В рубрику "Проекты и решения" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Александр Горнак
Технический директор 000 "НСТ"
PON (Passive Optical Network - пассивная оптическая сеть) - технология для оптической распределительной сети доступа. Топология распределительной сети - дерево, где волокно от центральной станции разветвляется с использованием пассивных оптических делителей сигнала (сплиттеров) и внутри оптической распределительной сети нет другого активного оборудования. Активное оборудование размещается только на границах оптической сети доступа. На стороне центральной станции (оператора связи) располагается устройство, называемое OLT (Optical Line Terminal - терминал оптической линии), интерфейс OLT через оптическую распределительную сеть широкополосным соединением связан со множеством ONT (Optical Network Terminal - оптический сетевой терминал), которые устанавливаются в помещениях пользователей. Альтернативно вместо ONT может быть установлено ONU (Optical Network Unit - оптический сетевой блок) для достижения помещения пользователя через другую технологию, например VDSL2 или Ethernet поверх медного кабеля. Количество ONT/ONU, которые могут быть обслужены одним интерфейсом OLT, зависит от используемой PON-технологии и обычно равно 16, 32 или 64.
В направлении нисходящего потока данные от OLT передаются всем ONT сети, так как сплиттеры просто "размножают" приходящий на них световой поток. Затем ONT отфильтровывают предназначенные им пакеты. В восходящем направлении устранение коллизий выполняется за счет протоколов арбитража на основе TDMA. В протоколах уже реализованы функции управления полосой пропускания, качеством обслуживания и другие возможности.
Использование одного волокна достигается за счет WDM: ONT передает на длине 1310 нм, OLT - на 1490 нм.
Еще одна длина волны - 1550 нм - может использоваться для передачи видеосигнала в полосе радиочастот (RF video), такого же, как в сетях кабельного телевидения. Несмотря на то что IP-видео может предоставить более богатый набор услуг, преимущество использования наложенного видеосигнала связано с рентабельным заимствованием дости-жений кабельного вещания.
На сегодняшний день имеется две наиболее популярные разновидности PON:
Дальность связи для обеих систем составляет порядка 20 км.
EPON - доминирующая форма PON в Азии, GPON популярен в Европе и Северной Америке.
Главными привлекательными характеристиками развертывания PON операторами связи, как технологии массового рынка, являются:
Тенденции развития коммуникационных услуг таковы, что через несколько лет характеристики нынешних PON-технологий могут не удовлетворять требованиям операторов. Поэтому ведущие производители совместно с операторами активно занимаются разработкой и опытным внедрением систем PON следующего поколения - NG-PON.
Основные цели NG-PON - увеличение битовой скорости, радиуса действия и количества пользователей, которые NG-PON может обслуживать. Также решаются вопросы миграции от существующих GPON или IEEE EPON к таким NG-PON.
Рассмотрим вкратце предлагаемые на сегодняшний день решения.
10G GPON
Для удовлетворения растущих аппетитов по увеличению полосы нынешние 2,5 GPON-системы будут модернизированы для поддержки 10 Гбит/с в нисходящем направлении. Такие системы будут способны одновременно передавать более тысячи потоков HDTV с очень быстрым временем переключения между каналами вследствие вещательной природы PON. Весь набор одноадресных персонализированных услуг также будет поддерживаться.
Первые системы 10G GPON будут иметь восходящую скорость 2,5 Гбит/с. 10G GPON-системы будут сосуществовать с уже развернутым GPON в одной оптической распределительной сети. "Сосуществование" достигается размещением 10G GPON-систем на других (отличных от GPON) длинах волн. 10G GOPN будет использовать недорогие оптические компоненты с таким же оптическим бюджетом, как у GPON. Использование недорогих компонент особенно важно для ONT (из-за их большого количества на сети).
10G EPON
Аналогично следующий шаг в развитии EPON - создание 10G EPON. Стандарт для новой 10G EPON - IEEE 802.3av, который ожидается в конце 2009 г. Он будет включать поддержку симметричной вниз и вверх по потоку скорости 10 Гбит/с и будет совместим с 802.3ah EPON.
Тем временем ведущие поставщики оборудования уже анонсировали свои 10G GPON- и 10G EPON-прототипы.
WDM-PON
"Передний край" PON-разработок и будущее PON в долгосрочной перспективе - это WDM-PON, использующий волновую сетку DWDM для размещения большого количества параллельных высокоскоростных каналов поверх одной структуры PON. WDM-PON предлагает альтернативу схеме передачи, основанной на разделении во времени, как в GPON, схемой, где каждый ONT передает и принимает данные на определенной длине волны. Типичная архитектура WDM-PON будет заменять пассивные сплиттеры на волновые селективные фильтры, которые часто реализованы как решетка на основе массива волноводов (Arrayed Waveguide Grating -AWG). Основные преимущества WDM-PON:
Основной недостаток WDM-PON -высокая стоимость, так как требуются узкополосные передатчики, излучающие на заданной длине волны. Это особенно критично для абонентских устройств ONT, так как их стоимость напрямую влияет на стоимость абонентской линии. С одной стороны, проблема частично решается за счет унификации и уменьшения типов аппаратных компонент в оконечных устройствах (например, использование настраиваемых на заданную волну лазеров), с другой - не без оснований можно надеяться, что через несколько лет к моменту выхода стандарта стоимость оптических компонент для WDM-PON будет значительно ниже нынешнего уровня.
Первые продукты WDM-PON уже начинают появляться, но, по существу, сейчас эта технология строится из собранных вместе "кусочков" и находится в стадии разработки - архитектура и части системы в целом определены, но необходимость заполнения пробелов и сведения этих частей вместе существует до сих пор.
GPON с увеличенной дальностью
Многие операторы рассматривают возможность консолидации своих точек присутствия для уменьшения операционных затрат сети доступа. Таким образом, предложение GPON с увеличенной дальностью позволит увеличить зону, обслуживаемую оператором из одной точки, и отказаться от промежуточных станционных точек присутствия. Потенциально также увеличится и количество ONT на один OLT. Речь идет о размерах сети доступа, исчисляемой десятками километров.
