العربية
English
français
Deutsch
русский
español
português
日本語
한국의
中文
تُناقش شبكات الوصول عبر الألياف الضوئية عادةً من حيث سعة وحدة طرفية بصرية (OLT)، ونسب تقسيم الإشارة، وأداء وحدة الشبكة البصرية (ONU)، وعرض النطاق الترددي المتاح. مع ذلك، عندما يحتاج المشغل أيضًا إلى توصيل خدمة الكابلات التلفزيونية أو بث الفيديو عبر نفس البنية التحتية للألياف، يصبح جهاز الاستقبال البصري جزءًا لا يقل أهمية عن ذلك في النظام.
يُحدد جهاز الاستقبال كيفية تحويل إشارة الفيديو البصرية الواردة إلى خرج ترددات لاسلكية قابل للاستخدام. ويؤثر نطاق الإدخال البصري، وعرض نطاق الترددات اللاسلكية، والتحكم التلقائي في الكسب، والخطية، واستهلاك الطاقة بشكل مباشر على جودة الصورة، واستقرار الشبكة، ومقدار التعديل الميداني المطلوب.
لذلك، ينبغي أن يبدأ اختيار جهاز الاستقبال البصري ببنية الشبكة وظروف التشغيل - وليس بمواصفات رئيسية واحدة.
يشرح هذا الدليل العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اختيار جهاز استقبال بصري لشبكات توزيع FTTH و FTTB و GPON و XGS-PON و CATV.
في نظام CATV عبر الألياف، يتم تحويل إشارات التلفزيون أو إشارات الترددات اللاسلكية ذات النطاق العريض إلى إشارات بصرية في المحطة الرئيسية ونقلها عبر شبكة الألياف.
عند نقطة توزيع المبنى أو العقدة الضوئية لدى المشترك، يقوم جهاز الاستقبال الضوئي بتحويل الإشارة الضوئية الواردة إلى إشارة تردد لاسلكي (RF) بمقاومة 75 أوم. ويمكن بعد ذلك توصيل خرج التردد اللاسلكي بشبكة توزيع التلفزيون، أو جهاز الاستقبال الرقمي، أو مودم الكابل، أو أي جهاز تردد لاسلكي آخر.
في العديد من تطبيقات تقنية الألياف الضوئية إلى المنزل (FTTH)، يتم نقل فيديو CATV كطبقة ضوئية مصاحبة لخدمة بيانات PON. يقوم جهاز تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي بفصل إشارة الفيديو الضوئية عن أطوال موجات البيانات قبل وصول إشارة الفيديو إلى مراحل التضخيم الضوئي والترددات الراديوية.
من المهم التمييز بين جهاز استقبال الكابلات الضوئية ووحدة الشبكة الضوئية (ONU). تقوم وحدة الشبكة الضوئية بإنهاء اتصال بيانات شبكة PON وتوفير خدمات مثل الإيثرنت والصوت والواي فاي. أما جهاز استقبال الكابلات الضوئية فهو مسؤول عن استعادة طيف الترددات الراديوية التناظرية المستخدم للتلفزيون أو خدمات النطاق العريض الأخرى.
قد يتم دمج الوظيفتين في نفس جهاز العميل، لكنهما يظلان مسارين منفصلين للإشارة مع متطلبات أداء مختلفة.
قبل مقارنة مواصفات جهاز الاستقبال، حدد مكان وكيفية استخدام الجهاز.
في شبكة الألياف الضوئية المنزلية (FTTH)، عادةً ما يتم تركيب جهاز الاستقبال داخل وحدة الشبكة الضوئية (ONU) أو بوابة أو حاوية خارجية صغيرة. تشمل الأولويات النموذجية ما يلي:
نظراً لإمكانية تركيب جهاز الاستقبال داخل غلاف بلاستيكي صغير الحجم، فإن تبديد الحرارة واستهلاك التيار يمكن أن يكونا بنفس أهمية مستوى خرج الترددات اللاسلكية.
