Технологии пассивных и активных оптических сетей доступа все чаще применяются операторами связи для решения разнообразных задач и предоставления услуг, однако составляют пока лишь небольшую долю в инфраструктуре широкополосного доступа.

По данным IMS Research, число пользователей услуг широкополосного доступа в мире недавно достигло 150 млн, что на 51 млн превышает показатели предыдущего года (см. Рисунок 1). Этот рынок быстро растет и в России, а объем продаж услуг доступа в Internet за последний год увеличился вдвое.

Многие операторы связи делают ставку на развитие дополнительных видов услуг (Value Added Services, VAS). В прошлом году доход отечественных операторов и поставщиков контента от предоставления VAS утроился, правда, в основном за счет сотовых сетей. Между тем внедрение таких услуг имеет большое значение и для операторов фиксированной связи: «обогащение контента», как считают в Lucent Technologies, будет способствовать и росту рынка, и увеличению их доходов. Таким образом, во всем мире перед провайдерами стоит задача перехода от продажи трафика и услуг доступа к продвижению новых высокодоходных услуг. Специалисты Nortel выделяют среди них VoIP, мультимедийные конференции (голос/видео/обмен сообщениями), Web-ТВ, интерактивное ТВ, телевидение высокой четкости (HDTV), ТВ с оплатой по времени, видео по запросу (VoD), радиотрансляции, высокоскоростной Internet, интерактивные игры и VPN. Это услуги не только для домашнего, но и для корпоративного сектора.

Особая роль отводится поддержке мультимедийного трафика для предоставления прибыльных услуг предприятиям (VoIP, видеоконференц-связь) и частным пользователям (видео по запросу, телевещание по сетям IP, интерактивные игры и др.), а также обеспечению необходимой пропускной способности для прозрачного взаимодействия удаленных офисов (VPLS). Услуги Triple Play (голос, видео, данные) требуют пропускной способности более 10 Мбит/с, а HDTV (MPEG-2) — 16—20 Мбит/с на канал. Использование в России мультисервисных широкополосных сетей доступа в качестве среды распространения ТВ-контента пока минимально, однако провайдеры начинают разрабатывать бизнес-модели для предоставления пакетов услуг, занимаются налаживанием взаимоотношений с поставщиками контента и формированием самого рынка потребления. Не менее серьезной проблемой является готовность инфраструктуры доступа к поддержке подобного сервиса, ее оптимизация для доставки видео.

В ПОИСКАХ «ШИРОКОЙ ПОЛОСЫ»

В начале года в мире насчитывалось более 100 млн пользователей DSL, и эта технология остается доминирующей в области широкополосного доступа. В некоторых странах почти столь же популярны сети кабельного ТВ, а в России получили развитие домовые сети Ethernet — крупные локальные сети, охватывающие несколько зданий или даже целые микрорайоны. Определенные надежды возлагаются на беспроводные технологии — WiMAX и Wi-Fi, однако их развертывание будет происходить достаточно медленно. По прогнозам In-Stat, в 2009 г. лишь 3% пользователей широкополосных услуг станут применять WiMAX, а в США заметного роста этого рынка не ожидают до конца десятилетия.

С WiMAX экспериментируют и российские провайдеры. Например, компания АСВТ приступила к созданию такой сети в московском регионе, однако, как отмечает ее технический директор Сергей Мишенков, поскольку технология новая и поддерживающее ее оборудование еще достаточно «сырое», многое приходится отрабатывать в опытных зонах, искать оптимальные пути проектирования и построения сетей в условиях города, пригорода, районов коттеджной застройки.

Пока же операторы стремятся максимально использовать существующую медную инфраструктуру доступа — телефонные линии, а технологии DSL продолжают совершенствоваться и адаптироваться для предоставления новых услуг, прежде всего доставки видео. Так, в Lucent наиболее перспективными считают ADSL2+ и VDSL2. По прогнозам Infonetics Research, тенденции роста числа подключений DSL в мире сохранятся как минимум до 2007 г.

Между тем ввиду растущего спроса на пропускную способность все более привлекательным оказывается волоконно-оптический доступ с практически неограниченными возможностями предоставления услуг, когда требуется поддержка видео, аудио, IP-телефонии и других сервисов. По словам Андрэ Жирара, главного технического специалиста компании EXFO, проникающая на зарубежный рынок технология HDTV становится все более доступной для потребителей. Ее внедрение будет способствовать приближению оптических сетей к клиентам.

Задача организации широкополосного волоконно-оптического доступа может быть решена разными способами: по схеме «оптическое волокно до здания» (FTTB), «до жилища» (FTTH) или «до распределительной коробки» (FTTC). В топологии сетей доступа обычно выделяют три основных архитектуры: «кольцо», «точка—точка» (P2P) и «точка—множество точек» (P2MP), выбор которых зависит от требований заказчиков, плотности размещения абонентов и их удаления, от технологии и архитектуры магистральной сети, предоставляемых услуг и ряда других факторов.

