاستفادة من المزايا الكامنة في تقنيتي RFoG وFTTx.

توفر تقنية RFoG العديد من المزايا مقارنةً ببنية الشبكة التقليدية:

  • نطاق ترددي أوسع للتنزيل؛ تدعم أنظمة RFoG نطاق 1  جيجاهرتز وما فوق، مما يرتبط ارتباطًا مباشرًا بزيادة دعم خدمات الفيديو و/أو خدمات البيانات للتنزيل.
  • زيادة عرض النطاق الترددي للإشارة الصاعدة؛ تسمح خصائص الضوضاء المحسّنة لتقنية RFoG باستخدام كامل نطاق التردد لمسار  العودة من 5 إلى 42 ميجاهرتز . بالإضافة إلى ذلك، لا تدعم أنظمة RFoG عالية الأداء معيار DOCSIS 3.0 مع الربط فحسب، بل تُمكّن أيضًا من إرسال إشارة صاعدة بتقنية تعديل السعة التربيعية 64 (QAM) في قناة DOCSIS 3.0 المربوطة، مما يزيد بشكل كبير من عرض النطاق الترددي لمسار العودة.
  • تحسين النفقات التشغيلية؛ يوفر نظام RFoG مزايا بنية الألياف الضوئية السلبية. ويؤدي إزالة الأجهزة النشطة في شبكة الوصول إلى تقليل متطلبات الطاقة الإجمالية، بالإضافة إلى تكاليف الصيانة المستمرة التي كانت مطلوبة عادةً للعناصر النشطة (مثل العقد والمضخمات).

إن كل من توفير التكاليف وزيادة القدرة على تقديم خدمات جديدة (توليد الإيرادات و/أو تحسين الوضع التنافسي) يدفعان إلى قبول تقنية RFoG كخطوة فعالة من حيث التكلفة على الطريق نحو شبكة وصول تعتمد بنسبة 100% على تقنية PON.

تطبيق

كما هو الحال في بنية HFC، تُغذّى وحدات التحكم بالفيديو وخدمات شبكات البيانات عبر جهاز توجيه CMTS /edge. ثم تُحوّل هذه الإشارات الكهربائية إلى إشارات ضوئية، وتُنقل عبر  طول موجي 1550 نانومتر من خلال منصة تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM) ومقسم سلبي إلى عقدة ألياف ضوئية دقيقة موجودة في مقر العميل. عند الضرورة، يمكن استخدام مضخم ضوئي لتقوية الإشارة الضوئية المتجهة إلى أسفل لتغطية مسافة أكبر.

تقوم العقد الدقيقة للألياف الضوئية - والتي تُعرف أيضًا بوحدات الشبكات الضوئية RFoG (R-ONUs) - بإنهاء اتصال الألياف وتحويل حركة البيانات لتوصيلها عبر الشبكة المنزلية. يمكن نقل حركة الفيديو عبر كابل محوري إلى جهاز استقبال البث، بينما يمكن توصيل حركة الصوت والبيانات إلى محول طرفي متعدد الوسائط مدمج (eMTA)، والذي يتصل بخطوط الهاتف التناظرية عبر أسلاك الهاتف الداخلية للمشترك، وبأجهزة الكمبيوتر عبر الإيثرنت أو الواي فاي . يكون مسار العودة لحركة الصوت والبيانات والفيديو عبر  طول موجي 1310 أو 1590/1610 نانومتر إلى مستقبل مسار العودة، الذي يحول الإشارة الضوئية إلى ترددات لاسلكية ويعيدها إلى نظام إدارة الاتصالات عبر الكابل (CMTS) ووحدة التحكم بالفيديو. على الرغم من أن تقنية RFoG توفر زيادة في السعة، إلا أن أحد الآثار الجانبية غير المرغوب فيها للنظام هو إمكانية تفعيل مسار العودة الضوئي لأكثر من وحدة R-ONU في نفس الوقت وعلى نفس الطول الموجي (على سبيل المثال، قد يتم تفعيل وحدة R-ONU واحدة بشكل خاطئ بسبب تداخل الإشارة ). وبالتالي، قد يحدث تصادم بصري (تداخل بصري).

تقوم وحدات R-ONU بتحويل الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية. ويتم ذلك بدلاً من الوظيفة نفسها التي كانت تُؤدى تقليديًا في نقاط التوزيع الرئيسية لشبكة HFC. تبقى بنية الترددات اللاسلكية كما هي، والفرق هو نقل نقطة توصيل الألياف من نقطة التوزيع إلى مقر العميل. يمكن وضع وحدة R-ONU في أي نوع من المباني: منزل، أو شركة، أو مبنى سكني متعدد الوحدات (MTU/MDU)، أو شقق سكنية ضمن مبنى سكني متعدد الوحدات.

عند ترقية الشبكة، يمكن أن تظل عناصر RFoG في مكانها بينما يقوم المزود بنشر المكونات اللازمة (OLTs وONTs) لتنفيذ PON كامل.

المعايير

أقرت جمعية مهندسي الكابلات والاتصالات ( SCTE ) معيار SCTE 174 لعام 2010، وهو معيار خاص بتقنية RFoG. وقد تمت الموافقة على هذا المعيار من قبل المعهد الوطني الأمريكي للمعايير ( ANSI ).

حالة

أبدى مزودو خدمات الكابلات (المعروفون أيضًا باسم مزودي خدمات الكابلات المتعددة ) استجابة إيجابية بشكل عام لهذه التقنية ومزاياها لشبكاتهم. وقد جربها العديد منهم، وبدأ بعضهم في تطبيق تقنية RFoG. وبعد التجارب الناجحة مع تطبيقاتها الصغيرة في المساكن الحديثة، ومع إقرار المعيار النهائي، يُتوقع أن تنتشر هذه التقنية على نطاق أوسع.

مراجع