قد يخدم جهاز استقبال FTTB عدة شقق أو يغذي شبكة توزيع كابلات محورية داخلية. بالمقارنة مع جهاز استقبال مخصص لمنزل واحد، قد يتطلب النظام ما يلي:
ينبغي مراعاة عدد قنوات الترددات اللاسلكية في اتجاه المصب والحمل المركب الكلي عند تقييم مستوى الإخراج والتشويه.
في شبكة HFC أو شبكة CATV التقليدية، يمكن استخدام جهاز الاستقبال داخل عقدة بصرية أو مضخم إشارة أو منصة توزيع. وتركز هذه التطبيقات عمومًا بشكل أكبر على ما يلي:
قد لا يوفر جهاز استقبال مصمم لوحدة ONU صغيرة الحجم لشبكة الألياف الضوئية (FTTH) طاقة الخرج المطلوبة لعقدة الألياف الضوئية HFC. وبالمثل، قد يستهلك جهاز استقبال ضوئي عالي القدرة مصمم للبنية التحتية للشبكات طاقةً أكثر مما هو عملي للأجهزة المنزلية.
يُعد نطاق قدرة الإدخال الضوئي أحد المعايير الأولى التي يجب التحقق منها. وتعتمد القدرة الضوئية المستلمة على عدة عوامل:
يجب أن يعمل جهاز الاستقبال بشكل صحيح ضمن نطاق القدرة الضوئية المتوقع، وليس فقط عند نقطة التصميم الاسمية. ينبغي أن تشمل ميزانية وصلة الإشارة الضوئية كلاً من الحد الأدنى والحد الأقصى للقدرة التي قد تصل إلى جهاز الاستقبال. قد يؤدي الإدخال الضوئي الزائد إلى تحميل زائد على الثنائي الضوئي أو مراحل الترددات الراديوية، بينما قد يؤدي الإدخال الضوئي غير الكافي إلى انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء.
لذا، ينبغي أن تحدد مواصفات جهاز الاستقبال المفيدة ما يلي:
لا يُشترط أن تكون أدنى قدرة بصرية قابلة للكشف هي أدنى مستوى يُمكن عنده الحفاظ على أداء مقبول لشبكة الكابلات التلفزيونية. ينبغي على المهندسين تقييم نسبة الإشارة إلى الضوضاء (CNR) أو نسبة الخطأ في الانعكاس (MER) المطلوبة عند أدنى قدرة تشغيل فعلية.
يُعد التحكم التلقائي في الكسب مفيدًا بشكل خاص في عمليات نشر FTTH و FTTB حيث قد تختلف الطاقة الضوئية المستلمة من موقع لآخر.
بدون نظام التحكم التلقائي في الكسب (AGC)، عادةً ما يُحدث تغيير في طاقة الإدخال الضوئي تغييرًا مماثلًا في مستوى خرج الترددات اللاسلكية. وهذا قد يؤدي إلى نتائج تركيب غير متناسقة، ويزيد من الحاجة إلى مُخفِّفات خارجية أو ضبط يدوي.
يقوم مستقبل الإشارة الضوئية بتقنية التحكم التلقائي في الكسب (AGC) بضبط كسبه أو توهينه الداخلي للحفاظ على خرج ترددات لاسلكية مستقر نسبيًا ضمن نطاق طاقة ضوئية محدد. مع ذلك، فإن وجود تقنية AGC وحدها لا يكفي. ينبغي على المهندسين المقارنة بين:
يمكن لنطاق التحكم التلقائي في الكسب الأوسع أن يقلل من الحاجة إلى ضبط المجال، ولكن يجب مع ذلك التحقق من الأداء عند مستويات الإدخال البصري المنخفضة والعالية. عند الطرف الأدنى من النطاق البصري، يصبح التشويش هو الشاغل الرئيسي. أما عند الطرف الأعلى، فقد تصبح خطية الثنائي الضوئي والمضخم أكثر أهمية.
