EPON は、光ファイバー トランスポート ネットワークに基づく長距離イーサネット アクセス テクノロジーです。 EPON はポイントツーマルチポイント アーキテクチャを採用しており、単一のファイバがアップストリームとダウンストリームのデータ信号を伝送し、1:N スプリッタの後、光信号が N チャネルに分割され、複数のアクセス ポイントまたは光ブランチでアクセス ユーザーをカバーします。
エポン ネットワークアーキテクチャ
エポン 誤解を招く意図ではなく、伝統的に GEPON とも呼ばれます。 業界の初期の EPON デバイスは FE (ファスト イーサネット) バスに基づいていました。 しかし、GE(Gigabit Ethernet)バスをベースとしたEPONデバイスが登場してからは、区別するためにGEPONと呼ばれるようになりました。 現在、業界の EPON デバイスの大部分は基本的に GE バスに基づいています。 現在では一般的にEPONと呼ばれています。
一般的な EPON システムは OLT、ONU、ODN で構成され、EPON のネットワーク構造を図 1 に示します。
OLT は中央のサーバー ルームに配置され、L2 スイッチまたは L3 ルーティング スイッチとみなすことができます。 ダウンストリーム方向では、OLT はパッシブ光ネットワーク (ODN) に光ファイバー インターフェイスを提供します。 上流方向では、OLT は GE の光/電気インターフェースを提供し、将来的には 10Gbit/s イーサネット技術標準が完成すると、OLT は同様の高速インターフェースもサポートする予定です。 マルチサービス アクセスを提供するために、OLT は E1 および OC3 インターフェイスをサポートして、従来の音声アクセスまたは回線トランキング サービスを実現することもできます。
EPON ネットワーク管理に関しては、OLT は OAMP エージェントを内蔵したメイン コントロール センターとして機能し、制御下にある ONU 端末デバイスを管理し、ネットワーク管理の XNUMX つの機能を実行できます。 また、ユーザーを効果的に分離することもできます。
ODN は、パッシブ光ファイバ スプリッタと光ファイバで構成される光配信ネットワークです。 パッシブ光ファイバ スプリッタは、OLT と ONU を接続するパッシブ デバイスであり、その機能はダウンストリーム データの分散とアップストリーム データの集中化です。 パッシブ スプリッターの導入は柔軟性が高く、パッシブな性質があるため、ほぼすべての環境に適応できます。 一般的なパッシブ光ファイバ スプリッタの分割比は 1:2、1:4、1:8、1:16、1:32、1:64 などです。通常、XNUMX レベルの分割を使用することをお勧めします。 、分割レベルは XNUMX つまでです。
ＯＮＵは、加入者宅内に設置される端末装置である。 EPON の ONU は、イーサネット プロトコルを利用して、コスト効率の高いイーサネット レイヤ 2 スイッチング機能を実現します。 イーサネット プロトコルを採用することにより、ある ONU から別の ONU へのユーザー データの透過的な送信を実現するために、通信プロセス中にプロトコル変換を行う必要がなくなりました。 さらに、OLT と ONU の間では暗号化プロトコルが使用され、ユーザー データのセキュリティが確保されます。
EPON ベースの FTTH の利点は、端局から最大 20 km (分割比 1:32) までをカバーし、各光アクセス ポイントを ODN 経由で接続する強力なカバレッジ機能にあります。 従来の光アクセス ネットワークでは、光ファイバーの延長範囲は通常、ネットワーク アクセス ポイントに限定されます。 家庭向けファイバーを実現するには、アクセス ポイントに多数の高価な光ポート アクセス レイヤ スイッチを構成する必要があります。 パッシブ光ネットワーク技術、特に現在の EPON 技術の出現と成熟により、光ファイバーをユーザーの末端に直接届けるための経済的に実行可能なソリューションが提供され、FTTH が効率的なアクセス方法になりました。 EPON ベースの FTTX ソリューションでは、建物への光ファイバー ケーブルの導入、コミュニティでの OLT 計画、ODN 導入、屋内ユーザー端末 (OUN) へのファイバー接続を解決することが重要になっています。
EPONの上流・下流技術
EPON は、OLT と ONU の間に 1.25 本のファイバーを使用して対称の 1 Gbps 帯域幅を提供しますが、物理インターフェイスの制限により、実際にはデータ、音声、ビデオ サービスの送信に XNUMX Gbps の帯域幅を提供します。 EPON はシングルコア ファイバー上で波長分割多重技術を採用しており、アップストリームとダウンストリームのデータ ストリームを異なる周波数帯域で送信できます。 その中で、
ダウンリンク 1490nm ;
アップリンク 1310nm ;
CATV では 1550nm はオプションです。
ダウンリンク データ ストリームはブロードキャストされ、OLT はユニキャスト レプリケーションを通じて 802.3 形式のイーサネット フレーム データ ストリームをすべての ONU にプッシュします。 ONU は、イーサネット フレーム ヘッダーで OLT によって割り当てられた LLID (Logical Link ID) を判断して、フレームを受信するかどうかを決定します。 彼らは自分に属するデータ フレームを受信し、そうでないデータ フレームを破棄します。 これを図 2 に示します。
