В рубрику "Техническое обозрение" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
А.Б. Гольдштейн
Доцент СПбГУТ, начальник сектора ЛОНИИС, к.т.н.
Сейчас уже нельзя сказать, что вопросам мультисервисного доступа уделяется мало внимания. Скорее наоборот, сети доступа стали одним из направлений, наиболее активно развиваемых операторами связи, и можно смело утверждать, что будущее оператора во многом зависит от того, какие решения выбраны для его сети доступа. Большинство традиционных сетей доступа, эксплуатировавшихся операторами до настоящего времени, отличались высокой стоимостью и низкой эффективностью. Даже с началом конвергенции сетей связи в процессе перехода к NGN все новые решения относились преимущественно к транспортной сети, способам создания услуг и устройствам управления. Столкнувшись с необходимостью предоставления абоненту полного спектра инфокоммуникационных услуг, операторы пришли к рассматриваемому здесь понятию мультисервисного доступа.
Triple Play
Общее требование к современным технологиям мультисервисного доступа сформулировать несложно: должна обеспечиваться передача любых видов трафика в одном канале. Сегодня более красиво это называется "triple-plays": видео, речь и данные, причем переход к NGN требует более широкой трактовки этих понятий. Передача речи - это и услуги местной телефонной связи, и выход на междугородную и международную связь (по новым правилам должен быть реализован выход на альтернативного оператора), и IP-телефония. Аналогичным образом расширяются и понятия услуг передачи видео и данных.
Конечно, новые инфокоммуника-ционные услуги сначала будут востребованы сравнительно небольшой группой абонентов, но это будет самая высокодоходная категория пользователей в абонентской базе оператора. Расслоение абонентов по уровню спроса на новые виды услуг продолжится и в дальнейшем, дифференцируя тем самым приносимые доходы. Собственно говоря, сегодня задача оператора заключается в том, чтобы найти разумные решения при построении сети доступа, учитывающие возникающую дифференциацию уровня спроса на услуги среди отдельных групп абонентов.
Современные сети доступа
Особенности
сетей доступа в России
Одно из преимуществ отечественных сетей доступа заключается в том, что более короткие, чем в большинстве стран, абонентские линии позволяют сравнительно просто применять оборудование типа xDSL и другие современные технические средства. Для России DSL-технологии особенно интересны, так как в российских сетях доступа преобладают многопарные кабели связи с медными жилами.
Однако на практике условия эксплуатации большинства абонентских кабелей не позволяют повсеместно внедрять современные услуги связи. Практически в каждом случае применения оборудования систем передачи (включая аппаратуру типа xDSL) необходимо проводить измерения абонентских кабелей.
Мультисервисный доступ
Пересматривая подходы к построению сети доступа, операторы преследуют несколько основных целей: удержать эксплуатационные расходы в разумных пределах, избежать построения специализированных сетей для каждого типа трафика и обеспечить удовлетворяющее абонентов качество услуг. Таким образом и появляется понятие мультисервисной сети доступа, основное назначение которой -обеспечение быстрого, экономичного и качественного доступа любого пользователя ко всем услугам сети оператора связи.
К оборудованию мультисервисной сети доступа в первую очередь относятся мультисервисные абонентские концентраторы, шлюзы доступа, шлюзы IP-телефонии (медиашлюзы), мультисервисные коммутаторы доступа и т.п., а также различные интегрированные устройства абонентского доступа (IAD), в значительной мере влияющие на принципы построения сети доступа.
Достаточно важно отметить некоторые аспекты работы современного оборудования доступа. Основная транспортная технология мультисервисной сети - IP. Следовательно, и доступ должен базироваться на IP-протоколе. Вместе с тем большинство решений в области мультисервисного доступа, предлагаемых сегодня на рынке, основаны на технологии ATM. Кроме того, доступ становится широкополосным: уровень доступа уже не должен оказываться "узким местом" операторской сети.
Производители оборудования, как правило, используют термин "оборудование доступа", не стараясь привязать свой продукт к какой-то классификации. Гораздо более важен набор поддерживаемых технологий, которые позволят оператору предоставить абонентам требуемый набор услуг. Второй ключевой момент - эффективность и простота внедрения оборудования в сети доступа.
Технологии доступа
Итак, какие же технологии следует использовать при реализации мульти-сервисной сети доступа? В настоящее время оператору доступны самые разные технологии для модернизации сетей доступа. Перед тем, как начать анализ, попробуем разделить все технологии по используемой среде передачи: оптический кабель, беспроводный доступ и металлические линии.
Оптический доступ
Суть технологии PON (Passive Optical Network) заключается в том, что между центральным узлом и удаленными абонентскими узлами создается полностью пассивная оптическая сеть, имеющая топологию "дерево". Оптика на сегодня далеко не самое востребованное решение для российских сетей доступа, однако ее перспективы выглядят достаточно многообещающе, чтобы можно было не сомневаться в необходимости наличия оптического интерфейса в оборудовании доступа.
