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グローバルスタンダード最前線
次世代光アクセスシステム（NG-PON2）の
標準化動向
あ さ か
こ う た
浅香 航太
か
に
じゅんいち
/可児 淳一
NTTアクセスサービスシステム研究所
伝送容量の増大，多種サービスの
びITU-T SG15/Q2（Study Group15/
勧告化が完了しています．
収容および柔軟なネットワーク運用
Question2） で 議 論 さ れ て い ま す．
を目指し，現在標準化団体において
FSANは，将来光アクセスシステムの
やシステムのパワーバジェットなどの
活発な審議が進められている次世代
技術について議論を行う業界団体で，
物理層仕様を規定し，2013年12月に
光アクセスシステム（NG-PON2）の
合意形成された方式や技術をITU-T
合意済みです．承認に向けた最終コメ
標準化動向について報告します．
に提案することで，国際標準化活動に
ント審議において，技術課題を解決す
貢献しています．
る審議に多くの時間を割いたため，
将来光アクセス
システム
2014年12月に承認されました．
次世代光アクセスシステム
（NG-PON2）
将来光アクセスシステムについては，
G.989.2は，NG-PON2の 波 長 配 置
ま た，G.989.3はNG-PON2の 波 長
および帯域の割当プロトコルなどを含
伝送容量10 Gbit/s級のPON（Passive
40 Gbit/s級PONシステムは，次世
む 伝 送 コ ン バ ー ジ ェ ン ス（TC:
Optical Network） シ ス テ ム ま で は
代光アクセスシステム（NG-PON2:
Transmission Convergence） 層 を 規
IEEE（Institute of Electrical and
Next Generation-PON2）と呼称され
定 し，2014年12月 のITU-T SG15本
Electronics Engineering）およびITU-T
ており，2010年にFSANで議論が開
会議でも活発な審議が行われました．
（International Telecommunication
始され，ITU-TではG.989シリーズと
このようなステータスから，G.989シ
して標準化が進められています．
リーズのすべての勧告化が完了するの
Union-Telecommunication
Standardization Sector）で標準化が
G.989シリーズを構成する各勧告と
完了しています．最先端の光アクセス
標準化ステータスを表 1 に示します．
システムとして，現在，10 Gbit/s級
G.989は，G.989シリーズに用いられ
NG-PON2のシステムイメージを図
のPONシステムをベースに，波長多
る用語の定義を規定し，2015年 7 月
1 に示します．従来のPONシステム
重（WDM: Wavelength Division
に 合 意（consent） す る 予 定 で す．
では，マス（一般）ユーザ向けのみに
Multiplexing）技術を導入し伝送容量
G.989.1は，NG-PON2の シ ス テ ム 要
サービスを展開していましたが，NG-
の増大とサービス拡張性を強化した40
求 条 件 を 規 定 し，2013年 3 月 承 認
PON2ではマスユーザに加えて，ビジ
Gbit/s級 のPONの 標 準 化 がFSAN
（approval）済みであり，G.989シリー
ネスユーザおよびモバイルユーザも同
（Full Service Access Networks）
，およ
ズでは現時点（2014年12月）で唯一
一の光アクセスシステムにより収容す
は，2015〜2016年となる見込みです．
■システム構成
表 １ G.989シリーズ各勧告と標準化ステータス
勧告番号
74
勧告名称
説　明
G.989
40-Gigabit-capable passive optical networks
（NG-PON2）
: Definitions, abbreviations and acronyms
NG-PON2（G.989シリーズ）
で用いられる用語や定義
2015年 7 月合意予定
G.989.1
40-Gigabit-capable passive optical networks
（NG-PON2）: General requirements
NG-PON2の要求条件
2012年 7 月合意済
2013年 3 月承認済
G.989.2
40-Gigabit-capable passive optical networks
（NG-PON2）: Physical-layer specifications
NG-PON2の物理層仕様
2013年12月合意済
2014年12月承認済
G.989.3
40-Gigabit-capable passive optical networks
（NG-PON2）: Transmission-Convergence
（TC）-layer specifications
NG-PON2の伝送コンバー
ジェンス（TC）層仕様
