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.

Сетевая технология FTTX, PON

Основными технологиями широкополосного доступа ШПД сегодня являются DSL (использование телефонных медных пар), CATV (сети кабельного телевидения) и Ethernet (волоконно-оптические сети доступа к домам FTTN (Fiber to the Node)).

В настоящее время сети DSL имеют самое широкое распространение, однако доля распространения DSL, начиная с 2007 года, сокращается за счет развития более технологичных и скоростных способов доступа. Вполне вероятно, что DSL еще долгие годы будет одним из основных методов передачи информации, тем более, что возможности новых технологий VDSL с поддержкой скорости 50/100Мбит/с позволяют организовать не только высокоскоростной доступ в Интернет, но и VOIP и IPTV при низкой себестоимости в сравнении с оптической и беспроводными технологиями.

Если емкость медных каналов оказывается практически исчерпанной, приходится ориентироваться на оптическую среду передачи. Предполагается, что к 2010 г каждой квартире потребуются симметричный доступ со скоростью 100 Мбит/с – вдвое больше, чем максимальная скорость VDSL в нисходящем потоке данных. С учетом этих потребностей решение этих проблем в использовании оптических линий FTTN, которые прокладываются до домов клиентов. Передача сигнала по оптическим линиям обеспечивает более высокую скорость по сравнению с медными кабелями. Такие линии позволят обеспечить скорость до 1 Гбит/с на каждого клиента. Кроме того, посредством VDSL на скорости 50 Мбит/с можно работать на участке до 400 м. В настоящее время в странах Европы уже 2 млн абонентов пользуются волоконно-оптическим доступом FTTH (Fiber to the Home). Аналитики предполагают рост таких пользователей к 2010 году более, чем в 2 раза.

Подключение по оптоволоконному кабелю к узлу FTTN (Fiber to the Node) является ступенью по пути подключения квартиры или дома FTTH (Fiber to the Home) или FTTP (Fiber to the Premise). В случае FTTN оптическое волокно подходит к кабельному разветвителю, а обслуживание абонентов осуществляется по медной среде, использует различные варианты XDSL. Поскольку кабельные разветвители располагаются в непосредственной близости от абонентов, можно получить быстрое соединение.

Вполне вероятно, что в скором будущем медный кабель в сети доступа уступит место оптическому волокну. Такое решение выгодно реализовать в виде пассивной оптической сети PON (Passive Optical Network), поскольку в этом случае можно обойтись без электронных или оптических активных компонентов. Сетевые структуры FTTH необходимо реализовать таким же надежными, как и глобальные волоконно-оптические транспортные сети. Архитектура этих решений должна иметь избыточность и иметь кольцевую технологию.

Ключевым элементом инфраструктуры FTTH является мультиплексор со спектральным уплотнением WDM (Wavelength Division Multiplexer), которое передает в волоконный кабель данные, голос и видео. Для распределения сигналов между конечным числом абонентов используются оптические разветвители (сплиттеры). Распределение сигналов, передаваемых с коммутационного узла на кабельный разветвитель осуществляется в волоконно-оптических распределительных концентраторах FDH (Fiber Distribution Hub).

Распределительный кабель, подключенный к выходам концентратора FDH связывается со входами разветвителей, которые ведут к оборудованию, размещенному в подъездах, домах или в квартирах. В настоящее время наиболее оптимальным является решение, предполагающее использование пассивной сети с распределительным доступом и центральными разветвителями.

Пассивные оп­тические сети являются сетями доступа, в которых в качестве среды передачи исполь­зуется оптоволокно. Термин «пас­сивные» описывает тот факт, что сеть не включает активных элек­тронных устройств, требующих электропитания, кроме, конечно, передатчика оператора и прием­ника абонента. В состав таких сетей входят следующие основные компоненты: OLT (Optical Line Terminal), оптический сетевой терминал ONT (Optical Network Terminal), оптическое сетевое устройство ONU (Optical Network Unit) и разветвители SPL (splitters) (рис. 8.3).