Так, решения, основанные на использовании оптических усилителей для увеличения оптического бюджета, позволяют достичь дальности в 60 км. Это, например, дает возможность предоставлять услуги связи в удаленные сельские районы, не разворачивая там точек присутствия оператора, что значительно снижает затраты последнего.
1. Какие факторы побуждают оператора строить сети на основе технологий PON? В каких случаях эта архитектура доступа технологически и экономически оправдана? Насколько приемлема эта технология в российских условиях?
2. Каковы, по Вашему мнению, основные преимущества и недостатки систем PON? Устранены ли эти недостатки в системах PON следующего поколения: 10G PON и WDM-PON?
2.1. Основное преимущество подхода на основе PON - низкие эксплуатационные расходы (использование пассивных компонент, на 85% ниже энергопотребление, чем в аналогичной сети доступа на основе активного Ethernet, меньше кабельных соединений и кроссового оборудования). Насколько в российских реалиях этот фактор учитывается операторами? Что еще может привлекать или отпугивать оператора при выборе текущих или будущих PON-технологий?
2.2. В качестве одного из недостатков существующих схем PON указывают меньшую скорость на абонента, чем для схемы доступа на основе активного Ethernet.
Действительно ли это "реальный" недостаток, или это "не самый сильный аргумент" из лагеря приверженцев доступа на основе Р2Р
Ethernet? Как долго предоставлямые GEPON и GPON
скорости доступа на абонента (свыше 30 Мбит/с) будут
актуальны? Насколько
серьезным аргументом в
пользу развертывания PON
является возможность в будущем бесшовного наложения на существующую сеть
доступа систем PON следующего поколения (10G PON и
WDM-PON)?
3. Каковы перспективы внедрения PON следующего поколения в России? Где видится основное применение этих систем? Ожидает ли нас массовое внедрение xPON?
4. Некоторые операторы склонны рассматривать PON как технологию для внутренних (backhaul) сетей агрегации, а не только как технологию абонентского доступа. Будет ли у нас в России рост сетей 3G и 4G (WiMAX) способствовать спросу на 10G или WDM-PON?
Евгений Гаскевич
Генеральный директор ЗАО "Тералинк"
1. Основными факторами, побуждающими применять технологии PON (G)EPON, GPON), являются:
На настоящий момент в России применение технологии PON и строительство оптических сетей проводного доступа оправдано в случаях разнообразия сервисов (например, Triple Play) и большого процента охвата потенциальных абонентов (более 50-70%). Это могут быть: коттеджные поселки (малоэтажная застройка) с количеством потенциальных абонентов больше 250, новая многоэтажная застройка, объекты точечной многоэтажной застройки. Технология PON может быть экономически эффективна в сетях широкополосного доступа для существующей застройки при условии снижения цен на ONT (только с портами Ethernet) и с развитием экономичных подходов в строительстве внутридомовых оптических распределительных сетей типа "волокно в квартиру".
2. Основное преимущество сетей PON заключается в том, что это сети проводного доступа, имеющие полностью оптическую кабельную инфраструктуру с перспективой на десятки лет. Сети PON имеют низкие эксплуатационные расходы в силу пассивности узлов ветвления. В России затратным является поддержание работоспособности активного оборудования в условиях чердаков и подвалов. Сети на основе GPON или ЕPON обеспечивают все современные сервисы, включая аналоговый сигнал КТВ. При этом у абонента установлено всего одно мультисервисное устройство с мониторингом и управлением из операторского центра управления сетью.
Основным недостатком и сдерживающим фактором распространения сетей PON являются большие затраты на замену медножильной кабельной инфраструктуры сетей доступа на оптическую. Технологии xDSL, использующие существующую линейно-кабельную инфраструктуру, пока еще не исчерпали своего потенциала. На настоящий момент полоса, обеспечиваемая оборудованием, например GPON, очень далека от насыщения, так как 2,5 Гбит/с разделяются динамически между 32-128 абонентами, при этом имеется "оптический мультикастинг". Динамически это означает, что каждый абонент может "видеть" сеть как сеть с гигабитным подключением, если ему позволит оператор и у него будет ONT с GE-портом. Времена, когда все абоненты будут одновре-менно смотреть индивидуальный HD-видеопоток, наступят еще не скоро. Потенциала GPON должно хватить более чем на 7-10 лет.
3. Перспективы ближайших лет - внедрение Triple Play GPON-сетей операторского класса для жилья новой застройки; внедрение сетей EPON и GPON с широкополосными IP-сервисами для жилья старой застройки. Иной xPON, который сегодня не принят как стандарт, не имеет ближайшей перспективы в сетях проводного абонентского доступа для физических лиц.
4. При будущем развитии плотного расположения 3G или 4G базовых пик-станций использование топологий PON (древовидная кабельная сеть) может оказаться более эффективным, чем использование кольцевых кабельных структур. В этом случае применение 10G или WDM-PON может оказаться оправданным.
Шейн Миддлтон
Руководитель
направления
решений
в области
широкополостного
доступа
компании "Эрикссон"
Сергей Зыков
Менеджер по решениям широкополосного доступа
компании "Эрикссон"
1. Мы чрезвычайно оптимистично видим будущее технологии PON в России, являющейся фактически одним из самых бурнорастущих рынков ШПД в мире на ближайшие 5 лет. Благодаря своей "пассивной" природе PON имеет ряд привлекательных особенностей, например высочайшую надежность распределительной оптической сети в широком температурном диапазоне. На повестке дня у многих операторов в России стоит вопрос об обновлении существующей медной инфраструктуры и строительстве инфраструктуры ШПД в новостройках. Ответ на этот вопрос в сочетании с растущими потребностями на ширину полосы говорит о том, что PON - практически идеальная технология доступа с прицелом на многие десятилетия эксплуатации сети.
