पैसिव ऑप्टिकल नेटवर्क (PON): आर्किटेक्चर, स्प्लिट रेशियो, और GPON-से-XGS-PON अपग्रेड पथ

एक निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क (पीओएन) हेडएंड पर एक ऑप्टिकल लाइन टर्मिनल (ओएलटी) को बिना शक्ति वाले स्प्लिटर्स और साझा फाइबर के माध्यम से दर्जनों ग्राहकों से जोड़ता है। प्रत्येक परिसर में ओएलटी और ओएनटी के बीच कोई फ़ील्ड इलेक्ट्रॉनिक्स नहीं है - केवल ग्लास, कनेक्टर, स्प्लिसेस और निष्क्रिय स्प्लिटर्स। वह एकल डिज़ाइन निर्णय ट्रक रोल को कम करता है, कैबिनेट पावर फ़ीड को समाप्त करता है, और ऑपरेटरों को एक ऐसा प्लांट देता है जो एक्सेस टेक्नोलॉजी की कई पीढ़ियों तक चलता है। GPON 2.488 Gbps नीचे और 1.244 Gbps ऊपर संभालता है; जब ऑप्टिकल बजट इसकी अनुमति देता है तो XGS-PON उसी बाहरी संयंत्र पर सममित 9.953 Gbps धकेलता है।

 

PON डिफ़ॉल्ट FTTH आर्किटेक्चर क्यों बन गया?

2000 के दशक के मध्य में, घर पर फाइबर का परीक्षण करने वाले ऑपरेटरों को एक सीधी समस्या का सामना करना पड़ा: प्रत्येक ग्राहक के लिए समर्पित फाइबर चलाना महंगा था, और सक्रिय स्विचों को सड़क अलमारियाँ में भरने से विफलता बिंदु और बिजली बिल जुड़ गए। PON ने दोनों मुद्दों को एक साथ हल कर दिया। एक फीडर फाइबर केंद्रीय कार्यालय को छोड़ देता है, एक क्लोजर या पेडस्टल में एक निष्क्रिय स्प्लिटर से टकराता है, और 32 या 64 बूंदों तक पंखे चला जाता है - कोई बैटरी नहीं, कोई पंखा नहीं, फ़ील्ड इलेक्ट्रॉनिक्स का कोई दूरस्थ प्रबंधन नहीं।

वह मॉडल टिकाऊ साबित हुआ. फ़ाइबर ब्रॉडबैंड एसोसिएशन परिनियोजन डेटा के अनुसार, उत्तरी अमेरिका में लाखों एफटीटीएच ग्राहक अब किसी न किसी प्रकार के पीओएन के पीछे बैठे हैं। अपार्टमेंट एमडीयू राइजर, बिजनेस पार्क, आतिथ्य संपत्तियां, विश्वविद्यालय परिसर और स्मार्ट बिल्डिंग परियोजनाएं सभी एक ही निष्क्रिय विभाजित वास्तुकला के विभिन्न रूप चलाते हैं। आज अधिकांश नेटवर्क योजनाकार जो सवाल पूछते हैं वह यह नहीं है कि क्या पीओएन काम करता है -, सवाल यह है कि कौन सी पीओएन पीढ़ी ट्रैफिक मिश्रण में फिट बैठती है और मौजूदा ऑप्टिकल वितरण नेटवर्क (ओडीएन) कितनी दूर तक फैल सकता है।

 

 

साझा फ़ाइबर पर डाउनस्ट्रीम और अपस्ट्रीम ट्रैफ़िक कैसे चलता है

डाउनस्ट्रीम, ओएलटी शाखा पर प्रत्येक ओएनटी की ओर प्रसारण करता है। प्रत्येक ONT GEM पोर्ट या XGEM हेडर को पढ़ता है, अपने स्वयं के फ़्रेम स्वीकार करता है, और बाकी को छोड़ देता है। AES-128 एन्क्रिप्शन सब्सक्राइबर ट्रैफ़िक को निजी रखता है, भले ही ऑप्टिकल सिग्नल भौतिक रूप से पेड़ पर मौजूद हर डिवाइस तक पहुँचता हो।

