1.PONの基本構造
PON (パッシブ光ネットワーク)
PON は、ポイントツーマルチポイント (P2MP) 構造を使用した単一ファイバー双方向光アクセス ネットワークです。ＰＯＮシステムは、局側の光回線終端装置（ＯＬＴ）、光分配網（ＯＤＮ）、および局側の光回線網装置（ＯＮＵ）から構成され、単心双方向システムである。ダウンストリーム方向 (OLT から ONU) では、OLT によって送信された信号は ODN を介して各 ONU に到達します。アップストリーム方向 (ONU から OLT) では、ONU によって送信された信号は OLT にのみ到達し、他の ONU には到達しません。データの衝突を回避し、ネットワーク効率を向上させるために、アップリンク方向は TDMA 多元接続モードを採用し、各 ONU のデータ送信を管理します。ODN は、OLT と ONU の間に光チャネルを提供します。PON の参考構造を次の図に示します。
PONシステム参照構造体
OLT はネットワーク側にあり、中央局に配置されます。L2 スイッチまたは L3 ルーターとして使用でき、ネットワークの集中とアクセスを提供し、光/電気変換、帯域幅割り当て、各チャネル接続の制御を可能にし、リアルタイムの監視と管理を行います。そしてメンテナンス機能。ONUはユーザー側に設置され、各種電気信号の処理や保守管理を実現し、ユーザー側インターフェースを提供します。OLT と ONU はパッシブ光スプリッターによって接続されており、光スプリッターはダウンリンク データの分配とアップリンク データの集約に使用されます。PON システムは、端末装置のほかに電気コンポーネントを必要としないため、受動的です。
PON は、単一のファイバー上でダウンリンク 1490 nm/アップリンク 1310 nm の波長を組み合わせた波長分割多重 (WDM) テクノロジーを採用しています。アップリンク方向はポイントツーポイントモードであり、ダウンリンク方向はブロードキャストモードである。PON の基本構造を次の図に示します。
PONの基本的なネットワーク構成
ダウンストリーム方向では、OLT はブロードキャスト方式でデータ パケットをすべての ONU に送信します。各パケットには、宛先 ONU 識別子への送信を含むヘッダーが含まれています。データ パケットが ONU に到着すると、ONU の MAC 層はアドレス解決を実行し、それ自体に属するデータ パケットを抽出し、他のデータ パケットを破棄します。
アップリンク方向には時分割多重 (TDM) 技術が使用され、複数の ONU のアップリンク情報が OLT に送信される TDM 情報ストリームを構成します。
2.光回線端末(OLT)
光回線端末（ＯＬＴ）は、サービスネットワークとＯＤＮとの間に光インターフェースを提供する機能を有し、様々なサービスを伝送するための様々な手段を提供する。OLT は内部的にコア層、サービス層、パブリック層で構成されます。サービス層は主にサービス ポートを提供し、複数のサービスをサポートします。コア層は相互接続、多重化、および送信を提供します。パブリック層は電源供給と保守管理機能を提供します。
OLT の存在により、上位層のサービス ネットワークと特定のインターフェイス、ベアラー、ネットワーキング、およびアクセス デバイスのデバイス管理の間の緊密な結合が軽減され、統合された光アクセス ネットワーク管理インターフェイスを提供できます。
OLT の中核機能には、アグリゲーション配信機能と DN アダプテーション機能が含まれます。
OLT サービス インターフェイス機能には、サービス ポート機能、サービス インターフェイス アダプテーション機能、インターフェイス シグナリング処理、およびサービス インターフェイス保護が含まれます。
OLTの共通機能には主にOAM機能と電源供給機能があります。
OLTから発せられる光パワーは主に以下の場所で消費されます。
スプリッター: シャントの数が増えるほど、損失も大きくなります。
l ファイバー: 距離が長くなるほど、損失が大きくなります。
l ONU: 数値が大きいほど、必要な OLT 送信電力も大きくなります。ONU に到達する各電力が受信感度より高く、一定の余裕があることを保証するために、予算は実際の量と地理的分布に基づいている必要があります。
3.光配信ネットワーク
光配信ネットワーク (ODN) は、OLT と ONU の間で光伝送を提供する手段です。その主な機能は、OLT と ONU の間で情報の送信と配信を完了し、ONU と OLT の間にエンドツーエンドの情報送信チャネルを確立することです。
ODN 構成は通常、ポイントツーマルチポイント モードです。つまり、複数の ONU が 1 つの ODN を介して 1 つの OLT に接続され、複数の ONU が OLT と ODN の間の光伝送媒体、および OLT の光電子デバイスを共有できます。 。
(1) ODNの構成
ODN を構成する主な受動コンポーネントは、シングルモード ファイバおよび光ファイバ ケーブル、コネクタ、受動光スプリッタ (OBD)、受動光減衰器、および光ファイバ コネクタです。
(2) ODNのトポロジ構造
