GPON SFP ガイド: OLT 対 ONU、B+ 対 C+

GPON SFP は、別のラベルが付いた標準のファイバー トランシーバーではありません。これはギガビット パッシブ光ネットワーク システム用に特別に構築された光モジュールであり、プロバイダー側​​の OLT がパッシブ スプリッターを介して共有ファイバー上で複数の ONU または ONT と通信します。 FTTH 展開用の GPON 光モジュールを比較する場合、ベンダー混合ネットワークで光モジュールを交換する場合、または OLT が特定の SFP を拒否する理由を理解しようとする場合、重要な要素はネットワークの役割、光クラス、波長計画、プラットフォームの互換性です。-

GPON SFP とは何ですか?

GPON SFP は、小規模なフォームファクタのプラガブル トランシーバです。{0}ITU-T G.984 標準シリーズ。ホストデバイスからの電気信号を光信号に変換して伝送します。シングルモード ファイバー-、その逆も同様です。

GPON ネットワークは、FTTH (自宅までのファイバー)、FTTB (建物までのファイバー)、FTTC (縁石までのファイバー)、キャンパスのパッシブ光 LAN 展開など、さまざまなファイバー アクセス シナリオに対応します。いずれの場合も、アーキテクチャは単純なポイントツーポイントのイーサネット リンクではなく、ポイントツー-のモデルに従います。-これらのネットワークがどのように構成されているかについて詳しくは、ガイドを参照してください。FTTHネットワークを構築する方法.

動作する GPON システムには 3 つの主要な要素があります。サービス プロバイダーの電話局にある OLT (光回線端末)、1 つ以上の要素です。パッシブ光スプリッタ分散ネットワークでは ONU (光ネットワーク ユニット) または各加入者の場所にある ONT (光ネットワーク ターミナル) に接続されます。 OLT に搭載されている SFP モジュールは、ONU に搭載されている SFP モジュールとは根本的に異なります。そのため、適切なモジュールを選択するには、そのモジュールが果たすべき役割を理解することから始まります。

GPON 送信の仕組み

GPON システムでは、単一の OLT ポートが一度に多くの加入者にサービスを提供します。 OLT はダウンストリーム データを 2.488 Gbps で送信し、パッシブ スプリッターが接続されているすべての ONU に分配します。次に、各 ONU は信号の衝突を避けるために時分割多元接続 (TDMA) を通じて調整され、アップストリーム トラフィックを 1.244 Gbps で OLT に送り返します。-

この双方向通信は、波長分割多重を使用した単一のファイバ ストランド上で行われます。1490 nm は OLT から ONU までダウンストリーム信号を伝送し、1310 nm は ONU から OLT までアップストリーム信号を伝送します。これらの波長の割り当ては次のように定義されています。Cisco の GPON SFP データシートITU-T G.984.2 物理層仕様に準拠しています。

光信号は 32 または 64 のパスにわたる分割に耐え、最大 20 km まで伝送する必要があるため、GPON SFP モジュールは、標準のイーサネット トランシーバーよりも厳しい送信電力、受信感度、および光バジェット仕様で設計されています。これが、GPON SFP が通常の BiDi SFP モジュールを単純に置き換えることができない根本的な理由です。
 

GPON OLT SFP 対 GPON ONU/ONT SFP

GPON SFP モジュールは、ネットワークのどちら側でサービスを提供するかに基づいて、2 つの異なるカテゴリに分類されます。これを間違えることは、GPON の展開において最も一般的な順序の間違いです。

GPON OLT SFP

プロバイダ{0}}側の OLT シャーシに取り付けられたこのモジュールは、1490 nm でダウンストリームを送信し、1310 nm でアップストリームを受信します。さまざまな距離と電力レベルで複数の ONU からのバースト モード受信を処理する必要があります。-。 OLT SFP は通常、光クラスに応じて、送信に DFB (分散フィードバック) レーザーを使用し、受信に APD (アバランシェ フォトダイオード) または PIN フォトダイオードを使用します。

