EPON फाइबर ऑप्टिक ट्रांसपोर्ट नेटवर्क पर आधारित एक लंबी दूरी की ईथरनेट एक्सेस तकनीक है। EPON एक पॉइंट-टू-मल्टीपॉइंट आर्किटेक्चर को अपनाता है, जहां एक सिंगल फाइबर अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम डेटा सिग्नल ले जाता है, और 1:N स्प्लिटर के बाद, ऑप्टिकल सिग्नल को N चैनलों में विभाजित किया जाता है, जो कई एक्सेस पॉइंट्स को कवर करता है या ऑप्टिकल शाखाओं के साथ उपयोगकर्ताओं को एक्सेस करता है।
EPON नेटवर्क आर्किटेक्चर
EPON बिना किसी भ्रामक इरादे के, इसे पारंपरिक रूप से GEPON भी कहा जाता है। उद्योग में शुरुआती EPON उपकरण FE (फास्ट ईथरनेट) बस पर आधारित थे। हालाँकि, GE (गीगाबिट ईथरनेट) बस पर आधारित EPON उपकरणों की शुरुआत के बाद, उन्हें अलग करने के लिए उन्हें GEPON कहा गया। वर्तमान में, उद्योग में अधिकांश ईपीओएन उपकरण मूल रूप से जीई बस पर आधारित हैं। वर्तमान में, उन्हें आम तौर पर EPON के रूप में जाना जाता है।
एक सामान्य EPON प्रणाली में OLT, ONU और ODN होते हैं, और EPON की नेटवर्क संरचना चित्र 1 में दिखाई गई है।
OLT को सेंट्रल सर्वर रूम में रखा जाता है, जिसे L2 स्विच या L3 रूटिंग स्विच माना जा सकता है। डाउनस्ट्रीम दिशा में, ओएलटी निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क (ओडीएन) के लिए फाइबर ऑप्टिक इंटरफेस प्रदान करता है; अपस्ट्रीम दिशा में, OLT GE ऑप्टिकल/इलेक्ट्रिकल इंटरफेस प्रदान करेगा, और भविष्य में, जब 10Gbit/s ईथरनेट प्रौद्योगिकी मानक को अंतिम रूप दिया जाएगा, तो OLT समान हाई-स्पीड इंटरफेस का भी समर्थन करेगा। मल्टी-सर्विस एक्सेस प्रदान करने के लिए, OLT पारंपरिक वॉयस एक्सेस या सर्किट ट्रंकिंग सेवाओं को साकार करने के लिए E1 और OC3 इंटरफेस का भी समर्थन कर सकता है।
EPON नेटवर्क प्रबंधन के संदर्भ में, OLT अंतर्निहित OAMP एजेंट के साथ मुख्य नियंत्रण केंद्र के रूप में कार्य करता है, जो ONU टर्मिनल उपकरणों को अपने नियंत्रण में प्रबंधित कर सकता है और नेटवर्क प्रबंधन के पांच कार्य कर सकता है। यह प्रभावी उपयोगकर्ता अलगाव भी प्रदान कर सकता है।
ODN एक ऑप्टिकल वितरण नेटवर्क है, जिसमें निष्क्रिय फाइबर ऑप्टिक स्प्लिटर्स और ऑप्टिकल फाइबर होते हैं। एक निष्क्रिय फाइबर ऑप्टिक फाड़नेवाला एक निष्क्रिय उपकरण है जो ओएलटी और ओएनयू को जोड़ता है, और इसका कार्य डाउनस्ट्रीम डेटा वितरित करना और अपस्ट्रीम डेटा को केंद्रीकृत करना है। पैसिव स्प्लिटर का परिनियोजन अत्यधिक लचीला है और उनकी निष्क्रिय प्रकृति के कारण लगभग सभी वातावरणों के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। सामान्य निष्क्रिय फाइबर ऑप्टिक स्प्लिटर्स में 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64, आदि का विभाजन अनुपात होता है। आमतौर पर विभाजन के एक स्तर का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है, और अधिकतम , बंटवारे के दो स्तरों से अधिक नहीं।
