पैसिव ऑप्टिकल नेटवर्क

एक पैसिव ऑप्टिकल नेटवर्क (PON) एक फाइबर-ऑप्टिक दूरसंचार तकनीक है जो एंड-ग्राहकों को ब्रॉडबैंड  नेटवर्क एक्सेस प्रदान करती है। इसका आर्किटेक्चर एक पॉइंट-टू-मल्टीपॉइंट टोपोलॉजी को लागू करता है जिसमें एक एकल ऑप्टिकल फाइबर फाइबर बैंडविड्थ को एंडपॉइंट्स के बीच विभाजित करने के लिए अनपावर्ड (निष्क्रिय)  फाइबर ऑप्टिक  स्प्लिटर्स का उपयोग करके कई एंडपॉइंट्स की सेवा करता है। निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क को अक्सर इंटरनेट सेवा प्रदाता (आईएसपी) और उसके ग्राहकों के बीच  अंतिम मील (दूरसंचार)  के रूप में संदर्भित किया जाता है।

अवयव और विशेषताएँ
एक निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क में सेवा प्रदाता के केंद्रीय कार्यालय (हब) में एक ऑप्टिकल लाइन टर्मिनल  (ओएलटी) और अंतिम उपयोगकर्ताओं के पास कई  ऑप्टिकल नेटवर्क यूनिट  (ओएनयू) या ऑप्टिकल नेटवर्क टर्मिनल (ओएनटी) होते हैं।  पॉइंट-टू-पॉइंट (नेटवर्क टोपोलॉजी)  | पॉइंट-टू-पॉइंट आर्किटेक्चर की तुलना में एक पीओएन आवश्यक फाइबर और केंद्रीय कार्यालय उपकरण की मात्रा को कम करता है। एक निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क फाइबर-ऑप्टिक  पहुँच नेटवर्क  का एक रूप है।

ज्यादातर मामलों में, डाउनस्ट्रीम (नेटवर्किंग)  सिग्नल कई फाइबर साझा करने वाले सभी परिसरों में प्रसारित होते हैं।  कूटलेखन  छिपकर बातें सुनने से रोक सकता है।

अपस्ट्रीम (नेटवर्किंग) सिग्नल एक  एकाधिक पहुँच  प्रोटोकॉल का उपयोग करके संयुक्त होते हैं, आमतौर पर  टाइम-डिवीजन मल्टीपल एक्सेस  (TDMA)।

इतिहास
निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क पहली बार 1987 में ब्रिटिश दूरसंचार  द्वारा प्रस्तावित किए गए थे। दो प्रमुख मानक समूह, इंस्टीट्यूट ऑफ़ इलेक्ट्रिकल एंड इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स  (IEEE) और  अंतर्राष्ट्रीय दूरसंचार संघ  (ITU-T) का  दूरसंचार मानकीकरण क्षेत्र, कई अन्य उद्योग संगठनों के साथ मानकों का विकास करते हैं।

सोसायटी ऑफ केबल टेलीकम्युनिकेशन इंजीनियर्स (एससीटीई) ने निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क पर सिग्नल ले जाने के लिए ग्लास पर रेडियो फ्रीक्वेंसी भी निर्दिष्ट की है।

एफएसएएन और आईटीयू
1995 से शुरू होकर, प्रमुख दूरसंचार सेवा प्रदाताओं और सिस्टम विक्रेताओं द्वारा गठित फुल सर्विस एक्सेस नेटवर्क (FSAN) वर्किंग ग्रुप द्वारा फाइबर टू होम आर्किटेक्चर पर काम किया गया था। अंतर्राष्ट्रीय दूरसंचार संघ (आईटीयू) ने आगे काम किया, और पीओएन की दो पीढ़ियों पर मानकीकृत किया। पुराना ITU-T G.983 मानक अतुल्यकालिक अंतरण विधा  (ATM) पर आधारित था, और इसलिए इसे APON (ATM PON) के रूप में संदर्भित किया गया है। मूल APON मानक में और सुधार - साथ ही एक प्रोटोकॉल के रूप में एटीएम के पक्ष में धीरे-धीरे गिरावट - ITU-T G.983 के पूर्ण, अंतिम संस्करण को ब्रॉडबैंड PON, या BPON के रूप में संदर्भित किया जा रहा है। एक विशिष्ट APON/BPON 622 मेगाबिट्स प्रति सेकंड (Mbit/s) ( OC-12 ) डाउनस्ट्रीम बैंडविड्थ और 155 Mbit/s ( OC-3 ) अपस्ट्रीम ट्रैफिक प्रदान करता है, हालांकि मानक उच्च दरों को समायोजित करता है।

ITU-T G.984 गिगाबिट-सक्षम पैसिव ऑप्टिकल नेटवर्क (GPON, G-PON) मानक BPON की तुलना में बड़े, चर-लंबाई वाले पैकेट के उपयोग के माध्यम से कुल बैंडविड्थ और बैंडविड्थ दक्षता दोनों में वृद्धि का प्रतिनिधित्व करता है। फिर से, मानक बिट दर के कई विकल्पों की अनुमति देते हैं, लेकिन उद्योग ने डाउनस्ट्रीम बैंडविड्थ के 2.488 गीगाबिट्स प्रति सेकंड (Gbit/s) और अपस्ट्रीम बैंडविड्थ के 1.244 Gbit/s पर अभिसरण किया है। GPON एनकैप्सुलेशन मेथड (GEM) फ्रेम सेगमेंटेशन के साथ उपयोगकर्ता ट्रैफ़िक की बहुत कुशल पैकेजिंग की अनुमति देता है।

2008 के मध्य तक, Verizon  ने 800,000 से अधिक लाइनें स्थापित की थीं।  ब्रिटिश दूरसंचार,  बीएसएनएल ,  सऊदी दूरसंचार कंपनी ,  Etisalat  और एटी एंड टी इंक। एटी एंड टी क्रमशः ब्रिटेन, भारत, सऊदी अरब, यूएई और अमेरिका में उन्नत परीक्षणों में थे। GPON नेटवर्क अब दुनिया भर में कई नेटवर्क में तैनात किए गए हैं, और रुझान GPON में अन्य PON प्रौद्योगिकियों की तुलना में उच्च वृद्धि का संकेत देते हैं।

