كيفية حساب عدد الألياف في شبكة FTTH

ينبغي أن يتحدد عدد الألياف في شبكة FTTH بناءً على بنية الشبكة، وليس بناءً على عدد المشتركين وحده.

قد يتطلب نفس العدد من المواقع أعدادًا مختلفة جدًّا من ألياف التغذية والتوزيع، اعتمادًا على موقع المقسم، ومراحل التقسيم، وتفرع المسارات، وحدود منطقة الخدمة، والتوسع المستقبلي، والاحتياطي التشغيلي. ولا يُفيد الحساب البسيط مثل “عدد المشتركين مقسومًا على نسبة المقسم” إلا في تقدير عدد أشجار شبكة PON. فهو لا يحدد عدد الألياف المطلوب لكل قسم من الكابلات في الشبكة.

موثوق حساب عدد ألياف FTTH لذلك ينبغي إكمالها جزءًا جزءًا.

والتسلسل العملي هو:

منطقة الخدمة → بنية الموزع → المسارات الضوئية النشطة → تقسيم المسار → السعة الاحتياطية → الحجم القياسي للكابل

توفر هذه الطريقة أساسًا تقنيًّا لاختيار الكابلات، وتحديد أبعاد خزانات توزيع الألياف الضوئية، وتخطيط صناديق الربط، وإعداد قائمة المواد (BOM)، وعمليات الشراء.

صيغة تخطيط عدد ألياف FTTH

يمكن تطبيق الإطار المبسط التالي على معظم الشبكات الضوئية السلبية.

الألياف النشطة في وحدة التغذية

الألياف النشطة للموزع = عدد المباني المخدومة ÷ نسبة التقسيم النهائية

يجب تقريب النتيجة لأعلى إلى شجرة PON الصحيحة التالية.

الألياف النشطة في التوزيع

توزيع الألياف النشطة = مجموع المسارات الضوئية التي يجب أن تمر عبر ذلك الجزء من المسار

يعتمد العدد على موقع المقسم والتفرعات في اتجاه مجرى التيار.

عدد الكابلات المركبة

عدد الألياف المركبة = الألياف النشطة + احتياطي التوسع + احتياطي التشغيل

وينبغي بعد ذلك تقريب النتيجة إلى أعلى إلى عدد عملي من الألياف، مثل 12F أو 24F أو 48F أو 72F أو 96F أو 144F، وفقًا للتركيب الفعلي للكابل.

إطار الحساب هذا بسيط، لكن لا ينبغي تطبيقه إلا بعد تحديد هيكل الشبكة.

يختلف عدد الألياف في كل طبقة من طبقات شبكة FTTH

نموذج شبكة الألياف الضوئية حتى المنزل (FTTH) يحتوي على عدة طبقات من الألياف غير النشطة، لكل منها متطلبات سعة مختلفة.

يمثل منفذ PON ومخرج المقسم وكابل الألياف الضوئية عناصر مختلفة في الشبكة، ولا ينبغي اعتبارها عناصر قابلة للتبادل.

عادةً ما يتحدد قسم التغذية بناءً على عدد أشجار PON. أما متطلبات كابلات التوزيع فتتحدد بناءً على عدد المسارات الضوئية التي تستمر في الاتجاه النزولي بعد كل عملية تقسيم وتفرع. ويستند عدد ألياف التوصيل عادةً إلى عدد التوصيلات الفردية للمشتركين.

ينبغي تحديد هذا الفرق قبل اختيار أي مقاس للكابل.

تحديد منطقة الخدمة وبنية الموزع أولاً

ينبغي عادةً تخطيط السعة السلبية لشبكة ODN استنادًا إلى منطقة الخدمة المستهدفة، وليس فقط بناءً على عدد المشتركين المتصلين خلال مرحلة النشر الأولى.

