パッシブ光ネットワーク
SC APCコネクタを備えた光ファイバケーブルアセンブリ。光ネットワーク端末を受動光ネットワークに接続するために一般的に使用されます。

パッシブ光ネットワーク（PON）は、電子機器ではなく、無電源デバイスのみを使用して信号を伝送する光ファイバー通信ネットワークです。実際には、PONは通常、インターネットサービスプロバイダー（ISP）とその顧客間のラストマイルに使用されます。この用途では、PONはポイントツーマルチポイントトポロジを持ち、ISPは1つのデバイスを使用して、 10G-PONやGPONなどのシステムを使用して多くのエンドユーザーサイトにサービスを提供します。この1対多のトポロジでは、多くのサイトにサービスを提供する単一のファイバーがパッシブスプリッターを介して複数のファイバーに分岐し、これらのファイバーはそれぞれ、さらなるスプリッターを介して複数のサイトにサービスできます。ISPからの光はスプリッターを介して分割され、すべての顧客サイトに到達し、顧客サイトからの光は単一のファイバーに結合されます。[ 1 ]多くの光ファイバーISPはこのシステムを好んでいます。[ 2 ]

コンポーネントと特性

アクティブ（上部）光ネットワークとパッシブ光ネットワークにおけるダウンストリームトラフィック

パッシブ光ネットワークは、サービスプロバイダの中央局（ハブ）にある光回線終端装置（OLT）、受動型（非電力消費型）光スプリッタ、およびエンドユーザに近い多数の光ネットワークユニット（ONU）または光ネットワーク端末（ONT）から構成されます。[ 2 ] [ 3 ] OLTとONUの間には増幅器が介在する場合があります。[ 4 ] OLTからの複数の光ファイバを1本のケーブルで伝送できます。[ 5 ] PONは、ユーザごとに専用接続を備えたポイントツーポイントアーキテクチャと比較して、必要な光ファイバと中央局装置の量を削減します。パッシブ光ネットワークは光ファイバアクセスネットワークの一種です。帯域幅はPONのユーザ間で共有されます。[ 6 ] [ 7 ]

ほとんどの場合、ダウンストリーム信号は複数のファイバーを共有するすべての施設にブロードキャストされます。暗号化により盗聴を防ぐことができます。

アップストリーム信号は、通常は時分割多重アクセス(TDMA) など の多重アクセスプロトコルを使用して結合されます。

歴史

パッシブ光ネットワークは、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初めて提案されました。 [ 8 ]

2 つの主要な標準化団体である米国電気電子学会(IEEE) と国際電気通信連合の電気通信標準化部門(ITU-T) が、他の多くの業界団体とともに標準を開発しています。

ケーブル電気通信技術者協会（SCTE）は、受動光ネットワーク（PON）上で信号を伝送するためのガラス上無線周波数伝送方式も規定しました。CableLabsは、100 Gbit/sで対称的に動作し、最大1:512の分岐比をサポートするコヒーレントPON（CPON）を開発しました[ 9 ]。コヒーレントとは、動作に必要な光の波長が1つだけであることを意味します[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 。

FSANとITU

1995 年以降、主要な電気通信サービスプロバイダーとシステムベンダーによって形成された Full Service Access Network (FSAN) ワーキンググループによって、光ファイバーアーキテクチャの作業が行われました。 [ 13 ]国際電気通信連合(ITU) はさらに作業を進め、 2 世代の PON を標準化しました。古い ITU-T G.983標準は非同期転送モード(ATM)に基づいていたため、APON (ATMPON) と呼ばれています。元の APON 標準に対するさらなる改良と、プロトコルとしての ATM が徐々に好まれなくなったことにより、ITU-T G.983 の完全な最終バージョンは、ブロードバンドPON、または BPON と呼ばれることが多くなりました。一般的な APON/BPON は、622 メガビット/秒 (Mbit/s) ( OC-12 ) のダウンストリーム帯域幅と 155 Mbit/s ( OC-3 ) のアップストリームトラフィックを提供しますが、

2003年に初めて定義されたITU-T G.984ギガビット対応パッシブ光ネットワーク（GPON、G-PON）規格[ 14 ]は、BPONと比較して、より大容量の可変長パケットの使用により、総帯域幅と帯域幅効率の両方が向上しました。これらの規格でも、ビットレートは複数の選択肢が認められていますが、業界では下り帯域幅2.488ギガビット/秒（Gbit/s）、上り帯域幅1.244Gbit/sに収束しています。GPONカプセル化方式（GEM）は、フレーム分割によりユーザートラフィックを非常に効率的にパッケージ化します。