По данным IDC, уже три года назад на долю оптического волокна приходилось около 3% широкополосных линий доступа. Согласно прогнозам, в текущем году число пользователей FTTH достигнет 4 млн, а в 2007 г. превысит 8 млн (см. Рисунок 2). Волоконно-оптические сети призваны со временем заменить медную инфраструктуру доступа. Вместе с тем, очевидно, что потребуется не одно десятилетие, прежде чем волоконно-оптических линий станет больше, чем медных. По мнению Хавьера Кахи, специалиста Lucent по сетевой архитектуре и технологической стратегии в Европе, оптика постепенно будет приближаться к клиентам, вытесняя медные линии с участка последней мили (см. Рисунок 3). Рост спроса на услуги широкополосного доступа заставляет операторов модернизировать свои сети, а инвестиции в FTTH способны давать отдачу в течение долгого времени.

Продукты для решения проблем последней мили, системы и платформы управления, выпускаемые многими производителями, позволяют строить практически любые конфигурации — P2P, P2MP, кольцевые, с выделением/вставкой (add/drop) и их комбинации. Крупные поставщики предлагают наиболее широкий спектр платформ и технологий, отвечающих разнообразным потребностям заказчиков (см. врезку «PON и не только»). Остальные работают в области нишевых решений или создают оригинальные новаторские продукты.

ETHERNET ДО КЛИЕНТА

Увеличение скорости до 10 Гбит/с, новые возможности в организации мультисервисных услуг благодаря применению таких стандартов и протоколов, как IEEE 802.1Q (VLAN), приоритезация трафика, классы DiffServ для обеспечения QoS, MPLS для быстрой коммутации пакетов в многопротокольных сетях, превратили Ethernet в технологию операторского класса. На уровне городских сетей это выражается в распространении Metro Ethernet.

Хотя на магистралях региональных и городских сетей по-прежнему доминирует кольцевая инфраструктура ATM/SDH, сегменты Ethernet постепенно появляются и здесь. Применение Ethernet в глобальных сетях и сетях доступа позволяет снизить стоимость услуг Triple Play и добиться прозрачного соединения удаленных офисов. В новых разработках IP/Ethernet для сетей доступа делается попытка объединить лучшие качества волоконной оптики и технологии Ethernet, причем последняя применяется не только для сетей с коммутацией пакетов, но и для унаследованных магистральных сетей SDH.

Концепцию Ethernet To The X (ETTX), где X — жилые здания или корпоративные клиенты, продвигает, в частности, Cisco Systems (см. Рисунок 4). Многие современные решения строятся в соответствии с рекомендациями альянса Ethernet on the First Mile (EFM) и Metro Ethernet Forum (MEF) (см. «Ресурсы Internet»). Для новых операторов, не имеющих унаследованной инфраструктуры и ориентирующихся на Ethernet/IP, построение последней мили на основе технологии Ethernet особенно актуально.

Простейший вариант организации доступа состоит в применении медиа-конвертеров «медь—оптика», «оптика—медь» и «оптика—оптика». Именно с медиа-конвертеров начинали свой бизнес Allied Telesyn и METRObility Optical Systems. Подобные решения выпускают сегодня многие производители (см. статью Натальи Жилкиной «На перекрестке двух миров» в ноябрьском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 2003 г.). Ранее медиа-конвертерные платформы не обладали необходимой управляемостью, хотя ведущие производители медиа-конвертерных решений разрабатывали собственные средства управления. Теперь же широкий спектр этих продуктов оснащается не только встроенными средствами администрирования, но и эффективными механизмами восстановления, что повышает надежность сети в целом и поэтому позволяет называть их решениями операторского класса.

С принятием IEEE стандарта 802.3ah, получившего название «Ethernet на первой миле» (EFM), появились расширенные возможности управления и мониторинга удаленных устройств и каналов связи для пакетных сетей Ethernet. Для всех топологий доступа предусматривается общий набор правил управления, администрирования и обслуживания (OAM). Оператор имеет возможность комбинировать оптические и медные сегменты сети и управлять ею посредством единого набора инструментов и процедур. Этот стандарт стал ориентиром для большинства производителей оборудования доступа по оптике и меди.

На решение проблем последней мили с помощью «оптического Ethernet» в соответствии со стандартами IEEE и альянса EFM нацелено семейство медиа-конвертерных платформ METRObility Radiance. Компания METRObility дополняет 802.3ah собственными патентованными технологиями, такими, как управление пропускной способностью канала, измерение мощности оптического сигнала, управление параметрами оборудования (температура, напряжение источника питания). Для организации канала управления используются межкадровые промежутки Ethernet (Inter-Packet Gap, IPG). Расширения не влияют на стандартные возможности управления, а лишь добавляют функциональность и число параметров управления. Система управления основана на базах MIB, использует стек протоколов SNMP и стандарт IEEE 802.3ah. Графический интерфейс системы управления NetBeacon позволяет получать информацию о событиях, соотносить их с сетевыми элементами и каналом связи, отображать состояние соединений и условия функционирования портов.

