2.5G GPON ONUの速度：なぜ2.5Gbpsが出ないのか

2.5G GPON ONU スピード これはよく誤解されています。2.5Gインターフェースは、ONUとルーター間のギガビットイーサネットのボトルネックを解消することはできますが、2.5Gbpsのインターネット通信速度を保証するものではありません。.

一般的な非対称型GPONシステムは、共有PON上で下り2.48832 Gbit/s、上り1.24416 Gbit/sの公称速度で動作します。これらはPONチャネル全体の生回線速度であり、1人の加入者向けの専用2.5Gbpsサービスではありません。プロトコルのオーバーヘッド、ISPプロファイル、その他のアクティブなONU、スティックとホスト間のリンク、ルーター、LAN、およびテストサーバーのすべてが、実効スループットに影響を与えます。.

2.5G ONUは、ご利用のプランの速度が1Gbpsを超え、かつONU以降のすべてのリンクも必要な速度に対応している場合に最も有用です。いずれかの段階で1Gのリンクがある場合、速度テストの結果がギガビットのペイロードスループットを下回っている限り、アップグレードは正常に機能する可能性があります。.

2.5G GPON ONUの速度：3つの異なる制限

表示されている数字	その内容	保証されない事項
2.48832 Gbit/s GPON 下り	一般的なGPONシステムにおける下流回線の公称伝送速度	1つの顧客向けの専用ペイロードスループット
1.24416 Gbit/s GPON 上り	一般的な非対称展開における上流回線の公称伝送速度	2.5G ONUポートからの2.5Gbpsのアップロード
2.5G ONU またはスティックインターフェース	対象のデバイスが同じモードをサポートしている場合の、ホスト／LANリンクの最大公称転送速度	ISPのプランの通信速度、PONの利用可否、またはインターネット速度テストの結果
2.5Gルーター／スイッチ／NICポート	ローカルイーサネット接続機能	その前後のリンクもすべて2.5Gである
速度テストの結果	特定の経路および時間帯におけるアプリケーションのスループット	GPONの生転送速度、またはあらゆる条件下での最大性能

この違いこそが、実際の設定環境では2.5Gbpsという測定結果が得られないにもかかわらず、2.5Gという表示が正確である理由を説明しています。.

2.5G ONUへのアップグレードによって改善される点

従来の1GE ONUは、ギガビット・イーサネットのユーザーインターフェースを備えています。ISPが1Gbpsを超えるダウンストリーム帯域を提供している場合でも、イーサネット、IP、TCP、およびテストのオーバーヘッドを考慮する前の段階で、そのインターフェースはハードなラインレートの上限となります。.

2.5Gのユーザーインターフェースでは、ONUとルーターの間に余裕が生まれます。以下の条件がすべて満たされる場合、この構成は有効である可能性があります：

ISPプランおよびONUサービスプロファイルでは、1Gbpsを超える通信が可能となっています。.
OLTおよびPONには、十分なダウンストリーム容量が確保されています。.
ONUまたはスティックは承認済みであり、正しく設定されています。.
スティックとホストは、ホスト側で必要な電気的モードを設定します。.
ルーター、スイッチ、配線、およびクライアントはすべて、1Gを超える速度で接続されています。.
このルーターは、NAT、ファイアウォール、PPPoE、VLAN、およびその他の有効化された機能を、目標レートで処理することができます。.
テスト先とインターネット経路からトラフィックを供給することができます。.

したがって、そのメリットは「1GEのボトルネックを解消する」ことであり、「2.5Gbpsの専用回線を構築する」ことではない。“

GPONのラインレートは共有されており、オーバーヘッドがあります

ITU-T G.984.2 GPONの物理層を規定しています。広く導入されている非対称の通信速度ペアは、下り2.48832 Gbit/s、上り1.24416 Gbit/sです。.

OLTは共通のPONを介してダウンストリーム情報を送信し、ONUはスケジュールされた送信枠を通じてアップストリームを共有します。. ITU-T G.984.3 GPON伝送の収束、帯域幅マップ、T-CONT、および動的な帯域幅割り当てを定義する。OLTは、設定されたトラフィック契約および現在の需要に応じて、アップストリーム帯域幅を割り当てる。.

これに伴い、以下の3つの実際的な結果が生じます：

生ラインレートには、GPONのフレーミング、制御、およびカプセル化のオーバーヘッドが含まれます。すべてがアプリケーションのペイロードというわけではありません。.
複数の加入者が、同じOLTポートおよび光ツリーを利用できます。利用可能な帯域幅は、トラフィックや事業者のポリシーによって変化します。.
一般的な非対称システムでは、上流の未処理帯域幅は下流の通信速度の約半分です。2.5GのLANやホストインターフェースがあっても、それが2.5Gの上流GPONになるわけではありません。.