Основные функции OLT - фор­мирование нисходящего (от опе­ратора к абонентам) потока данных и обработка трафика от абонентов. OLT также генерирует сообщения с временными метками, которые используются в качестве эталонных для синхронизации ОNT, окна об­наружения для новых ONT и уп­равляет процессом регистрации.

Сетевые терминалы со стороны заказчиков принимают поток дан­ных от разветвителя и преобразуют их формат, определяемый интер­фейсом пользователя, такой как 10/100 Ethernet, ATM или Т1, по­лучают сообщения с эталонными метками времени и передают дан­ные в разрешенном временном слоте (если применяется множес­твенный доступ с разделением по времени TDMA).

Обычно OLT располагаются в офисе оператора связи, в линей­ных сооружениях вне офиса (outside plant) или в точке присутс­твия POP (Point-of-Presence), ONT. как правило, вы­деляются индивидуальным поль­зователям, a ONU устанавлива­ются в цокольных этажах, иногда даже в распределительных колод­цах, и разделяются между несколь­кими клиентами. С помощью разветвителей можно реализовать практически все основные топо­логические схемы: «кольцо», «де­рево», «звезда» и «шина». Подчеркнем еще раз - важ­ным в технологии PON является то, что нет необходимости протя­гивать оптоволокно непосредс­твенно к рабочим станциям поль­зователей. ONU может быть соединен с офисами с помощью разнообразных сетевых техноло­гий, применяющих в качестве сред передачи витую пару, коаксиальный кабель (рис. 8.3).

Рисунок 8.3

Перейдем теперь к некоторым архитектурным особенностям пассивных оптических сетей. Их определяют две доминирующие технологии, с помощью которых осуществляется двунаправленный широкополосный доступ. Первая опирается на распространенный механизм мультиплексирования разделением по времени (Time Division Multiplexing - TDM). В этом случае к каждому абоненту поступает весь

трафик, а выделение нужного пакета выполняется терминалом ONT на основе адресной информации в заголовке. Если при передаче нисходящего потока от ОLT к ОNT никаких проблем не возникает, то при формировании восходящего потока необходимо применять какой-либо механизм синхронизации пакетов поскольку оптические расстояния от ONT разных абонентов до ОLT неодинаковы. Формирование вос­ходящего потока выпол­няется с помощью протокола мно­жественного доступа с разделением по времени (Time Division Multiple Access - TDMA). Хотя широкове­щательный характер, присущий TDM-архитектуре, позволяет ис­пользовать относительно простые устройства, тем не менее, она об­ладает рядом недостатков. В час­тности, поскольку приемники внутри ОNT должны обрабатывать суммарный трафик, то они требуют достаточно высокого быстродействия.

Второй технологией, на которой также базируется архитектура PON. является мультиплексирование с разделением длин волн WDM (Wa­velength Division Multiplexing). Пассивные оптические терминалы демультиплексируют суммарный световой поток, до­ставляя каждому ONT предназна­ченный только ему трафик на волне выделенной длины. При­емное оборудование на обоих кон­цах оптического канала в этом слу­чае проще. так как не содержит электроники, необходимой для TDM. Конечно, эта технология также не лишена определенных недостатков. Например, добавле­ние абонентского узла требует дополнительного лазерного источ­ника с длиной волны излучаемого света, отличной от других.

При разработке технология PON ставилась задача найти способы создания наиболее дешевых и скоростных сетей до­ступа с полным набором служб, которыемогли бы быть естествен­ным продолжением высокоско­ростных технологий передачи дан­ных, в частности IP-трафика, ви­део, 10/100 Ethernet.

В этих сетях наиболее подходящей транспорт­ной технологией является ATM, обеспечивающая наряду с высокой скоростью передачи данных объ­единенный трафик (голос, данные и видео) и необходимое качество сервиса (QoS). Что касается пропускной спо­собности, то существует два вари­анта. Первый предусматривает симметричный трафик со скоро­стью передачи данных 155 Мбит/с в обоих направлениях, тогда как вто­рой, асимметричный, устанавли­вает скорость 622 Мбит/с в нисхо­дящем потоке и 155 Мбит/с в восхо­дящем. Последний вариант еще известен под названием Broadband PON (BPON). Для нисходящего трафика используются длины волн 1490 нм и 1550 нм, а для восходя­щего - 1310 нм, а также применя­ется метод доступак среде TDMА.

