FTTH-面接の質問

ファイバートゥザホーム(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から加入者の施設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、各顧客に高帯域幅のサービスとコンテンツを提供でき、新しいサービスの将来の需要に対応できる最大の帯域幅が確保されます。したがって、「一部」のファイバーおよび「一部」の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ていません。

ファイバ距離の差は、OLTから最も近いONU / ONTと最も遠いONU / ONTの間の距離の差です。

GPONでは、最大差動ファイバー距離は20kmです。これはレンジングウィンドウのサイズに影響し、[ITU-TG.983.1]への準拠を提供します。

論理リーチは、光バジェットに関係なく、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。論理リーチは、物理層の制限を除いて、ONU / ONTとOLTの間の最大距離です。

GPONでは、最大論理到達距離は60km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およびダウンストリーム遅延値の平均です。この値は、ラウンドトリップ遅延を測定してから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システムでは、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によって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に接続された複数のODNが含まれる場合があります。

PONのコンテキストでは、アクセスネットワーク内の光ファイバーのツリーで、電力または波長のスプリッター、フィルター、またはその他のパッシブ光デバイスが追加されています。

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-TG.984]で定義されているようなPONプロトコルを実装します。次に、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、対象となるODNおよびONUの管理および保守機能を提供します。

ODNの分散(リーフ)エンドポイントのいずれか1つを終端し、PONプロトコルを実装し、PONPDUをサブスクライバサービスインターフェイスに適合させる単一のサブスクライバデバイス。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を終了し、PONプロトコルを実装し、PONPDUを適応させるデバイスを示す一般的な用語。

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物理的距離として定義されます。以来、「Physical Reach」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20kmです。10 kmは、1.25 Gbit / s以上などの高ビットレートのONUでFP-LDを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、事業者が必要とするネットワークサービスとして定義されています。サービスは、フレーム構造名であろうと一般名であろうと、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2つの伝送速度の組み合わせを次のように識別します。

  • 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された展開のほぼすべてを構成します。

GPONの分割率が大きいほど、コストの観点から経済的です。ただし、分割比が大きいほど、光パワーと帯域幅の分割が大きくなるため、物理的なリーチ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あります。現在のテクノロジーを考えると、物理層では最大1:64の分割比が現実的です。ただし、光モジュールの継続的な進化を見越して、TC層は最大1:128の分割比を考慮する必要があります。

光ファイバのメリット-

  • 非常に長い距離
  • 強く、柔軟性があり、信頼性が高い
  • 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テクノロジーのさまざまなモジュール/コンポーネントは次のとおりです。

  • WDMカプラー
  • 1×Nスプリッター
  • 光ファイバとケーブル
  • Connector
  • ODF/Cabinet/Subrack

PONテクノロジーのアクティブなモジュール/コンポーネントは次のとおりです。

In OLT −

  • レーザー送信機(1490 nm)および
  • レーザー受信機(1310 nm)

For CATV application −

  • 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

In ONU −

  • ONU用電源/バッテリー
  • レーザー送信機(1310 nm)
  • レーザー受信機(1490 nm)
  • CATV信号用受信機(1550 nm)

GPONの完全な形式は–ギガビットパッシブ光ネットワークです。

GPONは、ITU-T仕様G.984シリーズに基づくアクセスネットワーク用の光システムです。1:32分割比のクラスB +光学系を使用することにより、28dBの光学バジェットで20kmの到達距離を提供できます。

GPONの最も一般的に知られている機能は次のとおりです。

Downstream transmission −

  • 2.4Gbps
  • 複数のHDTV信号を供給するには、1つのONTの帯域幅で十分です。
  • QOSは、遅延に敏感なトラフィック(音声)を許可します

Upstream transmission −

  • 124Gbps
  • 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)を許可します

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の物理メディア依存層の仕様について説明します。

  • 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ーの仕様について説明します。

  • 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ーの仕様について説明します。

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基本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ギアと互換性はありません。

GPONシステムには、他のPONシステムと同じ基本機能の多くもあります。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カプセル化方式では、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3つのカテゴリまたはクラスがあり、電力と感度に基づいています。

コンポーネントのクラスは次のとおりです。

  • クラスA光学系:5〜20dB
  • クラスB光学系:10〜25dB
  • クラスC光学系: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、イーサネットを使用したPONカプセル化データであり、1 Gbps〜10Gbps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。ここでは、DTEは木の幹に接続され、Optical Line Terminal(OLT)と呼ばれます。

これは通常、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、加入者の敷地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アプリケーションは、高いQoS(IPTVなど)を必要とします。

