PON कैसे काम करता है: TDM, रेंजिंग, DBA, एक्टिवेशन, OMCI

एक पैसिव ऑप्टिकल नेटवर्क में एक ट्रांसमीटर शीशे और स्प्लिटर के ज़रिए 128 तक रिसीवर से बात करता है, और बदले में 128 तक ट्रांसमीटर एक रिसीवर को साझा करते हैं। इसे बिना टक्कर, बिना छिपकर सुने और हर घर पर बिना कॉन्फ़िगरेशन के काम करवाना एक प्रोटोकॉल का काम है। यह पेज इन मैकेनिज़्म को समझाता है — डाउनस्ट्रीम ब्रॉडकास्ट, अपस्ट्रीम टाइम स्लॉट, रेंजिंग, डायनामिक बैंडविड्थ, ONU एक्टिवेशन और मैनेजमेंट चैनल — और हर एक को इससे जोड़ता है कि आप OLT और स्टिक पर क्या देखते हैं।

डाउनस्ट्रीम: सबको ब्रॉडकास्ट

OLT एक तरंगदैर्ध्य पर लगातार ट्रांसमिट करता है (GPON में 1490 nm, XGS-PON में 1577 nm)। हर ONU हर फ़्रेम रिसीव करता है और सिर्फ़ वही रखता है जो उसे एड्रेस किया गया है — GPON GEM फ़्रेम में Port-ID से या XG(S)-PON में XGEM से। चूँकि सब कुछ सबको दिखता है, डाउनस्ट्रीम पेलोड प्रति ONU एन्क्रिप्टेड होता है (GPON में AES-128, XGS-PON में AES-128/256), जिसकी कुंजियाँ एक्टिवेशन के दौरान एक्सचेंज होती हैं। डाउनस्ट्रीम एक बैंडविड्थ मैप भी ले जाता है, जो हर ONU को बताता है कि वह कब ट्रांसमिट कर सकता है।

अपस्ट्रीम: टाइम-डिविज़न बर्स्ट

ONU एक अपस्ट्रीम तरंगदैर्ध्य (GPON में 1310 nm, XGS-PON में 1270 nm) को TDMA से साझा करते हैं: हर ONU सिर्फ़ उसी स्लॉट में ट्रांसमिट करता है जो OLT ने असाइन किया है, प्रीएम्बल और डीलिमिटर वाले बर्स्ट के रूप में। बर्स्ट के बीच लेज़र बंद रहता है — यही वजह है कि आइडल रहने पर ONU का DDM Tx पावर बेमानी होता है और OLT का Rx कई सेंडर का औसत होता है (सटीकता और सीमाएँ)। OLT रिसीवर अलग-अलग दूरी और पावर वाले ONU के बर्स्ट के बीच अपना थ्रेशोल्ड रीसेट करता है।

रेंजिंग

स्लॉट तभी काम करते हैं जब हर ONU का बर्स्ट ठीक उतनी ही देर में पहुँचे जितनी उम्मीद हो। एक्टिवेशन के दौरान OLT हर ONU तक का राउंड-ट्रिप डिले मापता है और एक इक्वलाइज़ेशन डिले असाइन करता है, ताकि सभी ONU एक ही लॉजिकल दूरी पर बैठे दिखें (डिफ़रेंशियल फ़ाइबर दूरी 20 km होती है, वैकल्पिक रूप से 40 km)। तापमान से आने वाले फ़ाइबर लंबाई के बदलाव को फ़ॉलो करने के लिए रेंजिंग समय-समय पर दोहराई जाती है।

डायनामिक बैंडविड्थ असाइनमेंट (DBA)

अपस्ट्रीम क्षमता T-CONT (ट्रांसमिशन कंटेनर) के बीच बाँटी जाती है — यानी प्रति ONU, प्रति सर्विस क्लास क्यू:

T-CONT टाइप	बैंडविड्थ	सामान्य इस्तेमाल
1	फ़िक्स्ड	TDM, वॉइस
2	एश्योर्ड	बिज़नेस सर्विस
3	एश्योर्ड + नॉन-एश्योर्ड	प्रीमियम इंटरनेट
4	बेस्ट-एफ़र्ट	रेज़िडेंशियल इंटरनेट
5	मिक्स्ड	कॉम्बिनेशन

OLT का DBA एल्गोरिद्म हर 125 µs पर ONU से मिली स्टेटस रिपोर्ट (SR-DBA) या देखे गए ट्रैफ़िक (NSR-DBA, ट्रैफ़िक मॉनिटरिंग) के आधार पर स्लॉट अलॉट करता है। अपस्ट्रीम लेटेंसी और फ़ेयरनेस इसी एल्गोरिद्म पर निर्भर करते हैं, ऑप्टिक्स पर नहीं।

फ़्रेमिंग और FEC

सिस्टम	डाउन / अप रेट	फ़्रेम	FEC
GPON (G.984)	2.488 / 1.244 Gb/s	GTC फ़्रेम 125 µs, GEM एनकैप्सुलेशन	RS(255,239) ऑप्शनल, आमतौर पर ऑन
XG-PON (G.987)	9.953 / 2.488 Gb/s	XGTC, XGEM	डाउनस्ट्रीम में RS(248,216) अनिवार्य; अपस्ट्रीम में RS(248,232)
XGS-PON (G.9807)	9.953 / 9.953 Gb/s	XG-PON जैसा	XG-PON जैसा
EPON / 10G-EPON (IEEE)	1.25 / 10.3 Gb/s	Ethernet फ़्रेम, MPCP	10G-EPON में RS(255,223)
25GS-PON (MSA), 50G-PON (G.9804)	25 / 50 Gb/s डाउन	XGEM-आधारित	LDPC (50G-PON)

