パッシブ光ネットワーク

パッシブ光ネットワーク（PON ）は、電子機器ではなく、電源を供給されない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10G-PONやGPONなどのシステムを使用して、単一のデバイスで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、それらのファイバーはそれぞれ、さらにスプリッターを介して複数のサイトにサービスを提供できます。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]多くのファイバーISPはこのシステムを好みます。^[2]

パッシブ光ネットワークは、サービスプロバイダーの中央局（ハブ）にある光回線終端装置（OLT）、パッシブ（非電力消費）光スプリッタ、およびエンドユーザー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）で構成されます。^{[2] [3]} OLTとONUの間には増幅器がある場合があります。^[4] OLTからの複数のファイバーを1本のケーブルで伝送できます。^[5] PONは、ユーザーごとに専用接続を使用する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、光ファイバーアクセスネットワークの一種です。帯域幅はPONのユーザー間で共有されます。^{[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。

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技術者協会(IEEE) と国際電気通信連合の電気通信標準化部門(ITU-T) は、他の多くの業界団体とともに標準を開発しています。

ケーブル通信技術者協会（SCTE）は、受動光ネットワークで信号を伝送するためのガラス上の無線周波数も規定しました。CableLabsは、 100Gbpsで対称的に動作し、最大1：512の分割比をサポートするコヒーレントPON（CPON）を開発しました。コヒーレントとは、動作するのに単一の光波長のみが必要であることを意味します。^{[10] [ 11] [12]}

1995年から、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結成されたフルサービスアクセスネットワーク（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）と呼ばれていました。元のAPON標準がさらに改良され、プロトコルとしてのATMが徐々に好まれなくなったため、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) 標準^[14]は、BPON と比較して、より大きな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。この標準でも、ビット レートの選択肢はいくつかありますが、業界では、ダウンストリーム帯域幅 2.488 ギガビット/秒 (Gbit/s)、アップストリーム帯域幅 1.244 Gbit/s に収束しています。GPON カプセル化方式 (GEM) により、フレーム分割によるユーザー トラフィックの非常に効率的なパッケージ化が可能になります。

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・カンパニー、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、米国で先進的な試験を行っていました。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が実証されています。^{[22] [23] [24] [25]}ライブネットワークでの100G-PONの最初の実証は2024年にオーストラリアで行われました。^[26]

2009年にケーブル製造事業社が米国空軍のSIPRNet要件を満たすために開発し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）技術と保護配電システム（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指令を出しました。これは、Telos Corporationなどの企業によって米国軍に販売されています。^{[28] [29] [30] [31]}

Fiber to the xの展開で使用される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されていない。^{[32] [33]}

2004 年、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 レートを備えた標準 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、同じ PON 上で IEEE 802.3av と IEEE 802.3ah を同時に動作させるために、1 つの波長で 10 Gbit/s、別の波長で 1 Gbit/s の同時動作をサポートします。アップストリーム チャネルは、単一の共有 (1310 nm) チャネル上で IEEE 802.3av と 1 Gbit/s 802.3ah の同時動作をサポートできます。

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 オペレータのビジネス 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、上流または下流のいずれの端でもイーサネットベースのネットワークに接続するために変換やカプセル化は必要ありません。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、その他の場所でイーサネットが広く普及しているため、EPON の実装コストは一般的に非常に安価です。^[1]

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 ) 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、およびGPON は、同じ基本波長プランを持ち、ダウンストリーム トラフィックに 1490 ナノメートル (nm) の波長を使用し、アップストリーム トラフィックに 1310 nm の波長を使用します。1550 nm 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おり、最も一般的なのは BPON と GPON の両方で 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 分割で約 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につれて、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) 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、特定のエリアの加入者数が少ない地域などでは、スプリッター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]田舎では、少数のユーザーのみの容量を持つリモートOLTを使用できます。^[42]スプリッターは、平面光波回路（PLC）または溶融バイコニカルテーパー（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は光ファイバーを融合してスプリッターを作成します。^[43]

PON は、光回線端末 (OLT) と呼ばれる中央オフィス 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、および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 ペア経由のイーサネット、G.hn (既存の家庭配線 (電力線、電話線、同軸ケーブル)で動作できる高速ITU-T標準)、またはDSLなどのテクノロジを使用して、ONU を個々の住居ユニット内の顧客構内デバイスにブリッジできます。ONU は、PON を終端し、ユーザーに顧客サービス インターフェイ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、別の加入者ユニットを実装します。

OLT は、PON とサービス プロバイダーのコア ネットワーク間のインターフェイスを提供します。これには通常、次のものが含まれます。

• ファスト イーサネット、ギガビット イーサネット、または10 ギガビット イーサネット経由のIPトラフィック。
• SDH/SONETなどの標準TDMインターフェイス。
• 155～622 Mbit/s のATM UNI 。

