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PONの仕組み:OLT、ONU、ONTおよびODNについて

Sheldon

翻訳者 ともや
2022年5月18日 に投稿された

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光回線の利用において、通信事業者の中継局と光回線加入者の間に一連の信号処理装置が設置されます。それらの動作によって、光信号の伝送・分岐・変換・合流が実現されます。その中、OLT、光スプリッタ、ONUなどといった装置の連携によって、PONという光ネットワークが成立するわけです。

パッシブ光ネットワーク(PON)とは?

PONは「Passive Optical Network」の頭文字を取った略語で、光信号の分岐・合流を実現し、一本の光ファイバーで複数の加入者に光回線サービスを提供するという光ネットワークを意味します。ちなみに、「Passive」は電源なしで信号転換(光⇋電)可能という受動的な構造に由来するため、PONはパッシブ光ネットワークもしくは受動光ネットワークとも呼ばれます。

PONネットワークのコンポーネント

PONは上記の図表を示す通り、通信事業者の中継局にあるOLT、光信号を多重・分岐させる媒介装置である光スプリッタ、光・電信号の転換を行うONUによって構成されます。


光回線終端装置(OLT)

OLT:Optical Line Terminalの略で、通信事業者の局側に設置された終端装置として、光信号の送受信を行います。一般に、OLT機器には、ラック、CSM(制御およびスイッチモジュール)、ELM(EPONリンクモジュール、PONカード)、冗長保護-48V DC電源モジュールまたは110/220V AC電源モジュール1つとファンが搭載されています。

 これらのパーツでは、PONカードと電源は、他のモジュールが内部に組み込まれている間にホットスワップをサポートします。OLTの主な機能は、中央オフィスに位置している間に、双方向に進むODNを介して情報フロートを制御することです。ODNを介して送信するためにサポートされる最大距離は20 kmです。

OLTは光スプリッタを介して、ONUに接続します。OLTから送信された光信号は光スプリッタによって分岐され、複数の加入者(お客様の利用場所)まで届きます。その分岐された信号はまたONUによって、光信号から電気信号へと転換して実用されます。

光スプリッタ(SPL)

光スプリッタ(SPL):光信号を合分波するために設置された機器。より安価な光回線を提供することが可能です。

光ネットワークユニット(ONU)

ONU:Optical Nertwork Unitの略で、加入者側の光回線終端装置であり、光信号と電気信号間の変換を行います。これらの電気信号は個々の加入者に送られます。一般に、ONUとエンドユーザの構内との間に距離または他のアクセスネットワークが存在します。

 さらに、ONUは、顧客からのさまざまな種類のデータを送信、集約およびグルーミングし、OLTにアップストリームで送信することができます。グルーミングは、データストリームを最適化して再編成するプロセスであり、より効率的に配信されます。OLTは、顧客からのバーストで通常到着するOLTへのデータフロートのスムーズな配信を可能にする帯域幅割り当てをサポートしています。ONUは、ツイストペア銅線、同軸ケーブル、光ファイバーまたはWi-Fiなど、さまざまな方法およびケーブルタイプで接続できます。

光ネットワークターミナル(ONT)

実際、ONTは本質的にONUと同じです。ONTはITU-T用語であり、ONUはIEEE用語です。両方とも、GEPONシステムのユーザー側の機器を指します。しかし実際には、ONTとONUの位置によって若干の違いがあります。ONTは一般に顧客宅内にあります。OLTは光スプリッタを介して、ONUに接続します。OLTから送信された光信号は光スプリッタによって分岐され、複数の加入者(お客様の利用場所)まで届きます。その分岐された信号はまたONUによって、光信号から電気信号へと転換して実用されます。

スイッチにOLT機能を

OLT機能をSFPモジュールに組み込めることで、エッジスイッチとの接続によるPONネットワークの構築が可能になります。関連商品:「PON SFPモジュール」|6,077円


新たなOLT/ONU 光モジュール(商品詳細)の導入により、OLTシャーシが不要になります。必要なニーズに応じて、対応のスイッチングハブと光モジュールでネットワークを構築することが可能になるわけです。

光配信ネットワーク(ODN)

ODNは、OLTへのONUの物理的接続のための光伝送媒体を提供します。その到達範囲は20km以上です。ODN内では、光ファイバケーブル、光ファイバコネクタ、受動光スプリッタ、および補助コンポーネントが互いに協働します。ODNは、特にフィーダファイバ、光分配ポイント、分配ファイバ、光アクセスポイント、およびドロップファイバである5つのセグメントを有します。フィーダファイバは、中央局(CO)電気通信室の光分配フレーム(ODF)から始まり、長距離通信のために光分配ポイントで終端します。光分配ポイントから光アクセスポイントへの分配ファイバは、それに沿った領域のために光ファイバを分配します。ドロップファイバは光アクセスポイントを端末(ONT)に接続し、ユーザの家庭内に光ファイバをドロップします。さらに、ODNはPONデータ伝送に不可欠な非常に重要なパスであり、その品質はPONシステムのパフォーマンス、信頼性、スケーラビリティに直接影響します。

Optical Distribution Network (ODN)

様々なPON規格を紹介

開発時期とパフォーマンスによって、PONには様々な規格が存在します。ATMをベースとした最初の光ネットワーク規格であるAPON、IEEE 802.3ahに準拠するEPONとGEPON、ITU-T G.984に基づくGPON、IEEE P802.3av標準の10G-EPONなどが存在します。


パフォーマンス面の違いから見ると:

名称
パフォーマンス
GE-PON

回線速度が上下最大1GB

低価格で導入しやすい

G-PON

下りの最大速度が2GB

導入コストが高く、高い技術力も必要

XG-PON

下りの最大速度が10GB

上りの最大速度が2.5GB

XGS-PON
上下最大10GB
10G-EPON
上下最大10GBbpsの提供が可能

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