Реальное количество поддержи­ваемых технологией разветвителей и протяженность канала зависят от используемых лазеров и потерь в оптоволокне. В стандарте ITU-G.983. например, оговариваются расстояние до 20 км и 32-канальный разветвитель.

Для решения проблем полосы пропускания и ограничений про­токола был разработан Gigabit PON (GPON)- спецификация ITU G.984. Она предоставляет 32 поль­зователям разделяемую полосу пропускания 2.5 Гбит/с. GPON пред­полагает те же длины волн для нисходящего и восходящего потоков, что и BPON. Базовый вариант GPON поддерживает максималь­ное расстояние 20 км и 32-портовый разветвитель или 10 км при 64-портовом разветвителе. Стан­дарт может быть реализован для различных платформ: ATM, Ethernet и TDM.

Альтернативой сетям BPON является Ethernet PON (EPON). определяемый стандартом IEEE 803.2ah. EPON использует только две длины волн: 1490 нм для нисходя­щего потока и 1310 нм для восхо­дящего и исключительно прото­кол IP. Технология предоставляет разделяемую полосу пропускания 1,25 Гбит/с в режиме доставки IP-пакетов.

Технологии FTTX

Многие компании стали постепенно переходить к использованию технологии FTTx в качестве основной для предоставления услуг в области доступа к сети Интернет. Теперь это уже не так сложно и дорого, как было несколько лет назад. Именно поэтому на рынке активно продвигается соответствующий продукт.

Использование технологии FTTx предполагает привлечение волоконно-оптических решений для построения широкополосных сетей. Стоит описать, что подразумевается под этим новым понятием. FTTx - это термин, при помощи которого описывается общий подход к формированию кабельной сетевой инфраструктуры, в которой от узла связи до конкретного места, обозначаемого как «x», доходит оптика, а далее, непосредственно до абонентов, прокладывается медный кабель. Вполне реально проложить оптику и непосредственно к абонентскому устройству. По большому счету использование технологии FTTx предполагает только физический уровень. Но под данным понятием скрывается и большое число технологий сетевого и канального уровня. Широкополосный доступ позволяет предоставлять огромное количество новых услуг.

На данный момент в качестве основного двигателя рынка FTTx называется массовый спрос на широкополосный доступ, а его очень сложно обеспечить, если использовать только ADSL. Оптические решения стали все активнее внедрять в крупных городах, и тут четко прослеживается тенденция к слиянию мелких операторов с более крупными, которые работают в федеральном масштабе. Технологии FTTx весьма активно используются в поселках, в которых инфраструктура изначально строилась на базе оптического тракта.

Развитие рынка FTTx на российский территории зависит не только от спроса на качественный контент, но и от числа крупных строительных проектов, а также обострения конкуренции среди поставщиков услуг широкополосного доступа. Благодаря динамическому строительству многоквартирных домов прокладка FTTx сетей становится очень быстрой и оправданной в экономическом плане, а конкуренция делает так, что стоимость доступа к Интернету становится все ниже. Несколько лет назад внимание операторов было направлено на корпоративного потребителя, а теперь все чаще рассматриваются обычные абоненты.

Технология FTTx (Ростелеком) включает несколько видов архитектур: - FTTN (Fiber to the Node) - оптоволокно доходит до сетевого узла;

FTTC (Fiber to the Curb) - оптоволокно доходит до микрорайона, квартала или нескольких домов;

FTTB (Fiber to the Building) - оптоволокно достигает здания;

FTTH (Fiber to the Home) - оптоволокно дотягивают до жилища.