Беспроводный доступ
Радиодоступ абонентов к услугам телефонии и передачи данных организуется с помощью технологий WLL. Одной из первых WLL-технологий, получивших широкое распространение на рынке, по праву считается стандарт DECT. Кроме того, для организации беспроводного абонентского доступа используются технологии классов WPAN (Wireless Personal Area Network), WLAN и WMAN.
Среди стандартов WPAN, обеспечивающих непосредственное подключение абонентских терминалов к устройствам доступа, наиболее широко распространены беспроводный оптический IrDA (связь по ИК-каналу) и Bluetooth. Их основное отличие -ограниченный радиус действия (1-10 м) и отсутствие проблем с частотным диапазоном.
Самым известным на рынке стандартом локальных сетей радиодоступа WLAN на сегодняшний день можно с уверенностью назвать IEEE 802.11a/b/g (технология Wi-Fi). Европейский (ETSI) аналог стандарта называется HiperLAN2. Различные версии стандарта ориентированы на работу в диапазонах от 2,4 до 5,8 ГГц и обеспечивают скорость передачи данных от 1 до 54 Мбит/с.
Новое модное слово в секторе беспроводных городских (Wireless MAN) сетей - WiMAX. Это коммерческое название группы стандартов IEEE 802.16, поддержанных промышленной группой, в состав которой входит ряд известных компаний-разработчиков. Этот протокол разработан для организации беспроводного доступа на уровне мегаполисов и призван решить проблему "последней мили" для самых требовательных провайдеров, а также сократить финансовые расходы и временные затраты на развертывание новых подключений благодаря унификации решения. Заявленные высокие скорости (до 70 Мбит/с) и дальность связи (до 50 км) должны обеспечить технологии WiMAX большое будущее.
Проводной доступ
Среди проводных технологий доступа первое место все еще занимает ISDN. Базовый доступ ISDN (ISDN BRI) можно назвать устаревшей технологией, но для многих операторов и абонентов это по-прежнему вполне эффективное и удобное решение. ISDN - это полностью цифровая (вплоть до абонентского терминала в странах, где развитие ISDN шло наиболее интенсивно), но все же телефонная сеть общего пользования; основное приложение ISDN - коммутируемый доступ к ресурсам Интернета -в лучшем случае позволит получить полосу пропускания 128 кбит/с. Если же соединение устанавливается только по одному каналу В, то общая полоса пропускания сравнима с тем, что может обеспечить современный модем. Для массового внедрения услуг ISDN необходима дорогостоящая модернизация ТфОП, поэтому ISDN будет пользоваться популярностью только в тех странах, где такая модернизация финансировалась государством (например, в Германии). Ключевым ISDN-приложением могла бы стать видеоконференц-связь, однако со времен создания ISDN техника видеоконференций активно развивалась на основе протокола IP, а не коммутации каналов ISDN.
Поддерживаемый набор протоколов семейства xDSL - наверное, самая важная характеристика оборудования доступа, поскольку использование технологий DSL, как уже упоминалось, наиболее актуально в России.
Для организации домашнего высокоскоростного доступа в Интернет удобны асимметричные DSL-реше-ния, например, ставшая наиболее распространенной в сегменте индивидуальных пользователей технология ADSL. Сегодня с ее помощью обеспечивается доступ на скоростях всего около 64-128 кбит/c из-за ограничений полосы пропускания в магистральных каналах существующих Интернет-провайдеров.
Все более популярным и востребованным, особенно среди корпоративных пользователей, становится симметричный доступ, например SHDSL (Рек. G.991.2). Стандарт описывает технологию передачи данных с одинаковой скоростью в прямом и обратном направлениях - до 2,3 и 4,6 Мбит/с по одной и по двум парам проводов соответственно. Технология SHDSL допускает использование репитеров, что позволяет организовывать каналы связи длиной до 18,5 км.
Сетевые интерфейсы
До недавнего времени интерфейсы между выносными абонентскими концентраторами и модулями подключения к оборудованию АТС не подлежали международной стандартизации. Практически во всех установленных до сегодняшнего дня цифровых АТС для этих интерфейсов используются цифровые тракты 2048 кбит/с и собственные "внутрифирменные" протоколы. Очевидным недостатком такого подхода является ограничение свободы выбора у операторов при установке дополнительного абонентского оборудования. Только в случае построения сети оператора на основе оборудования одного производителя этот внутренний интерфейс перестает быть проблемой.
Интерфейс V5
В последнее время в связи с расширением номенклатуры средств сети абонентского доступа, и в частности с распространением оборудования WLL, возросла потребность в "универсальном" интерфейсе, который позволил бы совмещать в одной сети оборудование разных производителей, реализующее различные типы доступа (по аналоговым линиям, ISDN BRI и PRI). Созданный для этой цели интерфейс V5 обусловил, по сути, революционные преобразования в организации взаимодействия оборудования сети доступа и узлов коммутации.
