[/hide]Развитие сети Internet, в том числе появление новых услуг связи, способствует росту потоков данных
[/hide]Развитие сети Internet, в том числе появление новых услуг связи, способствует росту потоков данных, передаваемых по сети, и заставляет операторов связи искать пути увеличения пропускной способности транспортных сетей.
При выборе решения необходимо учитывать:
• разнообразие потребностей абонентов;
• потенциал для развития сети;
• экономичность.
Одна из главных задач, стоящих перед современными телекоммуникационными сетями доступа, так называемая проблема «последней мили» — предоставление как можно большей полосы пропускания индивидуальным и корпоративным абонентам при минимальных затратах.
Строительство сетей доступа в настоящее время главным образом идет по трем направлениям:
• сети на основе существующих медных телефонных пар и технология xDSL;
• беспроводные сети;
• волоконно-оптические сети.
Использование постоянно совершенствующихся технологий xDSL — самый простой и недорогой способ увеличения пропускной способности существующей кабельной системы на основе медных витых пар.
Филиал TShTT начал предоставлять услуги ШПД в 2003 году по технологии ADSL. Это дало возможность, используя существующую инфраструктуру (медных витых пар), предоставлять услуги ШПД на скорости до 8 Мбит/сек. Поэтапно с 2006 года было начато внедрение ADSL2+, что было обусловлено внедрением услуг Triple Play, при этом скорость к абоненту позволяет поднять до 24 Мбит/сек. Однако, скорость передачи до десятков мегабит в секунду на существующих кабельных системах, с учетом больших расстояний (до нескольких км) и низкого качества меди, представляется не простым и более дорогим решением.
Беспроводные сети доступа могут быть привлекательны там, где возникают технические трудности для использования кабельных инфраструктур. Беспроводная связь по своей природе не имеет альтернативы для мобильных служб. В последние годы, наряду с традиционными решениями на основе радио- и оптического Ethernet-доступа, все более массовой становится технология Wi-Fi, позволяющая обеспечить общую полосу до 300 Мбит/c.
Следует отметить, что для двух перечисленных направлений дальнейшее увеличение пропускной способности сети связано с большими трудностями, которые отсутствуют при использовании такой среды передачи, как оптическое волокно.
Таким образом, единственный путь, который позволяет заложить способность сети работать с новыми приложениями, требующими все большей скорости передачи — это прокладка оптического кабеля (ОК) от центрального офиса до дома или до корпоративного клиента. Это весьма радикальный подход, еще 5 лет назад считавшийся крайне дорогим. Однако в настоящее время благодаря значительному снижению цен на оптические компоненты этот подход стал актуален. Сегодня прокладывать ОК для организации сети доступа стало выгодно и при обновлении старых, и при строительстве новых сетей доступа (последних миль). При этом имеется множество вариантов выбора волоконно-оптической технологии доступа.
FTTx — Fiber To The X (оптическое волокно до…) — понятие, описывающее общий подход к организации кабельной инфраструктуры сети доступа, в которой от узла связи до определенного места (точка «х») доходит оптоволокно, а далее, до абонента, — медный кабель (возможен и вариант, при котором оптика прокладывается непосредственно до абонентского устройства). FTTx неразрывно связана с возможностью предоставления большого числа новых услуг.
В семейство FTTx входят различные виды архитектур:
• FTTN (Fiber to the Node) — волокно до сетевого узла;
• FTTC (Fiber to the Curb) — волокно до микрорайона, квартала или группы домов;
• FTTB (Fiber to the Building) — волокно до здания;
• FTTH (Fiber to the Home) — волокно до жилища (квартиры или отдельного коттеджа).
Они отличаются главным образом тем, насколько близко к пользовательскому терминалу подходит оптический кабель.
С 2006 года филиал ТShТТ активно продвигает архитектуру FTTN, FTTC путем установки выносных концентраторов (MSAN) и предоставления услуг ШПД с использованием существующих телефонных линий.
С 2010 года в г. Ташкенте начали разворачивать сети FTTB, с установкой управляемых коммутаторов в жилых многоквартирных домах. За последние три года до 2 944 объектов проложено 716 987 километров оптического кабеля и установлено 1 558 коммутаторов, количество абонентских портов составило 37 392.
С 2011 года были реализованы пилотные проекты технологий пассивных оптических сетей PON (passive optical network), с использованием оборудования компаний Huawei, NEC, ZTE.
