つくばフォーラム2009 ワークショップ

NGNの発展を強力に推進する光アクセスの動向
おおつかむねたけ

大塚 宗丈
NTTアクセスサービスシステム研究所 プロジェクトマネージャ
次世代ネットワーク（NGN）が目指す高品質かつ高信頼なサービスを実現するために，必要な技術の開発を進めると同時に，多方面のサービスへの実用化に積極的に取り組んでいます．本稿では，急速に市場が拡大しつつあるトリプルプレイサービスを支える技術を紹介するとともに，次世代イーサシステムの動向についても解説します．
本特集は，2009年10月15日に開催されました「つくばフォーラム2009」
ワークショップでの講演を基に構成したものです．

でも，日本のICT環境は世界に誇れるれる自律・分散型のインターネットベーものといえます．一例として，オックスのサービスへと主流がシフトしまし

近年，ブロードバンドサービスの普スフォード大学が中心となって実施さた．インターネットが普及して自由度

及 は急 速 に進 み， 契 約 数 はすでにれたブロードバンド品質の各国調査にが高くなると，今度はセキュリティや3 000万回線を超えました．かねてよ

おいて，日本のブロードバンド品質は品質などが不安視されるようになり，り減少期に入っている加入電話との逆他国を引き離して突出した水準にある高セキュリティ・高品質のネットワー転も視野に入りつつあります．ブローという結果が出ています．

クサービスが必要とされてきました．

光アクセスを取り巻く状況

ドバンドの内 訳 でいえば， F T T H

一方，国内の調査によれば，70歳

このことから分かるように，集中・（ Fiber To The Home） が1 500万以上の高齢者層，年収200万円未満

管理型と自律・分散型，サービスの性回線を超え，2008年６月にDSLを逆の低所得者層，規模の小さな町村地格がどちらかに極端に傾くのは好まし転しています．N T T のF T T H に限っ

域の住民層の間で，インターネットのくありません．一方に偏ればデメリッてみても，同年９月の段階ですでに利用率が減少していることが分かってトが増え，停滞・衰退につながります．

1 000万回線を突破しています．

おり，それらの層に対しての需要の掘NGNでは，電話網とインターネット双り起こしは今後の課題です．

方の長所を兼ね備えたサービスのかた

世界的にみると，FTTHの普及は日本が世界をリードする格好で広がりをみせており，アジアの各国や米国がそNTTグループの取り組みちを目指しています（図1 ）．
NGNは，高品質・高信頼性を備えたネットワークサービスです．の後を追っている状況です．2007年度

通信網の発展の変遷を振り返ると，末の加入者数では，トップは日本のその原点である電話網の普及期には，① 品質確保：従来のベストエフォー

1 250万回線で，２位が中国の600万

何よりも信頼性や品質の確保が追求さ

ト型の通信に加え，高い品質を確回線，３位が韓国の500万回線と，アれていました．そこでサービスの効率保する優先クラスの通信を設けてジアが上位を占めています．米国はや性を重視しつつ，集中的に管理するシいます．セッション制御サーバがや出遅れていましたが，トリプルプレステムが構築されました．しかし，集端末を判別し，それに応じた通信イサービスを起爆剤に，今後急増する中・管理を求めすぎると，コストの上品質を確保する仕組みになっていものと見込まれています．

昇やユーザの多様な要望に柔軟に対応ます．

料金，高速性，安全性など品質面

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NTT技術ジャーナル 2010.2

できなくなり，低コストで柔軟性に優② 信頼性確保：インターネットは特集

そもそも，個別の意思で構成され対ｎで接続するダブルスター（DS）方P O N の２ 種 類 があります（ 表 ）．

た個別の事業体をつなぎ合わせた式の大きく２つのタイプがあり，後者

GE-PONはイーサネットの発展形としものであって，その性質上，十分はさらに，分岐にO/E変換装置を用て検討されたものであり，イーサネッな信頼性を確保することは困難でいるアクティブダブルスター（ADS）

