PON - услуги и сеть как единое целое

№ 5 (48) 2009

PON — услуги и сеть

как единое целое

Архитектура пассивных оптических сетей

(PON) обеспечивает предоставление

абонентам услуг Интернета,

телефонии и телевидения по одному

оптическому волокну независимо

от способа реализации системы доступа –

будь то каноническая FTTH,

компромиссная FTTB или осторожная FTTC.

Владимир СКЛЯР

Когда количество переходит в качество, это именуют первым законом диалектики. Преимущества пассивных оптических сетей (PON) начинают проявляться при реализации больших проектов, начиная от нескольких тысяч подключенных абонентов. Но лишь после преодоления рубежа в пару десятков тысяч портов достоинства PON становятся бесспорными, и последние скептики превращаются в сторонников этой технологии. К тому же PON оказалась очень гибкой, что позволяет использовать ее для решения самых различных операторских задач.

Будущее — за оптикой

Этот тезис в последнее время становится настолько очевидным, что в доказательствах не нуждается. Действительно, стоимость медного и волоконно-оптического кабеля (а также их прокладки) практически уравнялась. Но пропускная способность оптического кабеля гораздо выше, чем медного. А это означает, что при равной стоимости капитальных затрат, при реализации новых проектов (green field) удельная стоимость единицы информации для оптических систем будет значительно ниже. К примеру, ADSL-технологии позволяют получить реальные скорости в диапазоне от 1 до 8 Мбит/с. Оптические технологии не останавливаются даже на 10 Гбит/с — системы со спектральным уплотнением позволяют наращивать скорость передачи трафика по мере возникновения потребностей по единожды проложенному волокну.

На рис. 1 представлена архитектура PON в соответствии с Рекомендацией ITU-T G.984.1. Оптическая линия заканчивается у абонента оптическим линейным терминалом (OLT), расположенным, как правило, в помещении оператора, в то время как оптические сетевые устройства (ONU) и сетевые терминалы (ONT) располагаются вблизи точек присутствия пользователей.

На практике оператор вынужден решать вопрос о конечной точке подведения оптики. Это может быть распределительный шкаф, единый для группы домов (FTTC), многоквартирный дом или офисный центр (FTTB), либо частное владение (FTTH). В зависимости от количества новых подключаемых абонентов (коэффициент проникновения) зависит применение того или иного решения и его эффективность. В настоящее время коэффициент проникновения для многоквартирных домов чаще всего лежит в диапазоне 0,1–0,15.

Традиционная технология FTTB решает задачу подвода оптики к многоквартирному дому или офису. Разводка внутри дома может выполняться с использованием медных симметричных пар (самое распространенное решение) либо VDSL-модемов (решение более характерно для FTTC). Оптический канал используется для подключения к операторам, предоставляющим интернет-услуги для офисных центров либо Triple Play для жилого многоквартирного сектора.

Технология FTTB не предусматривает установки специального станционного оборудования либо пользовательских терминалов. Внутри здания применяется активное сетевое оборудование и «медная» разводка к помещениям. В жилом секторе — телевизионные приставки STB, если оператор предоставляет услуги Triple Play/IP-TV.

FTTB традиционно ассоциируется с технологией Ethernet, и мало кто догадывается, что подвести информационные потоки к зданию можно также с помощью PON. При этом нужно лишь применить специальные коммутаторы (они же — многопользовательские PON-терминалы), и потребитель (домашний либо корпоративный) получит не только традиционный Интернет, но и голосовые каналы связи, а также телевидение.

Для реализации концепции «Оптика в квартиру или частное владение» (FTTH) предлагается использовать активные (AON) либо пассивные (PON) оптические сети. PON, будучи изначально операторским решением, предусматривает на самом начальном этапе доведение к потребителю всего комплекса услуг Triple Play — телевидения, Интернета и телефонии. Поскольку при этом используется древовидная архитектура разводки волокна с применением оптических разветвителей (сплиттеров), это решение требует специального оборудования как на операторской стороне (OLT), так и на стороне пользователя (ONU). Реализация соединения «точка–многоточка» (именно так построен PON) требует определенных усилий, чтобы корректно разделить интервалы активности каждого терминала. Это немного напоминает работу компьютеров в локальных сетях с применением концентраторов, когда приходилось бороться с коллизиями (одновременным занятием канала различными абонентами). В PON эта задача решена более корректно — здесь каждому абоненту выделяется свой интервал времени, в течение которого он может формировать запросы к OLT.