G.987 ने 10 Gbit/s डाउनस्ट्रीम और 2.5 Gbit/s अपस्ट्रीम के साथ 10G-PON  को परिभाषित किया - फ्रेमिंग G-PON की तरह है और एक ही नेटवर्क पर GPON उपकरणों के साथ सह-अस्तित्व के लिए डिज़ाइन की गई है।

सुरक्षा
अमेरिकी वायु सेना की SIPRNet  आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए  केबल निर्माण व्यवसाय  द्वारा 2009 में विकसित, सुरक्षित निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क (SPON) गीगाबिट निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क (GPON) प्रौद्योगिकी और  सुरक्षात्मक वितरण प्रणाली  (PDS) को एकीकृत करता है। पीडीएस के लिए एनएसटीआईएसएसआई 7003  आवश्यकताओं में परिवर्तन और अमेरिकी संघीय सरकार द्वारा हरित प्रौद्योगिकियों के लिए जनादेश को सक्रिय ईथरनेट और एन्क्रिप्शन उपकरणों के विकल्प के रूप में दो प्रौद्योगिकियों के  संयुक्त राज्य अमेरिका की संघीय सरकार  के विचार के लिए अनुमति दी गई है। संयुक्त राज्य अमेरिका के सेना विभाग के  मुख्य सूचना अधिकारी  ने वित्तीय वर्ष 2013 तक प्रौद्योगिकी को अपनाने का निर्देश जारी किया। यह टेलोस (कंपनी)  जैसी कंपनियों द्वारा अमेरिकी सेना के लिए विपणन किया जाता है। फाइबर से एक्स परिनियोजन में उपयोग किए जाने वाले GPON को ऑप्टिकल सिग्नल इंजेक्शन के माध्यम से डिनायल-ऑफ़-सर्विस हमले की भेद्यता का सामना करना पड़ सकता है, जो वर्तमान व्यावसायिक रूप से उपलब्ध तकनीकों के आधार पर अनसुलझा है।

आईईईई
2004 में, ईथरनेट  PON (EPON या  10G-EPON ) मानक 802.3ah-2004 को IEEE 802.3 के पहले मील प्रोजेक्ट में ईथरनेट के हिस्से के रूप में अनुमोदित किया गया था। ईपीओएन ईथरनेट पैकेट, फाइबर ऑप्टिक केबल और एकल प्रोटोकॉल परत का उपयोग कर एक छोटा सा नेटवर्क है। ईपीओएन भी मानक 802.3 ईथरनेट फ्रेम का उपयोग करता है जिसमें सममित 1 गीगाबिट प्रति सेकंड अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम दरें होती हैं। EPON डेटा-केंद्रित नेटवर्क के साथ-साथ पूर्ण-सेवा वॉयस, डेटा और वीडियो नेटवर्क के लिए लागू है। 10 Gbit/s EPON या 10G-EPON को IEEE 802.3av से IEEE 802.3 में संशोधन के रूप में अनुमोदित किया गया था। 10G-EPON 10/1 Gbit/s को सपोर्ट करता है। डाउनस्ट्रीम  तरंग दैर्ध्य योजना  एक वेवलेंथ पर 10 Gbit/s के एक साथ संचालन और एक ही PON पर IEEE 802.3av और IEEE 802.3ah के संचालन के लिए एक अलग वेवलेंथ पर 1 Gbit/s के साथ-साथ संचालन का समर्थन करता है। अपस्ट्रीम चैनल एकल साझा (1310 nm) चैनल पर IEEE 802.3av और 1 Gbit/s 802.3ah के साथ-साथ संचालन का समर्थन कर सकता है।

2014 में, 40 मिलियन से अधिक स्थापित EPON पोर्ट थे, जिससे यह विश्व स्तर पर सबसे व्यापक रूप से तैनात PON तकनीक बन गई। EPON, DOCSIS Provisioning of EPON (DPoE) विनिर्देशों के भाग के रूप में केबल ऑपरेटरों की व्यावसायिक सेवाओं की नींव भी है।

10G EPON अन्य ईथरनेट मानकों के साथ पूरी तरह से संगत है और अपस्ट्रीम या डाउनस्ट्रीम छोर पर ईथरनेट-आधारित नेटवर्क से कनेक्ट करने के लिए किसी रूपांतरण या इनकैप्सुलेशन की आवश्यकता नहीं है। यह तकनीक किसी भी प्रकार के आईपी-आधारित या पैकेट वाले संचार के साथ मूल रूप से जुड़ती है, और घरों, कार्यस्थलों और अन्य जगहों पर ईथरनेट इंस्टॉलेशन की सर्वव्यापकता के लिए धन्यवाद, ईपीओएन आमतौर पर लागू करने के लिए बहुत सस्ती है।

नेटवर्क तत्व
एक PON तरंग समय विभाजन बहुसंकेतन WDM) का लाभ उठाता है, एक तरंग दैर्ध्य का उपयोग डाउनस्ट्रीम ट्रैफ़िक के लिए और दूसरा एकल मोड फाइबर ( ITU-T  G.652) पर अपस्ट्रीम ट्रैफ़िक के लिए करता है। BPON, EPON, GEPON, और GPON की मूल तरंग दैर्ध्य योजना समान है और वे डाउनस्ट्रीम ट्रैफ़िक के लिए 1490 नैनोमीटर (nm) वेवलेंथ और अपस्ट्रीम ट्रैफ़िक के लिए 1310 nm वेवलेंथ का उपयोग करते हैं। 1550 एनएम वैकल्पिक ओवरले सेवाओं के लिए आरक्षित है, आमतौर पर आरएफ (एनालॉग)  वीडियो ।

