Абон платежи по тп fttx что. Технология GPON — оптическая сеть доступа

Технологии FTTX

Многие компании стали постепенно переходить к использованию технологии FTTx в качестве основной для предоставления услуг в области доступа к сети Интернет. Теперь это уже не так сложно и дорого, как было несколько лет назад. Именно поэтому на рынке активно продвигается соответствующий продукт.

Использование технологии FTTx предполагает привлечение волоконно-оптических решений для построения широкополосных сетей. Стоит описать, что подразумевается под этим новым понятием. FTTx - это термин, при помощи которого описывается общий подход к формированию кабельной сетевой инфраструктуры, в которой от узла связи до конкретного места, обозначаемого как «x», доходит оптика, а далее, непосредственно до абонентов, прокладывается медный кабель. Вполне реально проложить оптику и непосредственно к абонентскому устройству. По большому счету использование технологии FTTx предполагает только физический уровень. Но под данным понятием скрывается и большое число технологий сетевого и канального уровня. Широкополосный доступ позволяет предоставлять огромное количество новых услуг.

На данный момент в качестве основного двигателя рынка FTTx называется массовый спрос на широкополосный доступ, а его очень сложно обеспечить, если использовать только ADSL. Оптические решения стали все активнее внедрять в крупных городах, и тут четко прослеживается тенденция к слиянию мелких операторов с более крупными, которые работают в федеральном масштабе. Технологии FTTx весьма активно используются в поселках, в которых инфраструктура изначально строилась на базе оптического тракта.

Развитие рынка FTTx на российский территории зависит не только от спроса на качественный контент, но и от числа крупных строительных проектов, а также обострения конкуренции среди поставщиков услуг широкополосного доступа. Благодаря динамическому строительству многоквартирных домов прокладка FTTx сетей становится очень быстрой и оправданной в экономическом плане, а конкуренция делает так, что стоимость доступа к Интернету становится все ниже. Несколько лет назад внимание операторов было направлено на корпоративного потребителя, а теперь все чаще рассматриваются обычные абоненты.

Технология FTTx (Ростелеком) включает несколько видов архитектур: - FTTN (Fiber to the Node) - оптоволокно доходит до сетевого узла;

FTTC (Fiber to the Curb) - оптоволокно доходит до микрорайона, квартала или нескольких домов;

FTTB (Fiber to the Building) - оптоволокно достигает здания;

FTTH (Fiber to the Home) - оптоволокно дотягивают до жилища.

Основное их различие состоит в том, насколько близко оптический кабель подходит к пользовательскому терминалу. Первыми появившимися решениями были FTTN и FTTC. Первое решение на сегодняшний день используется исключительно как быстро внедряемое и бюджетное там, где имеется медная распределительная инфраструктура, а прокладка оптики является просто нерентабельной. Трудности, связанные с таким решением, известны всем: низкое качество предоставляемых услуг, связанное со специфическими проблемами медных кабелей, находящихся в канализации, значительное ограничение по скорости и числу подключений в одном кабеле. FTTC представляет собой улучшенный тип FTTN, которому не присущи недостатки, свойственные последнему. В случае использования FTTC медные кабели прокладываются только внутри зданий, а это означает, что они не подвержены разрушительным факторам, а также не имеют большой протяженности линии, значение имеет также качество медных жил, используемых при этом. Именно поэтому удается добиться большей скорости на участке без оптоволокна. Такое предложение действительно при подключении по технологии FTTx PON. Подобная архитектура ориентирована на операторов, которые уже активно используют технологию xDSL, а также операторов кабельного телевидения. Благодаря реализации подобной архитектуры они смогут не только снизить затраты, но и увеличить количество подключенных пользователей, а также полосу пропускания, выделяемую каждому из них. Этот тип подключения в России чаще всего применяют операторы малых Ethernet-сетей, что связано с невысокой стоимостью медных решений, а также необходимостью в высокой квалификации исполнителя для монтажа оптического кабеля.

Внутригородская оптическая транспортная сеть строится по топологии кольцо и организуется на оптических маршрутизаторах. К ней подключено местное ядро сети, обеспечивающее необходимые услуги местной связи для абонентов и так же подключаются сети абонентского доступа по оптической линии, либо по Ethernet кабелю, так как коммутатор агрегации может находиться на самой АТС. От коммутатора агрегации идут кабели на опти-ческий кросс, который подключается к кабелю, идущему к домам. В домах стоят коммутаторы доступа, у которых есть оптические порты чаще всего со скоростью передачи данных 1GE (рисунок 13). Данный выбор скорости передачи данных обусловлен тем, что на больших скоростях дисперсия сильно влияет на длину регенерационного участка.

