В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
В данной статье рассмотрены современные сети широкополосного доступа и общая архитектура сети ШПД. Приведены тенденции развития сети как по различным технологиям доступа, так и по уровням архитектуры сети. Упомянута классификация сетей доступа.
The present article covers the subject of modern broadband multiservice networks and their general architecture. The tendencies of networks development are thoroughly analyzed, both from the point of view of different access technologies and of different levels of network architecture. The classification of access networks is also introduced.
Если говорить о сетях широкополосного доступа в целом, то принято разделять их на сети с проводным и беспроводным доступом. К первым сейчас относятся сети на базе наиболее распространенных технологий:
Ко вторым обычно относят:
Из проводных сетей наиболее актуальны сети на базе Ethernet и xPON, технология xDSL уже не столь популярна и замещается первыми двумя. Одна из причин такого замещения – низкие скорости xDSL (в теории до 24 Мбит/с в сторону абонента для ADSL2+) с учетом имеющейся проводной телефонной инфраструктуры и ограничений технологии. HFC популярна в тех местах, где сохранилась соответствующая кабельная инфраструктура. Как правило, это регионы Северной Америки, в России и Европе данная технология менее популярна.
Технология LTE становится лидером в предоставлении услуг ШПД беспроводного доступа в ближайшие несколько лет, заменяя технологию WiMAX. При этом небольшие региональные операторы связи часто используют операторские решения Wi-Fi для доступа абонентов в дополнение к проводным технологиям, что оправдано при невысокой плотности абонентов и отсутствии возможности обеспечения проводного доступа. Спутниковый доступ чаще всего применяется в местах, где затруднительно предоставлять традиционные проводные или беспроводные услуги.
Как правило, современная мультисервисная сеть ШПД представляет собой архитектуру (см. рис.).
Основные различия приходятся на уровень доступа (Mobile Backhaul – часть для мобильных сетей), который определяется применяемой технологией. Уровень агрегации и ядра может быть идентичным. Дальнейшие отличия касаются подсистемы BNG (Broadband Network Gateway) – по сути, устройства, обеспечивающего терминацию абонентов ШПД, контроль предоставляемых услуг и доступ к различным сервисам сети. ASBR – пограничный маршрутизатор сети. Типичные сервисы подсистемы предоставления услуг: Web-услуги, услуги VoIP, видео, игровые сервисы и приложения для мобильных абонентов. У различных операторов тоже могут сильно различаться в зависимости от модели предоставления услуг.
Касательно развития сетей ШПД наиболее интересным аспектом является развитие:
По первому пункту одним из последних достижений является принятие стандарта LTE Advanced, соответствующего стандарту IMT Advanced (4G), предполагающему пиковые скорости до 1 Гбит/с для абонентов, что существенно выше скоростей стандартного LTE. Данные скорости стали возможными за счет увеличения ширины спектра до 100 МГц, используемого для одной передачи, управления спектральной полосой, позволяющей использовать (агрегировать) несколько разрозненных участков спектра, а также других оптимизаций спектра и улучшения существующих технологий беспроводной передачи. Стандарт предполагает возможность использования технологии MIMO 8x8 и метода модуляции 128 QAM на каналах в направлении к абоненту. При использовании данных параметров можно получить скорости до 3 Гбит/с на сектор базовой станции LTE Advanced в идеальных условиях.
В области Wi-Fi-сетей наибольший интерес для операторов представляет стандарт Wi-Fi 802.11ac, обеспечивающий теоретический максимум скорости до 1 Гбит/с в первой редакции. Текущий стандарт 802.11n не позволяет пропускать серьезные объемы трафика через сектор базовой станции Wi-Fi (до 150 Мбит/с теоретическая полезная скорость), что ограничивает плотность абонентов на сектор и спектр предлагаемых услуг. С приходом нового стандарта и выпуска соответствующего оборудования операторского уровня появляется возможность увеличения плотности абонентских включений, предложение более быстрых тарифных планов или даже включения пакета услуг IPTV.
