غیر فعال آپٹیکل نیٹ ورک (PON): فن تعمیر، تقسیم کا تناسب، اور GPON-سے-XGS-PON اپ گریڈ پاتھ

ایک غیر فعال آپٹیکل نیٹ ورک (PON) ہیڈ اینڈ پر ایک آپٹیکل لائن ٹرمینل (OLT) کو غیر پاورڈ سپلٹرز اور مشترکہ فائبر کے ذریعے درجنوں سبسکرائبرز سے جوڑتا ہے۔ OLT اور ONT کے درمیان ہر ایک جگہ پر کوئی فیلڈ الیکٹرانکس نہیں بیٹھتا ہے - صرف گلاس، کنیکٹر، سپلائیز، اور غیر فعال سپلٹرز۔ اس واحد ڈیزائن کے فیصلے سے ٹرک رولز میں کمی آتی ہے، کیبنٹ پاور فیڈز کو ختم کیا جاتا ہے، اور آپریٹرز کو ایک ایسا پلانٹ ملتا ہے جو رسائی ٹیکنالوجی کی متعدد نسلوں کو ختم کرتا ہے۔ GPON 2.488 Gbps نیچے اور 1.244 Gbps اوپر کو ہینڈل کرتا ہے۔ جب آپٹیکل بجٹ اس کی اجازت دیتا ہے تو XGS-PON اسی بیرونی پلانٹ پر ہم آہنگی 9.953 Gbps کو آگے بڑھاتا ہے۔

 

PON ڈیفالٹ FTTH فن تعمیر کیوں بن گیا۔

واپس-2000 کی دہائی کے وسط میں، گھر میں فائبر کی جانچ کرنے والے آپریٹرز کو ایک سیدھی سی دشواری کا سامنا کرنا پڑا: ہر سبسکرائبر کے لیے وقف شدہ فائبر چلانا مہنگا تھا، اور اسٹریٹ کیبنٹ میں فعال سوئچ بھرنے سے ناکامی کے پوائنٹس اور بجلی کے بلوں میں اضافہ ہوا۔ PON نے دونوں مسائل کو ایک ساتھ حل کیا۔ ایک فیڈر فائبر مرکزی دفتر سے نکلتا ہے، بندش یا پیڈسٹل میں ایک غیر فعال سپلٹر سے ٹکراتا ہے، اور پنکھے 32 یا 64 قطروں تک پہنچ جاتے ہیں - کوئی بیٹریاں نہیں، کوئی پنکھا نہیں، فیلڈ الیکٹرانکس کا کوئی ریموٹ مینجمنٹ نہیں۔

وہ ماڈل پائیدار ثابت ہوا۔ فائبر براڈ بینڈ ایسوسی ایشن کی تعیناتی کے اعداد و شمار کے مطابق، شمالی امریکہ میں دسیوں ملین FTTH سبسکرائبرز اب PON کی کسی نہ کسی شکل کے پیچھے بیٹھے ہیں۔ اپارٹمنٹ MDU رائزرز، بزنس پارکس، مہمان نوازی کی خصوصیات، یونیورسٹی کیمپس، اور سمارٹ-بلڈنگ پروجیکٹس سبھی ایک ہی غیر فعال-تقسیم فن تعمیر کی مختلف حالتوں کو چلاتے ہیں۔ آج جو سوال زیادہ تر نیٹ ورک پلانرز پوچھتے ہیں وہ یہ نہیں ہے کہ آیا PON کام کرتا ہے - یہ وہ ہے کہ PON جنریشن ٹریفک مکس میں فٹ بیٹھتی ہے اور موجودہ آپٹیکل ڈسٹری بیوشن نیٹ ورک (ODN) کس حد تک پھیل سکتا ہے۔

 

 

کس طرح ڈاؤن اسٹریم اور اپ اسٹریم ٹریفک مشترکہ فائبر پر حرکت کرتی ہے۔

ڈاؤن اسٹریم، OLT برانچ پر ہر ONT کی طرف براڈکاسٹ کرتا ہے۔ ہر ONT GEM پورٹ یا XGEM ہیڈر پڑھتا ہے، اپنے فریموں کو قبول کرتا ہے، اور باقی کو ضائع کر دیتا ہے۔ AES-128 انکرپشن سبسکرائبر ٹریفک کو نجی رکھتا ہے حالانکہ آپٹیکل سگنل جسمانی طور پر درخت پر موجود ہر ڈیوائس تک پہنچتا ہے۔