ト系サービスに特化したシステムです．

す．これに対しNGNでは，全体方式と，電源供給不要なスプリッタをイーサネットをベースとしているため，のポリシーのもとにノードの位置，用いるパッシブダブルスター（PON）

イーサネット・フレームをそのまま送受経路の選定などを総括的に設計す方式とに分けられます．媒体の効率的信することで，機器もシンプルとなり，るため，固定電話相当の高い信頼運用や伝送コストの抑制などの観点かさらに，LANで発展し価格もこなれた性を確保することが可能です．

ら，PONは効率性・経済性ともに優イーサネット部品が流用可能なことか

現在，NGNの利用拡大に向け，アれたシステムといえます． N T T のら，経済性に優れるという特徴があり

ライアンスの拡 充 を積 極 的 に行 い，FTTHサービスのうち，ファミリータます．一方G-PONは，イーサネットNGNを活用したサービスを多方面にイプやマンションタイプ（VDSL/LANだけでなく電話回線や専用回線も収容展開しています．中でも光の映像サー方式を除く）など多数のONUを対象することを前提に開発されています．

ビス（フレッツ・テレビおよびひかりにするものについては，PON方式が採両者の比較が議論されがちですが，出TV）については急速に市場が拡大し用されています．

発点からして異なるものであり，互換つつあり，2009年度末には140万契約

研究開発が開始された1986年以降性も必ずしも確保されておらず，方式一貫して，PONシステムは高速化・選定の一要件ととらえるのが妥当とい経済化を重ねてきましたが，従来のえます．日本をはじめアジア地域ではATMによるフレーム転送には限界があ

GE-PONが圧倒的に優勢ですが，欧収容局（OLT）とユーザ宅（ONU）りました．しかしイーサネットフレーム

米ではG-PONが主流となっています．とをつなぐ光アクセス網には，高い信を採用したGE-PONで初めて，双方頼性と経済性，ならびにサービス需要向１Gbit/sのサービス提供が可能とに対する即応性が求められます．配線なりました．ギガクラスのPONには，NGNにおいて３つのサービス（電形態にはOLTとONUを１対１で接続

IEEEで標準化されているGE-PONの話，高速インターネット，TV）すべするシングルスター（SS）方式と，１ほかに，ITU-Tで標準化されているG-てを１本の光ファイバで提供するトリに到達する見込みです（図２）．

光アクセス技術

トリプルプレイを支える技術

NGN
サーバクライアント型
２つの方向性の特長を活かした幅のある発展

これからこれまで★デメリット！
・セキュリティ，品質の不安

エンド ･ ツー ･ エンド型

ブロードバンドの進展
５〜10年後★メリット！
・低コストによる発展
インターネット時代★メリット！
・信頼性，品質の確保★デメリット！
・多様化するユーザ要望への柔軟な対応が困難
・高コスト

電話時代
デメリットによる停滞・衰退

メリットによる発展
自律・分散型

図１

デメリットによる停滞・衰退

集中・管理型

NGNの考え方― 電話網とインターネットの良いとこ取り

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・アライアンス等により新たな利用シーンを創出
・PCやTV等を組み合わせて，便利に使えるサービスを提供