बिट दर के साथ, मानक कई ऑप्टिकल पावर बजट  का वर्णन करते हैं, सबसे आम BPON और GPON दोनों के लिए 28  डेसिबल  का नुकसान बजट है, लेकिन कम महंगे ऑप्टिक्स का उपयोग करके उत्पादों की घोषणा की गई है। 28 dB 32-तरफ़ा विभाजन के साथ लगभग 20 किमी के बराबर है।  आगे त्रुटि सुधार  (FEC) GPON सिस्टम पर 2–3 dB के नुकसान के बजट के लिए प्रदान कर सकता है। जैसे-जैसे ऑप्टिक्स में सुधार होगा, 28 dB का बजट बढ़ने की संभावना है। हालांकि GPON और EPON दोनों प्रोटोकॉल बड़े विभाजन अनुपात (GPON के लिए 128 ग्राहकों तक, EPON के लिए 32,768 तक) की अनुमति देते हैं, व्यवहार में अधिकांश PON 1:32 या उससे छोटे के विभाजन अनुपात के साथ तैनात किए जाते हैं।

एक पीओएन में एक केंद्रीय कार्यालय नोड होता है, जिसे ऑप्टिकल लाइन टर्मिनल (ओएलटी) कहा जाता है, एक या अधिक उपयोगकर्ता नोड्स, जिन्हें ऑप्टिकल नेटवर्क यूनिट (ओएनयू) या ऑप्टिकल नेटवर्क टर्मिनल (ओएनटी) कहा जाता है, और उनके बीच फाइबर और स्प्लिटर, जिसे एक्सेस कहा जाता है नेटवर्क#ऑप्टिकल वितरण नेटवर्क (ODN)। "ओएनटी" एक एकल-किरायेदार ओएनयू का वर्णन करने के लिए एक आईटीयू-टी शब्द है। बहु-किरायेदार इकाइयों में, ओएनयू को अलग-अलग आवास इकाई के भीतर एक ग्राहक परिसर डिवाइस के लिए ब्रिज किया जा सकता है, जैसे कि इथरनेट ओवर ट्विस्टेड पेयर, जीएचएन (एक हाई-स्पीड आईटीयू-टी मानक जो किसी भी मौजूदा होम वायरिंग पर काम कर सकता है) - पावर लाइन संचार, फोन लाइन और मनाना पर ईथरनेट ) या  डीएसएल । एक ओएनयू एक उपकरण है जो पीओएन को समाप्त करता है और उपयोगकर्ता को ग्राहक सेवा इंटरफेस प्रस्तुत करता है। कुछ ओएनयू टेलीफोनी, ईथरनेट डेटा या वीडियो जैसी सेवाएं प्रदान करने के लिए एक अलग ग्राहक इकाई लागू करते हैं।

एक ओएलटी एक पीओएन और सेवा प्रदाता के कोर नेटवर्क  के बीच इंटरफेस प्रदान करता है। इनमें आम तौर पर शामिल हैं:
 * तेज़ ईथरनेट, गिगाबिट ईथरनेट, या 10 गीगाबिट ईथरनेट  पर  इंटरनेट प्रोटोकॉल  ट्रैफिक;
 * स्टैंडर्ड वेवलेंथ डिविज़न मल्टिप्लेक्सिंग  इंटरफेस जैसे सिंक्रोनस ऑप्टिकल नेटवर्किंग|SDH/SONET;
 * एसिंक्रोनस ट्रांसफर मोड यूजर-नेटवर्क इंटरफेस 155–622 Mbit/s पर।

ओएनटी या ओएनयू पीओएन को समाप्त कर देता है और उपयोगकर्ता को मूल सेवा इंटरफेस प्रस्तुत करता है। इन सेवाओं में वॉइस ( सादा पुरानी टेलीफोन सेवा (POTS) या वॉइस ओवर IP ( VoIP )), डेटा (आमतौर पर ईथरनेट या ITU-T V-सीरीज़ अनुशंसाओं की सूची|V.35), वीडियो और/या  टेलीमेटरी  (TTL) शामिल हो सकते हैं।, ECL, RS530, आदि) अक्सर ONU कार्यों को दो भागों में विभाजित किया जाता है:


 * ONU, जो PON को समाप्त करता है और एक अभिसरण इंटरफ़ेस प्रस्तुत करता है - जैसे कि डिजिटल खरीदारों की पंक्ति, समाक्षीय केबल, या मल्टीसर्विस ईथरनेट - उपयोगकर्ता की ओर;
 * नेटवर्क टर्मिनेशन इक्विपमेंट (NTE), जो कन्वर्ज्ड इंटरफ़ेस प्राप्त करता है और ईथरनेट और POTS जैसे यूजर के लिए नेटिव सर्विस इंटरफेस को आउटपुट करता है।

एक पीओएन एक साझा नेटवर्क है, जिसमें ओएलटी सभी ओएनयू द्वारा देखे जाने वाले डाउनस्ट्रीम ट्रैफिक की एक धारा भेजता है। प्रत्येक ONU केवल उन्हीं पैकेटों की सामग्री को पढ़ता है जो उसे संबोधित हैं। डाउनस्ट्रीम ट्रैफ़िक को छिपकर सुनने से रोकने के लिए एन्क्रिप्शन का उपयोग किया जाता है।

अपस्ट्रीम बैंडविड्थ आवंटन
OLT, ONUs को अपस्ट्रीम बैंडविड्थ आवंटित करने के लिए जिम्मेदार है। क्योंकि ऑप्टिकल डिस्ट्रीब्यूशन नेटवर्क (ODN) साझा किया जाता है, ONU अपस्ट्रीम ट्रांसमिशन टकरा सकते हैं यदि वे यादृच्छिक समय पर प्रसारित होते हैं। ओएनयू ओएलटी से अलग-अलग दूरी पर स्थित हो सकते हैं, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक ओएनयू से संचरण विलंब अद्वितीय है। OLT देरी को मापता है और PLOAM (भौतिक परत संचालन, प्रशासन और रखरखाव) संदेशों के माध्यम से प्रत्येक ONU में PON पर अन्य सभी ONU के संबंध में देरी को बराबर करने के लिए एक रजिस्टर सेट करता है।

