जीपीओएन क्या है?
GPON (गीगाबिट पैसिव ऑप्टिकल नेटवर्क)एक बिंदु{0}}से-मल्टीपॉइंट फ़ाइबर एक्सेस तकनीक और एक अग्रणी मानक हैPON (निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क)सिस्टम.जीपीओएनएकल को विभाजित करने के लिए निष्क्रिय ऑप्टिकल स्प्लिटर्स का उपयोग करता हैफाइबरअनेक पथों में, अनेक उपयोगकर्ताओं को उच्च गति नेटवर्क पहुंच सेवाएँ प्रदान करना।
GPON की मुख्य विशेषताएं
जीपीओएनयह तीन प्रमुख विशेषताओं के माध्यम से पारंपरिक पहुंच विधियों से भिन्न है:
निष्क्रिय विभाजन प्रौद्योगिकी: नेटवर्क सक्रिय उपकरणों के बजाय निष्क्रिय ऑप्टिकल स्प्लिटर्स (स्प्लिटर) का उपयोग करता है, जिसके लिए किसी बाहरी बिजली आपूर्ति की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे नेटवर्क नोड जटिलता और विफलता दर में काफी कमी आती है।
साझा बैंडविड्थ मॉडल: एकाधिक उपयोगकर्ता बैकबोन के बैंडविड्थ संसाधनों को साझा करते हैंफाइबरडेटा ट्रांसमिशन प्राप्त करने के लिए समय विभाजन मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक के माध्यम से, सेवा की गुणवत्ता सुनिश्चित करते हुए फाइबर उपयोग में सुधार किया जाता है।
आखरी मील: जीपीओएनके लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया हैघर तक फाइबर (एफटीटीएच)और फाइबर टू द बिल्डिंग (एफटीटीबी) परिदृश्य, आमतौर पर 20 किलोमीटर के भीतर कवरेज के साथ, इसे "अंतिम मील" में ब्रॉडबैंड पहुंच प्राप्त करने की तकनीक बनाता है।
जीपीओएन कार्य सिद्धांत
करने के लिए कुंजीजीपीओएनऑपरेशन इसके बिंदु {{0} से {{1} बहुबिंदु में निहित हैफाइबर नेटवर्कटोपोलॉजी, जिसमें तीन प्रमुख घटक शामिल हैं जो केंद्रीय कार्यालय से उपयोगकर्ताओं तक पूर्ण ट्रांसमिशन लिंक बनाते हैं:
ओएलटी परत (ऑप्टिकल लाइन टर्मिनल): ऑपरेटर के उपकरण कक्ष में स्थित, संपूर्ण के "मस्तिष्क" के रूप में कार्य करता हैजीपीओएन नेटवर्क, डेटा एकत्रीकरण, बैंडविड्थ आवंटन, उपयोगकर्ता प्रबंधन और नेटवर्क शेड्यूलिंग के लिए जिम्मेदार।ऑप्टिकल लाइन टर्मिनल (ओएलटी)वेवलेंथ डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (डब्ल्यूडीएम) तकनीक का उपयोग करके ऑप्टिकल सिग्नल के रूप में डेटा भेजता है।
ओडीएन परत (ऑप्टिकल वितरण नेटवर्क): रोकनाफाइबर केबलऔर निष्क्रिय ऑप्टिकल स्प्लिटर्स, कनेक्ट करने वाले भौतिक ट्रांसमिशन माध्यम के रूप में कार्य करते हैंओएलटीउपयोगकर्ता टर्मिनलों के लिए. सिग्नल एक ही दिशा में प्रसारित होते हैंफाइबरमेंऑप्टिकल वितरण नेटवर्क (ओडीएन), अंततः 20 किलोमीटर तक की दूरी के साथ, अंत में निष्क्रिय स्प्लिटर तक पहुंच गया।
ओएनयू/ONTपरत (ऑप्टिकल नेटवर्क यूनिट/ऑप्टिकल नेटवर्क टर्मिनल): उपयोगकर्ताओं के घरों या गलियारों में स्थापित, ऑप्टिकल से {{1} विद्युत सिग्नल रूपांतरण पूरा करना और राउटर, टेलीफोन और सेट टॉप बॉक्स जैसे टर्मिनल उपकरणों के लिए इंटरफेस प्रदान करना, ऑप्टिकल डेटा सिग्नल को विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करने में सक्षम।
GPON कुंजी उपकरण के विस्तृत कार्य
OLT (ऑप्टिकल लाइन टर्मिनल) - ऑप्टिकल लाइन टर्मिनल
