パッシブ光ネットワーク（PON）知識の紹介

パッシブ光ネットワーク（PON）は、ファイバーケーブルおよび信号のすべてまたはほとんどをエンドユーザーに送信するシステムです。PON端末がどこに位置するかに応じて、システムはFTTC、FTTB、またはFTTHと記述することができます。

光分配ネットワークは、電子デバイスおよび電子電源を含まず、ODNスプリッタはパッシブコンポーネントで構成され、他のコンポーネントは高価なアクティブ電子デバイスを必要としない。パッシブ光ネットワークは、中央制御局に設置された光回線終端装置（OLT）と、顧客側に設置された一組の光ネットワーク装置（ONU）とを含む。OLTとONUとの間の光分配ネットワーク（ODN）は、光ファイバならびに受動光スプリッタまたはカプラを含む。

PONシステムの構造は、主にオフィスのOLT（Optical Line Terminal）、受動光コンポーネントを含むODN（Optical Distribution Network）、ONU（Optical Network Unit / ONT（Optical Network Terminal） ONTはユーザ端に直接配置され、ONUとユーザとの間にはイーサネット（登録商標）などの他のネットワークとネットワーク要素管理システム（EMS）があり、通常はポイントツーマルチポイントツリートポロジを採用する。

前書き

ファイバは非常に安価で使いやすいので、ブロードバンドソリューションの新世代としてのFTTx（Fiber To The X、ファイバアクセス）は、広帯域のフルサービスアクセスプラットフォームをユーザーに提供するために広く使用されています。FTTH（FTTH、FTTH、光ファイバーはユーザーの家に直接接続されています）は、最高のビジネス透過ネットワークとも呼ばれ、アクセスネットワーク開発の究極の方法です。

FTTxはどのように動作するのですか？多くの種類の方式では、P2MP光アクセスモードPON（Passive Optical Network、パッシブ光ネットワーク）が最適です。PONは、受動光ケーブル、光スプリッタ/コンバイナ等を介して、アクセスネットワーク、OLT及び複数のクライアント装置（ONU / ONT）に適用される光分配ネットワーク（ODN）である。右側に示すように。

•OLT（光回線終端装置、光回線終端装置）
•  ONU（光網装置、光網装置）
•  ONT（光網終端装置、光網終端装置）
•  ODN

ONUとONTの両方がユーザ装置に属している。それらの違いは、ONTがユーザ端に直接位置し、ONUとユーザの間にイーサネットなどの他のネットワークがあることです。

「パッシブ」の要点は、OLTとONUとの間のODNが、アクティブな電子機器のない光アクセスネットワークであることである。この「パッシブ」機能により、純粋なPONネットワークは電磁干渉を回避することができ、雷の影響はラインおよび外部デバイスの故障率を低減し、システムの信頼性を向上させ、メンテナンスコストを削減します。

PON技術は1990年代に始まり、ITU（International Telecommunication Union）はAPON（155M）、BPON（622M）、GPON（2.5G ）を開発した。一方、今世紀、イーサネット技術の普及により、IEEE はイーサネット技術でEPON技術を開発しました。現在、ブロードバンドアクセスのためのPON技術は主にEPONとGPONを含み、2つは異なる標準を採用しています。将来の開発は、EPON / GPON技術が10G EPON / 10G GPONを開発したなど、より高い帯域幅であり、帯域幅はより高いアップグレードとなっています。

GPONとEPONの違いと比較の詳細はこちらをご覧ください

PON機能

PONの複雑さは信号処理技術にあります。ダウンリンク方向では、スイッチは信号をすべてのユーザにブロードキャストする。アップリンク方向では、各ONUは、共有伝送チャネル情報アクセスを完了するためにTDMA（時分割多元接続）プロトコルのようないくつかの種類の多重アクセスプロトコルを使用しなければならない。ブロードバンドアクセスに現在使用されているPONテクノロジーは、EPONとGPONです。

PON規格

• ITU-T G.983
APON（パッシブオプティカルネットワーク）：これは、ATMをベースとした最初のパッシブオプティカルネットワーク規格であり、主に商用アプリケーションで使用されます。BPON（Broadband Passive Optical Network）： WDM、ダイナミックおよび高速のアップリンク帯域幅割り当て、耐久性のサポートを追加するAPONベースの規格です。BPONはまた、OLTとONU / ONTハイブリッドサプライヤネットワークの間で承認された管理インタフェース標準OMCIを作成しました。

• IEEE 802.3ah
EPONまたはGEPON（Ethernet Passive Optical Network）：イーサネットパケットを使用するデータのIEEE / EFM規格です。802.3ah規格は現在IEEE 802.3規格の一部であり、現在では約1,500万個のEPONポートが使用されています。2008年、中国はEPON技術を積極的に開発しました。2008年末現在、中国には200万人のEPON設置ユーザーがいると推定されています。

• ITU-T G.984
GPON（ギガビットPON、ギガビットパッシブ光ネットワーク）、これはBPON標準開発です。GPONは、より高いレート、強化されたセキュリティ、およびオプションのレイヤ2プロトコル（ATM、GEM、イーサネット）をサポートします。2008年半ばには、同社によって900,000回線が導入され、British TelecomとAT＆Tは先進的な試験を行っています。