एक बार सभी ओएनयू की देरी निर्धारित हो जाने के बाद, ओएलटी तथाकथित अनुदान को अलग-अलग ओएनयू को प्रेषित करता है। अनुदान अपस्ट्रीम ट्रांसमिशन के लिए समय के एक परिभाषित अंतराल का उपयोग करने की अनुमति है। अनुदान मानचित्र हर कुछ मिलीसेकंड में गतिशील रूप से पुन: परिकलित किया जाता है। नक्शा सभी ओएनयू को बैंडविड्थ आवंटित करता है, जैसे कि प्रत्येक ओएनयू अपनी सेवा आवश्यकताओं के लिए समय पर बैंडविड्थ प्राप्त करता है।

कुछ सेवाएं - सामान्य पुरानी टेलीफोन सेवा, उदाहरण के लिए - अनिवार्य रूप से निरंतर अपस्ट्रीम बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है, और ओएलटी ऐसी प्रत्येक सेवा के लिए एक निश्चित बैंडविड्थ आवंटन प्रदान कर सकता है जिसका प्रावधान किया गया है। डिजिटल सिग्नल 1  और डेटा सेवा के कुछ वर्गों को भी निरंतर अपस्ट्रीम बिट दर की आवश्यकता हो सकती है। लेकिन बहुत अधिक डेटा ट्रैफ़िक, जैसे कि वेब साइट्स ब्राउज़ करना, फटा हुआ और अत्यधिक परिवर्तनशील है।  गतिशील बैंडविड्थ आवंटन  (डीबीए) के माध्यम से,  सांख्यिकीय बहुसंकेतन  की ट्रैफिक इंजीनियरिंग (दूरसंचार) अवधारणाओं के अनुसार, अपस्ट्रीम ट्रैफ़िक के लिए एक पीओएन को ओवरसब्सक्राइब किया जा सकता है। (डाउनस्ट्रीम ट्रैफ़िक को ओवरसब्सक्राइब भी किया जा सकता है, उसी तरह जैसे किसी भी LAN को ओवरसब्सक्राइब किया जा सकता है। डाउनस्ट्रीम ओवरसब्सक्रिप्शन के लिए PON आर्किटेक्चर में एकमात्र विशेष विशेषता यह है कि ONU पूरी तरह से मनमाने डाउनस्ट्रीम टाइम स्लॉट को स्वीकार करने में सक्षम होना चाहिए, दोनों समय में और आकार में।)

GPON में DBA, स्थिति-रिपोर्टिंग (SR) और गैर-स्थिति रिपोर्टिंग (NSR) के दो रूप हैं।

एनएसआर डीबीए में, ओएलटी लगातार प्रत्येक ओएनयू को अतिरिक्त बैंडविड्थ की एक छोटी राशि आवंटित करता है। यदि ओएनयू के पास भेजने के लिए कोई यातायात नहीं है, तो यह अतिरिक्त आवंटन के दौरान निष्क्रिय फ्रेम को प्रसारित करता है। यदि OLT देखता है कि एक दिया गया ONU निष्क्रिय फ़्रेम नहीं भेज रहा है, तो यह उस ONU को बैंडविड्थ आवंटन बढ़ा देता है। एक बार ONU के बर्स्ट को स्थानांतरित कर दिए जाने के बाद, OLT दिए गए ONU से बड़ी संख्या में निष्क्रिय फ़्रेमों को देखता है, और तदनुसार इसके आवंटन को कम कर देता है। एनएसआर डीबीए का लाभ यह है कि यह ओएनयू पर कोई आवश्यकता नहीं लगाता है, और नुकसान यह है कि ओएलटी के पास यह जानने का कोई तरीका नहीं है कि कई ओएनयू में बैंडविड्थ को कैसे बेहतर तरीके से आवंटित किया जाए, जिसकी अधिक आवश्यकता है।

SR DBA में, OLT उनके बैकलॉग के लिए ONUs का चुनाव करता है। किसी दिए गए ONU में कई तथाकथित ट्रांसमिशन कंटेनर (T-CONTs) हो सकते हैं, जिनमें से प्रत्येक की अपनी प्राथमिकता या ट्रैफ़िक क्लास होती है। ONU प्रत्येक T-CONT को अलग से OLT को रिपोर्ट करता है। रिपोर्ट संदेश में T-CONT कतार में बैकलॉग का लॉगरिदमिक माप होता है। संपूर्ण PON में प्रत्येक T-CONT के लिए सेवा स्तर के समझौते के साथ-साथ प्रत्येक T-CONT के बैकलॉग के आकार के ज्ञान से, OLT PON पर अतिरिक्त बैंडविड्थ के आवंटन का अनुकूलन कर सकता है।

EPON सिस्टम GPON के SR DBA समाधान के समतुल्य DBA तंत्र का उपयोग करते हैं। OLT अपनी कतार की स्थिति के लिए ONUs का चुनाव करता है और MPCP GATE संदेश का उपयोग करके बैंडविड्थ प्रदान करता है, जबकि ONUs MPCP REPORT संदेश का उपयोग करके अपनी स्थिति की रिपोर्ट करते हैं।

टीडीएम-पीओएन
APON / BPON, EPON और GPON को व्यापक रूप से तैनात किया गया है। नवंबर 2014 में, ईपीओएन के पास लगभग 40 मिलियन तैनात बंदरगाह थे और तैनाती में पहले स्थान पर थे। 2015 तक, GPON का बाजार हिस्सा छोटा था, लेकिन 2020 तक 10.5 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है। TDM-PON के लिए, ऑप्टिकल वितरण नेटवर्क में एक निष्क्रिय ऑप्टिकल स्प्लिटर का उपयोग किया जाता है। अपस्ट्रीम दिशा में, प्रत्येक ओएनयू (ऑप्टिकल नेटवर्क यूनिट) या ओएनटी (ऑप्टिकल नेटवर्क टर्मिनल) फट एक नियत समय-स्लॉट (टाइम डोमेन में मल्टीप्लेक्स) के लिए प्रसारित होता है। इस तरह, ओएलटी किसी भी समय केवल एक ओएनयू या ओएनटी से संकेत प्राप्त कर रहा है। डाउनस्ट्रीम दिशा में, ओएलटी (आमतौर पर) लगातार ट्रांसमिट करता है (या ट्रांसमिट फट सकता है)। ONUs या ONTs सिग्नल में एम्बेड किए गए एड्रेस लेबल के माध्यम से अपना डेटा देखते हैं।