Конструктивно оборудование METRObility представляет собой модульные устройства, куда устанавливаются линейные карты с компактными съемными модулями (Small Form-factor Pluggable, SFP), оснащенные средствами мониторинга качества линии, оптической амплитуды и параметров оборудования. Они способны поддерживать CWDM, а оптический транспондер Multi-Rate Line Card (MRLC) позволяет использовать различные протоколы (Ethernet, STM-1/4/16, ESCON, FC) и поддерживать сразу несколько услуг по одной оптической паре («мультисервисный CWDM»). Транспондер MRLC преобразует различные длины волн для любых протоколов со скоростью передачи от 45 Мбит/с до 2,7 Гбит/с. Одна из функций линейных карт — динамическое изменение пропускной способности с шагом в 1 Мбит/с раздельно для приема и передачи.

Продукты METRObility дают возможность организовать доставку услуг по оптическому волокну на расстояние до 80—100 км в конфигурации «точка—точка» или «кольцо» (см. Рисунок 5). Компания выпускает оконечные устройства (ONU), мультиплексоры ввода/вывода (Optical Add-Drop Multiplexor, OADM) и платформы CDWM для установки в помещении клиента. Как отмечает Дмитрий Гусельцов, старший менеджер по продуктам METRObility в компании ИМАГ, устройства METRObility прозрачны для различных протоколов и могут использоваться для терминирования разных типов трафика и предоставления целого ряда услуг.

Рисунок 6. Медиа-конвертерная платформа Converteon от Allied Telesyn с поддержкой Ethernet, протоколов глобальной сети и стандарта 802.3ah дополнена встроенным коммутатором и модулем управления.

Многопротокольная медиа-платформа Converteon (см. Рисунок 6), пополнившая спектр продуктов Allied Telesyn, предназначается для предоставления мультисервисных услуг по оптической сети доступа, включая доставку трафика E-1. Поставки этого продукта с поддержкой протокола сквозного управления каналом 802.3 ah начнутся в мае-июне. Новые специально разработанные медиа-конвертеры, позволяющие довести Ethernet до клиента и развернуть сети FTTH/ FTTB, имеются и в спектре продуктов OlenCom Electronics. С их помощью оператор может управлять устройством в помещении клиента по стандартному протоколу. Подобный подход реализуют сегодня многие производители. Современные медиа-конвертеры способны работать на гигабитных скоростях по одному волокну.

Крупнейшим отечественным операторам более известны медиа-конвертерные плафтормы FiberDriver компании MRV Communications. Как отмечает глава представительства MRV Кирилл Терлекчиев, конвертеры с удаленным управлением появились у MRV в 2001 г.: в патентованной технологии IP-Less применяется отдельный от Ethernet канал управления внутри оптического тракта. В настоящее время IP-Less задействована в большом числе продуктов MRV: например, в новой платформе абонентского доступа OA2000, позволяющей подключать абонентов Ethernet по одному волокну. С принятием стандарта 802.3ah MRV выпустила медиа-конвертеры для FiberDriver, поддерживающие этот стандарт. Расширения 802.3ah используют сегодня большинство производителей. В продуктах MRV предусматриваются ограничение скорости для пользовательского порта, сбор данных диагностики с SFP, резервирование оптического канала и другие дополнительные функции.

МОДУЛЬНАЯ ОПТИКА

Платформа волнового мультиплексирования LambdaDriver, одна из основных линеек продуктов MRV Communications, представлена сегодня пятью моделями с поддержкой CWDM/DWDM. Они способны передавать по одному оптическому волокну до 80 каналов в случае DWDM (обычно применяемом на транспортном уровне городских сетей и сетей дальней связи) и до 8/16 каналов в случае более дешевого CWDM. Платформы LambdaDriver прозрачны для любого цифрового протокола со скоростью передачи до 10 Гбит/c, включая цифровое видео, а набор модулей позволяет строить практически любые конфигурации — «точка—точка», линейные, кольцевые, полносвязные, с выделением/вставкой.

MRV имеет подразделение Luminent, производящее оптические компоненты, что позволяет ей оптимизировать стоимость решений и выпускать разнообразные оптические модули. Ратуя за «оптику до клиента», компания все же предлагает в своих коммутаторах OptiSwitch, агрегирующих трафик пользователей, поддержку Ethernet поверх VDSL (EoVDSL). В таком варианте оператор Telia реализовал в Швеции крупный проект на базе оборудования MRV с EoVDSL на последней миле, где агрегируется трафик 100 тыс. пользователей.

Модульные шасси LambdaDriver обеспечивают возможность выбора между плотностью каналов, расширяемостью и стоимостью системы. Это пассивная полка с набором модулей-транспондеров для преобразования оптического сигнала (см. Рисунок 7), коммутация которых осуществляется посредством оптических шнуров. Модули CWDM (с шагом волны 20 нм) и DWDM (с шагом волны 0,8 нм) устанавливаются — при необходимости — в одно шасси. Применение в транспондерах недорогих сменных модулей SFP увеличивает гибкость платформы и позволяет контролировать входной и выходной (цветной) сигнал. Среди последних продуктов MRV — транспондер с одновременной поддержкой 10GbE, OC-192 и FC. В активных моделях LambdaDriver (с модулем управления) можно удаленно менять тип протокола на интерфейсе (Remote Provisioning). Предусматриваются и различные схемы резервирования каналов. Транспондеры TM-DXFP4/8 предназначены для передачи 10GbE (IEEE 802.3ae) на расстояния до 40—80 км. Среди новинок — модули с одновременной передачей GbE и восьми потоков E-1 на одной длине волны.