Рисунок 13 Схема сети FTTX

Технология FTTX раскрывает большие возможности для широкополосного доступа. Города развиваются очень быстро и между опе-раторами связи идет соперничество за каждого абонента. И выигрывает тот, кто предоставляет более качественные услуги по разумной цене. Но тут появляется дополнительная проблема. В больших городах для обеспечения пользователей качественным широкополосным доступом необходимо модернизировать городскую оптическую транспортную сеть, иначе не будет толка от пропускной способности абонентских линий.

В поселках более подходящей технологией является FTTX. Слабое затухание в оптических кабелях позволяет предоставлять услуги связи абонентам, находящимся на большом расстоянии от АТС (до десятков километров). Использование в данном случае медножильных кабелей не даст высокой скорости и надежности, к тому же для проведения линии по технологии DSL необходимо строительство кабельной канализации, что ведет к дополнительным затратам и потере времени. Плюс технологии FTTX в том, что оптический кабель можно подвести к дому по электрическим кабелям и это никак не повлияет на пропускную способность абонентской линии.

Для экономии оптических волокон и надежности используется агрегация каналов (англ. Link aggregation, trunking) или IEEE 802.3ad -- технология объединения нескольких физических каналов в один логический. Это способствует не только значительному увеличению пропускной способности магистральных каналов коммутатор--коммутатор или коммутатор--сервер, но и повышению их надежности. Хотя уже существует стандарт IEEE 802.3ad, многие компании еще используют для своих продуктов патентованные или закрытые технологии.

Главными задачами уровня агрегации являются мониторинг и управление трафиком с разделением потоков по типам услуг и запросам пользователей. Должны поддерживаться многоуровневое обеспечение QoS и маршрутизация MPLS. Топология сети уровня агрегации обычно предусматривает некоторую избыточность, которая позволяет резервировать каналы за счет реконфигурации сети. Для этого используется оборудование с повышенной отказоустойчивостью, поддерживающее протоколы защитной коммутации. В небольших и средних операторских сетях магистральный уровень и уровень агрегации часто представлены вместе.

Другие назначения уровня агрегации?-- подключение к операторской сети различных сервисных служб (файловых или игровых серверов, головных станций IPTV) и организация шлюзов к телефонным сетям. Правильно спроектированный уровень агрегации позволяет создавать распределенные сервисы, что обеспечивает уменьшение объема внутрисетевого трафика и большую надежность услуг.

Самым емким по количеству устройств уровнем городской сети Ethernet является уровень доступа. Он служит для подключения абонентов, и от него во многом зависит эффективность работы всей сети оператора связи. При большом числе абонентов (например, в случае предоставления услуг ШПД физическим лицам) на этом уровне часто используется промежуточная агрегация. Инфраструктура уровня доступа обычно соответствует топологии «звезда», но нередко применяются кольцевые и ячеистые топологии. Выбор зависит от плотности и территориальной распределенности абонентов.

На оборудование доступа ложится основная нагрузка по реализации мер защиты при подключении абонентов. В их число обычно входят применение списков контроля над доступом (ACL) с привязкой к портам коммутаторов, статическое и динамическое закрепление MAC-адреса за портом, блокировка неразрешенных MAC-адресов, авторизация по протоколу 802.1х или привязка IP-адреса к конкретному MAC-адресу. На этом уровне должна обеспечиваться поддержка механизмов качества обслуживания, заключающаяся в сегментации трафика по очередям приоритетов.

В последние годы операторы требуют от производителей, чтобы оборудование доступа имело функции мультикастинга. Для этого в нем реализуются протоколы IGMP, DVMRP, MOSPF, PIM DM/SM и др. Выбор того или иного протокола зависит от политики маршрутизации в сети оператора связи и от топологии такой сети.

Хорошим инструментом реализации гибкой тарифной политики является управление полосой пропускания абонентского порта, в определенной мере позволяющее прогнозировать загрузку каналов на уровне магистрали и агрегации трафика. Если планируется предоставлять услуги корпоративным клиентам, оборудование доступа должно поддерживать технологии 2-го уровня QinQ, VPLS (Virtual Private LAN Service), E-Line и E-LAN в соответствии со спецификациями Metro Ethernet Forum.

В сети доступа желательно применять оборудование с хорошими возможностями удаленного управления и диагностики. Это позволяет снизить нагрузку на службы технической и сервисной поддержки распределенной операторской сети. Немаловажна и возможность наращивания абонентской емкости узлов доступа, например за счет стекового включения коммутаторов. Сейчас подавляющее число абонентов сетей подключаются по медным линиям, для чего используется интерфейс «10/100 Base-T».

