في ظل التطور السريع لشبكات الاتصالات الضوئية والنمو الهائل في حركة البيانات، يواجه المشغلون والشركات مشكلة عدم كفاية سعة أنظمة DWDM الحالية في النطاق C (1525-1565 نانومتر). فمن جهة، تكاد قنوات تقسيم الطول الموجي المستخدمة في خدمات النطاق C الأصلية أن تكون مكتظة بالكامل؛ ومن جهة أخرى، ثمة طلب ملحّ على خدمات جديدة بمعدلات 100 جيجابت في الثانية وما فوق، ويجب إتمام التوسع دون إضافة عدد كبير من موارد الألياف الضوئية، بل ودون انقطاع الخدمات الحالية.
يتميز نطاق O (1260-1360 نانومتر)، وهو نطاق موجي مكمل لنطاق C في خصائصه، بمزايا عديدة، منها انخفاض فقد الإرسال، وخصائص تشتت ممتازة، وإمكانية الإرسال المشترك مع نطاق C عبر نفس الألياف. يُغني هذا النطاق عن الحاجة إلى موارد ألياف بصرية أساسية جديدة، مما يجعل حل توسيع نطاق O القائم على أنظمة WDM الحالية لنطاق C الخيار الأمثل لتوسيع الشبكة بكفاءة عالية وتكلفة منخفضة. تتناول هذه الورقة بالتفصيل النشر الطوبولوجي، والتقنيات الرئيسية، وخصائص حلول توسيع خدمات نطاق O على أنظمة WDM الحالية لنطاق C (مع وبدون منافذ 1310 نانومتر مستقلة) بالإضافة إلى نمطين نموذجيين لتوصيل التوسيع الهندسي، موفرةً بذلك مراجع تقنية لتوسيع الشبكة الفعلي. (تستخدم السيناريوهات التالية خدمات الألياف المزدوجة كأمثلة).
مباني التوسعة
-
لم يتم استخدام EDFA في الرابط
-
مسافة الربط ≤ 40 كم
-
قنوات التوسعة ≤ 16 قناة (نظام الألياف المزدوجة) أو 8 قنوات (نظام الألياف المفردة)
(
تقنية FiberWDM
جهاز دمج وفك دمج 16 قناة من نوع O-Band مع منفذ EXP
السيناريو 1: توسيع خدمات النطاق O على نطاق C بتقنية WDM مع منفذ مستقل بطول موجي 1310 نانومتر
البنية الطوبولوجية والمبدأ التقني
ينطبق هذا السيناريو على أجهزة WDM الحالية من النطاق C (مثل مُضاعِف/مُزيل مُضاعِف DWDM ذي 40 قناة) والمُخصَّصة لمنفذ مستقل بطول موجي 1310 نانومتر (1310±50 نانومتر). يتم توصيل أجهزة النطاق O (مثل مُضاعِف/مُزيل مُضاعِف DWDM ذي 16 قناة من النطاق O) بسرعة بالاعتماد على هذا المنفذ، مع وضع الاتصال الموضح في الشكل أعلاه.
-
اتصال النشر:
قم بنشر جهاز واحد من نوع O-Band WDM في كل موقع طرفي، يتم تثبيته في نفس الرف مع جهاز C-Band WDM الحالي لتوفير مساحة في غرفة المعدات. قم بتوصيل منفذ LINE الخاص بجهاز O-Band WDM مباشرةً بمنفذ 1310 نانومتر الخاص بجهاز C-Band WDM عبر ألياف بصرية ثنائية النواة، دون الحاجة إلى مكونات إضافية للدمج/فك الدمج، أو التشغيل على معدات C-Band الحالية، أو انقطاع الخدمة، مما يتيح النشر السريع.
-
الوصول إلى الخدمة:
قم بتوصيل جهاز الإرسال والاستقبال QSFP28 100G O-Band بنفس الطول الموجي بمنفذ القناة المقابل لجهاز O-Band WDM لتحقيق ترقية سلسة لسعة الشبكة.
-
التقنيات الرئيسية:
يدعم منفذ 1310 نانومتر خدمات النطاق O بشكلٍ أصلي، مما يسمح بتوسع سلس دون الحاجة إلى تحويل ضوئي-كهربائي إضافي، ويحمي الاستثمارات القائمة. كما يدعم الإرسال بدون مُكرِّر ضمن نطاق 1-40 كيلومترًا، ما يجعله مناسبًا لسيناريوهات المسافات المتوسطة والقصيرة، مثل شبكات الحرم الجامعي. وتُفصل خدمات النطاقين C وO فعليًا بواسطة نطاقات أطوال موجية مختلفة دون تداخل متبادل، ما يضمن استقرار الخدمة.
-
خصائص المحلول:
توافق ممتاز، واستخدام قوي للأنظمة القديمة، ونقل مستقر، ونشر فعال، وتكلفة منخفضة، وعدم انقطاع الخدمة.
