HATS セミナー 2013 Ethernet PON の 相互接続性確保に向けた取組み 2013 年 11 月 14 日 HATS 推進会議光アクセアドホック WG 主査 NTT アクセスサービスシステム研究所鈴木謙一 / 石井比呂志 1
目次 1. 背景 2. 光アクセスアドホックWG 3. EPONのシステムレベルの標準化 4. 相互接続試験活動 5. まとめ 2
The number of subscriber (Million) PON を用いたブロードバンドサービス (FTTH) の普及 ブロードバンドの普及に伴い PON(Passive Optical Network) を用いた光アクセスシステムの利用が拡大 日本では特に Ethernet ベースの PON(EPON) が普及 40 The end of Mar. 2013 The end of Mar. 2014 (Forecast) 30 Press materials, Ministry of Internal Affairs and Communications of Japan, Quarterly data on the number of subscribers, etc., of electrical communication services in Japan, Broadband (Total) Fixed broadband 35.30 FTTH 23.86 Over 25.0 20 DSL 17.30 Over 18.0 FTTH (NTT) 10 6.01 Over 6.0 CATV Internet 5.43 Under 5.0 0 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 Year 3
PON について 光ファイバを光スプリッタで分岐 光ファイバおよびビル内装置を複数のユーザで共有 設備量の節減を実現 FTTH の主要システム 光スプリッタ ユーザ宅 通信事業者ビル ONU 光ファイバ OLT B-PON EPON PON: Passive Optical Network OLT: Optical Line Terminal ONU: Optical Network Unit 1G-EPON(GE-PON) 10G-EPON 4
Ethernet ベースの標準化とその課題 IEEE において Ethernet ベースの PON が標準化. 双方向の 4K TV, 遠隔教育 / 遠隔医療等のブロードバンドアプリケーションが提供可能な 10Gbps 級の高速光アクセスシステムの実現 しかしながら, これまでの EPON の標準は物理層や MAC 層に限定されているため, 異ベンダ間の相互接続性を阻害 Client Management SNMP, IGMP, MLD, IEEE 802.1x MAC Client Forwarding QoS Priority Control MAC MAC Control Client ONU Registration GATE Generation REPORT Handling MPCP MAC RS OAM Client Alarm Surveillance OAM OAM OAM MAC Client Management SNMP, IGMP, MLD, IEEE 802.1x MAC Client Forwarding QoS Priority Control MAC Control Client ONU Registration GATE Handling REPORT Generation OAM MPCP MAC RS OAM Client Alarm Surveillance 標準化外 ベンダ依存 (QoS 管理など ) OLT PCS PMA PMD Scope of IEEE 802.3 ONU PCS PMA PMD 標準化範囲 5
システムレベルの標準化と光アクセスアドホック WG の設置 システムレベルの標準化 : SIEPON IEEE P1904.1 Service Interoperability in Ethernet Passive Optical Network (SIEPON) SIEPON パッケージ B( 日本仕様 ) 参考 パッケージ A: 北米仕様 パッケージ C: 中国仕様 SIEPON パッケージ B が,ITU-T において G.epon(G.9801) として勧告化. 適合性試験手順 (SIEPON/Conformance) の制定 認定プログラム (SIEPON Certificate Program) の実施 相互接続試験のための実装ガイドライン (G.epon Implementers guide) の制定を計画. EPON( 特に SIEPON パッケージ B) の相互接続性の確保のため, 相互接続試験の実施とそれに付随する課題を話し合う場として,HATS 推進会議実施推進部会の下に光アクセスアドホック WG を設置 6
適合性試験と相互接続試験 適合性試験 (Conformance Test): 装置が標準や規格を満たしているかどうかを確認 相互接続試験 (Interoperability Test): 異なるメーカの装置が正常に接続できるかどうかを確認 適合性試験を通った装置同士でも 相互接続できるとは限らない 7
目次 1. 背景 2. 光アクセスアドホックWG 3. EPONのシステムレベルの標準化 4. 相互接続試験活動 5. まとめ 8
光アクセスアドホック WG の目的 EPON( 特に日本発 EPON 仕様である SIEPON Package B/G.epon ) のグローバルスタンダードとしての地位を確固たるものとし, 国内外のビジネス機会を確保する. 適合性試験に加えて相互接続試験を推進することによりベンダが協調して国内 海外展開ができる環境を整える. また, 日本で成熟させた光アクセス技術を安く新興国に提供することで, 新興国の通信インフラの発展に寄与する. SIEPON Package B/G.epon 準拠 EPON 間の相互接続性の確保とその検証実施に向けた課題の検討, 抽出. 相互接続試験を SIEPON/Conformance 等の標準化完了に先立ち実施し, アドホック WG の成果を標準にフィードバックする. 9