Использование в параллель несколько Ethernet-адаптеров выглядит так. Допустим есть два адаптера Ethernet: eth0 и eth1. Их можно объединить в псевдо-Ethernet-адаптер eth3. Система распознает эти агрегированные адаптеры как один. Все агрегированные адаптеры настраиваются на один MAC-адрес, поэтому удалённые серверы обращаются с ними как с один адаптером. eth3 можно настроить на один IP адрес, как любой Ethernet адаптер. Из-за этого программы обращаются к нему как к самому обычному адаптеру, скорость которого в два раза выше.

В большинстве случаев в городах с большим населением ведется точечная застройка. Для операторов проводной связи это вызывает опре-деленные сложности. Во многих районах города кабели уже проложены. Прокладка новых оптических кабелей не всегда является рентабельной, а в некоторых случаях и просто невозможной. Становится актуальной эксплуатация оптических кабелей, проложенных десять или более лет назад в уже существующей кабельной канализации, для цифровизации телефонных сетей связи, это экономически более обосновано, так как необходимо только заменить оборудование сети. Для обеспечения услуг связи в жилых многоквартирных домах применяется технология FTTB, так как это более рациональное использование финансов (кабель с витой парой стоит дешевле и не боится изгибов) оконечное оборудование пользователя при использовании витой пары стоит намного дешевле. При использовании витой пары есть ограничение по длине в сто метров. Внутри жилого здания эта длина обычно не превышается и на половину.

В уже использующемся оборудовании в основном применяется двухволоконный (рисунок 14) режим для связи коммутатора агрегации и коммутатора доступа.

Рисунок 14 Схема двухволоконной оптической линии между коммутатором агрегации и коммутатором доступа.

Данный метод двухволоконного режима в современных условиях является не рациональным.

Для экономии оптических волокон операторы связи вводят одно-волоконный режим, используя WDM SFP оптические модули, либо селективные оптические Y- образные разветвители (рис. 15). Стоимость WDM SFP модулей намного выше обычных и так же существенная разница по стоимость между SFP модулями с разными длинами волн. SFP модуль, работающий на длине волны 1310 нм почти в два раза дешевле, чем работающий на длине волны 1550 нм. Селективные Y-образные разветвители экономят средства, относительно WDM SFP модулей.

Для большей экономии средств и простоты подключения можно использовать не селективные Y-образные разветвители.

Рисунок 15 Линия передачи в одноволоконном режиме между коммутатором доступа и коммутатором агрегации.

Что это такое?

FTTx - это термин, при помощи которого описывается общий подход к формированию кабельной в которой от до конкретного места, обозначаемого как «x», доходит оптика, а далее, непосредственно до абонентов, прокладывается медный кабель. Вполне реально проложить оптику и непосредственно к абонентскому устройству. По большому счету использование технологии FTTx предполагает только физический уровень. Но под данным понятием скрывается и большое число и канального уровня. Широкополосный доступ позволяет предоставлять огромное количество новых услуг.

Интерес к подобным сетям

Рыночные перспективы

Особенность построения

Технологии FTTx до недавнего времени использовались операторами, не имевшими собственной инфраструктуры старого поколения, то есть делались из меди, и это объяснялось повышенной стоимостью формирования структур из оптоволокна. Однако в последние несколько лет интерес к новым сетям становится все большим. В числе причин этого можно назвать расширение спектра услуг, расширение пассивных оптических сетей (PON) и распространение Metro Ethernet, снижение стоимости оптоволоконной продукции, а также успехи некоторых операторов в сфере построения таких сетей.

Новые типы контента

Подключение по технологии FTTx становится все популярнее в свете того, что современные пользователи все больше интересуются новыми типами контента с видео и графикой высокого качества. Основным катализатором внедрения оптоволоконных систем стал рост интереса к видеоуслугам. Перенос центра тяжести с группового вещания на индивидуальное означает рост потребности абонентов в выделенной которая довольно скоро будет составлять до 100 мегабит в секунду на одно домохозяйство.

Продажи жидкокристаллических телевизоров высокой четкости осуществляются все более быстрыми темпами, что говорит о потребности клиентов в получении услуг вещания телевизионных программ лучшего качества, чем то, что способно предложить Использование IP-TV видится многим экспертам наиболее логичным развитием событий. То есть только так пользователь сможет выбирать передачи, фильмы, а также время их просмотра. Именно поэтому считается, что при массовом подключении по технологиям FTTx xPON это уже будет вопрос не ближайшей пятилетки, а всего пары лет. Каждый интернет-провайдер на данный момент понимает, что инвестиции в оптику представляют собой вложения на несколько десятков лет вперед, прибыль по которым будет превосходить затраты в десятки раз. Именно этим можно объяснить активную скупку оптических линий, а также целый ряд пилотных проектов, в их числе и прокладка оптики непосредственно к абонентскому оборудованию.

