GPON の電力バジェットを計算する方法

2024 年 12 月 17 日

ブライアン

光ネットワークエンジニア

GPONとは何ですか？

GPON (ギガビット対応パッシブ光ネットワーク) は、パッシブ光ネットワーク (PON) ファミリーの重要なブランチです。

以前の EPON と比較すると、GPON はより多くのユーザーをサポートし、最大 20 キロメートルの距離をカバーできます。伝送媒体としてファイバーを使用し、32、64、128、またはそれ以上のエンドユーザーをサポートできる分散アーキテクチャを備えています。

光配信ネットワーク（ODN）によって定義され、 GPON WDM 技術を採用し、単一ファイバーの双方向伝送を義務付けています。実装シナリオには、Fiber to the Home (FTTH)、Fiber to the Curb (FTTC)、Fiber to the Node (FTTN) などがあります。ITU-T G.902 標準は、アクセスネットワークのアーキテクチャと機能のフレームワークを提供します。

ITU-T G.984.x シリーズ標準に基づく GPON は、通常 64 ～ 128 の光スプリッタブランチを可能にし、高帯域幅、長距離伝送をサポートし、低コストでトリプルプレイサービスを提供します。パッシブな性質のため、ネットワークにアクティブデバイスが含まれず、GPON は保守が容易です。

伝送距離と光スプリッタの関係

GPON 設計における重要な要素は、光回線端末 (OLT) とユーザー間の伝送距離であり、これはシステムの最大許容光バジェットに関係します。光バジェットには、コネクタ、スプライス、ファイバー、光スプリッタからの損失が含まれますが、スプリッタ損失が最も重要です。

たとえば、一般的な 1×32 光スプリッタの挿入損失は 17 dB ～ 18 dB です。この比較的高い損失にもかかわらず、スプリッタは不可欠であり、GPON は経済的で簡素化されたネットワークソリューションとなっています。

スプリッタの損失値はタイプ（PLC または FBT など）によって異なります。受動デバイスであるスプリッタは、インストールと使用が簡単です。ただし、スプリッタの分岐数が多いほど、光パワー損失が大きくなります。したがって、GPON 設計者は、分岐数が多いほどスプリッタ損失が増加し、OLT と光ネットワークユニット (ONU) 間の最大達成距離が短くなるため、特定の分岐数を持つスプリッタを選択する合理性を慎重に検討する必要があります。

電力予算の原則

光通信システムにおける電力予算は、電気通信における電圧と電流ではなく、光ファイバーを介した光信号の伝送に関係します。電力予算はシステムのすべてのゲインとロスを考慮し、適切な電力予算によりネットワークの複雑さとメンテナンスの問題を軽減します。

GPON は、OLT、ONU、および接続ファイバーとジョイントで構成されます。したがって、シングルモードファイバー、コネクタ、パッシブ光スプリッタ、パッシブ光減衰器、ジョイントからの損失を考慮する必要があります。電力バジェットの計算が不正確な場合、ネットワークレシーバーに問題が発生する可能性があります。電力が多すぎると検出器が損傷する可能性があり、電力が不十分な場合は検出器が光信号を正しく検知できないか、データ検出中にエラー率が高くなる可能性があります。