パッシブおよびアクティブネットワークの基礎

パッシブおよびアクティブネットワークの基礎

今日我々はこれまで以上に多くの情報にアクセスすることができます。 私たちはデジタルの世界に住んでおり、帯域幅がデジタルの世界を実現させるものです。 老朽化した銅ネットワークは、住宅および企業の顧客によって課税されています。 しかし、FTTH（Fiber-To-The-Home）などの受動光ネットワーク（PON）は、老朽化した銅ネットワークではサポートできない現在および将来の帯域幅のニーズを満たすために、ますます展開されています。 PONを導入する前に、パッシブネットワークとアクティブネットワークの基本について説明する必要があります。

さまざまな種類の情報を伝送するさまざまな種類のネットワークがあります。 ただし、これらすべての個別ネットワークは、 パッシブまたはアクティブの 2つのカテゴリのいずれかに分類できます。 パッシブネットワークは、ある場所から別の場所に信号を送信するために電動機器やコンポーネントを使用しません。 アクティブネットワークは、ある場所から別の場所に信号をルーティングするために電動機器またはコンポーネントを使用します。 ネットワークで使用されている伝送媒体によると、 パッシブ銅ネットワーク 、 アクティブ銅ネットワーク 、 パッシブ光ネットワーク 、およびアクティブ光ネットワークがある 。

パッシブ銅ネットワーク
パッシブ銅ネットワークには多くの種類があります。 しかし、事実上誰もが慣れ親しんでいるのは、自宅のケーブルテレビ（CATV）ネットワークです。 銅線CATVネットワークでは、ケーブルプロバイダは同軸ケーブルを介して信号を家庭に供給します。 最も基本的なネットワークでは、ケーブルは家庭に入り、単一のテレビに配線されます。 しかし、多くの家庭にはテレビが1台だけではありません。 複数のテレビがある家庭では、ケーブルプロバイダからの信号を各テレビで受信するために分割する必要があります。 分割は通常、一般にスプリッタと呼ばれる安価な装置を用いて達成される。 スプリッタは電力を必要としません。 それは典型的には単一の入力を有し、そして２、３、４またはそれ以上の出力を有し得る。 個々のケーブルがスプリッタから各テレビに配線されています。

このタイプのネットワークに関する問題の1つは信号強度の損失です。 ケーブルプロバイダからの信号が分割されて複数のテレビにルーティングされると、各テレビへの信号強度が低下します。 テレビを追加しすぎると、どのテレビも適切に動作するのに十分な信号強度を受信できない程度まで信号強度が低下する可能性があります。 これが起こるとき、それはアクティブCATVネットワークをインストールすることを見る時です。

アクティブ銅ネットワーク
多くの種類のパッシブ銅ネットワークがあるように、多くの種類のアクティブ銅ネットワークもあります。 前のセクションでは、パッシブホームCATVネットワークに焦点を当て、この種類のネットワークには限られた数のテレビしか接続できないことを指摘しました。 複数のテレビ（たとえば、各部屋に1つずつ）に十分な信号強度を持たせるには、アクティブなネットワークが必要です。

アクティブな家庭用ＣＡＴＶネットワークの一例では、１本のケーブルが家庭に入り、分配増幅器に配線されている。 分配増幅器は、ケーブルプロバイダからの信号を増幅または増幅して分割します。 分配増幅器の各出力は、ケーブルプロバイダからの入力ケーブル上の信号強度とほぼ等しい信号強度を有する。 個別のケーブルが分配増幅器から各テレビに配線されています。

このタイプのアクティブネットワークは、パッシブネットワークに関連した信号強度の問題を克服します。 しかし、それはある程度の複雑さを増し、力を必要とします。 配電増幅器が故障した場合、すべてのテレビは信号を失います。 配電増幅器が誤ってコンセントから外された場合も同じことが言えます。家の中のテレビはすべて信号なしです。

受動光ネットワーク
受動光ネットワーク（PON）には多くの種類があります。 最も一般的なタイプの1つは、前述のパッシブCATVネットワークと非常によく似ています。 ただし、同軸ケーブルの代わりに光ファイバが使用されます。 さまざまな種類の物理ネットワークトポロジをサポートするために、さまざまな受動デバイスが用意されています。 光カプラはあらゆるPONの中核です。 光カプラは２つ以上の光信号を単一の出力に結合することができ、あるいはカプラは単一の光入力を取り、それを２つ以上の別々の出力に分配することができる。 これが1×6カプラの例です。 このカプラは単一の入力信号を6つの出力に分割しています。

多くの光カプラは双方向（BiDi）動作用に設計されているため、同じカプラを使用して信号を結合したり、信号を分割したりすることができます。 したがって、BiDiカプラでは、各ポートは入力または出力のどちらかになります。 しかしながら、ＰＯＮ用途では、信号を分割するために使用されている光カプラは、 光スプリッタと呼ばれることがある。

PONでは、カプラへの入力は6つの出力間で均等に分割されます。 CATVプロバイダからの信号がパッシブ銅ネットワークの各TVに送信されるのと同様に、カプラに入力されるデータは各出力に送信されます。 各出力は入力と同じ情報を伝えますが、信号強度は出力数に基づいて減少します。 PONアプリケーションの出力数には制限があります。 通常、制限は32です。ただし、アプリケーションによってはそれ以上をサポートする場合があります（ FOCCでは最大64）。

アクティブ光ネットワーク
アクティブ光ネットワークは、前述のアクティブホームＣＡＴＶネットワークと非常に似ている。 1本の光ファイバーが分配増幅器の代わりにスイッチに接続します。 スイッチはデータを各ユーザに再ブロードキャストします。 個別のケーブルがスイッチから各ユーザーに配線されています。 このタイプのアクティブネットワークは、パッシブネットワークに関連した信号強度の問題を克服します。 しかし、それはある程度の複雑さを増し、力を必要とします。 切り替えが失敗すると、すべてのユーザーが着信データへのアクセスを失います。 スイッチの電源が切れた場合も同様です。データが流れなくなります。 注： 光信号を増幅するためにアクティブ光ネットワーク（DWDM、CATV、SDHなど）で使用される光増幅器もあります 。