また、事業者は、加入者ごとのレート制限、トラフィックコンテナ、サービスプロファイル、およびアップストリームスケジューリングポリシーを適用することもできます。ONUを交換しても、これらの設定は変更されません。.

なぜ速度テストの結果が1Gbps付近で頭打ちになってしまうのか

ISPのサービスプロファイルは依然として1Gです

ONUは2.5Gのホストリンクを登録・提示できますが、OLTまたはブロードバンドエッジ側で、サービスが契約プランの範囲内に制限されています。契約上の下り・上り速度を確認し、ONUのプロファイルが更新されたかどうかを通信事業者に問い合わせてください。.

サービスポリシーの制限を解消するために、光出力を変更したり、IDをコピーしたり、サポートされていないモジュール設定を無理に適用したりしないでください。.

Stickとホスト間のリンクは、実際には1Gです

SFPまたはSFP+ケージは、インターフェースの一部に過ぎません。物理的に挿入しただけでは、ホストASICやPHYがどの電気モードに対応しているかはわかりません。.

1G/10G SFP+ ポートでは、Stick とホストの両方が互換性のある 1G モードに対応している場合にのみ、2.5G PON ONU Stick を 1G モードで動作させることができます。一部のSFP+ポートでは、適切なチップセット、PHY、ファームウェア、およびポート設定により、2.5Gに対応可能です。一方、1Gおよび10Gモードのみをサポートするポートもあり、Stickに必要な2.5Gのホストリンクを確立することはできません。.

正確な組み合わせを確認してください：

ホストモデル、ハードウェアリビジョン、およびポート番号
ASIC、PHY、またはSerDes機能を搭載
スティックモデル、ハードウェア、およびファームウェア
ホスト側モードを維持
ホストファームウェア、ドライバ、およびポート速度の設定
モジュールのコーディングおよび管理インターフェースの検収
電源および冷却に関するサポート
ホスト側との実際の交渉による料金
最大利用可能データスループット

現在の SNIA SFF-8419 仕様 SFP+の電力および低速時の管理動作を規定しています。ただし、すべてのSFP+ホストがすべての中間シリアルデータレートをサポートするよう義務付けるものではありません。ホストおよびモジュールの仕様書には、相互にサポートされる高速モードを明記する必要があります。.

また、モジュールの検出も速度テストではありません。ホストは、高速データパスが停止している間や、意図しないモードで動作している間に、EEPROMの情報を読み取る場合があります。.

このルーターには2.5Gポートが1つありますが、クライアント側の接続速度は1Gです。

ONUからテスト機器へのトラフィックを追跡します：

PON → ONUホストリンク → ルーターWAN → ルーター処理 → ルーターLAN → スイッチ → クライアントNIC

すべてのリンクには十分な帯域幅が必要です。ルーターには2.5GのWANポートがあっても、LANポートは1Gしかない場合や、クライアントが1Gのスイッチ経由で接続している場合もあります。Wi-Fiのリンク速度表示は、インターネット上の持続的なペイロードスループットとは同一ではありません。.

すべてのイーサネットセグメントの両端で、ネゴシエーションされた伝送速度を確認してください。2.5GBASE-Tの場合、リンクが不安定だったり、1Gにフォールバックしたりする場合は、ケーブル、終端処理、ドライバ、および省電力設定も確認してください。.

ルーターの処理がボトルネックとなっている

ルーティングのパフォーマンスは、有効になっているワークロードによって異なります。PPPoE、NAT、ステートフルファイアウォールルール、トラフィックシェーピング、侵入検知、VPN、およびソフトウェアブリッジは、ハードウェアオフロードが利用できない場合や無効になっている場合、スループットを低下させる可能性があります。.

有線テスト中のCPU使用率を監視してください。オプションの処理機能の有無による結果を比較するのは、その変更が承認され、文書化されている場合に限ってください。ベンチマークの成績を向上させるためだけに、本番ネットワーク上のセキュリティ制御を無効にしないでください。.

1つの速度テスト経路だけでは代表性がない

テストサーバーは、混雑していたり、距離が遠すぎたり、制約のあるピアリング経路を経由してアクセスされる場合があります。また、単一のTCPフローは、遅延、パケットロス、エンドポイントのチューニングによって制限されることもあります。.

有線接続の2.5G対応クライアントを使用し、近くの複数のサーバーでテストを行い、異なる時間帯に繰り返しテストを実施して、シングル接続とマルチ接続の結果を比較してください。ローカルLANのスループットテストを行うことで、ISP回線のせいにする前に、ルーター、スイッチ、NICの状態を確認することができます。.