В области проводных технологий стандартом по факту в настоящее время является 100 Мбит Ethernet на абонентском порту. Из технологических улучшений можно отметить постепенное движение в сторону 1 Гбит Ethernet включений абонентов (не единично, а в массовом порядке). Местами при высокой емкости сетей доступа применяются технологии xWDM.
Сервисная составляющая является наиболее сложной в современной сети, так как представляет собой множество программно-аппаратных комплексов, взаимодействующих между собой с активным сетевым оборудованием, с внешними сетями предоставления услуг и, по сути, являющихся источником предоставления услуги.
В схеме предоставления услуги для ШПД абонента нельзя не упомянуть BNG – маршрутизатор, на котором применяются политики к абоненту в соответствии с выбранной услугой. Данное оборудование становится все сложнее с каждым годом. Изначально это были простые шлюзы, где терминировались абоненты и получали доступ к услугам и внешним сетям. В настоящее время часто эти маршрутизаторы совмещают функции DPI (deep packet inspection), обладают расширенным функционалом по тарификации абонентов, по применению сложных сервисных политик, по перенаправлению абонентского трафика на необходимые порталы/сервисные приложения. Для абонентов мобильного (3G/LTE) и фиксированного доступа в настоящее время используются различные типы устройств BNG. Но поскольку идет постепенный процесс интеграции проводных и беспроводных сетей, вполне возможно в будущем объединение устройств фиксированного и мобильного доступа. Справедливости ради необходимо отметить, что в настоящее время некоторые модульные платформы BNG позволяют предоставлять доступ одновременно проводным и беспроводным абонентам, однако для доступа беспроводных абонентов используются отдельные сервисные программно-аппаратные модули. Таким образом, функции разделены в пределах одного шасси.
При выборе стратегии развития сети оператор связи часто сталкивается с проблемой выбора модели предоставления услуг. Существует большое количество вариантов моделей для построения сети ШПД, однако большинство из них сводится к двум основным:
Обычно редко используется одна и та же модель для всех сетевых услуг. Вместо этого используется комбинация моделей.
Для мобильных сетей 3G/LTE в качестве "абонента" при построении сети Mobile Backhaul в соответствии с выбранными моделями используются базовые станции.
По сетям агрегации и ядра хотелось бы отметить, что большая часть сетей на данных уровнях технологически представляют собой MPLS-сети. Происходит медленный переход с версии протокола IPv4 на протокол IPv6 по причине нехватки IPv4-адресов. Однако этот процесс будет происходить еще долгое время, так как большое количество сетей и приложений подразумевают работу только с версией протокола IPv4.
При емкостях каналов более 10 Гбит/с в сетях операторов связи в настоящее время часто применяют технологию спектрального уплотнения DWDM для передачи нескольких каналов данных через одну оптическую пару. В этой области пока идут эволюционные изменения: увеличение емкости каналов до 100 GE и выше, а также уплотнение сетки частот.
Одним из последних интересных нововведений в области сетей связи являются программно-конфигурируемые сети (Software-defined networking). Основной идеей их является разделение функций передачи трафика от функций управления. Вся логика управления сетью выносится в контроллеры, способные отслеживать работу всей сети. Это позволит в дальнейшем быстро развертывать необходимые услуги поверх существующей сети.
Резюмируя, скажу, что современные сети широкополосного доступа, с одной стороны, с каждым годом становятся все сложнее, с другой – они обеспечивают абонентов все большими наборами услуг и их комбинаций. Если смотреть на развитие сети с точки зрения оператора, то важными задачами являются поддержка разнородной абонентской базы, распределение контента и приложений на различных географических территориях, топологиях и инфраструктурных уровнях с предложением при этом надежных, безопасных, совместимых услуг абонентам на любом абонентском устройстве и в любой местности.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #5, 2013
Посещений: 14878
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
