Обзор технологий широкополосного доступа

Одна из главных задач, стоящих перед современными телекоммуникационными сетями доступа – так называемая проблема «последней мили», предоставление как можно большей полосы пропускания индивидуальным и корпоративным пользователям при минимальных затратах. Наиболее перспективными являются технологии, использующие оптическое волокно.

«PON (аббревиатура от английского Passive optical network, пассивная оптическая сеть) – технология пассивных оптических сетей.

Распределительная сеть доступа PON основана на древовидной                 волоконно - кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, представляет экономичный способ обеспечить широкополосную передачу информации. При этом архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания узлов сети и пропускной способности, в зависимости от настоящих и будущих потребностей пользователей.

Первые шаги в технологии PON были предприняты в 1995 году, когда группа из семи компаний (British Telecom, France Telecom, Deutsche Telecom, NTT, KPN, Telefonica и Telecom Italia) создала консорциум для реализации идеи множественного доступа по одному волокну. Эта организация, поддерживаемая ITU-T, получила название FSAN (английского Full Service Sccess Network). Много новых членов, как операторов, так и производителей оборудования, вошло в неё в конце 1990-х годов. Целью FSAN была разработка общих рекомендаций и требований к оборудованию PON для того, чтобы производители оборудования и операторы могли сосуществовать вместе на конкурентном рынке систем доступа PON.

Классическая PON - сеть состоит из:

- центрального станционного устройства OLT (Optical Line Terminal), которое служит для агрегации потоков оптических сетей (деревьев);

- распределительной оптической сети ODN (Optical Distribution Network), состоящей из:

- магистрального оптического фидера (волокна);

- сплиттеров, разветвляющих оптический сигнал на ветви оптического дерева;

- распределяющих оптических волокон (ветвей) дерева PON - сети;

- оконечных отводных пользователских кабелей (Drop-окончаний), которые в зависимости от типа оконечного пользовательского устройства и количества каскадов;

- системы управления сетью AMS (Access Management System), которая служит для управления и мониторинга оборудованием PON;

- сплиттеров на сети могут быть оптическим волокном, кабелями Ethernet, xDSL, E1;

- оконечных пользователских устройств ONU (Optical Network Unit) или ONT (Optical Network Terminal), которые в зависимости от их типа могут устанавливаться в распределительном шкафу, в здании, в помещении пользователя и предоставляют конечным пользователям различные порты доступа в зависимости от типа и модели устройства: Ethernet, иногда VDSL – основной вид порта, дополнительно - кабельного телевидения, подключения телефона, Е1.

Основная идея архитектуры PON – использование всего одного приёмопередающего модуля в OLT (англ. Optical Line Terminal) для передачи информации множеству пользователских устройств ONT (Optical Network Terminal в терминологии ITU-T), также называемых ONU (Optical Network Unit) в терминологии IEEE и приёма информации от них.

Число пользователских узлов, подключенных к одному приёмопередающему модулю OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приёмопередающей аппаратуры. Для передачи потока информации от OLT к ONT – прямого (нисходящего) потока, как правило, используется инфракрасное излучение с длиной волны 1490 нм. Наоборот, потоки данных от разных пользователских узлов в центральный узел, совместно образующие обратный (восходящий) поток, передаются на длине волны 1310 нм. Для передачи сигнала телевидения используется длина волны 1550 нм. В OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки.

Технология PON имеет ряд перечисленных ниже неоспоримых преимуществ перед другими технологиями:

- невысокая стоимость построения сети. Технология реализует возможность подключения через одно оптоволокно большого количества пользователских терминалов, что способствует значительной экономии волокон;

- низкие расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание сети. Преимущество обусловлено использованием пассивного оборудования в распределительной сети;

- возможность постепенного наращивания сети. Ввод новых узлов не оказывает влияния на действующую сеть;

- перспективность создания распределительной инфраструктуры. Строительство оптической распределительной сети закладывает хорошую и долговременную основу для дальнейшего развития и предоставления в будущем любых мультимедийных услуг с практически неограниченной полосой пропускания;

- надежность. Использование меньшего числа активных элементов в сети обеспечивает ее надежность, а кроме того, способствует как снижению чувствительности к влиянию смежных линий связи, так и уменьшению воздействия на них;

- высокая гибкость. Построение распределительной сети по технологии PON требует применения всего лишь одного оптического волокна, а не пучка волокон, как при использовании других оптоволоконных технологий. Благодаря этому можно строить сеть по шинной или древовидной топологии, что весьма выгодно с экономической точки зрения. Гибкость технологии позволяет использовать ее в любых сетевых конфигурациях семейства FTTx;

- возможность оказания услуг Triple Play» [5].

«Семейство FTTx – все дело в последней букве, которая определяет конечное место. FTTx – целое семейство оптико-волоконных технологий, призванных для обеспечения оптической связью. FTTx позволяет подвести в дом широкополосный интернет, телефонную связь, FTTx также дает возможность наслаждаться цифровым телевещанием. «Х» – точка, определяющая до какого места, доходит оптическое волокно (рисунок 1.1)

 

 

Рисунок 1.1 – Семейство FTTx

 

В семейство FTTx входят различные виды архитектур:

- FTTN (Fiber to the Node) – волокно до сетевого узла;

- FTTC (Fiber to the Curb) – волокно до микрорайона, квартала или группы домов;

- FTTB (Fiber to the Building) – волокно до здания;

- FTTH (Fiber to the Home) – волокно до жилища (квартиры или отдельного коттеджа).

Они отличаются главным образом тем, насколько близко к пользовательскому терминалу подходит оптический кабель.

FTTN – Fiber to the Node, «оптика до сетевого узла». FTTN одна из первых технологий связи. В настоящее время FTTN используется в качестве эконом варианта, так как не требует большого количества затрат. Если на местности развита кабельная инфраструктура, то FTTN достаточно просто подключить оптику до сетевого узла. Сейчас FTTN используют лишь в дальних районах, там, где протягивать оптику слишком сложно.

FTTC – Fiber - To - Carb, что значит, «оптика до группы домов».             FTTC самая доступная по своей стоимости технология, именно с                            FTTC начиналась конструкция оптико-коаксиальных сетей. FTTC использует коаксиальный усилитель, поэтому она всегда будет дешевле волоконной связи. Стоимость монтажа FTTC намного ниже оптической сети. Поэтому                    FTTC монтирует оптическую сеть до кросса на улице, а в дома FTTC ведет уже медный кабель.

FTTB – Fiber - To - The - Building, дословный перевод: «оптика до здания». FTTB – технология, в которой оптическое волокно достигает строения.                  FTTB предполагает сеть приблизительно из 200 пользователей, то есть многоквартирный дом. Огромным достоинством FTTB является ее простота и легкость построения дополнительных сетей. В FTTB к одному устройству подсоединяется минимальное количество пользователей, что позволяет значительно снизить уровень помех.

FTTH – Fiber - to - the - home, «оптика до дома». FTTH – технология, в которой оптическое волокно доходит прямо до квартиры пользователя. Именно благодаря FTTH у нас появилась возможность пользоваться широкополосным интернетом. FTTH обладает высокой пропускной полосой и позволяет достигать хороших скоростей. FTTH дает возможность через один порт пользоваться интернетом, телефоном и телевидением» [5].