يعتمد عرض النطاق الترددي المطلوب للترددات اللاسلكية على معيار الشبكة والخدمات المنقولة. تشمل عروض النطاق الترددي الشائعة لأجهزة الاستقبال الضوئية ما يلي:
لا يعني عرض النطاق الترددي الأوسع بالضرورة جودة أفضل. فقد يزيد التكلفة أو استهلاك الطاقة أو تعقيد التصميم دون أي فائدة عملية إذا كانت الشبكة تعمل فقط بتردد أقل من 1 جيجاهرتز. يجب اختيار عرض نطاق جهاز الاستقبال وفقًا لما يلي:
بالنسبة لتصميمات المعدات الجديدة، قد يكون هامش تردد إضافي مفيدًا. ومع ذلك، يجب أن يدعم كل مكون في مسار الإشارة - بما في ذلك الصمام الثنائي الضوئي، والمضخم، والمحول، والمرشح، ولوحة الدوائر المطبوعة، والموصل - نطاق التردد المقصود.
لا ينبغي تقييم مستوى خرج الترددات اللاسلكية كقيمة معزولة. قد يكون مستوى الخرج الأعلى مفيدًا عندما يحتاج جهاز الاستقبال إلى تشغيل موزعات الإشارة، أو كابلات محورية طويلة، أو منافذ متعددة للمشتركين. مع ذلك، يتطلب إنتاج خرج مركب عالٍ مع الحفاظ على تشويه منخفض خطية كافية.
ينبغي حساب خرج جهاز الاستقبال المطلوب من ميزانية الترددات اللاسلكية في اتجاه المصب:
بالنسبة لوحدة ONU صغيرة الحجم لشبكة الألياف الضوئية للمنازل (FTTH)، قد يكون مستوى الإخراج مناسبًا لمنزل واحد. أما بالنسبة لشبكة الألياف الضوئية للمباني (FTTB) أو توزيع الطاقة في المباني، فقد يتطلب الأمر مستوى إخراج أعلى.
يمكن أن يؤدي إضافة مضخم ترددات لاسلكية خارجي بعد جهاز الاستقبال البصري إلى زيادة مستوى الإخراج، ولكنه يؤثر أيضًا على الضوضاء والتشويه واستهلاك الطاقة وتعقيد النظام. من الأفضل عمومًا تقييم سلسلة الترددات اللاسلكية بالكامل خلال مرحلة التصميم.
عادةً ما يتم وصف أداء جهاز الاستقبال البصري باستخدام العديد من معايير جودة الترددات اللاسلكية.
تشير نسبة الإشارة إلى الضوضاء إلى مدى وضوح إمكانية استعادة إشارة التردد اللاسلكي فوق مستوى الضوضاء.
يصبح الحفاظ على نسبة الإشارة إلى الضوضاء (CNR) أكثر صعوبة مع انخفاض القدرة الضوئية المستقبلة. لذا، يجب التحقق دائمًا من شروط اختبار CNR. يصعب مقارنة قيمة CNR دون معرفة القدرة الضوئية المدخلة، وحمل القناة، وعرض نطاق القياس.
يصف كل من CSO و CTB التشوه الناتج عن التشكيل البيني الذي يحدث عند إرسال العديد من قنوات الترددات اللاسلكية في وقت واحد.
تُعدّ هذه المعايير بالغة الأهمية في الشبكات التي تحمل عددًا كبيرًا من القنوات التناظرية أو قنوات QAM. ينبغي تقييم خطية جهاز الاستقبال عند مستوى طاقة الإدخال الضوئي ومستوى خرج الترددات الراديوية المُستهدفين.
بالنسبة لخدمات QAM الرقمية، فإن نسبة خطأ التضمين غالباً ما تكون مقياساً أكثر مباشرة لجودة الإشارة على مستوى النظام.
لا يقتصر تأثير نسبة الخطأ في القياس على جهاز الاستقبال البصري فحسب، بل يشمل أيضاً جهاز الإرسال، ووصلة الألياف الضوئية، والضوضاء البصرية، وخطية جهاز الاستقبال، ومضخم الترددات الراديوية، ومطابقة المعاوقة، ومعدات الاختبار، وكلها تساهم في النتيجة النهائية.