趣味・実用

ひかりソフトフォン

光フォトフレーム
フレッツフォン

安心・安全

クルリモ

からだカルテALSOKホームセキュリティ

アンテナいらずの地デジ対策

TV・映像・音楽

高機能STB

光BOX（仮称）

図２

NGNを中心としたサービス展開ています．

表 IEEE GE-PONとFSAN G-PONの比較
項
MAC層目

IEEE802.3ah GE-PON（1） 広帯域通信技術
GE-PONを採用することで，経済フレーム

イーサネットフレーム

GEMフレーム

伝送距離10 km以上/20 km以上

物理距離：10 km/20 km

的かつ高速・広帯域な通信サービスを分岐数

16分岐以上

物理分岐数：64分岐提供します．2009年10月には，フレッ

伝送速度

上り：１Gbit/s
下り：１Gbit/s

上り:155 M〜2.4 Gbit/s
下り：1.2〜2.4 Gbit/s（上下非対称もあり）

ツ光ネクストの新たなメニューとして，

伝送損失

1000BASE-PX10（10 km以上）
1000BASE-PX20（20 km以上）

ClassA/B/Cで規定

ら200 Mbit/sに引き上げたハイスピー

波

下り：1 480〜1 500 nm
上り：1 260〜1 360 nm

下り：1 480〜1 500 nm
上り：1 260〜1 360 nm

IEEE802.3ahITU-T G.984

物理層標準化FSAN G-PON長

最大通信速度を従来の100 Mbit/sかドタイプのサービス提供を開始しました．
（2） 最低帯域の確保技術・サービス間の優先制御技術
GE-PONを共有し合うユーザ間で，プルプレイサービスとして，NTTでは方IP方式の秀逸な点は，原則としてロ各アクセス回線の利用状況に応じて動RF方式（フレッツ・テレビ）とIP方ケーションフリーであることです．その的に帯域の利用配分を割り振ること

式（ひかりTV）の２つの方式を展開

ため，少数ユーザに向けたサービスにで，上り帯域の公平制御ならびに回線しています．どちらにも一長一短があ適しています．米国では，広域に広がごとの最低帯域確保を可能にします．

ります．

る少数ユーザを対象にしたニッチな内また，通信に優先度を設定し制御するRF方式の最大の利点は，地上デジ容の放送などに活用されています．RF

ことで，音声や映像など，遅延に敏感タルや衛星放送と同じ信号を送ること方式では，ある程度まとまった視聴者な通信を優先させることが可能です．

から，従来の設備や端末がそのまま使が確保できる必要があります．

さらに，複数のOLTを集約する大容えることです．IP方式の場合には，コトリプルプレイサービスの提供にあ量・高機能の集線スイッチを開発，導ンバータなどが必要となってきます．一たり，次のような技術を開発，展開し入することにより，柔軟なネットワー

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NTT技術ジャーナル 2010.2

特集ク構成を実現しています．集線スイッ

なおPON技術の採用は，消費電力チを介して，サービスノードと回線との削減にかなりの効果をもたらしていの接続を柔軟にすることで，より一層ます．試算では，光2 000万加入をの最低帯域確保，優先制御，未使用FTTHで実現した場合，DSLの場合帯域の有効活用が可能になります（図と比較して，小規模な原子力発電所

３）．

１基分に相当する消費電力を削減で（3） RF方式による映像の伝送・信きることになります．

号処理技術
多チャンネル映像信号を一括して広②保守運用性向上（常時監視，故障個所の特定）③

信頼性向上（稼働率の改善，保守機会の低減）④ 高速インタフェース（広帯域サービスの提供）
特に，次世代に向けたイーサネット技術として，高い信頼性および保守運

次世代イーサシステム

用性を実現する３つのネットワーク技術と，それを運用可能にするオペレー

帯域なFM信号に変換した後，光信号ビジネス向けのNGNサービスとして，に変換して複数のユーザ宅へ分配する

WANサービスへの適用を念頭に置い

FM一括変換伝送技術を開発し，よりた次世代イーサネット技術の研究開発

・イーサネットリングプロテクション

高品質な映像サービスを提供していまも進めています．WANサービスの主流

技術：リング型ネットワークにおす．FM信号に変換することで，雑音は専用線，フレームリレーの時代を経いて故障時に，ループを発生させおよび歪への耐性が向上します．伝送て，安価で高速な，VPNや広域イーない方式による切り替えを実施し，帯 域をCS110° に対 応 可 能 な2 072

サネットへと移行しています．現在，信頼性を向上

MHzまで拡大し，CSデジタルサービ

主に利用されているサービスを図４にスも提供しています．

示します．

ション技術を開発しました．

・イーサネットO A M 技 術 ： イー
サネットにおいて，VLANごとに（4） IP方式の効率的な映像配信技術

もともとLAN向けに開発されたイー

常時監視，故障切り分け，性能測PONのマルチキャスト機能を開発

サネットの技術は，WANサービスへの定を実施し，保守運用性を向上し，効率的な映像配信を実現していま適用にともない発展を重ねてきました．

・アクセス冗長技術：アクセス区間

す．高品質なIP放送をONUまでマルWANへの展開にあたり改善されたのにおいて回線を二重化し，故障時チキャスト配信するため，従来のマルは，主に次のような点です（図５）．に高速に切り替えを実施，信頼性チキャスト配信に比べ，PONの下り帯① 大規模ユーザ収容（ユーザ多重を向上
・ネットワークオペレーション技術：度の向上）域を有効活用することができます．

