<4D F736F F F696E74202D208E9197BF C D815B F E835A83588B5A8F7082CC8EE682E DD D A>

Transcription

1 次世代ブロードバンド技術の利用環境整備に関する研究会 2007 年 1 月 29 日プレゼン資料 資料 2-2 ブロードバンドアクセス技術の取り組み 平成 19 年 1 月 29 日 日本電信電話株式会社 坪川信

2 内容 1. 光アクセス網における課題と技術 2. 光アクセスシステム PON 技術 映像配信技術 アップグレードに向けた技術 3. 無線アクセスシステム 多様な方式 固定アクセス技術 4. 終わりに 2

3 一般的なアクセス網の構成 アクセス点 (PON の場合 スフ リッタ設置 ) 収容ビル お客さま宅 ONU 配線点 ( き線点 ) IDM OLT 配線系設備 幹線系設備 所内系設備 平均 2.2km 程度 3

4 光ファイバ網における課題と技術 光の大量開通期だけでなく それ以降の大量光設備の維持 運用期を含めた長期的視点からの所外設備の設計 建設 保守 運用が重要 お客さま宅 光ファイバの収納性向上接続替え等の簡易化 光配線法 : 需要動向 ( 黎明期から普及期へ ) に応じた合理的な配線設計技術メタル網との共存 光へのマイク レーション 収容ビル 設備の効率的な運用を図る所内配線管理技術 IDM OLT ONU 引落としや宅内配線の簡易化 ( 取り回しを簡単に ) 光施工の DIY 化 地下管路の有効利用を図るケーブル多条収容技術 信頼性向上 派遣稼動低減のための遠隔試験 監視 切替技術 4

5 曲げフリー光コード 曲げ 折り 結び 状態でも通信可能な光コードを開発 メタル並みの取扱いが可能で 光配線の美観向上 適用例 直角曲げ状態 束ね状態 折り返し状態 ONU PC 光コネクタローゼット 結び状態 5

6 光カールコード 柔軟でコンパクトな接続 伸び率 400% を実現 6

7 フレッツサービスとアクセスシステム ビルタイプエンタープライズタイプビジネスタイプベーシックタイプ お客様 MC 100Mbps /1Gbps NTT OLT ISP -A マンションタイプ 光スフ リッタをマンション内設置する PON 適用形態も有る MC 100Mbps /1Gbps OLT 地域 IP 網 ハイパーファミリータイプ 光プレミアムファミリータイプ ONU 1Gbps 1:8 光スフ リッタ GE-PON 1:4 OLT ISP -B 7

8 GE-PON システム IEEE802.3ah(EFM:Ethernet in the First Mile) 標準のアクセス方式 上り下り 1Gb/s の伝送容量 将来需要に応えられる広帯域なアクセスパスを確保 Ethernet 技術活用による大幅コストダウン ユーザ宅 上りは TDMA 設備センタ Ethernet パケット ONU 時間 ONU OLT 地域 IP 網等のコアネットワーク UNI ONU 32 分岐光スフ リッタ 8

9 光アクセスシステムの変遷 イーサネットは 3~4 年で伝送速度が 10 倍のペースで高速化 PON 方式は 7~8 年遅れてアクセス市場に登場 Bit rate (bps) 10G GbE-MC 1G 100M-Ether MC[IEEE802.3] 100M STM-PON [ 独自 ] 10M MC 方式 10GbE-MC PON システム 600M B-PON ( 上り150M) [FSAN, ITU-T] GE-PON [IEEE802.3] 次世代アクセス方式 1M ADSL FSAN, ITU-T 100k Year 9

10 PON システムの変遷 高速化の追求 伝送装置の経済化イーサーネット技術との融合 (GE-PON) 名称 STM-PON B-PON GE-PON (1000BASE-PX) 標準化機関 最大速度 上り下りの多重方法 NTT 独自仕様 16Mbit/ 秒 時間軸圧縮多重 (TCM) ITU-T G.983 シリース 下り 622Mbit/ 秒上り 156Mbit/ 秒 波長多重 (WDM) IEEE 802.3ah 1.25Gbit/ 秒 データ転送 STM ATM Ethernet 商用導入年 ( 専用線 ) 2002(FTTH)

11 サービスの拡張 : トリプルプレイ 放送波をそのまま波長多重で伝送し トリプルプレイ ( 高速インタネット 映像 VoIP) を実現 インターネット通信上りインターネット通信下り映像将来の予備 (μm) 3 波長 通信用宅内装置 映像用宅内装置 インターネット通信上り (1.31μm) インターネット通信下り (1.49μm) 多チャンネル映像 (1.55μm) 波長多重 分離素子 通信用光送信装置 映像用光送信装置 11