Помимо технологических факторов, побуждающих строить PON, есть еще и экономические и административные. В мире уже существует ряд работающих механизмов содействия строительству оптических сетей до дома. В некоторых странах государство участвует в прямом финансировании проектов, заставляя при этом оператора открыть доступ к абонентам для увеличения конкуренции (LL Unbundling). А в других странах принимают законы, которые дают оператору, инвестирующему в оптическую сеть самостоятельно, несколько лет на то, чтобы окупить затраты с помощью освобождения от открытия своей сети для других операторов или благодаря временному уменьшению налогов. Таким образом, власти участвуют в развитии информационных коммуникаций в своих странах, что дает эффект в виде экономического роста для всего общества. Наверное, этот фактор мог бы в России сработать немедленно, потому что некоторые операторы готовы заниматься строительством PON уже сегодня, ждут только сообщения от властей, что их инвестиции будут защищены тем или иным образом.
2. Вопрос снижения стоимости владения сетью, оптимизации эксплуатационных расходов так же актуален в России, как и в любой другой стране мира. Эффективность оборудования связи по электропитанию выливается не только в стоимость кВт•ч, потребленных этим оборудованием, но и в стоимость охлаждения помещения, в котором установлено это оборудование, а также в стоимость аккумуляторных батарей и дизель-генератора для обеспечения резерва по питанию в случае экстренных ситуаций. Доля вспомогательных систем в расходах оператора CAPEX/OPEX достигает 50% от общих затрат на сеть. Поэтому значительное снижение потребления питания оборудованием связи приведет к не менее значительному снижению затрат на вспомогательные системы.
GPON, в частности, предлагает и другие способы снижения OPEX, такие как, например, использование стандартизованного канала управления абонентскими устройствами. Этот канал позволяет осуществлять мониторинг и конфигурацию CPE удаленно и автоматически, снижая время простоя оборудования и количество выездов персонала для устранения проблем. Производители EPON также обратили внимание на это обстоятельство и реализовали похожий функционал в своих системах.
Мы расцениваем приведенный аргумент о преимуществе P2P по скорости как достаточно распространенное заблуждение. Дело в том, что технология PON основана на передаче пакетов в общей широкой "трубе", полоса которой динамически перераспределяется между пользователями и приложениями. В направлении downstream каждому пользователю удается получать пиковые скорости 1 Гбит/с и выше, а в направлении upstream скорости достигают нескольких сотен Мбит/с на абонента. Приверженцы P2P Ethernet уже много лет говорят о преимуществе в скорости, но даже сегодня большинство P2P Ethernet провайдеров на 99% базируются на 100-Мбит/с технологии, чтобы обеспечить оптимальную стоимость за порт. При этом пиковые скорости в PON сегодня значительно превышают те, которые могут быть достигнуты на выгодном по стоимости P2P Ethernet-доступе.
Благодаря базовому принципу PON дорогой лазер и сетевой процессор на OLT являются разделяемым ресурсом между 16...64 абонентами. Миграция на PON следующих поколений 10G/40G/100G будет произведена так же эффективно в расчете на абонента.
Да, на повестке дня у наших разработчиков стоит технология WDM-PON. Мы расцениваем идею выдачи каждому абоненту своей лямбды как отказ от принципа разделяемой среды, с потерей преимущества совместного использования лазера, сетевого процессора и т.д. Более перспективен, на наш взгляд, другой вариант эволюции. При миграции с 2,5G на 10G/40G/100G мы просто добавляем в имеющееся "дерево" PON новые коллективные несущие, работающие на других частотах, добиваясь этим совместного существования оборудования разных поколений в едином "PON-дереве" и достигая эффективной миграции без остановки имеющегося оборудования GPON. Точно так же сегодня в едином эфире сосуществуют передатчики сотовых сетей разных поколений: CDMA, GSM, WCDMA.
3. Сегодня в России есть ряд жизнеспособных бизнес-кейсов для внедрения GPON и EPON: корпоративный доступ и элитные загородные поселки, где девелоперы жилья используют оптоволокно в дом в качестве марке тингового преимущества своих поселков. Мы наблюдаем во многих странах мира, что волокно, подведенное к дому, рассматривается покупателями недвижимости как реальное вложение средств. Это такое же очевидное преимущество при покупке дома, как хорошо сделанные канализация, водопровод или ввод электричества.
Что касается массового строительства сетей PON, то можно сказать, что в следующие год-два мы не ожидаем какого-то особенного бума, потому что массовый рынок ШПД будет дожимать все, что можно, из xDSL-технологий и их скоростей. Когда конкуренция и запросы абонентов превысят возможности xDSL, операторы начнут массово внедрять FTTx. И, скорее всего, это будет PON. Стоимость оборудования PON постоянно снижается, а опыт работы с этой технологией у операторов растет. Операторы учатся эффективно прокладывать волокно на уровне доступа. Ко времени начала массового развертывания PON-сетей в России бизнес-кейс для этого рывка будет идеальный.
4. PON - очевидная альтернатива для использования в сети агрегации пакетного трафика любых беспроводных сетей GSM/3G/LTE или WiMAX. Однако мы не видим запросов от сотовых операторов на PON как на основную технологию организации связи для макроузлов. Эти узлы традиционно используют выделенные оптические или радиорелейные каналы по причине их высокой емкости, выгодного местоположения узлов и минимизации рисков. Другое дело, когда надо покрыть сотовой связью большие здания изнутри, то здесь операторы готовы использовать PON-подключения Pico/Femto базовых станций. Прокладка или аренда отдельного волокна до базовых станций делает проект экономически невыгодным, а PON привлекает тем, что это скоростной надежный IP/Ethernet-транспорт с низкой задержкой в канале и небольшой стоимостью. Операторы ожидают, что цена аренды канала PON станет сравнима с абонентской платой домашнего пользователя за подобный канал.
