FTTH-説明
FTTHとは何ですか？
Fiber to the Home（FTTH）は、各加入者が光ファイバーに接続される究極のファイバーアクセスソリューションです。 このチュートリアルで説明する展開オプションは、OLTから加入者構内までの完全な光ファイバパスに基づいています。 この選択により、各顧客への高帯域幅サービスとコンテンツの提供が可能になり、新しいサービスの将来の要求に対して最大帯域幅が確保されます。 したがって、「部分」ファイバーおよび「部分」銅線インフラストラクチャネットワークを含むハイブリッドオプションは含まれません。
差動ファイバ距離は、OLTから最も近いONU / ONTと最も遠いONU / ONT間の距離の差です。 GPONでは、最大差動ファイバ距離は20 kmです。 これは、レンジングウィンドウのサイズに影響し、[ITU-T G.983.1]への準拠を提供します。 論理的リーチは、光の予算に関係なく、特定の伝送システムで達成できる最大距離として定義されます。 論理的リーチは、物理層の制限を除き、ONU / ONTとOLT間の最大距離です。 GPONでは、最大論理到達距離は60 kmと定義されています。 平均信号転送遅延は、基準点間のアップストリームとダウンストリームの遅延値の平均です。 この値は、往復遅延を測定し、2で割ることによって決定されます。 GPONは、1.5ミリ秒の最大平均信号転送遅延を必要とするサービスに対応する必要があります。 GPONシステムには、TV基準点間の最大平均信号転送遅延時間が1.5ミリ秒未満である必要があります。 OANは、同じネットワーク側インターフェイスを共有し、光アクセス伝送システムでサポートされるアクセスリンクのセットです。 OANには、同じOLTに接続された多数のODNが含まれる場合があります。 PONコンテキストでは、アクセスネットワーク内の光ファイバーのツリーに、パワーまたは波長スプリッター、フィルター、またはその他の受動光デバイスが追加されます。 ODNの共通（ルート）エンドポイントを終了するデバイス。 次に、[ITU-T G.984]で定義されているようなPONプロトコルを実装します。 そして、プロバイダーサービスインターフェイスを介したアップリンク通信用にPONPDUを適合させます。 OLTは、サブテンドODNおよびONUの管理およびメンテナンス機能を提供します。 ODNの分散（リーフ）エンドポイントのいずれかを終端し、PONプロトコルを実装し、PON PDUを加入者サービスインターフェイスに適合させる単一の加入者デバイス。 ONTはONUの特殊なケースです。 ODNの分散（リーフ）エンドポイントのいずれか1つを終端し、PONプロトコルを実装し、PON PDUを適合させるデバイスを示す総称。 物理的到達距離は、特定の伝送システムで達成できる最大の物理的距離として定義されます。 なぜなら、「物理的到達範囲」はONU / ONTとOLTの間の最大物理距離です。 ただし、GPONでは、物理的な到達距離に対して2つのオプションが定義されています。10kmと20 kmです。 10 kmが、1.25 Gbit / s以上などの高ビットレートでFP-LDをONUで使用できる最大距離であると想定されています。 FTTHのサービスは、オペレーターが必要とするネットワークサービスとして定義されます。 サービスは、フレーム構造名であるか一般名であるかに関係なく、誰もが明確に認識できる名前で記述されます。 GPONは、1.2 Gbit / s以上の伝送速度を目指しています。 したがって、GPONは次の2つの伝送速度の組み合わせを識別します- 1.2 Gbpsアップ、2.4 Gbpsダウン 2.4 Gbpsアップ、2.4 Gbpsダウン 最も重要なビットレートは1.2 Gbpsアップ、2.4 Gbpsダウンであり、GPONシステムの展開および計画展開のほぼすべてを構成しています。 GPONの分割比が大きいほど、コストの観点から経済的です。 ただし、スプリット比が大きいと、光パワーと帯域幅のスプリットが大きくなるため、物理的な到達範囲をサポートするためにパワーバジェットを増やす必要が生じます。 現在の技術を考えると、物理層では最大1:64のスプリット比が現実的です。 ただし、光モジュールの継続的な進化を予想して、TC層は最大1：128までの分割比を考慮する必要があります。 