Какие есть риски?

В ближайшие годы Интернет по технологии FTTx не будет единственным вариантом, который способен гарантировать предоставление услуг по широкополосному доступу, но оптоволоконная инфраструктура обладает достаточно высоким потенциалом, что позволяет иметь уверенность в возврате всех инвестиций. На данный момент большая активность характерна для модернизации магистральных сетей, а рынок технологии FTTx пока находится на стадии изучения, проектирования и испытания. Однако сейчас наблюдается интерес операторов к элементам спектрального уплотнения, а также пассивным оптическим сплиттерам. Помимо этого, ожидается рост продаж оптических кроссов большой емкости, применяемых и в решениях FTTx.

Виды архитектур

Технология FTTx (Ростелеком) включает несколько видов архитектур:

FTTN (Fiber to the Node) - оптоволокно доходит до сетевого узла;

FTTC (Fiber to the Curb) - оптоволокно доходит до микрорайона, квартала или нескольких домов;

FTTB (Fiber to the Building) - оптоволокно достигает здания;

FTTH (Fiber to the Home) - оптоволокно дотягивают до жилища.

Основное их различие состоит в том, насколько близко подходит к пользовательскому терминалу. Первыми появившимися решениями были FTTN и FTTC. Первое решение на сегодняшний день используется исключительно как быстро внедряемое и бюджетное там, где имеется медная распределительная инфраструктура, а прокладка оптики является просто нерентабельной. Трудности, связанные с таким решением, известны всем: низкое качество предоставляемых услуг, связанное со специфическими проблемами медных кабелей, находящихся в канализации, значительное ограничение по скорости и числу подключений в одном кабеле. FTTC представляет собой улучшенный тип FTTN, которому не присущи недостатки, свойственные последнему. В случае использования FTTC медные кабели прокладываются только внутри зданий, а это означает, что они не подвержены разрушительным факторам, а также не имеют большой протяженности линии, значение имеет также качество медных жил, используемых при этом. Именно поэтому удается добиться большей скорости на участке без оптоволокна. Такое предложение действительно при подключении по технологии FTTx PON. Подобная архитектура ориентирована на операторов, которые уже активно используют технологию xDSL, а также операторов кабельного телевидения. Благодаря реализации подобной архитектуры они смогут не только снизить затраты, но и увеличить количество подключенных пользователей, а также полосу пропускания, выделяемую каждому из них. Этот тип подключения в России чаще всего применяют операторы малых Ethernet-сетей, что связано с невысокой стоимостью медных решений, а также необходимостью в высокой квалификации исполнителя для монтажа оптического кабеля.

Факторы

Вопросы размещения оборудования, которое терминирует оптическую составляющую линии связи по технологиям FTTx xPON, зависят от целого ряда причин:

Наличия альтернативной инфраструктуры или ее отсутствия;

Возможности разместить в доме активное оборудование;

Количества подключаемых абонентов;

Специалисты говорят о том, что существует вполне конкретная классификация оконечных FTTx-устройств, которая привязана именно к точке «х». Предлагаемый набор услуг зависит от типа и числа интерфейсов, используемых в оконечном устройстве, а также механизма для управления трафиком. При необходимости сохранения существующей инфраструктуры стоит ориентироваться на системы FTTC/FTTB, имеющие оптический uplink-интерфейс. Такие системы уместно использовать на крупных предприятиях, в жилых комплексах и бизнес-центрах, где имеется существующая медная инфраструктура.

Выводы

Организация сетей по технологии FTTx больше всего оправдана в экономическом плане в случае значительной концентрации платежеспособных клиентов либо нового строительства, когда вопросы об организации прокладки кабелей еще находятся на стадии решения. Желательно, чтобы сеть была спланирована так, чтобы точка «х» размещалась максимально близко к клиенту, то есть абоненту. При строительстве новых районов лучше всего доводить ее прямо до здания, это будет удобно и на первоначальном этапе, и в будущем. Такое предложение действительно при подключении по технологиям FTTx xpon.

Подключение к сетям «АзовИнтернетСервис» и Интернет доступно частным и корпоративным абонентам с помощью нескольких современных высокоскоростных технологий.