अपस्ट्रीम अधिक पेचीदा है। एकाधिक ओएनटी एक फाइबर पथ को ओएलटी पर वापस साझा करते हैं, इसलिए वे सभी एक साथ संचारित नहीं हो सकते हैं। ओएलटी एक डायनेमिक बैंडविड्थ एलोकेशन (डीबीए) इंजन चलाता है जो समय स्लॉट - निर्दिष्ट करता है जो अनिवार्य रूप से प्रत्येक ओएनटी को बताता है कि उसके लेजर को कब और कितनी देर तक फायर करना है। रेंजिंग दूरी के अंतर की भरपाई करती है इसलिए विस्फोट बिना ओवरलैप के आते हैं। वह शेड्यूलिंग अनुशासन ही है जो साझा अपस्ट्रीम फाइबर को टकराव में बदलने के बजाय बड़े पैमाने पर काम करता है।

मिश्रित उपयोग वाली इमारतों के लिए पीओएन शाखाएं शुरू करने के हमारे अनुभव में, अपस्ट्रीम शेड्यूल वह जगह है जहां समस्याएं सबसे पहले सामने आती हैं। हल्की आवासीय ब्राउज़िंग करने वाली एक शाखा क्लाउड बैकअप बर्स्ट, आईपी निगरानी कैमरे और एक सहकर्मी किरायेदार द्वारा एक साथ वीडियो कॉल चलाने से निपटने जैसा कुछ भी व्यवहार नहीं करती है। डीबीए मापदंडों और ट्रैफ़िक अनुबंधों को सही करना अधिकांश विशिष्ट शीटों के सुझाव से कहीं अधिक मायने रखता है।

 

 

कोर पीओएन घटक एक नज़र में

प्रत्येक PON परिनियोजन चार बिल्डिंग ब्लॉक्स पर निर्भर करता है। OLT हेडएंड - पर बैठता है, यह ONTs को प्रमाणित करता है, बैंडविड्थ अनुदान का प्रबंधन करता है, QoS नीतियों को लागू करता है, और ट्रैफ़िक को कोर की ओर एकत्रित करता है। ओडीएन स्वयं निष्क्रिय संयंत्र है: ओएलटी से फीडर फाइबर, स्प्लिटर के बाद वितरण फाइबर, और प्रत्येक परिसर में केबल ड्रॉप करें। स्प्लिटर्स ऑप्टिकल पावर को विभाजित करते हैं - 1:32 स्प्लिटर लगभग 17 डीबी हानि उत्पन्न करता है, जबकि 1:64 स्प्लिटर लगभग 20 डीबी जोड़ता है। ONT (या MDU परिदृश्यों में ONU) ऑप्टिकल पथ को समाप्त कर देता है और ग्राहक को ईथरनेट, POTS, या RF वीडियो सौंप देता है। प्रत्येक घटक दीर्घकालिक लागत को आकार देता है, लेकिन ओडीएन हावी है क्योंकि दफन या हवाई फाइबर को बदलना लाइन कार्ड को स्वैप करने से कहीं अधिक विघटनकारी है।

पाठक इस बात की व्यापक तस्वीर बनाना शुरू कर सकते हैं कि ओडीएन विभिन्न फाइबर टोपोलॉजी के अंदर कहाँ फिट बैठता हैFTTx परिनियोजन मॉडलऔर PON-विशिष्ट डिज़ाइन परत के लिए यहां वापस सर्कल करें।

 

GPON बनाम XGS-PON: सही पीढ़ी का चयन

GPON और XGS-PON विभिन्न ट्रैफ़िक वास्तविकताओं को लक्षित करते हैं। नीचे दी गई तालिका उन प्रमुख अंतरों को दर्शाती है जो चयन निर्णयों को संचालित करते हैं।