2008年半ばまでに、ベライゾンは80万 回線。ブリティッシュ・テレコム、BSNL、サウジ・テレコム、エティサラート、AT&Tは、それぞれ英国、インド、サウジアラビア、UAE、米国で先行試験を実施していました。GPONネットワークは現在、世界中の多数のネットワークに導入されており、他のPON技術よりもGPONの成長率が高い傾向が見られます。

G.987は2010年に10G-PONを定義しました[ 15 ]。下り速度は10Gbit/s、上り速度は2.5Gbit/sで、フレーミングは「G-PONに似た」もので、同じネットワーク上のGPONデバイスと共存できるように設計されています[ 16 ] 。XGS -PONは、上り速度と下り速度（対称）が最大10Gbit/s（ギガビット/秒）を実現できる関連技術で、2016年にG.9807.1として初めて承認されました[ 17 ] 。

非対称50G-PONは2021年9月にITUで承認され、[ 18 ] [ 19 ]、対称50G-PONは2022年9月に承認されました。 [ 20 ] 50G-PONの最初の試験は2024年にトルコで行われました。[ 21 ] 100G-PONと200G-PONは実証されています。[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] 100G-PONのライブネットワークでの最初のデモンストレーションは2024年にオーストラリアで行われました。[ 26 ]

セキュリティ

2009年にケーブル製造事業によって米国空軍のSIPRNet要件を満たすために開発されたセキュアパッシブ光ネットワーク（SPON）は、ギガビットパッシブ光ネットワーク（GPON）技術と保護分配システム（PDS）を統合しています。[ 27 ] PDSに関するNSTISSI 7003要件 の変更と、米国連邦政府によるGREEN技術の義務化により、米国連邦政府はアクティブイーサネットと暗号化デバイスの代替として、この2つの技術を検討できるようになりました。米国陸軍省の最高情報責任者は、 2013会計年度までにこの技術を採用するよう指令を出しました。この技術は、 Telos Corporationなどの企業によって米軍に販売されています。[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]

ファイバー・トゥ・ザ・エックス展開で使用されるGPONは、光信号注入によるサービス拒否攻撃に対する脆弱性に直面する可能性があるが、これは現在市販されている技術では解決できない。[ 32 ] [ 33 ]

IEEE

2004 年に、イーサネットPON (EPON または GEPON) 標準 802.3ah-2004 が、IEEE 802.3のEthernet in the first mileプロジェクトの一部として承認されました。EPON は、イーサネット パケット、光ファイバー ケーブル、および単一のプロトコル レイヤーを使用する「短距離」ネットワークです。[ 1 ] EPON は、対称的な 1 ギガビット/秒のアップストリームおよびダウンストリーム レートを持つ標準 802.3 イーサネット フレームも使用します。EPON は、データ中心のネットワークだけでなく、フルサービスの音声、データ、およびビデオ ネットワークにも適用できます。10 Gbit/s EPONまたは 10G-EPON は、IEEE 802.3av から IEEE 802.3 への修正として承認されました。10G-EPON は 10/1 Gbit/s をサポートします。ダウンストリーム波長プランは、 1つの波長で10 Gbit/s、別の波長で1 Gbit/sの同時運用をサポートし、同一PON上でIEEE 802.3avとIEEE 802.3ahを同時に運用できます。アップストリームチャネルは、単一の共有チャネル（1310 nm）でIEEE 802.3avと1 Gbit/s 802.3ahの同時運用をサポートします。

2014年には4,000万を超えるEPONポートが設置され、世界で最も広く導入されているPONテクノロジーとなりました。EPONは、DOCSIS Provisioning of EPON（DPoE）仕様の一部として、ケーブル事業者のビジネスサービスの基盤にもなっています。

10G EPONは他のイーサネット規格と完全に互換性があり、上流側でも下流側でもイーサネットベースのネットワークに接続する際に変換やカプセル化を必要としません。この技術は、あらゆる種類のIPベースまたはパケット化された通信とシームレスに接続します。また、家庭、職場、その他のあらゆる場所でイーサネットが広く普及しているため、EPONの導入コストは一般的に非常に低くなります。[ 1 ]