Технология FTTH

«Fiber To The Home» - оптическое волокно до дома (квартиры, дачи, офиса)
По данной технологии оптоволоконный кабель (ВОЛС) прокладывается от источника сигнала до конечного пользователя.
Преимуществами архитектуры FTTH являются:

наибольшая полоса пропускания канала;
полностью стандартизированный и наиболее перспективный вариант сети;
решения FTTH обеспечивают массовое обслуживание абонентов на расстоянии до 20 км от узла связи.

Подключение по технологии FTTH производится с помощью подключения оптического кабеля у конечного абонента с установкой «медиа-конвертера» - устройства, преобразующего оптический сигнал в электрический для дальнейшей разводки по дому медным кабелем (UTP) или с помощью Wi-Fi. Доступ в сеть Интернет может осуществляться на скорости до 1000 Мбит/с.

Технология FTTB

Компания «АзовИнтернетСервис» использует технологию FTTB (Fiber To The Building - «Оптика в дом»): оптический кабель подводится к дому и распределяется по квартирам с помощью медного кабеля Ethernet. Это позволяет обеспечить в каждой квартире качественный доступ к сети Интернет на максимальной скорости до 100 Мбит/с. В зависимости от технологии подключения ІР адрес может быть внешним или внутренним. На сегодняшний день технология FTTB является наиболее прогрессивной. Ее потенциал позволяет быстро увеличить емкость сети в тех местах, где это необходимо, для предоставления услуг передачи данных наивысшего качества. Кроме того, FTTB обеспечивает одинаковую скорость для входящих и исходящих данных с компьютера, в отличие от других технологий.

При использовании варианта FTTB оптическое волокно заводится в дом, как правило, на цокольный этаж или на чердак (что более экономически эффективно) и подключается к устройству ONU (Optical Network Unit). На стороне оператора связи устанавливается терминал оптической линии OLT (Optical Line Terminal). OLT является primary устройством и определяет параметры обмена трафика (например, интервалы времени приема/передачи сигнала) с абонентскими устройствами ONU (или ONT, в случае FTTH). Дальнейшее распределение сети по дому происходит по «витой паре».

Этот подход целесообразно применять в случае развертывания сети в многоквартирных домах и бизнес-центрах среднего класса. Российские операторы связи разворачивают сети FTTB пока только в крупных городах, но в перспективе использование данной технологии повсеместно. В FTTB нет необходимости прокладывать дорогостоящий оптический кабель с большим количеством волокон, как при использовании FTTH.

Технология GPON

PON (пассивные оптические сети) - это семейство быстро развивающихся, наиболее перспективных технологий широкополосного мультисервисного доступа по оптическому волокну. Суть технологии PON вытекает из ее названия и состоит в том, что ее распределительная сеть строится без использования активных компонентов: разветвление оптического сигнала в одноволоконной оптической линии связи осуществляется с помощью пассивных разветвителей оптической мощности - сплиттеров.

Структурно любая пассивная оптическая сеть состоит из трех главных элементов - станционного терминала OLT, пассивных оптических сплиттеров и абонентского терминала ONT. Терминал OLT обеспечивает взаимодействие сети PON с внешними сетями, сплиттеры осуществляют разветвление оптического сигнала на участке тракта PON, а ONT имеет необходимые интерфейсы взаимодействия с абонентской стороны.

На основе архитектуры PON возможны решения с использованием логической топологии «точка-многоточка» (point-to-multipoint). К одному порту центрального узла можно подключить целый волоконно-оптический сегмент древовидной архитектуры, охватывающий десятки абонентов. При этом пассивные оптические разветвители (сплиттеры) устанавливаются в промежуточных узлах дерева и не требуют питания и обслуживания.

Основная идея архитектуры PON - использование всего одного приемопередающего модуля в OLT для передачи информации множеству абонентских устройств ONT и приема информации от них.
Технология GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) является одной из разновидностей технологии пассивных оптических сетей PON и одним из самых современных вариантов строительства сетей связи, обеспечивающим высокую скорость передачи информации (до 1,2 Гбит/с). Основное преимущество технологии GEPON заключается в том, что она позволяет оптимально использовать волоконно-оптический ресурс кабеля. Например, для подключения 64 абонентов в радиусе 20 км достаточно задействовать всего один волоконно-оптический сегмент.