O5 または「登録済み」であることは、2.5G ホストとの互換性を証明するものではない

O5/「稼働中」とは、ONUが関連するPONのアクティベーションを完了し、OLTと通信を行っている状態を指します。これは、顧客側のデータパスが正常であることを保証するものではありません。.

ONUは、以下の条件下でO5に到達できます：

Stick-to-host SerDesがダウンしています。.
ホストリンクは1Gで動作しています。.
モジュールは検出されていますが、データ通信は通過していません。.
サービスVLANが存在しないか、タグ付けが正しく行われていません。.
PPPoE または DHCP が確立されていません。.
OLTプロファイルによって、サービスが制限されます。.
ルーターのWAN側またはLAN側がボトルネックとなっています。.

光/PONの状態、ホスト・リンクの状態、サービス設定、およびアプリケーションのスループットを、4つの別個のチェック項目として扱う。.

LuLeey’s LL-XS2510用 UCG ファイバー接続ガイドあるホストが、ネイティブの2.5G設定ではなく、1Gと10Gの選択肢を表示している具体的な事例を1つ紹介しています。このホスト固有の例をすべてのSFP+デバイスに一般化すべきではありませんが、ポートメニューやハードウェアの仕様がなぜ重要なのかを示す好例となっています。.

エンドツーエンドの速度に関する簡単な例

ある顧客が次のような状況にあると仮定します：

下り2Gbps／上り1Gbpsのサービスプロファイル
一般的な非対称型GPON接続
2.5G ONUのホストリンク
2.5G WANおよび2.5G LANを備えたルーター
有線2.5Gクライアント

PONおよびインターネット回線の帯域幅に十分な余裕がある場合、この構成では、ダウンストリームテストにおいて1GE ONUの実用上の限界を超える可能性があります。アプリケーションデータとしてGPONのラインレートである2.48832 Gbit/sを完全に示すことは期待できず、また、一般的な1.24416 Gbit/sのGPONアップストリームチャネルでは、2.5 Gbpsのアップロードを実現することはできません。.

では、1つの項目だけ変更してみましょう：

サービスプロファイルが1Gbpsの場合、2.5Gのハードウェアを使用しても購入上限は引き上げられません。.
「Stick-to-host」リンクが1Gで動作する場合、それが境界となります。.
ルーターのLAN側が1Gの場合、有線クライアントはそのインターフェースのペイロード制限を下回ります。.
別の加入者が共有のPON容量を使用した場合、その結果は時間帯によって異なることがあります。.

だからこそ、トラブルシューティングでは、やみくもに部品を交換するのではなく、最初に動作が遅くなっている層を特定すべきなのです。.

8ステップの2.5G GPONの通信速度チェックリスト

手順 1：アクセス権の生成を確認する

そのサービスがGPON、EPON、XG-PON、XGS-PON、あるいはその他のシステムであるかを確認してください。製品ラベルに記載されている「XPON」は、多くの場合、GPON/EPONデュアルモードを意味しており、XGS-PONに対応していることを示すものではありません。.

手順 2：プランと OLT プロファイルを確認する

契約済みのダウンストリームおよびアップストリームの伝送速度を記録してください。特定のONU IDに対して、正しいサービスプロファイル、T-CONT/GEMマッピング、およびVLAN設定が割り当てられているかどうかを確認してください。.

ステップ 3: PON の有効化と光回線の正常性を確認する

安定した動作状態であること、指定された光学クラスに適した受光出力があること、および光学アラームや位置合わせアラームが発生していないことを確認してください。O5が安定していることは必要条件ですが、十分条件ではありません。.

手順 4: Stick のホストモードを確認する

ホストモデル、チップセットまたはPHY、ファームウェア、ドライバ、ポート設定、モジュールのコーディング、およびStickのファームウェアを記録してください。SFP/SFP+のラベルから推測するのではなく、両側で必要な電気モードを確認してください。.

ステップ5：実際に合意された金利を確認する

ホストがモジュール／ポートについて報告している内容と、ルーターがWANについて報告している内容を確認してください。インターフェースが固定されている場合や、表示内容が曖昧な場合は、ベンダーに確認し、制御されたトラフィックを用いて検証を行ってください。.

手順 6：LAN 経路全体の監査を行う

ルーターのWAN、ルーティング容量、LANポート、スイッチ、ケーブル、およびクライアントのNICを確認してください。2.5G対応の有線テストクライアントを使用し、Wi-Fiを無効にして、その影響を除外してください。.