ネットワーク要素

PONは波長分割多重（WDM）を利用し、シングルモードファイバー（ITU-T G.652、通常はOS2）上で、1つの波長をダウンストリームトラフィックに、もう1つの波長をアップストリームトラフィックに使用します。BPON、EPON、GEPON、 GPONは基本的な波長プランが同じで、ダウンストリームトラフィックに1490ナノメートル（nm）の波長、アップストリームトラフィックに1310nmの波長を使用します。1550nmはオプションのオーバーレイサービス（通常はRF（アナログ）ビデオ）用に予約されています

ビット レートと同様に、標準ではいくつかの光パワー バジェットが規定されていますが、BPON と GPON の両方で最も一般的なのは 28 dBの損失バジェットですが、より安価な光学系を使用した製品も発表されています。28 dB は 32 方向分岐で約 20 km に相当します。前方誤り訂正(FEC) により、GPON システムではさらに 2～3 dB の損失バジェットが提供される場合があります。光学系が改善されると、28 dB のバジェットは増加する可能性があります。GPON プロトコルと EPON プロトコルの両方で大きな分割比 (GPON の場合は最大 128 加入者、[ 34 ] EPON の場合は最大 32,768 加入者) が許可されていますが、実際にはほとんどの PON は 1:64、 [ 35 ] 1:32 [ 36 ]以下の分割比で導入されています。 XGS-PONネットワークは最大1:128の分割比をサポートし[ 37 ]、50G-PONはOLTに応じて少なくとも1:256の分割比をサポートします。[ 38 ]

人口密度が低く、特定の地域の加入者数が少ない地域などでは、スプリッタをカスケード接続することができます。[ 39 ] [ 40 ]これは、将来的に PON の加入者数を減らすためにも行うことができます。[ 40 ]したがって、PON はツリー ネットワーク トポロジを持つことができます。[ 41 ]地方では、少数のユーザーのみに対応できるリモート OLT を使用できます。[ 42 ]スプリッタは、平面光波回路 (PLC) または溶融双円錐テーパ (FBT) 技術のいずれかで作成できます。PLC は、光を分割するためにシリカ製の平らな基板に光導波路を作成し、FBT は光ファイバを融合してスプリッタを作成します。[ 43 ]

PONは、光回線終端装置（OLT）と呼ばれる中央局ノード、光ネットワークユニット（ONU）または光ネットワーク端末（ONT）と呼ばれる1つ以上のユーザーノード、そしてそれらの間の光ファイバーとスプリッター（光分配ネットワーク（ODN）と呼ばれる）で構成されます。「ONT」は、シングルテナントONUを表すITU-T用語です。マルチテナントユニットでは、ツイストペア経由イーサネット、G.hn （既存の家庭内配線（電力線、電話線、同軸ケーブル）上で動作可能な高速ITU-T規格）、またはDSLなどの技術を使用して、ONUを各住戸内の顧客宅内機器にブリッジ接続することができます。ONUは、PONを終端し、ユーザーに顧客サービスインターフェースを提供するデバイスです。一部のONUは、電話、イーサネットデータ、ビデオなどのサービスを提供するために、独立した加入者ユニットを実装しています。

OLTは、PONとサービスプロバイダのコアネットワーク間のインターフェースを提供します。通常、OLTには以下が含まれます。

ONTまたはONUはPONを終端し、ユーザーにネイティブサービスインターフェースを提供します。これらのサービスには、音声（ POTS（ Plain Old Telephone Service）またはVoIP （Voice over IP ））、データ（通常はイーサネットまたはV.35）、ビデオ、テレメトリ（TTL、ECL、RS530など）が含まれます。ONUの機能は通常、以下の2つの部分に分かれています。

PONは共有ネットワークであり、OLTはすべてのONUが認識できる単一のダウンストリームトラフィックを送信します。各ONUは、自分宛てのパケットの内容のみを読み取ります。ダウンストリームトラフィックの盗聴を防ぐために暗号化が使用されています。

OLTは複数のポートを持つことができ、各ポートは1:32または1:64程度の分割比または分割係数で単一のPONネットワークを駆動することができる。つまり、OLTの各ポートには、顧客サイトで最大32台または64台のONUを接続できる。[ 44 ] [ 45 ]異なる波長を使用することで、複数のPON規格を同じODN（光配線ネットワーク）上で共存させることができる。[ 46 ]

