पिछले WAN एक्सेस विधियों की तुलना में, यहां पेश किया गया फाइबर ऑप्टिक एक्सेस नेटवर्क स्पष्ट रूप से अलग है, क्योंकि यह अब एक्सेस विधि नहीं है, बल्कि एक अलग श्रेणी है जो पिछली एक्सेस विधियों से पूरी तरह अलग है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह अब लाइन में विद्युत संकेतों को प्रसारित नहीं करता है, बल्कि इसके बजाय ऑप्टिकल संकेतों का उपयोग करता है। नतीजतन, फाइबर ऑप्टिक एक्सेस नेटवर्क पूरी तरह से विभिन्न प्रकार के उपकरणों पर जोर देता है और एक स्व-निहित प्रणाली के रूप में संचालित होता है। फाइबर ऑप्टिक एक्सेस नेटवर्क के भीतर विभिन्न एक्सेस विधियां हैं। यह खंड उनका सामान्य विवरण प्रदान करता है।
फाइबर ऑप्टिक एक्सेस नेटवर्क की टोपोलॉजी ट्रांसमिशन लाइनों और नोड्स की संरचना है, जो नेटवर्क में नोड्स के पारस्परिक स्थान और इंटरकनेक्शन लेआउट को इंगित करती है। फाइबर ऑप्टिक एक्सेस नेटवर्क में, तीन मुख्य बुनियादी नेटवर्क टोपोलॉजी बस, रिंग और स्टार हैं। हालांकि, बड़े नेटवर्क में, कुछ हाइब्रिड टोपोलॉजी भी प्राप्त की जा सकती हैं, जैसे कि बस-स्टार संरचना, पेड़, डबल-रिंग और अनुप्रयोगों के अन्य संयोजन, प्रत्येक अपनी विशेषताओं के साथ और एक दूसरे के पूरक हैं। इस खंड में, हम केवल उपरोक्त तीन बुनियादी फाइबर एक्सेस नेटवर्क टोपोलॉजी का संक्षिप्त परिचय देते हैं। ध्यान दें कि इस खंड में प्रस्तुत नेटवर्क संरचना सबसे बुनियादी मॉड्यूलर संरचना है, लेकिन वास्तविक फाइबर ऑप्टिक नेटवर्क में कई डिवाइस और उपकरण कनेक्शन भी शामिल हैं।
1. बस-प्रकार की वास्तुकला
फाइबर ऑप्टिक एक्सेस नेटवर्क के लिए बस-प्रकार की संरचना एक बहुत ही सामान्य टोपोलॉजी है, जो ऑप्टिकल फाइबर को आम बस के रूप में उपयोग करती है, एक छोर सीधे सेवा प्रदाता के रिले नेटवर्क से जुड़ा होता है, और दूसरा छोर प्रत्येक उपयोगकर्ता से जुड़ा होता है। प्रत्येक उपयोगकर्ता टर्मिनल सीधे किसी प्रकार के युग्मक के माध्यम से फाइबर ऑप्टिक बस से जुड़ा होता है, और उपयोगकर्ता कंप्यूटर और बस के बीच का कनेक्शन समाक्षीय केबल, मुड़ जोड़ी केबल या फाइबर ऑप्टिक हो सकता है। यह LAN में पेश की गई बस-टाइप टोपोलॉजी के समान है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। रिले नेटवर्क में से कोई भी उनमें से कोई भी हो सकता है जैसे PSTN, X.25, FR, ATM, आदि। हमारे द्वारा पेश की गई केबल मॉडम एक्सेस विधि पहले ऐसी पहुँच विधि का उपयोग करता है।
यह संरचना एक अग्रानुक्रम संरचना है, और इसके लाभों में रीढ़ की हड्डी के फाइबर को साझा करना, लाइन निवेश को सहेजना, आसान जोड़ना और नोड्स को हटाना और एक दूसरे के साथ कम हस्तक्षेप शामिल है। हालाँकि, इसका नुकसान यह है कि यह ट्रांसमिशन माध्यम को साझा करता है, और कनेक्शन का प्रदर्शन उपयोगकर्ताओं की संख्या से प्रभावित होता है।
2. अंगूठी की संरचना
