光ファイバー・ネットワーク開発者として、インターネットや通信サービスの需要が急増していることを喜ばしく思っているに違いない。
世界人口の半数以上がインターネットを利用し、人々は今や複数の接続デバイスを持っている。その上、私たちが消費するメディアは常にリッチでインタラクティブになっている。私たちは、高画質の写真やビデオを途切れることなくストリーミングしたり、ダウンロードしたりしたいと考えています。DSLや同軸ケーブルでは、このような需要に対応できる容量がありません。
では、このすべてを実現する責任を負うネットワーク・ビルダーにとっての答えは何だろうか？光ファイバーによる家庭向けブロードバンド接続だ。
光ファイバー・ネットワークは、大容量のデジタル情報を長距離伝送するための効果的で低コストの方法であることが証明されています。しかし、インターネット接続の「ラストワンマイル」を銅線配線に頼っている家庭がまだ多いため、光ファイバーは多くのインターネット・ユーザーにとって家庭まで届いていない。
これは変わりつつある。
FTTHは、将来の未曾有の需要に応えるための最適なソリューションです。FTTHネットワークの設計と導入方法を理解することが、今後の重要な成功要因となるでしょう。現在の技術を理解するために今日時間を投資することは、価値のある努力です。
ファイバー・ツー・ザ・ホーム（FTTH）とは、光ファイバー・ケーブルを使用して、ブロードバンド・インターネット接続を中央ロケーションから直接家庭に提供することを指す。FTTHネットワークでは、光ファイバーが「ラストワンマイル」で使用され、帯域幅の低いDSLや同軸線に取って代わる。
「FTTx は、光ファイバーを特定の終端ポイントに直接接続するブロードバンド・ネットワークの設計を指す。他のバリエーションとしては、Fiber to the Premises（FTTP）、Fiber to the Building（FTTB）、Fiber to the Curb（FTTC）などがある。
FTTHを利用することで、住宅所有者はより高速なインターネットと帯域幅の拡大を手に入れることができる。より高品質のコンテンツをストリーミングしたり、より多くのデバイスを同時にインターネットに接続したりできる。さらに、同じブロードバンド接続でインターネットとテレビサービスを利用することもできる。
FTTHはネットワーク構築者にとって魅力的なソリューションである。なぜなら、コアとなるファイバー技術は「将来性がある」、つまりブロードバンド需要を当分の間サポートできるからだ。ファイバーケーブルの容量は事実上無限です。
現在、3000万人以上のアメリカ人がFTTH対応の高速インターネットを利用している。ファイバー・ネットワークの拡大は、家庭内の次世代技術をサポートする鍵となる。モノのインターネットとAIアプリケーションは今後10年間で飛躍的に成長し、ネットワーク事業者はファイバーをより広く活用する必要に迫られる。
他のブロードバンド接続タイプに比べ、FTTHは長距離でデジタルデータを配信するためのはるかに効果的な方法です。基礎となる光ファイバー・ケーブル技術により、FTTHはほぼ同じコストで、より速い接続速度とほぼ無制限の帯域幅容量を提供します。光ファイバーは、デジタル加入者線（DSL）で使用される主要素材である銅線よりも10倍多くのデータを伝送することができます。インターネット需要が指数関数的に増加し続ける将来、ブロードバンドの大きなボトルネックを回避するためには、この容量が必要になる。
ファイバーはまた、銅線よりも400倍遠く、10倍速く情報を伝送することができる。このため、ファイバーは今日すでに、多くの情報が世界中を行き交うインフラとなっている。
銅線に比べ、ファイバーは安全性、信頼性、耐久性に優れています。ファイバー・ケーブルは電気パルスで情報を伝送するため、盗聴の影響を受けません。また、電気ノイズ、干渉、電圧サージにも強い。さらに、ファイバー・ケーブルは30～50年はもつように設計されています。
研究者たちがFTTHネットワークの潜在的な利点に初めて気づいたのは1970年代のことである。約50年前、ピーター・シュルツ博士、ドナルド・ケック博士、ロバート・マウラー博士は、溶融シリカという透明なガラス素材の実験を始めた。彼らは、銅ケーブルの65,000倍以上の速度でデータを伝送できる最初の光ケーブルを開発した。
それから10年も経たないうちに、ゼネラル・テレホン・アンド・エレクトロニクス社は南カリフォルニアに最初の光ネットワークを導入した。ベルもシカゴで光ファイバーを使った電話網を開始した。
ファイバーの優位性は、当初から明らかでした。当時、ファイバーの敷設にはコストがかかりすぎ、通信ネットワークのラストワンマイルにファイバーを敷設することを正当化することはできませんでした。また、消費者はファイバーが提供するほぼ無制限の容量を必要としていませんでした。その代わり、開発者はFTTC（Fiber to the Curb）ネットワークを構築し、銅線配線を利用して電話やインターネット・アクセスを各家庭に提供していた。