ODN ネットワークのトポロジは通常、ポイントツーマルチポイント構造であり、スター、ツリー、バス、リングに分割できます。
ODNネットワーク構造
(3) アクティブ保護とスタンバイ保護の設定
ODN ネットワークのアクティブ/スタンバイ保護設定は、主に、ODN ネットワークによって伝送される光信号に対して 2 つの光伝送チャネルを設定することです。プライマリ チャネルに障害が発生すると、代替チャネルに自動的に切り替わって、光ファイバ、OLT、ONU、伝送ファイバのプライマリおよびバックアップの保護設定を含む光信号を送信できます。
メイン伝送ファイバーとスタンバイ伝送ファイバーは、同じ光ケーブル内に存在することも、異なる光ケーブル上に存在することもできます。メイン光ケーブルとバックアップ光ケーブルを別のパイプラインに設置できるため、保護性能が向上します。
(4) ODNの光伝送特性
ODN の設計機能は、現在予見可能なサービスが大きな変更を加えることなく提供できることを保証するものであり、これはさまざまな受動コンポーネントの特性に大きな影響を与える要件です。ODN の光学特性に直接影響を与える可能性のある要件は次のとおりです。
l 光波長の透過性: さまざまな光受動部品は、送信される光信号の透過性に影響を与えてはなりません。設計された光ネットワークに必要な光信号は透過的に送信される必要があり、これにより将来の WDM システム アプリケーションが提供されます。基礎。
l 可逆性: ODN ネットワークの出力と入力が入れ替わる場合、ODN ネットワークの伝送特性は大きく変化してはなりません。つまり、伝送帯域幅と光損失特性の変化は最小限でなければなりません。これにより、ネットワークの設計が簡素化されます。
l ネットワークパフォーマンスの一貫性: ODN ネットワークは一貫した光信号を維持する必要があります。ODN ネットワークの伝送特性は、OFSAN 全体および通信ネットワーク全体と一致する必要があります。伝送帯域幅と光損失特性は、OFSAN 全体に適している必要があります。
(5) ODN パフォーマンスパラメータ
システム全体の光チャネル損失性能を決定するパラメータは主に以下のとおりです。
l ODN 光チャネル損失: 最小送信パワーと最高受信感度の差。
l 最大許容チャネル損失: 最大送信電力と最高受信感度の差。
l 最小許容チャネル損失: 最小送信電力と最低受信感度 (過負荷点) の差。
(6) ODNの反映
ODN の反射は、ODN を構成するさまざまなコンポーネントのリターン ロスと光チャネル上の反射点に依存します。一般に、すべての離散反射は以下よりも優れている必要があります。−35 dB、ファイバー アクセスの最大離散反射は 35 dB よりも優れている必要があります。−50dB。
4. 光ネットワークユニット (ONU)
光ネットワークユニット（ONU）は、ODNとユーザ機器の間に設置され、ユーザとODN間の光インタフェースおよびユーザ側との電気インタフェースを提供し、各種電気信号の処理や保守管理を実現します。ONUはコア層、サービス層、パブリック層で構成されます。サービス層は主にユーザー ポートを指します。コア層は多重化および光インターフェイスを提供します。パブリック層は電源供給と保守管理を提供します。
5. PONアプリケーションモード
PON のビジネスの透明性は高く、原理的にはあらゆる規格およびレートの信号に適用できます。ポイントツーポイントのアクティブ光ネットワークと比較して、PON テクノロジーは、メンテナンスが簡単、低コスト (ファイバーおよび光インターフェイスの節約)、高い伝送帯域幅、および高いパフォーマンスの価格比を特徴としています。これらの特性により、PON は長期にわたって競争上の優位性を維持できるため、アクセス ネットワークの将来の発展方向として常に考えられてきました。
PON に最も適したアプリケーションは、顧客の末端に近いアクセス ネットワークの部分です。ONU サービスの顧客は、冗長性やバイパス保護の必要性を強調していません。OLT は、生存パフォーマンスが良好なノード (たとえば、ラウンドアバウト保護機能を備えたノード) にセットアップできます。ユーザーが地理的に集中している場所。PON には主に 3 つのアプリケーション モードがあります。
(1) 既存の 2 層アグリゲーション ネットワークを置き換える: 図に示すように、PON は既存のレイヤー 2 スイッチと光トランシーバーを置き換え、LAN のアクセス ネットワークを IP メトロポリタン エリア ネットワークに誘導できます。
PON は既存のレイヤー 2 ネットワークを置き換えます
(2) 関連項のアクセス ケーブルを交換する: PON システムは、以下に示すように、光ケーブルおよび光スイッチング装置の既存の部分を置き換えることができるため、関連項のアクセス ケーブルを節約できます。
PON は光ケーブルにアクセスするために関連セグメントを置き換えます
(3) マルチサービス アクセス モード (FTTH の実装): PON システムは、図に示すように、さまざまな QoS 要件を満たすマルチサービスおよびマルチレート アクセスを提供でき、ユーザーの多様性とビジネス展開の不確実性にも適応できます。次の図:
マルチサービスアクセス