स्टैंडर्ड की डीटेल: PON स्टैंडर्ड।

ONU एक्टिवेशन

एक नया ONU एक तय क्रम से गुज़रता है (GPON स्टेट O1–O5):

स्टेट	क्या होता है	कहाँ फ़ेल होता है
O1 Initial	ONU पावर होता है, डाउनस्ट्रीम सिग्नल खोजता है, फ़्रेम से सिंक्रोनाइज़ होता है	कोई रोशनी नहीं, ग़लत तरंगदैर्ध्य प्लान (PON समस्याएँ)
O2 Standby	ONU सिंक हो चुका है, OLT की सीरियल-नंबर रिक्वेस्ट विंडो का इंतज़ार करता है	OLT पोर्ट डिसेबल्ड या फ़ुल
O3 Serial number	ONU एक शांत विंडो में अपना सीरियल नंबर देकर जवाब देता है; OLT इसे अपनी सूची से मिलाता है (या बाद में LOID/पासवर्ड से) और एक ONU-ID असाइन करता है	अनजान सीरियल, ग़लत वेंडर ID, डुप्लिकेट
O4 Ranging	OLT डिले मापता है, इक्वलाइज़ेशन डिले असाइन करता है	दूरी सीमा से ज़्यादा, बहुत कम Rx
O5 Operation	एन्क्रिप्शन कुंजियाँ एक्सचेंज होती हैं, OMCI चैनल ऊपर आता है, सर्विस प्रोविज़न होती हैं	प्रोविज़निंग एरर
O6 / O7	रुक-रुक कर सिग्नल लॉस / इमरजेंसी स्टॉप	LOS इवेंट, रॉग हैंडलिंग

ऑथेंटिकेशन वैरिएंट: सिर्फ़ सीरियल नंबर, LOID + पासवर्ड (कुछ ऑपरेटर में आम, स्टिक के फ़र्मवेयर में सेट होता है), या रजिस्ट्रेशन ID। OLT रॉग ONU डिटेक्शन भी चलाता है — अपने स्लॉट के बाहर ट्रांसमिट करने वाला ONU पूरे PON को अंधा कर देता है, और OLT उसे अपना लेज़र बंद करने का आदेश दे सकता है।

OMCI: मैनेजमेंट चैनल

O5 में पहुँचने पर OLT, ONU को OMCI (ONU मैनेजमेंट और कंट्रोल इंटरफ़ेस, G.988) के ज़रिए कॉन्फ़िगर करता है: एक डेडिकेटेड GEM पोर्ट पर चलने वाला मैसेज चैनल, जो ONU का सर्विस मॉडल — UNI पोर्ट, VLAN, GEM पोर्ट, T-CONT, QoS — मैनेज्ड एंटिटी के रूप में बनाता है। जो ONU रजिस्टर तो होता है पर कोई ट्रैफ़िक पास नहीं करता, उसमें आमतौर पर OMCI/प्रोविज़निंग मिसमैच होता है (सर्विस प्रोफ़ाइल, VLAN, या ऐसा ONU मॉडल जो OLT की प्रोफ़ाइल में फ़िट नहीं बैठता)। स्टिक एक पूरे ONU का OMCI एम्युलेट करते हैं ताकि OLT को एक जाना-पहचाना डिवाइस दिखे।

तरंगदैर्ध्य कोएक्ज़िस्टेंस

GPON, XGS-PON और वीडियो ओवरले एक ही ODN साझा कर सकते हैं क्योंकि इनके तरंगदैर्ध्य अलग-अलग होते हैं; एक कोएक्ज़िस्टेंस एलिमेंट (CEx, OLT पर एक WDM फ़िल्टर) इन्हें ~1–1.5 dB की क़ीमत पर जोड़ता है। प्लान और फ़िल्टर: PON तरंगदैर्ध्य।

ऑप्टिक्स के लिए इसका मतलब

डाउनस्ट्रीम कंटीन्युअस, अपस्ट्रीम बर्स्ट: OLT SFP में एक बर्स्ट-मोड रिसीवर होता है (फ़ास्ट रीसेट वाला APD), ONU में एक बर्स्ट-मोड लेज़र ड्राइवर होता है — यही दोनों फ़ीचर PON मॉड्यूल को पॉइंट-टू-पॉइंट SFP से अलग बनाते हैं (PON ट्रांसीवर)।
बजट क्लास (B+, C+, N1…) और स्प्लिटर रेशियो तय करते हैं कि कितने ONU और कितनी दूर तक: ODN क्लास और बजट।
होस्ट राउटर स्टिक से जो पहचान जानकारी पढ़ता है (SFF-8472) वह उस PON पहचान से अलग होती है जो OLT देखता है (सीरियल, LOID); CodingBox पहली को कोड करता है।

CodingBox में

किसी PON स्टिक या OLT मॉड्यूल के लिए CodingBox DDM पर MSA पहचान जानकारी, तरंगदैर्ध्य कोड और लाइव DDM दिखाता है — यह याद रखते हुए कि स्टिक का Tx सिर्फ़ बर्स्ट के दौरान ही मान्य होता है और OLT का Rx एक औसत होता है। PON-साइड पैरामीटर (सीरियल, LOID) स्टिक के अपने मैनेजमेंट इंटरफ़ेस में सेट होते हैं, EEPROM में नहीं।

PON ट्री को बाक़ी फ़ाइबर आर्किटेक्चर — पॉइंट-टू-पॉइंट, रिंग, WDM — के साथ, FTTx वैरिएंट, फ़ाइबर काउंट और प्रोटेक्शन विकल्पों समेत: फ़ाइबर नेटवर्क टोपोलॉजी।

अगर आपको इस सामग्री में कोई अशुद्धि या त्रुटि दिखे, तो संबंधित अंश चुनें और Ctrl+Enter दबाकर ।