アップストリーム帯域幅割り当て

OLTは、ONUにアップストリーム帯域幅を割り当てる役割を担っています。光配線網（ODN）は共有されているため、ONUのアップストリーム伝送は、ランダムなタイミングで送信されると衝突する可能性があります。ONUはOLTからさまざまな距離にあるため、各ONUからの伝送遅延はそれぞれ異なります。OLTは遅延を測定し、PLOAM（物理層運用・管理・保守）メッセージを介して各ONUのレジスタを設定し、PON上の他のすべてのONUとの遅延を均等化します

すべてのONUの遅延が設定されると、OLTは個々のONUにいわゆるグラントを送信します。グラントとは、上り伝送に定義された時間間隔を使用する許可です。グラントマップは数ミリ秒ごとに動的に再計算されます。このマップはすべてのONUに帯域幅を割り当て、各ONUがサービスニーズに応じてタイムリーに帯域幅を利用できるようにします。

一部のサービス ( POTSなど) では、基本的に一定のアップストリーム帯域幅が必要であり、OLT はプロビジョニングされた各サービスに固定の帯域幅割り当てを提供します。DS1および一部のデータ サービス クラスでも、一定のアップストリーム ビット レートが必要な場合があります。 しかし、Web サイトの閲覧など、多くのデータ トラフィックはバースト的で、非常に変動します。動的帯域幅割り当て(DBA) を使用すると、統計多重化のトラフィック エンジニアリングコンセプトに従って、PON のアップストリーム トラフィックをオーバーサブスクライブできます(ダウンストリーム トラフィックも、LAN と同じようにオーバーサブスクライブできます。 ダウンストリーム オーバーサブスクリプションに関する PON アーキテクチャの唯一の特別な機能は、ONU が時間とサイズの両方で完全に任意のダウンストリーム タイムスロットを受け入れることができなければならないという点です)。

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 があります。

NSR DBAでは、OLTは各ONUに少量の帯域幅を継続的に割り当てます。ONUに送信するトラフィックがない場合、超過割り当て期間中はアイドルフレームを送信します。OLTは、特定のONUがアイドルフレームを送信していないことを検出すると、そのONUへの帯域幅割り当てを増やします。ONUのバースト転送が完了すると、OLTはそのONUから大量のアイドルフレームが送信されていることを確認し、それに応じて割り当てを減らします。NSR DBAの利点は、ONUに要件を課さないことですが、帯域幅を必要とする複数のONU間で最適な割り当て方法をOLTが判断できないという欠点があります。

SR DBAでは、OLTはONUのバックログをポーリングします。特定のONUは、それぞれ独自の優先度またはトラフィッククラスを持つ、いわゆるトランスミッションコンテナ（T-CONT）を複数持つ場合があります。ONUは各T-CONTをOLTに個別に報告します。報告メッセージには、T-CONTキュー内のバックログの対数測定値が含まれます。PON全体にわたる各T-CONTのサービスレベル契約と各T-CONTのバックログサイズを把握することで、OLTはPON上の予備帯域幅の割り当てを最適化できます。

EPONシステムは、GPONのSR DBAソリューションと同等のDBAメカニズムを使用します。OLTはONUのキュー状態をポーリングし、MPCP GATEメッセージを使用して帯域幅を許可します。一方、ONUはMPCP REPORTメッセージを使用して状態を報告します。

バリエーション

TDM-PON

TDM-PONでは、光配線ネットワークでパッシブ光スプリッタが使用されます。アップストリーム方向では、各ONU（光ネットワークユニット）またはONT（光ネットワーク端末）が割り当てられたタイムスロット（時間領域で多重化）でバースト送信を行います。これにより、OLTは常に1つのONUまたはONTからの信号のみを受信します。ダウンストリーム方向では、OLTは（通常）連続的に送信します（またはバースト送信する場合もあります）。ONUまたはONTは、信号に埋め込まれたアドレスラベルを通じて自身のデータを認識します

APON / BPON、EPON、GPONは広く導入されています。2014年11月時点で、EPONは約4,000万ポートが導入されており、導入数で第1位となっています。[ 47 ]

2015年時点ではGPON（ギガビット）の市場シェアは小さかったが、2020年までに105億ドルに達すると予想されている。[ 48 ]

XGS-PON（10ギガビット）は、2022年現在、米国の光ファイバーISPの間で人気がある。[ 49 ]