光アクセスアドホック WG の構成 Steering Committee 実施推進部会 Planning Committee 運営委員会 Facsimile PBX TILC Telecom Server TILC Multimedia Communication TILC メンバー (9 社 ): 沖電気,Oliver Solutions, 住友電工,NEC, 日立製作所,PMC シエラ, 富士通テレコムネットワークス, 三菱電機,NTT オブザーバ :TTC, 事務局 :CIAJ サブ WG(SWG) 活動方針策定 SWG: 活動計画, 運営方針, 他組織 (IEEE, TTC(ITU-T)) との連携方針の策定 試験ガイドライン策定 SWG: 試験実施方針の策定, 試験ガイドラインの策定 Optical Access Ad-hoc WG 光アクセスアドホック 2012 年 8 月発足 Planning SWG 活動計画策定 Guideline SWG 試験ガイドライン策定 10
SWG の狙い 活動計画策定 SWG 相互接続試験計画の立案及び試験の運営 2014 年度以降の本格活動に向けた WG の活動方針の立案 IEEE SIEPON WG,SIEPON CASG,TTC 等の関連団体との連携方法の立案及び実践 テスト結果等の管理情報についての取り扱い方針の策定 試験ガイドライン策定 SWG 相互接続試験の実施方針についての検討 試験ガイドラインの策定 11
目次 1. 背景 2. 光アクセスアドホックWG 3. EPONのシステムレベルの標準化 4. 相互接続試験活動 5. まとめ 12
SIEPON/G.epon の標準化範囲 SIEPON は システムレベルの EPON 標準化仕様 G.epon(G.9801) は SIEPON Package B に ITU 標準で広く使われる汎用 OMCI を適用した ITU-T 版システムレベルの EPON 標準化仕様 Common Ethernet services HN management BBF TR-142 (TR-069 for PON) Service model BBF TR-156, 200 (TR-101 for PON) G.988(Generic OMCI) G.986 (1G-P2P) G.987 (XG-PON) G.984 (G-PON) System level specification 802.3av (10G-EPON) 802.3ah (GE-PON) eoam PON management ( Ex. OAM) Higher layer specifications ( Ex. QoS management) MAC layer specifications ( Ex. Frame structure) Physical layer specifications ( Ex. Transmission bandwidth) システムレベル MAC 層 物理層 ITU-T Recommendations G.epon IEEE standards SIEPON OMCI:ONU Management and Control Interface 13
SIEPON/G.epon の狙い 1G-EPON(IEEE 802.3ah),10G-EPON(IEEE 802.3av) で規定しなかった上位レイヤの標準仕様を策定 項目主な機能備考 Higher layer (Management Client) 暗号 認証 プロテクション パワーセーブ サービス管理 システム監視 OAM client OAMディスカバリー 警報処理 監視制御系統 MAC client キュー制御 シェーパ 優先処理 ポリシング 他 主信号系統 MAC control client 帯域制御, レポート生成, ディスカバリー制御 PON アクセス 制御系統 14
SIEPON/G.epon のアーキテクチャモデル Service specific function Service specific function Service OLT OLT 802.3 client 802.3 client Client OLT Line OLT NNI OLT_CI OLT_LI OLT_MDI 802.3 layering model UNI ONU_CI ONU_LI ONU 802.3 layering model Line ONU ONU_MDI Line-OLT/ONU Function blocks defined by IEEE 802.3 Client-OLT/ONU General function blocks provided by PON ASIC chips Service-OLT/ONU Products provided by system vendors Service ONU Client ONU Coverage of ITU-T G.epon/ IEEE Std 1904.1 Coverage of IEEE Std 802.3 15
SIEPON/G.epon の論理コネクションモデル EPON Service Path(ESP) サービスにおけるコネクションや QoS を実現する最小単位 ONU のシングル LLID/ マルチ LLID 等の実装差分を抽象化 OLT/ONU 内の片方向のみ Input [I] Classifier [C] EPON Service Path(ESP) Modifier [M] Policer/Shaper [PS] CrossConnect [X] Queues [Q] Provisioning / Alarms & Status Scheduler [S] Output [O] コネクティビティに関わるブロック サービス品質に関わるブロック ESP の例 双方向ユニキャストコネクション OLT ESP #1 ONU ESP #2 [I] [C] [M] [PS] [X] [Q] [S] [O] [I] [C] [M] [PS] [X] [Q] [S] [O] 標準化仕様の動作を単純化 [O] [S] [Q] [X] [PS] [M] [C] [I] [O] [S] [Q] [X] [PS] [M] [C] ESP #3 ESP #4 DBA [I] 標準化仕様理解の補助 16