(مخطط تطبيق الألياف المزدوجة، منفذ 1310 مستقل للتوسعة)
(مخطط تطبيق الألياف المفردة، منفذ 1310 مستقل للتوسعة)
السيناريو الثاني: توسيع خدمات النطاق O على نطاق C بتقنية WDM بدون منفذ مستقل بطول موجي 1310 نانومتر
البنية الطوبولوجية والمبدأ التقني
ينطبق هذا السيناريو على معدات WDM الحالية في النطاق C (مثل مُضاعِف/مُزيل مُضاعِف DWDM ذي 40 قناة) غير المحجوزة بمنفذ 1310 نانومتر مستقل. تُنقل خدمات النطاق C الأصلية عبر منفذ EXP في جهاز WDM في النطاق O لتحقيق التوسعة والإرسال المشترك عبر نفس الألياف. يتطلب هذا السيناريو عمليات توصيل ضوئية بسيطة على جهاز WDM في النطاق C وانقطاعًا مؤقتًا للخدمة، مع وضع الاتصال المحدد الموضح في الشكل أعلاه.
-
اتصال النشر:
قم بتثبيت جهاز WDM واحد من نوع O-Band في كل موقع طرفي، في نفس الرف الذي يوجد به جهاز WDM من نوع C-Band. يجب إيقاف الخدمات الأصلية مؤقتًا، ثم يُعاد توصيل الكابل الرئيسي ثنائي النواة من منفذ LINE في جهاز C-Band إلى منفذ LINE في جهاز O-Band. بعد ذلك، تُعاد خدمات C-Band الأصلية عن طريق توصيل منفذ LINE في جهاز C-Band بمنفذ EXP في جهاز O-Band عبر ألياف بصرية ثنائية النواة.
-
الوصول إلى الخدمة:
قم بتوصيل جهاز الإرسال والاستقبال QSFP28 100G O-Band بنفس الطول الموجي بمنفذ القناة المقابل لجهاز O-Band WDM لتحقيق ترقية سلسة للسعة.
-
التقنيات الرئيسية:
يُتيح مُكوّن 1310 نانومتر المُدمج توسيعًا سلسًا لخدمة النطاق O دون الحاجة إلى تحويل ضوئي-كهربائي إضافي، مما يحمي الاستثمارات القائمة. ويدعم الإرسال بدون مُكرِّر ضمن نطاق 1-40 كيلومترًا، مُلائمًا بذلك سيناريوهات المسافات المتوسطة والقصيرة مثل شبكات الحرم الجامعي. يتم عزل خدمات النطاق C والنطاق O فعليًا بواسطة نطاقات أطوال موجية مختلفة دون تداخل متبادل، مما يضمن استقرار الخدمة.
-
خصائص المحلول:
تعدد استخدامات قوي، تكلفة قابلة للتحكم، توسع مرن، استقرار وموثوقية، وانقطاع خدمة قصير الأجل.
(مخطط تطبيق الألياف المزدوجة، منفذ EXP يحقق التوسعة)
(مخطط تطبيق الألياف المفردة، يتم تحقيق التوسعة من خلال منفذ EXP)
مقارنة فنية
|
|
حل توسعة بمنفذ 1310 نانومتر
|
حل توسعة بدون منفذ 1310 نانومتر
|
|
الشروط التابعة
|
يتطلب ذلك أن تكون معدات النطاق C الحالية مزودة بمنفذ مستقل بطول موجي 1310 نانومتر
|
لا يعتمد على منفذ خاص، متوافق مع معدات النطاق C القياسية
|
|
تعقيد النشر
|
منخفض، ولا يتطلب سوى التوصيل بين منفذ 1310 نانومتر ومعدات النطاق O
|
منخفض، ويتطلب عمليات بسيطة وتغيير وضع اتصال الألياف الأصلي
|
|
توافق الخدمة
|
متوافق مع خدمات النطاق C الأصلية، ويضيف خدمات النطاق O، دون انقطاع.
|
متوافق مع خدمات النطاق C الأصلية، ويضيف خدمات النطاق O، مع انقطاع قصير المدى.
|
|
مسافة الإرسال
|
1-40 كم (بدون تكرار)
|
1-40 كم (بدون تكرار)
|
|
يكلف
|
منخفضة نسبياً، ولا تتطلب مكونات إضافية
|
منخفض، مما يتطلب إضافة مكونات 1310 نانومتر
|
|
السيناريوهات القابلة للتطبيق
|
سيناريوهات يكون فيها نظام WDM الحالي مزودًا بمنفذ مستقل بطول موجي 1310 نانومتر ويتطلب توسعًا سريعًا
|
سيناريوهات لا تحتوي فيها تقنية WDM الحالية على منفذ مستقل بطول موجي 1310 نانومتر، ويتم فيها السعي لتحقيق تنوع المعدات.
|
معلومات الطلب
خاتمة
يعتمد كلا سيناريوهي التوسع المذكورين أعلاه على تقنية DWDM السلبية لنقل البيانات المشترك في نطاقي O وC عبر نفس الألياف الضوئية. وتكمن الميزة الأساسية في إمكانية ترقية سعة الشبكة بسلاسة دون الحاجة إلى إضافة ألياف ضوئية أساسية، وببساطة في النشر، مما يجعلها مسار توسع منخفض التكلفة وعالي الكفاءة. في التطبيقات الهندسية العملية، ينبغي اختيار حل التوسع الأمثل بمرونة بناءً على حالة معدات الشبكة الحالية، ومتطلبات الخدمة الجديدة، ومسافة الإرسال، والميزانية المخصصة، وذلك لتحقيق أقصى استفادة من ترقية سعة الشبكة وعائدات الاستثمار.