EPON の DOCSIS プロビジョニング (DPoE)

DOCSIS（Data Over Cable Service Interface Specification ）のイーサネット パッシブ オプティカル ネットワークのプロビジョニング（DPoE）は、既存のイーサネット PON（EPON、GEPON、または 10G-EPON）のメディア アクセス制御（MAC）層および物理層（PHY）標準に DOCSIS サービス層インターフェイスを実装するCableLabs仕様のセットです。簡単に言うと、既存の EPON 機器に DOCSIS 運用管理保守およびプロビジョニング（OAMP）機能を実装します。これにより、EPON OLT は DOCSISケーブル モデム終端システム（CMTS）プラットフォーム（DPoE 用語では DPoE システムと呼ばれます）のように見え、動作します。CMTS と同じ IP サービス機能を提供することに加えて、DPoE は、企業顧客向けのイーサネット サービスの提供のために Metro Ethernet Forum（MEF）9 および 14 サービスをサポートします。

Comcast Xfinity [ 50 ]とCharter Spectrum [ 51 ]は、新築や地方への拡張など、新たに導入された地域でDPoEを備えた10G-EPONを使用しています。

ガラス越しの無線周波数

ガラス上の無線周波数(RFoG) は、以前は銅線 (主にハイブリッド光ファイバー同軸ケーブル)で伝送されていた RF 信号を PON で伝送するパッシブ光ネットワークの一種です。順方向では、RFoG はスタンドアロンの P2MP システム、または GEPON/EPON などの既存の PON 用の光オーバーレイのいずれかです。RFoG のオーバーレイは、波長分割多重 (WDM)、つまり単一のガラス ストランド上での波長の受動的な組み合わせに基づいています。逆方向の RF サポートは、アップストリームまたは戻り RF を PON 戻り波長とは別の波長で伝送することにより提供されます。米国ケーブル電気通信技術者協会 (SCTE) のインターフェイス プラクティス小委員会 (IPS) 作業グループ 5 は現在、IPS 910 RF over Glass に取り組んでいます。RFoG は既存の RF 変調技術との下位互換性を提供しますが、RF ベースのサービスに追加の帯域幅は提供しません。 RFoG規格はまだ完成していませんが、実際には互いに互換性のない標準化されたオプションの集合体です（同じPON上で混在させることはできません）。一部の規格は他のPONと相互運用できますが、そうでない規格もあります。この規格は、光ファイバーしか利用できない場所や、銅線が許可されていない、あるいは実現不可能な場所でRF技術をサポートする手段を提供します。この技術はケーブルテレビ事業者とその既存のHFCネットワークを対象としていますが、Verizon、Frontier Communications、Ziply Fiberも、HFCネットワークを所有または展開したことがないにもかかわらず、光ファイバー経由で有料テレビサービスを提供するためにこの技術を使用しています。

WDM-PON

波長分割多重 PON (WDM-PON) は、いくつかの企業によって開発されている非標準タイプのパッシブ光ネットワークです。

WDM-PONの複数の波長は、光ネットワークユニット（ONU）を、同じ物理インフラストラクチャ上に共存する複数の仮想PONに分離するために使用することができます。[ 42 ]また、統計的多重化によって波長を集合的に使用して、効率的な波長利用とONUで発生する遅延の低減を実現することもできます。

WDM-PONには共通規格がなく、また、この用語について全会一致で合意された定義もありません。一部の定義では、WDM-PONは各ONU専用の波長を使用するものとされています。一方、より自由な定義では、PON上で一方向に複数の波長を使用することをWDM-PONとしています。このような全会一致の定義がない場合、偏りのないWDM-PONベンダーのリストを提示することは困難です。PONは、従来の銅線ベースのアクセスネットワークよりも高い帯域幅を提供します。WDM-PONは、各ONUが独自の波長のみを受信するため、プライバシーと拡張性に優れています。

メリット：OLTとONU間のP2P接続が波長領域で実現されるため、MAC層が簡素化され、P2MPメディアアクセス制御は不要です。WDM-PONでは、各波長が異なる速度とプロトコルで動作するため、成長に合わせた柔軟なアップグレードが可能です。