ईपीओएन (डीपीओई) का DOCSIS प्रावधान
डाटा ओवर केबल सर्विस इंटरफेस स्पेसिफिकेशंस (DOCSIS) ईथरनेट पैसिव ऑप्टिकल नेटवर्क, या DPoE का प्रावधान, केबल टेलीविजन प्रयोगशाला विनिर्देशों का एक सेट है जो मौजूदा ईथरनेट PON (EPON, GEPON या 10G-EPON) मीडिया अभिगम नियंत्रण  पर DOCSIS सर्विस लेयर इंटरफेस को लागू करता है। (मैक) और  एक प्रकार की प्रोग्रामिंग की पर्त  (पीएचवाई) मानक। संक्षेप में यह मौजूदा ईपीओएन उपकरण पर DOCSIS ऑपरेशंस एडमिनिस्ट्रेशन मेंटेनेंस एंड प्रोविजनिंग (OAMP) कार्यक्षमता को लागू करता है। यह EPON OLT को DOCSIS  केबल मोडेम टर्मिनेशन सिस्टम  (CMTS) प्लेटफॉर्म की तरह दिखता है और काम करता है (जिसे DPoE शब्दावली में DPoE सिस्टम कहा जाता है)। सीएमटीएस के समान आईपी सेवा क्षमताओं की पेशकश के अलावा, डीपीओई व्यावसायिक ग्राहकों के लिए ईथरनेट सेवाओं के वितरण के लिए मेट्रो ईथरनेट फोरम (एमईएफ) 9 और 14 सेवाओं का समर्थन करता है।

ग्लास पर रेडियो फ्रीक्वेंसी
ग्लास (RFoG) पर रेडियो फ्रीक्वेंसी एक प्रकार का निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क है जो RF सिग्नलों को ट्रांसपोर्ट करता है जो पहले PON के ऊपर कॉपर (मुख्य रूप से एक संकर फाइबर-समाक्षीय  केबल) पर ले जाया जाता था। आगे की दिशा में RFoG या तो एक स्टैंड-अलोन P2MP सिस्टम है या GEPON/EPON जैसे मौजूदा PON के लिए एक ऑप्टिकल ओवरले है। RFoG के लिए ओवरले वेवलेंथ-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (WDM) पर आधारित है-ग्लास के एक स्ट्रैंड पर वेवलेंथ का पैसिव कॉम्बिनेशन। पीओएन रिटर्न वेवलेंथ से अलग वेवलेंथ पर अपस्ट्रीम या रिटर्न आरएफ को ट्रांसपोर्ट करके रिवर्स आरएफ सपोर्ट प्रदान किया जाता है। सोसाइटी ऑफ केबल एंड टेलीकम्युनिकेशंस इंजीनियर्स (एससीटीई) इंटरफेस प्रैक्टिस उपसमिति (आईपीएस) कार्य समूह 5, वर्तमान में ग्लास पर आईपीएस 910 आरएफ पर काम कर रहा है। RFoG मौजूदा RF मॉडुलन तकनीक के साथ पश्चगामी संगतता प्रदान करता है, लेकिन RF आधारित सेवाओं के लिए कोई अतिरिक्त बैंडविड्थ प्रदान नहीं करता है। हालांकि अभी तक पूरा नहीं हुआ है, आरएफओजी मानक वास्तव में मानकीकृत विकल्पों का संग्रह है जो एक दूसरे के साथ संगत नहीं हैं (उन्हें एक ही पीओएन पर मिश्रित नहीं किया जा सकता है)। कुछ मानक अन्य पीओएन के साथ इंटरऑपरेट कर सकते हैं, अन्य नहीं। यह उन स्थानों में जहां केवल फाइबर उपलब्ध है या जहां तांबे की अनुमति नहीं है या व्यवहार्य है, आरएफ प्रौद्योगिकियों का समर्थन करने का एक साधन प्रदान करता है। यह तकनीक केबल टीवी ऑपरेटरों और उनके मौजूदा एचएफसी नेटवर्क पर लक्षित है।

डब्ल्यूडीएम-पीओएन
वेवलेंथ-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग PON, या WDM-PON, एक गैर-मानक प्रकार का निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्किंग है, जिसे कुछ कंपनियों द्वारा विकसित किया जा रहा है।

WDM-PON के कई तरंग दैर्ध्य का उपयोग ऑप्टिकल नेटवर्क यूनिट्स (ONUs) को एक ही भौतिक अवसंरचना पर सह-अस्तित्व वाले कई वर्चुअल PONs में अलग करने के लिए किया जा सकता है। वैकल्पिक रूप से तरंग दैर्ध्य का उपयोग सामूहिक रूप से सांख्यिकीय बहुसंकेतन के माध्यम से किया जा सकता है ताकि ओएनयू द्वारा अनुभवी तरंग दैर्ध्य उपयोग और कम देरी का अनुभव किया जा सके।

WDM-PON के लिए कोई सामान्य मानक नहीं है और न ही शब्द की परिभाषा पर सर्वसम्मति से सहमति है। कुछ परिभाषाओं के अनुसार WDM-PON प्रत्येक ONU के लिए एक समर्पित तरंग दैर्ध्य है। अन्य अधिक उदार परिभाषाओं का सुझाव है कि PON पर किसी एक दिशा में एक से अधिक तरंग दैर्ध्य का उपयोग WDM-PON है। WDM-PON विक्रेताओं की एक निष्पक्ष सूची की ओर इशारा करना मुश्किल है, जब ऐसी कोई सर्वसम्मत परिभाषा नहीं है। PON पारंपरिक कॉपर आधारित एक्सेस नेटवर्क की तुलना में उच्च बैंडविड्थ प्रदान करते हैं। WDM-PON में बेहतर गोपनीयता है और प्रत्येक ONU के कारण बेहतर मापनीयता केवल अपनी तरंग दैर्ध्य प्राप्त करती है।

लाभ: MAC परत सरलीकृत है क्योंकि OLT और ONUs के बीच P2P कनेक्शन वेवलेंथ डोमेन में महसूस किए जाते हैं, इसलिए किसी P2MP मीडिया एक्सेस कंट्रोल की आवश्यकता नहीं है। WDM-PON में प्रत्येक तरंग दैर्ध्य एक अलग गति और प्रोटोकॉल पर चल सकता है, इसलिए एक आसान पे-एज़-यू-ग्रो अपग्रेड है।