Применение «цветных» конвертеров гигабитного интерфейса (Gigabit Interface Converter, GBIC) непосредственно в коммутаторах позволяет сэкономить на транспондерах. С помощью GBIC можно строить относительно недорогие «пассивные» сети WDM, подмешивая и выделяя сигнал в OADM. Благодаря одно- и двухволоконным ОADM с затуханием около 1 дБ на канал выделяется или добавляется до четырех каналов. Подобный подход распространяется только на CWDM и GbE, но он привлекает приемлемой ценой и легкостью инсталляции. Модули SFP, в отличие от GBIC, обеспечивают мониторинг большего числа оптических параметров.

Управляемые модульные коммутаторы OptiSwitch предназначаются для построения сетей доступа и предоставления услуг. Для разделения пользовательского трафика MRV применяет стандартный механизм VLAN, а на магистральном уровне — MPLS. Надежность коммуникаций повышают механизмы Rapid Spanning Tree и специально разработанные средства резервирования канала Ethernet на физическом уровне.

Недорогие решения CWDM с маломощными лазерами обеспечивают дальность связи до 20 км, однако для каждого клиента необходим оптический порт оборудования в точке присутствия провайдера. В расчете на расширение сети ряд портов будет оставаться невостребованным.

Активные оптические сети доступа получили широкое распространение, однако в некоторых случаях, когда необходимо предоставлять множество услуг большому числу рассредоточенных абонентов, древовидная структура сети и конфигурация «точка—множество точек» (P2MP) оказываются более выгодными по сравнению Ethernet P2P.

ОДИН НА ВСЕХ

Чтобы сэкономить на дорогостоящих электронных компонентах и обеспечить недорогой способ развертывания оптических линий, в приложениях FTTH/FTTB предполагается использовать всего два лазерных источника на приемном устройстве и два на передающем (для транспортировки трафика в прямом и обратном направлении), а трафик абонентов разделять с помощью временного мультиплексирования (см. статью автора «Оптика вплотную к клиентам» в майском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 2003 г.). Эта технология с архитектурой P2MP получила название пассивных оптических сетей (Passive Optical Network, PON). Идея PON появилась еще в 1995 г., а в 1998 г. были приняты первые спецификации (G.983). Именно за стандартом G.983 исторически закрепился термин «PON», хотя, например, в METRObility его применяют при описании приложения Ethernet-over-CWDM. В решениях Radiance компания использует одноканальные OADM, выводящие (Drop & Pass) или вводящие/выводящие (Drop & Add) один канал — оптическая сеть в этом случае пассивна на участке от оператора до клиента.

Обычно «классические» сети PON имеют древовидную топологию (P2MP) с пассивным разветвлением (см. Рисунок 8), хотя не исключаются кольцевая (в бизнес-приложениях) и линейная схемы (для территориальных сетей). К одному порту центрального узла подключается сегмент дерева, охватывающий десятки абонентов. Основа экономичности PON — относительно недорогое оборудование в точке присутствия провайдера (Optical Line Terminal, OLT), клиентские устройства (Optical Network Terminal, ONT) и не требующая обслуживания инфраструктура доступа (см. Рисунок 9).

В любой технологии PON (см. Таблицу 1) пропускная способность делится между абонентами и распределяется согласно политике администрирования. Кроме того, в отличие от SDH, в сети PON свободную пропускную способность можно динамически выделять нуждающемуся в ней абоненту. Обычно одно OLT обслуживает до 32 абонентов, удаленных на расстояние до 20 км.

Ожидалось, что массовое внедрение технологии PON начнется в 2001 г., однако разразившийся тогда кризис в телекоммуникационной отрасли внес свои коррективы. Даже сегодня число пользователей PON не превышает 2 млн. Стандарт ATM PON (APON) был ориентирован в основном на частных лиц и обеспечивал предоставление услуг телефонии, хотя средств доставки видео первоначально не предусматривал. Позднее несколько начинающих компаний выпустили системы APON для корпоративных клиентов. Поддержка видео появилась в версии Broadband PON (BPON) в 2003 г. с принятием рекомендации ITU-T G.983.8. Для подачи видеосигнала (аналогового или цифрового) в направлении к абоненту на стороне оператора используется третий лазерный источник.

Разработка GPON (ITU G.984) позволила достичь гигабитных скоростей, но потребовала применения средств для повышения устойчивости работы сети, в частности кодов с коррекцией ошибок. В отличие от CWDM, оптимизированной для городских сетей и больших расстояний, PON специально проектировалась для сетей доступа.

В варианте FTTH на основе PON к жилому дому обычно подводится одноволоконный оптический кабель. ONT на внешней стене здания имеет три пользовательских интерфейса (см. Рисунок 10). Далее услуги Triple Play (телевидение, компьютерная сеть, телефония) при помощи медного кабеля разводятся по комнатам. В ONT используются недорогие лазеры Фабри-Перо, они не требуют контроля температуры, как более дорогие лазерные источники EFB в оборудовании OLT.