रिंग संरचना लैन में रिंग टोपोलॉजी के समान है, जिसका अर्थ है कि सभी नोड्स एक फाइबर रिंग लिंक साझा करते हैं। बंद लूप नेटवर्क संरचना बनाने के लिए पहले और अंतिम फाइबर लिंक जुड़े हुए हैं। बेशक, फाइबर के एक छोर को सेवा प्रदाता के रिले नेटवर्क से जोड़ा जाना चाहिए। उपयोगकर्ताओं और फाइबर रिंग के बीच संबंध भी विभिन्न कप्लर्स के माध्यम से स्थापित किया जाता है, और उपयोग किया जाने वाला ट्रांसमिशन माध्यम समाक्षीय केबल, मुड़-जोड़ी केबल या निश्चित रूप से फाइबर हो सकता है।
इस वास्तुकला का उत्कृष्ट लाभ यह है कि नेटवर्क में स्व-उपचार क्षमता है, जिसका अर्थ है कि बाहरी हस्तक्षेप के बिना, नेटवर्क अपेक्षाकृत कम समय में सेवा की विफलता से उबर सकता है। नुकसान यह है कि कनेक्शन का प्रदर्शन खराब है, क्योंकि यह ट्रांसमिशन माध्यम को भी साझा करता है। इसलिए, यह आमतौर पर एक्सेस नेटवर्क में कम उपयोगकर्ताओं के लिए उपयुक्त होता है; और विफलता दर अधिक है, विफलता का व्यापक प्रभाव हो सकता है। यदि फाइबर रिंग टूट जाती है, तो पूरा नेटवर्क बाधित हो जाएगा।
3. तारा संरचना
यहाँ वर्णित तारा संरचना लैन में "तारा संरचना" के समान है, लेकिन यहाँ पर जोर मुड़-जोड़ी केबलों के बजाय ऑप्टिकल फाइबर के संचरण माध्यम पर है। स्टार संरचना वाले इस फाइबर ऑप्टिक एक्सेस नेटवर्क में, प्रत्येक उपयोगकर्ता टर्मिनल केंद्रीय नोड (अंतिम कार्यालय में) पर स्थित नियंत्रण और स्विचिंग कार्यों के साथ स्टार कपलर के माध्यम से सूचनाओं का आदान-प्रदान करता है। यह एक समानांतर संरचना है, कोई नुकसान संचय समस्या नहीं है, उन्नयन और विस्तार का एहसास करना आसान है। प्रत्येक उपयोगकर्ता अपेक्षाकृत स्वतंत्र है, अच्छी सेवा अनुकूलन क्षमता प्रदान करता है। हालांकि, नुकसान अधिक ऑप्टिकल फाइबर (प्रत्येक उपयोगकर्ता के लिए एक) की आवश्यकता है जिसके परिणामस्वरूप उच्च लागत होती है; इसके अलावा, इस संरचना में, सभी नोड्स को रिले नेटवर्क से कनेक्ट करने के लिए केंद्रीय नोड के डेटा से गुजरना पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप केंद्रीय नोड पर स्टार कपलर के लिए भारी काम का बोझ और विश्वसनीयता के लिए भारी आवश्यकता होती है। यदि केंद्रीय नोड विफल हो जाता है, तो पूरा नेटवर्क भी पंगु हो जाएगा।
स्टार संरचना को तीन प्रकारों में विभाजित किया गया है: सक्रिय सिंगल-स्टार संरचना, सक्रिय डुअल-स्टार संरचना और निष्क्रिय डुअल-स्टार संरचना।
(1) सक्रिय सिंगल-स्टार संरचना
यह संरचना सेवा प्रदाता के स्विचिंग कार्यालय में स्थित OLT को सब्सक्राइबर, पॉइंट टू पॉइंट कनेक्शन से सीधे जोड़ने के लिए ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करती है, जो मूल रूप से मौजूदा ट्विस्टेड कॉपर LAN स्टार संरचना के समान है। इस संरचना में, प्रत्येक घर में ट्रंक नेटवर्क से जुड़े सेवा प्रदाता के ब्यूरो में सीधे ओएलटी से जुड़ी लाइनों की एक अलग जोड़ी होती है। नेटवर्क एक्सेस की मूल संरचना को चित्र 3 में दिखाया गया है।
