オペレーターの機器室では、OLT デバイスのインジケータ ライトがリズミカルに点滅します。一方、20 キロメートル離れた家庭や企業の弱電キャビネット内では、光ファイバー変換、ルーティングとスイッチング、ワイヤレス カバレッジ、音声送信、テレビ信号配信を統合するデバイスが静かに動作し、ギガビット帯域幅を分解して、家族全員が必要とするネットワーク サービスを提供します。{0}
深センのブロードバンド事業者の技術監督者であるエンジニアのリー氏は、毎週数十台のそのようなデバイスを扱っています。白い長方形のデバイスを指して、彼はこう言います。
「今日の光モデムは 5 年前のものとはまったく異なります。以前は、単純な『光-から-電気』への変換ボックスでした。さあ、この 1 つの光ファイバー入力を見てください。-ギガビット有線接続、ワイヤレス Wi-Fi、高解像度テレビ、および 2 本の電話回線を同時に出力しています。1 つのデバイスですべてのアクセス問題が解決されます。」
01 技術融合: 最新の XPON ONU のコア構成
光ファイバー アクセス ネットワークは、単一機能から複数サービスの統合へと大きく変化しています。{0}{1}ファイバー---ホーム（FTTH）導入の初期の頃、ユーザーは光モデム、ルーター、電話ゲートウェイ、テレビ信号コンバータといった一連のデバイスに直面することがよくありました。
これらのデバイスはスペースを占有するだけでなく、設置が複雑になり、潜在的な障害点も増加します。多機能 XPON ONU の登場により、この問題点が解決されました。
XPON は GPON と EPON の総称です。 GPON は、ITU-T G.984 シリーズの規格に基づいており、ダウンストリーム 2.5 Gbps とアップストリーム 1.25 Gbps の非対称伝送機能を提供し、最大 1:128 の分割比と 20 キロメートルのカバレージ半径をサポートします。
このテクノロジーは多機能 ONU に十分な帯域幅の基盤を提供し、高速インターネット、高解像度ビデオ、音声通信などのさまざまなサービスを同時に実行できるようにします。{0}{1}
4 つのギガビット イーサネット ポート、2 つの従来の電話インターフェイス、CATV RF 出力、WiFi5 ワイヤレス機能を備えた統合型 ONU は、「トリプル プレイ」サービスを推進する通信事業者にとって推奨される端末形式となっています。-
02 デバイス仕様の完全な概要: 多機能 XPON ONU のハードウェア ブループリント
このような多機能デバイスがどのように動作するかを理解するには、まずそのハードウェア アーキテクチャとインターフェイス構成を詳しく分析する必要があります。典型的な4GE CATV ポット WiFi5 ONUは、高度に統合されたチップセット ソリューションを採用し、コンパクトなシャーシ内に複数の機能モジュールを収容します。
デバイスの背面パネルには通常、次の主要なインターフェイスが含まれています。波長分割多重 (WDM) テクノロジーを利用した 1 つの SC/APC 光ファイバー入力ポート。 4 つの 10/100/1000M 自動検知イーサネット ポート- 2 つの RJ11 電話インターフェイス。 CATV RF 出力ポート (F- タイプ コネクタ) 1 つ。
内部アーキテクチャの観点から見ると、デバイスのコアは、プロトコル変換、パケット処理、およびシステム管理を担当するメイン制御チップです。 GPON モジュールは、ITU-T G.984.x 標準に準拠して、光-から-への変換とプロトコル処理を処理します。
4 つのギガビット イーサネット ポートはスイッチ チップを介して接続され、VLAN パーティショニング、ポート分離、トラフィック制御などのレイヤー 2 機能をサポートします。音声モジュールは POTS インターフェイスを提供し、SIP または MGCP プロトコルをサポートして IP 音声信号をアナログ電話信号に変換します。
CATV モジュールは、独立した光検出器を介して 1550nm の波長でテレビ信号を受信し、RF 信号として出力する前に増幅およびフィルタリングされます。 WiFi5 モジュールは 802.11ac 標準に基づいており、5GHz 周波数帯域でワイヤレス カバレッジを提供します。
これらのモジュールは連携して動作し、単一のファイバー入力と複数のサービス出力の高度に統合された設計を実現します。{0}{1}{0}
03 帯域幅割り当ての技術: 4 種類のサービスのインテリジェントな伝送メカニズム
多機能 ONU にとっての最大の課題は、さまざまな種類のトラフィックに対するサービス品質を確保するために、限られたアップリンク帯域幅を合理的に割り当てる方法です。ここで、動的帯域幅割り当て (DBA) テクノロジーが活躍します。
GPON システムでは、ダウンストリーム方向はブロードキャスト方式を使用し、OLT によって送信されたデータはすべての ONU によって受信されますが、LLID に一致する ONU のみがそれを処理します。アップストリーム方向では時分割多元接続 (TDMA) が使用され、各 ONU は指定された時間枠でデータを送信します。
多機能 ONU は、トラフィック フローの分類と優先順位のタグ付けを通じて、重要なトラフィックのサービス品質を保証します。通常、デバイスはトラフィックをいくつかの固定優先度レベルに分類します。音声トラフィックが最も優先され、次に CATV ビデオ ストリーム、インターネット データ、最後に管理シグナリングが続きます。