Услуги превыше всего

Одно из важных достоинств PON — возможность предоставления потребителю всех услуг (голос, Интернет, телевидение) из одних рук по одному оптическому волокну. Собственно, это один из способов реализации концепции Triple Play.

«СиБ» неоднократно обращался к теме предоставления услуг Triple Play и IP-TV. В частности, в статье «IP Set-Top-Box — верный друг абонента» («СиБ», 2005, №5, с. 50–56) рассматривались различные способы предоставления абонентам мультимедийного контента. Важно отметить, что для реализации концепции Triple Play почему-то предлагается использовать IP-канал и специальную приставку (Set-Top-Box, STB) на стороне потребителя. Приставка в данном случае используется для выделения из IP-потока, поступающего к потребителю, телевизионного сигнала, Ethernet-трафика и телефонии. При этом STB получает сигнал от ADSL-модема или Ethernet-коммутатора, а к его выходам могут быть подключены телевизор, компьютер и телефон.

По сути, в данном случае мы имеем дело с реализацией концепции Triple Play на базе IP-решений. Оператор, предоставляющий IP-канал, может также обеспечить организацию трансляции телевидения по IP и VoIP. Однако осуществить доставку услуг — вовсе не то же самое, что выполнить предоставление реальных услуг Triple Play. Очевидно, что это по силам только крупным операторам. Небольшие операторы, в частности, домашних сетей, могут лишь протянуть волоконно-оптический кабель в дому и «раздать» Ethernet по квартирам, обеспечивая последним высокоскоростной доступ к Интернету.

Однако чистым IP-решениям есть альтернатива в лице PON. Ведь именно эта технология предоставляет более гибкие возможности использования оптических волокон, обеспечивая, в частности, передачу телевизионного сигнала на отдельно выделенной оптической поднесущей 1550 нм. При этом IP-канал свободен для передачи интернет-трафика и голоса.

Многоликий PON

Пассивные оптические сети (PON) появились на свет в далекой «заокеании» на завершающем этапе «файберизации» городов, когда оптические волокна уже были подведены к большинству зданий (решения FTTB). Как потребитель поступит с этим волокном, это уже другой вопрос. В простейшем случае — подключится к Интернету.

Решение FTTH (оптика в дом) изначально предназначалось для подвода одномодового оптического волокна к частным владениям (загородным домам), в которых как раз и проживает большая часть зажиточного населения Западной Европы и США. Это именно тот случай, когда разветвленная планировка коттеджных участков совпадает с древовидной PON-архитектурой. Поэтому здесь все, как у классиков: мы говорим PON, а подразумеваем FTTH, говорим FTTH — PON.

Однако гибкость PON-технологии оказалась настолько высокой, что на практике пассивные сети начинают успешно предлагаться для решения задач FTTB. Это вполне приемлемо на начальном этапе внедрения PON-сети, а также для подключения офисов и бизнес-центров. Применение PON в этом случае снижает риски первичных капиталовложений в сеть. Потому что построить сразу сеть на 10 или 500 тысяч пользователей очень трудно, и далеко не все операторы могут себе позволить такие затраты.

GPON vs GEPON?

В настоящее время для построения PON-систем оператор может использовать оборудование, базирующееся на двух группах стандартов. Системы GPON опираются на Рекомендации ITU-T серии G.984. Вторая группа решений (GEPON) строится на стандартах IEEE 802.3ah. Оборудование GPON или GEPON имеет важные технические отличия, особенно с точки зрения оператора. Но потребитель найдет больше сходных черт. Например, отличить терминальное оборудование GPON или GEPON не представляется возможным. Они обладают одними и теми же наборами интерфейсов и функций, обеспечивая возможность подключения пользователя к одним и тем же портам терминального оборудования с помощью таких же разъемов.

По мнению экспертов украинского рынка, технология GPON, базирующаяся на стандартах ITU-T, обеспечивает лучшее использование пропускной способности оптического канала связи и гарантирует качество предоставляемых услуг (QoS), что очень важно для передачи видеоинформации. Поскольку транспортный протокол GEPON основан на Ethernet, то непредсказуемая длина пакетов может оказаться существенным фактором, снижающим качество предоставления услуг, критичных к задержкам.