ओएलटीके मुख्य प्रबंधन उपकरण के रूप में कार्य करता हैजीपीओएनसिस्टम, आमतौर पर सेवा प्रदाता के केंद्रीय कार्यालय या डेटा सेंटर में तैनात किया जाता है, जो नेटवर्क प्रबंधक के रूप में कार्य करता है। ऑप्टिकल सिग्नल को डाउनस्ट्रीम भेजते समय, यह तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक का उपयोग करता है। वीडियो सिग्नल 1550 एनएम तरंग दैर्ध्य का उपयोग करते हैं, आवाज और डेटा सिग्नल 1490 एनएम तरंग दैर्ध्य का उपयोग करते हैं, और अपस्ट्रीम सिग्नल प्राप्त करते समय यह 1310 एनएम तरंग दैर्ध्य का उपयोग करते हैं। यह विभिन्न तरंग दैर्ध्य डिज़ाइन सिग्नल हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से रोकता है।ओएलटीसभी के लिए डाउनस्ट्रीम डेटा प्रसारित करता हैजिम्मेदारीऔर अपस्ट्रीम ट्रैफ़िक को एकत्रित करता है, सेवा की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए बैंडविड्थ संसाधनों को गतिशील रूप से आवंटित करता है। रीढ़ की हड्डी के माध्यम सेजीपीओएन केबल, यह सभी कनेक्टेड के रिमोट कॉन्फ़िगरेशन, मॉनिटरिंग और दोष निदान को सक्षम करने के लिए ऑप्टिकल स्प्लिटर्स से जुड़ता हैजिम्मेदारी, जबकि सेवा एकीकरण को पूरा करने के लिए ऊपरी स्तर के महानगरीय या बैकबोन नेटवर्क के साथ मानक इंटरफेस प्रदान किया जाता है। एकओएलटी पोर्टआमतौर पर 32 से 128 तक का समर्थन कर सकता हैजिम्मेदारी, विभाजन अनुपात विन्यास पर निर्भर करता है।
स्प्लिटर (ऑप्टिकल स्प्लिटर) - निष्क्रिय ऑप्टिकल स्प्लिटर
ऑप्टिकल स्प्लिटर "निष्क्रिय" विशेषता का प्रतीक प्रमुख घटक हैजीपीओएन. एक विशुद्ध रूप से ऑप्टिकल निष्क्रिय उपकरण के रूप में जिसे बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता नहीं होती है, यह एकल वितरित करता हैफाइबरसे संकेतओएलटीएकाधिक आउटपुट के लिएफाइबरप्रत्येक के साथ एक विशिष्ट अनुपात के अनुसारफाइबरएक से जुड़नाONT. सामान्य विभाजन अनुपात में 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, और 1:64 शामिल हैं, और केंद्रीकृत विभाजन (कई उपयोगकर्ताओं के लिए एक बार वितरण) या कैस्केड विभाजन (बहुस्तरीय स्प्लिटर कैस्केडिंग के माध्यम से अधिक लचीले शाखा नेटवर्क का निर्माण) परिनियोजन विधियों को अपना सकते हैं, जो आम तौर पर स्थापित होते हैंफाइबर की केबलक्रॉस-कनेक्ट बॉक्स या कॉरिडोर वितरण बॉक्स। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि बड़े विभाजन अनुपात का मतलब अधिक साझा उपयोगकर्ता हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रति उपयोगकर्ता उपलब्ध बैंडविड्थ कम हो जाती है।
ओएनटी/ओएनयू (ऑप्टिकल नेटवर्क टर्मिनल/यूनिट) - ऑप्टिकल नेटवर्क टर्मिनल
ONTयह एक समर्पित ऑप्टिकल {{0} से {{1} विद्युत रूपांतरण हैमोडमअंतिम उपयोगकर्ताओं पर तैनात किया गया।ONTऔरओएनयूके साथ मूलतः समान कार्य हैंONTविशेष रूप से टर्मिनल उपकरण का जिक्र करते हुएएफटीटीएचपरिदृश्य, जबकिओएनयूसभी उपयोक्ता साइड ऑप्टिकल नेटवर्क इकाइयों के लिए एक सामान्य शब्द है। यह परिवर्तित करता हैफाइबर काघरेलू डिवाइस के उपयोग के लिए ऑप्टिकल सिग्नलों को विद्युत सिग्नलों में परिवर्तित किया जाता है, जबकि उपयोगकर्ता के साइड डेटा को वापस भेजने से पहले उसे एकत्रित और अनुकूलित किया जाता है।ओएलटी. यह कनेक्ट करने के लिए गीगाबिट ईथरनेट पोर्ट प्रदान करता हैराउटर्सया कंप्यूटर, लैंडलाइन फोन को जोड़ने के लिए POTS पोर्ट, सेट टॉप बॉक्स को जोड़ने के लिए RF पोर्ट, और विभिन्न अन्य इंटरफ़ेस। यह यह सुनिश्चित करने के लिए उपयोगकर्ता पहचान प्रमाणीकरण करता है कि केवल अधिकृत उपयोगकर्ता ही नेटवर्क तक पहुंच पाते हैं और स्थिति की जानकारी उन्हें रिपोर्ट करते हैंओएलटीदूरस्थ प्रबंधन और कॉन्फ़िगरेशन के लिए।
