GPONベースのFTTHネットワーク
なぜGPONはFTTHネットワークで人気があるのか?
GPON(ギガビット受動光ネットワーク)は、ITU-T勧告シリーズG.984.xで定義されています。イーサネットだけでなく、ATMやTDM(PSTN、ISDN、E1、E3)のトラフィックも伝送できます。ATM PON(APON)やブロードバンドPON(BPON)に比べて帯域幅が増加します。トリプルプレイサービス、高帯域幅、長い到達距離(最大20km)をサポートするGPONは、特にFTTxネットワークにおいて多くのシナリオに適用できます。その上、GPONの顧客は一般家庭や小規模企業です。GPON技術はデータ、音声、IPビデオを配信できるため、FTTH(ファイバ・トゥ・ザ・ホーム)伝送に適しており、普及しています。FTTHアプリケーションでは、パッシブ光ネットワーク(PON)ベースのFTTHネットワークは、無電源光スプリッタを使用して1本の光ファイバで32~128の宅内にサービスを提供できるようにする、宅内へのポイント・ツー・マルチポイント・ファイバ・ネットワーク・アーキテクチャで構成されます。以下の文章では、GPON FTTHアクセス・ネットワークのコンポーネントとアーキテクチャに焦点を当てます。
GPON FTTHアクセス・ネットワークの構成要素
GPON FTTHアクセスネットワークには、光回線端末(OLT)、光スプリッタ、光ネットワーク端末(ONT)の3つの主要部品があります。
図1:GPON FTTHネットワークの構成要素
OLT(光回線端末)
OLTは、パッシブ光ネットワークのサービスプロバイダエンドポイントとして機能するデバイスです。OLTはアクティブ・イーサネット・アグリゲーション・デバイスで、通常はデータセンターまたは主装置室に設置され、FTTHシステムを駆動するエンジンです。OLTは光信号を電気信号に変換し、コアイーサネットスイッチに提示します。OLTは、分配ポイントにある複数のレイヤー2スイッチに取って代わります。OLTの分配信号は、光スプリッタを介してバックボーンケーブルまたは水平ケーブルで接続され、各ワークエリアのコンセントで光ネットワーク端末に接続されます。
光スプリッター
光スプリッターは信号のパワーを分割します。つまり、スプリッタに入る各ファイバリンクは、スプリッタから出る所定の数のファイバに分割される可能性があります。通常、3レベル以上のファイバは2レベル以上のスプリッターに対応します。これにより、各ファイバを多くのユーザーで共有することができます。パッシブ光スプリッタは、広い動作波長範囲、低い挿入損失と均一性、最小限の寸法、高い信頼性、ネットワークの生存性と保護ポリシーをサポートするという特徴を持っています。
ONT(光ネットワーク端末)
ONTは顧客宅内に設置されます。光ファイバによってOLTに接続され、リンクにはアクティブ・エレメントは存在しません。GPONでは、ONTのトランシーバーが顧客構内とセントラルオフィスのOLT間の物理的な接続となります。
GPON FTTHネットワークのアーキテクチャ
ツリー型トポロジーを採用することで、GPONはネットワークの分岐を最小限に抑えながらカバレッジを最大化し、光電力を削減します。FTTHアクセス・ネットワークは、コア・ネットワーク・エリア、セントラル・オフィス・エリア、給電エリア、配電エリア、ユーザー・エリア/顧客宅内の5つのエリアで構成されます(下図参照)。
図2:GPON FTTHネットワークのアーキテクチャ
コア・ネットワーク
コア・ネットワークには、インターネット・サービス・プロバイダーのISP機器、PSTN(公衆交換電話網、パケット交換またはレガシー回線交換)、ケーブルTVプロバイダーの機器が含まれます。
セントラル・オフィス
セントラルオフィスの主な機能は、OLTとODF(光分配フレーム)をホストし、必要な電源を供給することです。時には、コアネットワークのコンポーネントの一部を含むこともあります。
給電ネットワーク
給電エリアは、セントラルオフィス(CO)のODFから分配ポイントまで伸びています。これらのポイント(通常はストリート・キャビネット)は、ファイバ・ディストリビューション・ターミナル(FDT)と呼ばれ、通常、レベル1のスプリッターが設置されています。給電ケーブルは通常、リング・トポロジーとしてGPONポートから始まり、タイプBの保護を提供するために、上の図に示すように、別のGPONポートに終端接続されます。
配電ネットワーク
配電ケーブルは、レベル1のスプリッタ(FDT内)とレベル2のスプリッタを接続します。レベル2のスプリッターは通常、ファイバ・アクセス・ターミナル(FAT)と呼ばれるポール・マウント・ボックス内に設置され、通常は近隣の入り口に設置されます。
ユーザー・エリア
ユーザーエリアでは、FAT内のレベル2のスプリッタと加入者の住宅を接続するためにドロップケーブルが使用されます。メンテナンスを容易にするため、通常、空中ドロップケーブルは加入者の住宅の入口でターミナルボックス(TB)で終端され、その後、屋内ドロップケーブルがTBを住宅内にあるアクセスターミナルボックス(ATB)に接続します。最後に、パッチコードがONTとATBを接続します。
結語
以上のことから、GPON技術はFTTHネットワークにおいて重要な役割を果たすことがわかります。GPONベースのFTTHネットワーク・アーキテクチャは、信頼性が高く、拡張性があり、安全です。パッシブ・ネットワークであるため、COからエンド・ユーザーまでアクティブ・コンポーネントがなく、ネットワークのメンテナンス・コストと要件を劇的に削減します。GPONベースのFTTHは、ブロードバンド・サービスを提供するための将来性のあるソリューションです。
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