اپ اسٹریم مشکل ہے۔ ایک سے زیادہ ONTs OLT میں ایک فائبر راستہ کا اشتراک کرتے ہیں، لہذا وہ سب ایک ساتھ منتقل نہیں ہو سکتے۔ OLT ایک ڈائنامک بینڈوڈتھ ایلوکیشن (DBA) انجن چلاتا ہے جو ٹائم سلاٹس - کو لازمی طور پر ہر ONT کو بتاتا ہے کہ اس کے لیزر کو کب اور کب تک فائر کرنا ہے۔ رینجنگ فاصلے کے فرق کی تلافی کرتی ہے لہذا برسٹ بغیر اوورلیپ کے پہنچ جاتے ہیں۔ شیڈولنگ کا نظم و ضبط وہی ہے جو تصادم میں تبدیل ہونے کے بجائے مشترکہ اپ اسٹریم فائبر کو پیمانے پر کام کرتا ہے۔

مخلوط استعمال کی عمارتوں کے لیے PON برانچوں کو کمیشن کرنے کے ہمارے تجربے میں، اپ اسٹریم شیڈول وہ جگہ ہے جہاں پہلے مسائل سامنے آتے ہیں۔ ایک برانچ جس میں ہلکی رہائشی براؤزنگ ہوتی ہے وہ کچھ بھی نہیں کرتی ہے جیسا کہ ایک ہینڈلنگ کلاؤڈ بیک اپ برسٹ، آئی پی سرویلنس کیمروں، اور ایک ساتھ کام کرنے والا کرایہ دار ایک ساتھ ویڈیو کالز چلا رہا ہے۔ DBA پیرامیٹرز اور ٹریفک کنٹریکٹس حاصل کرنا زیادہ تر قیاس شیٹس کی تجویز سے زیادہ اہمیت رکھتا ہے۔

 

 

ایک نظر میں بنیادی PON اجزاء

ہر PON کی تعیناتی چار بلڈنگ بلاکس پر انحصار کرتی ہے۔ OLT ہیڈ اینڈ پر بیٹھتا ہے - یہ ONTs کی توثیق کرتا ہے، بینڈوتھ گرانٹس کا انتظام کرتا ہے، QoS پالیسیاں لاگو کرتا ہے، اور ٹریفک کو کور کی طرف جمع کرتا ہے۔ ODN خود ایک غیر فعال پلانٹ ہے: OLT سے فیڈر فائبر، سپلٹر کے بعد ڈسٹری بیوشن فائبر، اور کیبلز کو ہر ایک احاطے میں چھوڑنا۔ سپلٹرز آپٹیکل پاور کو تقسیم کرتے ہیں - ایک 1:32 سپلٹر تقریباً 17 dB کا نقصان پیش کرتا ہے، جبکہ 1:64 سپلٹر تقریباً 20 dB کا اضافہ کرتا ہے۔ ONT (یا MDU منظرناموں میں ONU) آپٹیکل راستے کو ختم کرتا ہے اور سبسکرائبر کو ایتھرنیٹ، POTS، یا RF ویڈیو فراہم کرتا ہے۔ ہر جزو طویل مدتی لاگت کو شکل دیتا ہے، لیکن ODN غالب ہے کیونکہ دفن شدہ یا فضائی فائبر کو تبدیل کرنا لائن کارڈ کو تبدیل کرنے سے کہیں زیادہ رکاوٹ ہے۔

قارئین ایک وسیع تر تصویر بنا رہے ہیں جہاں ODN مختلف فائبر ٹوپولاجیز کے اندر فٹ بیٹھتا ہےFTTx تعیناتی ماڈلاور PON-مخصوص ڈیزائن پرت کے لیے یہاں واپس چکر لگائیں۔

 

GPON بمقابلہ XGS-PON: صحیح نسل کا انتخاب

GPON اور XGS{{0}PON مختلف ٹریفک حقائق کو نشانہ بناتے ہیں۔ نیچے دی گئی جدول انتخاب کے فیصلوں کو آگے بڑھانے والے کلیدی فرقوں کی گرفت کرتی ہے۔