ओडीएन(ऑप्टिकल डिस्ट्रीब्यूशन नेटवर्क) - ऑप्टिकल डिस्ट्रीब्यूशन नेटवर्क
ओडीएनयह एक एकल उपकरण नहीं है बल्कि इसके बीच के सभी भौतिक निष्क्रिय हार्डवेयर के लिए एक सामूहिक शब्द हैओएलटीऔरONT, फीडर सहितफाइबर केबल(उपकरण कक्ष से विभाजन बिंदु तक), ऑप्टिकल स्प्लिटर्स, वितरणफाइबर केबल(विभाजन बिंदु से उपयोगकर्ताओं तक),फाइबरजंपर्स, एडॉप्टर पैनल, कनेक्टर, स्प्लिस क्लोजर, और विभिन्न ट्रांसमिशन मीडिया और निष्क्रिय घटक। के डिजाइन और निर्माण की गुणवत्ताओडीएनसंपूर्ण ट्रांसमिशन प्रदर्शन और विश्वसनीयता को सीधे निर्धारित करता हैजीपीओएन नेटवर्क. निर्माण के दौरान, प्रमुख पैरामीटर जैसेफाइबरझुकने वाली त्रिज्या, संलयन ब्याह हानि, और कनेक्टर सम्मिलन हानि को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, क्योंकि ये कारक ऑप्टिकल सिग्नल हानि को निर्धारित करने और अनुकूलित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। अच्छाओडीएननियोजन सिग्नल क्षीणन को कम कर सकता है और यह सुनिश्चित कर सकता है कि उपयोगकर्ताओं को स्थिर और विश्वसनीय नेटवर्क सेवाएँ प्राप्त हों।
GPON डेटा ट्रांसमिशन तंत्र
जीपीओएनटाइम डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग का उपयोग करता है (टीडीएम) और टाइम डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (टीडीएमए) तकनीकें द्विदिशात्मक संचार प्राप्त करने के लिए। डाउनस्ट्रीम दिशा (ओएलटीकोओएनयू): दओएलटीप्रसारण तरीके से डेटा प्रसारित करता है, जो सभीजिम्मेदारीप्राप्त कर सकते हैं, लेकिन प्रत्येकओएनयूकेवल स्वयं से संबंधित डेटा फ़्रेम को पार्स करता है, एन्क्रिप्शन के माध्यम से सुरक्षा सुनिश्चित करता है। अपस्ट्रीम दिशा (ओएनयूकोओएलटी): प्रत्येकओएनयूद्वारा आवंटित समय स्लॉट के भीतर डेटा भेजता हैओएलटी, संघर्षों से बचना, के साथओएलटीसभी के प्रसारण समय का समन्वय करनाजिम्मेदारी. यह तंत्र एकल की अनुमति देता हैफाइबरएक साथ कई उपयोगकर्ताओं को सेवा प्रदान करने से काफी कमी आएगीफाइबरसंसाधन उपभोग।
GPON के लाभ और सीमाएँ
मुख्य लाभ
एक निष्क्रिय प्रणाली के रूप में,जीपीओएनइसे संचालित करने के लिए न्यूनतम बिजली की आवश्यकता होती है, तांबे के केबल नेटवर्क की तुलना में ऊर्जा दक्षता 95% अधिक है। में विभाजनकर्ताओडीएनकिसी बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता नहीं है, किसी उपकरण कक्ष के वातावरण की आवश्यकता नहीं है, और अनिवार्य रूप से रखरखाव मुफ्त है। ऑपरेटरों को केवल प्रबंधन करने की आवश्यकता हैओएलटीउपकरण कक्ष के अंत में उपकरण, बिजली की लागत और आईटी समर्थन लागत को काफी कम कर देता है। के तौर परफाइबरवह प्रणाली जो स्प्लिटर तकनीक का उपयोग करके कई उपयोगकर्ताओं को सीधे जोड़ती है,जीपीओएनकम उपकरणों की आवश्यकता होती है.