इस संरचित पहुँच पद्धति के लाभ मुख्य रूप से उपयोगकर्ताओं के बीच स्वतंत्रता और गोपनीयता में प्रकट होते हैं। क्षमता का उन्नयन और विस्तार करना आसान है, क्योंकि दोनों सिरों पर उपकरण को बदलकर नई सेवाओं को सक्षम किया जा सकता है। यह विधि उत्कृष्ट अनुकूलता प्रदर्शित करती है। नुकसान यह है कि लागत बहुत अधिक है। प्रत्येक परिवार को ऑप्टिकल फाइबर या फाइबर (दो-तरफ़ा WDM) की एक अलग जोड़ी की आवश्यकता होती है। हजारों घरों को सेवा देने के लिए हजारों कोर फाइबर ऑप्टिक केबल की आवश्यकता होगी, जिससे निपटना मुश्किल हो सकता है। इसके अतिरिक्त, प्रत्येक घर को एक विशेष प्रकाश स्रोत और डिटेक्टर की आवश्यकता होती है, जिससे सेटअप काफी जटिल हो जाता है।
(2) सक्रिय डबल-स्टार संरचना
द्वि-तारा संरचना वास्तव में एक वृक्ष-प्रकार की संरचना है जिसमें दो स्तर होते हैं। यह सेवा प्रदाता स्विचिंग कार्यालय ओएलटी और ग्राहक के बीच एक सक्रिय नोड जोड़ता है। एक्सचेंज ब्यूरो और सक्रिय नोड एक ही फाइबर साझा करते हैं, और सक्रिय नोड को बड़ी क्षमता की जानकारी प्रसारित करने के लिए टाइम डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (टीडीएम) या फ्रीक्वेंसी डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (एफडीएम) का उपयोग करते हैं और फिर हजारों घरों तक पहुंचने के लिए छोटी क्षमता की सूचना धाराओं पर स्विच करते हैं। मूल नेटवर्क संरचना को चित्र 4 में दिखाया गया है।
इस नेटवर्क संरचना के फायदे अधिक लचीलेपन, केंद्रीय कार्यालय में सक्रिय नोड्स के बीच साझा फाइबर, और कम फाइबर ऑप्टिक केबल कोर आवश्यकताएं हैं, जिसके परिणामस्वरूप लागत में कमी आई है। हालांकि, नुकसान सक्रिय नोड घटक की जटिलता और उच्च लागत है, जिससे रखरखाव असुविधाजनक हो जाता है। इसके अलावा, नई ब्रॉडबैंड सेवाओं को शुरू करने और सिस्टम को अपग्रेड करने के लिए सभी ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को बदलने या अधिक चुनौतीपूर्ण WDM ओवरले योजना को लागू करने की आवश्यकता होगी।
(3) निष्क्रिय डबल-स्टार संरचना
यह संरचना एक सक्रिय दोहरे-सितारा संरचना में फाइबर शेयरिंग के लाभों को बनाए रखती है, लेकिन एक सक्रिय नोड के बजाय, यह एक निष्क्रिय स्प्लिटर का उपयोग करती है। इसका परिणाम आसान रखरखाव, उच्च विश्वसनीयता और कम लागत में होता है। विभिन्न उपायों के कार्यान्वयन के साथ, गोपनीयता भी बढ़ जाती है, जिससे यह एक बेहतर पहुंच नेटवर्क संरचना बन जाती है।
4. EPON WAN कनेक्शन टोपोलॉजी