EPON leaves QoS to higher layers −

  • VLANタグ
  • PビットまたはDiffServDSCP

さらに、LLIDとPort-IDには決定的な違いがあります。

  • 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。

次の表で、GPONとEPONの違いを説明します。

GPON(ITU-T G.984) EPON(IEEE 802.3ah)
Downlink/Uplink 2.5G / 1.25G 1.25G / 1.25G
Optical Link Budget クラスB +:28dB;クラスC:30dB PX20:24dB
Split ratio 1:64-> 1:128 1:32
Actual downlink bandwidth 2200〜2300Mbps 92% 980Mbps 72%
Actual uplink bandwidth 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 service & synchronized clock function ネイティブTDM、CESoP CESoP
Upgradeability 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/帯域幅の保証/帯域幅の非保証/ベストエフォート帯域幅 DBAをサポートし、QoSはLLIDとVLANでサポートされます
Cost 現在EPONより10%〜20%高いコストで、大量生産でもほぼ同じ価格 -

レポートメッセージと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)アルゴリズムと呼ばれます。

EPON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-

  • マルチポイント制御プロトコル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、EPONMACにはいくつかの特別な制約があります。

  • CSMA / CDの代わりに、許可されたときに送信します。

  • 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ビットの持続時間)。

  • 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プリアンブルから始まります-

  • 交互の1と0の7B10101010
  • SFD10101011の1B

新しいPONヘッダーを非表示にするために、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ONUを再プログラムし、目的のフレームをキャプチャするのは基本的に簡単です。米国のトラフィックは他のONUには表示されないため、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ていないため、ファイバータッパーは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しました

したがって、G.983.3はAESサポートを追加しました-現在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は完全に新しい開発です。

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。言い換えると、WDM-PONは論理的なポイントツーマルチポイント(P2MP)トポロジで機能します。

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からユーザー構内まで変更されません。WDMスプリッターは、パッシブスプリッターの代わりにOLTとONTの間にあります。ODSM-PONでは、ダウンストリームはWDMを採用します。つまり、ONTに向かうデータは、異なるONTに対して異なる波長を使用し、アップストリームでは、ODSN-PONは動的TDMA + WDMAテクノロジーを採用します。

次の表は、XGPON標準を説明しています-

リリース時間 バージョン
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 要件 リマーク
ダウンストリーム(DS)速度 公称10Gbps
アップストリーム(米国)速度 公称2.5Gbps 米国の速度が10GbpsのXG-PONは、XG-PON2として示されます。将来の研究のためです
多重化方式 TDM(DS)/ TDMA(US)
損失予算 29dBおよび31dB(公称クラス) 拡張クラスは将来の研究のためのものです
スプリットレシオ 少なくとも1:64(論理層では1:256以上)
ファイバー距離 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

次の表に、XG-PON光パワークラスを示します。

'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

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。

パラメータ 単位 クラスA クラスB クラスC
減衰範囲(ITU-TRec。G.982) dB 5-20 10〜25 15-30

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。

OLT送信機 単位 クラスA クラスB クラスC
平均起動電力MIN dBm 0 +5 +3
平均起動パワーMAX dBm +4 +9 +7

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。

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
最小過負荷 dBm -1 -1 -8

次の表は、ITUに準拠したクラスA、B、およびCのONU送信機の範囲を説明しています。

ONU送信機 単位 クラスA クラスB クラスC
平均起動電力MIN dBm -3 -2 +2
平均起動パワーMAX dBm +2 +3 +7

次の表は、ITUに準拠したクラスA、B、およびCのOLT受信機の範囲を示しています。

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
最小過負荷 dBm -3 -7 -8

OLTから始まる単一のファイバーは、パッシブ光スプリッターを介して分割され、64の顧客宅内ONTにサービスを提供します。同じファイバーが、ダウンストリーム(OLTからONT)とアップストリーム(ONTからOLT)の両方のビットストリーム、つまり2.488 Mbps / 1490 nm(1480〜1500 nmウィンドウ)と1.244 Mbps / 1310 nm(1260〜1360 nmウィンドウ)を伝送します。デュプレックス(双方向)動作用のWDM(波長分割多重)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、ONTがアドレス指定されたトラフィックのみを受け入れるようにブロードキャストされます。アップストリーム送信は時分割多元接続(TDMA)であり、各ONTが順番に送信します。

TV信号(衛星ヘッドエンドから派生)は、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)ファイバー上で、オプションで1550nm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。

1550nmの波長に変調されたRFCATV信号。これは、ONT内に構築されたDemux機能を介して抽出され、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利用して28dBです。ODNクラスA、B、およびCは、主に「光送信機の電力出力」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は最小の光学的予算を提供し、クラスCは最大を提供しますが、コスト的には両方とも同じ順序です。最大1:64のスプリット比を実現するために、クラスBオプティクスは一般的に商用ベースで展開されます。

以下の点でNGPON1−について説明します。

  • G.987 / G.988XGPON標準は2011年にリリースされました。
  • XGPONを2.5Gbpsアップストリーム/ 10Gbpsダウンストリームで標準化しました。
  • 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。

以下の点でNGPON2−について説明します。

  • 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ていません。

  • WDMPONおよび40GPONに焦点を当てています。