2015年 7 月合意予定
NTT技術ジャーナル　2015.1
標準化ステータス
ることを想定しています．NG-PON2
Point-to-Point（PtP）型のWDM（PtP
粋を表 2 に示します（1）．TWDM-PON
の基本システムは，従来の時分割多重
WDM）オーバレイの適用が期待され
における波長多重数は上り ・ 下り各
（TDM: Time Division Multiplexing）
ています．また，NG-PON2において
4 （オプションで各 8 ）であり，伝送
技 術 に 加 え てWDM技 術 を 用 い た
は，WDM技術の導入に伴い，在庫管
速度は 3 パターンを仕様化していま
TDMとWDMの ハ イ ブ リ ッ ドPON
理コストの低減および誤接続防止の観
す．例えば波長当りの上り ・ 下り伝送
（TWDM-PON: Time and Wavelength
点から，光加入者線ネットワーク装置
速度10 Gbit/s（上り ・ 下り総帯域40
Division Multiplexing-PON）システ
（ONU：Optical Network Unit）のカ
Gbit/s）はビジネスユーザ向けに，波
ムですが，モバイルなど厳しい伝送遅
ラーレス化が仕様化されています．
長当りの上り伝送速度2.5 Gbit/s（上
延条件が要求されるサービスについて
■要求条件
り総帯域10 Gbit/s）
，下り伝送速度10
はオプションとして規定されている
G.989.1で規定された要求条件の抜
Gbit/s（下り総帯域40 Gbit/s）はマ
スユーザ向けへの適用が考えられま
す．分岐数および伝送距離はそれぞれ
ビジネスユーザ
256分岐以上および40 km以上を支持
することを仕様化していますが，アプ
RRH
PtP WDM オーバレイ
マスユーザ
ルータ
PtP WDM
BBU
度，分岐数，伝送距離は異なります．
そのため，下り総帯域40 Gbit/s，伝
モバイル
ネットワーク
TWDM
TWDM
TWDM
TWDM
モバイルサービス
上位ネットワーク
OLT
リケーションによって最適な伝送速
送距離20 km，分岐数64など支持すべ
き組み合わせについても仕様化してい
ます．
■波長装置
NG-PON2の 物 理 層 仕 様 で あ る
BBU: Baseband Unit
RRH: Remote Radio Head
ONU
図 1 NG-PON2のシステムイメージ
G.989.2においては，波長配置が図 2
のように規定されます．既存のPON
システムや10 Gbit/s級PONとの共存
を図るため，NG-PON2向けの波長域
表 2 NG-PON2の要求条件（G.989.1より抜粋）
システム
総帯域
（波長数 4 の場合）
TWDM-PON（基本システム）
PtP WDM オーバレイ（オプション）
下り40 G（10 G × 4 λ）, 上り40 G（10 G × 4 λ）
下り40 G（10 G × 4 λ）, 上り10 G（2.5 G × 4 λ）
下り10 G（2.5G × 4 λ）, 上り10 G（2.5 G × 4 λ）
分岐数
1：256
伝送距離
40 km
共存
サービス
すべての既存PONシステム
（映像配信システム含む）
マスユーザ，ビジネスユーザ，モバイルバックホウルほか
は，TWDM-PON用 に 上 り1524〜
1544 nm（Wide Banad option） お よ
び 下 り1596〜1603 nmが 規 定 さ れ ま
す．上り波長域については，ONUに
適用する波長可変技術や波長チャネル
間隔（最小50 GHz, 最大200 GHz）に
応 じ て，Wide Band optionに 加 え て
Reduced Band option（1528 〜 1540
nm）, Narrow Band option（1532 〜
1540 nm）の 3 種類が仕様化されます．
NTT技術ジャーナル　2015.1
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グローバルスタンダード最前線
TWDM
上り
TWDM
1596∼1603 nm
下り
Wide: 1524∼1544 nm
NG-PON2（G.989.2）
Shared spectrum:
1603∼1625 nm
Reduced: 1524∼1540 nm
Narrow: 1532∼1540 nm
PtP WDM
オーバレイ
Expanded spectrum: 1524∼1625 nm
下り
上り
10G-EPON
XG-PON
1575∼1580 nm
1260∼1280 nm
上り
下り
GE-PON，G-PON
Regular: 1260∼1360 nm
GE-PON
G-PON
Reduced: 1290∼1330 nm
G-PON
Narrow: 1300∼1320 nm
1200
1260
1300
Video
1550∼1560 nm
1360
1400
1480
1500
1600
1625（nm）
図 2 NG-PON2の波長配置
NG-PON2では上り波長域にC帯が使
G.989.3は，ITU-Tで勧告化された10