	GPON (G.984.x)	XGS-PON (G.9807.1)
نیچے کی طرف / اوپر کی طرف	2.488 Gbps / 1.244 Gbps	9.953 Gbps / 9.953 Gbps (سمیٹرک)
بہاو ​​طول موج	1490 این ایم	1577 nm
اپ اسٹریم طول موج	1310 این ایم	1270 این ایم
عام آپٹکس کلاس	کلاس B+ (28 ڈی بی بجٹ)	N1/N2 (29–31 dB بجٹ)
بہترین فٹ	رہائشی براڈ بینڈ، سٹریمنگ-سبسکرائبر اڈے معتدل اپ لوڈ ڈیمانڈ کے ساتھ	ہم آہنگ گیگابٹ درجے، کاروباری SLAs، موبائل بیک ہال، اپ لوڈ-بھاری مخلوط استعمال
وینڈر ماحولیاتی نظام	بہت بالغ؛ OLT اور ONT وینڈرز میں وسیع انٹراپ	تیزی سے پختگی؛ 2022 کے بعد سے ONT کی قیمتوں میں نمایاں کمی آئی ہے، جس کی وجہ اعلی پیداواری حجم اور متعدد ONU چپ سیٹ فراہم کنندگان مارکیٹ میں داخل ہو رہے ہیں (ڈیل اورو گروپ / فیرس نیٹ ورک، اکتوبر 2022; Zhone/Fiber Connect 2023)
بقائے باہمی	ویو لینتھ ملٹی پلیکسر کے ذریعے XGS-PON کے ساتھ ODN کا اشتراک کر سکتا ہے۔	طول موج ملٹی پلیکسر کے ذریعے GPON کے ساتھ ODN کا اشتراک کر سکتا ہے۔

EPON کہاں فٹ ہے؟ EPON (IEEE 802.3ah) ایتھرنیٹ-مقامی فریمنگ - پر پہلے سے معیاری شدہ مارکیٹوں میں مضبوط رہتا ہے خاص طور پر مشرقی ایشیا میں اور کیبل-آپریٹر ماحول IEEE معیارات کے ساتھ منسلک ہے۔ XG-PON (G.987.x) نے 9.953 Gbps نیچے لیکن صرف 2.488 Gbps کے ساتھ ایک قدمی پتھر کے طور پر کام کیا، اور بڑی حد تک نئی تعیناتیوں میں XGS-PON کی جگہ لے رہا ہے۔

عملی فائدہ: اگر آپ کا سبسکرائبر بیس اب بھی معمولی اپ لوڈ کے ساتھ اسٹریمنگ کی کھپت کی طرف متوجہ ہے، تو GPON سالوں تک اچھی طرح سے کام کر سکتا ہے۔ اگر آپ کاروباری کرایہ داروں کو آن بورڈ کر رہے ہیں، سمیٹرک گیگابٹ ٹائرز بیچ رہے ہیں، یا اسی ODN پر موبائل بیک ہال کی منصوبہ بندی کر رہے ہیں، تو XGS-PON ہدف ہے۔

 

طول موج بقائے باہمی: حقیقی اپ گریڈ لیور

جو چیز PON ہجرت کو معاشی طور پر قابل عمل بناتی ہے وہ طول موج کی منصوبہ بندی ہے۔ GPON 1490 nm پر ڈاون اسٹریم منتقل کرتا ہے اور 1310 nm پر اپ اسٹریم وصول کرتا ہے۔ XGS-PON 1577 nm ڈاون اسٹریم اور 1270 nm اپ اسٹریم استعمال کرتا ہے۔ وہ بینڈ اوورلیپ نہیں ہوتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ ایک مناسب طریقے سے ڈیزائن کیا گیا ODN GPON اور XGS-PON ٹریفک کو بیک وقت OLT سائیڈ پر ویو لینتھ ملٹی پلیکسر (WM) کا استعمال کرتے ہوئے لے جا سکتا ہے۔

بقائے باہمی کا وہ ماڈل حقیقی رقم کے قابل ہے۔ غیر فعال پلانٹ - فیڈر روٹس، اسپلائس انکلوژرز، اسپلٹرز، اور ڈراپ کیبلز - عام طور پر کل FTTH تعمیراتی لاگت کے سب سے بڑے حصے کی نمائندگی کرتے ہیں، جو اکثر FTTH کونسل یورپ جیسے اداروں کے صنعتی اندازوں کے مطابق نصف سے زیادہ ہے۔ فی-سبسکرائبر شیڈول پر OLT بلیڈ اور ONTs کو تبدیل کرتے ہوئے اس پلانٹ کو دوبارہ استعمال کرنا ایک فورک لفٹ اپ گریڈ کو مرحلہ وار منتقلی میں بدل دیتا ہے۔

ہم نے مڈویسٹ میں آپریٹرز کو مخلوط GPON/XGS-PON برانچوں کو عبوری ادوار کے دوران 18+ مہینوں تک چلاتے ہوئے دیکھا ہے، پہلے کاروباری سبسکرائبرز کو اپ گریڈ کرتے ہوئے اور ONT لاگت میں کمی کے ساتھ رہائشی صارفین کو ہجرت کرتے ہوئے دیکھا ہے۔ نقطہ نظر کام کرتا ہے - لیکن صرف اس صورت میں جب اصل ODN صاف کنیکٹرز، دستاویزی اسپلٹر مقامات، اور اضافی WM اندراج نقصان (عام طور پر 0.5–1.0 dB) کو جذب کرنے کے لیے کافی آپٹیکل مارجن کے ساتھ بنایا گیا ہو۔

