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ファイバー・トゥ・ザ・X（FTTX、別名「ファイバー」）またはファイバー・イン・ザ・ループは、ラストマイル通信に使用されるローカルループの全部または一部を提供するために光ファイバーを使用するあらゆるブロードバンドネットワークアーキテクチャの総称です。光ファイバーケーブルは、特に長距離において、銅線ケーブルよりもはるかに多くのデータを伝送できるため、20 世紀に構築された銅線電話ネットワークはファイバーに置き換えられつつあります。[ 1 ] FTTx のキャリア機器は、多くの場合、「ファイバーハット」、接続ポイント[ 2 ]、または中央局[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]に設置されます。
FTTXは、光ファイバー敷設のいくつかの構成を一般化したもので、FTTP/FTTH/FTTB（光ファイバーを建物/住宅/建物まで敷設する方式）とFTTC/N（光ファイバーをキャビネット/ノードまで敷設し、銅線で接続を完了する方式）の2つのグループに分類されます。
既に平衡型配線設備が設置されている住宅地域では、コストと容量のトレードオフが求められる。ファイバーヘッドが近いほど、建設コストは高くなり、チャネル容量も大きくなる。一方、金属配線設備が設置されていない地域では、光ファイバーを各家庭まで敷設しないことによるコスト削減効果は小さい。
ファイバー・トゥ・ザ・Xは、次世代アクセス（NGA ）を推進する主要な方法であり、サービスの速度と品質を飛躍的に向上させることで、利用可能なブロードバンドを大幅にアップグレードするものです。これは通常、ダウンロード速度が非対称であると考えられています。24 Mbit/s以上の高速ダウンロード速度と高速アップロード速度。[ 7 ] Ofcom は、超高速ブロードバンドを「最大ダウンロード速度が 24 Mbit/s を超えるブロードバンド製品」と定義しています。24 Mbit/s –このしきい値は、現在の世代の（銅線ベースの）ネットワークでサポートできる最大速度として一般的に考えられています。[ 8 ]
ケーブルテレビ事業者は、ハイブリッド光ファイバー同軸（HFC）ネットワークと呼ばれる同様のネットワークを使用していますが、HFCネットワークは同様の高度なサービスを提供しているものの、通常は「光ファイバー・イン・ザ・ループ」と同義ではありません。Wi -Fi、WiMAX、3GPP Long Term Evolution （LTE）などの固定無線およびモバイル無線技術は、インターネットアクセスを提供する代替手段です。
電気通信業界では、FTTXの構成を複数区別しています。現在最も広く使われている用語は以下のとおりです。
一貫性を促進するため、特に国間でFTTHの普及率を比較する際に、ヨーロッパ、北米、アジア太平洋の3つのFTTH協議会は、2006年にFTTHとFTTBの定義に合意し[ 16 ] 、2009年[ 17 ] 、 2011年[ 18 ]、そして2015年[ 19 ]に更新しました。FTTH協議会は、FTTCとFTTNの正式な定義を持っていません。
FTTP（Fiber to the Premises）とは、光ファイバーを中央局から加入者の居住する建物まで光配線網を通して敷設する光ファイバー通信方式です。ただし、「FTTP」という用語は曖昧になりつつあり、光ファイバーが建物まで届かずに電柱で終端するFTTC（Fiber to the Premises）を指す場合もあります。
光ファイバーの終端位置によって、FTTP（光ファイバーを建物まで引き込む方式）は以下のように分類できます。
FTTHとFTTBの違いを理解する例として、集合住宅が挙げられます。各住戸内の配電盤まで光ファイバーが敷設されている場合はFTTHです。一方、光ファイバーが集合住宅の共用配電室（1階のみ、または各階）までしか敷設されていない場合はFTTBとなります。
FTTC（Fiber to the Curb/Cabinet）は、複数の顧客にサービスを提供するプラットフォームまで敷設された光ファイバーケーブルに基づく通信システムです。これらの顧客はそれぞれ、同軸ケーブルまたはツイストペアケーブルを介してこのプラットフォームに接続されています。ここで「カーブ」は抽象的な概念であり、電柱に取り付けられたデバイス、通信クローゼット、または小屋を意味することもあります。通常、顧客宅内機器から300m （1,000フィート）以内に光ファイバーを終端するシステムはすべてFTTCと呼ばれます。[ 20 ]
ファイバー・トゥ・ザ・ノードまたはファイバー・トゥ・ザ・ネイバーフッド（FTTN）は、ファイバー・トゥ・ザ・キャビネット（FTTC）と同一視される場合もあれば、区別される場合もあるが、[ 21 ]近隣地域にサービスを提供するキャビネットまで敷設された光ファイバーケーブルに基づく通信アーキテクチャである。顧客は通常、従来の同軸ケーブルまたはツイストペア配線を使用してこのキャビネットに接続する。キャビネットがサービスを提供するエリアは通常半径1マイル未満で、数百人の顧客が含まれる可能性がある。