Дмитрий Толпанов
Руководитель
отдела
исследований
и разработок "Дженерал
ДейтаКомм"
1. В настоящее время рынок ШПД в России продолжает развиваться. При этом технологически дать доступ к сети Интернет можно двумя способами: во-первых, используя имеющуюся инфраструктуру (медный кабель) и ADSL-технологию; во-вторых, за счет прокладки новой оптической инфраструктуры и строительства FTTx-сети. ADSL является основным решением по обеспечению доступа для операторов, которые уже имеют развитую медную сеть и хотят наиболее эффективно использовать ее возможности. Но эти возможности ограничены - максимальная скорость передачи данных по технологии ADSL достигает лишь 24 Мбит/с, и это в то время как современные сервисы предъявляют более высокие требования к полосе пропускания. Понятно, что будущее за оптикой. Именно поэтому при строительстве сетей операторы ориентируются уже на оптические технологии, которые с каждым днем становятся все более доступными. Применение PON-архитектуры и технологически, и экономически выгодно особенно тогда, когда речь идет о подведении коммуникаций к новым жилым массивам и коттеджным по-селкам. Что касается реального применения данной технологии в российских условиях, то мы не видим для этого никаких ограничений. Стоимость реализации данных решений с каждым днем становится ближе к традиционному MetroEthernet, а в некоторых случаях даже выгоднее.
2. К недостаткам PON-систем можно отнести такие факторы, как:
В качестве преимуществ PON-техно-логии можно указать следующие особенности:
Разработка технологий 10G PON и WDM-PON призвана решить вопрос с ограничением количества выделяемого трафика. С введением данных стандартов увеличится скорость до абонента и количество подключаемых абонентов на один порт. Однако вопросы, связанные с технологическими особенностями построения и эксплуатации пассивных оптических сетей, все равно останутся.
3. Для себя мы отмечаем, что интерес к PON-решениям за последнее время вырос. В первую очередь ощущается заинтересованность со стороны застройщиков коттеджных поселков.
Строительство PON-сети именно в данном случае полностью позволяет проследить и оценить все преимущества, которые дает эта технология. Но кроме застройщиков и альтернативных операторов на PON "засматриваются", например, и многие МРК ОАО "Связьинвест", которые рассматривают эту архитектуру в качестве альтернативы MetroEthernet. Массовое применение данной технологии сдерживается необходимостью строительства абсолютно новой инфраструктуры и ее стоимостью.
Но значимость этих причин со временем станет менее критичной, так как сети все равно будут строиться, а цены будут снижаться.
4. Опять же возникает вопрос цены.
Если оператор обладает соответствующим ресурсом на прокладку оптики к каждой базовой станции и установку оборудования, то он вполне может рассматривать PON как замену радиорелейной связи, так как технологически PON прекрасно подходит для решения этих задач. На наш взгляд, такой способ организации связи базовых станций (БС) пока является менее выгодным, чем РРЛ. Но, принимая во внимание тот факт, что строительство 3G- и 4G-сетей в России только начинается, можно сказать, что технологию PON вполне можно рассматривать в качестве достаточно интересной альтернативы стандартным способам подключения БС.
Денис Христолюбов
Менеджер
департамента
сетевых
решений,
Huawei
Technologies
Co.,Ltd.
1. Основной мотив, побуждающий оператора строить сети PON, - это назревшая эволюция сети. Наконец-то волокно добралось и до "последней мили", появилась насущная необходимость значительно увеличить текущую пропускную способность линии и иметь определенный запас на будущее. PON пока имеет смысл рассматривать при планируемом количестве абонентов больше 3000, то есть на сегодняшний день вендоры ориентируются в первую очередь на крупных операторов связи (по крайней мере до тех пор, пока стоимость компонентов не упадет до такой степени, что PON ONT сравняется по цене с ADSL-модемом).
2. Как было отмечено выше, основное преимущество FTTx на основе PON - более низкие OPEX по сравнению с традиционными сетями доступа, построенными на базе технологий xDSL или MetroEthernet. Все дело в том, что сказывается наличие пассивных компонентов (наибольший эффект дает построенная сеть FTTH), а также замечательная управляемость, гибкость и простота самой сети. Сравнивать PON и P2P Ethernet и называть их конкурирующими технологиями, по моему мнению, все-таки не стоит, поскольку у P2P есть своя специфическая ниша (это в первую очередь корпоративные пользователи, требующие гарантированную полосу и защищенный на физическом уровне канал, а также применение для mobile backhaul). В то время как PON больше рассчитана на обычного пользователя (древовидная архитектура, разделяемая полоса) и по затратам на пользователя имеет безусловное преимущество. Гораздо более острая конкуренция происходит непосредственно в самом семействе технологий PON - ситуация курьезная, на сегодняшний день существуют две практически идентичные технологии доступа (GEPON и GPON), и именно борьба этих двух технологий определит, какой будет "последняя миля" в ближайшем будущем. На данный момент сети GEPON доминируют в Японии, Южной Корее и Китае; с другой стороны, GPON был выбран ведущими североамериканскими RBOC (Verizon) и крупнейшими европейскими операторами связи (BT, Telefonica, DT, TI, PT), а также рядом крупных операторов Ближнего Востока (Etisalat, STC).
На сегодняшний день той минимальной полосы, что предоставляет, например, GPON (30 Мбит/с), с избытком хватает для обычного домашнего пользователя: 12-15 Мбит/с для HDTV (или 2-4 Мбит/с для SDTV, что намного более вероятно), 128 кбит/с для VoIP, а вся остальная полоса - для доступа в Интернет. Если посмотреть на все это в перспективе, то, конечно же, появление нового "тяжелого" контента потребует и достаточно "толстых" каналов, поэтому многие крупные мировые операторы связи уже анонсировали стратегии развития своих сетей. Стоит отметить, что в подавляющем большинстве в ближайшей перспективе (2010-2011 гг.) скорость на конечного абонента будет составлять порядка от 50 Мбит/с. Соответственно бурный рост потребностей абонентов вынудит операторов переходить на грядущие 10GGPON и 10GEPON. В этом свете возможность плавно увеличивать пропускную способность сети доступа без значительных затрат для оператора окажется немаловажной.