Основными преимуществами GEPON являются:

Использование стандартных механизмов 802.3ah, что позволит в перспективе значительно снизить стоимость оборудования;
Повышение скорости передачи до 1 Гбит/c в обе стороны и предоставление более широкополосных услуг;
Обеспечение QoS с помощью механизмов 802.1p/TOS. Возможно использование жестких механизмов приоритезации трафика с помощью восьми выделенных очередей для каждого типа трафика. Данные механизмы позволяют предоставлять такие услуги как VoIP или VoD с гарантией качества;
Возможность подключения 64 абонентских устройств на ветку PON и эффективное использование оптического волокна;
Полная поддержка DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) - механизма динамического перераспределения полосы пропускания в соответствии с запросами абонентов и наличием свободной полосы в дереве PON. Так абоненты, которым предоставлена гарантированная полоса пропускания для передачи данных, например, 1Мб/с могут получить реальную скорость до 1Гб/с, если полоса дерева PON остается частично неиспользованной (аналогично UBR трафику в ATM);
Поддержка передачи потокового видео (IGMP Snooping);
Простота установки и обслуживания.

01.02.2011

Концепция FTTx

Идея использования волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) для предоставления услуг частным и корпоративным пользователям не нова. Она реализуется в рамках концепции FTTx (Fiber to the х - «волокно до …»). Однако широкое внедрение этой концепции в сетях абонентского доступа сдерживается из-за медленного становления новых широкополосных мультимедийных приложений и услуг, а также из-за неготовности рынка к их потреблению. Когда оптические сети доступа получат достаточное развитие и распространение, востребованность услуг приобретет массовый характер и абоненты, как частные, так и корпоративные, смогут пользоваться широкополосными мультисервисными услугами за умеренную плату.

Под широкополосными понимаются приложения и услуги, отличные от традиционных. К последним относятся передача речи, данных и организация выделенных каналов. Широкополосные услуги и приложения по назначению можно разделить на две группы. В первую входят те из них, которые используются в деловых и практических целях (электронный бизнес, телемедицина, видеоконференц-связь, удаленное обучение, удаленный домашний офис, высокоскоростной доступ в Интернет, осуществление on-line-платежей и т.д.), во вторую - приложения и услуги развлекательного характера (игры в режиме on-line, интерактивное телевидение, видео по требованию, цифровое вещание и т.п.).

В настоящее время для предоставления пользователям широкополосных и мультимедийных услуг используются обычно смешанные медно-оптические сети доступа. Существует несколько концепций разворачивания сети доступа смешанного типа. Одна из них называется HFC (Hybrid Fiber Coaxial) и предполагает доведение оптики до точки концентрации, при этом распределительная абонентская сеть строится на основе коаксиальных кабелей. Данная архитектура не получила широкого распространения и используется обычно лишь операторами кабельного телевидения. Другая концепция является разновидностью концепции FTTx и носит название FTTB (Fiber To The Building - «волокно к зданию», то есть доведение ВОЛС до офисного здания). Согласно концепции FTTB распределение сигналов по абонентам внутри здания осуществляется по витым медным парам с использованием преимущественно технологии VDSL.

Стоит отметить, что варианты доступа FTTH и FTTB пока не получили широкого распространения. Связано это в основном с тем, что их реализация требует от оператора значительно больших инвестиций, чем построение DSL-инфраструктуры, поскольку для предоставления абоненту высокоскоростного канала (до нескольких Гбит/c) необходимо во много раз увеличить пропускную способность опорных сетей, протянуть оптоволокно до абонента, разработать немало новых приложений и, самое главное, убедить абонента платить за это деньги. Поэтому многие операторы до сих пор стараются использовать имеющуюся меднокабельную инфраструктуру. Причем эта ситуация характерна не только для России, но и для других европейских стран.

В Северной Америке ситуация несколько иная. Там достаточно развиты сети операторов кабельного телевидения HFC и внедрение концепций FTTH и особенно FTTB набирает обороты вслед за ростом спроса на широкополосные мультимедийные услуги.

Технология PON

PON - это семейство быстро развивающихся, наиболее перспективных технологий широкополосного мультисервисного множественного доступа по оптическому волокну. Суть технологии пассивных оптических сетей, вытекающая из ее названия, состоит в том, что ее распределительная сеть строится без каких-либо активных компонентов: разветвление оптического сигнала осуществляется с помощью пассивных делителей оптической мощности - сплиттеров. Следствием этого преимущества является снижение стоимости системы доступа, уменьшение объема необходимого сетевого управления, высокая дальность передачи и отсутствие необходимости в последующей модернизации распределительной сети.

Структурно любая пассивная оптическая сеть состоит из трех главных элементов - оптического станционного терминала OLT, пассивных оптических сплиттеров и оптического сетевого абонентского терминала/устройства ONT/ONU.

Терминал OLT обеспечивает взаимодействие сети PON с внешними сетями, сплиттеры осуществляют разветвление оптического сигнала на участке тракта PON, а ONT/ONU имеют необходимые интерфейсы взаимодействия с абонентской стороны. Технология PON может использоваться для реализации различных вариантов концепции FTTx.