Для применения интерфейса V5 не требуется никакой определенной технологии доступа или среды передачи, хотя его разработку в значительной степени предопределило развертывание оптических и беспроводных средств доступа.
Национальные особенности в спецификации интерфейса V5 определяются для каждой страны в отдельности. Российские спецификации были утверждены в 1997 г. Мининфом-связи РФ (тогда - Госкомсвязи).
Интерфейс V5.1 позволяет подключать оборудование сети доступа к АТС по цифровому тракту 2048 кбит/с. Это обеспечивает подключение (без концентрации нагрузки) до 30 аналоговых абонентских линий либо 15 абонентов ISDN BRI. Информация сигнализации передается по каналу КИ16.
Интерфейс V5.2 ориентирован на группу от 1 до 16 трактов 2048 кбит/с и поддерживает концентрацию нагрузки. В каждом тракте предусмотрено несколько каналов сигнализации (КИ16, КИ15, КИ31). Таким образом, один интерфейс V5.2 может поддерживать (в зависимости от коэффициента концентрации) до 2000 портов ТфОП или до 1000 портов ISDN BRI.
В обоих случаях порты ТфОП и ISDN могут использовать один и тот же тракт интерфейса V5. Интерфейс V5.1 позволяет предоставлять услуги для клиентов сети в режиме по требованию (on-demand), а также в режиме полупостоянной линии (Semi-permanent). V5.2, предусматривающий возможность концентрации абонентской нагрузки, включает в себя протокол размещения несущих каналов для портов, находящихся в активном состоянии.
Интерфейс ISDN
Иногда оператору удобнее использовать ISDN, уже реализованный в сети, в качестве интерфейса между оборудованием доступа и сетью. Этот вид доступа обычно используется для включения УАТС, концентраторов и других выносных модулей в цифровые коммутационные станции. Конечно, в таких случаях отсутствует универсальность, свойственная V5, исчезает возможность предоставления дополнительных услуг (ДВО) телефонной станции, однако далеко не на всех АТС, к которым подключается оборудование доступа, поддерживается V5. В этом случае чаще необходима замена версии, что приводит к дополнительным расходам.
Конструктив
Конструктивное исполнение оборудования доступа более стандартно, чем используемые технологии. Как правило, это 19-дюймовая стойка, позволяющая "подобрать" платы для реализации нужных оператору услуг. В некоторых случаях платы заменяемы, то есть существует возможность вместо части аналоговых абонентов (POTS) подключить ISDN-абонентов. Наиболее удобна для операторов модульная архитектура оборудования с возможностью наращивания.
Размещение оборудования доступа может различаться как физически, так и архитектурно. С физическим размещением все достаточно привычно -оборудование доступа может находиться на территории опорной станции и работать в качестве абонентского расширения или блока предоставления новых услуг, например VoIP (особенно в варианте медиашлюза).
Более интересна архитектурная составляющая. Оборудование может являться составной частью сетевой концепции и в собранном виде представлять собой новый сетевой узел. Мультисервисный концентратор может быть частью узла NGN (Softswitch Class 5), а медиашлюз - входить в состав распределенной IP-УАТС.
Заключение
В дополнение к вышеизложенному для выбора того варианта, который будет оптимальным в конкретной сети доступа, оператору следует выполнить еще две взаимосвязанные операции. Во-первых, необходимо провести планирование сети доступа - разработать проектную документацию. Во-вторых, должен быть проведен подробный технико-экономический анализ проектных решений с целью исследования финансовых аспектов модернизации сети доступа.
В настоящее время ни методика, ни тем более инструменты для выполнения этих двух операций не разработаны. Поэтому оператор и проектировщик вынуждены использовать либо старые методики, которые не учитывают радикальных изменений, происходящих в сетях доступа, либо прини-
мать интуитивные решения. В обоих случаях могут быть выбраны решения, далекие от оптимальных. Поэтому разработку методики планирования современных сетей доступа и соответствующих инструментальных средств можно считать одной из важных задач для операторов связи.
С помощью продуманной концепции сети доступа оператор сможет выбрать наиболее подходящее ему оборудование доступа, составить и реализовать программу внедрения его в своей сети с минимальными затратами и организовать эффективное предоставление услуг на базе этого оборудования.
ОТ РЕДАКЦИИ
Сводная таблица характеристик оборудования составлена редакцией по данным, полученным непосредственно от компаний-производителей и поставщиков. В число обязательных вошли параметры, принципиально важные, по мнению автора статьи, для сравнения разных решений мультисервисного доступа.
 |
 |
 |
 |
| Таблица | |||
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #1, 2006
Посещений: 21037
Автор
| |||
В рубрику "Техническое обозрение" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