ステップ 7：ローカルとインターネットのパフォーマンスを区別する

対象のルーター／スイッチ経路全体で、ローカル有線スループットテストを実行します。その後、複数のインターネットサーバーに対して、異なる時間帯にテストを行います。各実行時に、CPU負荷、エラー、パケットロス、およびネゴシエーションされた転送速度を記録します。.

ステップ8：変数を1つ変更して、再度テストを行う

調査対象のホストポート、コンバーター、ケーブル、ルーターの設定、またはテストエンドポイントのみを変更してください。改善が特定の原因によるものであると特定できるよう、変更前後の結果を保存しておいてください。.

スティックの選択、メディアコンバータの選択、または標準ONUの選択

ホストが検証済みの場合は、2.5G ONUスティックを使用してください

LuLeey’s LL-XS2510 2.5G XPON SFP ONU スティックこのページには、RTL9601Dチップセット、GPON/EPON対応、SC/APCまたはSC/UPCオプション、Web管理、ブリッジモード、DBA、および2.5Gイーサネット機能について記載されています。.

こうした製品レベルの仕様は、すべてのSFPまたはSFP+ホストが、必要な電気モードに対応していることを証明するものではありません。ご注文の前に、具体的なホスト、ポート、チップセット、ファームウェア、ドライバ、モジュールのコーディング、Stickホストモード、およびISPの有効化方法をご確認ください。.

ルーターに2.5G RJ45ポートがある場合は、メディアコンバーターを使用してください

LuLeey’s LL-25SFMC 2.5G SFP-RJ45 メディアコンバータこのページには、2.5G SFP光ポート1つ、100M/1G/2.5G対応のRJ45ポート1つ、および2.5Gまたは1G SFP動作を切り替えるための手動スイッチが記載されています。.

これにより、適切な2.5G SFPモードを備えていないルーターからONUスティックを切り離すことができます。ただし、これは万能な解決策ではありません。スティックのモデル、必要なホストモード、コンバーターのファームウェア／ハードウェア、電源、ISPの認証、VLANの動作、および実際のRJ45ネゴシエーションを確認してください。.

LuLeeyはまた、次のものを挙げています。 2.5G XPONスティックとメディアコンバーターのセット 2.5G光モードと、100M/1G/2.5Gの適応型電気ポートを備えています。このバンドルの仕様は、特定のトポロジーの出発点として捉えてください。すべてのOLTやルーターとの互換性を保証するものではありません。.

サービスが1G以下の場合は、1GE ONUを引き続き使用してください

契約中のサービス、ルーター、クライアントがすべて1Gの場合、ホストインターフェースを2.5Gにアップグレードしても、インターネットのスループットは変わらない可能性があります。測定されたボトルネックが解消される場合や、計画中のサービス変更に対応できる場合にアップグレードしてください。.

対称型マルチギガビットサービスでは、適切なPON生成方式を使用してください

アップストリームとダウンストリームの両方でマルチギガビットの通信速度が求められる場合は、まずISPが実際にどのような回線を導入しているかを確認してください。一般的な非対称型GPON回線では、2.5Gbpsのアップストリーム速度を提供することはできません。.

XGS-PON サービスを利用するには、XGS-PON 対応の OLT チャネル、ONU、光モジュール、プロビジョニング、およびホストパスが必要です。2.5G GPON/EPON スティックは、その LAN 速度によって XGS-PON に変換されることはありません。.

最終的な答え

2.5G GPON ONU を使用することで、ONU とルーター間の 1GE という制限を取り除くことができ、適切に設定され、輻輳のない環境であれば、1Gbps を超えるダウンストリーム速度を実現できます。ただし、最終的な通信速度は、共有されるGPON回線、プロトコルのオーバーヘッド、ISPのプロファイル、Stickのホストモード、ルーター、LAN、およびテスト経路などの要因によって制限されるため、2.5Gbpsを保証することはできません。.

以下の順序でシステムを確認してください：

PON生成および公称回線速度
購入したプランおよびOLTサービスプロファイル
ONUの安定した起動と光状態
ホストチップセット、SerDesモード、ファームウェア、ドライバ、およびStickホストモード
実際に交渉されたホスト／WANリンクの転送速度
ルーターの処理および有線LAN経路全体
インターネット接続テスト前のローカルスループット
複数の制御速度試験およびエラーカウンター

LuLeeyにスティックやコンバーターのおすすめを依頼する際は、OLTおよびISPのアクティベーション方法、ホスト／ルーターのモデル、具体的なSFP／SFP+ポート、チップセットまたはPHY、ファームウェア、必要なホストモード、想定されるダウンストリームおよびアップストリームの転送速度、そしてLANトポロジの全体像を明記してください。こうした詳細情報は、「2.5G」という表記だけよりもはるかに有用です。.