GPON ONU/ONT SFP

加入者側にインストールされるこのモジュールは、逆の処理を行います。OLT から 1490 nm のダウンストリーム信号を受信し、1310 nm でアップストリームに送信します。 ONU- 側モジュールは 1 つの OLT とのみ通信するため、バースト モードの処理がより簡単になります。- ただし、導入されたクラスの光パワーと感度の要件を満たしている必要があります。

交換できない理由

両方のモジュールが同じ SFP フォーム ファクタと SC コネクタを共有している場合でも、反対の光方向で動作し、GPON システムで異なるプロトコルの役割を果たします。 ISP- 管理の展開では、OLT モジュールはベンダー固有の EEPROM コーディングを必要とすることがよくあります。{2}一方、ONU モジュールは OLT ファームウェアのホワイトリスト制限の対象となる場合があります。一方を他方に交換しても機能せず、OLT がモジュールを完全に認識できなくなる可能性があります。
 

クラス B+ とクラス C+ GPON SFP: どの光クラスが必要ですか?

光クラスは、OLT と ONU の間でリンクが許容できる信号損失の量を決定します。 GPON では、クラス B+ とクラス C+ が最も一般的に導入されている 2 つのクラスであり、両方とも ITU-T G.984.2 で定義されています。

実際の違いは、送信電力と受信機の感度になります。クラス B+ モジュールは、約 28 dB の光バジェットを提供します。クラス C+ モジュールは、これを約 32 dB まで拡張します。この追加の 4 dB のマージンは重要です。これは、1:32 のスプリット比を確実に提供するか、1:64 のスプリットをサポートするかの違い、またはより高い損失条件で 15 km に到達するか 20 km に到達するかの違いを意味する可能性があります。

実際のネットワークでこれらの損失がどのように加算されるかを理解するには、次のことを知ることが役立ちます。ファイバーネットワークにおける挿入損失スプリッター、コネクタ、ケーブル配線全体に蓄積されます。
 

値は、ITU-T G.984.2 Annex A に準拠した一般的なベンダー実装を表しています。正確なパラメータはメーカーによって異なります。ソース：Cisco GPON SFP データシート.

クラス B+ を選択する場合

クラス B+ は、ほとんどの GPON 展開の標準オプションです。 ODN 設計で 1:32 の分割比を使用し、ファイバ距離が中程度 (15 km 未満) で、典型的なコネクタおよびスプライス損失がある場合、B+ はリンク バジェットを無理なくカバーし、モジュールあたりのコストを低く抑えることができます。

クラス C+ を選択する場合

ネットワークで 1:64 の分割比が必要な場合、ファイバの配線が 15 km を超えて接続損失やコネクタ損失の蓄積が多い場合、または通信事業者のエンジニアリング ルールで追加の光マージンが義務付けられている場合は、クラス C+ を選択してください。単一の OLT ポートで長距離に分散した加入者をカバーする必要がある地方の FTTH 導入では、多くの場合、C+ がデフォルトの仕様になります。

ネットワークが必要ない場合に C+ を選択すると、メリットはなくコストが追加されます。逆に、B+ を高損失 ODN にデプロイすると、トラブルシューティングに費用がかかる限界または障害のあるリンクが発生する可能性があります。-正しい選択は常に、より高い仕様を優先するという一般的な好みからではなく、リンク バジェットの計算から始まります。

GPON SFP と従来の BiDi SFP の比較

主にイーサネット スイッチングを扱う多くのエンジニアは、GPON SFP が標準を置き換えることができるかどうかを尋ねます。BiDiトランシーバーまたはその逆。簡単に言うと「ノー」です。その理由は次のとおりです。

従来の BiDi SFP は、ポイントツーポイント イーサネット リンク用に設計されています。{0}{1}もう一方の端で 1 つの対応するモジュールとペアになり、標準のイーサネット フレームを伝送します。 GPON SFP は、ポイントツー-マルチポイント アクセス アーキテクチャ内で動作します。このアーキテクチャでは、1 つの OLT ポートが、ネイティブ イーサネットではなく GPON カプセル化（GEM フレーミング）を使用し、パッシブ スプリッタを介して数十の ONU と通信します。 OLT- 側のモジュールは、バースト モード受信、TDMA タイミング、さまざまな距離にある ONU 間の電力平準化をサポートする必要があります -。標準の BiDi SFP はこれらのどれも処理できるように構築されていません。