Основное их различие состоит в том, насколько близко оптический кабель подходит к пользовательскому терминалу. Первыми появившимися решениями были FTTN и FTTC. Первое решение на сегодняшний день используется исключительно как быстро внедряемое и бюджетное там, где имеется медная распределительная инфраструктура, а прокладка оптики является просто нерентабельной. Трудности, связанные с таким решением, известны всем: низкое качество предоставляемых услуг, связанное со специфическими проблемами медных кабелей, находящихся в канализации, значительное ограничение по скорости и числу подключений в одном кабеле. FTTC представляет собой улучшенный тип FTTN, которому не присущи недостатки, свойственные последнему. В случае использования FTTC медные кабели прокладываются только внутри зданий, а это означает, что они не подвержены разрушительным факторам, а также не имеют большой протяженности линии, значение имеет также качество медных жил, используемых при этом. Именно поэтому удается добиться большей скорости на участке без оптоволокна. Такое предложение действительно при подключении по технологии FTTx PON. Подобная архитектура ориентирована на операторов, которые уже активно используют технологию xDSL, а также операторов кабельного телевидения. Благодаря реализации подобной архитектуры они смогут не только снизить затраты, но и увеличить количество подключенных пользователей, а также полосу пропускания, выделяемую каждому из них. Этот тип подключения в России чаще всего применяют операторы малых Ethernet-сетей, что связано с невысокой стоимостью медных решений, а также необходимостью в высокой квалификации исполнителя для монтажа оптического кабеля.

Внутригородская оптическая транспортная сеть строится по топологии кольцо и организуется на оптических маршрутизаторах. К ней подключено местное ядро сети, обеспечивающее необходимые услуги местной связи для абонентов и так же подключаются сети абонентского доступа по оптической линии, либо по Ethernet кабелю, так как коммутатор агрегации может находиться на самой АТС. От коммутатора агрегации идут кабели на опти-ческий кросс, который подключается к кабелю, идущему к домам. В домах стоят коммутаторы доступа, у которых есть оптические порты чаще всего со скоростью передачи данных 1GE (рисунок 13). Данный выбор скорости передачи данных обусловлен тем, что на больших скоростях дисперсия сильно влияет на длину регенерационного участка.

Рисунок 13 Схема сети FTTX

Технология FTTX раскрывает большие возможности для широкополосного доступа. Города развиваются очень быстро и между опе-раторами связи идет соперничество за каждого абонента. И выигрывает тот, кто предоставляет более качественные услуги по разумной цене. Но тут появляется дополнительная проблема. В больших городах для обеспечения пользователей качественным широкополосным доступом необходимо модернизировать городскую оптическую транспортную сеть, иначе не будет толка от пропускной способности абонентских линий.

В поселках более подходящей технологией является FTTX. Слабое затухание в оптических кабелях позволяет предоставлять услуги связи абонентам, находящимся на большом расстоянии от АТС (до десятков километров). Использование в данном случае медножильных кабелей не даст высокой скорости и надежности, к тому же для проведения линии по технологии DSL необходимо строительство кабельной канализации, что ведет к дополнительным затратам и потере времени. Плюс технологии FTTX в том, что оптический кабель можно подвести к дому по электрическим кабелям и это никак не повлияет на пропускную способность абонентской линии.

Для экономии оптических волокон и надежности используется агрегация каналов (англ. Link aggregation, trunking) или IEEE 802.3ad -- технология объединения нескольких физических каналов в один логический. Это способствует не только значительному увеличению пропускной способности магистральных каналов коммутатор--коммутатор или коммутатор--сервер, но и повышению их надежности. Хотя уже существует стандарт IEEE 802.3ad, многие компании еще используют для своих продуктов патентованные или закрытые технологии.

Главными задачами уровня агрегации являются мониторинг и управление трафиком с разделением потоков по типам услуг и запросам пользователей. Должны поддерживаться многоуровневое обеспечение QoS и маршрутизация MPLS. Топология сети уровня агрегации обычно предусматривает некоторую избыточность, которая позволяет резервировать каналы за счет реконфигурации сети. Для этого используется оборудование с повышенной отказоустойчивостью, поддерживающее протоколы защитной коммутации. В небольших и средних операторских сетях магистральный уровень и уровень агрегации часто представлены вместе.