SIEPON/G.epon の標準化範囲 標準勧告のパッケージ化 マーケット毎に異なる 3 つのパッケージを規格化 (A: 北米 B: 日本 C: 中国 ) パッケージの違いはファームで吸収できるようにしハードウエアの共通化を狙う 事業者ごとに異なる仕様の配備済み 1G-EPON とのインオペを実現するには規格の統一が困難 10G-EPON のみ Profile Dedicated profile for each package (Different functions for packages) Common profile for packages (Same function for each package) Given package supports a profile 17
関連する EPON 標準化文書 IEEE P1904.1 SIEPON Package A: System level EPON specifications for North American MSO market Package B: System level EPON specifications for Japan market Package C: System level EPON specifications for China market IEEE P1904.1 SIEPON/Conformance Conformance 01: Conformance Test case for Package A Conformance 02: Conformance Test case for Package B Conformance 03: Conformance Test case for Package C ITU-T G.epon (G.9801) ITU-T EPON standards based on IEEE P1904.1 SIEPON package B and ITU-T G.988 generic OMCI for EPON ITU-T G.epon Implementers guide Conformance and interoperability test specification for G.epon IEEE 802.3ah: Ethernet First Mile, Ethernet Standards for Access System including 1G-EPON PHY and MAC layer specifications IEEE 802.3av: Optical Interfaces and PHY layer specifications for 10G- EPON 18
目次 1. 背景 2. 光アクセスアドホックWG 3. EPONのシステムレベルの標準化 4. 相互接続試験活動 5. まとめ 19
相互接続試験の狙い マルチベンダ環境下での SIEPON/G.epon 準拠システムの運用 日本で成熟させた光アクセス技術を安く新興国に提供することで, 新興国の通信インフラの発展に寄与する.. Experience of Optical Access in Japan SYSTEM LEVEL STANDARD ITU-T G.9801 (G.epon) IEEE1904.1(SIEPON)Package-B IOP VERIFICATION under Multivendor Environment HATS Optical Access Ad-hoc WG Pilot Test etc. Your PON System Deployment Feedback 光アクセスアドホック WG 日本仕様である SIEPON Package B/G.epon 準拠 EPON 間の相互接続性の確保とその検証実施に向けた課題の検討, 抽出. 相互接続試験を SIEPON/Conformance 等の標準化完了に先立ち実施し, アドホック WG の成果を標準にフィードバック. 20
相互接続試験と関連標準化スケジュール 2012 年 8 月に WG を設立し,WG の本格運用 ( 関連標準化の完了前 ) に先立ちマルチベンダ環境下での基本的な相互接続性を確認するためパイロット試験の実施を計画. 2013 年 2 月,1:1 の OLT-ONU 接続によるパイロット試験を実施 2013 年 6 月,1:n の OLT-ONU 接続による第二回パイロット試験を実施 2014 年 1 月下旬 ~2 月初旬, 第三回パイロット試験を計画 2012FY 2013FY 2014FY IEEE P1904.1 SIEPON SIEPON/Conformance D3.0 (8 月 ) 2013.2 の SIEPON 会合でスケジュール見直し 承認 (6 月 ) Pilot test program ( 時期未定 ) SIEPON Certificate Program ITU-T G.epon Implementers guide D1.0 (8 月 ) D2.0 (4 月 ) 提案 (2 月 ) 承認 (9 月 ) D3.0 (2 月 ) 承認 (9 月 ) コンセント (12 月予定 ) HATS 光アクセスアドホック キックオフ (8 月 ) Pilot Test (2 月 ) 本格運用までに Pilot Test を何度か実施 (6 月 ) ITU/APT CEATEC (1~2 月 ) C&I event 2013 (9 月 ) (10 月 ) 本格運用開始 ( 本格運用は関連標準化 (SIEPON/Conformance 及び G.epon Implementers guide) 完了後を予定 ) 21
