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Fiber to the Home (FTTH) は、光ファイバーを介してユーザーの自宅に信号を直接送信する通信技術です。従来の銅線ケーブル接続と比較して、FTTH はより高い帯域幅、より速い伝送速度、より長い伝送距離を提供します。近年、インターネット アプリケーションの急速な成長と高速ブロードバンドに対する需要の増大により、FTTH がブロードバンド アクセスの主流の選択肢として浮上しています。

FTTH ネットワークは主に、パッシブ オプティカル ネットワーク (PON) とアクティブ オプティカル ネットワーク (AON) の 2 種類のアーキテクチャを利用します。 PON システムは、受動スプリッタを利用して受電機器を必要とせずに光信号を分配しますが、AON システムはスイッチやルータなどのアクティブ デバイスを利用して信号を増幅および分配します。

FTTHネットワークの主な実装方式：PONとAON

FTTH ネットワークは主に、パッシブ オプティカル ネットワーク (PON) とアクティブ オプティカル ネットワーク (AON) の 2 つの実装方法を使用します。これら 2 つのテクノロジーは、ネットワーク アーキテクチャ、主要コンポーネント、アプリケーション シナリオにおいて大きく異なります。

パッシブ光ネットワーク (PON)

パッシブ光ネットワーク (PON) は、増幅器やスイッチなどのアクティブな中間デバイスを必要とせずに動作する光ファイバー ネットワークの一種です。

PON システムでは、光回線端末 (OLT) がサービス プロバイダー側に配置され、光ファイバーを介して複数の光ネットワーク ユニット (ONU) または光ネットワーク 端末 (ONT) に接続します。これらのコンポーネント間の光信号の分配は、パッシブ スプリッターによって管理されます。 PON システムは低コストでメンテナンスが簡単なことで知られており、FTTH ネットワークで広く使用されています。

アクティブ光ネットワーク (AON)

アクティブ オプティカル ネットワーク (AON) は、スイッチやルーターなどのアクティブな中間デバイスに依存して、光信号を増幅および分配します。

AON システムでは、各ユーザーは中央のスイッチまたはルーターへの個別のファイバー接続を備えており、より高い帯域幅とより柔軟な QoS 管理が可能になります。 AON システムの初期設定コストは高く、メンテナンスはより複雑ですが、そのパフォーマンスとサービス品質の利点により、ハイエンド アプリケーションの競争力が高まります。

パッシブ光ネットワーク (PON)

パッシブ オプティカル ネットワーク (PON) は、増幅器やスイッチなどのアクティブな中間デバイスを必要とせずに動作する光ファイバー アクセス ネットワークです。 PON システムのコア コンポーネントはパッシブ スプリッタで、光回線端末 (OLT) から複数の光ネットワーク ユニット (ONU) または光ネットワーク端末 (ONT) に光信号を分配します。アクティブな増幅および転送デバイスがないため、PON システムは構造が単純で、コストが低く、保守が容易です。

PON システムでは、OLT はサービス プロバイダーの中央局に配置され、各ユーザーの ONU へのデータ送信を担当します。光信号は、単一の光ファイバーからの信号を複数のユーザー端末に割り当てるパッシブ スプリッターを使用して分配されます。このポイントツーマルチポイント構造により、ファイバー リソースを効率的に使用できます。

PON システムは通常、データ送信に時分割多元接続 (TDMA) テクノロジーを使用します。ダウンストリーム方向では、OLT はデータを複数のタイムスロットに分割し、それぞれが異なる ONU に割り当てられます。アップストリーム方向では、各 ONU は OLT のスケジュールに従って指定されたタイム スロットでデータを送信し、ネットワーク内のデータ フローを最適化します。

C現在、パッシブ光ネットワーク (PON) テクノロジーにはいくつかの規格があり、最も有名なものは GPON (ギガビット対応 PON) と EPON (イーサネット PON) です。これら 2 つの規格には、技術的特性、アプリケーション シナリオ、パフォーマンス メトリックにおいて大きな違いがあります。

アクティブ光ネットワーク (AON)

アクティブ オプティカル ネットワーク (AON) は、信号の増幅と配信をスイッチやルーターなどのアクティブ デバイスに依存するポイントツーポイントのファイバー アクセス ネットワークです。パッシブ光ネットワーク (PON) とは異なり、AON はアクティブ コンポーネントを使用して光信号を管理および処理し、より高い帯域幅とより柔軟なサービス品質管理を提供します。

AON システムでは、各ユーザーは中央のスイッチまたはルーターへの専用のファイバー接続を持っています。中央デバイスは、すべてのユーザーにデータを配布し、ユーザーからアップロードされたデータを受信する責任があります。このポイントツーポイント トポロジにより、各ユーザーが専用のファイバー帯域幅を利用できるようになり、他のシステムで一般的な帯域幅共有の問題が回避されます。