• IEEE P802.3av
10G-EPON（10ギガビットイーサネットPON）は、10 Gbit / sを実現するために802.3ah標準EPONと下位互換性のあるIEEE専用プロジェクトです。10Gig EPONは10Gと1Gのダウンストリームに別々の波長を使用します。802.3avは、10Gと1Gとの間のアップリンク用に別個の波長TDMAを使用して引き続き分離される。10G-EPONは、WDM-PON互換（WDM-PONの定義による）も可能です。これにより、複数の波長を両方向で使用できます。

• SCTE IPS910
RFoG（RFoverGlass）は、EPON、GEPON、または10Gig EPONなどの波長計画対応のデータPONソリューションを使用して、ポイントツーマルチポイント（P2MP）操作のSCTEインターフェイス実践小委員会標準です。

PON技術のステータス

PONシステムの従来のダウンリンクデータフローは放送技術を採用し、アップリンクデータフローはTDMA技術を使用して、マルチユーザの各方向の信号を多重化する問題を解決する。伝統的なPON技術は、WDM技術を使用して、光ファイバ上での単一ファイバ双方向伝送を実現し、2方向の信号の多重伝送を解決する。一般に光回線終端装置（OLT）、光スプリッタ（ODU）、ユーザ端末（ONU）3つの部分によってPONと呼ばれる。現在、現在のネットワークで広く使用されているPON技術には、EPONとGPONの2つの主流技術があります。EPONアップリンク及びダウンリンクのための帯域幅は1.25Gbit / sであり、GPONのダウンリンク帯域幅は2.5Gbit / sであり、アップリンク帯域幅は1.25Gbit / sである。

現在、実際のFTTxアプリケーションのシナリオでは、ほとんどのEPON / GPONにはイーサネットインターフェイスしかなく、POTSおよび2Mインターフェイスはオプションです。しかしながら、技術標準から、EPON / GPONは、IPサービス及びTDMサービスのようなマルチサービスアクセスを達成し、QoS分類を実現することができる。

EPON / GPONはクロック同期信号を送信できます。周波数同期信号は、STM-1インターフェースまたはOLTのGEインターフェースを介して外部ラインから抽出することができる。この場合、OLTは同期イーサネットをサポートする必要があり、OLTデバイスの外部BITSから入力することもできます。PONの共通クロックソースであるクロック信号はクロックソースと周波数同期した状態に保たれます。

PON規格開発

が10G EPONとPONはまだ大規模に商業化されていない、より多くの10Gbit / sの速度でPON技術は、過去2年間で焦点とITU-TとFSANの研究のホットポイントです。GPON、XG-PON1、NGPON2のXG-PON1 ITU-T関連規格の成立に伴い、XG-PON1の技術基準が成熟し、NG-PON2となっている。最近の多波長拡張の重要性は、FSANが将来のNG-PON2の選択技術としてTWDM-PONを特定した最近の技術研究の焦点ですが、ITU-Tの複数の技術を標準化するG.マルチスタンダードSG15もほぼ完了しました。

PONの利点

•エネルギー消費
従来のイーサネットLANで動作するのに必要なエネルギー効率の低い機器や機器の継続的なコストと、クローゼットスペースを冷却または加熱するための追加エネルギーコストを想像してみてください。アクティブスイッチ、UPS（無停電電源装置）、および追加の電力需要を排除して50％以上の節減を達成することは、年率で費用対効果の高い年金です。

•スペースを節約
PONアーキテクチャでは、各フロアにスプリッタを備えた別個のデータセンタールームが必要です。通常は、メンテナンスキャビネットまたは電気キャビネットに隠れています。従来のイーサネットクローゼットでは、1フロアあたり100〜200平方フィート以上の床面積が必要であり、これらのスペースは機能的または潜在的な収益創出のために顧客に返されます。ちょうど天井の配線の重量を減らすことは素晴らしいです。BICSIは従来の114ポート銅線イーサネット設計では890ポンドの銅と光ファイバのバックボーンが必要であると発表しました。対照的に、114ポートのPON設計では、180ポンドの光ファイバケーブルしか必要とせず、従来の設計の約5分の1のサイズでした。

•インストールの節約
簡単に聞こえますか？（5）各ホテルルームへのカテゴリ6A UTPケーブル、または（1）各部屋の光ファイバケーブル ...各フロアには、ケーブルトレイ、ラック、および従来のキャビネットがありません。接地とコーディングが必要な部品はほとんどなく、通気孔ははるかに小さく、高価です。

安全性
パッシブ光ネットワークLANは、光ファイバが銅ほどの導電性ではないという単純な理由から、当然イーサネットLANよりも安全です。残念なことに、銅は電磁波（EMR）信号を放射するため、電子ベースのサービスはセキュリティリスクのポイントとして知られています。これらの信号には、銅がその時点で保持していたすべての情報が含まれており、近くのデバイスで傍受して再構成することができます。

•スピードと帯域幅
我々はスピードと帯域幅の可能性についてすでに言及しています。そのため、90年代には「ファイバー・トゥ・デスクトップ」という夢を実現したかったのです。現実には、例えば、PONに移行した新しいホテルは、ゲストからの高速インターネットアクセス（HSIA）性能の向上、顧客満足度調査の改善、占有率の向上という利点を得ている。