ایک گہرائی سے دیکھنے کے لیے کہ مختلف طول موج والی ونڈوز سنگل-فائبر میں کیسے برتاؤ کرتی ہیں،850 nm، 1310 nm، اور 1550 nm ٹرانسمیشن کا یہ موازنہبقائے باہمی کی منصوبہ بندی کے پیچھے نظری طبیعیات کو بھرتا ہے۔

 

تقسیم کا تناسب، آپٹیکل بجٹ، اور جہاں ڈیزائن ٹوٹتے ہیں۔

تقسیم کا تناسب وہ ہے جہاں رسائی اکنامکس اور آپٹیکل انجینئرنگ کا ٹکراؤ ہوتا ہے۔ زیادہ تقسیم فی-سبسکرائبر انفراسٹرکچر لاگت کو کم کرتی ہے - لیکن وہ زیادہ آپٹیکل بجٹ بھی استعمال کرتے ہیں اور مشترکہ-کیپیسٹی پریشر کو بڑھاتے ہیں۔ صحیح تناسب فاصلے، کنیکٹر کی گنتی، اور ٹریفک پروفائل پر منحصر ہے۔

 

تقسیم کا تناسب انتخاب گائیڈ

1:16 - کم کثافت یا زیادہ-مارجن ماحول۔اسپلٹر نقصان کا تقریباً 14 ڈی بی متعارف کراتا ہے۔ دیہی طویل-پہنچنے والی تعیناتیوں میں عام ہے جہاں فیڈر کی دوری آپٹیکل بجٹ کا زیادہ تر حصہ کھاتی ہے، یا کاروبار میں-فوکسڈ PON برانچوں میں جنہیں مستقبل کی سروس اپ گریڈ کے لیے زیادہ سے زیادہ ہیڈ روم کی ضرورت ہوتی ہے۔

1:32 - مین اسٹریم ڈیفالٹ۔اسپلٹر نقصان کا تقریباً 17 ڈی بی۔ سبسکرائبر کی کثافت کو آپٹیکل بجٹ کے مقابلے مضافاتی اور شہری FTTH تعمیرات کی اکثریت کے لیے متوازن کرتا ہے۔ GPON کلاس B+ آپٹکس کے ساتھ عام میٹرو فاصلوں پر آرام سے کام کرتا ہے (کل پاتھ 15 کلومیٹر سے کم) اور XGS-PON بقائے باہمی کے لیے جگہ چھوڑتا ہے۔

1:64 - لاگت-اعلی کثافت کی اصلاح۔تقریباً 20 ڈی بی سپلٹر نقصان۔ فی -سبسکرائبر انفراسٹرکچر کی لاگت میں کٹوتی تقریباً نصف بمقابلہ 1:32 ہے، لیکن یہ سخت کنیکٹر ڈسپلن، مختصر فاصلے، اور محتاط نقصان-بجٹ کی توثیق کا مطالبہ کرتا ہے۔ MDU رائزرز، کیمپس نیٹ ورکس، یا گھنے شہری تعمیرات کے لیے بہترین موزوں ہے جہاں فائبر رن کم ہوتے ہیں اور کنیکٹر کی تعداد کم ہوتی ہے۔

 

GPON کلاس B+ آپٹکس 28 dB نقصان کے بجٹ کو سپورٹ کرتے ہیں۔ عام فائبر کشیدگی (0.35 dB/km 1310 nm اوور پر، 15 کلومیٹر فیڈر اور ڈسٹری بیوشن) کو گھٹانے کے بعد، کنیکٹر کا نقصان (0.3–0.5 dB فی میٹڈ جوڑا شاید 4-6 کنکشنز میں)، سپلائس نقصان، اور سپلٹر داخل کرنے سے، بقیہ مارجن تیزی سے ہو سکتا ہے۔ ہم عام طور پر مشورہ دیتے ہیں کہ تمام نقصانات کے حساب سے کم از کم 3 ڈی بی آپریٹنگ مارجن رکھیں - جو بفر بڑھاپے، گندے کنیکٹرز، اور سروس کالز کو متحرک کیے بغیر مستقبل کے غیر فعال اضافے کو جذب کرتا ہے۔

 