Несколько слов о WDM-PON. Принятие единого стандарта на WDM-PON позволило бы примирить два враждующих лагеря, что облегчило бы жизнь как операторам, так и производителям оборудования, однако в ближайшее время этого вряд ли стоит ожидать.
3. Я думаю, торопиться не стоит.
Надо дать операторам возможность построить FTTx хотя бы на сегодняшней PON - для наших реалий возможностей G/GEPON на сегодняшний день (да и, возможно, на завтрашний тоже) более чем достаточно. А вот ждет ли нас массовое внедрение PON - это вопрос уже к операторам.
4. Я бы предложил рассматривать PON как средство, позволяющее объединить эти два уровня. Построение сети на основе PON исключает уровень агрегации - он поглощается доступом. Забавно, но мы возвращаемся лет на 20 назад, в эру крупных АТС - в их роли выступят PON OLT, позволяющие полностью обеспечить связью средний район города-миллионника.
Интересно и использование PON в качестве mobile backhaul - идеально для современных операторов, предлагающих конвергированные услуги на основе 3G/4G. Заметим, что на сегодняшний день уже есть пример реализации подобного решения на основе GPON для одного из французских сотовых операторов. В случае с GPON возможности ширe, поскольку система синхронная, а это позволяет передавать TDM-трафик в чистом виде, что, в свою очередь, удобно для организации backhaul для 2G-станций потоками nxЕ1, а также для подключения различных УПАТС.
Алексей Стребулаев
Заместитель начальника отдела развития ЗАО "NEC Нева Коммуникационные Системы"
1. Не секрет, что сети FTTx в целом и сети PON в частности наиболее интенсивно развиваются в странах-лидерах рынка широкополосного абонентского доступа. Немаловажную роль играют соответствующие государственные программы, стимулирующие развитие контента и своевременно устраняющие законодательные ограничения, которые препятствуют развитию современных мультисервисных сетей. Одной из таких стран является Япония, в которой количество абонентов GEPON приближается к 20 млн, а ведущий оператор NTT уже в 2010 г. планирует начать подключение абонентов по технологии 10GEPON. Со слов NTT, существовало 3 основных фактора, которые послужили стимулом для начала масштабного строительства PON-сетей в 2004 г.:
2. Преимущества использования PON общеизвестны. Это отсутствие активного оборудования между площадкой оператора и абонентом, простота управления и обслуживания, низкие эксплуатационные расходы, определяемые высокой плотностью абонентов на OLT, а следовательно, значительная экономия на электропитании, кондиционировании помещений и агрегации с ядром сети.
Решения PON уже настолько отлажены технически для различных вариантов построения сетей, что, пожалуй, единственным барьером на пути массового перехода операторов на PON-технологии в России является стоимость строительства PON-сетей. Сильной стороной PON являются сети Triple Play. Чем больше услуг предоставляет оператор, тем больший экономический эффект дают PON-сети. Для услуги доступа в Интернет PON экономически проигрывает решениям на базе технологии Active Ethernet, используемой сейчас практически всеми операторами. Для предоставления услуг телефонии на базе PON камнем преткновения является необходимость обеспечения гарантированного 24-часового питания ONT. Развитие рынка IPTV тоже пока находится на начальном этапе. В результате в России для оператора экономически не оправдано (особенно в текущей экономической ситуации) масштабное строительство PON-сетей из-за трудностей предоставления на их базе полного перечня услуг и невозможности полного отказа от старой инфраструктуры ТфОП.
В результате технология PON пока востребована в основном альтернативными операторами, ориентированными на подключение коттеджных поселков и новостроек.
Существует мнение, что технология PON обеспечивает меньшую скорость на абонента по сравнению с сетями на базе Active Ethernet. На самом деле это не так. Даже GEPON (сплит 1:32) обеспечивает среднюю скорость на абонента более 30 Мбит/с. В сетях на базе Active Ethernet на GE-порт агрегирующего маршрутизатора подключается 4-5 коммутаторов доступа по 24 порта. В результате на 1 порт GE приходится до 120 абонентов, то есть в среднем около 8 Мбит/с на абонента. Это подтверждается наиболее распространенными предложениями на рынке операторов домашних сетей, где основная масса тарифов приходится на диапазон 5-10 Мбит/с. Если сравнить стоимость решений, то сейчас абонент FTTH GEPON обходится оператору примерно в 2 раза дороже, чем абонент FTTB Active Ethernet, но в расчете на 1 Мбит/с PON экономически эффективнее. Также сети PON позволяют отнести более половины затрат на момент подключения абонентов, в то время как при строительстве Active Ethernet-сетей оператор еще до подключения абонентов вынужден установить все необходимое оборудование, а значит, заплатить почти 100% стоимости решения.
3. Некоторые эксперты склонны рассматривать PON как технологию для построения сетей агрегации 3G и 4G (Mobile Backhaul - MBH). На текущий момент есть примеры использования PON для подключения базовых станций, но объективно это технически нишевые решения, возникшие из соображений экономии.
Операторы мобильной связи при построении сетей MBH ориентируются на стандарты и технологии, рекомендованные Metro Ethernet-форумом (MEF). В рамках этого форума формализованы требования к оборудованию в части обеспечения надежности, End-to-End SLA, сквозного мониторинга сети, управления авариями, передачи сигналов синхронизации, а также возможности агрегации TDM-, ATM- и IP-трафика. Существующие системы GE/GPON, c одной стороны, не соответствуют этим требованиям, с другой - вряд ли могут всерьез рассматриваться на перспективу, так как сеть LTE для подключения базовой станции будет требовать канал от 300 Мбит/с до 1 Гбит/с. Возможность использования технологий 10G или WDM-PON для MBH пока находится скорее на уровне обсуждения, нежели в практической плоскости.
В то же время бурное развитие решений FemtoCell для мобильных сетей 3G и 4G способно стимулировать развитие PON-сетей. Фактически FemtoCell может стать еще одной массовой услугой в сетях FTTx, что сделает PON-сети экономически еще более эффективными. Кроме того, PON имеет объективные преимущества, так как обеспечивает более высокие, чем xDSL, скорости и, в отличие от сетей на основе Active Ethernet, гарантирует SLA для подключаемых FemtoCell.