PON + ETHERNET

В 2001 г. в IEEE была образована рабочая группа Ethernet in the First Mile (EFM), поставившая задачу стандартизации симметричной технологии Ethernet PON (EPON). В июне 2004 г. принят стандарт IEEE 802.3ah, где специфицированы технологии доступа EoVDSL/ EoSHDSL, EPON (P2MP) и оптический Ethernet P2P (до 100 км). В архитектуре EPON сохранились многие рекомендации G.983, а для повышения качества услуг и надежности поддерживаются Type of Service (ToS) и DiffServ, допускается резервирование, предусматриваются многоуровневая защита посредством VLAN и VPN для групп пользователей, IPSec и туннелирование.

EPON — одноволоконная сеть, использующая мультиплексирование WDM на длинах волн 1490 и 1310 нм для прямого и обратного сигнала (см. Рисунок 11). Окно 1550 нм зарезервировано для добавления других услуг — потокового видео, кабельного телевидения или даже DWDM (1530—1565 нм) — на расстояние до 18 км. С точки зрения управления сеть ЕPON функционирует как распределенный коммутатор Ethernet, который, с одной стороны, имеет абонентские интерфейсы, а с другой — порты операторского оборудования. Такой коммутатор должен поддерживать обычные для коммутаторов стандарты и протоколы (Spanning Tree, приоритезацию трафика и т. д.).

Физический уровень EPON предусматривает два класса интерфейсов — для малых (до 10 км) и больших расстояний (до 20 км). Это дает возможность применять менее дорогие передающие узлы, зона действия которых не превышает 10 км (см. Таблицу 2). Такой вариант хорошо подходит для территориальных сетей или коттеджных поселков с компактным расположением абонентов. Интерфейсы EPON аналогичны применяемым в традиционных оптических сетях, а по мере формирования рынка и совершенствования технологий ожидается дальнейшее снижение их стоимости.

Таблица 2. Стандарты «оптического» Ethernet.

Реальная пропускная способность EPON — около 1 Гбит/с в направлении к абоненту и 800 Мбит/с в обратном направлении. Технология не требует преобразования протоколов между ATM и IP. Сети Metro Ethernet делают применение ATM излишним, хотя в оборудовании BPON/ GPON также предусмотрены интерфейсы Ethernet.

В АКТИВЕ И В ПАССИВЕ

PON можно использовать в сочетании с DSL или технологией беспроводного доступа, при этом названные технологии применяются на более коротких участках. Решить задачу сквозного управления такой инфраструктурой помогает стандарт 802.3ah, обеспечивающий мониторинг каналов и управление устройствами при комбинации технологий EFM — 100BaseX, EPON и EoVDSL. С появлением коммутаторов, поддерживающих 802.3ah, стало возможным собирать и анализировать в центре коммутации различную информацию: данные о состоянии линии и параметрах оборудования, статистику по трафику Ethernet на удаленном устройстве или пороговые значения ошибок.

В компании ИМАГ оптимальным вариантом для уже сложившихся жилых районов, бизнес-центров и гостиничных комплексов считают технологию Ethernet P2P по медному кабелю, для новых районов — оптический Ethernet P2MP, а для подключения крупных корпоративных клиентов рекомендуют масштабируемую волоконно-оптическую инфраструктуру P2P. PON целесообразнее использовать в древовидных топологиях с множественным делением, а активные оптические сети Ethernet — в более сложных полносвязных и кольцевых структурах. Выбор технологии зависит от решаемой задачи. Что касается вариантов PON, то на принятие решения влияет существующая транспортная сеть провайдера и предоставляемые услуги. Сегодня PON рассматривается и как средство для доставки видео. Растущий интерес провайдеров к этим услугам, несомненно, послужит дополнительным стимулом дальнейшего развития технологии.

В то же время сети PON серьезно ограничивают потенциал оптической инфраструктуры. Пропускная способность PON делится между абонентами и может оказаться недостаточной для будущих услуг HDTV. В активной оптической сети Ethernet каждый абонент получает 100 Мбит/с, причем возможно масштабирование до 1 или 10 Гбит/с. Кроме того, все решение PON должно строиться с применением продукции одного поставщика, особенно это касается BPON и GPON. Вместе с тем, стандарт EPON может способствовать появлению совместимых и более дешевых решений PON. По словам Рустама Убайдуллаева, руководителя отдела инноваций «Телеком Транспорт», именно вопрос совместимости центральных и абонентских узлов PON является сегодня наиболее важным для развития данного рынка и снижения стоимости решений.

Значительная часть первоначальных затрат на внедрение PON приходится на центральный терминал OLT, а чтобы развертывание сети было экономически оправдано, количество обслуживаемых абонентов должно составлять не менее 70% от максимального их числа. В противном случае затраты увеличиваются.

Большинство экспертов сходятся на том, что у рынка FTTx, будь то активные или пассивные сети, огромные перспективы. Уже сейчас при строительстве нового здания или целого комплекса — бизнес-центра, жилого дома или коттеджного поселка — к нему нередко подводится волоконно-оптический кабель. Внутри помещения разводку осуществляют медным кабелем. Выбор же конкретных технологий (или их комбинации) и топологии сети доступа в значительной степени зависит от планов предоставления услуг и развития сети, ее загрузки, плотности пользователей, их платежеспособности и других факторов.