物理コネクタの互換性は、プロトコルの互換性を意味するものではありません。汎用 BiDi SFP を OLT PON ポートに挿入しても GPON リンクは確立されず、標準のイーサネット スイッチ ポートに配置された GPON SFP はイーサネット トランシーバーとして機能しません。 SFP モジュール タイプの広範な比較と、それらをさまざまなネットワークの役割に適合させる方法については、ガイドを参照してください。SFP と SFP+.

GPON SFP モジュールが展開される場所

GPON SFP モジュールは、GPON{0}} ベースのアクセス ネットワークがファイバー経由でブロードバンド サービスを提供するあらゆる場所で使用されます。最も一般的な展開シナリオには次のものがあります。

ISP FTTH の展開。最大規模のユースケース。地域 ISP または全国通信事業者は、中央局に OLT 機器を設置し、配布ポイントで PLC スプリッタを使用してアクセス ネットワークを介してシングルモード ファイバを実行し、加入者 ONT でサービスを終了します。- OLT- 側の GPON SFP は一括購入され、通信事業者の OLT プラットフォームのコーディング要件に一致する必要があります。

MDU とアパートメントのブロードバンド。複数の住戸を導入する場合、1:32 スプリッタを備えた単一の OLT ポートで集合住宅全体にサービスを提供できます。-ファイバの距離が短く、接続数が少ないため、通常はクラス B+ で十分です。

キャンパスおよび企業のパッシブ光 LAN。一部の企業や大学では、従来の銅線{0}ベースの LAN インフラストラクチャを GPON- ベースのパッシブ光 LAN に置き換えています。これらの導入では、OLT がメイン通信室に設置され、各フロアまたはゾーンのスイッチの代わりに ONT が配置されます。

地方および準都市部の FTTH。-農村地域でのファイバの延長と分割比の向上には、多くの場合、クラス C+ OLT モジュールが必要です。これらのネットワークは、最も近いスプリッタ キャビネットから数キロメートル離れた範囲に広がる加入者にサービスを提供する場合があります。

適切な GPON SFP を選択する方法: 実践的なチェックリスト

GPON 光モジュールの選択は、明確な決定順序に従う必要があります。いずれかの手順をスキップすると、ポートに物理的に適合してもネットワーク内で機能しないモジュールを注文する危険があります。

ステップ 1: ネットワークの役割を確認する

モジュールがOLT側用かONU/ONT側用かを決定します。これは最初で最も重要なフィルターです。プロバイダ所有の OLT シャーシの光ファイバーを交換する場合は、OLT SFP が必要です。{2}加入者側の機器をプロビジョニングする場合は、ONU/ONT モジュールが必要です。{4}

ステップ 2: 必要な光クラスを確認する

ODN のリンク バジェットの計算を参照してください。ファイバの減衰 (通常、1310 nm で 0.35 dB/km)、スプリッタの挿入損失、コネクタの損失、および接続損失による損失を合計します。合計が 28 dB 以内であれば、クラス B+ で十分です。 28 dB に近づくか超える場合は、クラス C を指定します+. この計算の実際的なチュートリアルについては、次のとおりです。GPON 電力バジェット計算に関する APNIC のガイド有用な参考資料を提供します。

ステップ 3: 波長とデータ レートを確認する

標準 GPON はダウンストリーム 1490 nm とアップストリーム 1310 nm を使用し、ダウンストリーム 2.488 Gbps とアップストリーム 1.244 Gbps を実現します。これらがシステム要件と一致していることを確認してください。一部の通信事業者は、完全に異なる波長を使用する XGS- PON (10G 対称) に移行しています。