В то же время некоторые производители выпускают двухстандартное оборудование, поддерживающее обе технологии. Причин для этого несколько. Во-первых, сделать это достаточно просто, поскольку менять приходится в основном лишь ПО. Во-вторых, рынок сбыта GPON- и GEPON-решений приходится на различные регионы мира. GPON популярен главным образом в Европе и Америке, GEPON — в странах Азии. Хотя это утверждение весьма условно: хорошо известны достаточно большие внедрения GPON в Китае и Индии. Тем не менее, чтобы не терять рынки сбыта, производители стараются работать на всех направлениях. Известны случаи, когда в одном станционном конструктиве производитель одновременно допускает применение плат обоих типов — как GPON, так и GEPON.

Аналогичное утверждение относится и к терминальному оборудованию. Путем «заливки» различного программного обеспечения терминалы выпускаются как для сетей GPON, так и GEPON.

В настоящее время скорости, обеспечиваемые этими технологиями, достигли 10 Гбит/с. Анонсированы решения 10G-EPON на скорость 10 Гбит/с. По другую сторону баррикад — тот факт, что в ноябре 2009 года ITU-T принял анонсированную ранее серию Рекомендаций G.987, описывающих технологию XG-PON со скоростью 10 Гбит/с в нисходящем потоке и 2,5 Гбит/с — в восходящем. Определен также и симметричный по скорости передачи вариант системы XG-PON — 10 Гбит/с в обоих направлениях.

Оконечное оборудование

PON — это решение, изначально ориентированное на использование технологии FTTH, а это значит, что к потребителю (частный дом или коттедж) должен быть подведен полный комплекс услуг. Неважно, как это будет именоваться — Tripple Play, Multi Play или как-то еще. Важно, что оператор должен сразу предложить потребителю весь спектр услуг, пока не нагрянули «альтернативные» операторы со своими раздельными предложениями. Именно с таким прицелом разрабатывалось станционное и терминальное оборудование.

Производители терминального оборудования предлагают достаточно широкий спектр решений. Сегодня пользовательский PON-терминал среднего класса имеет два выходных порта для подключения аналоговых телефонов, разъем RJ-45 — для компьютера и коаксиальный радиочастотный выход (RF) для телевизора (рис. 2). При этом терминал может содержать несколько разъемов RJ-45 для подключения компьютеров или телевизионной приставки (Set-Top-Box) в случае трансляции телевидения или IP-TV по IP-каналу.

Отметим, что наличие либо отсутствие телевизионной оптической несущей зависит исключительно от оператора, который при необходимости может добавить ее в сигнал, генерируемый станционным оборудованием PON.

Но оператор может запустить ТВ-сигнал и в IP-поток основного u1082 канала. Однако в этом случае у пользователя должно стоять уже два терминальных устройства — PON-терминал и STB для приема IP-TV (рис. 3).

Оптика — в каждую квартиру

Приведенный лозунг несомненно красив. Но бес, как всегда, кроется в деталях. Если в квартиру подводится оптический кабель, на другом конце которого, предположим, стоит Ethernet-коммутатор, — это одно решение. В таком случае пользователь все возникающие у него проблемы решает самостоятельно. Например, ставит в компьютер оптическую сетевую карту и наслаждается высокоскоростным интернет-трафиком. Либо устанавливает Set-Top-Box с оптическим входом, получая на выходе Ethernet-порт для подключения к компьютеру и выход для телевизора. Ethernet-портов, в принципе, бывает несколько, но это не меняет сути дела. STB-приставка может быть более сложной, и тогда к ней можно подключить аналоговый или IP-телефонный аппарат.

Таким образом, пользователь получает относительную свободу. Он как бы сам принимает решение, что ему поставить в своей квартире. Конечно, свобода эта весьма условна. Ведь оператор может подводить оптику в квартиру на определенных условиях, например, установки STB.

Другое дело, когда строится решение PON. В этом случае потребитель должен разместить у себя PON-терминал, не имея которого, просто невозможно выделить сигнал. И уже в этот терминал сами производители встраивают различные интерфейсы, которые позволяют абоненту подключиться к услугам Интернета (Ethernet-порты), телефонии (два аналоговых телефонных порта RJ-11), аналогового телевидения (коаксиальный разъем).