Другие назначения уровня агрегации?-- подключение к операторской сети различных сервисных служб (файловых или игровых серверов, головных станций IPTV) и организация шлюзов к телефонным сетям. Правильно спроектированный уровень агрегации позволяет создавать распределенные сервисы, что обеспечивает уменьшение объема внутрисетевого трафика и большую надежность услуг.

Самым емким по количеству устройств уровнем городской сети Ethernet является уровень доступа. Он служит для подключения абонентов, и от него во многом зависит эффективность работы всей сети оператора связи. При большом числе абонентов (например, в случае предоставления услуг ШПД физическим лицам) на этом уровне часто используется промежуточная агрегация. Инфраструктура уровня доступа обычно соответствует топологии «звезда», но нередко применяются кольцевые и ячеистые топологии. Выбор зависит от плотности и территориальной распределенности абонентов.

На оборудование доступа ложится основная нагрузка по реализации мер защиты при подключении абонентов. В их число обычно входят применение списков контроля над доступом (ACL) с привязкой к портам коммутаторов, статическое и динамическое закрепление MAC-адреса за портом, блокировка неразрешенных MAC-адресов, авторизация по протоколу 802.1х или привязка IP-адреса к конкретному MAC-адресу. На этом уровне должна обеспечиваться поддержка механизмов качества обслуживания, заключающаяся в сегментации трафика по очередям приоритетов.

В последние годы операторы требуют от производителей, чтобы оборудование доступа имело функции мультикастинга. Для этого в нем реализуются протоколы IGMP, DVMRP, MOSPF, PIM DM/SM и др. Выбор того или иного протокола зависит от политики маршрутизации в сети оператора связи и от топологии такой сети.

Хорошим инструментом реализации гибкой тарифной политики является управление полосой пропускания абонентского порта, в определенной мере позволяющее прогнозировать загрузку каналов на уровне магистрали и агрегации трафика. Если планируется предоставлять услуги корпоративным клиентам, оборудование доступа должно поддерживать технологии 2-го уровня QinQ, VPLS (Virtual Private LAN Service), E-Line и E-LAN в соответствии со спецификациями Metro Ethernet Forum.

В сети доступа желательно применять оборудование с хорошими возможностями удаленного управления и диагностики. Это позволяет снизить нагрузку на службы технической и сервисной поддержки распределенной операторской сети. Немаловажна и возможность наращивания абонентской емкости узлов доступа, например за счет стекового включения коммутаторов. Сейчас подавляющее число абонентов сетей подключаются по медным линиям, для чего используется интерфейс «10/100 Base-T».

Использование в параллель несколько Ethernet-адаптеров выглядит так. Допустим есть два адаптера Ethernet: eth0 и eth1. Их можно объединить в псевдо-Ethernet-адаптер eth3. Система распознает эти агрегированные адаптеры как один. Все агрегированные адаптеры настраиваются на один MAC-адрес, поэтому удалённые серверы обращаются с ними как с один адаптером. eth3 можно настроить на один IP адрес, как любой Ethernet адаптер. Из-за этого программы обращаются к нему как к самому обычному адаптеру, скорость которого в два раза выше.

В большинстве случаев в городах с большим населением ведется точечная застройка. Для операторов проводной связи это вызывает опре-деленные сложности. Во многих районах города кабели уже проложены. Прокладка новых оптических кабелей не всегда является рентабельной, а в некоторых случаях и просто невозможной. Становится актуальной эксплуатация оптических кабелей, проложенных десять или более лет назад в уже существующей кабельной канализации, для цифровизации телефонных сетей связи, это экономически более обосновано, так как необходимо только заменить оборудование сети. Для обеспечения услуг связи в жилых многоквартирных домах применяется технология FTTB, так как это более рациональное использование финансов (кабель с витой парой стоит дешевле и не боится изгибов) оконечное оборудование пользователя при использовании витой пары стоит намного дешевле. При использовании витой пары есть ограничение по длине в сто метров. Внутри жилого здания эта длина обычно не превышается и на половину.