चुनौतियाँ: प्रारंभिक सेट-अप की उच्च लागत, WDM घटकों की लागत। तापमान नियंत्रण एक और चुनौती है क्योंकि तरंग दैर्ध्य पर्यावरणीय तापमान के साथ कैसे बहते हैं।

TWDM-PON
टाइम- और वेवलेंथ-डिवीजन मल्टीप्लेक्स्ड पैसिव ऑप्टिकल नेटवर्क (TWDM-PON) अप्रैल 2012 में फुल सर्विस एक्सेस नेटवर्क (FSAN) द्वारा अगली पीढ़ी के पैसिव ऑप्टिकल नेटवर्क स्टेज 2 ( NG-PON2 ) के लिए एक प्राथमिक समाधान है। TWDM-PON वाणिज्यिक रूप से तैनात गिगाबिट पीओएन (जी-पीओएन) और 10 गीगाबिट पीओएन (एक्सजी-पीओएन) सिस्टम के साथ सह-अस्तित्व।

लंबी पहुंच वाले ऑप्टिकल एक्सेस नेटवर्क
लॉन्ग-रीच ऑप्टिकल एक्सेस नेटवर्क (एलआरओएएन) की अवधारणा स्थानीय एक्सचेंज में होने वाले ऑप्टिकल/इलेक्ट्रिकल/ऑप्टिकल रूपांतरण को एक निरंतर ऑप्टिकल पथ के साथ बदलना है जो ग्राहक से नेटवर्क के मूल तक फैली हुई है। बीटी में डेवी और पायने के काम से पता चला कि स्थानीय एक्सचेंज या वायर सेंटर में आवश्यक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण और रियल एस्टेट को कम करके महत्वपूर्ण लागत बचत की जा सकती है। प्रूफ ऑफ़ कॉन्सेप्ट डिमॉन्स्ट्रेटर ने दिखाया कि 100 किमी की पहुंच के साथ 1024 उपयोगकर्ताओं को 10Gbit/s पर सेवा देना संभव था। इस तकनीक को कभी-कभी लॉन्ग-रीच पीओएन कहा जाता है, हालांकि, कई तर्क देते हैं कि पीओएन शब्द अब लागू नहीं होता है, ज्यादातर मामलों में, केवल वितरण निष्क्रिय रहता है।

प्रौद्योगिकियों को सक्षम करना
पीओएन की टोपोलॉजी के कारण, डाउनस्ट्रीम (यानी ओएलटी से ओएनयू तक) और अपस्ट्रीम (यानी ओएनयू से ओएलटी तक) के ट्रांसमिशन मोड अलग-अलग हैं। डाउनस्ट्रीम ट्रांसमिशन के लिए, ओएलटी निरंतर मोड (सीएम) में सभी ओएनयू को ऑप्टिकल सिग्नल प्रसारित करता है, यानी डाउनस्ट्रीम चैनल में हमेशा ऑप्टिकल डेटा सिग्नल होता है। हालाँकि, अपस्ट्रीम चैनल में, ONUs CM में ऑप्टिकल डेटा सिग्नल प्रसारित नहीं कर सकते हैं। सीएम के उपयोग के परिणामस्वरूप ओएनयू से प्रेषित सभी सिग्नल पावर स्प्लिटर (पावर कपलर के रूप में कार्यरत) और ओवरलैपिंग द्वारा एक फाइबर में परिवर्तित (क्षीणन के साथ) हो जाएंगे। इस समस्या को हल करने के लिए, अपस्ट्रीम चैनल के लिए बर्स्ट मोड (BM) ट्रांसमिशन अपनाया जाता है। दिया गया ONU केवल ऑप्टिकल पैकेट को प्रसारित करता है जब इसे एक समय स्लॉट आवंटित किया जाता है और इसे प्रसारित करने की आवश्यकता होती है, और सभी ONU समय-विभाजन मल्टीप्लेक्सिंग (TDM) मोड में अपस्ट्रीम चैनल साझा करते हैं।

OLT द्वारा प्राप्त BM ऑप्टिकल पैकेट के चरण पैकेट से पैकेट में भिन्न होते हैं, क्योंकि ONU एक ही चरण में ऑप्टिकल पैकेट संचारित करने के लिए सिंक्रनाइज़ नहीं होते हैं, और OLT और दिए गए ONU के बीच की दूरी यादृच्छिक होती है। चूंकि ओएलटी और ओएनयू के बीच की दूरी एक समान नहीं है, ओएलटी द्वारा प्राप्त ऑप्टिकल पैकेट में अलग-अलग आयाम हो सकते हैं। थोड़े समय में चरण भिन्नता और आयाम भिन्नता की भरपाई करने के लिए (उदाहरण के लिए GPON के लिए 40 ns के भीतर ), बर्स्ट मोड क्लॉक और डेटा रिकवरी  (BM-CDR) और बर्स्ट मोड एम्पलीफायर (उदाहरण के लिए बर्स्ट मोड TIA) को क्रमशः नियोजित करने की आवश्यकता है।

इसके अलावा, BM ट्रांसमिशन मोड में ट्रांसमीटर को बर्स्ट मोड में काम करने की आवश्यकता होती है। ऐसा बर्स्ट मोड ट्रांसमीटर कम समय में चालू और बंद करने में सक्षम है। PON में उपरोक्त तीन प्रकार के सर्किट पॉइंट-टू-पॉइंट निरंतर संचरण मोड  ऑप्टिकल कम्युनिकेशन लिंक में अपने समकक्षों से काफी अलग हैं।