يوفر جهاز الاستقبال ذو نسبة الإشارة إلى الضوضاء الجيدة وأداء التشوه أساسًا أقوى، ولكن يجب اختبار وصلة الألياف الضوئية والترددات اللاسلكية بالكامل باستخدام خطة القناة المقصودة.
تسطح السعة يصف هذا مدى تغير مستوى خرج التردد اللاسلكي عبر نطاق تردد التشغيل. قد يؤدي ضعف استواء الإشارة إلى مستويات إشارة تعتمد على التردد، مما يصعب معه الحفاظ على أداء ثابت عبر جميع قنوات التلفزيون والبيانات.
خسارة العائد الناتج يشير هذا إلى مدى توافق جهاز الاستقبال مع نظام الترددات اللاسلكية ذي المقاومة 75 أوم. قد يؤدي ضعف توافق المعاوقة إلى حدوث انعكاسات وتموجات وتداخل مع الكابلات أو المرشحات المتصلة به.
عند مقارنة الوحدات، تحقق مما إذا تم تحديد التسطيح وفقدان العودة عبر نطاق التشغيل الكامل بدلاً من تردد واحد فقط.
يمكن أن يؤثر تصميم المعدات النهائي أيضًا على هذه المعايير. لذلك، ينبغي تضمين تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة، والتأريض، وموضع الموصلات، ومطابقة المخرجات، وبنية الغلاف في عملية التحقق من النموذج الأولي.
يُعدّ استهلاك الطاقة عاملاً بالغ الأهمية، لا سيما بالنسبة لوحدات الشبكة الضوئية المتكاملة (ONU) ومعدات الألياف الضوئية المنزلية (FTTH). ويمكن لوحدة ذات استهلاك منخفض للتيار أن تُساعد في:
مع ذلك، لا ينبغي تقليل القدرة على حساب أداء الترددات اللاسلكية. يرتبط تيار الانحياز والكسب والخطية ارتباطًا وثيقًا في العديد من تصميمات أجهزة الاستقبال.
ينبغي إجراء الاختبارات الحرارية داخل الغلاف النهائي، وليس فقط على لوحة تقييم مفتوحة. قد يكون جهاز الاستقبال موجودًا بالقرب من المعالجات، أو أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية، أو محولات الطاقة، أو مكونات الواي فاي التي ترفع درجة الحرارة الداخلية.
قد توفر أجهزة الاستقبال الضوئية الأساسية وصلات إدخال ضوئية وإخراج ترددات لاسلكية فقط. أما التصاميم الأكثر تكاملاً فقد تتضمن وظائف مراقبة وتحكم رقمية. ومن بين الوظائف المفيدة ما يلي:
تُعدّ هذه الميزات مفيدة في وحدات الشبكة الضوئية المُدارة، وبوابات المشغل، ومعدات الشبكة التي تتم مراقبتها عن بُعد. على سبيل المثال، يمكن أن تساعد مراقبة الطاقة الضوئية في التمييز بين مشكلة وصلة الألياف الضوئية ومشكلة توزيع الترددات اللاسلكية. كما يُمكّن التحكم في خرج الترددات اللاسلكية المشغل من تعطيل خدمة الكابل التلفزيوني دون انقطاع اتصال بيانات النطاق العريض.
تعتمد قيمة هذه الوظائف على قدرة النظام المضيف على قراءة المعلومات وتخزينها والتعامل معها. توفر واجهة I²C فائدة محدودة إذا كان برنامج الجهاز الثابت لا يدعم المراقبة أو التحكم.
قد يستخدم جهاز استقبال FTTH CATV وحدة WDM مدمجة مع ثنائي ضوئي، أو مكونات بصرية منفصلة. يوفر التصميم المدمج المزايا التالية:
قد يوفر التصميم ذو المكونات المنفصلة مرونة أكبر في نوع الموصل، أو مسار الألياف الضوئية، أو استراتيجية الاستبدال. ويعتمد الاختيار على حجم الإنتاج، وتصميم الغلاف، وعملية التجميع، ومتطلبات واجهة الألياف الضوئية.