特に帯域幅の割り当てに関しては、アップリンク帯域幅の合計が完全に利用されている場合でも、システムは音声トラフィック用に少なくとも 64Kbps の専用チャネルを予約し、通話がデータ ダウンロードの影響を受けないようにします。ビデオ トラフィックは、マルチキャスト テクノロジーと IGMP スヌーピングを通じて最適化され、同じコンテンツの複数のコピーがアップリンク帯域幅を占有することを回避します。
WiFi5 ワイヤレス モジュールも、有線ネットワークの拡張として、内部スケジューリングの優先原則に従います。 802.11ac 規格の MU- MIMO テクノロジーを使用すると、ONU が複数の無線クライアントに同時にデータを送信できるようになり、無線スペクトルの利用率が向上します。
04 アプリケーションシナリオの探索: 家庭から中小企業までを包括的にカバー
このような多機能 ONU の設計は、一般家庭から中小企業や店舗に至るまで、幅広い用途を考慮して設計されています。
家庭環境では、1 つのデバイスですべてのネットワーク ニーズを満たすことができます。光ファイバー アクセスの後、4 つのギガビット イーサネット ポートをそれぞれスマート TV、ゲーム コンソール、NAS ストレージ、およびコンピューターに接続できます。 WiFi5 ワイヤレス ネットワークは家全体をカバーし、複数のスマートフォンやタブレットをサポートして同時にスムーズなインターネット アクセスを実現します。 CATV 出力は、高解像度テレビ チャンネルを視聴するための TV セットトップ ボックス-に接続します。- 2 つの電話インターフェイスは固定電話と FAX に使用できます。
小規模ビジネスのシナリオでは、デバイスの有線ポートをスイッチ経由で拡張し、より多くのオフィス コンピュータやネットワーク機器に接続できます。 VLAN 機能により、企業はネットワーク領域を部門ごとに分割でき、ポート分離により内部ネットワークのセキュリティが強化されます。
音声機能は企業向けに低コストの社内電話システムを提供します。一方、CATV インターフェースは金融ニュースやモニタリング チャンネルへのアクセスが必要な場所で実用的です。{0} WiFi5 ワイヤレス ネットワークは、オフィス エリア内のモバイル オフィスのニーズをカバーします。
ホテルや学生アパートなどのマルチテナント環境の場合、通信事業者は TR-069 リモート管理プラットフォームを介して多数の ONU を一元的に設定できるため、バッチサービスのアクティブ化と障害診断が可能になり、運用コストとメンテナンス コストが大幅に削減されます。{0}
05 テクノロジー選択の考慮事項: 今日のワイヤレス環境における WiFi5 の位置付け
WiFi6、さらには WiFi7 が徐々に普及するにつれて、多機能 ONU における WiFi5 モジュールの継続的な選択は、実際的な製品の位置付けと市場の考慮事項に基づいています。
WiFi5 は 802.11ac 規格に基づいており、5GHz 周波数帯域に焦点を当てており、256-QAM 変調を通じて最大 3.5 Gbps の理論速度と 160MHz の最大チャネル幅を実現します。ほとんどのホーム アプリケーション シナリオでは、このパフォーマンスですでに十分です。
WiFi6 と比較した WiFi5 の最大の欠点は、OFDMA テクノロジーとアップリンクとダウンリンクの両方の MU- MIMO の包括的なサポートが欠如していることです。つまり、複数のデバイスが同時に接続されている場合、WiFi5 のネットワーク効率と遅延パフォーマンスは WiFi6 よりも劣ります。
WiFi5 を多機能 ONU に統合することは、コスト パフォーマンスのバランスを考慮した選択です。-予算-に敏感な大規模-通信事業者の調達にとって、WiFi5 モジュールの成熟度と費用対効果は依然として魅力的です。-
実際の導入では、このような ONU の無線機能は「基本カバレッジ」として位置付けられることがよくあります。ユーザーのワイヤレス要求が高い場合は、イーサネット ポートを介して、よりプロフェッショナルな WiFi6 またはメッシュ ルーターに接続できます。この多層設計により、ネットワーク アップグレードの柔軟性を維持しながら、端末のコストを制御します。
一部のハイエンド ONU は WiFi6 モジュールの統合を開始していますが、それに応じて価格も高くなっていることに注意してください。{0}将来的に WiFi6 チップのコストが低下するため、より多くの多機能 ONU が無線規格をアップグレードすると予想されます。
光ファイバー アクセスの継続的な普及に伴い、この多機能 XPON ONU はオペレータ端末機器の形態を静かに再形成しています。通信事業者の倉庫では、さまざまなモデルの光モデムが整然と積み重ねられている一方、4GE、CATV、POTS、WiFi5 を組み合わせた統合デバイスが占めるスペースはますます大きくなっています。
これらのデバイスはテクノロジーの結晶であるだけでなく、ビジネス戦略を具体化したものでもあります。-事業者は 1 つの端末を通じてユーザーに複数のサービスを提供し、ユーザーはワンストップ ソリューションの利便性を享受します。{1}}
