كيف تعمل شبكة PON: TDM، تحديد المدى (ranging)، DBA، التفعيل، OMCI

تمتلك الشبكة الضوئية السلبية مرسلًا واحدًا يخاطب حتى 128 مستقبلًا عبر الزجاج والمقسمات، وحتى 128 مرسلًا يشتركون في مستقبل واحد في الاتجاه المقابل. وجعل ذلك يعمل دون تصادم، ودون تنصت، ودون إعداد عند كل منزل، مهمة يتولاها البروتوكول. تشرح هذه الصفحة الآليات — البث الهابط، والفترات الزمنية الصاعدة، وتحديد المدى، والنطاق الترددي الديناميكي، وتفعيل ONU، وقناة الإدارة — وتربط كل واحدة منها بما تراه على OLT وعلى عصا.

الاتجاه الهابط: بث للجميع

يرسل OLT باستمرار على طول موجي واحد (1490 nm في GPON، و1577 nm في XGS-PON). ويستقبل كل ONU كل إطار ويحتفظ فقط بما هو موجَّه إليه — عبر Port-ID في إطارات GEM الخاصة بـGPON أو XGEM في XG(S)-PON. وبما أن كل شيء مرئي للجميع، فحمولة الاتجاه الهابط مشفَّرة لكل ONU على حدة (AES-128 في GPON، وAES-128/256 في XGS-PON) بمفاتيح تُتبادَل أثناء التفعيل. ويحمل الاتجاه الهابط أيضًا خريطة النطاق الترددي التي تخبر كل ONU متى يجوز له الإرسال.

الاتجاه الصاعد: دفعات بتقسيم زمني

تتشارك وحدات ONU طولًا موجيًا صاعدًا واحدًا (1310 nm في GPON، و1270 nm في XGS-PON) بأسلوب TDMA: إذ يرسل كل منها فقط في الفترة التي خصَّصها له OLT، في صورة دفعة لها توطئة ومحدِّد. ويُطفَأ الليزر بين الدفعات — وهذا سبب انعدام معنى قدرة Tx في DDM الخاص بـONU حين يكون خاملًا، وسبب كون Rx الخاص بـOLT متوسطًا لمرسلين كثيرين (الدقة والحدود). ويعيد مستقبل OLT ضبط عتبته بين دفعات قادمة من وحدات ONU على مسافات وبقدرات مختلفة.

تحديد المدى

لا تعمل الفترات الزمنية إلا إذا وصلت دفعة كل ONU تمامًا في الوقت المتوقَّع. وأثناء التفعيل يقيس OLT تأخر الذهاب والإياب إلى كل ONU ويسنِد تأخر موازنة بحيث تبدو كل وحدات ONU وكأنها على المسافة المنطقية نفسها (مسافة الألياف التفاضلية هي 20 km، و40 km اختياريًا). ويتكرر تحديد المدى دوريًا لمواكبة تغيرات طول الألياف الناتجة عن الحرارة.

إسناد النطاق الترددي الديناميكي (DBA)

تُقسَّم السعة الصاعدة بين حاويات T-CONT (حاويات الإرسال) — طوابير لكل ONU ولكل فئة خدمة:

نوع T-CONT	النطاق الترددي	الاستخدام النموذجي
1	ثابت	TDM، والصوت
2	مضمون	خدمات الأعمال
3	مضمون + غير مضمون	إنترنت متميز
4	بأفضل جهد	إنترنت المساكن
5	مختلط	مزيج

يُخصِّص خوارزمية DBA الخاصة بـOLT الفترات الزمنية كل 125 µs استنادًا إلى تقارير الحالة الواردة من وحدات ONU (SR-DBA) أو إلى الحركة المرصودة (NSR-DBA، مراقبة الحركة). ويعتمد الكمون الصاعد والإنصاف على هذه الخوارزمية، لا على البصريات.

التأطير وFEC

النظام	المعدل الهابط/الصاعد	الإطار	FEC
GPON (G.984)	2.488 / 1.244 Gb/s	إطار GTC مدته 125 µs، وتغليف GEM	RS(255,239) اختياري، ومُفعَّل عادة
XG-PON (G.987)	9.953 / 2.488 Gb/s	XGTC، وXGEM	RS(248,216) إلزامي في الاتجاه الهابط؛ RS(248,232) في الصاعد
XGS-PON (G.9807)	9.953 / 9.953 Gb/s	كما في XG-PON	كما في XG-PON
EPON / 10G-EPON (IEEE)	1.25 / 10.3 Gb/s	إطارات Ethernet، وMPCP	RS(255,223) في 10G-EPON
25GS-PON (MSA)، و50G-PON (G.9804)	25 / 50 Gb/s هابط	قائم على XGEM	LDPC (في 50G-PON)

تفاصيل المعايير: معايير PON.