Сетевая технология FTTX, PON

Основными технологиями широкополосного доступа ШПД сегодня являются DSL (использование телефонных медных пар), CATV (сети кабельного телевидения) и Ethernet (волоконно-оптические сети доступа к домам FTTN (Fiber to the Node)).

В настоящее время сети DSL имеют самое широкое распространение, однако доля распространения DSL, начиная с 2007 года, сокращается за счет развития более технологичных и скоростных способов доступа. Вполне вероятно, что DSL еще долгие годы будет одним из основных методов передачи информации, тем более, что возможности новых технологий VDSL с поддержкой скорости 50/100Мбит/с позволяют организовать не только высокоскоростной доступ в Интернет, но и VOIP и IPTV при низкой себестоимости в сравнении с оптической и беспроводными технологиями.

Если емкость медных каналов оказывается практически исчерпанной, приходится ориентироваться на оптическую среду передачи. Предполагается, что к 2010 г каждой квартире потребуются симметричный доступ со скоростью 100 Мбит/с – вдвое больше, чем максимальная скорость VDSL в нисходящем потоке данных. С учетом этих потребностей решение этих проблем в использовании оптических линий FTTN, которые прокладываются до домов клиентов. Передача сигнала по оптическим линиям обеспечивает более высокую скорость по сравнению с медными кабелями. Такие линии позволят обеспечить скорость до 1 Гбит/с на каждого клиента. Кроме того, посредством VDSL на скорости 50 Мбит/с можно работать на участке до 400 м. В настоящее время в странах Европы уже 2 млн абонентов пользуются волоконно-оптическим доступом FTTH (Fiber to the Home). Аналитики предполагают рост таких пользователей к 2010 году более, чем в 2 раза.

Подключение по оптоволоконному кабелю к узлу FTTN (Fiber to the Node) является ступенью по пути подключения квартиры или дома FTTH (Fiber to the Home) или FTTP (Fiber to the Premise). В случае FTTN оптическое волокно подходит к кабельному разветвителю, а обслуживание абонентов осуществляется по медной среде, использует различные варианты XDSL. Поскольку кабельные разветвители располагаются в непосредственной близости от абонентов, можно получить быстрое соединение.

Вполне вероятно, что в скором будущем медный кабель в сети доступа уступит место оптическому волокну. Такое решение выгодно реализовать в виде пассивной оптической сети PON (Passive Optical Network), поскольку в этом случае можно обойтись без электронных или оптических активных компонентов. Сетевые структуры FTTH необходимо реализовать таким же надежными, как и глобальные волоконно-оптические транспортные сети. Архитектура этих решений должна иметь избыточность и иметь кольцевую технологию.

Ключевым элементом инфраструктуры FTTH является мультиплексор со спектральным уплотнением WDM (Wavelength Division Multiplexer), которое передает в волоконный кабель данные, голос и видео. Для распределения сигналов между конечным числом абонентов используются оптические разветвители (сплиттеры). Распределение сигналов, передаваемых с коммутационного узла на кабельный разветвитель осуществляется в волоконно-оптических распределительных концентраторах FDH (Fiber Distribution Hub).

Распределительный кабель, подключенный к выходам концентратора FDH связывается со входами разветвителей, которые ведут к оборудованию, размещенному в подъездах, домах или в квартирах. В настоящее время наиболее оптимальным является решение, предполагающее использование пассивной сети с распределительным доступом и центральными разветвителями.

Пассивные оптические сети являются сетями доступа, в которых в качестве среды передачи используется оптоволокно. Термин «пассивные» описывает тот факт, что сеть не включает активных электронных устройств, требующих электропитания, кроме, конечно, передатчика оператора и приемника абонента. В состав таких сетей входят следующие основные компоненты: OLT (Optical Line Terminal), оптический сетевой терминал ONT (Optical Network Terminal), оптическое сетевое устройство ONU (Optical Network Unit) и разветвители SPL (splitters) (рис. 8.3).

Основные функции OLT - формирование нисходящего (от оператора к абонентам) потока данных и обработка трафика от абонентов. OLT также генерирует сообщения с временными метками, которые используются в качестве эталонных для синхронизации ОNT, окна обнаружения для новых ONT и управляет процессом регистрации.

Сетевые терминалы со стороны заказчиков принимают поток данных от разветвителя и преобразуют их формат, определяемый интерфейсом пользователя, такой как 10/100 Ethernet, ATM или Т1, получают сообщения с эталонными метками времени и передают данные в разрешенном временном слоте (если применяется множественный доступ с разделением по времени TDMA).