	जीपीओएन (जी.984.x)	एक्सजीएस-पीओएन (जी.9807.1)
डाउनस्ट्रीम अपस्ट्रीम	2.488 जीबीपीएस / 1.244 जीबीपीएस	9.953 जीबीपीएस / 9.953 जीबीपीएस (सममित)
डाउनस्ट्रीम तरंगदैर्घ्य	1490 एनएम	1577 एनएम
अपस्ट्रीम तरंगदैर्घ्य	1310 एनएम	1270 एनएम
विशिष्ट प्रकाशिकी वर्ग	कक्षा बी+ (28 डीबी बजट)	एन1/एन2 (29-31 डीबी बजट)
सबसे अच्छा फिट	आवासीय ब्रॉडबैंड, स्ट्रीमिंग {{0}भारी ग्राहक आधार और मध्यम अपलोड मांग	सममित गीगाबिट स्तर, व्यावसायिक एसएलए, मोबाइल बैकहॉल, अपलोड{{0}भारी मिश्रित उपयोग
विक्रेता पारिस्थितिकी तंत्र	बहुत परिपक्व; ओएलटी और ओएनटी विक्रेताओं के बीच व्यापक इंटरऑप	तेजी से परिपक्व होना; उच्च उत्पादन मात्रा और कई ONU चिपसेट प्रदाताओं के बाजार में प्रवेश के कारण 2022 के बाद से ONT की लागत में काफी गिरावट आई है (डेल'ओरो ग्रुप/फियर्स नेटवर्क, अक्टूबर 2022; जोन/फाइबर कनेक्ट 2023)
साथ साथ मौजूदगी	तरंग दैर्ध्य मल्टीप्लेक्सर के माध्यम से ODN को XGS-PON के साथ साझा कर सकते हैं	वेवलेंथ मल्टीप्लेक्सर के माध्यम से GPON के साथ ODN साझा कर सकते हैं

EPON कहाँ फिट बैठता है? ईपीओएन (आईईईई 802.3एएच) ईथरनेट पर पहले से ही मानकीकृत बाजारों में मजबूत बना हुआ है, विशेष रूप से पूर्वी एशिया में देशी फ्रेमिंग और आईईईई मानकों के अनुरूप केबल ऑपरेटर वातावरण में। XG{{5}PON (G.987.x) ने 9.953 Gbps की कमी के साथ एक महत्वपूर्ण कदम के रूप में कार्य किया, लेकिन केवल 2.488 Gbps की वृद्धि के साथ, और नई तैनाती में इसे बड़े पैमाने पर XGS -PON द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है।

व्यावहारिक उपाय: यदि आपका ग्राहक आधार अभी भी मामूली अपलोड के साथ स्ट्रीमिंग खपत की ओर झुका हुआ है, तो GPON वर्षों तक अच्छी सेवा दे सकता है। यदि आप व्यावसायिक किरायेदारों को शामिल कर रहे हैं, सममित गीगाबिट टियर बेच रहे हैं, या एक ही ODN पर मोबाइल बैकहॉल की योजना बना रहे हैं, तो XGS-PON लक्ष्य है।

 

तरंग दैर्ध्य सह-अस्तित्व: वास्तविक अपग्रेड लीवर

जो चीज़ PON प्रवासन को आर्थिक रूप से व्यवहार्य बनाती है वह तरंगदैर्घ्य योजना है। GPON 1490 एनएम पर डाउनस्ट्रीम संचारित करता है और 1310 एनएम पर अपस्ट्रीम प्राप्त करता है। XGS-PON 1577 एनएम डाउनस्ट्रीम और 1270 एनएम अपस्ट्रीम का उपयोग करता है। वे बैंड ओवरलैप नहीं होते हैं, जिसका अर्थ है कि एक उचित रूप से डिज़ाइन किया गया ODN, OLT पक्ष पर एक तरंग दैर्ध्य मल्टीप्लेक्सर (WM) का उपयोग करके GPON और XGS -PON ट्रैफ़िक दोनों को एक साथ ले जा सकता है।

वह सह-अस्तित्व मॉडल वास्तविक पैसे के लायक है। निष्क्रिय संयंत्र - फीडर रूट, स्प्लिस एनक्लोजर, स्प्लिटर्स, और ड्रॉप केबल्स - आम तौर पर कुल एफटीटीएच निर्माण लागत का सबसे बड़ा हिस्सा दर्शाते हैं, जो एफटीटीएच काउंसिल यूरोप जैसे निकायों के उद्योग अनुमानों के अनुसार अक्सर आधे से भी अधिक होता है। प्रति ग्राहक शेड्यूल पर ओएलटी ब्लेड और ओएनटी की अदला-बदली करते समय उस संयंत्र का पुन: उपयोग फोर्कलिफ्ट अपग्रेड को चरणबद्ध माइग्रेशन में बदल देता है।