光ファイバの利点- 非常に長い距離 強く、柔軟で、信頼できる 小径で軽量のケーブルが可能 安全で安心 電磁干渉（EMI）に対する耐性 より低いコストで PONテクノロジのさまざまなモジュール/コンポーネントは- WDMカプラ 1×Nスプリッター 光ファイバとケーブル コネクタ ODF /キャビネット/サブラック PONテクノロジーのアクティブモジュール/コンポーネントは次のとおりです- OLTで- レーザー送信機（1490 nm）および レーザー受信機（1310-nm） CATVアプリケーションの場合- レーザー増幅器（1550-nm）および ビデオ信号を増幅するためのEDFA ONUで- ONUの電源/バッテリー レーザー送信機（1310 nm） レーザー受信機（1490-nm） CATV信号のレシーバー（1550 nm） GPONの完全な形式は次のとおりです–ギガビットパッシブ光ネットワーク GPONは、ITU-T仕様G.984シリーズに基づいたアクセスネットワーク用の光システムです。 1:32スプリット比のクラスB +オプティクスを使用することにより、28dBの光バジェットで20 kmの到達距離を実現できます。 GPONの最も一般的に知られている機能は以下のとおりです。 ダウンストリーム伝送- 2.4Gbps 1つのONTのBWは、複数のHDTV信号を供給するのに十分です QOSは遅延に敏感なトラフィック（音声）を可能にします アップストリーム伝送- 1 24Gbps 最小帯域幅を保証できます 未使用のタイムスロットをヘビーユーザーに割り当てることができます QOSは遅延に敏感なトラフィック（音声）を可能にします GPON標準は、以前のBPON仕様に基づいています。 これらの仕様はすべて以下にリストされています- G.984.1-このドキュメントでは、ギガビット対応のパッシブ光ネットワークの一般的な特性について説明しています。 G.984.2-このドキュメントでは、ギガビット対応のパッシブ光ネットワーク物理メディア依存層の仕様について説明しています。 G.984.3-このドキュメントでは、ギガビット対応のパッシブ光ネットワーク伝送コンバージェンスレイヤの仕様について説明しています。 G.984.3-このドキュメントでは、ギガビット対応のパッシブ光ネットワーク伝送コンバージェンスレイヤの仕様について説明しています。 GPONシステムには、他のPONネットワークと同じ方法で構成された本質的に同じ物理コンポーネントがあります。 もちろん、GPONシステム用に開発された製品は、GPON用に特別に設計されており、EPONまたはBPONギアと交換できません。 GPONシステムには、他のPONシステムと同じ基本機能の多くがあります。 アーキテクチャの主な違いは、データスループットのGPONです。 ギガビットGPONカプセル化方式により、ATM、TDM音声、イーサネットなどのさまざまなサービスを伝送できます。 光学システムの基本的な要件の1つは、光信号を期待される範囲に拡張するのに十分な容量をコンポーネントに提供することです。 コンポーネントには、電力と感度に基づいた3つのカテゴリまたはクラスがあります。 コンポーネントのクラスは- クラスA光学：5〜20dB クラスB光学系：10〜25dB クラスCオプティクス：15〜30dB EPONの完全な形式は–イーサネットパッシブ光ネットワークです。 イーサネットパッシブ光ネットワーク（EPON）は、イーサネットでデータをカプセル化したPONであり、1 Gbps〜10 Gbpsの容量を提供できます。 EPONはPONの元のアーキテクチャに従います。 ここで、DTEはツリーのトランクに接続され、Optical Line Terminal（OLT）と呼ばれます。 通常、サービスプロバイダーにあり、ツリーの接続されたDTEブランチは加入者の構内にある光ネットワークユニット（ONU）と呼ばれます。 OLTからの信号はパッシブスプリッターを通過してONUを実現し、その逆も同様です。 多くのPONアプリケーションには、高いQoS（IPTVなど）が必要です。 EPONはQoSを上位層に残す- VLANタグ PビットまたはDiffServ DSCP さらに、LLIDとポートIDの間には重大な違いがあります- ONUごとに常に1つのLLIDがあります 入力ポートごとに1つのポートIDがあります-ONUごとに多数ある場合があります これにより、ポートベースのQoSをPONレイヤーで簡単に実装できます 次の表は、GPONとEPONの違いを説明しています。 レポートおよびゲートメッセージを使用して送信プログラムを構築し、ONUを渡すOLTに実装されたアルゴリズムは、動的帯域幅割り当て（DBA）アルゴリズムとして知られています。 EPONの操作はイーサネットMACおよびEPONフレーム（GbEフレームに基づく）に基づいていますが、拡張が必要です- MultiPoint Control Protocol PDU-これは、必要なロジックを実装する制御プロトコルです。 