لذلك، ينبغي أن يحدد التصميم ما يلي:

• المباني التي تمت الموافقة عليها
• معدل الإقبال المتوقع
• مراحل البناء المخطط لها
• التوسع السكني في المستقبل
• العلاقات التجارية أو المؤسسية
• خدمات إضافية تستخدم نفس مسار مزود خدمة الإنترنت (OSP)
• متطلبات الاحتياطي للمشغلين

بمجرد تحديد منطقة الخدمة، يجب التأكد من بنية جهاز التقسيم.

موقف الـ مقسم PLC له تأثير مباشر على عدد الألياف المطلوب في شبكة التوزيع.

التقسيم المركزي

قد تكون البنية المركزية النموذجية على النحو التالي:

OLT → كابل التغذية → FDC مزود بمقسم بنسبة 1:32 → كابل التوزيع → محطة الوصول → كابل التوصيل

إذا تمت تغطية 1,024 مبنى من خلال تقسيم بنسبة 1:32:

1,024 ÷ 32 = 32 شجرة PON

وبالتالي، فإن العدد النظري المطلوب من الألياف في وحدة التغذية النشطة هو 32 ليفًا.

إلا أنه بعد المقسم، يتحول كل مسار من مسارات شبكة PON إلى عدة مسارات ضوئية من جانب المشتركين. ويجب أن تنقل شبكة التوزيع هذه المخرجات إلى مناطق الوصول ذات الصلة.

وبالتالي، فإن متطلبات الألياف في اتجاه التدفق تختلف اختلافًا جوهريًّا عن متطلبات الألياف في اتجاه التغذية.

التقسيم على مرحلتين

قد تستخدم البنية الموزعة ما يلي:

مقسم المرحلة الأولى بنسبة 1:4 × مقسم المرحلة الثانية بنسبة 1:8 = تقسيم إجمالي بنسبة 1:32

بالنسبة لنفس المباني البالغ عددها 1,024 مبنى، لا تزال الشبكة تحتاج إلى 32 شجرة PON.

قبل مقسم المرحلة الأولى:

32 ليفًا مغذيًّا نشطًا

بعد التقسيم بنسبة 1:4:

32 × 4 = 128 مسارًا بصريًّا نشطًا

ويجب بعد ذلك توجيه تلك المسارات الـ 128 نحو مواقع المقسمات الثانوية.

تظل نسبة التقسيم النهائية 1:32، لكن متطلبات الألياف المستخدمة في التوزيع المرحلي تختلف.

ولهذا السبب، لا يمكن لنسبة المقسم وحدها أن تحدد عدد ألياف الكابل.

حساب عدد ألياف التغذية من أشجار PON

عادةً ما يكون قسم التغذية هو الجزء الأبسط في عملية الحساب.

بالنسبة لشبكة تستخدم نسبة تقسيم نهائية تبلغ 1:32:

مثال: 768 عقارًا

768 ÷ 32 = 24 شجرة PON

وبالتالي، فإن متطلبات المغذي النشط هي:

24 ليفًا

مثال: 1,500 عقار

1,500 ÷ 32 = 46.875

يجب تقريب الرقم إلى الأعلى:

47 شجرة من نوع PON

وبالتالي، فإن متطلبات المغذي النشط هي:

47 ليفًا

من الناحية الفنية، سيوفر كابل 48F العدد المطلوب من الألياف النشطة، لكنه لن يترك أي سعة احتياطية تقريبًا. ويعتمد تحديد ما إذا كان كابل 48F أو 72F أو أي عدد قياسي آخر هو الأنسب على سياسة التوسع والصيانة التي يتبعها المشغل.

لذلك، ينبغي أن يتبع تصميم وحدة التغذية خطوتين منفصلتين:

1. احسب عدد ألياف PON النشطة.
2. أضف الاحتياطي المعتمد واختر أقرب عدد عملي من الكابلات.

كان ينبغي بالفعل التحقق من صحة نسبة التقسيم هذه مقارنةً بميزانية الطاقة الضوئية للمشروع، والمسافة، وتكنولوجيا شبكة PON.