हमने मिडवेस्ट में ऑपरेटरों को संक्रमण अवधि के दौरान 18+ महीनों के लिए मिश्रित GPON/XGS -PON शाखाएँ चलाते देखा है, पहले व्यावसायिक ग्राहकों को अपग्रेड किया और ONT लागत कम होने पर आवासीय उपयोगकर्ताओं को स्थानांतरित किया। दृष्टिकोण - काम करता है, लेकिन केवल तभी जब मूल ओडीएन को साफ कनेक्टर, दस्तावेज़ित स्प्लिटर स्थानों और अतिरिक्त WM प्रविष्टि हानि (आमतौर पर 0.5-1.0 डीबी) को अवशोषित करने के लिए पर्याप्त ऑप्टिकल मार्जिन के साथ बनाया गया था।

इस बात पर गहराई से नज़र डालने के लिए कि अलग-अलग तरंग दैर्ध्य वाली विंडो एकल {{0}मोड फ़ाइबर में कैसे व्यवहार करती हैं,850 एनएम, 1310 एनएम, और 1550 एनएम ट्रांसमिशन की यह तुलनासह-अस्तित्व योजना के पीछे ऑप्टिकल भौतिकी भरता है।

 

स्प्लिट अनुपात, ऑप्टिकल बजट, और जहां डिज़ाइन विफल होते हैं

स्प्लिट अनुपात वह जगह है जहां एक्सेस अर्थशास्त्र और ऑप्टिकल इंजीनियरिंग टकराते हैं। उच्च विभाजन प्रति ग्राहक अवसंरचना लागत - कम कर देता है, लेकिन वे अधिक ऑप्टिकल बजट का भी उपभोग करते हैं और साझा क्षमता दबाव बढ़ाते हैं। सही अनुपात दूरी, कनेक्टर संख्या और ट्रैफ़िक प्रोफ़ाइल पर निर्भर करता है।

 

विभाजन अनुपात चयन गाइड

1:16 - कम घनत्व या उच्च-मार्जिन वातावरण।लगभग 14 डीबी विभाजक हानि का परिचय देता है। ग्रामीण क्षेत्रों में आम तौर पर लंबी दूरी की तैनाती होती है, जहां फीडर की दूरी ऑप्टिकल बजट का अधिकांश भाग खा जाती है, या व्यवसाय में केंद्रित पीओएन शाखाओं में, जिन्हें भविष्य में सेवा उन्नयन के लिए अधिकतम हेडरूम की आवश्यकता होती है।

1:32 - मुख्यधारा डिफ़ॉल्ट।स्प्लिटर हानि का लगभग 17 डीबी। अधिकांश उपनगरीय और शहरी एफटीटीएच निर्माणों के लिए ऑप्टिकल बजट के मुकाबले ग्राहक घनत्व को संतुलित करता है। सामान्य मेट्रो दूरी (कुल पथ 15 किमी से कम) पर GPON क्लास B+ ऑप्टिक्स के साथ आराम से काम करता है और XGS{5}}PON सह-अस्तित्व के लिए जगह छोड़ता है।

1:64 - लागत-अनुकूलित उच्च घनत्व।स्प्लिटर हानि का लगभग 20 डीबी। प्रति ग्राहक बुनियादी ढांचे की लागत में कटौती 1:32 की तुलना में लगभग आधी है, लेकिन कड़े कनेक्टर अनुशासन, कम दूरी और सावधानीपूर्वक हानि की आवश्यकता होती है - बजट सत्यापन। एमडीयू राइजर, कैंपस नेटवर्क, या घने शहरी भवनों के लिए सबसे उपयुक्त जहां फाइबर रन कम होते हैं और कनेक्टर की संख्या कम होती है।

 

GPON क्लास B+ ऑप्टिक्स 28 dB हानि बजट का समर्थन करता है। विशिष्ट फाइबर क्षीणन (1310 एनएम पर 0.35 डीबी/किमी, मान लीजिए, फीडर और वितरण के 15 किमी), कनेक्टर हानि (शायद 4-6 कनेक्शनों में प्रति जोड़ी जोड़ी 0.3-0.5 डीबी), स्प्लिस हानि, और स्प्लिटर प्रविष्टि हानि को घटाने के बाद, शेष मार्जिन तेजी से पतला हो सकता है। हम आमतौर पर सभी नुकसानों की गणना के बाद कम से कम 3 डीबी ऑपरेटिंग मार्जिन रखने की सलाह देते हैं - जो बफर सेवा कॉल को ट्रिगर किए बिना उम्र बढ़ने, गंदे कनेक्टर और भविष्य के निष्क्रिय परिवर्धन को अवशोषित करता है।