4. Опираясь на мировой опыт, можно с уверенностью сказать, что PON является наиболее перспективной технологией для построения сетей FTTH как для частных, так и для корпоративных пользователей. И она получит самое широкое распространение в России в ближайшие годы. Это подтверждается как значительным интересом со стороны различных операторов, так и стремительным ростом количества PON-сетей, пусть пока и не столь масштабных на текущий момент.
В "копилку" PON можно отнести возможность использования строящейся оптической инфраструктуры для систем PON следующего поколения.
Например, стандарт 802.1av (10GE-PON) обеспечивает обратную совместимость со стандартом 802.1ah (GEPON), что позволит оператору без замены ONT переключить существующих GEPON-абонентов на 10GEPON OLT и переключать абонентов на 10GEPON по мере необходимости.
Алексей Яшин
Технический директор компании Inline Telecom Solutions
1. Привлекательность технологии PON для операторов связи напрямую связана с заложенными в нее технологическими особенностями, которые в свою очередь налагают достаточно конкретные требования к областям ее применения.
Стоимость абонентских устройств существенно снижает конкурентоспособность PON на уровне доступа конечных клиентов по сравнению с ADSL- и MetroEthernet-технологиями, при этом технология PON сама по себе не обеспечивает высокую плотность подключений за приемлемую цену и имеет проблемы с масштабируемостью. Вместе с тем использование оборудования PON для образования структуры сети уровня агрегации более оправдано, так как это может обеспечить необходимую пропускную способность, не потребует установки активных узлов в точках топологического разветвления (за счет чего снижается стоимость инфраструктуры с одновременным увеличением надежности), оптоволоконная инфраструктура будет использована экономно (в том числе и для попутного TВ-трафика) в наиболее дорогостоящем сегменте ее расположения - городской канализации.
Оправдано также использование систем PON для обеспечения широкополосного доступа абонентов в географических точках с небольшой плотностью населения - коттеджных поселках, селениях с низким уровнем абонентской ба-зы и т.п.
В некоторых же случаях, например при невозможности установки активного оборудования на точках разветвления либо невозможности изменения/увеличения существующей оптоволоконной инфраструктуры, PON становится единственным выбором оператора.
Что касается применения PON в российских условиях, то тут нельзя отметить каких-либо специфических ограничений. Наоборот, особенности регулирующих постановлений дают дополнительные плюсы этой технологии: например, при решении вопросов о присутствии оборудования оператора на промежуточных узлах оптической сети или разграничения зоны ответственности на сети (когда абонентское устройство, по сути являясь инфраструктурным элементом сети, выводится за ограничения регулирующих законов).
2. Если преимущества PON достаточно понятны и подробно расписаны производителями оборудования, то возникающие при эксплуатации и расширении сети проблемы не так очевидны.
К ним относятся: сложность диагностики неисправностей в сети, вызванная особенностями использования среды передачи; сложность (часто невозможность) расчета и внесения изменений в существующую топологию сети; наличие единой точки отказа в сети (OLT); невозможность расширения сети без перерыва сервиса; возможные проблемы с безопасностью на сети (получение чужого трафика, атаки на сеть с отказом сер-висов).
Не следует также упускать из виду проблемы совместимости оборудования разных производителей - несмотря на стандартизацию, таких проблем может оказаться на порядок больше по сравнению, например, с Metro Ethernet- и даже С WDM-системами.
Системы же следующего поколения позволяют немного расширить рамки применения PON-систем и дают возможность оператору наращивать пропускную способность сетей адекватно требованиям текущего времени, а также снижают стоимость оборудования по мере развития производителями элементной базы, но не устраняют фундаментальных ограничений. Кроме того, внедрение PON на основе нового стандарта практически всегда требует от оператора полной замены всего оборудования.
3. Безусловно, PON-системы следующего поколения подстегнут темпы внедрения PON в России (так же, как и в остальном мире), но не стоит ожидать ни массового перехода на эту технологию, ни активного замещения ею каких-либо иных технологий в сетях операторов связи. Конкуренция со стороны технологий MetroEthernet, особенно учитывая основной недостаток PON - стоимость, заставляет операторов в текущих экономических условиях ограничивать области применения PON-технологии.
4. Использование технологии PON для построения сети агрегации базовых станций 3G- и 4G-сетей логически оправдано, так как это либо позволяет применить существующую оптоволоконную среду, осуществляя переход с установленных TDM-систем на PON-системы, поддерживающие одновременную передачу TDM/Ethernet-трафика, либо позволяет экономически эффективно построить новую сеть. Однако мы ожидаем, что на практике операторы всегда будут проектировать подобные сети в расчете как минимум на два варианта технологий (PON или MetroEthernet, PON или radio-backhaul) и, как только в конкретном случае использование PON перестанет приносить ярко выраженную выгоду, - реализовывать альтернативную технологию.
Алексей Никитин
Директор департамента технического развития ОАО "Северо-Западный Телеком"
1. Наша компания предлагает своим клиентам услуги широкополосного доступа на базе xDSL-технологий, но все больший акцент делает на оптический доступ - PON, так как на сегодняшний день уже очевидны ограничения технологии xDSL как по спектру предоставляемых услуг, так и по их качеству. В свою очередь PON позволяет предоставлять абоненту современный и качественный пакет инфокоммуникационных услуг.
При оказании услуг на базе ADSL-технологии наблюдается существенная зависимость качества сервиса от характеристик абонентской линии (АЛ), на которые отрицательно влияют следующие параметры:
Необходимо отметить, что востребованность сервисов, связанных с передачей данных, стремительно растет. При этом набирают популярность Torrent-приложения, которые требуют симметричных каналов передачи данных. Кроме технологических ограничений xDSL, медный кабель имеет физические ограничения по скорости передачи (даже используя технологию VDSL, можно получить скорость не более 25 Мбит/с в downstream-направлении), поэтому все равно необходимо переходить на оптику.