信器および受信器の低コスト化が重要
われることになるため， 1 波長当りの
Gbit/s級PONシ ス テ ム のTC層 仕 様
と な る 一 方 で， サ ー ビ ス 運 用 中 に
伝送速度が10 Gbit/sの場合は，ONU
G.987.3をベースに，波長の割当プロ
ONUの波長可変機能により割当波長
送信器に外部変調方式を適用するな
トコルを補充するコンセプトで標準化
を切り替えることで，NG-PON2シス
ど，波長分散耐性の向上を図る必要が
が進められています．具体的には，波
テムの高機能化が期待されています．
あります．また，PtP WDM用には，
長IDの規定法，ONU初期登録時の波
高機能化の一例として，波長切替によ
既存PONシステムなどとの共存を図
長割当法，サービス運用中のONUの
る 光 加 入 者 線 終 端 装 置（OLT:
ることを想定した「Shared spectrum」
波長切替シーケンスなどが補充される
Optical Line Terminal）プロテクショ
として1603〜1625 nmが規定され，さ
予定です．
ン（高信頼性化）技術を図 3 に示しま
らに，グリーンフィールド向けを想定
し た「Expanded spectrum」 と し て
1524〜1625 nmが規定されます．なお，
波長切替による
高機能化
す．通常時に，OLTを構成する 3 つ
の光加入者ユニット（OSU: Optical
Subscriber Unit）盤は，それぞれ 3
PtP WDMについては，波長域のみが
NG-PON2では，波長ごとに異なる
つの異なる波長が割当てられて運用さ
規定され，波長数，上り ・ 下りの波長
ONUを製造 ・ 管理する必要をなくす
れており，OSU#1, OSU#2, OSU# 3
配置および波長チャネル間隔は規定さ
ために，ONUの送信器および受信器
は， そ れ ぞ れONU1, ONU2お よ び
れません．
に波長可変機能を持たせることを必須
ONU3，ONU4と通信を行っていると
としています．そのため，波長可変送
します．ここで，OSU# 2 に故障が発
NG-PON2のTC層 仕 様 で あ る
76
NTT技術ジャーナル　2015.1
λ1u
ONU1
ONU2
ONU3
λ2u
OSU #1
λ2u
ONU1
波長 3（λ3u）に
切り替え
ONU3
ONU2
λ1u
OLT
λ3u
の最新標準化動向として，NG-PON2
について紹介しました．今後は，
G.989
故障修理
OSU #1
λ3u
ONU4
ここでは，将来光アクセスシステム
OSU #3
ONU4
波長 1（λ1u）に
切り替え
故障発生
OSU #2
λ3u
λ1u
今後の展望
OLT
OSU #2
OSU #3
図 3 波長切替によるOLTプロテクション技術
シリーズの改訂（Amendment）文書
の審議を通じて，主にPtP WDMの仕
様化が進展するものと思われます．
NTTでは，将来光アクセスシステム
の審議に積極的に参画し，国際標準化
活動に貢献していきます．
■参考文献
生した際には，
通信断絶を防ぐために，
行っている間に通信への影響を与えな
ONU2およびONU3は，それぞれ波長
いことが求められるため，ONUの波
を切り替える（ONU2はλ2uからλ1u
長可変送信器および受信器には，高速
へ，ONU3はλ2uからλ3uへ切り替え
な波長切替機能が求められます．
る）ことにより別のOSU（ONU2は
一方で，このようなサービス運用中
OSU# 1 ，ONU3はOSU# 3 ）に 接 続
の波長切替は行わずに，ONUの初期
され，通信を継続することが可能とな
登録時のみ波長切替を行う場合は，
ります．
ONUに高速な波長切替機能は不要と
従来のPONシステムにおけるプロ
（1） ITU-T Recommendation G.989.1：“40-Gigabitcapable passive optical networks（NG-PON2）
:
General requirements,” 2013．
なります．これらの背景のもとに，
テクションでは，冗長性確保のために
G.989.2では，ONUに波長切替時間ク
予備OLTと光スイッチを導入する必
ラスが規定されます．波長切替時間
要がありましたが，NG-PON2におけ
クラスは 3 段階にカテゴライズされ，
るプロテクションは，ONUの波長を
クラス 1 ， 2 ，および 3 は，それぞれ
切り替えるだけで実現可能なため，予
＜10 μs, 10 μs 〜25 ms, 25 ms〜 1 s
備系の装置類が不要となる特長があり
と規定されます．このようなクラス分
ます．このほかにも，トラフィックが
けは，ネットワークの高機能化に必要
少ない場合に，すべてのONUを同一
な波長切替時間への要求条件と，現状
の波長に切り替えて同一のOSU盤に
の波長可変送受信器の性能に基づいて
接続することにより，ほかのOSU盤
行われています．
をスリープモードで運用する低消費電
力化技術も期待されます．これらの機
能を実現するうえでは，波長切替を
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