ステップ 4: プラットフォームの互換性を確認する

多くの注文が失敗するのはここです。 Huawei、ZTE、Nokia、Calix などの主要な OLT ベンダーは、ファームウェア- レベルのモジュール検証を実装していることがよくあります。 OLT は、すべての光学仕様を満たしているが、EEPROM 内に正しいベンダー コーディングが欠けている SFP を拒否する場合があります。購入する前に、モジュールのサプライヤーが特定の OLT モデルとファームウェアのバージョンに一致するコーディングを提供できることを確認してください。

ステップ 5: コネクタと環境要件を確認する

ほとんどの GPON OLT SFP は、SC/UPC (青) コネクタ インターフェイスを使用します。 SC/UPC 用に設計されたポートでは SC/APC (緑) コネクタを使用しないでください。- 斜めの研磨によりエア ギャップが生じ、リターン ロスが増加し、レーザーに損傷を与える可能性があります。また、モジュールの動作温度範囲が設置環境と一致していることを確認してください。通常、中央オフィスの機器には 0 度から 70 度の商用範囲が必要ですが、屋外または制御されていないエンクロージャには産業用定格モジュールが必要な場合があります。-さらに詳しく光ファイバーコネクタの種類およびそれらを一致させる方法については、コネクタ ガイドを参照してください。
 

よくある質問

GPON SFP は通常のイーサネット SFP ポートで動作できますか?

いいえ、GPON SFP は、GPON プロトコル スタック (GEM フレーミング、TDMA、動的帯域幅割り当て) を実行する GPON OLT または ONU ポート用に設計されています。標準のイーサネット スイッチ ポートに挿入しても、動作するリンクは確立されません。プロトコル、タイミングメカニズム、カプセル化はまったく異なります。

OLT と ONU GPON SFP モジュールは交換可能ですか?

そうではありません。 OLT モジュールと ONU モジュールは反対の波長方向で動作し、異なるプロトコルの役割を果たします。 OLT SFP は 1490 nm で送信し、1310 nm で受信します。 ONU SFP はその逆を行います。波長を超えて、OLT モジュールは複数の ONU からのバースト- モード受信を処理しますが、ONU モジュールはそのように設計されていません。

GPON SFP を購入する前に確認すべきことは何ですか?

上記の 5 つのステップのチェックリストから始めます。ネットワークの役割（OLT または ONU）、光クラス（リンク バジェットに基づく B+ または C+）、波長とデータ レート、プラットフォームの互換性（ベンダー コーディング）、コネクタのタイプと環境要件です。特定の OLT モデルおよびファームウェアとの互換性は、最も見落とされがちな要素です。

クラス C+ OLT モジュールはクラス B+ ONU と連携できますか?

ほとんどの場合、そうです。 GPON は、ONU レシーバーの光パワーが許容範囲内にある限り、上位クラスの OLT モジュールが下位クラスの ONU と連携できるように設計されています。-ただし、ONU が OLT に非常に近い (500 メートル未満) 場合、より強い C+ 信号によって ONU 受信機が飽和する可能性があります。そのシナリオでは、インライン光減衰器が必要になる場合があります。

間違った光学クラスを選択するとどうなりますか?

モジュールの光バジェットがリンクに対して低すぎる場合、ODN の遠端の加入者は断続的な接続、高いビット エラー レート、または完全な信号損失を経験します。減衰なしの短距離導入に対して予算が高すぎる場合、受信機が飽和して同様のエラーが発生する可能性があります。-いずれの場合も、問題はランダムな ONU ドロップアウトとして現れることが多く、DDM 経由で光パワー レベルをチェックしないと診断が困難です。

結論

GPON SFP は、GPON アクセス アーキテクチャ - に属するロール固有の光トランシーバーであり、SFP ポートに挿入できる汎用のファイバー モジュールではありません。{0}適切なものを選択するということは、ネットワークの実際の要件から始めることを意味します。つまり、OLT と ONU の役割、実際のリンク バジェットの計算に基づくクラス B+ と C+、検証されたプラットフォームの互換性、正しいコネクタ インターフェイスです。これらの手順をスキップすると、見た目は正しくても現場で失敗するモジュールを注文する危険があります。

関連トピックの詳細については、次のガイドを参照してください。シングルモード SFP とマルチモード SFP の比較-そしてトランシーバーとトランスポンダーの違い.