عام ڈیزائن کی ناکامیاں جو ہمیں فیلڈ میں پیش آتی ہیں وہ چند بار بار چلنے والے نمونوں میں آتی ہیں: تقسیم کے تناسب کو 1:64 تک دھکیل دیا جاتا ہے ان علاقوں میں جہاں کنیکٹر کا معیار اور اسپلائس شمار بجٹ کو سپورٹ نہیں کر سکتے۔ ایسی جگہوں پر رکھے گئے سپلٹرز جو غلطی کو الگ تھلگ کرنا تقریباً ناممکن بنا دیتے ہیں۔ ایسے منصوبوں کو اپ گریڈ کریں جو "XGS-PON بعد میں" کا حوالہ دیتے ہیں بغیر کسی کی تصدیق کیے کہ موجودہ نقصان کا بجٹ زیادہ-اسپیڈ آپٹکس اور بقائے باہمی کے ہارڈ ویئر کو سنبھال سکتا ہے۔ اور رہائشی سلسلہ بندی کے لیے سائز کے برانچ ڈیزائن جو بعد میں کاروباری SLAs اور اپ اسٹریم-ہیوی IoT ٹریفک سے بھرے ہوتے ہیں۔ ان میں سے ہر ایک منصوبہ بندی کے شارٹ کٹ کے طور پر شروع ہوتا ہے اور آپریشنل سر درد کے طور پر ختم ہوتا ہے۔

 

 

PON بمقابلہ ایکٹو ایتھرنیٹ: جب ہر ایک سمجھ میں آتا ہے۔

ایکٹو ایتھرنیٹ (AE) ہر سبسکرائبر کو تبدیل شدہ انفراسٹرکچر پر ایک وقف شدہ فائبر یا ایک وقف شدہ طول موج فراہم کرتا ہے۔ یہ ماڈل ایسے ماحول میں فٹ بیٹھتا ہے جو ٹریفک کی سخت تنہائی، ڈیٹرمنسٹک بینڈوڈتھ، یا ریگولیٹری علیحدگی کا مطالبہ کرتے ہیں - کے خیال میں ملٹی-کرایہ دار ڈیٹا سینٹرز، مالیاتی کیمپس، یا سخت تعمیل کی حدود کے ساتھ ہسپتال کے نیٹ ورکس۔

PON میدان کی سادگی پر جیتتا ہے۔ مڈ اسپین پاور نہیں، ہیڈ اینڈ اور احاطے کے درمیان ناکامی کے کم پوائنٹس، اور کثافت ڈراموں میں فی سبسکرائبر کم لاگت۔ اصل فیصلہ عام طور پر تین آپریشنل سوالات پر آتا ہے: انٹیلی جنس کو کہاں بیٹھنا چاہئے؟ کہاں طاقت کی ضرورت ہے؟ دیکھ بھال کا خطرہ کہاں قابل قبول ہے؟ ایک بار جب آپ ان کا جواب دیتے ہیں تو، فن تعمیر زیادہ تر خود کو چنتا ہے۔

 

 

کیوں XGS-PON کی مانگ تیز ہو رہی ہے۔

مارکیٹ کی متعدد قوتیں XGS-PON کو روڈ میپ سلائیڈ سے خریداری آرڈر تک لے جا رہی ہیں۔ گزشتہ دو سالوں میں رہائشی اپ لوڈ ٹریفک میں نمایاں اضافہ ہوا ہے - ویڈیو کانفرنسنگ، کلاؤڈ گیمنگ اپ لوڈز، اور ہوم سیکیورٹی اسٹریمز - کے ذریعے کئی درجے کے-1 آپریٹرز رپورٹنگ سال-سال سے زیادہ{10}}25–35% کی رینج میں اپ اسٹریم نمو کے ساتھ۔ چھوٹے اور درمیانے سائز کے کاروبار -بیس لائن کے طور پر ہم آہنگ گیگابٹ سروس کی تیزی سے توقع کرتے ہیں۔ میونسپلٹی اور دیہی الیکٹرک کوآپس بلڈنگ گرین فیلڈ FTTH پہلے دن سے XGS-PON کی وضاحت کر رہے ہیں تاکہ درمیانی زندگی کے اپ گریڈ سائیکل سے بچا جا سکے۔

منصوبہ سازوں سے باخبر رہنے کے لیے جہاں رسائی کی پرت 10G PON کے بعد جاتی ہے،مستقبل کے FTTx نیٹ ورک کی سمت پر یہ نظر25G PON، 50G PON، اور پوائنٹ-سے-کثیر نقطہ مربوط آپٹکس کا احاطہ کرتا ہے بغیر براہ راست پروڈکٹ کیٹلاگ میں کودے۔

 

 

اکثر پوچھے گئے سوالات