アップリンク データ ストリームには、アップリンク時間を複数のタイム スロットに分割する時分割多元接続 (TDMA) 技術が採用されています。各 ONU に割り当てられた帯域幅とサービスの優先順位に基づいて、異なるタイム スロットがそれぞれのアップリンク データ ストリームに割り当てられます。 各タイム スロットで、3 つの ONU のアップリンク データ ストリームだけがファイバを介して送信されます。 OLT と ONU 間のネゴシエーションを通じて、異なる ONU からのアップリンク データ ストリーム間の競合が回避され、データ損失が発生しないことが保証されます。 図 XNUMX に示すように。
EPONとADSLの比較
数年間にわたる精力的な開発を経て、ADSL は中国の固定ネットワーク事業者にとって最も人気のあるブロードバンド アクセス方式になりました。 ADSL はブロードバンド データを送信することにより、固定ネットワーク事業者の銅線リソースを最大限に活用するため、チャイナ テレコムやチャイナ ネットコムなどのブロードバンド アクセスの初期段階の事業者にとって最良の選択肢の XNUMX つとなっています。
ADSL/ADSL2+ サービスは、1Mbps 未満の制限されたアップリンク帯域幅と最大 26Mbps の最大ダウンリンク帯域幅を備えた非対称伝送ブロードバンド アクセス テクノロジーです。 実際の商用利用では、カバーできる距離は 3 km 以内で、一般に 512Kbps ～ 2Mbps の範囲のダウンリンク帯域幅を提供し、主に公衆インターネット アクセスに適用されます。
しかし、さまざまな新しいサービス、特にビデオ サービスの台頭により、ユーザーの帯域幅要件が増加しています。 ブログ、オンライン ゲーム、インスタント メッセージング、ブロードバンド電話、ビデオ電話、個人のフォト アルバム共有などのアプリケーションの急速な成長により、ユーザーからのアップリンク帯域幅に対する需要が増加しています。
China Telecom と China Netcom のブロードバンド ネットワーク計画では、将来の個人ユーザーの双方向帯域幅は 10M ～ 20M に達すると予想されています。 ADSL の帯域幅は伝送距離によって厳密に制限されており、より高い帯域幅は短距離でのみ実現できます。「ファイバーから銅線へ」の変換を行って ADSL のカバレッジを短縮したとしても、帯域幅要件を満たすことができるのは、ある程度、一定期間。 「ファイバーから銅線へ」の変換と ADSL のカバレッジ エリアの縮小後でも、一定期間内かつある程度の帯域幅要件しか満たせません。
ファイバーベースのアクセス ネットワークの帯域幅は、理論的には無限に拡張可能です。 したがって、EPON テクノロジーの成熟に伴い、その高帯域幅と長距離カバレージにより、EPON は ADSL テクノロジーに代わる技術開発の必然的な選択肢となっています。
EPONはADSLに比べて、初期設備費や光ファイバー敷設費などの初期構築費用が高くなります。 ただし、ネットワーク接続にパッシブ光ネットワーク技術を使用しているため、ファイバーベースの PON 技術は、ADSL や銅線に比べて運用コストとメンテナンスコストが大幅に低くなります。
運用後および保守コストの削減により、より高い帯域幅とより長距離のサービス カバレッジを提供できるため、追加の新しいサービスの提供が可能になり、より多くのビジネス収益がもたらされ、設備や回線のコストへの投資を相対的に相殺できます。 光ファイバーのコストはすでに低く、FTTX は急速な成長期に入っており、建設中に機器のコストは下がり続けるでしょう。 したがって、EPON を導入することで、通信事業者はブロードバンド アクセスを含むあらゆるサービスの競争力を強化することができ、それによって加入者リソースが安定し、さらには失われた加入者を取り戻すことができ、これにより事業者により多くの事業収益がもたらされ、長期的には利益を得ることができます。
EPONの技術的優位性
EPON テクノロジーの成熟に伴い、業界の主流通信事業者は、FTTX アプリケーションを開始するために EPON システムの大規模な展開を開始しています。 これをベースにトリプルプレイ（音声、データ、映像サービスを提供するトリプルプレイ）の実現を目指し、トリプルプレイアクセスプラットフォームを構築する。
2004 年以来、EPON テクノロジーは日本、韓国、米国、欧州などの成熟した FTTH 市場に広く導入され、IPTV ビジネスの繁栄をさらに推進しています。 中国市場では、EPON 製品が試験的に導入され、すべての省で市販されています。
EPON テクノロジーは、波長分割多重 (WDM) テクノロジーを使用して 1 本のファイバー上で対称的な 20 Gbps 帯域幅を実現し、顧客セグメントに近接したダウンストリーム分割を可能にし、バックボーン ファイバー リソースを大幅に節約します。 EPON システムのもう 1 つの利点は、その強力なカバレッジ機能であり、32:10 の分割比で最大 1 km、64:1 の分割比で 32 km の最大カバレッジを実現します。 これにより、信頼性の高い機器の収束が保証されます。 30:XNUMX の分割比では、各 ONU ユーザーの平均帯域幅は XNUMXM 以上に達し、ビデオ サービスに十分な帯域幅が保証されます。
EPON システムでパッシブ光スプリッタを使用すると、サーバー ルームや電源パッケージの節約などのメンテナンス リソースが大幅に節約され、FTTX ネットワークの全体的な構築コストとメンテナンス コストが削減されます。 近年の光ファイバーのコスト低下は、FTTX 導入におけるケーブル インフラストラクチャのコスト削減に貢献しています。
現在、事業者が提供するブロードバンドアクセスサービスは主にADSLアクセスとLANアクセスのXNUMX種類です。 さらに、帯域幅の需要の増大に伴い、VDSL も徐々に選択肢になりつつあります。 ケーブル モデムや電力線アクセスなどの他のアクセス方法は、業界のリソースの制約により市場シェアが限られています。
