道路、トンネル、パイプラインに沿って複数の拠点が分散し、すべての拠点からセンターへサービスを送る必要がある場合、各拠点に独立した光リンクを設けるべきでしょうか。それとも、中間装置で拠点を順次接続し、幹線を共有すべきでしょうか。これが、ノード型とポイントツーポイント型の光多重化装置を選ぶ際の中心的な問題です。ポイントツーポイント型は通常、リンクが分離されているため障害箇所を特定しやすくなります。ノード型は経路に沿った集約に適していますが、共有容量、中間装置への電源供給、障害の影響範囲を併せて確認する必要があります。どの拠点でもファイバーを節約でき、かつ信頼性も高いという単一のトポロジーはありません。
1. まず「ノード型」が何を表すかを理解する
光多重化装置は、電気インターフェース上のサービスを光ファイバー伝送に適した信号に変換し、対向側で対応するインターフェースに復元します。ポイントツーポイント型は一対の端点を接続します。ノード型は経路に沿ってアクセス装置を配置し、ローカルのサービスを幹線に追加したり、指定されたサービスを幹線から取り出したりします。古い資料にある「バス型」「チェーン型」などの用語は、このように拠点ごとに接続する方式を表すためによく使われますが、装置の内部実装が一種類に限られるという意味ではありません。
また、対象となるサービスが何かを明確に確認する必要があります。アナログ映像用ノード装置、シリアルリングネットワーク用光多重化装置、Ethernetカスケード接続装置は、いずれも会話の中で「ノード」と呼ばれることがありますが、処理する信号が異なり、センター装置、サービスチャネル、管理方法も異なります。どれも光ポートを二つ備えているというだけで相互接続できるとは限りません。まして、ノード型映像装置をそのままブロードバンドアクセス用の光回線終端装置として扱うことはできません。同期デジタルハイアラーキ（SDH）に属するかどうかは、「ノード」という言葉だけでなく、その機種が対応する規格とインターフェースに照らして確認する必要があります。 ITU-T G.707 ここで扱われているのはSDHのネットワークノードインターフェースであり、これを根拠にすべてのチェーン型光多重化装置をSDHと分類することはできません。
2. ポイントツーポイントとチェーン集約では、経路と共有リソースが異なる
ポイントツーポイント構成では、各遠端に対応するセンター側リンクがあります。同じ電源、シャーシ、または損傷した光ケーブルに共通して依存していなければ、一つのリンクの障害は通常、その端点ペアだけに影響します。チェーン構成では、遠方の拠点のサービスは中間ノードを通過してセンターに到達します。センターに近い幹線区間は複数拠点のサービスを搬送するため、経路や装置の障害が、その先の複数拠点に同時に影響する場合があります。
拠点が同じ道路沿いに分布し、現地で中間ノードに電源を供給できる場合、経路を共有することで、各拠点からセンターへ個別に接続するためのファイバー心線やインターフェースを減らせる可能性があります。一方、拠点が散在している場合、十分なファイバー心線がすでにある場合、または保守担当者が各リンクを個別に確認したい場合、ポイントツーポイントが必ずしもリソースの無駄になるわけではありません。装置数だけでなく、実際の経路長、使用するファイバー心線、センター側ポート、現地の電源供給、保守費用を比較する必要があります。図中の矢印は、上り方向のサービス集約のみを示しています。実際の双方向通信には、光ポートとチャネル構成の整合も必要です。
3. ローカルサービスを光ファイバー内のデータストリームに追加する仕組み
時分割多重化を使用するデジタル光伝送装置を例にすると、複数のサービスが同じ時間位置に同時に詰め込まれるわけではありません。あらかじめ定めた規則に従って異なる時間区間を使用し、この位置をタイムスロットと呼びます。受信側はフレーム境界とタイムスロットの位置を特定して初めて、各データストリームを分離できます。ノードは上流からのデータを受信し、指定位置にローカルデータを追加し、ほかのチャネルを引き続き転送します。ローカル出力が必要な場合は、その拠点に割り当てられたサービスを取り出します。このような追加と取り出しの処理は、アド／ドロップと呼ばれます。
図2では、予約された空き位置をローカルサービスBに置き換え、AとCの元の位置は変更していません。これはチャネルの割り当てを表しており、装置が何もないところから幹線帯域幅を増やせるという意味ではありません。実際の製品では異なるフレーム形式や別の転送機構を使用する場合があるため、マニュアルを確認する必要があります。電気インターフェースの絶縁はグランドループなどの電気的問題を解決し、タイムスロットの分離はサービス識別の問題を解決します。どちらも、各サービスが完全に独立したファイバーと障害経路を持つことを意味しません。
アナログ映像を伝送する場合、デジタル装置では通常、連続した電気信号のサンプリングと量子化も必要となり、受信側で出力を復元します。圧縮を使用するかどうかは符号化方式によります。「非圧縮」は遅延ゼロを意味しません。サンプリング、フレーム処理、電子回路、光ファイバー内の伝搬には、いずれも時間がかかります。図中のパルスはデジタル電気信号の模式図にすぎず、測定波形ではありません。特定機種のサンプリングレートや画質を導き出す根拠にはできません。
4. ノード数、チャネル数、距離は併せて算定する
まず各拠点のインターフェースの種類、数量、方向、速度を一覧にし、センターがすべてのサービスを受信して出力できるかを確認します。映像チャネル数、シリアルチャネル数、Ethernetポート数は、同じ容量単位ではありません。センターに近い共通区間は、そこを通過するすべてのサービスを収容する必要があり、フレームのオーバーヘッドや保護構成も考慮しなければなりません。光ポートの公称速度も、使用可能なサービス容量の合計と同じではなく、そこから映像チャネル数を直接算出することはできません。