それから20年後、ファイバーは世界中の長距離データ伝送の80％を支えるようになった。技術の進歩により、この素材は現在、高速接続を提供するための主要な選択肢となっています。光ファイバー・ネットワークは、材料費と設置費用が大幅に削減されたため、導入コストも大幅に削減されました。
インターネット接続需要の高まりと相まって、ネットワーク開発者はFTTHネットワーク構築に必要な先行投資を容易に正当化できる。モノのインターネットやスマートホームの台頭により、ファイバーを家庭に直接接続することは、これまで以上に理にかなっています。
FTTH技術についてもっと知るために、ウェブ上には多くのリソースがある。
は、2001年に設立された会員主導の組織で、FTTHに特化したアドボカシー活動や教育・情報提供を行っている。 Fiber Broadband Associationは2001年に設立された会員主導の組織で、FTTHに特化した提言、教育、リソースを提供しています。協会の目的は、組織、企業、コミュニティがファイバー・ネットワークの展開を成功させるために必要なツールを提供することです。利用可能なリソースの全範囲にアクセスするには、組織のメンバーになるか、ゲストアカウントを作成する必要があります。
光ファイバー協会は、FTTH導入の成功に関する詳細な技術情報、設置ガイド、ケーススタディを提供しています。また、このサイトでは、FTTH設置に必要な光ファイバー専門家の資格について説明し、FOA認定のトレーニング・プログラムの概要を提供しています。このサイトでは、現場技術者の知識とスキルの向上に役立つ推奨テキストや解説ビデオもご覧いただけます。
マテリアルサイエンスのグローバルリーダー コーニングは、FTTH ネットワークの設計・導入に関心のあるネットワーク開発者向けに、多くのリソースやツールも提供しています。同社は150年以上にわたり、ガラス科学分野の進化に大きな役割を果たし、今日の世界における光ファイバーの関連性への道を切り開いてきました。同社のウェブサイトでは、ファイバー・ネットワーク資材の購入や、過去のFTTH開発に関する有益なケーススタディをご覧いただけます。
FTTHネットワークの設計にはいくつかの方法がある。
以下は、最も一般的な FTTHネットワーク・アーキテクチャ:
集中型スプリットアーキテクチャは、加入者と接続機器を柔軟に管理できる。このアプローチは、1段スプリッタの使用に依存しており、特に初期導入に有効である。通常、このタイプでは1x32スプリッタを使用し、一方をセントラルオフィスに接続し、もう一方を個々のファイバーに接続します。
集中型スプリット・アーキテクチャの主な欠点は、ホーム単位での展開にコストがかかることと、他の設計タイプに比べてセットアップに時間がかかることである。
分散スプリットアプローチは、異なる接続点でファイバーをスプリットするために、カスケードステージを使用します。たとえば、セントラルオフィスから1x32スプリッターではなく、1x8スプリッターにケーブルを通すことができます。ここから、8本のケーブルが1x4スプリッターを通ることになり、32本のユニークなファイバールートが、それほど多くの材料を使用することなく作成されます。
集中型スプリットアーキテクチャと比較すると、分散型スプリットは人件費とケーブル配線の観点からコストが低い。欠点としては、柔軟性に欠け、成長に対応しにくい。
スプライシングに関しては、スター型アーキテクチャが特に効率的である。このアプローチは、特定の分配ポイントでのスプライシングを避けるために、事前に終端処理されたケーブルとマルチポートターミナルに依存しています。スターアーキテクチャは、集中型および分散型のスプリットアーキテクチャと組み合わせることができます。
スター型アーキテクチャーの主な利点のひとつは、材料費が安くなる傾向があることだ。しかし、初期導入には人件費がかかる。
デイジーチェーン接続では、ネットワーク開発者は1本のケーブルを複数のファイバー・アクセス・ターミナルに接続します。デイジーチェーンは高速で、集中型や分散型のスプリットアーキテクチャと組み合わせて使用することもできます。
この方法は、人件費と資材の両面からコスト効率が高い。欠点としては、ネットワークの展開に特殊なスプライシングが必要になる場合があり、コスト増につながる可能性があります。
建築タイプの決定は、資本をどのように投下したいか（労働力か資材か）、労働力のスキル、地域の地理的特性を考慮に入れるべきである。
考慮すべき最大の要因の一つは、顧客基盤の密度である。一般的に、分散型スプリットアーキテクチャは、需要に応じて迅速に拡張する必要がある都市環境に最適です。地方では、集中型スプリットアーキテクチャーが最もコスト効率に優れている傾向があります。
FTTHネットワークを設計したら、配備を決定する前に、さまざまな方法で評価する必要がある。
財務面では、設計をいくつかの角度からプレッシャーテストするために、さまざまな計算ができる：
総配備コストには、人件費と資材費の両方を含める必要があります。ファイバー・アーキテクチャは、ニーズや地域の地理的条件によって大きく異なります。たとえば、ネットワーク全体でデイジーチェーンを使用する場合、特殊な接続が必要になるため、人件費が高くなります。