AON は通常、イーサネット テクノロジーを採用し、データの転送と管理にイーサネット スイッチを利用します。イーサネット技術が成熟し、広く使用されているため、AON システムは互換性が高く、使いやすくなっています。

PON vs AON

ネットワークアーキテクチャ

PON アーキテクチャ：

• ポイントツーマルチポイント：PON は、光回線端末 (OLT) がパッシブ スプリッターを介して複数の光ネットワーク ユニット (ONU) または光ネットワーク端末 (ONT) に光信号を分配するポイントツーマルチポイント アーキテクチャを使用します。
• 受動部品：PONのスプリッタは受動部品であり、電源供給やメンテナンスが不要なため、運用コストやメンテナンスコストが削減されます。
• 一元管理：PON は、すべての管理および制御機能が OLT に集中する集中管理で動作し、ネットワークの管理と構成を簡素化します。

エーオン 建築：

• ポイントからポイントへ：AON は、各ユーザーが中央のスイッチまたはルーターへの独立したファイバー接続を持つポイントツーポイント アーキテクチャを採用しています。
• アクティブコンポーネント：AON はスイッチやルーターなどのアクティブ デバイスに依存して信号を増幅および分配するため、電源供給と定期的なメンテナンスが必要です。
• 分散管理：AON は、ネットワーク管理および制御機能がさまざまなアクティブ デバイスに分散される分散管理を使用し、より高い柔軟性と拡張性を提供します。

帯域幅

• ポン：ポイントツーマルチポイント構造のため、OLTからの総帯域幅を複数のユーザーで共有します。これにより、ピーク時に帯域幅の競合が発生する可能性があります。一般的な GPON システムは 2.5 Gbps のダウンストリーム レートと 1.25 Gbps のアップストリーム レートを提供しますが、EPON システムの対称レートは 1 Gbps です。
• エーオン：AON は各ユーザーに専用のファイバー帯域幅を提供し、より高い伝送速度とより安定したパフォーマンスを提供します。イーサネット AON は、最大 10 Gbps 以上の帯域幅を提供できます。

レイテンシー

• ポン：PON のパッシブ スプリッターは追加の遅延を引き起こしません。ただし、アップストリーム リンクの時分割多元接続 (TDMA) メカニズムでは、複数のユーザー間で帯域幅を共有するため、遅延が発生する可能性があります。
• エーオン：AON のアクティブなデバイスにより処理遅延が発生しますが、各ユーザーには専用の帯域幅があるため、全体的な遅延は低くなり、より安定します。

伝送距離

• ポン：PONにおける伝送距離はパッシブスプリッタの挿入損失により約20kmに制限されます。この距離を延長するにはリピータを追加することが可能ですが、コストと複雑さが増加します。
• エーオン：AON はアクティブ デバイスに依存して信号を増幅および中継し、広範囲のカバレッジ エリアに適したより長い伝送距離を実現します。

料金

• ポン：PON でスプリッタなどの受動コンポーネントを使用することで、初期構築コストと運用コストが削減され、大規模な導入やコスト重視のアプリケーションに適しています。
• エーオン：AON はスイッチやルーターなどのアクティブ デバイスを使用するため、初期構築コストと運用コストが高くなりますが、高帯域幅と高いサービス品質保証が必要なシナリオに適しています。

メンテナンス

• ポン：中間ネットワークにアクティブなデバイスがないため、PON のパッシブコンポーネントはメンテナンスを必要とせず、運用コストとメンテナンスコストを削減します。
• エーオン：AON のアクティブ デバイスは定期的なメンテナンスと電源供給を必要とするため、運用コストとメンテナンス コストが増加しますが、管理の柔軟性とサービス品質の保証が向上します。

応用

ポン：

• 住宅用ブロードバンド アクセス：PONはシンプルな構造、低コスト、メンテナンスが容易なため、大規模な住宅向けブロードバンドアクセスに適しています。
• 中小企業のアクセス：中程度の帯域幅ニーズがある中小企業向けに、PON は費用対効果の高いブロードバンド アクセス ソリューションを提供します。
• 音声、ビデオ、データ サービスの統合：PON は複数のサービス タイプをサポートしており、音声、ビデオ、データの統合が必要なシナリオに適しています。

アオン：

• エンタープライズ ブロードバンド アクセス：AON は、高帯域幅、低遅延、高品質のサービス保証を提供し、高帯域幅と高品質を必要とするエンタープライズ レベルのアプリケーションに適しています。
• データセンター相互接続：AON のポイントツーポイント アーキテクチャと高帯域幅機能により、データセンター間の高速相互接続に最適です。
• 長距離伝送：AON は、アクティブデバイスを介して信号を増幅および中継できるため、長距離、高帯域幅の伝送が必要なシナリオに適しています。