FTTNは、高速インターネットなどのブロードバンドサービスの提供を可能にします。キャビネットと顧客の間では、ブロードバンドケーブルアクセス（一般的にはDOCSIS）やデジタル加入者線（DSL）などの高速通信プロトコルが使用されます。データレートは、使用されるプロトコルと顧客とキャビネットの距離によって異なります。
FTTPとは異なり、FTTNは既存の同軸ケーブルやツイストペアケーブルのインフラを利用してラストマイルサービスを提供することが多く、そのため導入コストが低く抑えられます。しかし、長期的に見ると、光ファイバーを加入者により近い場所に敷設する方式に比べて、帯域幅のポテンシャルは限られています。
ケーブルテレビ事業者向けのこの技術のバリエーションは、ハイブリッド光ファイバー同軸（HFC）システムで使用されています。顧客（または顧客群）の手前にある最後の増幅器までアナログ増幅器を置き換える場合、 FTTLA （fiber-to-the-last-amplifier：光ファイバーを最後の増幅器まで接続する）という略称が付けられることがあります。
FTTCは、高速インターネットなどのブロードバンドサービスの提供を可能にします。通常、既存の配線が使用され、ブロードバンドケーブルアクセス（一般的にはDOCSIS）やDSLなどの通信プロトコルを用いて、路側/キャビネットと顧客を接続します。これらのプロトコルでは、データレートは使用されるプロトコルの種類と、顧客とキャビネットの距離によって異なります。
新しいケーブルを敷設できる場合、光ファイバーと銅線イーサネットの両方で「縁石」と完全な接続が可能です。100 Mbit/sまたは1 Gbit/s接続。数百メートルにわたって比較的安価な屋外用カテゴリ 5 銅線を使用しても、Power over Ethernet (PoE) を含むすべての Ethernet プロトコルがサポートされます。ほとんどの固定無線技術は PoE に依存しており、Motorola Canopyもその一つで、低消費電力無線機を搭載し、 数十メートルに及ぶケーブルを通して供給される12VDC電源。
電力線ネットワークの展開もFTTCに依存しています。IEEE P1901プロトコル（またはその前身であるHomePlug AV）を使用すると、既存の電力サービスケーブルが 歩道/電柱/キャビネットから家中のすべての交流電源コンセントまで1Gbpsの通信速度を実現。これは堅牢なWi-Fiと同等のカバレッジであり、さらに電源とデータ伝送に1本のケーブルを使用するという利点も備えています。
FTTCは、新たなケーブル敷設とそのコストおよび責任を回避することで、導入コストを削減できます。しかし、従来はFTTPに比べて帯域幅の潜在能力が低いという欠点がありました。実際には、光ファイバーの相対的な優位性は、バックホールに利用可能な帯域幅、ラストマイル機能のフル活用を妨げる従量課金制の制限、顧客宅内設備および保守に関する制限、そして地域や建物の種類によって大きく異なる光ファイバー敷設コストなどによって左右されます。
米国とカナダでは、FTTCの最大規模の展開はBellSouth Telecommunicationsによって行われました。BellSouthがAT&Tに買収されたことで、FTTCの展開は終了しました。今後の展開はFTTNまたはFTTPのいずれかに基づくことになります。既存のFTTC設備は撤去され、FTTPに置き換えられる可能性があります。[ 22 ]一方、 Verizonは2010年3月にVerizon FiOSの拡張を縮小し、すでにFiOSフランチャイズがある地域でネットワークを完成させることに集中し、新しい地域には展開しないと発表しました。[ 23 ]これは、これらの地域以外ではFTTHが経済的ではないことを示唆しています。
Verizonは（CES 2010で）スマートホームと電力ユーティリティのデータ管理分野への参入も発表し、P1901ベースのFTTCまたは既存の配線方式を使用して家庭にサービスを提供し、高度な計測インフラに必要な安全なAES-128帯域幅から追加収益を得ることを検討していることを示唆した。しかし、最大の テネシー州チャタヌーガにおける米国での1 Gbit/s展開は、電力会社EPBによって実施されたにもかかわらず、FTTCではなく FTTH であり、600 平方マイルのエリアのすべての加入者に届きました。月額料金 350 米ドルは、この展開の一般的な高コストを反映したものでした。しかし、チャタヌーガEPB は月額料金を70 米ドルに引き下げました。[ 25 ]