ONU एक टर्मिनल डिवाइस है जिसे ग्राहक परिसर की तरफ रखा जाता है। ईपीओएन में ओएनयू लागत प्रभावी ईथरनेट लेयर 2 स्विचिंग कार्यक्षमता प्राप्त करने के लिए ईथरनेट प्रोटोकॉल का उपयोग करता है। ईथरनेट प्रोटोकॉल को नियोजित करके, एक ओएनयू से दूसरे में उपयोगकर्ता डेटा के पारदर्शी संचरण को प्राप्त करने के लिए संचार प्रक्रिया के दौरान प्रोटोकॉल रूपांतरण की आवश्यकता नहीं है। इसके अतिरिक्त, उपयोगकर्ता डेटा की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए ओएलटी और ओएनयू के बीच एन्क्रिप्शन प्रोटोकॉल का उपयोग किया जाता है।
ईपीओएन-आधारित एफटीटीएच का लाभ इसकी मजबूत कवरेज क्षमता में निहित है, जो अंतिम कार्यालय से 20 किमी (1:32 विभाजन अनुपात) तक कवर करता है और ओडीएन के माध्यम से प्रत्येक ऑप्टिकल एक्सेस प्वाइंट को जोड़ता है। पारंपरिक ऑप्टिकल एक्सेस नेटवर्क में, फाइबर ऑप्टिक एक्सटेंशन रेंज आमतौर पर नेटवर्क एक्सेस पॉइंट तक सीमित होती है। घर में फाइबर प्राप्त करने के लिए, बड़ी संख्या में महंगे ऑप्टिकल पोर्ट एक्सेस लेयर स्विच को एक्सेस पॉइंट पर कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता होती है। निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क प्रौद्योगिकी के उद्भव और परिपक्वता के साथ, विशेष रूप से वर्तमान ईपीओएन प्रौद्योगिकी, यह सीधे उपयोगकर्ता के अंत तक ऑप्टिकल फाइबर पहुंचाने के लिए आर्थिक रूप से व्यवहार्य समाधान प्रदान कर सकती है, जिससे एफटीटीएच एक कुशल पहुंच विधि बन जाती है। EPON- आधारित FTTX समाधानों में, इमारतों में फाइबर ऑप्टिक केबल की शुरूआत, समुदाय में OLT योजना, ODN परिनियोजन, और इनडोर उपयोगकर्ता टर्मिनलों (OUN) के लिए फाइबर कनेक्टिविटी को हल करना महत्वपूर्ण हो गया है।
EPON की अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम तकनीकें
EPON भौतिक इंटरफ़ेस की सीमाओं के कारण सममित 1.25Gbps बैंडविड्थ प्रदान करने के लिए OLT और ONU के बीच एक एकल फाइबर का उपयोग करता है, यह वास्तव में डेटा, आवाज और वीडियो सेवाओं को प्रसारित करने के लिए 1Gbps बैंडविड्थ प्रदान करता है। EPON सिंगल-कोर फाइबर पर वेवलेंथ डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक का इस्तेमाल करता है, जिससे अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम डेटा स्ट्रीम को अलग-अलग फ्रीक्वेंसी बैंड में ट्रांसमिट किया जा सकता है। उनमें से, द
डाउनलिंक 1490nm;
अपलिंक 1310nm;
CATV के लिए 1550nm वैकल्पिक है।
डाउनलिंक डेटा स्ट्रीम प्रसारित किया जाता है, और ओएलटी यूनिकास्ट प्रतिकृति के माध्यम से सभी ओएनयू को 802.3 प्रारूप में ईथरनेट फ्रेम डेटा स्ट्रीम को धक्का देता है। ओएनयू निर्धारित करते हैं कि ईथरनेट फ्रेम हेडर में ओएलटी द्वारा निर्दिष्ट एलएलआईडी (लॉजिकल लिंक आईडी) को देखते हुए फ्रेम प्राप्त करना है या नहीं। वे उन डेटा फ़्रेमों को प्राप्त करते हैं जो उनसे संबंधित हैं और जो नहीं हैं उन्हें छोड़ देते हैं। यह चित्र 2 में दिखाया गया है।
