Хорошо помню, как в 2000 году мы спорили в редакции «Сетей» о том, начиная с какой скорости передачи данных по нисходящему каналу можно считать доступ широкополосным. Цифры назывались разные, но сошлись мы, кажется, на 256 Кбит/с.

По сравнению с возможностями модемов стандарта V.90 (теоретический максимум – 56 Кбит/с), о которых теперь почти не вспоминают, пятикратное увеличение пропускной способности казалось пределом мечтаний.

Сегодня такие цифры вызывают снисходительную улыбку. Некоторые отечественные провайдеры предлагают частным клиентам 100-мегабитный коммутируемый Ethernet-канал доступа к Internet, причем за умеренную плату. На этом фоне поблекли даже скоростные характеристики цифровых абонентских линий и сетей кабельного телевидения. Однако развитие xDSL и CATV вовсе не остановилось – как в отношении выпуска новых устройств, развертывания и модернизации сетей, расширения абонентской базы, так и в плане совершенствования самих технологий, что находит отражение в новых стандартах. О трех из них и пойдет речь.

На краю алфавита

Долгое время в области цифровых абонентских линий внимание телекоммуникационного сообщества было приковано к технологии ADSL и ее расширенным модификациям ADSL2 и ADSL2+. Однако за последние пару лет существенного прогресса достигли и другие представители многоликого семейства DSL-стандартов, в том числе технология Very High Speed DSL (VDSL).

В первой половине 2005 года Международный союз электросвязи (ITU-T) опубликовал стандарт ITU G.993.2, описывающий второе поколение VDSL. В нем предусмотрена возможность передачи данных по телефонной линии со скоростью 100 Мбит/с как в нисходящем, так и в восходящем направлениях. Максимальная агрегированная пропускная способность составляет 250 Мбит/с. Впрочем, это значение относится к физической скорости передачи: доступная приложениям реальная пропускная способность является существенно меньшей. Кроме того, ее величина напрямую зависит от параметров кабеля и ряда других характеристик среды передачи. Наконец, скорость передачи убывает с расстоянием, и рекордные значения 100 Мбит/с обеспечиваются при протяженности «последней мили» максимум 350 м. На расстоянии до 1 км теоретический максимум составляет примерно 35 Мбит/с, что все равно больше параметров линий VDSL1 (см. рисунок).

Напомню, что в ADSL-сетях доступа максимум скорости передачи в нисходящем направлении составляет приблизительно 8 Мбит/с. В технологии ADSL2+ он равен 25 Мбит/с, а в VDSL1 – 52 Мбит/с (в асимметричном варианте – 70 Мбит/с в прямом и 30 Мбит/с в обратном направлении). Но эти теоретические значения относятся к минимальным длинам соединений и недостижимы на практике.

Значительное увеличение скоростей передачи в VDSL2 стало возможным благодаря расширению рабочей полосы частот с 12 МГц (как в ADSL2/2+) до 30 МГц. Метод модуляции (Discrete Multi-tone Modulation, DMT) остался прежним, что обеспечило обратную совместимость с оборудованием ADSL2/2+. Подобная совместимость – не чья-либо прихоть: начиная с расстояний 1,6 км, пропускная способность линий VDSL2 и ADSL2+ практически совпадает. Следовательно, в сетях доступа на базе VDSL2 на расстоянии 4–5 км поддерживается передача нисходящего трафика со скоростью несколько мегабит в секунду. В большом диапазоне поддерживаемых расстояний связи состоит серьезное преимущество стандарта VDSL2 перед его предшественником VDSL1.

Вернемся к скоростям, составляющим десятки мегабит в секунду. Линии VDSL стоит рассматривать как медное продолжение оптических каналов связи. По сути, VDSL позволяет в полной мере реализовать концепции FTTN (Fiber To The Node) и FTTC (Fiber To The Curb), согласно которым оптическая линия прокладывается до сетевого узла в многоквартирном доме или офисном комплексе, а на последних нескольких сотнях метров «раздача» трафика пользователям осуществляется по медным окончаниям. Надо ли говорить, что указанная топология представляет собой столь желанную «золотую середину» (прежде всего, по соотношению «затраты/полоса пропускания») между размещением DSL-мультиплексоров в центральном офисе и прокладкой оптических линий до каждого абонента услуг широкополосного доступа.