Услуги волоконно-оптического доступа все чаще предоставляются не только крупным клиентам, но и предприятиям малого бизнеса, индивидуальным пользователям, что требует агрегирования пропускной способности на центральном узле. Архитектура P2MP упрощает эту задачу. По словам Рустама Убайдуллаева, три разновидности технологии PON различаются по своему назначению. EPON ориентирована, в первую очередь, на решения FTTH (волокно до дома — квартиры или коттеджа), а BPON/GPON — на FTTP/FTTB (волокно до помещений клиента или «до бизнеса»), поскольку предусматривают удобный и относительно простой «проброс» E-1. Российские клиенты часто нуждаются именно в организации телефонных выносов с помощью сетей PON. Версии PON на базе ATM обеспечивают наиболее высокое качество услуг (QoS). В EPON сложнее реализовать транспорт сигнализации при передаче голосового трафика. С другой стороны, она открывает перспективы для применения VoIP и предоставления недорогих услуг доступа к Internet.

Оптимизированная для Ethernet технология EPON позволяет предложить очень недорогие решения. Так, компактные абонентские узлы EPON компании Fujikura вдвое дешевле традиционного оборудования BPON. Эти устройства с одним интерфейсом Fast Ethernet можно применять в полностью оптических сетях (до квартиры), однако сегодня выгоднее делать разводку внутри здания посредством медной «витой пары», доводя оптику до коммутатора в доме. Решения PON с несколькими интерфейсами Ethernet для многоквартирных/многоофисных зданий предлагает целый ряд производителей (см. врезку «Производители оборудования PON»).

Одна из проблем сетей EPON состоит в поддержке протокола Internet Group Management Protocol (IGMP) и широковещательной доставки видео группе абонентов (multicast). Новые модели оборудования EPON предусматривают такую поддержку. Кроме того, EPON требует дополнительных мер для обеспечения QoS, обмена пакетами разной длины, унифицикации модели динамического распределения пропускной способности (DBA). В то же время в сети BPON разбивка больших пакетов Ethernet для передачи с помощью ячеек ATM влечет дополнительные накладные расходы. GPON — более сложное, мощное и дорогое решение, чем BPON и EPON. Однако появление недорогих решений EPON может стать толчком к снижению цен на другие системы PON.

В России технология PON (обычно BPON) используется в основном для нужд корпоративных заказчиков. Причем если крупные организации могут позволить себе выделенную волоконно-оптическую линию P2P, то PON — компромиссное решение для малого бизнеса, особенно когда нужно подключить несколько организаций в одном микрорайоне. Обычный операторский узел PON обслуживает до 10 клиентов.

Альтернативу BPON/GPON представляет MicroSDH. Оборудование PON приближается по стоимости к недорогим решениям SDH, и цены на него постепенно снижаются. С другой стороны, оптические трансиверы, работающие на сопоставимых с PON скоростях, так же недороги и продолжают дешеветь.

В проектировании сетей PON есть свои тонкости. Архитектуру сети нужно тщательно продумать для будущего наращивания, рассчитать ее бюджет с учетом затухания, вносимого каждым сплиттером. Изменение конфигурации уже задействованного волокна в этой одноволоконной технологии приведет к потере связи у нижерасположенных клиентов. По той же причине сеть PON обладает слабой «живучестью», а резервные каналы увеличивают стоимость решения. Однако при правильном проектировании подключение новых клиентов упрощается.

Для снижения влияния отраженного сигнала устанавливают соединители с угловой полировкой (APC), особенно при подаче видео. По той же причине сплиттеры и соединители рекомендуется располагать по возможности дальше от точки присутствия оператора. По сравнению с P2P тестирование сетей P2MP и поиск неисправностей достаточно трудоемки, к тому же в PON используются три длины волны с одновременной передачей в разных направлениях. Серьезные проблемы возникают и в случае аналогового видео — интерференция и отраженные сигналы могут давать «призраки» на экране. Для измерений в сети PON применяется специальное оборудование.

В ОЖИДАНИИ PON

Немало провайдеров уже внедрили решения PON, однако, несмотря на почти десятилетнюю историю существования, доля этой технологии на рынке широкополосного доступа пока невелика, а в Европе с ее небольшими расстояниями и сложившейся инфраструктурой она почти не встречает поддержки. Между тем, если верить аналитикам, уже в 2003 г. мировой рынок PON вырос на 240%, что, по данным Render, Vanderslice & Associates, позволило ей занять 48% рынка FTTP и опередить Ethernet P2P (46%), но это был рывок «с низкого старта».

Первым годом реального развертывания PON стал 2004 г. Ранее технология широко применялась лишь в странах Азии, особенно в Японии, где насчитывалось несколько десятков тысяч абонентов BPON и EPON. В США наиболее популярной остается BPON (в связи с распространением сетей ATM), а в Азии предпочтение отдается EPON. По данным Infonetics Research, в ближайшие два года можно ожидать «взрывного роста PON» в ряде регионов.