परिसर में फाइबर
निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क सिग्नल को विभाजित करने के लिए विद्युत चालित घटकों का उपयोग नहीं करते हैं। इसके बजाय, किरण विभाजक ्स का उपयोग करके सिग्नल वितरित किया जाता है। निर्माता के आधार पर प्रत्येक स्प्लिटर आमतौर पर एक फाइबर से 16, 32, या 256 फाइबर तक सिग्नल को विभाजित करता है, और कई स्प्लिटर्स को एक कैबिनेट में एकत्रित किया जा सकता है। एक बीम फाड़नेवाला कोई स्विचिंग या बफरिंग क्षमता प्रदान नहीं कर सकता है और किसी भी बिजली की आपूर्ति का उपयोग नहीं करता है; परिणामी कनेक्शन को दूरसंचार लिंक#पॉइंट-टू-मल्टीपॉइंट|पॉइंट-टू-मल्टीपॉइंट लिंक कहा जाता है। ऐसे कनेक्शन के लिए, ग्राहक की ओर से ऑप्टिकल नेटवर्क टर्मिनलों को कुछ विशेष कार्य करने चाहिए जिनकी अन्यथा आवश्यकता नहीं होगी। उदाहरण के लिए, स्विचिंग की अनुपस्थिति के कारण, केंद्रीय कार्यालय छोड़ने वाले प्रत्येक सिग्नल को उस स्प्लिटर द्वारा सेवा प्रदान करने वाले सभी उपयोगकर्ताओं के लिए प्रसारण (कंप्यूटिंग) होना चाहिए (जिनके लिए सिग्नल का इरादा नहीं है)। इसलिए यह ऑप्टिकल नेटवर्क टर्मिनल पर निर्भर है कि वह अन्य ग्राहकों के लिए किसी भी सिग्नल को फ़िल्टर करे।

इसके अलावा, चूंकि स्प्लिटर्स में कोई बफरिंग नहीं होती है, ग्राहकों द्वारा भेजे गए संकेतों को एक दूसरे से टकराने से रोकने के लिए प्रत्येक व्यक्तिगत ऑप्टिकल नेटवर्क टर्मिनल को मल्टीप्लेक्सिंग योजना में समन्वित किया जाना चाहिए। इसे प्राप्त करने के लिए दो प्रकार के बहुसंकेतन  संभव हैं: तरंग दैर्ध्य-विभाजन बहुसंकेतन और समय-विभाजन बहुसंकेतन। वेवलेंथ-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग के साथ, प्रत्येक ग्राहक एक अद्वितीय तरंग दैर्ध्य का उपयोग करके अपने सिग्नल प्रसारित करता है। टाइम-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (टीडीएम) के साथ, ग्राहक बारी-बारी से सूचना प्रसारित करते हैं। टीडीएम उपकरण बाजार में सबसे लंबे समय से है। क्योंकि WDM-PON उपकरण की कोई एक परिभाषा नहीं है, विभिन्न विक्रेता 'पहला' WDM-PON उपकरण जारी करने का दावा करते हैं, लेकिन इस बात पर कोई सहमति नहीं है कि कौन सा उत्पाद बाज़ार में 'पहला' WDM-PON उत्पाद था।

निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क के सक्रिय नेटवर्क पर फायदे और नुकसान दोनों हैं। वे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को बाहर संचालित करने में शामिल जटिलताओं से बचते हैं। वे एनालॉग संकेत  प्रसारण की भी अनुमति देते हैं, जो  एनालॉग टेलीविजन  की डिलीवरी को आसान बना सकता है। हालाँकि, क्योंकि प्रत्येक सिग्नल को स्प्लिटर (सिर्फ एक स्विचिंग डिवाइस के बजाय) द्वारा सर्व किए गए सभी लोगों के लिए धकेल दिया जाना चाहिए, केंद्रीय कार्यालय को ऑप्टिकल लाइन टर्मिनल (OLT) नामक ट्रांसमिटिंग उपकरण के विशेष रूप से शक्तिशाली टुकड़े से सुसज्जित होना चाहिए। इसके अलावा, क्योंकि प्रत्येक ग्राहक के ऑप्टिकल नेटवर्क टर्मिनल को केंद्रीय कार्यालय (सिर्फ निकटतम स्विचिंग डिवाइस के बजाय) तक सभी तरह से संचारित होना चाहिए, केंद्रीय कार्यालय से दूरी हासिल करने के लिए पहुंच विस्तारकों की आवश्यकता होगी जो बाहरी संयंत्र आधारित सक्रिय ऑप्टिकल के साथ संभव है। नेटवर्क।

ऑप्टिकल डिस्ट्रीब्यूशन नेटवर्क को पॉइंट-टू-पॉइंट (नेटवर्क टोपोलॉजी) | पॉइंट-टू-पॉइंट होमरन टोपोलॉजी में भी डिज़ाइन किया जा सकता है, जहाँ स्प्लिटर और/या सक्रिय नेटवर्किंग सभी केंद्रीय कार्यालय में स्थित होते हैं, जिससे उपयोगकर्ताओं को किसी भी नेटवर्क में पैच किया जा सकता है। ऑप्टिकल वितरण फ्रेम  से आवश्यक।

निष्क्रिय ऑप्टिकल घटक
आधुनिक निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क के पीछे ड्राइवर उच्च विश्वसनीयता, कम लागत और निष्क्रिय कार्यक्षमता हैं।

सिंगल-मोड, निष्क्रिय ऑप्टिकल घटकों में वेवलेंथ-डिवीजन मल्टीप्लेक्सर/डेमुल्टिप्लेक्सर्स (डब्ल्यूडीएम), आइसोलेटर्स, सर्क्युलेटर्स और फिल्टर जैसे ब्रांचिंग डिवाइस शामिल हैं। इन घटकों का उपयोग इंटरऑफिस, लूप फीडर, लूप में फाइबर  (FITL), हाइब्रिड फाइबर-कोएक्सियल|हाइब्रिड फाइबर-कोएक्सियल केबल (HFC),  तुल्यकालिक ऑप्टिकल नेटवर्किंग  (SONET), और सिंक्रोनस डिजिटल पदानुक्रम (SDH) सिस्टम में किया जाता है; और अन्य दूरसंचार नेटवर्क ऑप्टिकल संचार प्रणालियों को नियोजित करते हैं जो ऑप्टिकल फाइबर एम्पलीफायरों (ओएफए) और वेवलेंथ-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग # डेंस डब्ल्यूडीएम | डेंस वेवलेंथ-डिवीजन मल्टीप्लेक्सर (डीडब्ल्यूडीएम) सिस्टम का उपयोग करते हैं। इन घटकों के लिए प्रस्तावित आवश्यकताओं को 2010 में  Telcordia Technologies  द्वारा प्रकाशित किया गया था। निष्क्रिय ऑप्टिकल घटकों के अनुप्रयोगों की व्यापक विविधता में मल्टीचैनल ट्रांसमिशन, वितरण, निगरानी के लिए ऑप्टिकल टैप, फाइबर एम्पलीफायरों के लिए पंप कंबाइनर्स, बिट-रेट लिमिटर्स, ऑप्टिकल कनेक्ट, मार्ग विविधता, ध्रुवीकरण विविधता, इंटरफेरोमीटर और सुसंगत संचार शामिल हैं।