قد تؤدي نسبة التقسيم الأعلى إلى انخفاض الطلب على الألياف المغذية، لكنها تزيد أيضًا من الخسارة الضوئية وتؤثر على المرونة التشغيلية. ولذلك، ينبغي أن يتماشى تخطيط عدد الألياف مع التصميم البصري المعتمد، لا أن يحدده.

حساب عدد ألياف التوزيع حسب مقطع المسار

يتطلب تحديد مقاسات كابلات التوزيع إجراء تحليل أكثر تفصيلاً للمسار.

السؤال الصحيح ليس: كم عدد المشتركين في المشروع بأكمله؟ بل السؤال الصحيح هو:

كم عدد المسارات الضوئية التي يجب أن تمر عبر هذا الجزء المحدد من الكابل؟

لنفترض وجود شبكة تخدم أربع مناطق:

قد يحمل الكابل الرئيسي الخارج من خزانة التوزيع في البداية أليافًا تخدم عدة مناطق.

بمجرد أن تتفرع إحدى المناطق، لا تصبح هناك حاجة لأن تستمر أليافها في الجزء التالي من المسار.

وبالتالي، يتناقص عدد الألياف النشطة تدريجيًا على طول المسار.

قد ينتج عن الحساب القائم على المسار الجدول الزمني التالي:

*لأغراض التوضيح فقط. يعتمد العدد النهائي للكابلات على سياسة الاحتياطي المعتمدة وتصميم الكابلات المتاح.

يتجنب هذا النهج تمديد كابل ذي عدد كبير من الألياف لمسافة أبعد مما هو ضروري، مع الحفاظ في الوقت نفسه على سعة كافية في الأجزاء المشتركة.

كما أنه يوفر أساسًا أكثر دقة لقائمة مواد الكابل.

حساب الطلب على التوزيع بدءًا من نقطة الوصول إلى الخلف

بالنسبة لتصميم شبكة ODN التفصيلي، يمكن أيضًا التحقق من عدد ألياف التوزيع من خلال العمل بطريقة عكسية انطلاقًا من كل محطة وصول.

لنفترض أن محطة واحدة تخدم 16 مبنى.

جهاز التقسيم الموجود داخل محطة الوصول

في حالة تركيب مقسم بنسبة 1:16 داخل المحطة الطرفية، قد لا يتطلب الأمر سوى ألياف PON نشطة واحدة فقط على جانب التوزيع في اتجاه التيار الصاعد.

وبالتالي، فإن متطلبات التوزيع في المرحلة الأولية لتلك المحطة هي:

1 ليف نشط

جهاز التقسيم موجود في موقع مركزي داخل مركز توزيع الأغذية (FDC)

إذا تم تركيب المقسم بنسبة 1:16 في الخزانة المركزية، فيجب أن تمتد أليافه الـ16 الناتجة باتجاه المحطة الطرفية.

وبالتالي، قد يتطلب مسار التوزيع ما يلي:

16 ليفًا نشطًا

لنفس منطقة الخدمة التي تضم 16 موقعًا.

لم يتغير عدد المشتركين، لكن متطلبات الكابل قد تغيرت.

ولهذا السبب، ينبغي دائمًا مراجعة عدد ألياف التوزيع جنبًا إلى جنب مع تحديد مواقع المقسمات.

حساب عدد ألياف التوصيل لكل اتصال مشترك

يكون الجزء الأخير من المنحدر عادةً أكثر بساطة.

يستخدم الاتصال السكني القياسي بتقنية FTTH عادةً ليفًا ضوئيًّا نشطًا واحدًا بين محطة الوصول ومقر المشترك.

شركة SOCT Fiber's كابل توصيل FTTX تشمل المجموعة أنواعًا مختلفة من الألياف من حيث عدد الخيوط وتركيبها، وذلك لتطبيقات الاستخدام الداخلي والخارجي، والكابلات الهوائية، وكابلات الوصول.

يمكن تحديد ألياف إسقاط إضافية حيثما يتطلب المشروع ذلك:

• خدمة احتياطية
• قنوات الخدمة المستقلة
• اتصال المؤسسات
• توزيع المساكن المتعددة
• ممارسات الاحتياطي الخاصة بكل مشغل

يجب أن تخدم الألياف الإضافية غرضًا تشغيليًّا محددًا، بدلاً من إضافتها تلقائيًّا.