Технология PON изначально разрабатывалась, чтобы обеспечить домовладельцев, собственников коттеджных поместий, отдельно стоящих домов сразу всеми видами услуг. Конечно, решение FTTH предназначено для значительной части населения США и Западной Европы, где зажиточные слои живут в собственных домах. Понятно, что для подключения таких поместий нужно предоставлять сразу все услуги. Что и было сделано.

Но в крупных городах ситуация несколько иная. На Западе FTTB-решения давно уже повсеместно используются. В отечественных условиях (опять-таки, для крупных городов), в старых застройках проживают люди, избалованные наличием телефона, Интернета, вещательного и кабельного телевидения, спутниковыми антеннами на балконах. В этих условиях очень трудно говорить о достоинствах либо недостатках PON, поскольку зачастую все «старые» услуги в квартиру уже подведены. Речь может идти лишь о «новых» услугах, том же IP-TV, либо HDTV.

Таким образом, обсуждать детали применения PON-технологии мы можем лишь для новых застроек, коттеджных городков и населенных пунктов в сельской местности.

Оборудование для PON

Среди производителей оборудования PON наблюдается определенное разделение труда. Некоторые специализируются на станционном оборудовании, другие — на абонентских терминалах. Действительно, задачи эти разные. В первом случае основное внимание приходится уделять качеству и надежности, во втором — снижению стоимости терминалов. Но это не значит, что у производителей станционного оборудования отсутствуют линейки терминалов. Они, конечно же, есть, но зачастую выпускаются по OEM-соглашению с другими производителями.

Решения для пассивных оптических сетей предлагают многие компании, среди которых наиболее известны Alcatel-Lucent, Alphion, Corecess, D-Link, Ericsson, Huawei, NEC, Nokia Siemens Networks, ZTE, ZyXEL.

Мы проиллюстрируем возможности станционного и абонентского оборудования для реализации решений FTTH, FTTB и FTTC на примере оборудования компаний Alphion, Ericsson и Nokia Siemens Networks. Это будут лишь примеры, их не следует интерпретировать как обзор рынка.

Центральный узел PON

Системы PON — это, прежде всего, решения операторского класса с жесткими требованиями к надежности оборудования. В станционном OLT-оборудовании резервируется большинство компонентов. Так, например, в одной корзине OLT, как правило, размещены по две платы управления и внешних интерфейсов — обе работают в горячем резерве. Блоки питания и вентиляторы также в общем случае дублируются.

Более того, часто резервируется даже само волокно, которое идет к ближайшему разветвителю по двум различным путям. Сигнал подается по одному из направлений, выбираемому по умолчанию. При нарушении связи происходит быстрое переключение на второе волокно.

Компания Nokia Siemens Networks предлагает для построения PON две модели OLT-оборудования:

GPON OLT Surpass hiX 5430 — шасси позволяет установить до 12 интерфейсных модулей;

GPON OLT Surpass hiX 5750 — решение на 14 PON-карт.

Компания Ericsson выпускает OLT-оборудование BLM 1500 (рис. 4), каждая плата которого имеет 8 линейных интерфейсов. В целом же конструктив обеспечивает подключение 112 оптических линий.

Компания Alphion — один из присутствующих на украинском рынке производителей как терминального, так и станционного PON-оборудования. OLT-шасси AOLT-4000 (рис. 5) предполагает подключение до 40 сегментов PON, до 128 абонентов в каждом, т.е. до 5120 абонентских устройств на одно шасси. Модульная структура AOLT-4000 обеспечивает хорошую масштабируемость, низкую начальную стоимость и экономически эффективное наращивание мощности.

Особенность PON-системы от Alphion заключается в возможности резервирования оптических волокон непосредственно на выходе линейных карт, а также в применении SFP-модулей на платах.

Общие же тенденции, присущие производителям OLT-оборудования, состоят в снижении стоимости линейного порта, увеличении плотности портов на платах, а также повышении надежности решений. Последнее достигается за счет множества различных факторов, среди которых — использование оптических SFP-модулей, горячее резервирование практически всех плат OLT, надежная и гибкая система управления и т.д.