相互接続試験と関連標準化スケジュール 2012 年 8 月に WG を設立し,WG の本格運用 ( 関連標準化の完了前 ) に先立ちマルチベンダ環境下での基本的な相互接続性を確認するためパイロット試験の実施を計画. 2013 年 2 月,1:1 の OLT-ONU 接続によるパイロット試験を実施 2013 年 6 月,1:n の OLT-ONU 接続による第二回パイロット試験を実施 2014 年 1 月下旬 ~2 月初旬, 第三回パイロット試験を計画 2012FY 2013FY 2014FY IEEE P1904.1 SIEPON SIEPON/Conformance D3.0 (8 月 ) 2013.2 の SIEPON 会合でスケジュール見直し 承認 (6 月 ) Pilot test program ( 時期未定 ) SIEPON Certificate Program ITU-T G.epon Implementers guide D1.0 (8 月 ) D2.0 (4 月 ) 提案 (2 月 ) 承認 (9 月 ) D3.0 (2 月 ) 承認 (9 月 ) コンセント (12 月予定 ) HATS 光アクセスアドホック キックオフ (8 月 ) Pilot Test (2 月 ) 本格運用までに Pilot Test を何度か実施 (6 月 ) ITU/APT CEATEC (1~2 月 ) C&I event 2013 (9 月 ) (10 月 ) 本格運用開始 ( 本格運用は関連標準化 (SIEPON/Conformance 及び G.epon Implementers guide) 完了後を予定 ) 22
第 2 回 10G-EPON 装置相互接続試験 (2013 年 6 月 26 日 ~28 日 ) 参加企業 : 日本電気株式会社 (NEC), 富士通株式会社, 沖電気工業株式会社 (OKI), 株式会社日立製作所, 三菱電機株式会社, 住友電気工業株式会社 対象装置 :IEEE P1904.1 SIEPON Draft 3.XX Package B 準拠 10G-EPON OLT 装置, 同 ONU 装置 試験方法 : 光アクセスネットワーク装置相互接続試験実施要領 ( HATS-J-105-V1.1) に従い マルチベンダ環境下で 1 台の OLT に複数 ONU を同時接続し 総当たり試験を実施 試験結果 : 試験の結果 参加 6 社 OLT は 6 社 6 機種 ONU は 6 社 6 機種の全てで OLT-ONU 間の相互接続が出来ることが確認されました ユーザ宅内側装置 ONU 1 ユーザデータ信号 A@10G 光ファイバ 2 nd Pilot Test Scene 上り信号は TDMA で多重 ( 光スプリッタで合流後, 各 ONU からの信号が衝突しないようコネクションを確立 ) IOP Confirmed Vendors in 2 nd Pilot Test 通信事業者ビル側装置 OLT 1 試験毎に OLT をつなぎ替える A@10G B@10G C@10G ONU 2 B@10G OLT 2. ONU 6 光スプリッタ C@10G A@10G B@10G C@10G 下り信号は TDM で多重 ( 全信号がブロードキャストされ,ONU は自分宛の信号のみを選択 ). OLT 6 23
光アクセスショーケース @ITU/APT C&I イベント 2013 年 9 月 9 日 ~9 月 12 日,10G-EPON システムの相互接続試験をデモ 3 台の ONU ( 富士通, 三菱電機, 沖電気 ) を 1 台の OLT に接続し,OLT を他社の OLT と切り替える. OLT を切り替えても,OLT-ONU 間の通信が保たれることを確認 OLT ONU Client PC File Server L2SW Client PC Client PC 24
相互接続試験実施フォーメーション IEEE P1904.1 SIEPON/ITU-T G.epon に準拠した装置の適合性 / 相互接続試験を実施 試験ガイドラインの作成 ( 特に G.epon) について TTC と密に連携. IEEE Certificate Program については, その連携方法を模索. SIEPON Interopera bility Test G.epon Interopera bility Test IEEE SIEPON Certification Program Conduct conformance Test and issue Certificate Test lab (No in Japan) Conduct SIEPON Conformance Test Harmonization with ITU-T/ASTAP Vendors A B C D IOP Test Program Conduct IOP test for SIEPON equipment with SIPON Certificate Create IOP test guideline Global Promotion of SIEPN equipment Collaboration HATS Conference Optical Access Ad-hoc WG TTC G.epon Conformance and IOP test program Conduct Conformance and IOP tests using G.epon Implementers guide Creation of IOP test guideline and global promotion G.epon equipment Operators A B Support for IOP Test Provide Test machine Use of Test results C 25
目次 1. 背景 2. 光アクセスアドホックWG 3. EPONのシステムレベルの標準化 4. 相互接続試験活動 5. まとめ 26
まとめ 光アクセスアドホック WG 設置の背景 Ethernt ベースの PON 標準化とその課題 システムレベルの EPON 標準化 光アクセスアドホック WG の目的と構成 EPON のシステムレベルの標準化 (SIEPON/G.epon) について 光アクセスアドホックにおける相互接続試験活動 相互接続試験と関連標準化スケジュール 1:n の OLT-ONU 接続における第二回パイロットテスト及び ITU/APT C&I イベントにおけるデモ 関連団体との連携方針 ( 相互接続試験実施フォーメーション ) 光アクセスアドホック WG では, 今後も関連団体との連携し, 光アクセス装置の相互接続試験活動を推進して行く予定です. 27