Обычно OLT располагаются в офисе оператора связи, в линейных сооружениях вне офиса (outside plant) или в точке присутствия POP (Point-of-Presence), ONT. как правило, выделяются индивидуальным пользователям, a ONU устанавливаются в цокольных этажах, иногда даже в распределительных колодцах, и разделяются между несколькими клиентами. С помощью разветвителей можно реализовать практически все основные топологические схемы: «кольцо», «дерево», «звезда» и «шина». Подчеркнем еще раз - важным в технологии PON является то, что нет необходимости протягивать оптоволокно непосредственно к рабочим станциям пользователей. ONU может быть соединен с офисами с помощью разнообразных сетевых технологий, применяющих в качестве сред передачи витую пару, коаксиальный кабель (рис. 8.3).

Рисунок 8.3

Перейдем теперь к некоторым архитектурным особенностям пассивных оптических сетей. Их определяют две доминирующие технологии, с помощью которых осуществляется двунаправленный широкополосный доступ. Первая опирается на распространенный механизм мультиплексирования разделением по времени (Time Division Multiplexing - TDM). В этом случае к каждому абоненту поступает весь

трафик, а выделение нужного пакета выполняется терминалом ONT на основе адресной информации в заголовке. Если при передаче нисходящего потока от ОLT к ОNT никаких проблем не возникает, то при формировании восходящего потока необходимо применять какой-либо механизм синхронизации пакетов поскольку оптические расстояния от ONT разных абонентов до ОLT неодинаковы. Формирование восходящего потока выполняется с помощью протокола множественного доступа с разделением по времени (Time Division Multiple Access - TDMA). Хотя широковещательный характер, присущий TDM-архитектуре, позволяет использовать относительно простые устройства, тем не менее, она обладает рядом недостатков. В частности, поскольку приемники внутри ОNT должны обрабатывать суммарный трафик, то они требуют достаточно высокого быстродействия.

Второй технологией, на которой также базируется архитектура PON. является мультиплексирование с разделением длин волн WDM (Wavelength Division Multiplexing). Пассивные оптические терминалы демультиплексируют суммарный световой поток, доставляя каждому ONT предназначенный только ему трафик на волне выделенной длины. Приемное оборудование на обоих концах оптического канала в этом случае проще. так как не содержит электроники, необходимой для TDM. Конечно, эта технология также не лишена определенных недостатков. Например, добавление абонентского узла требует дополнительного лазерного источника с длиной волны излучаемого света, отличной от других.

При разработке технология PON ставилась задача найти способы создания наиболее дешевых и скоростных сетей доступа с полным набором служб, которыемогли бы быть естественным продолжением высокоскоростных технологий передачи данных, в частности IP-трафика, видео, 10/100 Ethernet.

В этих сетях наиболее подходящей транспортной технологией является ATM, обеспечивающая наряду с высокой скоростью передачи данных объединенный трафик (голос, данные и видео) и необходимое качество сервиса (QoS). Что касается пропускной способности, то существует два варианта. Первый предусматривает симметричный трафик со скоростью передачи данных 155 Мбит/с в обоих направлениях, тогда как второй, асимметричный, устанавливает скорость 622 Мбит/с в нисходящем потоке и 155 Мбит/с в восходящем. Последний вариант еще известен под названием Broadband PON (BPON). Для нисходящего трафика используются длины волн 1490 нм и 1550 нм, а для восходящего - 1310 нм, а также применяется метод доступак среде TDMА.

Реальное количество поддерживаемых технологией разветвителей и протяженность канала зависят от используемых лазеров и потерь в оптоволокне. В стандарте ITU-G.983. например, оговариваются расстояние до 20 км и 32-канальный разветвитель.

Для решения проблем полосы пропускания и ограничений протокола был разработан Gigabit PON (GPON)- спецификация ITU G.984. Она предоставляет 32 пользователям разделяемую полосу пропускания 2.5 Гбит/с. GPON предполагает те же длины волн для нисходящего и восходящего потоков, что и BPON. Базовый вариант GPON поддерживает максимальное расстояние 20 км и 32-портовый разветвитель или 10 км при 64-портовом разветвителе. Стандарт может быть реализован для различных платформ: ATM, Ethernet и TDM.

Альтернативой сетям BPON является Ethernet PON (EPON). определяемый стандартом IEEE 803.2ah. EPON использует только две длины волн: 1490 нм для нисходящего потока и 1310 нм для восходящего и исключительно протокол IP. Технология предоставляет разделяемую полосу пропускания 1,25 Гбит/с в режиме доставки IP-пакетов.