ONT または ONU は PON を終端し、ネイティブ サービス インターフェイスをユーザーに提供します。これらのサービスには、音声 (一般電話サービス(POTS) または Voice over IP ( VoIP ))、データ (通常はイーサネットまたはV.35 )、ビデオ、および/またはテレメトリ(TTL、ECL、RS530 など) が含まれます。多くの場合、ONU 機能は 2 つの部分に分かれています。

• ONU は PON を終端し、ユーザーに対してDSL、同軸ケーブル、マルチサービス イーサネットなどの統合インターフェイスを提供します。
• 統合インターフェイスを受信し、イーサネットや POTS などのネイティブ サービス インターフェイスをユーザーに出力するネットワーク終端装置 (NTE)。

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 ストリームを送信します。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止するために暗号化が使用されます。

OLTには複数のポートがあり、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できるため、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を接続できます。^{[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ます。^[46]

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。光配信ネットワーク (ODN) は共有されているため、ONU のアップストリーム送信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 からの送信遅延はそれぞれ異なります。OLT は遅延を測定し、PLOAM (物理層操作、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 に対する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 にいわゆる許可を送信します。許可とは、アップストリーム伝送に定義された時間間隔を使用する許可です。許可マップは数ミリ秒ごとに動的に再計算されます。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な帯域幅を受け取るようにします。

一部のサービス (たとえばPOTS)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。 ただし、Web サイトの閲覧などの多くのデータ トラフィックはバースト性があり、非常に変動します。動的帯域幅割り当て(DBA) により、統計的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 をアップストリーム トラフィックに対して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。 PON アーキテクチャにおけるダウンストリーム オーバーサブスクリプション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ことです)。

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、超過割り当て中にアイドル 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確認すると、その ONU への帯域幅割り当てを増やします。ONU のバーストが転送されると、OLT は特定の 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、欠点は、帯域幅をさらに必要とする複数の ONU に帯域幅を最適に割り当てる方法を OLT が知ることができないことです。

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 には、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、いわゆる送信コンテナ (T-CONT) が複数ある場合があります。ONU は各 T-CONT を個別に OLT に報告します。レポート メッセージには、T-CONT キューのバックログの対数測定値が含まれます。PON全体の各 T-CONT のサービス レベル契約と各 T-CONT のバックログのサイズを知ることで、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 ステータスをポーリングし、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ステータスを報告します。

APON / BPON、EPON、GPONは広く導入されています。2014年11月現在、EPONは約4000万のポートを導入しており、導入数では第1位となっています。^[47]

2015年時点ではGPONの市場シェアは小さいものの、2020年までに105億米ドルに達すると予想されている。^[48]

TDM-PON では、光分配ネットワークでパッシブ光スプリッターが使用されます。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 ターミナル) が割り当てられたタイム スロット (時間領域で多重化) でバースト送信します。このように、OLT は、任意の時点で 1 つの ONU または ONT からのみ信号を受信します。ダウンストリーム方向では、OLT は (通常) 継続的に送信します (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 ラベルを通じて自分のデータを確認します。XGS -PON は、米国の光ファイバー ISP で人気があります。^[49]

DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specificaion ) の Ethernet Passive Optical Network プロビジョニング (DPoE) は、既存の Ethernet PON (EPON、GEPON、または 10G-EPON) のメディア アクセス制御(MAC) 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 Cable Modem Termination Systems (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、ビジネス カスタマー向けの Ethernet 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 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) に基づいています。これは、1 本のガラス ストランド上での波長のパッシブな組み合わせです。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って提供されます。米国ケーブル通信技術者協会 (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、そうでないものもあります。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か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。

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。^{[誰が? ]}

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できます。^[42]または、統計的多重化を通じ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 には共通標準はなく、この用語の定義についても全員一致で合意されたものはありません。一部の定義では、WDM-PON は各 ONU 専用の波長です。その他のより自由な定義では、PON 上の任意の一方向に複数の波長を使用することが WDM-PON であると示唆されています。このような全員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示すことは困難です。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^{[引用が必要]}とスケーラビリティが向上 します。

利点: 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になります。WDM-PON では、各波長が異なる速度とプロトコルで動作できるため、成長に合わせて簡単にアップグレードできます。

課題: 初期設定のコストが高く、WDM コンポーネントのコストが高い。環境温度によって波長が変化する傾向があるため、温度制御も課題となります。

時間および波長分割多重パッシブ光ネットワーク（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）によって次世代パッシブ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、商業的に導入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、およびXGS-PONは1方向あたり1つの波長のみをサポートしますが、NG-PONは1方向あたり4つまたは8つの波長をサポートし、波長あたり10 Gbpsで最大80 Gbpsのダウンストリームおよびアップストリーム帯域幅を実現します。^[34]