Для предоставления сервисов на качественно новом уровне необходима модернизация мультисервисной сети, но не только ее магистрального уровня, но и сети доступа.
Для массового предоставления Triple Play максимально соответствует PON-технология, как наиболее эффективная с точки зрения оптимизации эксплуатационных затрат и качества предоставляемых сервисов.
Использование постоянно совершенствующихся технологий xDSL - самый простой и недорогой способ увеличения пропускной способности существующей кабельной системы на основе медных витых пар. Для операторов такой путь является наиболее экономичным и оправданным, когда требуется обеспечить скорость до 5 Мбит/c. Однако скорость передачи, составляющая несколько десятков мегабит в секунду на существующих кабельных системах, с учетом больших расстояний (до нескольких километров) и низкого качества меди представляется непростым и более дорогим решением. Стоимость использования оптических технологий доступа постоянно уменьшается, что позволяет предоставлять современные Triple Play-услуги высокого качества, при этом затраты на строительство инфраструктуры соизмеримы с затратами на строительство традиционных сетей ШПД. Поэтому сети PON становятся экономически оправданной альтернативой сетям с медным кабелем.
2. Преимущества технологий PON:
Выделить среди них какое-нибудь одно явное преимущество довольно сложно. Перед прочими технологиями они проявляются в совокупности. Технология PON позволяет с использованием одного волокна организовать полностью пассивную оптическую сеть доступа, обеспечив подключение до 64 абонентов с одного станционного порта, при этом номенклатура клиентских интерфейсов очень разнообразна (Ethernet, FXS, Е1).
К недостатку можно отнести некоторую сложность технологии PON и отсутствие резервирования в простейшей топологии дерева.
Сейчас стоит очень остро вопрос энергопотребления. При этом необходимо тщательно оценивать не только объем операционных расходов на оплату энергоресурсов, но и учитывать расходы на выполнение комплекса мероприятий по обеспечению соответствия объекта связи всем нормам электробезопасности. Например, при реализации проектов по технологии FTTB (оптика до здания) последний фактор оказывает существенное влияние на бюджет, так как для ввода в эксплуатацию активного оборудования (Ethernet-коммутаторов, miniDSLAM, MSAN) в жилых домах необходимо обеспечить подключение к контуру заземления, который в большинстве случаев отсутствует, а затраты на его организацию достаточно велики.
После детального сравнения разновидностей PON-технологий мы остановили свой выбор на GPON-технологии, которая позволяет выделять на одно PON-дерево (64-128 абонентов) полосу пропускания 1,25/2,5 Гбит/с. Исходя из этих характеристик нами была составлена трафик-модель для всего комплекса услуг, в соответствии с которой максимальная скорость доступа для одного абонента составляет 100 Мбит/с, при этом для сервисов, требующих выделенной полосы пропускания (Интернет, IPTV, VoIP), определены гарантированные скорости 60 и 30 Мбит/с в downstream- и upstream-направлениях соответственно. Кроме того, анализ трафика абонентов подтверждает это предположение, так как количество пользователей, постоянно использующих каналы доступа в сеть на скоростях, близких к 100 Мбит/с, составляет порядка 1%.
Что касается актуальности скоростных характеристик GEPON- и GPON-технологий, то, конечно, нельзя говорить, что они будут удовлетворять рынок "вечно", средний срок жизни современных технологий доступа составляет 5-7 лет. Для этого в будущем потребуется модернизация только станционного оборудования, что обеспечит действительно бесшовный переход к сетям нового поколения. Ведь "оптика" до абонента уже есть, а скоростной ресурс оптоволокна многократно превышает скорость в 10 Гбит/с.
3. После того как СЗТ введет в эксплуатацию "новую" оптическую сеть доступа в полном объеме, нашу компанию можно будет уверенно назвать универсальным оператором. Тем более что тренд очевиден: из более чем 700 тыс. наших подписчиков ADSL-услуг 90% выбрали безлимитные тарифные планы на Интернет. Можно уверенно прогнозировать, что через 2-3 года 10% пользователей широкополосного доступа подключат и услугу IPTV.
Таким образом, наша задача - массовое предоставление комплекса современных инфокоммуникационных услуг. PON-технология может это обеспечить за счет перспективных технологических характеристик.
При этом максимальная эффективность технологии PON достигается при ее применении в крупных областных центрах в районах с плотной жилой застройкой. Запуская проект PON, мы смотрим в послезавтрашний день и считаем, что переход на оптические технологии доступа PON станет массовым в ближайшие 2-3 года. Сейчас мы планируем оказывать услуги по установке в квартирах камер видеонаблюдения или систем безопасности в подъездах жилых домов. Кроме того, при переезде абонента на новое место жительства уже реализована процедура интерактивного переключения всех сервисов абонента, включая сохранение телефонного номера.
4. В последние годы наряду с традиционными решениями на основе радио- и оптического Ethernet-доступа все более массовым становится применение беспроводных ШПД-технологий Wi-Fi, LTE, WiMAX, позволяющих уже сейчас обеспечить общую полосу до 10 Мбит/c, а в ближайшей перспективе до 50 Мбит/c.
ОАО "СЗТ" рассматривает данные направления как потенциально возможные для применения при предоставлении телекоммуникационных услуг там, где возникают технические трудности строительства кабельной инфраструктуры. Однако административные сложности в части присвоения частот и получения разрешений на частоты в настоящее время не позволяют рассматривать данное направление в качестве одного из основных при строительстве сетей абонентского доступа.
Следует отметить, что для беспроводной связи дальнейшее существенное увеличение пропускной способности сети будет затруднительно, так как существуют технологические ограничения при передаче данных в соответствующих частотных диапазонах.
Таким образом, при решении административных вопросов мы считаем перспективы роста 4G (WiMAX) достаточно позитивными. Относительно повышения спроса на 10G или WDM-PON считаем, что в основном эти направления нацелены на различные сегменты рынка, а взаимовлияние возможно на уровне предоставляемых телекоммуникационных услуг и сервисов. И в этой связи у оптических технологий доступа перспективы работы с новыми приложениями, требующими все большей скорости передачи, существенно выше.