ポイントツーポイントエミュレーション（調整）-これにより、EPONはポイントツーポイントリンクのように見え、EPON MACにはいくつかの特別な制約があります。 CSMA / CDの代わりに、許可されると送信します。 MACスタックを通過する時間は一定でなければなりません（±16ビット期間）。 正確な現地時間を維持する必要があります。 標準イーサネットは、本質的にコンテンツのない8Bプリアンブルで始まります- 1と0が交互に並ぶ7B 10101010 SFD 10101011の1B 新しいPONヘッダーを隠すために、EPONはプリアンブルバイトの一部を上書きします。 DSトラフィックはすべてのONUにブロードキャストされるため、悪意のあるユーザーが暗号化を行うと、ONUを再プログラムし、必要なフレームをキャプチャすることは本質的に簡単です。 米国のトラフィックは他のONUには見えないため、暗号化は必要ありません。 EPONは標準の暗号化方式を提供しないため、ファイバータッパーを考慮しないでください。 IPsecまたはMACsecで補足できます。 多くのベンダーが独自のAESベースのメカニズムを追加しています。 BPONは、チャーニングと呼ばれるメカニズムを使用しました-チャーニングは、いくつかのセキュリティ上の欠陥がある低コストのハードウェアソリューション（24bキー）でした- エンジンは線形でした-単純な既知のテキスト攻撃 24bキーは512回の試行で導出可能であることが判明 そのため、G.983.3はAESサポートを追加しました-現在はGPONで使用されています。 XPONは、最大10Gのデータレートをサポートできる次世代PONです。 XPONは、XG-PON1とXG-PON2の2つのカテゴリに分類できます。 XG-PON1はGPONと下位互換性がありますが、XG-PON2はまったく新しい開発です。 WDM-PONの完全な形式は–波長分割多重PONです。 WDM-PONでは、ONTごとに異なる波長が必要です。 各ONTは排他的な波長を取得し、波長の帯域幅リソースを利用します。 つまり、WDM-PONは論理的なポイントツーマルチポイント（P2MP）トポロジで動作します。 ODSM-PONの完全な形式は–日和見スペクトルと動的PONです。 ODSM-PONでは、アクティブなWDMスプリッターである1つの変更を除いて、ネットワークはCOからユーザーの施設まで変更されません。 パッシブスプリッターの代わりに、OLTとONTの間にWDMスプリッターが配置されます。 ODSM-PONでは、ダウンストリームはWDMを採用し、ONTへのデータは異なるONTに異なる波長を使用し、アップストリームではODSN-PONがダイナミックTDMA + WDMAテクノロジーを採用することを意味します。 次の表は、XGPON標準を説明しています- 次の表に、XG-PON光パワークラスを示します。 次の表に、ITUによるクラスA、B、およびCの減衰範囲を示します。 次の表は、ITUによるクラスA、B、およびCのOLT送信範囲を説明しています。 次の表は、ITUによるクラスA、B、およびCのONU受信機の範囲を説明しています。 次の表は、ITUによるクラスA、B、およびCのONU送信機の範囲を説明しています。 次の表は、ITUによるクラスA、B、およびCのOLT受信機範囲を示しています。 OLTから始まる単一のファイバは、パッシブ光スプリッターによって分割され、64の顧客宅内ONTに対応します。 同じファイバーは、ダウンストリーム（OLTに向かうOLT）とアップストリーム（OLTに向かうONT）ビットストリーム、つまり2.488 Mbps / 1490 nm（1480-1500nmウィンドウ）と1.244 Mbps / 1310 nm（1260-1360nmウィンドウ）の両方を伝送します。二重化（双方向）操作のためのWDM（波長分割多重化）を介して。 OLTからONTへの同じシングルファイバーダウンストリーム伝送は、アドレス指定されたトラフィックのみを受け入れるONTでブロードキャストされます。 アップストリーム送信は、各ONTが順番に送信する時分割多重アクセス（TDMA）です。 TV信号（サテライトヘッドエンドから派生）は、オプションで、RFオーバーレイサブシステムを介してFTTxシステムに導入された同じ（または追加の）ファイバーで、1550 nmの第3光波長でブロードキャストされます。 CATV信号は、EDFAによる増幅後にGPON信号と結合できます。 1550 nmの波長に変調されたRF CATV信号。 