長距離光アクセスネットワーク（LROAN）のコンセプトは、ローカル交換機で行われる光/電気/光変換を、顧客からネットワークのコアまで伸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の研究では、ローカル交換機またはワイヤ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可能であることが示されました。^[52]概念実証のデモでは、100 kmの距離で10 Gbit/s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。

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、重複することになります。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は時分割多重（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間の距離が均一でないため、OLTが受信する光パケットの振幅が異なる場合があります。位相変動と振幅変動を短時間（たとえばGPON ^[54]の場合は40ns以内）で補正するには、それぞれバーストモードクロックおよびデータリカバリ（BM-CDR）とバーストモードアンプ（たと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、送信機がバースト 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、短時間でオンとオフを切り替えることができます。PON の上記の 3 種類の回路は、ポイントツーポイント連続モード光通信リンクの対応する回路とはまったく異なります。

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機能やバッファリング機能を提供できず、電源も使用しません。結果として生じる接続は、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端末が、通常は必要のないいくつかの特別な機能を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、そのスプリッタによってサービスを受けるすべてのユーザー (信号の送信対象ではないユーザーを含む) 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端末の責任です。

さらに、スプリッタにはバッファリングがないため、顧客が送信した信号が互いに衝突しないように、各光ネットワーク端末を多重化方式で調整する必要があります。これを実現するために、波長分割多重化と時分割多重化の 2 種類の多重化が可能です。波長分割多重化では、各顧客が独自の波長を使用して信号を送信します。時分割多重化 (TDM) では、顧客が「交代で」情報を送信します。TDM 機器は最も長く市場に出回っています。「WDM-PON」機器の定義は 1 つではないため、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 製品を市場に投入したかについては意見が一致していません。

パッシブ光ネットワークには、アクティブ ネットワークに比べて利点と欠点の両方があります。電子機器を屋外で動作させ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で、アナログ テレビの配信を簡素化できます。ただし、各信号はスプリッタによってサービスされるすべてのユーザーに送信される必要があるため(単一のスイッチング デバイスではなく)、中央局には光回線端末(OLT) と呼ばれる特に強力な送信装置が装備されている必要があります。さらに、各顧客の光ネットワーク端末は中央局まで送信する必要があるため (最も近いスイッチング デバイスではなく)、屋外プラントベースのアクティブ光ネットワークで可能な中央局からの距離を実現するには、到達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。

現代のパッシブ光ネットワークを推進する要因は、高い信頼性、低コスト、パッシブ機能です。

シングルモードのパッシブ光コンポーネントには、波長分割多重装置/デマルチプレクサ (WDM)、アイソレータ、サーキュレータ、フィルタなどの分岐デバイスが含まれます。これらのコンポーネントは、インターオフィス、ループフィーダ、Fiber In The Loop (FITL)、ハイブリッド光ファイバー同軸ケーブル(HFC)、同期光ネットワーク(SONET)、同期デジタル階層(SDH) システム、および光ファイバー増幅器 (OFA) と高密度波長分割多重装置(DWDM) システムを使用する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ます。これらのコンポーネントの提案要件は、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、単一のファイバーを介した双方向 (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、光電力を事前に決定された比率 (結合比) で結合および分割します。WDM は、波長スプリッタおよび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、電力スプリッタおよび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、一方向には光 (特定の波長範囲) を低減衰で通過させ、逆方向に伝搬する光を分離 (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の一体型部品およびインライン部品として使用され、高ビットレートおよびアナログ伝送システムでのマルチパス反射によって発生するノイズを低減します。

光サーキュレータは光アイソレータと同様に動作しますが、逆伝播する光波は失われるのではなく、出力のために 3 番目のポートに送られます。光サーキュレータは、光波伝播の方向に基づいてファイバー間で光パワーを分配 (および分離) する分岐コンポーネントの一種として、双方向伝送に使用できます。

光ファイバーフィルターは、波長に敏感な損失、分離、および/またはリターン損失を提供する 2 つ以上のポートを備えたコンポーネントです。光ファイバーフィルターは、フィルターの種類を分類するために、特定の範囲の波長を低い減衰で通過 (または反射) できるようにする、インラインの波長選択コンポーネントです。

• 10G-PON
• より高速なPON
• 帯域幅保証ポーリング
• ブロードバンド
• ファイバーからX
• GPON (ギガビット対応パッシブ光ネットワーク)
• 適応サイクルタイムによるインターリーブポーリング
• NG-PON2

• ウィキメディア・コモンズのパッシブ光ネットワークに関連するメディア
• Howstuffworks.com の「ファイバー・トゥ・ザ・ホーム・ブロードバンドの仕組み」には、アクティブ光ネットワーク (AON) の説明も含まれています。