Пользовательские FTTH-терминалы

Пользовательские PON-терминалы предназначены для подключения индивидуальных потребителей услуг. Это достаточно небольшие по размеру устройства, хотя пока и не очень дешевые ($150–200), но достаточно функциональные. Обычный «домашний» терминал AONT-100 (рис. 6) компании Alphion содержит четыре порта 10/100-Base-T, два аналоговых телефонных порта и радиочастотный разъем для подключения телевизора.

Аналогичные терминалы есть практически у всех производителей. Например, компания Ericsson предлагает на рынке терминал T063G (рис. 7).

Абонентский терминал GPON ONU G25A компании Cambridge Industries Group (CIG) имеет четыре интерфейса 10/100 Base-T, два порта аналоговых ТА (протокол SIP), один порт RF для подключения телевизора (рис. 8). Эти терминалы применяются в PON-решениях компании Nokia Siemens Networks.

Групповые PON-терминалы — FTTB-устройства

Интересная тенденция — групповые PON-терминалы. В направлении к станционному OLT-оборудованию все они имеют оптический порт с соответствующим PON-интерфейсом. А далее делятся на две группы, первая из которых предназначена для подключения офисных центров, а вторая — для многоквартирных домов.

Офисные PON-терминалы выпускаются производителями в достаточно широком ассортименте. Например, абонентский терминал наружного исполнения ONT Surpass hiX 5705 компании NSN выполнен в защищенном корпусе, содержит 1 порт 10/100/1000-Base-T, 8 портов аналоговых ТА (SIP), 2 порта Е1 (TDM, G.703).

Для офисного применения предназначено также терминальное устройство AONT-SBU компании Alphion, которое имеет 1 порт GE и 8 аналоговых телефонных портов.

Компания Ericsson также имеет в своем арсенале групповые PON-терминалы T720g S/MTU (рис. 9) для офисного применения, содержащие 4 порта Gigabit Ethernet, 4 порта E1 и 8 аналоговых телефонных портов.

Терминалы AONT-200 компании Alphion имеют 1 интерфейс GE, 4 интерфейса E1, 4 интерфейса 10/100-Base-T, 2 аналоговых телефонных порта.

Очевидно, что для многоквартирных домов решения должны быть несколько иной конфигурации, с большим количеством портов 10/100 Ethernet и аналоговыми телефонными портами.

Компания Ericsson выпускает групповой терминал T720g MDU, предназначенный для многоквартирных домов. Он содержит 24 порта 10/100-Base-T и 24 аналоговых телефонных порта (POTS).

Аналогичная конфигурация и терминала AONT-301 компании Alphion.

Оптика к распределительному шкафу

Распределительный шкаф — это устройство наружного исполнения, всепогодное. В нем может размещаться оборудование, которому не страшны ни жара, ни холод. Производители выпускают специальные терминалы всепогодного исполнения для терминирования оптики и распределения информационных потоков к точкам присутствия абонентов. Поскольку расстояние до абонентов в этом случае может быть достаточно большим, FTTC-терминалы могут содержать внутри себя DSL-коммутаторы, поддерживающие интерфейсы VDSL2 и ADSL2+. Кроме того, такие терминалы могут обеспечивать пользователей прямыми двухпроводными аналоговыми телефонными линиями.

Компания Ericsson располагает соответствующими терминалами — ESN204g, EDN612, EDN524, позволяющими подвести к потребителям от 12 до 480 портов VDSL2, ADSL2+ или POTS.

Терминальное PON-оборудование AONT-300 компании Alphion также предназначено для подключения многоквартирных домов. Поскольку это оборудование содержит 24 порта VDSL2 и 24 порта POTS его можно уверенно отнести к решениям FTTC.

Приведенные примеры демонстрируют системный подход, применяемый большинством ведущих мировых производителей PON-оборудования при выпуске комплекса оборудования для построения законченных решений класса FTTH, FTTB и FTTC на оборудовании PON.

Таким образом, технология PON с успехом может применяться для реализации как FTTH-решений, так и FTTB/FTTC. Если учесть, что терминальное оборудование может быть отдалено от OLT на расстояние до 20 км, то задача доставки трафика, к примеру, для Киева может быть решена установкой всего одного станционного комплекса в одной точке (!).

Предполагалось, что 2008 год станет годом PON. Но это оказался фальстарт. Сроки были перенесены на 2009-й; но и он не стал годом пассивных оптических сетей. Теперь вся надежда на 2010–2011 годы. Сфера телекоммуникаций нуждается в недорогих, но эффективных решениях. PON предоставляет такой шанс.