في شبكات البناء حسب الطلب، قد يتم تصميم نظام التوزيع السلبي لجميع المباني التي تمر بها الشبكة، بينما لا يتم تركيب كابلات التوصيل الفردية إلا بعد تفعيل الخدمة.

إضافة الألياف الاحتياطية بعد حساب الطلب الفعلي

ينبغي إضافة السعة الاحتياطية بشكل مدروس بعد تحديد الاحتياجات الفعلية.

من التعبيرات المفيدة في التخطيط ما يلي:

الألياف المركبة = الألياف النشطة + احتياطي التوسع + احتياطي التشغيل

قد يكون من الضروري الاحتفاظ باحتياطي من أجل:

• المشتركون المستقبليون
• توسعات منطقة الخدمة
• إصلاح الكابلات
• إعادة تنظيم الشبكة
• اتصالات المؤسسات
• شبكة الربط الخلوية
• كاميرات المراقبة (CCTV) أو غيرها من البنى التحتية المشتركة
• التوسع المخطط للشبكة

ليس من الضروري أن تكون سياسة الاحتياطي متطابقة في جميع أنحاء شبكة ODN.

قد يبرر وجود مقطع أساسي حيوي — يستلزم أعمالًا إنشائية كبيرة لاستبداله — توفير سعة احتياطية أكبر مقارنة بفرع قصير يتم تركيبه داخل قناة يمكن الوصول إليها.

على سبيل المثال:

الشرط النشط: 30 ليفًا

الاحتياطي المعتمد: 8 ألياف

إجمالي الاحتياجات:

30 + 8 = 38 ليفًا

وبالتالي، يمكن اختيار كابل من فئة 48F.

وهذا لا يعني أن كابل 48F هو الكابل المناسب لكل مسار يحتوي على 30 ليفًا نشطًا. فالقرار لا يزال يعتمد على الطلب المستقبلي، وإمكانية الوصول إلى الشبكة، وسياسة المشغل.

لا يتم تقريب عدد الكابلات إلى القيم القياسية إلا بعد إجراء الحساب

ينبغي تحديد عدد الكابلات بعد حساب المتطلبات الفعلية والاحتياطية.

قد تشمل الأمثلة العملية النموذجية ما يلي:

12F، 24F، 36F، 48F، 72F، 96F و144F

حسب بنية الكابل.

قد تبدو عملية الاختيار النموذجية على النحو التالي:

المبدأ هو:

احسب أولاً، ثم قم بالتوحيد ثانيًا.

إن البدء بتحديد عدد الكابلات المفضل ثم محاولة تكييف الشبكة مع هذا العدد قد يؤدي إلى وجود سعة زائدة غير ضرورية واحتياطي غير كافٍ في آن واحد.

التحقق من سعة FDC والمقسم ووحدة ربط الكابلات

لا يقتصر التخطيط لعدد الألياف على اختيار الكابل فحسب.

يجب أن يتم إنهاء كل مقطع من الكابلات أو تفرعه أو ربطه أو توزيعه عبر مكون آخر في شبكة التوزيع الضوئية (ODN).

سعة الـ خزانة توزيع الألياف الضوئية لذلك ينبغي مراجعتها مقارنةً بما يلي:

• الألياف المغذية الواردة
• سعة المقسم
• مخرجات التوزيع
• مواضع المحولات
• سعة الربط
• سعة مدخل الكابلات
• مخصص التوسع المستقبلي

كما ينبغي مراجعة أغطية الوصلات للتأكد مما يلي:

• عدد الكابلات الواردة والصادرة
• قطر الكابل
• تكوين الفروع
• سعة صينية التوصيل
• السعة الإجمالية للوصلات

لا يوفر كابل 96F سعة قابلة للاستخدام إذا كانت الخزانة أو وحدة الإغلاق المختارة غير قادرة على إدارة العدد المطلوب من الألياف بشكل سليم.