「映像十チャネルに対応」「最大十六ノード」といった数値は、対応するプラットフォームと構成においてのみ意味を持ち、ノード型装置全般に共通する上限ではありません。拡張には、センター側ボード、ノードのバージョン、チャネル設定の整合も必要になる場合があります。追加したノードが既存サービスの位置を占有してしまう場合、光リンクの表示が点灯していても、拡張に成功したとはいえません。設置前に完全なチャネル表を作成し、各拠点でどこから追加され、どこに出力されるかを記録する必要があります。
距離については、ファイバーの種類、送信光パワー、受信感度、最大受信入力レベル、コネクター損失を区間ごとに確認します。電源を使用して受信・再送信するノードは、光パワーバジェットを複数区間に分割できますが、累積遅延やシステム全体の制限は依然として存在します。停電後に装置が光バイパスへ切り替わる場合、二つの区間が一つの長い直通区間になる可能性があるため、損失マージンを再計算する必要があります。一心、二心、波長の組み合わせも光ポートの構成によって決まり、筐体上のソケット数だけでは判断できません。
5. 電源断時のバイパスとリング保護は別の機能
通常のアクティブ型チェーンノードで電源が失われると、送受信回路が停止し、遠端のサービスが中断する場合があります。一部の装置では光バイパスをオプションで利用でき、光信号が電源断した装置を迂回して伝搬を続けられます。ただし、電源断したノード自体のサービスを復旧することも、切断されたファイバーを修復することもできません。バイパスの有無、バイパス状態での損失、適用可能な接続方法は、それぞれ確認が必要です。
リング保護には、別の利用可能な経路と、それに対応する制御機構が必要です。障害後にサービスを再確立できるか、復旧にどの程度の時間がかかるか、その間にデータが失われるかは、機種と用途を組み合わせて検証する必要があります。損傷しやすい同一の光ケーブルに収容された二本のファイバー心線は、同時に障害が発生する可能性があります。同じ上位電源に接続された二つの電源端子では、共通電源に起因するリスクを排除できません。複数の場所にノードを分散させるだけで、自動的に冗長性が得られるわけではありません。
6. 飛暢科技のシリアルリングネットワーク製品で実際の機能を確認する
飛暢科技 光ファイバー自己修復リングネットワーク用シリアル光多重化装置の製品カテゴリー の中の SRing2004製品ページ には、独立したシリアルチャネル、二重の光経路、チェーンおよびリングトポロジー、インターフェース絶縁、冗長電源などの機能が記載されています。経路に沿ったシリアルデータ収集では、光リンクと電気的絶縁が距離やグランドループの問題への対処に役立ち、バックアップ経路はリンク障害後の復旧に使用されます。
ただし、これはシリアルサービス製品の例であり、映像ノード装置の仕様を裏付けるものではありません。選定時には、インターフェース規格、チャネルマッピング、装置の組み合わせ、保護条件を引き続き確認する必要があります。また、この機種に映像、電話、Ethernetの機能が付随して備わると解釈することはできません。電源パラメーターは、納入された機種の銘板とマニュアルで確認してください。明確な根拠のないノード数、管理機能、無損失切り替えの保証を、検収基準に記載すべきではありません。
7. 沿線プロジェクトの検収方法
現地の三つのステーションにそれぞれ収集サービスがあり、同じセンターへ送る必要があるとします。まずサービスが映像かシリアルかを決め、その後で対応する装置システムを選びます。同じトポロジー図を使えることは、インターフェース確認の代わりにはなりません。すべてのノード位置、ファイバー心線番号、チャネル、電源供給元を記録します。拠点ごとに接続し、追加したサービスがセンターに正しく到達するかを確認するとともに、既存チャネルが上書きされていないことを確認します。
次に、単一チャネルや無負荷状態だけでなく、すべてのサービスを同時に稼働させた状態で、エラー、遅延、連続性を確認します。装置が提供するアラームや試験インターフェースに基づいて、正常時の基準値を記録します。承認された保守時間帯に、一つのリンクまたは一つの電源の障害を試験し、影響を受ける拠点、保護機能が働くかどうか、復旧後のサービスの対応関係を確認します。試験のために稼働中のシステムで無計画にケーブルを抜いてはいけません。
トラブルシューティングは影響範囲の確認から始めます。一つの電気インターフェースに異常がある場合は、まず配線とチャネル設定を確認します。あるノードとその先のすべてが同時にオフラインになった場合は、まず共通の光区間と中間ノードの電源を確認します。保護動作後に一部のサービスの対応がずれた場合は、マッピングを再確認します。光コネクターの清掃や点検時は、光ポートを直接のぞき込まず、電源と接地の作業は安全規則に従って行ってください。最終成果物は「接続できた」ことを示すスクリーンショットだけでなく、チャネル表、リンクバジェット、障害試験記録、復旧後のサービス検証結果も含みます。
文書注記：本文は、上記の飛暢科技の製品カテゴリー、機種の詳細、ITU規格の適用範囲と照合しました。二つの模式図は一般的な学習用の図であり、実際の製品写真、顧客事例、性能測定結果ではありません。図中の簡略化された装置は、SRing2004の具体的な外観や内部実装を表すものではありません。
中国語の技術記事から翻訳。原文初公開日：2019-08-28。原文最終改訂日：2026-10-13。 中国語の原文を読む