अपलिंक डेटा स्ट्रीम टाइम डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (TDMA) तकनीक को अपनाती है, जो अपलिंक समय को कई टाइम स्लॉट में विभाजित करती है, प्रत्येक ONU की आवंटित बैंडविड्थ और सेवा प्राथमिकता के आधार पर, अलग-अलग टाइम स्लॉट उनके संबंधित अपलिंक डेटा स्ट्रीम को सौंपे जाते हैं। प्रत्येक समय स्लॉट में, फाइबर पर केवल एक ओएनयू की अपलिंक डेटा स्ट्रीम प्रसारित होती है। ओएलटी और ओएनयू के बीच बातचीत के माध्यम से, विभिन्न ओएनयू से अपलिंक डेटा स्ट्रीम के बीच टकराव से बचा जाता है, यह सुनिश्चित करता है कि कोई डेटा हानि न हो। जैसा चित्र 3 में दिखाया गया है।
ईपीओएन और एडीएसएल की तुलना
कई वर्षों के जोरदार विकास के बाद, ADSL चीन के फिक्स्ड नेटवर्क ऑपरेटरों के लिए सबसे लोकप्रिय ब्रॉडबैंड एक्सेस पद्धति बन गई है। ब्रॉडबैंड डेटा संचारित करके, और ADSL निश्चित नेटवर्क ऑपरेटरों के कॉपर वायर संसाधनों का पूरा उपयोग करता है, जिससे यह ब्रॉडबैंड एक्सेस के शुरुआती चरण में चाइना टेलीकॉम और चाइना नेटकॉम जैसे ऑपरेटरों के लिए सबसे अच्छा विकल्प बन जाता है।
ADSL/ADSL2+ सेवा एक असममित ट्रांसमिशन ब्रॉडबैंड एक्सेस तकनीक है जिसमें 1Mbps से कम की सीमित अपलिंक बैंडविड्थ और 26Mbps तक की अधिकतम डाउनलिंक बैंडविड्थ है। वास्तविक व्यावसायिक उपयोग में, यह 3km से अधिक की दूरी को कवर नहीं करता है, आमतौर पर 512Kbps से 2Mbps तक की डाउनलिंक बैंडविड्थ प्रदान करता है और मुख्य रूप से सार्वजनिक इंटरनेट एक्सेस के लिए लागू होता है।
हालांकि, विभिन्न नई सेवाओं, विशेष रूप से वीडियो सेवाओं के उदय के साथ, उपयोगकर्ताओं की बैंडविड्थ आवश्यकताएं बढ़ रही हैं। ब्लॉगिंग, ऑनलाइन गेमिंग, इंस्टेंट मैसेजिंग, ब्रॉडबैंड टेलीफ़ोनी, वीडियो टेलीफ़ोनी और व्यक्तिगत फ़ोटो एल्बम साझा करने जैसे अनुप्रयोगों की तीव्र वृद्धि ने उपयोगकर्ताओं से अपलिंक बैंडविड्थ की मांग में वृद्धि की है।
चाइना टेलीकॉम और चाइना नेटकॉम के ब्रॉडबैंड नेटवर्क प्लानिंग में, भविष्य में व्यक्तिगत उपयोगकर्ताओं के लिए दो-तरफा बैंडविड्थ 10M ~ 20M तक पहुंच जाएगा। ADSL की बैंडविड्थ ट्रांसमिशन दूरी द्वारा कड़ाई से सीमित है, और उच्च बैंडविड्थ केवल छोटी दूरी पर ही प्राप्त की जा सकती है, यहां तक कि "फाइबर टू कॉपर" के परिवर्तन और ADSL के कवरेज को छोटा करने के साथ, यह केवल बैंडविड्थ आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है एक निश्चित सीमा और एक निश्चित अवधि के लिए। "फाइबर से तांबे" के परिवर्तन और ADSL कवरेज क्षेत्र में कमी के बाद भी, यह केवल एक निश्चित अवधि के भीतर और एक निश्चित सीमा तक बैंडविड्थ आवश्यकता को पूरा कर सकता है।
फाइबर-आधारित एक्सेस नेटवर्क की बैंडविड्थ सैद्धांतिक रूप से असीम रूप से स्केलेबल है। इसलिए, ईपीओएन प्रौद्योगिकी की परिपक्वता के साथ, इसकी उच्च बैंडविड्थ और लंबी दूरी की कवरेज एडीएसएल प्रौद्योगिकी की जगह ईपीओएन को प्रौद्योगिकी विकास के लिए एक अनिवार्य विकल्प बनाती है।
ADSL की तुलना में, EPON में उच्च प्रारंभिक निर्माण व्यय है, जिसमें प्रारंभिक उपकरण लागत और फाइबर बिछाने की लागत शामिल है। हालांकि, नेटवर्क कनेक्टिविटी के लिए निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क प्रौद्योगिकी के उपयोग के कारण, ADSL और तांबे के तार की तुलना में फाइबर-आधारित PON तकनीक में संचालन और रखरखाव की लागत काफी कम है।