ينبغي أيضاً التأكد من اختيار الموصل في وقت مبكر. تُستخدم واجهات SC/APC و FC/APC بشكل شائع حيث يكون انخفاض الانعكاس البصري مهماً، بينما قد تكون هناك حاجة إلى خيارات موصل أخرى لمنصات معدات محددة.
| الانتشار | الأولويات الرئيسية | ميزات جهاز الاستقبال المفيدة |
| خدمة الألياف الضوئية للمنازل (FTTH) للعائلات | استهلاك منخفض للطاقة، حجم صغير، خرج مستقر | التحكم التلقائي في الكسب، ودمج WDM/PD، وتشغيل بجهد 5 فولت، وتشغيل/إيقاف الترددات اللاسلكية |
| GPON أو XGS-PON ONU | سهولة دمج النظام وتشخيص الأعطال | I²C، مراقبة الطاقة الضوئية، مراقبة درجة الحرارة |
| FTTB أو MDU | إنتاجية أعلى وخطية جيدة | نطاق ترددي واسع، ونسبة إشارة إلى ضوضاء قوية، ونسبة تشويش منخفضة. |
| عقدة بصرية لتلفزيون الكابل | خرج مركب عالي واستقرار ترددات الراديو | خطية عالية، استواء جيد، فقدان انعكاس قوي |
| مشغل مُدار CPE | التحكم عن بعد في الخدمة | تفعيل/تعطيل التردد اللاسلكي، إزاحة التحكم التلقائي في الكسب، مراقبة الحالة |
| جهاز استقبال أساسي حساس للتكلفة | تحويل الترددات اللاسلكية البسيط | بنية التحكم التلقائي في الكسب الثابت أو الأساسي |
ملاحظة: يجب استخدام هذا الجدول كنقطة انطلاق بدلاً من كونه بديلاً عن ميزانية كاملة للوصلات البصرية والترددات اللاسلكية.
الاختيار فقط حسب الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي
قد لا يوفر جهاز الاستقبال ذو نطاق التردد الأوسع أفضل استهلاك للطاقة أو التكلفة أو الأداء لشبكة تعمل بتردد أقل من 1 جيجاهرتز.
مقارنة خرج الترددات اللاسلكية دون التحقق من شروط الاختبار
ينبغي مراجعة مستوى الإخراج جنبًا إلى جنب مع طاقة الإدخال البصري، وحمل القناة، والتشويه، وحالة التحكم التلقائي في الكسب.
تجاهل الحد الأقصى للإدخال البصري
غالباً ما يركز المصممون على الحساسية لكنهم يتجاهلون ظروف التحميل الزائد. قد يؤدي مسار الألياف القصير أو نسبة التقسيم المنخفضة إلى مستوى بصري أعلى من المتوقع.
التعامل مع التحكم التلقائي في الكسب كحل شامل
يعمل نظام التحكم التلقائي في الكسب (AGC) على تثبيت الخرج ضمن نطاق التشغيل المحدد له فقط. ولا يمكنه التعويض عن ضعف شديد في وصلة بصرية أو زيادة في تحميل الصمام الثنائي الضوئي.
تجاهل الخاتمة النهائية
قد يتغير أداء جهاز الاستقبال الذي تم قياسه على لوحة التقييم بعد تركيبه في غلاف صغير الحجم ذي تدفق هواء محدود ومصادر حرارة قريبة.
استخدام القيم النموذجية كحدود مضمونة
يُعد الأداء النموذجي مفيدًا للتقييم، ولكن يجب أن يستند تصميم الإنتاج إلى الحدود الدنيا والقصوى المضمونة حيثما كان ذلك متاحًا.
قبل الموافقة على استخدام جهاز استقبال بصري، تحقق مما يلي:
ينبغي أن تستخدم الاختبارات جهاز إرسال نموذجيًا، وخطة قنوات، وفقدانًا بصريًا، وحمل ترددات لاسلكية في اتجاه المصب. ولا يكفي اختبار معملي أحادي النغمة لتمثيل نظام تلفزيون الكابل المحمّل بالكامل.
