FTTH / Fiber to the Home

■ FTTH。Fiber to the Home。

  事業者の端局とユーザ宅との間を
  光ファイバ回線で結ぶインターネット接続サービス。
  通常100Mbpsの通信速度で提供される。

  FTTHの網トポロジには、
  事業者局とユーザ宅を1対1で結ぶSS(Single Star)方式と、
  1本の光ファイバを途中で分岐して複数のユーザをつなぐ
  PON(Passive Optical Network)方式の2種類がある。

■ SS方式。Single Star。

  1芯または2芯の光ファイバを用いて、
  事業者局とユーザ宅を1対1で結ぶ、FTTHの接続形態。
  ユーザは光ファイバとその帯域を1人で占有できる。

  SS方式には、光ファイバを2芯使い、各々で送受信に充てるタイプと、
  WDMを使って1芯だけで送受信を実現するタイプの2種類がある。

■ 2芯型 SS方式。

  1人のユーザに光ファイバを2芯を割り当て、
  それぞれ送信専用の芯線と受信専用の芯線として使用する方法。

  一般に、イーサネット標準の100BASE-FXを適用するので、
  ユーザ宅と事業者局はイーサネットLANで結ばれた形になる。
  100BASE-FXは、シングルモード光ファイバを使用することにより、
  20km程度まで伝送できる。

  ユーザ宅内には、この100BASE-FXと
  ツイストペアケーブルを伝送メディアとする100BASE-TXを
  相互に変換するためのメディアコンバータを置く。
  このメディアコンバータは、比較的安価に調達できる。

■ 1芯型 SS方式。

  1人のユーザに光ファイバ1芯のみを割り当て、
  1芯の光ファイバだけで送受信を同時に行なう方法。

  具体的には、送信信号と受信信号に
  異なる波長（それぞれ1310nmと1550nm）を割り当て、
  光ファイバ1芯でWDM技術により多重して伝送する。

  1芯型に対応するメディアコンバータでは、
  単純に光信号を電気信号に変換する回路だけでなく、
  波長の異なる光信号を多重・分離する機能を備える必要がある。
  このため、2芯型と比較して価格が高い傾向がある。

  なお、この1芯の光伝送方式は、TTC-1000として国内標準になっており、
  このTTC-1000では、疎通テストを行なう保守用フレーム等も規定されている。

■ PON。Passive Optical Network。

  1芯の光ファイバを途中で分岐して、
  複数のユーザで共有するFTTHの接続形態。
  PDS（Passive Double Star）とも言う。

  すなわち、事業者局とユーザ宅を結んでいる光ファイバ(1芯)の途中に
  受動的な分岐装置(スターカプラ)を置き、ここに複数のユーザをつなぎこむ。
  こうして、16〜64のユーザが、光ファイバの帯域を共用することになる。

  PONシステムでは、
  事業者局のセンター装置をOLT(Optical Line Terminal)と呼び、
  ユーザ宅内装置をONU(Optical Network Unit)と呼ぶ。

  このOLTは、ONUの信号送出タイミングをコントロールすることにより、
  上り信号の衝突を防止する高度な機能を持っている。
  すなわち、各ONUへの距離の差を考慮して、送出タイミングを補正する。

  一方、OLTから送出された下り信号はすべてのONUに届くが、
  各ONUが宛先情報を参照して、自分宛てのデータのみを受信する。

  さらにOLTは、各ONUに対してデータの送出量を指示する機能を持っている。
  こうしてONUごとに帯域制御を行なうことが可能である。

  なお、PON方式には、ATM技術を用いるタイプ(B-PON)と、
  イーサネット技術を用いるタイプ(E-PON)の2種類がある。

■ B-PON。Broadband PON。

  ATM技術をベースとしたPON方式。
  光ファイバ部分のデータのやり取りに53バイトのATMセルを使うほか、
  ONUの識別にATMのVPIを使用する。
  ATM-PONとも呼ばれる。

  B-PONの仕様は、当初FSANが勧告草案を提出したもので、
  現在は、ITU-T勧告G.983.1〜4として、標準化されている。

  (1) G.983.1 (1998年10月)
      受動光網に基づいた広帯域光アクセスシステム。

  (2) G.983.2 (2000年4月)
      分岐数：  最大32分岐。
      伝送距離：最大20km。
      使用波長：上り1260〜1360nm、下り1480〜1580nm。
      通信速度：上り155Mbps/622Mbps、下り155Mbps/622Mbps/1.2Gbps。

  (3) G.983.3 (2001年3月)
      従来のB-PONの下り波長帯域内に、
      追加サービス用の波長(1550〜1560nm)を定義し、
      デジタル放送等の多重を可能とした。

■ E-PON。Ethernet over PON。

  Ethernet技術をベースとしたPON方式。
  光ファイバ部分の伝送にMACフレームを用いる。
  また、MACフレームのプリアンブルにID番号を埋め込み、ONUを識別する。

  E-PONは現在、IEEE802.2ah(EFM)の一部として標準化が進んでいる。
  EFMでは、上り下りとも最大1Gbpsの仕様が検討されているため、
  G-PON(Gigabit PON)と呼ばれることもある。

  標準化は完了していないが、
  すでに機器メーカーが独自E-PON方式の製品を開発し、出荷している。
  E-PON製品は、一般にB-PON製品よりも安価である。

■ EFM。Ethernet in the First Mile。

  イーサネットをWANのアクセス回線として使うため、
  IEEE802.3ahタスクフォースが標準化に取り組んでいる仕様。
  EFMA(EFM Association)がこの活動を支援している。

  EFMでは、物理層の仕様を3種類策定している。
  すなわち、メタル回線(電話回線)を使用する10Mbpsの仕様、
  光ファイバー1芯を使用する1Gbpsの仕様、
  光カプラを使って途中で分岐する仕様である。

  (1) EoCopper。Ethernet over Copper。
      メタル回線を使ったPtoP接続方式。
      電話回線上で最大10Mbpsを実現するもの。
      伝送距離は750m以上。

  (2) EoFiber。Ethernet over Fiber。
      1芯の光ファイバで送受信を行なうPtoP接続方式。
      1000BASE-LXや100BASE-FXの仕様を拡張してWDMに対応させたもの。
      伝送速度は最大1Gbps。伝送距離は20km以上。

  (3) E-PON。Ethernet Over PON。
      1芯の光ファイバを
      線路上の光カプラで複数ユーザに分岐する、PtoMP接続方式。
      伝送速度は最大1Gbps。伝送距離は20km以上。

  EFMではさらに、障害監視やバックアップを行なうための
  OAM機能も規定している。

以上。

2004/02/20 pm