課題：初期設定コストの高さ、WDMコンポーネントのコスト。波長は環境温度によって変化する傾向があるため、温度制御も課題となります。

TWDM-PON

時分割多重受動光ネットワーク（TWDM-PON）は、2012年4月にフルサービスアクセスネットワーク（FSAN）によって発表された次世代受動光ネットワークステージ2（ NG-PON2 ）の主要なソリューションです。TWDM-PONは、商用展開されているギガビットPON（G-PON）および10ギガビットPON（XG-PON）システムと共存します。G-PON、 XG-PON、XGS-PONは1方向あたり1波長しかサポートしませんが、NG-PONは1方向あたり4または8波長、1波長あたり10ギガビット/秒をサポートし、最大80ギガビット/秒の下りおよび上り帯域幅を実現します。[ 34 ]

長距離光アクセスネットワーク

長距離光アクセスネットワーク（LROAN）のコンセプトは、地域交換局で行われる光/電気/光変換を、顧客からネットワークコアまで延びる連続光パスに置き換えることです。BTのデイビーとペインによる研究では、地域交換局または有線センターに必要な電子機器と不動産を削減することで、大幅なコスト削減が実現できることが示されました。[ 52 ]概念実証デモンストレーターでは、100kmの距離で10Gbpsの速度で1024人のユーザーにサービスを提供できることが示されました。[ 53 ]

この技術は Long-Reach PON と呼ばれることもありますが、ほとんどの場合、配布のみが受動的であるため、PON という用語はもはや当てはまらないと主張する人も多くいます。

実現技術

PONのトポロジにより、ダウンストリーム（OLTからONUへ）とアップストリーム（ONUからOLTへ）の伝送モードが異なります。 ダウンストリーム伝送では、OLTは連続モード（CM）ですべてのONUに光信号をブロードキャストします。つまり、ダウンストリームチャネルには常に光データ信号があります。 ただし、アップストリームチャネルでは、ONUはCMで光データ信号を送信できません。 CMを使用すると、ONUから送信されたすべての信号が、パワースプリッタ（パワーカプラとして機能）によって1本のファイバに収束（減衰あり）し、重なり合ってしまいます。 この問題を解決するために、アップストリームチャネルにはバーストモード（BM）伝送が採用されています。 特定のONUは、タイムスロットが割り当てられていて送信する必要がある場合にのみ光パケットを送信し、すべてのONUが時分割多重（TDM）モードでアップストリームチャネルを共有します。

OLTが受信するBM光パケットの位相はパケットごとに異なります。これは、ONUが光パケットを同じ位相で送信するように同期されておらず、OLTと特定のONU間の距離がランダムであるためです。OLTとONU間の距離が均一ではないため、OLTが受信する光パケットの振幅は異なる場合があります。位相変動と振幅変動を短時間（例えばGPON [ 54 ]では40ns以内）で補正するためには、それぞれバーストモードクロックアンドデータリカバリ（BM-CDR）とバーストモードアンプ（例えばバーストモードTIA）を使用する必要があります。

さらに、BM伝送モードでは、送信機はバーストモードで動作する必要があります。このようなバーストモード送信機は、短時間でオン/オフを切り替えることができます。PONにおける上記の3種類の回路は、ポイントツーポイントの連続モード光通信リンクにおける対応する回路とは大きく異なります。

建物内光ファイバー

パッシブ光ネットワークでは、信号を分割するために電動コンポーネントを使用しません。代わりに、信号はビームスプリッタを使用して分配されます。各スプリッタは通常、製造元に応じて 1 本のファイバーからの信号を 16 本、32 本、または最大 256 本のファイバーに分割し、複数のスプリッタを 1 つのキャビネットに集約できます。ビームスプリッタはスイッチングやバッファリングの機能を提供できず、電源も使用しません。結果として得られる接続は、ポイントツーマルチポイント リンクと呼ばれます。このような接続では、顧客側の光ネットワーク ターミナルが、通常は必要のない特別な機能をいくつか実行する必要があります。たとえば、スイッチングがないため、中央局から発信される各信号は、そのスプリッタでサービスを受けているすべてのユーザー (信号の対象ではないユーザーも含む) にブロードキャストされる必要があります。したがって、他の顧客向けの信号をフィルタリングするのは光ネットワーク ターミナルの責任です。