ما الفرق بين جهاز استقبال الألياف الضوئية FTTH ووحدة الشبكة الضوئية (ONU)؟
تقوم وحدة الشبكة الضوئية (ONU) بإنهاء خدمة بيانات شبكة PON، بينما يقوم مستقبل CATV الضوئي بتحويل إشارة الفيديو الضوئية إلى خرج ترددات لاسلكية. ويمكن دمج كلتا الوظيفتين في نفس الجهاز.
لماذا يُعدّ التحكم التلقائي في الكسب (AGC) مهمًا في جهاز استقبال الكابلات عبر الألياف الضوئية (FTTH CATV)؟
تساعد خاصية التحكم التلقائي في الكسب (AGC) على الحفاظ على استقرار خرج الترددات اللاسلكية عند اختلاف طاقة الإدخال الضوئي بين مواقع المشتركين. وهذا بدوره يقلل من الحاجة إلى الضبط اليدوي ويحسن من اتساق عملية التركيب.
هل يمكن استخدام نفس جهاز الاستقبال البصري لشبكتي GPON و XGS-PON؟
يمكن استخدام مسار استقبال CATV بالتزامن مع GPON أو XGS-PON عندما يتم تصميم البنية البصرية وترتيب WDM ومعدات الاستضافة للنظام ذي الصلة. يجب التحقق من التوافق على مستوى المعدات بالكامل.
هل تعني الحساسية البصرية المنخفضة دائمًا أداءً أفضل؟
لا. يجب مراعاة الحساسية إلى جانب نسبة الإشارة إلى الضوضاء، ومستوى خرج الترددات اللاسلكية، والتشويه، ونطاق التحكم التلقائي في الكسب لجهاز الاستقبال. قد يلتقط جهاز الاستقبال إشارة ضوئية ضعيفة دون توفير جودة الترددات اللاسلكية المطلوبة للشبكة.
هل يجب أن يدعم جهاز استقبال FTTH تردد 1.2 جيجاهرتز؟
يعتمد ذلك على خطة تردد الشبكة وخارطة طريق التحديث. يمكن لجهاز استقبال بتردد 1.2 جيجاهرتز توفير هامش طيفي إضافي، ولكن يجب أن يدعم جهاز الإرسال ومضخمات الترددات اللاسلكية والمرشحات ولوحة الدوائر المطبوعة ومعدات المشتركين النطاق الأوسع أيضًا.
يُعد اختيار جهاز استقبال بصري قرارًا على مستوى النظام. يجب تقييم كل من قدرة الإدخال البصري، ونطاق التحكم التلقائي في الكسب، وعرض نطاق الترددات اللاسلكية، ومستوى الإخراج، والضوضاء، والتشويه، واستهلاك الطاقة، ووظائف التحكم، وذلك في ضوء بيئة النشر الفعلية.
بالنسبة لوحدة ONU صغيرة الحجم لشبكة FTTH، قد يكون استهلاك الطاقة المنخفض واستقرار تشغيل نظام التحكم التلقائي في الكسب (AGC) من الأولويات الرئيسية. أما بالنسبة لتوزيع FTTB أو CATV، فقد تكون قدرة الإخراج والخطية أكثر أهمية. كما قد تتطلب معدات المشغل المُدارة مراقبة بصرية، وتقارير درجة الحرارة، وتحكمًا لاسلكيًا عن بُعد.
يشمل هيكل منتجات سانلاند الحالي ما يلي: وحدات استقبال الألياف الضوئية لشبكات الكابلات التلفزيونية (CATV) لمعدات GPON و XGS-PONوحدات استقبال AGC صغيرة الحجم، وحدات استقبال الكابلات الضوئية التقليدية, الأمم المتحدة المنتجات ومكونات FTTx ذات الصلة. يمكن استخدام هذه الفئات كنقاط مرجعية عند مقارنة البنى وتحديد مواصفات جهاز الاستقبال المطلوبة لشبكة معينة.
شبكة IPv6 المدعومة
粤ICP备19046464号