В настоящее время в США развертываются масштабные проекты FTTH. Компания Verizon к концу года планирует подключить к оптическим сетям 3 млн пользователей, взяв за основу технологию PON. Интерес к оптике проявляют Qwest и BellSouth. По прогнозам NTT, рост числа пользователей FTTx в Японии совсем скоро опередит темпы роста DSL и к концу 2006 г. достигнет 3,5 млн. Согласно данным Infonetics Research, продажи оборудования PON OLT в мире увеличились во II и III квартале прошлого года на 15%. В течение двух лет этот рынок будет расти в среднем на 20% в год. Основной вклад внесут крупные проекты Verizon, NTT и Yahoo Softbank.

Технология PON создавалась для «коттеджной застройки» и за рубежом используется обычно в пригородах. Евгений Гаскевич, управляющий директор компании «Телеком Транспорт», считает, что FTTH очень хорошо подходит для подобных поселков в ближайшем Подмосковье, где в общей сложности насчитывается до 100 тыс. домов. В случае применения современных технологий задувки волокна стоимость прокладки оптики составит 600—700 долларов на дом (см. статью Д. Браулта и А. Целлара «Системы пневматической прокладки для микрокабеля»). Оптическая сеть в коттеджном поселке сопоставима по цене с медной (включая оборудование), но дешевле в обслуживании. По словам Евгения Гаскевича, для небольшого поселка (менее 50 домов) имеет смысл использовать медиа-конвертеры, а для более крупного (более 100 домов) оптимальным вариантом становится PON. В варианте BPON/GPON клиент сразу получает в клиентском устройстве поддержку телефонии, а на третьей волне (1550 нм) можно подавать аналоговое телевидение. Со снижением стоимости плазменных панелей можно ожидать увеличения спроса на HDTV.

Пока же российские операторы чаще всего применяют PON для подключения организаций по схеме «волокно до здания» в крупных городах, прежде всего, в Москве и Санкт-Петербурге. Так, в прошлом году компания КОМКОР развернула несколько сетей PON в Москве и области. На их основе предлагаются услуги «все в одном» — Internet, телефония и передача данных. Пакет включает в себя восемь телефонных линий, выделенные цифровые каналы до 622 Мбит/с (в будущем до 2,4 Гбит/с), два порта Fast Ethernet.

PON выбрана в качестве основной технологии для применения в сетях доступа в Москве и области компанией «Центральный телеграф». Она развивает услуги связи на базе мультисервисной сети ЦЕНТЕЛ, построенной с использованием SDH, PON и DWDM и оборудования Ericsson, ECI Telecom и Cisco. Несколько центральных концентраторов TW-600 от Terawave Communications, обслуживающих десятки абонентских устройств TW-300, применяются для подключения корпоративных клиентов и телефонизации новых районов, где организуются домовые сети. Это позволяет предоставлять новые виды услуг (высокоскоростной доступ в Internet, VLAN и т. д.) с гарантированным качеством обслуживания (QoS).

Кроме того, в 2006 г. компания планирует предоставлять частным абонентам в Москве и области услуги Triple Play, включая видео, на базе строящейся сети Metro Ethernet по схеме FTTB (волокно до здания). Для этого применяется оборудование Cisco и D-Link с Ethernet P2P на последней миле.

В 2004 г. на территории Москвы введена в коммерческую эксплуатацию сеть PON, построенная компанией «Корбина Телеком» на базе оборудования TeraPON от Terawave. Это же оборудование использует «Голден Лайн», которая в 2003 г. выбрала PON для построения сетей доступа в нескольких районах города.

Компания «Петерстар» (Санкт-Петербург) в прошлом году приступила к развертыванию сетей PON в Москве и Санкт-Петербурге для обслуживания как корпоративных, так и частных клиентов. Последние получат, в частности, возможность просмотра телепрограмм. В этих проектах применяется оборудование BPON от OlenCom Electronics (OE-400). Московские операторы «Инт-Информ» и «Комет» также внедряют сети PON на базе оборудования OlenCom.

Интерес к технологии PON проявляют и в регионах. Недавно новосибирский оператор «ТелекомСервис» развернул сеть доступа PON на базе оборудования Terawave. В компании считают, что оборудование PON обладает гибкими возможностями, надежно функционирует в условиях высокой загрузки и позволяет предоставлять широкий спектр услуг. Небольшие операторы особенно заинтересованы в экономичных способах подключения клиентов и быстро окупающихся технологиях.

Немало проектов в России реализуется и с помощью активных оптических сетей доступа, в том числе и в жилом секторе. Крупные интеграторы накопили большой опыт работы с оборудованием ведущих поставщиков. «Южная телекоммуникационная компания» (ЮТК) продолжает реализацию в Краснодаре масштабного проекта, нацеленного на предоставление пакета услуг Triple Play для жителей новых районов, включающего цифровое телевидение (до 80 программ) и передачу данных телеметрии для автоматизации коммунального хозяйства. Многоэтажные дома подключаются по выделенной волоконно-оптической линии P2P с использованием технологии ETTH от Cisco. Кроме того, в проекте задействовано оборудование D-Link. Оптическое волокно прокладывается до дома с последующей поэтажной разводкой на основе медножильного кабеля. По словам Валерия Липкина, президента группы компаний BCC, осуществляющей общее руководство проектом, самым важным было не создание собственно инфраструктуры, а организация предоставления услуг, которые обеспечили бы рентабельность проекта. Поскольку сетью охватываются районы плотной многоэтажной застройки, проект должен окупиться в короткие сроки — примерно за три года. Первые абоненты начали получать услуги уже через пять месяцев после начала его реализации.