さらに、スプリッタにはバッファリング機能がないため、顧客から送信された信号が互いに衝突するのを防ぐため、各光ネットワーク端末は多重化方式で調整される必要があります。これを実現するために、波長分割多重と時分割多重の2種類の多重化方式が利用可能です。波長分割多重では、各顧客は独自の波長を使用して信号を送信します。時分割多重（TDM）では、顧客は「交代で」情報を送信します。TDM機器は市場で最も長く使用されています。「WDM-PON」機器の定義は統一されていないため、さまざまなベンダーが「最初の」WDM-PON機器をリリースしたと主張していますが、どの製品が「最初の」WDM-PON製品であるかについてはコンセンサスがありません。

パッシブ光ネットワークは、アクティブネットワークに比べて長所と短所の両方を備えています。電子機器を屋外で運用し続けることに伴う複雑さを回避できます。また、アナログ放送も可能なため、アナログテレビの配信を簡素化できます。しかし、各信号はスプリッタを介して（単一のスイッチングデバイスではなく）すべての顧客に送信される必要があるため、中央局には光回線終端装置（OLT）と呼ばれる非常に強力な送信装置を備える必要があります。さらに、各顧客の光ネットワーク端末は、（最も近いスイッチングデバイスではなく）中央局まで送信する必要があるため、屋外設備ベースのアクティブ光ネットワークで実現可能な中央局からの距離を実現するには、伝送距離延長装置が必要になります。

光配線ネットワークは、スプリッタやアクティブ ネットワーキングがすべて中央オフィスに配置されているポイントツーポイントの「ホームラン」トポロジで設計することもできます。これにより、ユーザーは光配線フレームから必要なネットワークにパッチ接続できます。

パッシブ光部品

現代のパッシブ光ネットワークの推進力は、高い信頼性、低コスト、そしてパッシブ機能です

シングルモード受動光部品には、波長分割多重化装置／分波装置（WDM）、アイソレータ、サーキュレータ、フィルタなどの分岐装置が含まれます。これらの部品は、局間通信、ループフィーダ、 FITL（ Fiber In The Loop）、HFC（Hybrid Fiber-Coaxial Cable ）、SONET（ Synchronous Optical Network）、 SDH（ Synchronous Digital Hierarchy ）システム、そして光ファイバ増幅器（OFA）やDWDM（ Dense Wavelength-Division Multiplexer ）システムを用いた光通信システムを採用したその他の通信ネットワークで使用されています。これらの部品の要件提案は、2010年にTelcordia Technologiesによって公開されました。[ 55 ] [ 56 ]

受動光コンポーネントの幅広い用途には、マルチチャネル伝送、配信、監視用の光タップ、ファイバー増幅器用のポンプコンバイナ、ビットレートリミッタ、光接続、ルートダイバーシティ、偏波ダイバーシティ、干渉計、コヒーレント通信などがあります。

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です。高密度波長分割多重装置(DWDM)は、少なくとも 4 つの波長に電力を分割する光コンポーネントです。波長非依存カプラは、光信号の波長構成とは関係なく電力が分割または結合されるパッシブ光コンポーネントです。特定のコンポーネントは、単一の光ファイバ経由の双方向 (デュプレックス) 伝送のように、光信号を同時に結合および分割できます。パッシブ光コンポーネントはデータ形式に透過的で、信号の情報内容に関係なく、事前に決定された比率 (結合比) で光電力を結合および分割します。WDM は、波長スプリッタと波長コンバイナと考えることができます。波長非依存カプラは、電力スプリッタと波長コンバイナ と考えることができます。

光アイソレータは、2ポートの受動部品であり、特定の波長範囲の光を一方向に低減衰で通過させ、逆方向に伝播する光を遮断（高減衰を提供）します。アイソレータは、レーザーダイオードモジュールや光増幅器において、一体型部品としてもインライン部品としても使用され、高ビットレートおよびアナログ伝送システムにおける多重反射によるノイズを低減するためにも使用されます。

光サーキュレータは光アイソレータと同様の動作をしますが、逆伝播する光波は失われるのではなく、第3のポートに送られて出力されます。光サーキュレータは、光波の伝播方向に基づいて光パワーをファイバー間で分配（および分離）する分岐部品の一種として、双方向伝送に使用できます。

光ファイバーフィルタは、2つ以上のポートを備え、波長に応じた損失、アイソレーション、および/または反射損失を提供するコンポーネントです。光ファイバーフィルタは、特定の波長範囲を低い減衰で通過（または反射）させるインライン型の波長選択性コンポーネントであり、フィルタの種類を分類します。

参照

参考文献

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