これは、ONT内に構築されたDemux関数を通じて抽出され、STB / TVのバックプレーンサービス接続にルーティングされます。 OLT光ポートからONT入力までの最大許容光パワー減衰は、いわゆるクラスB光ネットワーク要素を使用して28 dBです。 ODNクラスA、B、およびCは、主に「光送信機の出力」と「ビットレートの光受信機の感度」で区別されます。 クラスAは最小の光学バジェットを提供し、クラスCは最高のバジェットを提供しますが、コスト面では両方とも同じ順序です。 スプリット比を最大1:64にするには、一般にクラスBの光学機器を商用ベースで展開します。 次のポイントはNGPON1を説明します- G.987 / G.988 XGPON標準は2011年にリリースされました。 2.5 Gbpsアップストリーム/ 10 GbpsダウンストリームでXGPONを標準化しました。 GPONとXGPONは、1つのネットワークで共存するために異なる波長を使用します。 次のポイントはNGPON2を説明します- PONテクノロジーのよりオープンな標準である既存のODNネットワークとの互換性を考慮しません。 WDM PONおよび40G PONに焦点を当てています。 GPON（ITU-T G.984） EPON（IEEE 802.3ah） ダウンリンク/アップリンク 2.5G / 1.25G 1.25G / 1.25G 光リンクバジェット クラスB +：28dB;クラスC：30dB PX20：24dB スプリット比 1:64-> 1：128 1:32 実際のダウンリンク帯域幅 2200〜2300Mbps 92％ 980Mbps 72％ 実際のアップリンク帯域幅 1110Mbps 950Mbps OAM 完全なOMCI機能+ PLOAM +埋め込みOAM 柔軟でシンプルなOAM機能 TDMサービスと同期クロック機能 ネイティブTDM、CESoP CESoP アップグレード性 10G 2.5G / 10G QoS DBAスケジュールには、TCONT、PORT-IDが含まれています。 帯域幅の修正/保証帯域幅/非保証帯域幅/ベストエフォート帯域幅 サポートDBA、QoSはLLIDおよびVLANによってサポートされます コスト 現在のEPONよりも10％〜20％高いコストで、大量に同じ価格 - リリース時間 版 G.987 2010.01 1.0 2010.10 2.0 2012.06 3.0 G.987.1 2010.01 1.0 G.987.1Amd1 2012.04 1.0amd1 G.987.2 2010.01 1.0 2010.10 2.0 G.987.2Amd1 2012.02 2.0amd1 G.987.3 2010.10 1.0 G.987.3Amd1 2012.06 1.0amd1 G.988 2010.10 1.0 G.988Amd1 2011.04 1.0amd1 G.988Amd2 2012.04 1.0amd2 項目 要求 リマーク ダウンストリーム（DS）速度 公称10 Gbps 上流（米国）の速度 公称2.5 Gbps 10 Gbps US速度のXG-PONは、XG-PON2として示されます。 今後の研究用です 多重化方法 TDM（DS）/ TDMA（米国） 損失予算 29 dBおよび31 dB（公称クラス） 拡張クラスは将来の学習用です スプリット比 少なくとも1:64（論理層で1：256以上） 繊維距離 20Km（60Km以上の論理距離） 共存 GPON（1310/1490 nm）を使用
RFビデオ（1550 nm）を使用 'Nominal1'クラス（N1クラス） 'Nominal2'クラス（N2クラス） 'Extended1'クラス（E1クラス） 'Extended2'クラス（E2クラス） 最小損失 14 dB 16 dB 18 dB 20 dB 最大損失 29 dB 31dB 33 dB 35 dB パラメータ 単位 クラスA クラスB クラスC 減衰範囲（ITU-T Rec。G.982） dB 5-20 10〜25 15〜30 OLTトランスミッター 単位 クラスA クラスB クラスC 平均起動パワーMIN dBm 0 +5 +3 平均発売パワーMAX dBm +4 +9 +7 ONUレシーバー 単位 クラスA クラスB クラスC 最小感度 dBm -21 -21 -28 最小オーバーロード dBm -1 -1 -8 ONUトランスミッター 単位 クラスA クラスB クラスC 平均起動パワーMIN dBm -3 -2 +2 平均発売パワーMAX dBm +2 +3 +7 OLTレシーバー 単位 クラスA クラスB クラスC 最小感度 dBm -24 -28 -29 最小オーバーロード dBm -3 -7 -8