कम पोस्ट-ऑपरेशन और रखरखाव लागत के माध्यम से उच्च बैंडविड्थ और लंबी दूरी की सेवा कवरेज प्रदान करने की क्षमता, अतिरिक्त नई सेवाओं के प्रावधान की अनुमति देती है, अधिक व्यावसायिक राजस्व लाती है, उपकरण और लाइन लागतों में निवेश को अपेक्षाकृत कम कर सकती है। फाइबर की लागत पहले से ही कम है, एफटीटीएक्स ने तेजी से विकास की अवधि में प्रवेश किया है, और निर्माण के दौरान उपकरणों की लागत में कमी जारी रहेगी। इसलिए, EPON को तैनात करके, ऑपरेटर ब्रॉडबैंड एक्सेस सहित सेवाओं की पूरी श्रृंखला की प्रतिस्पर्धात्मकता को बढ़ा सकते हैं, जिससे सब्सक्राइबर संसाधनों को स्थिर किया जा सकता है और यहां तक कि खोए हुए सब्सक्राइबर्स को भी वापस लाया जा सकता है, जो ऑपरेटरों के लिए अधिक व्यावसायिक राजस्व लाएगा और लंबे समय में उन्हें लाभान्वित करेगा।
ईपीओएन के तकनीकी लाभ
ईपीओएन प्रौद्योगिकी की परिपक्वता के साथ, उद्योग में मुख्यधारा के वाहक ने एफटीटीएक्स अनुप्रयोगों को लॉन्च करने के लिए ईपीओएन सिस्टम की बड़े पैमाने पर तैनाती शुरू कर दी है। वे इस आधार पर ट्रिपल प्ले एक्सेस प्लेटफॉर्म बनाने के लिए ट्रिपल प्ले (ट्रिपल प्ले, आवाज, डेटा और वीडियो सेवाएं प्रदान करना) का एहसास करना चाहते हैं।
2004 से, EPON तकनीक को जापान, कोरिया, साथ ही अमेरिका और यूरोप जैसे परिपक्व FTTH बाजारों में व्यापक रूप से तैनात किया गया है, जो IPTV व्यवसाय की समृद्धि को आगे बढ़ा रहा है। चीनी बाजार में, EPON उत्पादों को प्रायोगिक तौर पर सभी प्रांतों में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध कराया गया है।
EPON तकनीक एक फाइबर पर एक सममित 1 Gbps बैंडविड्थ प्राप्त करने के लिए वेवलेंथ डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (WDM) तकनीक का उपयोग करती है, और यह बैकबोन फाइबर संसाधनों की बचत करते हुए, ग्राहक खंड के निकट निकटता में डाउनस्ट्रीम विभाजन को सक्षम बनाती है। ईपीओएन प्रणाली का एक अन्य लाभ इसकी मजबूत कवरेज क्षमता है, जिसमें 20:1 विभाजन अनुपात पर अधिकतम 32 किमी और 10:1 विभाजन अनुपात पर 64 किमी की अधिकतम कवरेज है। यह विश्वसनीय उपकरण अभिसरण सुनिश्चित करता है। 1:32 विभाजन अनुपात के तहत, प्रत्येक ओएनयू उपयोगकर्ता की औसत बैंडविड्थ 30M से अधिक तक पहुंच सकती है, जो वीडियो सेवाओं के लिए पर्याप्त बैंडविड्थ गारंटी प्रदान करती है।
EPON सिस्टम में निष्क्रिय ऑप्टिकल स्प्लिटर्स का उपयोग महत्वपूर्ण रखरखाव संसाधनों को बचाता है, जिसमें सर्वर रूम और बिजली आपूर्ति पैकेजों को सहेजना शामिल है, जिससे FTTX नेटवर्क की समग्र निर्माण और रखरखाव लागत कम हो जाती है। हाल के वर्षों में ऑप्टिकल फाइबर की घटती लागत ने एफटीटीएक्स तैनाती में केबल इंफ्रास्ट्रक्चर की लागत में कमी में योगदान दिया है।
वर्तमान में, ऑपरेटरों द्वारा प्रदान की जाने वाली ब्रॉडबैंड एक्सेस सेवाएं मुख्य रूप से दो प्रकार की होती हैं: ADSL और LAN एक्सेस। इसके अतिरिक्त, बैंडविड्थ की बढ़ती मांग के साथ, वीडीएसएल भी धीरे-धीरे एक विकल्प बनता जा रहा है। उद्योग में संसाधन की कमी के कारण अन्य एक्सेस विधियों, जैसे कि केबल मोडेम, पावर लाइन एक्सेस, की सीमित बाजार हिस्सेदारी है।