12 RF 信号による映像伝送方式 伝送方法 光送受信器の構造 伝送時の雑音耐力 伝送路の歪み耐力 AM 直接伝送方式周波数多重信号をそのまま伝送 NTSC 64QAM (Analog) (Digital) f MHz (FM 一括変換方式に比べて単純 ) ( 雑音の影響を受け易い ) 光信号の多分配が困難 ( 伝送路歪みの影響を受け易い ) 高スペックの光増幅器が必要 周波数多重信号をFM 信号に一括変換してから伝送 FM 一括変換 NTSC (Analog) ( やや複雑 ) FM 一括変換方式 64QAM (Digital) f MHz 500 MHz 6 GHz ( 雑音の影響を受け難い ) 光信号の多分配が容易 ( 複数地点での受信が容易 ) ( 伝送路歪みの影響を受け難い ) 安価な光増幅器が利用可能 f 12

13 IP 方式による映像伝送 :DTV over IP(IP マルチキャスト ) 実験 OFDM DEMOD 7 チャンネル (NHK+ 民法 ) スクランブラ IP 処理 IPv6 網環境でIPマルチキャスト映像配信 ( 総務省実験 ) を実施 平成 18 年 8 月 1 日情報通信審議会情報通信審議会 地上デジタル放送 ~ 行政の果たすべき役割 (33 次答申 ) において 2011 年全デジタル化に向けて IP マルチキャストも補完手段の一つとして 諸問題に取組んでいくことが記述される エッFEC ッジジエンコーダルNTT ルGE- FEC IP-TV 商用 IPv6 ーGE- ーONU デコーダセットエタ商用網タOLT ヘッドエンド転送局収容局実験宅 ( 三鷹 ) スイッチ 全チャネル転送 GE-PON 1 チャンネル MPEG2-TS (HDTV) ~20 Mbps ストリーム / チャンネル エッジルータと IP-TV セットでチャンネル選択機能を実現 13

14 更なるシステム大容量化に向けて 1Gbps アクセスを超える 将来のアクセス方式へのアプローチ 既存の PON インフラを活かせるサービス拡張実現が 1 つの鍵 TDM-PON の延長線上にある 10G-PON へのチャレンジ 一部ユーザへのハイエンドサービス提供などフレキシブルな高度化手段の追求 1 波長あたりのヒ ットレート (Gbps) IP 統合型のサービス拡張 STM-PON 10G- PON GE- PON TDM WDM OCDM ハイブリッド WDM アクセス CDM アクセス 映像等の別サービスの多重追加ユーザの多重 超大容量化 波長数 / 符号数 32 14

15 波長多重 (WDM) 技術の展開 多様化するサービスやユーザニーズへ柔軟に対応するアクセス系の実現が可能 多様化 広帯域化するサービス サービスへの波長の割当て 従来 PON の利用イメージ λ1 λ2 λ3 収容局 1 つの波長を複数ユーザ 複数サービスで共有 映像 Internet CDN ユーザへの波長の割当て 光ファイバ増設無で サービスを追加可能 からスカパー放送多重 ( 戸建て ) を提供開始光ファイバを共有しつつ通信帯域を占有可能 λ1 収容局 映像 Intenet CDN 各ユーザ毎に異なったサービスニーズ λ1 λ2 λ3 収容局 : 波長分離用フィルタ : 光源 : 波長分離用フィルタ : 光源 15

16 パワースプリッタ PON への WDM 適用例 現用光ファイバインフラを活用しながら サービスアップグレードを図る 経済性の追求 :ONU の低価格化 ( 波長毎の少量多品種化ではなく 汎用的な仕様へ ) 利便性の追求 : 容易な変更のための ONU の自動認識 ( オートコンフィキ ュク レーション ) など ユーサ 共通仕様の光モシ ュール ( 可変波長光源など ) センタ側からの自動インストール ( 波長アサインなど ) ONU 新規 / 変更 ONU 新規 / 変更 上り 上り 下り波長下り波長 上り 下り 光ハ ワースフ リッタ 設備センタ OLT 波長管理 ONU 既存 上り 下り 波長 16