Павел
Погребинский
Технический
директор
ЗАО "ПетерСтар"
1. Стремление предоставлять услуги с использованием технологий, идущих "в ногу со временем", и ожидаемый от них экономический эффект побуждают операторов к экспериментам, в частности, к строительству сетей с использова-нием различных технологий, в том числе и на Passive Optical Networks - PON. Решение об использовании и строительстве PON принимается на основе расчета под каждый проект индивидуально, а полученные экономические показатели сравниваются с аналогичными показателями при строительстве сети традиционными способами. Применение данной технологии оператором подразумевает закладывание избыточности ресурсов еще на этапе проектирования, что влечет за собой увеличение сроков запуска и цены проекта в целом, а это в российских условиях окупаемости не является преимуществом.
2. О преимуществах сказано и написано много, лучше вспомнить о недостатках, к которым, в первую очередь, относятся вопросы надежности и защиты информации. Ведь технологически в такой сети "ветвится" не только оптический кабель, но и непосредственно идущий по нему трафик. Являясь широко вещательным, он попадает на каждое окончание куста, где абонентский терминал ONU выделяет предназначенную именно ему информацию, и теоретически ничто не мешает ему "выделить" информацию, предназначавшуюся, например, соседнему банку. Теоретически можно предположить, что эту проблему решит система следующего поколения WDM-PON, но появится другая проблема - стоимость WDM-систем!
Снижение затрат станет заметным только на построенной и отлаженной сети до момента серьезной реконфигурации, нового включения в неплановом месте или аварии на кабельной сети. Действительно, а где вы видели сеть, работающую "саму по себе"?
Сейчас большинство подключений к нашей сети происходит на скорости 1 Гбит/с, с постепенным увеличением полосы для подключений до 10 Гбит/с. В "бесшовность" перехода с технологии на технологию верится с трудом. Мы не первое десятилетие на рынке, и все заверения производителей таких миграций в результате сводятся к необходимости замены станционной и клиентской частей с сохранением кабельной инфраструктуры.
3. В связи с техническими особенностями идеальная модель и соответствующий ареал строительства видятся следующими: эксклюзивное предоставление телекоммуникационных услуг большому количеству удаленных абонентов, расположенных на относительно не большой территории. Также разновидности PON будут востребованы телевизионными провайдерами, чьи кабельные сети уже построены по принципу множественного доступа от одного волокна.
4. Пока в России только начинается реализация проектов по строительству сетей широкополосного доступа на базе PON. Однако можно предположить, что развитие LTE-технологии и увеличение трафика потребует пересмотра традиционных подходов операторов к планированию backbone-сети. Выиграет эту гонку сеть на основе PON или Ethernet -покажет только время.
Алексей Швырков
Менеджер по продукции ZyXEL (Россия)
1. При выборе технологии для организации "последней мили" оператор руководствуется техническими требованиями к каналу и предоставляемыми сервисами, а также экономической выгодой. В условиях растущих запросов пользователей к пропускной способности канала и внедрению новых сервисов наиболее интересна концепция FTTB, которая, с одной стороны, позволяет сохранить существующую кабельную инфраструктуру (Ethernet, медная пара), а с другой - предоставить более широкий канал и повысить надежность предоставления услуг. PON позволяет легко подключать новые объекты без перестроения кольца или добавления ответвлений и петель, оптимально использовать существующую оптику или сэкономить на прокладке новой. Структура PON не требует установки промежуточного активного оборудования, что в некоторых случаях затруднительно, именно по этой причине решение FTTH на основе PON интересно для коттеджных поселков, распределенных по территории промышленных объектов и существенных операторов.
Отмечу, что сценарий FTTH кажется мне на текущий момент малоприменимым, операторы отдают предпочтение прокладке и тем более использованию существующих медных линий и не склоняются пока к инвестициям в оптику до квартиры.
2. Главный недостаток текущего поколения технологий PON - в равной мере это касается и GPON, и GEPON - отсутствие видимых преимуществ по скорости доступа в сравнении с DSL-технологиями (и, в первую очередь, с VDSL2) и MetroEthernet. Главные преимущества PON (как технологии доступа) проявляются при действительно массовом предоставлении услуг, когда волокно заводится в каждую квартиру. Такой спрос может быть сформирован при широком распространении услуг IPTV/HDTV или при появлении массового спроса на новые, еще более широкополосные сервисы.
3. Технологии развиваются стремительно, медная инфраструктура стареет как на уровне магистралей, так и домовой проводки. Поэтому рано или поздно она несомненно будет заменена оптоволокном.
4. Развитие PON я вижу в технологии 10GEPON, поскольку будущее 10GPON остается на данный момент туманным, а коммерциализация WDM-PON в ближайшей перспективе маловероятна. Действительно, скорости в 10 Гбит/с на дерево PON из 32-64 абонентов позволяют использовать технологию не только на уровне доступа, но и на уровне агрегации, а обратная совместимость с GEPON делает процесс модернизации уже функционирующей PON-сети плавным и бесшовным.
Для предоставления транспорта 3G-, а скорее 4G-сетям древовидная структура 10GEPON отлично подходит, поскольку позволяет заметно сократить расходы на подключение базовых станций и, главное, сроки их подключения, позволяя оперативно реагировать на растущий спрос. Впечатляющая ширина канала для поддержания большого количества беспроводных абонентов, простота развертывания сети, а также отсутствие необходимости арендовать шкафы для активного оборудования - все это тоже говорит в пользу технологии PON.
За помощь в подготовке и проведении заочного круглого стола редакция журнала "Технологии и средства связи " выражает благодарность Александру Горнаку, члену редсовета журнала, техническому директору компании "Новые системы телеком ".
Опубликовано: Каталог "Системы абонентского доступа"-2009
Посещений: 65758
Автор
| |||
В рубрику "Проекты и решения" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
