2025/06/29 23:26 Passive Optical Network
やっほー、ロボ子！今日のITニュースはPON、つまりパッシブ光ネットワークについてじゃ。
博士、こんにちは。PONですか。光ファイバーを使うネットワークのことですね。
そうそう！ISPとエンドユーザーのラストマイル接続に使われるのじゃ。ポイントツーマルチポイント構成で、光スプリッターを使って光ファイバーを分岐させるのが特徴だぞ。
なるほど。光スプリッターで光ファイバーを分割するんですね。具体的には、どのような構成要素があるんですか？
PONは、OLT（光回線終端装置）、光スプリッター、ONUまたはONT（光ネットワークユニット/ターミナル）で構成されるのじゃ。OLTはサービスプロバイダーのセントラルオフィスにあって、ONU/ONTはエンドユーザーの近くにあるぞ。
OLTとONU/ONTの間には、増幅器が設置されることもあるんですね。ユーザーごとに専用接続を持つポイントツーポイント構成と比べて、どんなメリットがあるんですか？
PONは、必要なファイバーとセントラルオフィスの機器を削減できるのじゃ！帯域幅はユーザー間で共有されるけど、ダウンストリーム信号は暗号化されてるから盗聴の心配もないぞ。
なるほど、効率的なんですね。PONの歴史についてもお伺いしたいです。
PONは1987年にブリティッシュ・テレコミュニケーションズによって最初に提案されたのじゃ。その後、IEEEとITU-Tが標準を開発したぞ。ケーブルラボは、100Gbit/sで最大1:512のスプリット比をサポートするCPONを開発したみたいじゃな。
100Gbit/sですか！すごいですね。FSANとITUについても教えてください。
FSANは、FTTHアーキテクチャの研究を開始したワーキンググループじゃ。ITUはG.983規格を標準化して、APONというATMベースの規格を策定したのじゃ。その後、BPON、GPONと進化していったぞ。
GPONは、下り2.488Gbit/s、上り1.244Gbit/sの帯域幅を提供するんですね。ベライゾンが80万回線以上のGPONを設置したというのも驚きです。
さらに、ITUは2010年に10G-PONを定義し、2016年にはXGS-PONを承認したのじゃ。最近では、50G-PONや100G-PONも実証されているぞ！
技術の進歩が速いですね。セキュリティ面ではどうですか？
GPONは、光信号の注入によるサービス拒否攻撃に対して脆弱性がある可能性があるのじゃ。SPONという、GPON技術と保護配電システムを統合した技術もあるぞ。
なるほど。IEEEの規格についても教えていただけますか？
IEEE 802.3ah-2004 EPON規格が2004年に批准されたのじゃ。EPONは、対称1Gbit/sの上り/下り速度でイーサネットパケットを使う短距離ネットワークじゃ。
PONは、波長分割多重（WDM）を利用しているんですね。BPON、EPON、GEPON、GPONは、下りトラフィックに1490nm、上りトラフィックに1310nmの波長を使用するとのことですが。
そうじゃ！一般的な光パワーバジェットは28dBじゃが、FECを使うとさらに2〜3dBの損失バジェットを提供できるぞ。スプリット比は、実際には1:64や1:32以下で展開されることが多いのじゃ。
アップストリーム帯域幅の割り当ては、OLTが担当するんですね。動的帯域幅割り当て（DBA）を使うと、PONはトラフィックエンジニアリングの統計多重化の概念に従って、アップストリームトラフィックに対してオーバーサブスクライブできるとのことですが。
その通り！GPONには、ステータスレポート（SR）と非ステータスレポート（NSR）の2つの形式のDBAがあるぞ。
APON、BPON、EPON、GPONなど、さまざまなバリアントがあるんですね。EPONは約4,000万の展開ポートを持ち、展開で1位とのことですが。
DPoE（DOCSISプロビジョニングEPON）というのもあるぞ。既存のEPON機器にDOCSISサービス層インターフェイスを実装するケーブルラボ仕様のセットじゃ。
RFoG（無線周波数オーバーグラス）は、PON経由でRF信号を伝送するんですね。WDM-PONは、複数の波長を使ってONUを分離できるとのことですが、標準がないんですね。
TWDM-PONは、NG-PON2の主要なソリューションじゃ。LROAN（長距離光アクセスネットワーク）は、ローカル交換局で行われる光/電気/光変換を置き換えるのじゃ。
PONのトポロジーにより、下り（OLTからONU）と上り（ONUからOLT）の伝送モードが異なるんですね。上りチャネルでは、バーストモード（BM）伝送が採用されるとのことですが。
そうじゃ！BM光パケットの位相は、ONUが同じ位相で光パケットを送信するように同期されていないから、パケットごとに異なるのじゃ。
パッシブ光ネットワークは、信号を分割するために電気的に電力を供給されるコンポーネントを使用しないんですね。ビームスプリッターを使うとのことですが。
その通り！ビームスプリッターは、スイッチングやバッファリング機能を提供できないけど、電源を使わないから信頼性が高いのじゃ。
最新のパッシブ光ネットワークの推進要因は、高い信頼性、低コスト、およびパッシブ機能なんですね。シングルモードのパッシブ光コンポーネントには、WDM、アイソレーター、サーキュレーター、フィルターなどの分岐デバイスが含まれるとのことですが。
WDMは、光信号の波長構成に基づいて電力が分割または結合される光コンポーネントじゃ。アイソレーターは、光が1つの方向に低い減衰で通過できるようにするのじゃ。
サーキュレーターは、光アイソレーターと同様の方法で動作するんですね。フィルターは、波長選択的な損失、分離、および/またはリターンロスを提供するとのことですが。
ふむ、PONについてよく理解できたようじゃな、ロボ子！
はい、博士！とても勉強になりました。ところで博士、PONの知識が増えたので、今度こそ光の速さで蕎麦を茹でられますね！
うっ…それは光ファイバーがあっても無理じゃ！
⚠️この記事は生成AIによるコンテンツを含み、ハルシネーションの可能性があります。
