FTTHネットワークスプリッタの設計と最適化分析

FTTHネットワークスプリッタの設計と最適化分析

FTTH(Fiber To The Home)ネットワーク構築において、パッシブ光ネットワーク(PON)の中核コンポーネントである光スプリッタは、光パワー分配を通じて1本の光ファイバを複数ユーザーで共有することを可能にし、ネットワークパフォーマンスとユーザーエクスペリエンスに直接的な影響を与えます。本稿では、FTTH計画における主要技術を、光スプリッタ技術の選定、ネットワークアーキテクチャ設計、分岐比の最適化、そして将来の動向という4つの視点から体系的に分析します。

光スプリッタの選択:PLCとFBT技術の比較

1. 平面光波回路(PLC)スプリッター:

•フルバンドサポート(1260~1650 nm)、マルチ波長システムに適しています。
•高次分割(例:1×64)、挿入損失≤17dBをサポート。
•高温安定性(-40°C~85°Cの変動<0.5dB)
•小型パッケージですが、初期コストは比較的高くなります。

2. 溶融双円錐テーパー(FBT)スプリッター:

•特定の波長のみをサポートします(例:1310/1490 nm)。
•低次の分割(1×8未満)に制限されます。
•高温環境での損失変動が大きい
•低コストで、予算が限られているシナリオに適しています。

選択戦略:

都市部の高密度エリア(高層住宅、商業地区)では、XGS-PON/50G PON アップグレードとの互換性を維持しながら高次分割要件を満たすために、PLC スプリッターを優先する必要があります。

農村部や低密度地域では、初期導入コストを削減するためにFBTスプリッターが選択される場合があります。市場予測によると、PLC市場シェアは主に技術的な拡張性の利点により、80%を超えると予想されています(LightCounting 2024)。

ネットワークアーキテクチャ設計:集中型分割と分散型分割

1. 集中型Tier-1スプリッター

•トポロジ:OLT → 1×32/1×64 スプリッター(機器室/FDH に配備) → ONT。

•適用シナリオ: 都市中心業務地区、高密度住宅地。

•利点:

- 障害箇所特定効率が 30% 向上

- シングルステージ損失は17~21dBで、20kmの伝送をサポートします。

- スプリッタの交換による急速な容量拡張 (例: 1×32 → 1×64)。

2. 分散型マルチレベルスプリッター

•トポロジ:OLT → 1×4(レベル1)→ 1×8(レベル2)→ ONT、32世帯にサービスを提供。

•適切なシナリオ: 農村地域、山岳地帯、別荘地。

•利点:

- バックボーン ファイバー コストを 40% 削減します。

- リングネットワークの冗長性(自動ブランチ障害切り替え)をサポートします。

- 複雑な地形にも適応可能。

分割比の最適化:伝送距離と帯域幅要件のバランス

1. ユーザーの同時接続と帯域幅の保証

1×64 スプリッタ構成の XGS-PON (10G ダウンストリーム) では、ユーザーあたりのピーク帯域幅は約 156Mbps (同時実行率 50%) です。

高密度エリアでは、容量を拡張するために、動的帯域幅割り当て (DBA) または拡張 C++ バンドが必要です。

2. 将来のアップグレードのプロビジョニング

ファイバーの老朽化に対応するために 3dB 以上の光パワー マージンを確保します。

冗長な構成を避けるために、調整可能な分割比 (例: 構成可能な 1×32 ↔ 1×64) を持つ PLC スプリッターを選択します。

将来の動向と技術革新

PLCテクノロジーが高次分割をリード:10G PON の普及により、PLC スプリッターが主流となり、50G PON へのシームレスなアップグレードがサポートされるようになりました。

ハイブリッド アーキテクチャの採用:都市部での単一レベルの分割と郊外ゾーンでの複数レベルの分割を組み合わせることで、カバレッジ効率とコストのバランスが取れます。

インテリジェントODNテクノロジー:eODN により、分割比率と障害予測のリモート再構成が可能になり、運用インテリジェンスが強化されます。

シリコンフォトニクスの統合のブレークスルー:モノリシック 32 チャネル PLC チップによりコストが 50% 削減され、1×128 の超高分割比が実現され、全光型スマート シティ開発が促進されます。

カスタマイズされたテクノロジーの選択、柔軟なアーキテクチャの展開、動的な分割比の最適化により、FTTH ネットワークはギガビット ブロードバンドの展開と今後 10 年にわたるテクノロジーの進化の要件を効率的にサポートできます。


投稿日時: 2025年9月4日

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