لذلك، ينبغي حساب ألياف الكابلات ومنافذ المقسم وسعة العلبة كنظام واحد متناسق.

مثال توضيحي: شبكة FTTH مكونة من 1,024 نقطة

لنفترض وجود مشروع جديد لنشر شبكة الألياف الضوئية حتى المنزل (FTTH) يغطي 1,024 مبنى.

افترض ما يلي:

• تمت الموافقة على 1,024 مبنى
• 1:32 نسبة التقسيم النهائية
• مقسمات مركزية
• أربع مجالات خدمة
• التوزيع العادل للمباني
• الطاقة الاحتياطية الخاصة بالمشروع

حساب وحدة التغذية

1,024 ÷ 32 = 32 شجرة PON

متطلبات وحدة التغذية النشطة:

32 ليفًا

لنفترض أن المشروع يتطلب 8 ألياف احتياطية.

المجموع:

32 + 8 = 40 ليفًا

لذلك، قد يكون الاختيار العملي هو:

كابل تغذية 48F

تجزئة مسارات الشبكة الأساسية

تقدم كل منطقة خدمة ما يلي:

1,024 ÷ 4 = 256 مبنىً

تتطلب كل منطقة خدمة ما يلي:

256 ÷ 32 = 8 شجرات PON

وبالتالي، قد يتقلص مسار العمود الفقري مع تفرع كل خزانة على حدة.

يجب التحقق من العدد الدقيق للكابلات مقارنةً بالتصميمات المتاحة ومتطلبات التوحيد القياسي الخاصة بالمشغل.

حساب التوزيع

وينبغي بعد ذلك تقسيم منطقة الخدمة التي تضم 256 موقعًا وفقًا لمسارات التوزيع الفعلية.

إذا كان الفرع «أ» يخدم 64 موقعًا وتم استخدام التقسيم المركزي، فقد يحتاج الفرع إلى ما يقارب 64 مسارًا نشطًا في اتجاه التدفق قبل إضافة السعة الاحتياطية.

إذا كان الفرع «ب» يخدم 24 مبنى، فيجب حسابه بشكل مستقل.

قد تكون النتيجة:

وينتج عن ذلك جدول كابلات خاص بكل مسار على حدة، بدلاً من عدد موحد للألياف الضوئية للشبكة بأكملها.

الأخطاء الشائعة في تخطيط عدد ألياف FTTH

استخدام عدد المشتركين الأولي بدلاً من التغطية المخطط لها

قد تصبح البنية التحتية السلبية غير كافية إذا تم تصميمها لتلبية الطلب الأولي على الخدمة فقط.

تطبيق عدد المشتركين ÷ نسبة التقسيم على كل قسم من الكابل

هذا الحساب مفيد لشبكات PON التفرعية، لكنه لا يحدد عدد ألياف التوزيع.

تجاهل موقع جهاز التقسيم

يؤدي التقسيم المركزي والموزع إلى اختلاف متطلبات الألياف الوسيطة حتى عندما تكون نسبة التقسيم النهائية متطابقة.

تطبيق نفس النسبة المئوية للاحتياطي على كل مسار

يجب أن تعكس الاحتياطيات مدى أهمية المسار، وخطط التوسع، وصعوبة تركيب الكابلات في المستقبل.

تحديد عدد الكابلات قبل تحديد تفرع المسار

قد يتم تمديد الكابل ذي العدد الكبير من الألياف دون داعٍ، أو قد تكون الأجزاء الواقعة في اتجاه التيار أصغر من اللازم.

تجاهل سعة الخزانة وسعة الإغلاق

يجب دائمًا أن يتوافق عدد الكابلات مع المعدات اللازمة لإنهاء تلك الألياف الضوئية وربطها وتوزيعها.

إعداد جدول الكابلات قبل طلب عرض الأسعار

بمجرد الانتهاء من حساب عدد ألياف FTTH، يجب تحويل النتيجة إلى جدول الكابلات.

