GPON FTTHアクセスネットワークを分かりやすく解説
光ファイバーケーブルを伝送路として、一般家庭に向けて光通信サービスを提供することはFTTH(Fiber To The Home)と呼ばれます。光ファイバーをサービスの加入者の自宅や使用地まで引き込み、アクセス系光通信網を構成することによって、広範囲にわたるユーザーに高品質の通信を提供できます。
G-PONの仕組み
G-PONにしろ、GE-PONにしろ、どちらもPON(Passive Optical Network:受動光ネットワーク)という光回線伝送規格の一つに当たります。基本的な仕組みは、受動素子により光信号を分岐・合流させ、一本の光ファイバー回線を複数の加入者で共有する方式です。
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。FTTHシステムを駆動するエンジンです。トラフィックスケジューリング、バッファ制御、帯域幅割り当ては、光回線終端装置の最も重要な機能です。通常、OLTは冗長DC電源を使用して動作し、着信インターネット用に少なくとも1つのラインカード、オンボード構成用に1つのシステムカード、1つ以上のGPONカードを備えています。各GPONカードは、いくつかのGPONポートで構成されています。
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。すなわち、スプリッタに入る各ファイバリンクは、スプリッタを離れる所定の数のファイバに分割されてもよいです。通常、3つ以上のレベルのファイバは、2つ以上のレベルのスプリッタに対応します。これにより、多くのユーザーが各ファイバーを共有することができます。受動型光スプリッタは、広い動作波長範囲、低い挿入損失および均一性、最小寸法、高い信頼性、およびネットワーク生存性および保護方針をサポートする特性を有します。
光ネットワーク端末(ONT・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。ONTはITU-T用語であり、ONUはIEEE用語です。 ONTは顧客の構内に配置されています。光ファイバを介してOLTに接続され、能動素子はリンク内に存在しません。GPONでは、ONT内のトランシーバは、顧客構内と中央局OLTとの間の物理的接続です。関連商品:「PON OLT/ONU 光モジュール|4000円から」
GPON FTTHアクセスネットワークの接続方式(SS/ADS/PDS方式)
光回線の引き込み方には「シングルスター」、「パッシブダブルスター」、「アクティブダブルスター」の3種類があります。
シングルスター方式(Single Star:SS)
「シングルスター方式(Single Star:SS)」とは、基地局からの光ファイバーをそのままに使用場所内に引き込み、光ファイバー1本を分岐せずに独占する方式です。
アクティブダブルスター方式(Active Double Star:ADS)
「アクティブダブルスター方式(Active Double Star:ADS)」とは、パッシブダブルスター方式とほぼ同じ構成で、光電気信号変換機能・信号の多重分離機能を備えたアクティブな装置を増設することで、メタルケーブル(銅線LANケーブル)を経由した通信を実現した方式です。
パッシブダブルスター方式(Passive Double Star:PDS)
「パッシブダブルスター方式(Passive Double Star:PDS)」とは、光信号の分波・合波を行うことで、複数のユーザーに光通信サービスを提供する方式です。
GPON FTTHネットワークにおける光パワーバジェットとコスト分析
GPON損失予算
PONは、OLTとONU、および以前に指摘されたファイバケーブルやコネクタなどの他の光伝送媒体で構成されています。リンク損失は、これらのコンポーネント(ケーブル、コネクタ、パッチコード、スプライス、カプラ、スプリッタ)によって発生する可能性があります。リンク損失は、光アクセスネットワークの設計において非常に重要です。リンクの予算は次の表のとおりです。この予算は、OLTとONUとの間のすべての光学コンポーネントを対象としています。
帯域幅 (nm) | アイテム | パスロス (dB) |
---|---|---|
1310 | 最小光損失 | 13 |
1310 | 最小光損失 | 28 |
1490 | 最小光損失 | 13 |
1490 | 最小光損失 | 28 |
GPON電力バジェット
送信機の電力および受信機の感度は、アクセスネットワークの到達範囲に影響を及ぼす2つのパラメータです。電力予算を計算する方法はなんですか?式は「P=FCA*L+SL+ペナルティ」です。Pは電力バジェットを表します。FCAはdB/m単位のファイバケーブル減衰です。Lは距離、SLはスプリッタ損失です。ペナルティはスプライスやコネクタなどの追加損失を表します。次の表は、さまざまなGPON構成に必要な電力バジェットを示しています。
ONUs | L (km ) | 波長 (nm) | FCA (dB/m) | SL (dB) | 罰則 (dB) | 必要な電力予算 (dB) |
---|---|---|---|---|---|---|
16 | 10 | 1310 | 0.4 | 14.5 | 2.5 | 21 |
16 | 20 | 1550 | 0.3 | 14.5 | 2.5 | 23 |
32 | 10 | 1310 | 0.4 | 17 | 2.5 | 23.5 |
32 | 20 | 1550 | 0.3 | 17 | 2.5 | 23.5 |
次に、ネットワークシステムの到達範囲を計算しましょう。電力バジェットが約23dBであると仮定します。1550nmの波長で動作するシングルモードファイバケーブルが使用されます。SLは14dBで、2つのメカニカルスプライス(0.5dB/スプライス)と2つのコネクター(0.5dB/コネクター)があります。したがって、ネットワークの最大到達距離は(23-14-2*0.5-2*0.5)/0.3≒23kmとして計算できます。
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