17 無線アクセス方式の分類 数十 km エリアサイズ サービス分類 IEEE802 委員会 TG 分類 WAN Wide Area Network(Cellular) MWA PDC/FOMA 数 km MAN Metropolitan Area Network FWA WIPAS WiMAX 数百 m 数十 m 数 m 数 cm LAN: Local Area Network PAN Personal Area Network STB TV VoIP NWA WLAN PAN Wi-Fi Bluetooth UWB MWA: Mobile Wireless Access NWA: Nomadic Wireless Access FWA: Fixed Wireless Access WLAN: Wireless LAN WIPAS: Wireless IP Access System 17

18 モビリティモビリティと伝送速度から見た無線方式 ( 高速移動 ) 大 FOMA Super 3G 4G WiMAX 1 つの端末によるモヒ リティと速度両面の実現へ (FMC) ( 歩行 ) 小 ( 静止 ) P D C P H S Wi-Fi(11g/11a) WIPAS(FWA) 11n 無線 LAN は完成期へ 端末種も拡大 abg から n/11e/11i へ 次世代 FWA FWA はルーラルエリアへの適用 将来 映像系を含む高速化へ 100kbit/s 1Mbit/s 10Mbit/s 100Mbit/s 伝送速度 1Gbit/s 18

19 WIPAS の概要 ワイヤレス IP アクセスシステム (WIPAS) 光 と 無線 を組み合わせ ブロードバンド IP サービスを提供する 26GHz 帯無線アクセスシステム 迅速なサービス提供 - 光ファイバの引き込みが困難な集合住宅ビル等へのサービス提供 -ディジタルデバイドを解消する有効なツール 高速かつ安定した通信を提供 - 無線伝送速度 80Mbps(Ethernetフレーム転送速度 : 最大 46Mbps) - 豊富でかつ安定な周波数リソース :26GHz 帯を利用することにより サービスエリアの面的展開と安定した伝送品質を実現 設備 施工コストの低減 - 装置を小型化し 加入者局 (WT) のベランダ 設置や基地局 (AP) の電柱設置を実現 -アンテナ方向調整/ 宅内配線等の施工方法を簡易化 19

20 WIPAS の利用形態 B フレッツワイヤレスタイプ ( 集合住宅向け ) 光配線の敷設が困難な集合住宅 雑居ビル等のユーザを対象 B フレッツワイヤレスファミリー ( 戸建向け ) ルーラルエリア ニュータウン 新興住宅地等を対象 家屋側は 通常 屋根やベランダにアンテナを設置する 例えば 学生寮や社員寮などにおいては 各部屋までの管路がなく 公衆電話を共有していた事例等があり ( 携帯電話の普及で各部屋への電話設置のニース が殆ど無い ) 低コストでのブロードバンドサービスを提供する手段として WIPAS が導入されている 設備センタ 無線エントランスとしての利用 1 国道 2 川 3 線路を跨ぐ回線設定を極めて短期間 (1 ヶ月以内 ) で実施 ( 新規サービスエリアの拡大が可能 ) 20

21 集合住宅向け装置の概観図 WT: Wireless Terminal AP: Access Point RFU: Radio Frequency Unit IFU: Interface Unit AP-RFU オムニ ANT タイプ ホーン ANT タイプ ユーサ 宅内 加入者局 Ether ケーフ ル 外形寸法 : φ mm 以下質量 : 7 kg( オムニ ANT タイプ ) 3 kg( ホーン ANT タイプ ) PC Ether ケーフ ル 基地局 光ケーブル WT- アタ フ タ WT-RFU AP-IFU 外形寸法 : mm 質量 : 0.1 kg 外形寸法 : mm 質量 : 2.0 kg 外形寸法 : W270 H320 D160 mm 質量 : 7 kg Ether ケーフ ルの空き芯線を使用して WT ー RFU に電源を供給 21

22 NTTBP によるつくばエキスプレスサービス 光ファイバの利用 中継網 データセンタ インターネット 駅 駅 FWA による中継 駅 無線 LAN で駅 ~ 列車間を接続 モバイル IP 技術により 130km/h の高速でも通信可 駅 ~ 列車間のシームレスハンドオーバ 無線 LAN による車両間接続 列車の前後 2 個のアンテナによる通信の安定化 モバイルルータ 各車両に基地局を設置 各種端末 アプリが利用可能 マルチ ESSID 技術による複数事業者のサービス提供 22

23 終わりに 光 があたり前になる時代に向けた今後の研究開発においては 経済性や性能向上に加え 使いやすさや信頼感といった指標が重要となる 経済性 光アクセス技術の開発指標と現状 標準化 運用の効率化 装置の経済化 適合技術オルタナティフ 技術 安心 安全 更なる高速化 施工の容易化 DIY 化使いやすさ ( 柔軟性や信頼性 ) サービス拡張性 機能 性能 23