تفعيل ONU

يمر ONU الجديد بتسلسل محدَّد (حالات GPON من O1 إلى O5):

الحالة	ما يحدث	أين يفشل
O1 التمهيدية	يعمل ONU، ويبحث عن الإشارة الهابطة، ويتزامن مع الإطارات	لا ضوء، أو مخطط طول موجي خطأ (مشكلات PON)
O2 الاستعداد	ONU متزامن، وينتظر نافذة طلب OLT للرقم التسلسلي	منفذ OLT معطَّل أو ممتلئ
O3 الرقم التسلسلي	يجيب ONU برقمه التسلسلي في نافذة صامتة؛ ويتحقق منه OLT مقابل قائمته (أو LOID/كلمة المرور لاحقًا) ويسنِد معرّف ONU	رقم تسلسلي مجهول، أو معرّف مورّد خطأ، أو تكرار
O4 تحديد المدى	يقيس OLT التأخر، ويسنِد تأخر الموازنة	مسافة تتجاوز الحد، أو Rx منخفض جدًا
O5 التشغيل	تُتبادَل مفاتيح التشفير، وتُفعَّل قناة OMCI، وتُزوَّد الخدمات	أخطاء التزويد
O6 / O7	فقد متقطع للإشارة / إيقاف طارئ	أحداث LOS، والتعامل مع المارقين

أنواع المصادقة: الرقم التسلسلي وحده، أو LOID + كلمة مرور (شائع لدى بعض المشغّلين، ويُضبط في البرنامج الثابت للعصا)، أو معرّف تسجيل. ويشغِّل OLT أيضًا كشف ONU مارق — فوحدة ONU ترسل خارج فترتها الزمنية تُعمي الجميع على PON، ويمكن لـOLT أن يأمرها بإطفاء ليزرها.

OMCI: قناة الإدارة

بمجرد الوصول إلى O5، يهيّئ OLT وحدة ONU عبر OMCI (واجهة إدارة ONU والتحكم فيه، G.988): قناة رسائل عبر منفذ GEM مخصَّص تُنشئ نموذج خدمة ONU — منافذ UNI، وVLAN، ومنافذ GEM، وT-CONT، وجودة الخدمة (QoS) — بصفتها كيانات مُدارة. ووحدة ONU تُسجَّل لكنها لا تُمرِّر أي حركة عادة ما تعاني من عدم تطابق في OMCI/التزويد (ملف خدمة، أو VLAN، أو طراز ONU لا يناسبه ملف تعريف OLT). وتحاكي العصي OMCI الخاص بوحدة ONU كاملة بحيث يرى OLT جهازًا مألوفًا.

تعايش الأطوال الموجية

يمكن لـGPON وXGS-PON وتراكب الفيديو أن تتشارك ODN واحدة لأن أطوالها الموجية مختلفة؛ ويجمعها عنصر تعايش (CEx، مرشِّح WDM عند OLT) بتكلفة نحو 1–1.5 dB. الخطط والمرشِّحات: الأطوال الموجية لِـ PON.

ما يعنيه هذا للبصريات

الاتجاه الهابط مستمر، والصاعد دفعات: فـSFP الخاص بـOLT له مستقبل بوضع الدفعة (ثنائي APD بإعادة ضبط سريعة)، ووحدة ONU لها مشغِّل ليزر بوضع الدفعة — وهاتان الخاصيتان هما ما يميّز وحدات PON عن وحدات SFP نقطة إلى نقطة (وحدات الإرسال والاستقبال في PON).
تحدِّد فئات الميزانية (B+، وC+، وN1…) ونسب المقسمات عدد وحدات ONU والمسافة: فئات ODN والميزانية.
الهوية التي يقرؤها موجّه المضيف من العصا (SFF-8472) منفصلة عن هوية PON التي يراها OLT (الرقم التسلسلي، وLOID)؛ ويُرمِّز CodingBox الأولى.

في CodingBox

بالنسبة إلى عصا PON أو وحدة OLT، يعرض CodingBox هوية MSA، ورموز الطول الموجي، وDDM الحي على DDM — مع تذكُّر أن Tx الخاص بالعصا لا يكون صالحًا إلا أثناء إرسالها الدفعة، وأن Rx الخاص بـOLT متوسط. وتُضبَط معطيات جانب PON (الرقم التسلسلي، وLOID) في واجهة إدارة العصا نفسها، لا في EEPROM.

شجرة PON إلى جانب بنيات الألياف الأخرى — نقطة إلى نقطة، والحلقات، وWDM — بمتغيرات FTTx، وعدد الألياف، وخيارات الحماية: طوبولوجيات شبكة الألياف.

إذا وجدت معلومة غير دقيقة أو خطأً في هذه المادة، فحدِّد المقطع المعني واضغط Ctrl+Enter .