В уже использующемся оборудовании в основном применяется двухволоконный (рисунок 14) режим для связи коммутатора агрегации и коммутатора доступа.

Рисунок 14 Схема двухволоконной оптической линии между коммутатором агрегации и коммутатором доступа.

Данный метод двухволоконного режима в современных условиях является не рациональным.

Для экономии оптических волокон операторы связи вводят одно-волоконный режим, используя WDM SFP оптические модули, либо селективные оптические Y- образные разветвители (рис. 15). Стоимость WDM SFP модулей намного выше обычных и так же существенная разница по стоимость между SFP модулями с разными длинами волн. SFP модуль, работающий на длине волны 1310 нм почти в два раза дешевле, чем работающий на длине волны 1550 нм. Селективные Y-образные разветвители экономят средства, относительно WDM SFP модулей.

Для большей экономии средств и простоты подключения можно использовать не селективные Y-образные разветвители.

Рисунок 15 Линия передачи в одноволоконном режиме между коммутатором доступа и коммутатором агрегации.

Ежегодно растет интерес к развертыванию сетей доступа с возможностью предоставления абоненту широкополосного канала связи. Причиной данного интереса служит быстрый рост требований к полосе пропускания сетей связи, обусловленный появлением новых широкополосных услуг. К таким услугам можно отнести услуги для бизнеса (видеоконференц-связь, удаленное обучение, телемедицина) и развлекательные услуги (видео по запросу, цифровое вещание, HDTV, on-line игры и т.д.). Используемые в настоящее время технологии не могут предоставить экономически выгодного решения для удовлетворения растущих потребностей, поэтому в ход идут не совсем привычные технологии.

Одна из них - FTTx (Fiber To The... - «волокно до...») - технология организации сетей доступа с доведением оптического волокна до определенной точки. FTTx-технология не является новой, однако широкое распространение получает именно сейчас.

Есть несколько вариантов реализации FTTx, из них можно выделить:

• 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:

• 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

Рассмотрим более подробно два первых варианта FTTx.

FTTB

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.

FTTH

Как мы уже говорили, FTTH подразумевает доведение оптического волокна до квартиры или частного дома пользователя. Существует два типа организации FTTH сетей: на базе Ethernet и на базе PON.

Решение на базе Ethernet

В решении Ethernet FTTH для коммутации линий подразумевается использование коммутаторов с оптическими портами или оптическими трансиверами. Коммутаторы объединяются либо в «кольцо» Ethernet (GE или 10GE), либо по топологии «звезда» и располагаются на цокольном или чердачном этаже (в зависимости от способа заведения магистрального волокна в дом). К портам коммутатора подключаются устройства конечных пользователей.

Такой подход обеспечивает высокий уровень надежности за счет возможности резервирования оптических каналов, и обеспечивает преемственность с существующей «медной» инфраструктурой. К недостаткам Ethernet FTTH можно отнести узкую полосу пропускания и недостаточные возможности масштабирования. На территории абонента (в квартире или коттедже) используются устройства CPE (Customer Premise Equipment).

Решение на базе PON

При использовании решения на базе PON - пассивной оптической сети - для развертывания сети FTTH оптоволоконная линия распределяется по абонентам с помощью пассивных оптических разветвителей (сплиттеров) с коэффициентом деления от 1:2 до 1:128.

В стандартной оптической сети PON на стороне провайдера связи используются OLT (Optical Line Terminal), а в качестве абонентских устройств применяются ONT (Optical Network Terminal).

ONT представляет из себя более сложное устройство, чем CPE, используемый в Ethernet решении. Кроме функций предоставления широкополосного доступа и поддержки сервисов, ONT должен дополнительно поддерживать:

• протокол управления доступом к PON
• лазеры пакетного режима (burst-mode lasers), обеспечивающие передачу данных ONT только в определенные терминалом OLT отрезки времени
• повышенная мощность сигнала (требуется учитывать потери на делителях и пр.)
• шифрование
• высокая производительность

Эти дополнительные функции обусловливают значительно более высокую стоимость устройства ONT для архитектуры PON, чем устройства Ethernet FTTH CPE.