大容量・高機能イーサネットスイッチを開発し，柔軟なサービス提供・ネットワーク構成を実現
・多数のOLTを集約し，アクセス回線を各種サービスノードと柔軟に接続可能
・光2 000万加入を想定し，IPTVの効率的転送などNGNサービスを実現するQoS機能を実装
─ 回線（VLAN）ごとの最低帯域確保，サービス間の優先制御，未使用帯域の有効活用が可能
複数のOLTを集約する大容量のスイッチング
ONU

ONU

・サービスノードと回線との柔軟な接続を提供可能
・回線ごとの最低帯域確保，サービス間の優先制御，未使用帯域の有効活用

OLT（GE-PON）
コアネットワーク

ONU
コアネットワーク
OLT
（MC）

図３

大規模集線スイッチ

大規模集線スイッチの帯域確保・優先制御技術

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インターネットVPN

エントリーVPN

・高速なベストエフォートのアクセスラインを利用し，コスト抑制
・セキュリティ上，インターネット回線の利用が許容されること・マネージドサービスを利用するお客さまも多い
・バックアップ回線として利用されるケースも多い

IP-VPN（コスト・信頼性）

広域イーサネット

・多拠点での低速専用線の・VPNと比較して安価な（コスト）利用に向いている
サービス・閉域網であるため，セキュリティ確保が可能（セキュリティ）（選択）・キャリアがルーティング設定を行うためユーザの稼働は少ない

・お客さまのネットワーク構築の自由度が高い

ルータルータルータ

SW

インターネット

キャリアIP網

キャリアIP網

キャリアイーサ網

ルータ

ルータ

ルータ

ブロードバンド回線（ADSL，FTTH）※1
ルータ
LAN

ルータ

ルータ
LAN

ルータ

SW

専用線やイーサ回線※2

ブロードバンド回線（ADSL，FTTH）※1

ルータ
LAN

※１ ベストエフォート型

ルータ

ルータ
LAN

ルータ
LAN

図４

主なWANサービスSW

専用線やイーサ回線※2

ルータ
LAN

SW
LAN

SW
LAN

※２ ギャランティー型

LAN向けであったイーサネットを，WANサービスに発展
プロバイダバックボーンブリッジ（PBB）①大規模ユーザ収容（ユーザ多重度の向上）

イーサネットOAM（ITU-T）②保守運用性向上（常時監視，故障個所特定）

イーサネットOAM（IEEE）

イーサネットリングプロテクション（v1）RSTP③信頼性向上（高稼働率・保守機会の低減）

PBB-TE

プロバイダブリッジ④高速インタフェース

イーサネットリングプロテクション（v2）イーサネットリニアプロテクション

リンクアグリゲーション

10GbE（広帯域サービスの提供）

2002 以前

2003

40GbE/100GbE

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010 以降

イーサネットのLANからWANへの展開：ITU-T：IEEE

図５

上記の３技術のネットワークにお多方面で新たなサービスを創出していいて， エンド・ エンドの一 元 管ます．トリプルプレイを支える技術と，理・試験・監視を実現

NGNのさらなる発展に不可欠な次世

ま と め
トリプルプレイサービスを実現する
NGNの商用サービスは順調に広がり，

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イーサネット技術のトレンド

NTT技術ジャーナル 2010.2

代イーサネット技術を紹介しました．

◆問い合わせ先NTTアクセスサービスシステム研究所
第一推進プロジェクト
TEL 046-859-3334
FAX 046-859-5514
E-mail inoue.akira lab.ntt.co.jp