قد يتضمن الجدول العملي ما يلي:

يوفر الجدول أساسًا أكثر فائدة لعملية الشراء مقارنة بطلب مثل:

كابل FTTH يتسع لـ 1,000 مستخدم.

وهي تتيح للمورد مراجعة ما يلي:

• تركيب الكابلات
• نوع الألياف
• حالة الطرق
• طول الأسطوانة
• طريقة التركيب
• واجهة الإغلاق
• التعبئة
• عدد الكابلات

وبالتالي، يصبح هذا الحساب جزءًا من طلب عرض الأسعار وقائمة المواد الخاصة بالمشروع، بدلاً من أن يظل مجرد رقم هندسي منفصل.

الأسئلة الشائعة

كم عدد ألياف البصريات المطلوبة لـ 1,000 مستخدم لخدمة FTTH؟

لا يوجد عدد محدد صحيح للكابلات. فالعدد يعتمد على نسبة التقسيم، وموقع جهاز التقسيم، وتفرع المسار، وسياسة الاحتياطي. مع نسبة تقسيم تبلغ 1:32، قد يتطلب الأمر ما يقارب 32 ليفًا مغذيًّا نشطًا، ولكن لا يزال يتعين حساب عدد كابلات التوزيع بشكل منفصل لكل قسم من المسار.

ما هي الصيغة المستخدمة لحساب عدد ألياف التغذية في شبكة الألياف الضوئية حتى المنزل (FTTH)؟

فيما يلي حساب مبسط للمغذي:

المباني التي تمت خدمتها ÷ نسبة التقسيم النهائية

يجب تقريب النتيجة إلى أعلى إلى أقرب شجرة PON كاملة قبل إضافة الألياف الاحتياطية.

هل يجب أن تحتوي كابلات التغذية والتوزيع على نفس عدد الألياف؟

عادةً لا. يتم تحديد ألياف التغذية بشكل أساسي من خلال أشجار PON قبل عملية التقسيم، في حين يعتمد عدد ألياف التوزيع على موضع أجهزة التقسيم والمسارات الضوئية في اتجاه التيار.

ما هي كمية الألياف الاحتياطية التي يجب أن تتضمنها شبكة FTTH؟

لا توجد نسبة مئوية موحدة. ينبغي تحديد الاحتياطي وفقًا للنمو المستقبلي، ومتطلبات الصيانة، وإمكانية الوصول إلى المسارات، وتكلفة الأعمال المدنية، وسياسة المشغل.

أيهما أفضل لشبكة FTTH: 24F أم 48F أم 96F؟

العدد الصحيح هو أصغر حجم عملي للكابل يستوعب الألياف النشطة المحسوبة، والاحتياطي المعتمد، ومتطلبات الشبكة المستقبلية لقسم المسار المحدد.

احسب كل مقطع من المسار قبل اختيار الكابل

لا يمكن تحديد العدد الصحيح للألياف الضوئية لشبكة FTTH بناءً على عدد المشتركين وحده.

ينبغي تقييم كل مقطع من المسار وفقًا لما يلي:

الطلب في المرحلة النهائية → بنية المقسم → المسارات الضوئية النشطة → السعة الاحتياطية → العدد الفعلي للكابلات → سعة الحاوية

يوفر هذا النهج أساسًا أكثر موثوقية لكل من الهندسة والمشتريات.

للحصول على عرض أسعار لكابلات FTTH، فإن الوثائق الأكثر فائدة هي تفاصيل منطقة الخدمة، وبنية المقسمات، وأطوال المسارات، وجدول الألياف، وطرق التركيب. وفي الحالات التي تم فيها بالفعل حساب عدد الألياف، يمكن مراجعة هذه البيانات جنبًا إلى جنب مع بنية الكابل، وتخطيط البكرات، وتكوين مقسمات PLC، وسعة خزانات التوزيع، ومتطلبات صناديق الربط، وذلك قبل تأكيد قائمة المواد (BOM) النهائية وعرض الأسعار.