Очевидно, волоконно-оптические сети доступа будут развиваться быстрыми темпами. При этом возможны различные комбинации оптических и медных сегментов сети — в зависимости от конкретных задач. Как отмечает Александр Гольцов, технический директор «Энвижн Групп», российские потребители проявляют все больший интерес к комплексным услугам передачи данных, мультимедиа, телефонии, в том числе многоканальному и интерактивному телевидению, мультимедийным услугам. Компании, способные предложить подобные услуги, вправе рассчитывать на укрепление своих позиций и устойчивый рост доходов, что обуславливает интерес к новым технологиям. Вслед за высоким спросом на услуги сотовой связи может начаться потребительский бум в отношении современных телематических услуг.

Сергей Орлов — обозреватель «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: sorlov@lanmag.ru.


PON и не только

Крупные производители сетевого оборудования стремятся предлагать совместимые решения в соответствии со всеми имеющимися отраслевыми стандартами и поддерживать все типы широкополосных технологий. Как следствие, PON поддерживается в продуктах Alcatel, Cisco, Lucent, Marconi, Nortel и ряда других поставщиков. Разнообразными интерфейсами оснащают свои устройства производители концентраторов доступа. Развивая линейку IP/ATM DSLAM Stinger, Lucent Technologies предусматривает поддержку GPON, Gigabit Ethernet и VoIP и планирует объединить усилия с ведущими поставщиками для поддержки активных сетей Ethernet и EPON. Интерфейсы BPON и GPON присутствуют в оборудовании IP DSLAM Hi-FOCuS IP, предназначенном для предоставления услуг Triple Play, которое выпускает компания ESI Telecom.

В отечественных проектах PON наиболее широко представлена продукция Terawave и OlenСom Electronics. Решения последней для BPON/GPON предназначены для оказания мультисервисных услуг — как на базе протокола IP, так на основе TDM. Предлагаемые OlenCom устройства EPON (UTStarcom BBS 1000 и UTStarcom ONU 100) относятся к бюджетным решениям для передачи трафика Ethernet. Это оборудование компании UTStarcom поставляется OlenCom по дистрибьюторскому соглашению.

В последних моделях клиентских устройств Terawave наряду с Gigabit Ethernet появились интерфейсы V.35, FXS, структурированный E-1 (с разборкой канала E-1 на низком уровне для более эффективного использования пропускной способности). В компании разрабатывают устройства для жилых домов (до 24 портов Fast Ethernet) с поддержкой IGMP, для новых кодеков MPEG-2 и интерфейсов видео (PAL).

Allied Telesyn и подразделение Luniment компании MRV выпускают компоненты PON (SFP) для других производителей, однако считают более перспективными активные оптические сети Ethernet. Как заявил Шломо Гройсман, руководитель направления транспортных решений MRV Communications, самостоятельный выход на рынок PON, где уже присутствует ряд известных поставщиков, не планируется.

Не собирается выходить на рынок PON и Allied Telesyn, однако в компании считают, что добавление платы PON выноса в ее платформу доступа позволяет использовать ее в тех решениях, где важна плотность оптического покрытия. Если в шасси Telesyn 9000 можно подключить до 170 абонентов FTTx на скорости 100 Мбит/c, то при использовании PON — до 544 (около 31 Мбит/с на абонента).

RAD Data Communications также не спешит становиться игроком в сегменте PON. На CeBIT 2005 она представила два новых сетевых устройства Ethernet Network Termination Unit (E-NTU) с комплексным управлением услугами Ethernet в оптической абонентской линии. Устройства E-NTU RAD ETX-102 и ETX-202 рассчитаны на услуги доступа в Internet, организацию VPN и соединение локальных сетей офисов. Они обеспечивают управление дифференцированными услугами вплоть до помещений клиента при соблюдении QoS.

Пока трудно сказать, в какую сторону — активных или пассивных оптических сетей — повернется рынок и как на стоимость этих решений повлияет на технологический прогресс.


Производители оборудования PON

Advanced Fibre Commu- nications (AFC).

Alcatel SA.

Alloptic.

CS Telecom.

FiberOne.

Fujikura.

Fujitsu Network Communications.

Lightchip.

Lucent Technologies.

Marconi PLC.

Motorola.

NEC Eluminant Technologies.

OlenCom Electronics.

Optical Solutions.

Paceon.

Quantum Bridge Communications.

Terawave Communications.

UTStarcom.

Wave7Optics.


Ресурсы Internet

PON Forum.

Международный консорциум FSAN.

EFM Alliance.

Metro Ethernet Forum.

Средства тестирования сетей FTTx, включая PON.

Fiber Optics Online.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями