14.6. Технологии доступа на оптических линиях связи
14.6.1. Технологии группы FTTx
Группа технологий FTTx (Fiber To The x - оптическое волокно до … ) предназначена для совместного использования с технологиями ADSL и VDSL и позволяет более эффективно использовать пропускную способность этих технологий благодаря сокращению длины медно-кабельных линий связи . Есть несколько вариантов реализации FTTx, из них можно выделить основные:
FTTH - Fiber To The Home (доведение волокна до квартиры);
FTTB - Fiber To The Building (доведение волокна до здания).
Варианты, по сути, дублирующие FTTH и FTTB с небольшими изменениями:
FTTN (Fiber to the Node) - волокно до сетевого узла;
FTTO - Fiber To The Office (доведение волокна до офиса);
FTTC - Fiber To The Curb (доведение волокна до кабельного шкафа);
FTTCab - Fiber To The Cabinet (аналог FTTC);
FTTR - Fiber To The Remote (доведение волокна до удаленного модуля, концентратора);
FTTOpt - Fiber To The Optimum (доведение волокна до оптимального пункта);
FTTP - Fiber To The Premises (доведение волокна до точки присутствия клиента).
Отдельно нужно отметить концепцию
FITB (Fiber In The Building) - организация распределительной сети внутри здания.
Выше указанные технологии отличаются главным образом тем, насколько близко к пользовательскому терминалу подходит оптический кабель (рис. 14.29).
Рисунок 14.29 - Технологии оптического доступа FTTx
На данный момент интенсивно растет интерес к развертыванию оптических сетей доступа с прокладкой кабеля до здания (FTTB), а также непосредственно до абонента (FTTH). В большей степени, такая ситуация объясняется постоянным ростом требований к пропускной способности каналов связи, поскольку сейчас наблюдается бум развития «тяжелых» интернет-приложений, включая онлайн-видео, онлайн-игры и прочие сервисы.
При этом запланированный набор услуг и необходимая для его предоставления полоса пропускания имеют самое непосредственное влияние на выбор технологии FTTx. Поэтому чем выше скорость доступа и чем больше набор предоставляемых абоненту услуг, тем ближе к абонентскому терминалу должно подходить оптическое волокно, т.е. нужно использовать технологии FTTH. В случае, когда приоритетом является сохранение уже имеющейся сетевой инфраструктуры и оборудования, оптимальным выбором будет FTTB.
Если же говорить о сегодняшних реалиях, архитектура FTTB преобладает в новостройках и у крупных операторов связи, тогда как FTTH востребована в новом малоэтажном строительстве (например, в коттеджных городках в окрестностях крупных городов).
Рассмотрим особенности реализации и применении наиболее распространенных технологий.
Технология FTTN используется в основном как бюджетное и быстро внедряемое решение там, где существует распределительная "медная" инфраструктура и прокладка оптики нерентабельна. Всем известны связанные с этим решением трудности: невысокое качество предоставляемых услуг, обусловленное специфическими проблемами лежащих в канализации медных кабелей, существенное ограничение по скорости и количеству подключений в одном кабеле.
Технология FTTC – это улучшенный вариант FTTN, лишенный части его недостатков. Архитектура FTTC в первую очередь предназначена для операторов, уже использующих технологии xDSL или PON, и операторов кабельного телевидения. Реализация архитектуры FTTC позволит им с меньшими затратами увеличить и число обслуживаемых пользователей, а также выделяемую каждому из них полосу пропускания. В России этот тип подключения часто применяется небольшими операторами Ethernet-сетей. Связано это с более низкой стоимостью медных решений и с тем, что монтаж оптического кабеля требует высокой квалификации исполнителя.
Технология FTTB предполагает доведение волокна до здания, и получила наибольшее распространение, так как при строительстве сетей FTTx на базе Ethernet – это, зачастую, единственная технически возможная схема построения сети. Кроме того, в структуре затрат на создание Ethernet-сети разница между вариантами FTTC и FTTB относительно небольшая. Также не следует забывать, что операционные расходы при эксплуатации сети FTTB ниже, а пропускная способность выше.
Технологию FTTB целесообразно применять в случае развертывания сети в многоквартирных домах и бизнес-центрах. Российские операторы связи разворачивают сети FTTB пока только в крупных городах, но в перспективе планируется использование данной технологии повсеместно. В FTTB нет необходимости прокладывать дорогостоящий оптический кабель с большим количеством волокон, как при использовании FTTH .
В случае FTTB оптическое волокно заводится в дом, как правило, на цокольный этаж или на чердак 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» (рис. 14.30).
Технология FTTH является наиболее затратной, но в то же время и наиболее перспективной, среди всех типов доступа FTTx. FTTH подразумевает доведение оптического волокна до квартиры или частного дома пользователя. В этом случае оптическое волокно заводится в дом, как правило, на цокольный этаж или на чердак (что более экономически целесообразно) 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» (рис. 14.31).
На первый взгляд, строительство сети FTTH - это очень трудоемкий и дорогостоящий процесс, но опыт подсказывает, что основные затраты при развертывании сети FTTH приходятся на строительные работы, а стоимость самого оптоволоконного кабеля составляет относительно небольшую часть. Это означает, что в случае необходимости проведения строительных работ количество прокладываемого оптоволоконного кабеля уже не имеет большого значения.
Более того, хотя жизненный цикл сети FTTH и ее электронных компонентов составляет несколько лет, оптоволоконный кабель и оптическая распределительная сеть имеют более длительный срок службы (по крайней мере, 30 лет).
Архитектуры развернутых сетей FTTH можно разделить на три основные категории:
- «Кольцо» Ethernet-коммутаторов.
- «Звезда» Ethernet-коммутаторов.
- «Дерево» с использованием технологий пассивной оптической сети PON.
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.
Что такое FTTB?
FTTB (Fiber-To-The-Building) переводится с английского как «оптика до здания» и означает использование оптического кабеля вместо медных проводов. Медные провода используются для работы телефона и интернета по технологии ADSL, однако они не позволяют использовать высокоскоростной интернет, и кроме того имеют низкую помехозащищенность - на большом удалении от АТС скорость вашего интернета может быть достаточно низкой.
Оптический кабель выгодно отличается тем, что позволяет подключать всего по одному кабелю сразу интернет, телефон и кабельное телевидение: пропускная способность оптического кабеля свободно справляется с такой нагрузкой.
Что дает абонентам технология FTTB?
– Надежная связь. Если раньше при работе в интернет регулярно были обрывы или падала скорость, а техническая служба ничем не могла вам помочь, ссылаясь на отсутствие технической возможности, то в случае подключения интернета от ОАО «Ростелеком» по технологии FTTB таких проблем не может быть в принципе. Если кабель не поврежден, то интернет всегда будет работать на заявленной в вашем тарифе скорости.
– Высокая скорость работы Интернет. Технология FTTB позволяет заметно увеличить объем передаваемой информации.
– Скорость подключения к интернету ОАО «Ростелеком» по технологии FTTB ограничена лишь вашим тарифным планом и скоростью локальной сети внутри здания, которая составляет до 100Мб в секунду, чего должно быть достаточно даже самым требовательным пользователям. Кроме того, технология FTTB дает еще одно преимущество абонентам - это симметричный канал. При использовании ADSL скорость исходящего канала (по которому информация отправляется от абонента) намного ниже скорости входящего, что может быть критично для тех пользователей, которые постоянно обмениваются файлами или выкладывают видеоролики в Интернет. Симметричный канал FTTB предполагает одинаковую высокую скорость для исходящего и входящего каналов. Кроме того, синхронная линия позволяет размещать игровые и веб-сервера прямо у себя дома, при этом нет необходимости платить хостинг-компаниям за размещение информации на сервере.
– Отсутствие необходимости покупать и настраивать модем. При подключении интернета от ОАО «Ростелеком» по технологии FTTB, специалисты компании проведут кабель в вашу квартиру непосредственно к вашему компьютеру, для работы в интернете достаточно просто включить его в в сетевой порт вашего компьютера. Покупать и настраивать дополнительное оборудование, такое как модем, не требуется, если вы не собираетесь организовывать дома LAN или WiFi сеть, или подключать дополнительные услуги (IPTV).
Недостаток у FTTB только один - пока, к сожалению, не в каждом доме есть такая возможность. Кроме того, к интернету по технологии FTTB, как правило, не подключают частные домовладения и дома малой этажности. Но есть и хорошая новость: компания ОАО «Ростелеком» в ближайшее время обещает внедрение новой технологии предоставления цифровых услуг - GPON (Gigabit-capable Passive Optical Networks), с помощью которой подключиться к интернету можно будет в любых районах города, не зависимо от типа и этажности вашего дома.
Как подключить?
После того как провайдер заведет к Вам в квартиру Ethrrnet линию, и выдаст логин и пароль от PPPoE подключения, вы смело можете приступить к работе в сети, для этого Вам потребуется подключить этот кабель к LAN разъему Вашего компьютера и создать средствами Вашей операционной системы . После запуска подключения происходит проверка логина и пароля, все верно, система сообщит Вам о подключении к Интернету.
Если же вы намерены развести Интернет на несколько устройств (Ноутбук, сматрфон, Smart TV и т.д.) Вам потребуется Ethernet роутер, который Вы можете приобрести у провайдера, либо в магазине.
Важно! обратить внимание, что не все роутеры могут поддерживать все сервисы провайдера, такие как IPTV, VOIP и т.д. Поэтому при приобретении роутера, все же лучше проконсультироваться с провайдером.
Fiber To The X (FTTx) - общепринятый в телекоммуникации термин, который обозначает способ подключение узла связи с необходимой точкой «Х» при помощи оптоволоконного кабеля. Другими словами, это технология организации высокоскоростных сетей, которая реализуется за счет прокладки «оптоволокна» до определенного места. На сегодняшний день есть несколько типов архитектур подключения клиента поставщиком телекоммуникационных услуг, в которой применяется оптоволоконная магистраль. Одной из них является FTTH.
Что такое FTTH
GPON FTTH - архитектура построения телекоммуникационных сетей. Она позволяет подвести оптоволоконный кабель непосредственно до помещения абонента (квартира или коттедж). При этом используется технология GPON (гигабитная пассивная оптическая сеть), которая предоставляет возможность эффективно наращивать количество узлов и обеспечивать великолепную пропускную способность, зависящую от настоящих и будущих абонентских потребностей. Такой способ реализации телекоммуникационных сетей целесообразен при подключении, в основном, загородных коттеджей. В связи с немалой стоимостью оборудования пока еще очень редко применяется в многоэтажных жилых комплексах и бизнес-центрах.
Несмотря на высокую стоимость материалов для реализации сети, технология подключения PON FTTH, в отличие от своих предшественников (FTTN - оптоволокно до сетевого узла, FTTC - оптоволокно до группы домов или микрорайона и FTTB - оптоволокно к зданию), предоставляет широкий спектр возможностей:
- высокую надежность сетей (взломать или прослушать линию невозможно);
- скорость приема 2.488 и скорость передачи 1.244 Гбит/с - до 500 Мбит/с (очень удобно при работе с файлообменными сетями, онлайн-просмотре фильмов высокого качества, получение доступа к телефонной линии);
- расширение спектра поставляемых услуг (IP-телефония, просмотр цифрового и аналогового телевидения без использования дополнительного оборудования);
- гарантированную безотказную работу оптоволоконной сети на протяжении не менее 25 лет.
Такой способ подключения придется по вкусу тем, кто ценит качество получаемых услуг выше, чем деньги.
На данный момент, среди распространенных архитектур телекоммуникационных сетей, технологии GPON FTTH нет равных.
Схема сетей FTTH и оборудование, необходимое для ее реализации
На сегодняшний день архитектура FTTH широко применяется при подключении абонентов МГТС и при прокладке сети используется исключительно оптоволоконный кабель. Сама же схема выглядит следующим образом: При подключении абонента в высотном доме:
- оптоволоконный кабель подается к зданию от оптического линейного терминала (OLT);
- на техническом этаже устанавливается оптический распределительный шкаф большой или малой емкости (зависит от количества потенциальных абонентов);
- далее, на этажах устанавливаются распределительные оптические боксы или распределительные коробки (ОРК);
- оттуда оптоволоконный кабель FTTH сети заходит непосредственно в квартиру абонента, где устанавливается абонентская оптическая розетка;
- последним звеном становится роутер ONT FTTH – модуль домашнего шлюза для оптической сети GPON. Именно к нему подключается все оборудование абонента (телефоны, компьютеры и ноутбуки, телевизор).
При подключении абонента в частном секторе оптоволоконный кабель протягивается от ближайшего оптического линейного терминала и заводится непосредственно в жилье абонента, где устанавливается оптическая розетка, а к ней подсоединяется домашний модуль.