Автор благодарит Евгения Бикадорова («ТриА-нет»), Николая Выговского («ИНВЭКС Телеком»), Виктора Катка («Укртелеком»), Андрея Павловского (Ericsson) за помощь, оказанную при подготовке статьи.

Владимир СКлЯр,

СиБ

PON в развивающихся странах

Технология PON более всего проявляет свою эффективность при новом строительстве. Но в мире строятся не только закрытые коттеджные городки или бизнес-центры: нередко целые страны, особенно третьего мира, начинают развивать свою телекоммуникационную инфраструктуру, по сути, с нуля. И здесь пассивные оптические сети дают колоссальное преимущество.

Яркое подтверждение тому – Индия, где оператор Bharat Sanchar Nigam Limited (BSNL) рассчитывает в течение нескольких лет установить на своей сети доступа около двух миллионов пользовательских GPON-терминалов.

Компания Ericsson активно внедряет в Китае свои GPON-решения. Операторы China Mobile, China Unicom и China Telecom будут использовать GPON-решения для предоставления телефонных услуг, Интернета и IP-TV высокого разрешения абонентам в провинциях Анхой, Гуандун, Хэбэй, Хэйлунцзян, Хубэй, Ляонин, Шаньдун, Шанхай и Сычуань.

О доминировании технологии GPON на европейском рынке свидетельствует один из последних GPON-проектов, выполненных Huawei Technologies. Было объявлено об успешном завершении первой фазы проекта по развертыванию этой сети для Slovak Telekom, дочерней компании Deutsche Telekom, которая предоставляет услуги под торговой маркой T-COM. Эта фаза предполагала создание 34 сайтов на 90 тысячах абонентских линий FTTH и была завершена за 5 месяцев.

PON – pro et contra

Из положительных сторон PON нужно отметить:

• минимальное использование активного оборудования;

• минимизация кабельной инфраструктуры;

• низкая стоимость обслуживания;

• легкая управляемость всеми сетевыми элементами;

• возможность интеграции с кабельным телевидением;

• хорошая масштабируемость;

• высокая плотность абонентских портов.

В то же время, при рассмотрении технологии нужно учесть и ее особенности, в первую очередь в сравнении с линиями «точка–точка»:

• разделяемая между абонентами производительность канала – общая среда может не подойти клиенту с точки зрения безопасности;

• пассивные разветвители затрудняют диагностику оптической линии;

• возможно влияние неисправности оборудования одного абонента на работу остальных;

• низкая эффективность при реализации небольших проектов.

PON – это решения операторского уровня

Пассивные оптические сети создавались для экономически обоснованного решения задачи подведения мультимедийных услуг к конечным потребителям, в качестве которых фигурировали как отдельно стоящие дома, расположенные в пригородах, дачных поселках, сельской местности, так и квартиры в многоэтажных застройках. При этом по одному оптическому волокну потребитель может получать Интернет, телефонию и телевидение. Именно комплексность услуг привлекает к этой технологии многих операторов и даже интернет-провайдеров. Хотя следует сразу отметить, что эффективность таких решений наиболее сильно проявляется при построении больших сетей.

В связи с этим операторская часть оборудования строится с соблюдением всех правил повышенной надежности и резервируемости. Так, например, станционное оборудование AOLT-400 GPON OLT американской компании Alphion, представляемое на украинском рынке компанией «ИНвЭКС телеком», имеет всего три типа плат: управления (Control Card – CTL), коммутации (Switch and Timing Card – SWT), линейных окончаний (Line Card Path Protected – GLCP).

Платы коммутации и управления резервируются в рамках одного шасси. Более того, линейные платы позволяют также выполнять резервирование оптических волокон, идущих к ближайшему оптическому разветвителю (сплиттеру). Волокно при этом прокладывается по различным физическим путям, а станция, предварительно протестировав оба направления, активизирует одну из двух оптических линий и подает по ней рабочий сигнал к абонентам. В случае обрыва одного из волокон станция в течение очень короткого времени переключает сигнал на резервное волокно. В OLT-оборудовании резервируются также вентиляторы и блоки питания.

В результате оператор получает решение с высочайшим уровнем надежности и управляемости.