歴史的に、電話会社とケーブル会社は、拠点から顧客宅まで複数の異なる伝送モードを使用するハイブリッドネットワークを避けてきました。しかし、競争によるコスト圧力の高まり、3種類の既存の有線ソリューションの利用可能性、スマートグリッドの展開要件（チャタヌーガなど）、そしてハイブリッドネットワークツールの改良（アルカテル・ルーセントやクアルコム・アセロスなどの主要ベンダー、エッジネットワーク向けのWi-Fiソリューション、IEEE 1905およびIEEE 802.21プロトコルの取り組み、SNMPの改善など）により、FTTP/FTTHでは経済的に成り立たない地域でFTTCの展開が実現しやすくなっています。事実上、FTTCは固定無線とFTTHの中間的な手段であり、既にPLCを使用しているスマート家電や電気自動車にとって特に有利です。
世界中の通信事業者は、2000年代半ばから高速インターネットアクセスネットワークの展開を進めてきた。一部の事業者は、アクティブイーサネットポイントツーポイントと呼ばれるネットワークトポロジーを採用し、中央局から加入者の自宅へ直接サービスを提供していた。光ファイバーの終端処理は、加入者の自宅内に設置された、Advanced Digital Broadcast社が提供する住宅用ゲートウェイで行われ、他の家電製品（CE）と共有されていた。
2007年以来、イタリアのアクセスプロバイダーであるFastweb [ 26 ] 、Vodafone、Windは、イタリア全土に光ファイバーネットワークを構築することを目的とした「Fiber for Italy」と呼ばれるイニシアチブに参加している。イタリアの首都ローマで行われているパイロットでは、対称帯域幅が100 Mbit/s。[ 27 ]イタリアの光ファイバー構想への参加を拒否したテレコム・イタリアは、2018年までに138都市に家庭向けおよび企業向けの光ファイバーを敷設するという、さらに野心的な計画を持っていた。[ 28 ]
2010年12月末までに、光ファイバーが家庭に敷設された世帯数は250万世帯を超え、加入者数は34万8000人以上となった。[ 28 ]
2010年9月、欧州委員会は、高速ブロードバンドと次世代アクセスネットワークの展開を促進するための措置のリストとともに、新しい「NGAネットワークへの規制されたアクセスに関する勧告」を発表しました。[ 29 ]
ポルトガル・テレコムは、2020年までに全国的なFTTH（光ファイバーによる家庭への接続）の展開を完了する計画を立てていた。同社の通信サービスは現在MEOブランドで運営されており、2025年からはXGS-PON技術を使用して最大10Gbpsの光ファイバー接続をポルトガルのほとんどの都市部で提供している。[ 30 ]
2017年9月から2019年3月にかけて、ヨーロッパのFTTHおよびFTTB加入者数は約16%増加しました。2025年までに、FTTHおよびFTTBインフラストラクチャが通過する建物の総数は、ヨーロッパ全体で1億8700万に達すると予想されています。[ 31 ]
アクティブラインアクセスは、英国の規制機関であるOfcomが提案し、ネットワーク相互運用性諮問委員会が開発した、FTTPネットワーク上でのサービス提供のための進化する標準規格です。 [ 32 ]
ほとんどのFTTH展開は、集中型分割、分散型分割、スター型アーキテクチャ、デイジーチェーンの4つの主要なアーキテクチャタイプのいずれかに従います。光ファイバーネットワーク開発者は、地域の物理的な地理的条件、予想される加入者数、労働力のスキルなど、さまざまな要因に基づいてアーキテクチャを選択します。[ 33 ]ケーブル構造は1つのタイプのアーキテクチャに従うことができますが、内部のファイバーは全く異なるアーキテクチャに従うことができるため、ケーブルと光ファイバーのアーキテクチャを区別することが重要です。[ 34 ]
FTTN/Cは完全なFTTHへの中間段階と見なされており、多くの場合、このアプローチを使用してトリプルプレイサービスが提供され、最大で約100 Mbit/s は加入者数と ARPU を大幅に増加させることが証明されています[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] FTTN/C は現在、米国のAT&T 、ドイツのDeutsche Telekom、ギリシャのOTE、Swisscom、イタリアのTelecom Italia 、ベルギーのProximus 、オーストラリアのnbn™ 、カナダのTelus、Cogeco 、 Bell Canadaなど、多くの事業者によって使用されています。
概念的に最も単純な光分配ネットワークアーキテクチャはダイレクトファイバーです。つまり、中央局から出る各ファイバーは正確に1つの顧客に接続されます。これらのネットワークは膨大な帯域幅をサポートできますが、個々のファイバーの数と中央局に必要な機器の両方のために高価です。[ 38 ]
直接光ファイバーは、新規参入者や競合事業者に一般的に好まれています。利点としては、パッシブ光ネットワーク（PON）、アクティブ光ネットワーク（AON）、その他のレイヤ2ネットワーク技術が排除されないことです。このトポロジーを使用すれば、あらゆる形態の規制上の救済措置が可能です。[ 39 ]