Решения на основе архитектуры PON используют логическую топологию «точка-многоточка» P2MP (point-to-multipoint), которая положена в основу технологии PON, к одному порту центрального узла можно подключать целый волоконно-оптический сегмент древовидной архитектуры, охватывающий десятки абонентов. При этом в промежуточных узлах дерева устанавливаются компактные, полностью пассивные оптические разветвители (сплиттеры), не требующие питания и обслуживания.
Общеизвестно, что PON позволяет экономить на кабельной инфраструктуре за счет сокращения суммарной протяженности оптических волокон, т.к. на участке от центрального узла до разветвителя используется всего одно волокно. В меньшей степени обращают внимание на другой источник экономии — сокращение числа оптических передатчиков и приемников в центральном узле. Между тем экономия второго фактора в некоторых случаях оказывается даже более существенной. Так, по оценкам, конфигурация PON с разветвителем в центральном офисе в непосредственной близости к центральному узлу оказывается экономичнее, чем сеть точка-точка, хотя сокращение длины оптического волокна практически нет! Более того, если расстояния до абонентов не велики, с учетом затрат на эксплуатацию, оказывается, что PON с разветвителем в центральном офисе экономичнее, чем PON с разветвителем, приближенным к абонентским узлам.
Основная идея архитектуры PON — использование всего одного приемопередающего модуля в OLT (оборудование станционного терминала) для передачи информации множеству абонентских устройств ONT (оборудование абонентского терминала) и приема информации от них.
Число абонентских узлов, подключенных к одному приемопередающему модулю OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры. Для передачи потока информации от OLT к ONT — прямого (нисходящего) потока, как правило, используется длина волны 1550 нм. Наоборот, потоки данных от разных абонентских узлов в центральный узел, совместно образующие обратный (восходящий) поток, передаются на длине волны 1310 нм. В OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки.
Прямой поток на уровне оптических сигналов является широковещательным. Каждый абонентский узел ONT, читая адресные поля, выделяет из этого общего потока предназначенную только ему часть информации. Фактически мы имеем дело с распределенным демультиплексором.
Все абонентские узлы ONT ведут передачу в обратном потоке на одной и той же длине волны, используя концепцию множественного доступа с временным разделением TDMA (time division multiple access). Для того, чтобы исключить возможность пересечения сигналов от разных ONT, для каждого из них устанавливается свое индивидуальное расписание по передаче данных c учетом поправки на задержку, связанную с удалением данного ONT от OLT.
Древовидная топология P2MP позволяет оптимизировать размещение оптических разветвителей, исходя из реального расположения абонентов, затрат на прокладку ОК и эксплуатацию кабельной сети.
К недостатку можно отнести возросшую сложность технологии PON и отсутствие резервирования в простейшей топологии дерева.
Основные преимущества технологии PON: существенная экономия волокон; эффективное использование ресурсов волокна; надежность (в промежуточных узлах дерева находятся только пассивные оптические разветвители, не требующие обслуживания); масштабируемость (древовидная архитектура сети доступа и возможность подключать новых абонентов самым экономичным способом); гибкость (использование транспорта позволяет предоставлять максимально разнообразные услуги).
Современные устройства GPON — коммутаторы OLT и клиентские устройства ONT — стали функциональными. Различные размеры и плотность портов позволяют операторам выбирать те решения, которые позволят им соблюсти баланс между количеством подключаемых абонентов и затратами. Компактные модели коммутатора (GPON OLT) на одном модуле оснащаются 8(16) портами PON, позволяя подключить до 512(1024) оконечных устройств по технологии FTTH и FTTB.
Высокая скорость передачи данных, которая составляет 2488 Мбит/с к абоненту и 622, 1244 или 2488 Мбит/с от абонента (в зависимости от конкретной модели устройства), позволяет качественно расширить полосу доступа в Интернет для каждого абонента. Возможности оптического уплотнения позволяют операторам дополнительно увеличить полосу пропускания, а также добавлять и удалять абонентские устройства без изменения существующей инфраструктуры сети. Физический уровень GPON PMD предусматривает два класса интерфейсов: класс 1 для расстояний до 10 км и класс 2 — 20 км при коэффициентах разветвления 1:32 и 1:16.
В 2013 году начнется реализация проекта сети абонентского доступа по технологии GPON на 51 000 абонентских портов в г. Ташкенте. Это позволит охватить удаленные районы города и предоставить абонентам более качественную, надежную и высокоскоростную услугу широкополосного доступа.
Жахангир Арипов