Однако оптические решения имеют ряд особенностей, связанных с физической средой распространения информации. Например, по оптическому волокну невозможно обеспечить подачу питания на телефонный аппарат, подключенный к терминалу. Чтобы устранить эту проблему, производители предлагают самые необычные решения. Например, компания Alphion выпускает специальные блоки питания терминального оборудования со встроенными аккумуляторами. При пропадании питания аккумуляторы какое-то время обеспечивают работоспособность телефонного аппарата.

Технология PON имеет большие перспективы. По всему миру строятся пассивные оптические сети – как в развитых, так и в развивающихся странах. Хотелось бы особо отметить строящуюся сейчас в Индии для оператора BSNL GPON-сеть на оборудовании Alphion. в ближайшие несколько лет планируется подключить до 2 млн. абонентов. Это еще раз подтверждает тезис об эффективности подобных решений для операторов связи.

Классика и практика внедрения PON

Сети доступа на основе PON наиболее технологичны при терминировании оптического волокна непосредственно в помещении пользователя (FTTH) – в офисе, частном доме или квартире. Очевидно, что по совокупности различных показателей (мультисервисности, стоимости, уровня обслуживания) эти сети опережают все другие технологические решения. Еще два года назад, когда цены на оборудование были достаточно высокими, наша компания по заказу одного из крупнейших операторов выполнила технико-экономическое обоснование применения PON-сетей и сравнение с доступными решениями по различным интегрированным показателям. Уже тогда PON опережал все альтернативные варианты, прежде всего «медные», по таким показателям, как мультисервисность, стоимость порта подключения, удельная стоимость единицы скорости передачи информации и т.д.

При рассмотрении перспектив развития сетей PON необходимо учитывать, что это главным образом операторские решения, и их преимущества начинают проявляться при реализации больших проектов, когда количество портов достигает нескольких тысяч, десятков тысяч и более. Конечно, можно начинать строить сети на 100 или 500 абонентов, но на малых объемах не проявляются в должной мере их достоинства. Что обусловлено капитальными затратами (CAPEX) центрального узла и не столь явно выраженной экономией на пассивной инфраструктуре, снижении эксплуатационных затрат (OPEX).

На практике, при системном подходе, всегда можно найти оптимальную стратегию внедрения и развития. Ведь любой проект создается и растет постепенно. Поэтому в первичных условиях пассивные оптические сети можно использовать и для т. н. гибридных решений. При этом возможно PON-терминирование не индивидуальное, а к группе пользователей, к примеру, на многоквартирный дом, подъезд, где может быть задействована существующая кабельная сеть для ADSL-доступа, либо строится привычная локальная сеть на Ethernet-коммутаторах. Конечно, поначалу пользователь получит ограниченный пакет услуг. Но при дальнейшем развитии работает правило – чем ближе оптика к абоненту, тем выше уровень и возможности операторских сервисов. К хорошему люди быстро привыкают, это нормально.

Важна еще эксплуатационная надежность сети, в частности и совершенство системы управления. Предположим, что альтернативная сеть строится на активных коммутаторах и состоит, к примеру, из 500 узлов. Управлять ею с командной строки (CLI) уже проблематично. А если в сети будет установлено 10 или 50 тысяч коммутаторов? Без достойных и недешевых систем управления, а также без оборудования с поддержкой протоколов более высокого уровня, например, IP/MPLS, однозначно не обойтись. Но такие решения применяются, как правило, при построении транспортных сетей, и они достаточно дорогие для случая сетей доступа.

В противовес им, в PON-сети активные коммутаторы в узлах разветвления отсутствуют. Сплиттерные узлы компактны, дешевы, не требуют питания, обслуживания, специальных мер защиты. Это абсолютно пассивная структура с надежностью, фактически равной надежности волокна. При этом система управления PON-сетью «живет» только в центральных узлах (OLT), и сеть в целом никак не зависит от отказа абонентского оборудования. Поэтому, когда мы выходим на серьезные масштабы, преимущества PON начинают наиболее ярко проявляться. В малых масштабах эти преимущества трудно разглядеть. А в очень малых – может быть и проигрыш.