より一般的には、中央局から出る各光ファイバーは、実際には多くの顧客によって共有されています。このような光ファイバーが顧客に比較的近づいて初めて、個々の顧客専用の光ファイバーに分割されます。AONとPONはどちらもこの分割を実現します。
AON（自動ネットワーク機器）は、スイッチやルーターなどの電気駆動のネットワーク機器を使用して信号を配信します。通常、AONでは信号は光-電気-光変換を必要とします。中央局から発信される各信号は、その信号が意図された顧客にのみ送信されます。
顧客からの受信信号は、そこにある電源付き機器がバッファリングを提供するため、交差点で衝突を回避します。アクティブイーサネット（ファーストマイルのイーサネットの一種）は一般的なAONであり、光イーサネットスイッチを使用して信号を分配し、顧客の施設と中央局を大規模なスイッチドイーサネットネットワークに組み込みます。ファーストマイルのイーサネット展開は、ポイントツーポイントまたはスターネットワークトポロジに従い、多くの場合、最大Fast Ethernet速度に基づいています。100 Mbit/s。[ 40 ]
こうしたネットワークは、企業や教育機関で使用されているイーサネットコンピュータネットワークとほぼ同じですが、その目的は、特定の場所にあるコンピュータやプリンタを接続するのではなく、家庭や建物を中央局に接続することです。各スイッチングキャビネットは最大1,000の顧客を処理できますが、400～500が一般的です。
この近隣機器はレイヤ2スイッチングまたはレイヤ3スイッチングとルーティングを実行し、レイヤ3ルーティング全体をキャリアの中央局にオフロードします。IEEE 802.3ah規格により、サービスプロバイダーは最大で プロバイダーによって異なりますが、 1本のシングルモード光ファイバーFTTPで1000Mbpsの全二重通信が可能です。
パッシブ光ネットワーク（PON）は、電源不要の光スプリッタを使用して1本の光ファイバーで最大128の顧客にサービスを提供できるポイントツーマルチポイントFTTPネットワークアーキテクチャです。PONは、ポイントツーポイントアーキテクチャと比較して、必要なファイバーと中央局機器を削減します。このため、またISPの設備を出て顧客に到達するまで電源不要のスプリッタやその他のアクティブコンポーネントが不要なため、多くのISPはこの技術を好みます。[ 41 ]
中央局から送られてくる下り信号は、光ファイバーを共有する各顧客宅にブロードキャストされます。盗聴を防ぐために暗号化が使用されます。上り信号は、通常、時分割多重アクセス（TDMA）などの多重アクセス方式を用いて合成されます。
PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet）は、光ファイバーネットワークとハイブリッド光ファイバー同軸（HFC）ネットワークの両方で、トリプルプレイおよびクワッドプレイ（音声、ビデオ、データ、モバイル）サービスを提供する一般的な方法です。アクティブPPPoEは、通信事業者の中央局から加入者の自宅まで専用の光ファイバーを使用しますが、ハイブリッドネットワーク（多くの場合FTTN）は、光ファイバーを介してデータを中間地点まで伝送し、ラストマイルの銅線接続でも十分なスループット速度を確保します。
このアプローチは近年、北米（AT&T、Telusなど）とヨーロッパのFastweb、Telecom Italia、Telekom Austria、Deutsche Telekomなどの通信サービスプロバイダーの間でますます人気が高まっています。Googleも、米国でオープンアクセスネットワークを介して複数のサービスを提供する方法として、このアプローチなどを検討しています。[ 42 ]
私有地に入ると、信号は通常、電気信号に変換される。
光ネットワーク端末（ONT、ITU-T用語）またはユニット（ONU、IEEE用語）は、薄膜フィルタ技術を用いて光信号を電気信号に変換します。これらのユニットは動作に電力を必要とするため、停電時に通信への緊急アクセスを確保するために、一部のプロバイダはバックアップバッテリーに接続しています。光回線端末は、上り通信用のTDMAタイムスロット割り当てを提供するために、光ネットワーク端末またはユニット間の距離を測定します。
FTTHおよび一部のFTTB方式では、建物の既存のイーサネット、電話、ケーブルテレビシステムが光ネットワーク端末（ユニット）に直接接続されるのが一般的です。これら3つのシステムすべてがユニットに直接接続できない場合は、信号を結合してイーサネットなどの共通媒体で伝送することが可能です。エンドユーザーに近い場所では、ルーターやネットワークインターフェースコントローラーなどの機器が信号を分離し、適切なプロトコルに変換します。
FTTCとFTTNの場合、インターネット、ビデオ、電話の信号が既存の電話線またはケーブル配線を通って建物まで伝送され、エンドユーザーの居住空間に到達します。そこでVDSLまたはDOCSISモデムがデータとビデオ信号をイーサネットプロトコルに変換し、エンドユーザーのカテゴリ5ケーブルを介して送信されます。