EPON नेटवर्क पॉइंट-टू-पॉइंट संरचना को बदलने के लिए पॉइंट-टू-मल्टीपॉइंट टोपोलॉजी को अपनाता है, जो फाइबर और प्रबंधन लागत की मात्रा को बचाता है। निष्क्रिय नेटवर्क डिवाइस पारंपरिक एटीएम/सोनेट ब्रॉडबैंड एक्सेस सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले रिपीटर्स, एम्पलीफायरों और लेजर को प्रतिस्थापित करते हैं, केंद्रीय कार्यालय में आवश्यक लेजर की संख्या को कम करते हैं, और ओएलटी को कई ओएनयू उपयोगकर्ताओं के बीच साझा किया जाता है। इसके अलावा, EPON वर्तमान मुख्यधारा की सेवाओं - IP सेवाओं - को बिना किसी रूपांतरण की आवश्यकता के ले जाने के लिए ईथरनेट तकनीक और मानक ईथरनेट फ़्रेम का उपयोग करता है। इसलिए, EPON सीधा, कुशल है, और इसकी निर्माण लागत और रखरखाव लागत कम है, जिससे यह ब्रॉडबैंड एक्सेस नेटवर्क आवश्यकताओं के लिए अत्यधिक उपयुक्त है।
एक विशिष्ट ईपीओएन प्रणाली भी ओएलटी, ओएनयू और ओडीएन से बनी होती है, जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है।
OLT को केंद्रीय सर्वर कक्ष में रखा गया है, जबकि ONU क्लाइंट-साइड उपकरण के रूप में कार्य करता है। नेटवर्क केंद्रीकरण और पहुंच की पेशकश के अलावा, OLT बैंडविड्थ आवंटन भी प्रदान कर सकता है, विभिन्न उपयोगकर्ता QoS/SLA (सर्विस लेवल एग्रीमेंट) आवश्यकताओं के लिए नेटवर्क सुरक्षा और प्रबंधन कॉन्फ़िगरेशन सुनिश्चित करता है। स्प्लिटर की स्प्लिट रेट 2, 4 या 8 है और इसे कई स्तरों पर जोड़ा जा सकता है। ईपीओएन में, ओएलटी से ओएनयू तक की दूरी 20 किमी तक हो सकती है, और अगर फाइबर एम्पलीफायर (सक्रिय पुनरावर्तक) का उपयोग किया जाता है तो इसे और बढ़ाया जा सकता है।
जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है, ऑप्टिकल सिग्नल को ऑप्टिकल स्प्लिटर के माध्यम से प्रत्येक ऑप्टिकल नेटवर्क यूनिट (ONU) के लिए कई चैनलों में विभाजित किया जाता है, और प्रत्येक ONU से अपस्ट्रीम सिग्नल को ऑप्टिकल कपलर का उपयोग करके एक फाइबर में संयोजित किया जाता है और OLT को भेजा जाता है। निष्क्रिय नेटवर्क उपकरण में सिंगल-मोड फाइबर ऑप्टिक केबल, निष्क्रिय ऑप्टिकल स्प्लिटर्स / कप्लर्स, एडेप्टर, कनेक्टर और फ्यूजन स्पाइसर शामिल हैं। यह आम तौर पर स्थानीय क्षेत्र के बाहर रखा जाता है और बाहरी उपकरण के रूप में जाना जाता है। निष्क्रिय नेटवर्क उपकरण बहुत सरल, स्थिर, विश्वसनीय, लंबे समय तक चलने वाला, बनाए रखने में आसान और लागत प्रभावी है। सक्रिय नेटवर्क उपकरण में केंद्रीय कार्यालय रैक उपकरण, ऑप्टिकल नेटवर्क इकाइयां और उपकरण प्रबंधन प्रणाली (ईएमएस) शामिल हैं। केंद्रीय कार्यालय रैक उपकरण में फाइबर ऑप्टिक लाइन टर्मिनल, नेटवर्क इंटरफेस मॉड्यूल (एनआईएम) और स्विचिंग मॉड्यूल (एससीएम) शामिल हैं। इसलिए, इन तीन प्रकार के उपकरणों को सामूहिक रूप से केंद्रीय कार्यालय रैक उपकरण कहा जाता है।
केंद्रीय कार्यालय रैक उपकरण EPON सिस्टम और सेवा प्रदाता के कोर डेटा, वीडियो और वॉयस नेटवर्क के बीच इंटरफेस के रूप में कार्य करता है। यह डिवाइस प्रबंधन प्रणाली के माध्यम से सेवा प्रदाता के मुख्य परिचालन नेटवर्क से जुड़ने के लिए जिम्मेदार है।