Наша компания знает о PON не понаслышке. Мы уже реализовали ряд успешных проектов на базе оборудования PON производства Nokia Siemens Networks. При этом две сети – в классическом решении FTTH: в одном варианте, в многоквартирном жилом комплексе, волокно подведено непосредственно в каждую квартиру, в другом – к каждому домовладению в коттеджном поселке. У пользователей на индивидуальном PON-терминале в базовой конфигурации 4 FE порта, 2 FXS POTS, 1 RF CATV, от 40 Мбит/с гарантированной полосы, то есть полный пакет для сервисов, но и это далеко не предел, сети легко могут быть масштабированы как по числу интерфейсов, так и по скорости. Еще один проект – это комбинированное (гибридное) решение, провайдерская сеть целого жилого массива, в которой волокна подведены и терминированы на уровне входа в многоквартирные дома, внутри домов – LAN-сети. такие проекты никогда нельзя назвать завершенными, и в этом их специфика. Они будут постоянно разрастаться как в плоскости разветвления оптоволоконной кабельной сети, приближения ее к пользователю, так и в совершенствовании и наращивании объема услуг. Есть основания прогнозировать, что мощный импульс этим решениям придаст массовое внедрение услуг Triple Play, в частности IP-TV, особенно – в формате HDTV.

Мы стремимся к тому,

чтобы FTTH стала массовой технологией

в последнее время технология построения пассивных оптических сетей (PON) становится все более популярной среди операторов связи. Достоинства этой технологии позволяют использовать ее не только для систем FTTH, где преимущества PON проявляются в наибольшей степени. На мировом рынке PON есть решения для построения любой топологии, будь то FTTC (оптика до шкафа) или FTTB (оптика к зданию).

Тем не менее, именно в FTTH проявляются все преимущества технологии PON – отсутствие активных элементов в сети и совместное использование ресурсов (портов, волокон) значительно снижает операционные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, электропитание и аренду площадей. Мы считаем эту архитектуру наиболее интересной и экономически эффективной в долгосрочной перспективе.

Для построения PON-систем на базе оборудования Ericsson в центральном узле располагается станционное оборудование BLM 1500 OLT. В одной корзине можно установить от 4 до 112 портов GPON. В более ранних решениях на одной плате располагалось 4 порта GPON. Сейчас, первые в отрасли, мы выпустили 8-портовую плату, доведя емкость одного шасси до 112 GPON-портов. Кроме того, порты в этой плате уже представляют собой SFP-модули, и таким образом мы из одной точки (с помощью одного шасси) можем обслужить около 7000 абонентов.

Для домашних FTTB-сетей компания Ericsson предлагает специальные PON-коммутаторы с 24 портами Ethernet и 24 телефонными портами. такие коммутаторы могут устанавливаться в жилых домах. При этом если к абоненту тянется медный симметричный кабель, то две пары используются под 10/100 Ethernet и одна пара – под телефонию. В сторону станции этот коммутатор имеет порт GPON. такие решения существенно упрощают топологию сети, не нужно строить кольца или цепочки коммутаторов. Здесь есть и некоторая экономия волокна, повышение надежности.

Несколько слов хочется сказать о возможности предоставления телевизионных услуг с помощью GPON. Первый вариант – IP-TV. в этом случае к абонентскому устройству должен подключаться еще и STB. Есть также второй вариант, его условно можно назвать бюджетным, когда в волокно заводится телевизионный сигнал на отдельной длине волны 1550 нм. Замешивание дополнительного оптического сигнала выполняется независимо от GPON-оборудования, через специальный смеситель. Абонентский терминал принимает сигнал и подает его на коаксиальный RF-разъем, к которому подключается обычный телевизор. И мы получаем симуляцию услуги кабельного телевидения. Но это обычное аналоговое телевидение. Хотя есть возможность использовать эту третью длину волны для передачи цифрового телевидения. Но в таком случае абоненту понадобится DVBT-устройство. выбор конкретного решения, конечно же, ложится на оператора. так, например, хотелось бы отметить интересный проект в Армении, выполненный оператором U-COM на базе оборудования Ericsson. Это решение GPON для реализации проекта FTTH, который в перспективе покроет всю территорию еревана. Оператор при выборе решения руководствовался всеми преимуществами, которые дает GPON. Притом параллельно с сетью было внедрено и решение IP-TV от Ericsson. Это первый комплексный проект GPON + IP-TV на нашем оборудовании в странах СНГ.

№ 5 (ноябрь) 2009