 

फ़ील्ड में हमारे सामने आने वाली सामान्य डिज़ाइन विफलताएं कुछ आवर्ती पैटर्न में आती हैं: उन क्षेत्रों में विभाजन अनुपात 1:64 तक धकेल दिया जाता है जहां कनेक्टर गुणवत्ता और स्प्लिस गणना बजट का समर्थन नहीं कर सकती है; स्प्लिटर्स को ऐसे स्थानों पर रखा गया है जो फॉल्ट अलगाव को लगभग असंभव बना देते हैं; अपग्रेड योजनाएँ जो "XGS{{2}PON बाद में" का संदर्भ देती हैं, बिना किसी की पुष्टि के कि मौजूदा हानि बजट उच्च गति ऑप्टिक्स और सह-अस्तित्व हार्डवेयर को संभाल सकता है; और शाखा डिज़ाइन आवासीय स्ट्रीमिंग के लिए आकार के होते हैं जो बाद में व्यावसायिक SLAs और अपस्ट्रीम {{4}भारी IoT ट्रैफ़िक से लोड हो जाते हैं। इनमें से प्रत्येक एक योजना शॉर्टकट के रूप में शुरू होता है और एक परिचालन सिरदर्द के रूप में समाप्त होता है।

 

 

पीओएन बनाम सक्रिय ईथरनेट: जब प्रत्येक समझ में आता है

सक्रिय ईथरनेट (एई) प्रत्येक ग्राहक को एक स्विच्ड इंफ्रास्ट्रक्चर पर एक समर्पित फाइबर या एक समर्पित तरंग दैर्ध्य देता है। यह मॉडल सख्त ट्रैफ़िक अलगाव, नियतात्मक बैंडविड्थ, या विनियामक पृथक्करण की मांग करने वाले वातावरण में फिट बैठता है - कठिन अनुपालन सीमाओं के साथ बहु {{2}किरायेदार डेटा केंद्रों, वित्तीय परिसरों या अस्पताल नेटवर्क के बारे में सोचें।

पीओएन ने मैदानी सादगी पर जीत हासिल की। कोई मध्यावधि शक्ति नहीं, हेडएंड और परिसर के बीच कम विफलता बिंदु, और घनत्व नाटकों में प्रति ग्राहक कम लागत। वास्तविक निर्णय आम तौर पर तीन परिचालन प्रश्नों पर आता है: खुफिया जानकारी कहाँ बैठनी चाहिए? बिजली की आवश्यकता कहाँ होनी चाहिए? रखरखाव जोखिम कहाँ स्वीकार्य है? एक बार जब आप उनका उत्तर दे देते हैं, तो वास्तुकला अधिकतर स्वयं ही चुन लेती है।

 

 

क्यों XGS-PON की मांग तेज हो रही है

कई बाज़ार ताकतें XGS{{0}PON को रोडमैप स्लाइड से खरीद ऑर्डर की ओर धकेल रही हैं। पिछले दो वर्षों में आवासीय अपलोड ट्रैफ़िक में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है - जो वीडियो कॉन्फ्रेंसिंग, क्लाउड गेमिंग अपलोड और होम सिक्योरिटी स्ट्रीम - के कारण बढ़ी है, जिसमें कई टियर {5} 1 ऑपरेटरों ने साल भर में 25-35% की सीमा में अपस्ट्रीम वृद्धि दर्ज की है। छोटे और मध्यम आकार के व्यवसाय तेजी से आधार रेखा के रूप में सममित गीगाबिट सेवा की अपेक्षा कर रहे हैं। ग्रीनफ़ील्ड FTTH का निर्माण करने वाली नगर पालिकाएँ और ग्रामीण विद्युत कंपनियाँ मध्य-जीवन उन्नयन चक्र से बचने के लिए पहले दिन से ही XGS{14}PON निर्दिष्ट कर रही हैं।

योजनाकारों के लिए यह ट्रैक करना कि 10G PON के बाद एक्सेस लेयर कहां जाती है,यह भविष्य के FTTx नेटवर्क दिशा पर नजर डालता हैसीधे उत्पाद कैटलॉग में जाने के बिना 25G PON, 50G PON, और पॉइंट {{2} से - मल्टीपॉइंट सुसंगत ऑप्टिक्स को कवर करता है।

 

 

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न