WDM ऑप्टिकल घटक होते हैं जिनमें ऑप्टिकल सिग्नल की तरंग दैर्ध्य संरचना के आधार पर शक्ति विभाजित या संयुक्त होती है। वेवलेंथ-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग#Dense WDM|डेंस वेवलेंथ-डिवीजन मल्टीप्लेक्सर्स (DWDMs) ऑप्टिकल घटक हैं जो कम से कम चार तरंग दैर्ध्य पर शक्ति को विभाजित करते हैं। वेवलेंथ असंवेदनशील कप्लर्स निष्क्रिय ऑप्टिकल घटक होते हैं जिनमें ऑप्टिकल सिग्नल की तरंग दैर्ध्य संरचना से स्वतंत्र रूप से बिजली विभाजित या संयुक्त होती है। एक दिया गया घटक ऑप्टिकल संकेतों को एक साथ जोड़ और विभाजित कर सकता है, जैसा कि एक एकल फाइबर पर द्विदिश (द्वैध) संचरण में होता है। निष्क्रिय ऑप्टिकल घटक डेटा प्रारूप पारदर्शी होते हैं, संकेतों की सूचना सामग्री की परवाह किए बिना कुछ पूर्व निर्धारित अनुपात (युग्मन अनुपात) में ऑप्टिकल शक्ति का संयोजन और विभाजन करते हैं। WDMs को वेवलेंथ स्प्लिटर्स और कॉम्बिनर्स के रूप में माना जा सकता है। तरंग दैर्ध्य असंवेदनशील कप्लर्स को पावर स्प्लिटर्स और कॉम्बिनर्स के रूप में सोचा जा सकता है।

एक ऑप्टिकल आइसोलेटर एक दो-पोर्ट निष्क्रिय घटक है जो प्रकाश को एक दिशा में कम क्षीणन के साथ पारित करने की अनुमति देता है, जबकि विपरीत दिशा में प्रकाश प्रसार को अलग करता है (उच्च क्षीणन प्रदान करता है)। आइसोलेटर्स का उपयोग लेजर डायोड मॉड्यूल और ऑप्टिकल एम्पलीफायरों में अभिन्न और इन-लाइन घटकों के रूप में किया जाता है, और उच्च-बिटरेट और एनालॉग ट्रांसमिशन सिस्टम में बहु-पथ प्रतिबिंब के कारण होने वाले शोर को कम करने के लिए किया जाता है।

एक ऑप्टिकल परिसंचारी एक ऑप्टिकल आइसोलेटर के समान तरीके से संचालित होता है, सिवाय इसके कि रिवर्स प्रोपेगेटिंग लाइटवेट को आउटपुट के लिए तीसरे पोर्ट पर निर्देशित किया जाता है, खो जाने के बजाय। एक ऑप्टिकल परिसंचारी का उपयोग द्विदिश संचरण के लिए किया जा सकता है, एक प्रकार के ब्रांचिंग घटक के रूप में जो प्रकाश तरंग प्रसार की दिशा के आधार पर तंतुओं के बीच ऑप्टिकल शक्ति को वितरित (और अलग) करता है।

एक फाइबर ऑप्टिक फिल्टर दो या दो से अधिक बंदरगाहों वाला एक घटक है जो तरंग दैर्ध्य संवेदनशील हानि, अलगाव और / या वापसी हानि प्रदान करता है। फाइबर ऑप्टिक फिल्टर इन-लाइन, वेवलेंथ सेलेक्टिव, घटक हैं जो फिल्टर प्रकारों के वर्गीकरण के लिए कम क्षीणन के साथ तरंग दैर्ध्य की एक विशिष्ट श्रेणी को पारित करने (या प्रतिबिंबित) करने की अनुमति देते हैं।

यह भी देखें

 * 10G-पीओएन
 * बैंडविड्थ गारंटी मतदान
 * ब्रॉडबैंड इंटरनेट एक्सेस
 * एक्स को फाइबर
 * G.984, (गीगाबिट-सक्षम निष्क्रिय ऑप्टिकल नेटवर्क)
 * अनुकूली चक्र समय के साथ इंटरलीव्ड पोलिंग
 * अगली पीढ़ी की पहुंच
 * एनजी-PON2

आगे की पढाई

 * GPON vs GEPON Comprehensive Comparison
 * Lam, Cedric F., (2007) "Passive Optical Networks: Principles and Practice.'' San Diego, California.: Elsevier.
 * Kramer, Glen, Ethernet Passive Optical Networks, McGraw-Hill Communications Engineering, 2005.
 * Monnard, R., Zirngibl, M.m Doerr, C.R., Joyner, C.H. & Stulz, L.W. (1997).Demonstration of a 12 155 Mb/s WDM PON Under Outside Plant Temperature Conditions. IEEE Photonics Technology Letters. 9(12), 1655-1657.
 * Blake, Victor R. Chasing Verizon FiOS, Communications Technology, August 2008
 * McGarry, M., Reisslein, M., Maier M. (2006). WDM Ethernet Passive Optical Networks. IEEE Optical Communications. (February 2006), S18-S25.



बाहरी कड़ियाँ

 * How Fiber-to-the-home Broadband Works, including an explanation of Active Optical Networks (AON), at Howstuffworks.com.
 * How Fiber-to-the-home Broadband Works, including an explanation of Active Optical Networks (AON), at Howstuffworks.com.