जीपीओएनऑप्टिकल नेटवर्क थ्रूपुट 40 जीबीपीएस तक पहुंचने के साथ, प्रत्येक उपयोगकर्ता के लिए 10/10 जीबीपीएस तक सुचारू ट्रैफ़िक प्रबंधन प्रदान कर सकता है। भौतिक संचरण दूरी 20 किलोमीटर या उससे भी अधिक तक पहुंच सकती है, जो अधिकांश शहरी और उपनगरीय पहुंच परिदृश्यों को कवर करने के लिए पर्याप्त है। सुरक्षा की दृष्टि से,जीपीओएनउन्नत एन्क्रिप्शन मानकों और बंद सर्किट डिज़ाइन का उपयोग करता हैफाइबरहैकर हमलों का प्रभावी ढंग से विरोध करने के लिए सिग्नलों को एक दूसरे से अलग किया जाता है। स्थिरता इसका उत्कृष्ट लाभ है-यह नेटवर्क की भीड़ और उच्च ट्रैफ़िक मांगों के दौरान भी स्थिर रह सकता है। ऑप्टिकल स्प्लिटर्स के माध्यम से, यह अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए न्यूनतम बैंडविड्थ आवंटन और अंतर्निहित विशेषताओं को सुनिश्चित करता हैफाइबरइसे विद्युत चुम्बकीय या रेडियो हस्तक्षेप से प्रतिरक्षित बनाएं। इसके अतिरिक्त, सभीजिम्मेदारीद्वारा केन्द्रीय रूप से प्रबंधित किया जाता हैओएलटी, साइट विज़िट के बिना दूरस्थ सेवा सक्रियण, कॉन्फ़िगरेशन परिवर्तन और दोष निदान को सक्षम करना, परिचालन दक्षता में काफी सुधार करना और इसे बड़े पैमाने पर तैनाती के लिए उपयुक्त बनानाएफटीटीएचऔर एफटीटीपी.
व्यावहारिक अनुप्रयोग सीमाएँ
का मुख्य नुकसानजीपीओएनइसकी वास्तुकला बैंडविड्थ विभाजन और कई उपयोगकर्ताओं के बीच साझाकरण पर आधारित है। बिंदु-से{{2}बिंदु सिस्टम की तुलना में, बहु- के रूप मेंगीगाबिटनेटवर्क धीरे-धीरे मुख्यधारा बन गए, सभी उपयोगकर्ता इसके अंतर्गत आ गएपॉनपत्तनकुल बैंडविड्थ साझा करें (आमतौर पर 2.5 जीबीपीएस डाउनस्ट्रीम), जिससे पीक आवर्स के दौरान प्रति उपयोगकर्ता वास्तविक उपलब्ध बैंडविड्थ में महत्वपूर्ण कमी आ सकती है। इसके लिए ऑपरेटरों को अधिक सदस्यता से बचने के लिए विभाजन अनुपात को उचित रूप से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। की शारीरिक कमजोरीफाइबर केबलयह भी एक प्रमुख मुद्दा है-फाइबरझुकना, झुकना और टूटना जैसी शारीरिक विकृति के प्रति बहुत संवेदनशील है। प्रत्येक विभाजन से 3-4dB बिजली हानि, साथ ही फ़्यूज़न स्प्लिस और कनेक्टर हानि होती है। यदि इंस्टॉलेशन दिशा गलत है या सुरक्षा की कमी है, तो इससे अत्यधिक सिग्नल क्षीणन, प्रदर्शन में गिरावट या यहां तक कि लाइन विफलता भी हो सकती है। के बाद सेओडीएनएक हैनिष्क्रिय नेटवर्क, जब भौतिक विफलताएं होती हैं, तो उन्हें नेटवर्क प्रबंधन प्रणालियों के माध्यम से सीधे मॉनिटर नहीं किया जा सकता है और समस्या निवारण के लिए ओटीडीआर जैसे पेशेवर उपकरण की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप कम स्थानीयकरण दक्षता होती है। से विकसित होने परजीपीओएनसे 10जी-जीपीओएनया 50जी-पॉन, ओडीएनअनुकूलता औरओएलटीबंदरगाह सह-अस्तित्व क्षमताओं पर भी विचार किया जाना चाहिए। अनुचित आरंभिक योजना के कारण पुनः बिछाने की आवश्यकता हो सकती हैफाइबरबाद के उन्नयन के दौरान। हालाँकि प्रारंभिक तौर पर लंबी अवधि के संचालन और रखरखाव की लागत कम हैफाइबरबिछाने और उपकरण कॉन्फ़िगरेशन निवेश पर्याप्त हैं, और कम उपयोगकर्ता घनत्व वाले क्षेत्रों में, निवेश पुनर्प्राप्ति अवधि लंबी है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
प्रश्न: GPON और EPON के बीच क्या अंतर है?