また、加入者の接続コストに対して、どの程度の初期設備投資を計画しているかを計算することも重要である。フロントエンドでのコスト削減は、バックエンドでの追加出費を意味する可能性があります。
ROIを計算するには、生涯運用コストと加入者収入をしっかりと把握する必要があります。当たり前のことのように思われるかもしれませんが、キャッシュフローを慎重にモデル化し、初期設備投資を確実に回収し、ネットワークが拡大する間に新規加入者の料金をカバーできるようにしましょう。
以下の質問を参考にしてください：
実施面では、次のように考えている：
人件費の多くは、技術者のスキルセットとFTTHネットワークの設計によって決まります。プロジェクトに資金を投入する前に、現場の技術者が展開戦略の実行に必要な知識とスキルを持っていることを確認してください。
FTTHネットワークを構築し、加入者を迅速に接続できることも重要です。インターネット需要の増加に伴い、市場全体の競争は今後も激化していくでしょう。そのため、効率的に規模を拡大することができれば、他のネットワーク開発企業の一歩先を行き、早期にキャッシュフローを生み出すことができます。
また、ネットワークに対して将来を見据えたアプローチをとり、将来のテクノロジーとどのように統合するかを検討する必要があります。現在にふさわしいサービスを提供するだけでなく、明日の技術革新にも対応する必要があります。
以下は、運営面で考慮すべき追加的な質問である：
ネットワークの展開に関連するすべての変数の結果を予測することは不可能ですが、これらの質問に答えることで、コストのかかる設備投資を行う前に設計を評価することができます。
FTTHネットワークの設計を評価する以外にも、ネットワークを展開する前に考慮すべきハイレベルな要素があります：
ネットワークの構築は、社内で行うことも、サードパーティの設計者に委託することもできます。社内で作業を管理する方が費用対効果は高いかもしれませんが、未熟な労働力や配備の不備は、パフォーマンスの低いネットワークという、絶対に避けなければならない結果を招きかねません。技術者に質の高いトレーニングを提供するか、仕事をきちんとこなしてくれるアウトソーシング・パートナーに割高な料金を支払いましょう。
可能であれば、すでに設置されているケーブルやコンポーネントを利用すると、人件費や材料費を節約できる。このルートを選択する場合は、ハードウェアが既存のインフラとシームレスに統合できることを確認してください。そうでないと、接続性の問題を修正するためにさらに費用がかかることになりかねません。
ファイバー・ネットワークを展開する際には、可能な限り同じコンポーネントを使用します。すべてのプロジェクトに同じネットワーク・エレメントを配備することで、スケールメリットを得ることができます。さらに、すべてのネットワーク技術者のトレーニングを標準化し、すべての開発が同じプロセスで実行されるようにします。
また、将来的に他のネットワーク開発者があなたのインフラを購入したいと考える可能性もあります。FTTHネットワークの再販価値は、他のネットワークにいかに簡単に統合できるかにかかっています。
一方、他人のネットワークを購入したい場合もあるだろう。この場合、統合を進める前に、そのコンポーネントとインフラを徹底的に評価する必要がある。
ネットワークを展開する前に、FTTH開発に関する政府の規制を知ることが重要です。規制は自治体や国によって異なる場合があります。
お住まいの地域で必要な書類、許可、地役権を知っておく必要があります。地中にケーブルを敷設する場合、工事を始める前に「公共便益証明書」が必要になる場合があります。一部の事業体では、開発者が追加のケーブルを設置するために同じ場所を常に根こそぎ掘り返すことを防ぐため、「Dig Once（一度掘ったら）」ポリシーを実施しています。空中光ファイバーを含むプロジェクトの場合、"Pole Attachment Agreement "を取得しなければならない場合があります。
設計者は、地域の光ファイバー・コードと規格についても理解しておく必要があります。米国では、ケーブル規格は TIA または Telcordia によって設定されます。しかし、国際的には、ITU または ISO/IEC によって規格が発行される場合があります。
また、現地の専門エンジニアのサインオフや、現地の団体の協力を得て、その所有地に立ち入る必要がある場合もあります。公共施設では、交通管理や警察の監督など、現場でのサポートを提供できる地元当局の監督も必要になる場合があります。
従来の通信ネットワーク管理ソリューションが依然としてGIS に焦点を当てているのに対し、IQGeo は異なります。当社のネットワーク・マネージャーとアプリケーション・ソフトウェアは、お客様のネットワークに焦点を当て、複雑化するネットワークをより柔軟かつ効率的に計画、設計、構築、運用する方法を提供します。新しいファイバーおよび 5G ネットワークの構築、再生可能な未来のための電力網の近代化、または安全で信頼できるガスサービスの提供など、IQGeo は単一のプラットフォームから収益までの時間を短縮します。
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