ए: जीपीओएन और ईपीओएन (ईथरनेट पैसिव ऑप्टिकल नेटवर्क) दो मुख्यधारा की पीओएन प्रौद्योगिकियां हैं, जिनमें मानकों और प्रदर्शन में मुख्य अंतर हैं। GPON ITU -T मानकों पर आधारित है, जिसमें डाउनस्ट्रीम दर 2.5Gbps और अपस्ट्रीम 1.25Gbps है, जो अधिक परिष्कृत QoS (सेवा की गुणवत्ता) गारंटी और OAM (संचालन, प्रशासन और रखरखाव) कार्यों का समर्थन करता है, जो इसे सख्त बैंडविड्थ गारंटी की आवश्यकता वाले परिदृश्यों के लिए अधिक उपयुक्त बनाता है। EPON IEEE मानकों पर आधारित है, जिसमें अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम दोनों 1.25Gbps पर हैं। प्रौद्योगिकी सरल है और लागत में थोड़ी कम है, और उन परिदृश्यों में भी मांगों को पूरा कर सकती है जहां सममित बैंडविड्थ आवश्यकताएं अधिक नहीं हैं।
प्रश्न: GPON नेटवर्क सुरक्षा कैसे सुनिश्चित की जाती है?
उ: GPON बहु-परत सुरक्षा तंत्र को अपनाता है: भौतिक स्तर पर, प्रत्येक ONU केवल स्वयं को भेजे गए डेटा फ़्रेम को पार्स कर सकता है और अन्य उपयोगकर्ताओं के डेटा पर नज़र नहीं रख सकता है; तार्किक स्तर पर, एईएस एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम का उपयोग डाउनस्ट्रीम डेटा को एन्क्रिप्ट करने के लिए किया जाता है, ओएलटी और ओएनयू के बीच कुंजियों पर बातचीत की जाती है; प्रबंधन स्तर पर, ओएनयू को नेटवर्क तक पहुंचने के लिए पंजीकरण प्रमाणीकरण पास करना होगा, जिससे अनधिकृत डिवाइस पहुंच को रोका जा सके। ये उपाय सुनिश्चित करते हैं कि GPON नेटवर्क की गोपनीयता और सुरक्षा वाहक ग्रेड आवश्यकताओं को पूरा करती है।
प्रश्न: क्या GPON से 10G-GPON में अपग्रेड करने के लिए फाइबर बदलने की आवश्यकता है?
उत्तर: आमतौर पर, फ़ाइबर को बदलने की आवश्यकता नहीं होती है। मानक सिंगल-मोड फाइबर एक साथ GPON और 10G{3}}GPON सिग्नल ट्रांसमिशन का समर्थन कर सकता है। हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि स्प्लिटर्स और कनेक्टर्स जैसे ओडीएन घटकों को उच्च प्रदर्शन आवश्यकताओं (जैसे सम्मिलन हानि और रिटर्न लॉस विनिर्देशों) को पूरा करने की आवश्यकता होती है, और कुछ पुराने ओडीएन को रेट्रोफिटिंग की आवश्यकता हो सकती है। इसके अतिरिक्त, OLT पोर्ट और सभी ONU उपकरण को 10G डिवाइस में अपग्रेड करने की आवश्यकता है। वर्तमान मुख्यधारा का दृष्टिकोण एक सह-अस्तित्व समाधान को अपनाना है, जो एक ही OLT पर GPON और 10G - GPON पोर्ट प्रदान करता है, जो धीरे-धीरे उपयोगकर्ताओं को स्थानांतरित कर रहा है।
प्रश्न: GPON किस एप्लिकेशन परिदृश्य के लिए उपयुक्त है?
उ: जीपीओएन उन परिदृश्यों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है, जिनमें स्थिर, बड़े पैमाने पर फाइबर पहुंच की आवश्यकता होती है: आवासीय समुदायों में फाइबर टू द होम (एफटीटीएच), घरेलू उपयोगकर्ताओं के लिए ब्रॉडबैंड, आईपीटीवी और लैंडलाइन सेवाएं प्रदान करना; वाणिज्यिक भवनों में उद्यम पहुंच, छोटे और मध्यम उद्यमों की समर्पित लाइन जरूरतों को पूरा करना; कैंपस नेटवर्क, अस्पताल और अन्य संस्थागत आंतरिक नेटवर्क निर्माण।