Почти четырехкратное увеличение пропускной способности открывает широчайшие возможности предоставления новых услуг на телефонной «последней миле». Речь идет о сервисах Tripple Play, телевидении высокой четкости, интерактивных играх и т.п. Этим объясняется заинтересованность операторов разных стран в развертывании сетей VDSL2. Хотя переход на новую технологию еще не стал массовым, американская AT&T планирует в текущем году приступить к ее внедрению в своих сетях, а к концу следующего охватить линиями VDSL2 18 млн домохозяйств в США. С середины текущего года развертыванием линий доступа на базе VDSL2 намерена заняться BellSouth, а в следующем году они должны «дотянуться» до 1,35 млн американских семей.

Не меньшую активность проявляют европейские операторы. В конце прошлого года Deutsche Telekom начал предоставлять услуги на базе линий VDSL2 в 11 германских городах. Во Франции технологии VDSL1 и VDSL2 внедряет Erenis, в Бельгии соответствующее оборудование уже смонтировал Belgacom. Активно тестирует новую технологию голландская компания KPN, а Italia Telecom планирует приступить к коммерческой эксплуатации сетей доступа на базе VDSL2 в IV квартале 2007 года.

Такая активность операторов была бы невозможна без ее поддержки поставщиками оборудования. Практически сразу после публикации стандарта ряд производителей, включая Infineon и Conexant, представили наборы реализующих его микросхем. Не заставило себя долго ждать и законченное оборудование. Устройства для сетей VDSL2 предлагают Alcatel-Lucent (7302 Intelligent Services Access Manager), NetSys (NV-600L, NV-600R), Siemens (Gigaset SE267), Zyxel (P-870HW, P-872H, P-870MH-C1) и другие компании.

Универсальный DSL

В июне 2004 года Texas Instruments выпустила пресс-релиз, в котором сообщалось о разработке еще одной разновидности технологии цифровых абонентских линий – Uni-DSL (UDSL). Фирма задалась целью вывести DSL на качественно новый уровень, чтобы создать среду передачи сигналов телевидения высокой четкости и реализации других видеосервисов. Прежде всего, впечатляла скорость передачи – до 200 Мбит/с. Совместимость со стандартами ADSL и VDSL была обеспечена практически в том же варианте, который используется для технологии VDSL2: на небольших расстояниях пропускная способность может превысить 100 Мбит/с, но на расстоянии свыше 1,5 км передача осуществляется со скоростью линии ADSL2+.

По мнению руководителей Texas Instruments, обратная совместимость сулит операторам два преимущества. В отличие от VDSL1, новая технология может применяться на расстоянии несколько километров (за счет существенного снижения пропускной способности). Кроме того, появляется возможность реализовать с помощью одного и того же оборудования сервисы, ранее организовывавшиеся в раздельных сетях ADSL и VDSL. Правда, оператору придется сначала обновить инфраструктуру, что само по себе — удовольствие не из дешевых.

Рассматривая технологию UDSL как расширение VDSL2, следует отметить три ее существенные особенности: универсальность, высокие скорости передачи и специальные функции. Последние, в свою очередь, обеспечивают рост производительности, реализацию новых услуг и сетевое управление. Под универсальностью подразумевается поддержка на одной микросхеме вариантов модуляции DMT, которые используются в ADSL, ADSL2, ADSL2+, VDSL1 и VDSL2. Как следствие, оператор может подключать к новым услугам уже имеющихся пользователей услуг ADSL2/2+ и предлагать новым абонентам единое устройство доступа, благодаря чему заметно упрощается управление сетью и снижаются операционные издержки.

Технология UDSL выгодно отличается от VDSL2 и обеспечиваемой скоростью передачи. Рассуждая о поддержке VDSL2 пропускной способности на уровне 100 Мбит/с в нисходящем и восходящем направлениях, многие не уточняют, что такую поддержку трудно реализовать сразу в обоих направлениях. С UDSL дело обстоит иначе: соответствующий сервис можно сконфигурировать и как полностью симметричный (100 Мбит/с в обоих направлениях), и как асимметричный (большая часть полосы пропускания выделяется на нисходящий трафик). Как и в случае с VDSL2, cтоль высокие скорости достижимы при наличии оптических выносов и размещении оборудования доступа непосредственно в офисных зданиях либо в многоквартирных домах.

Среди предусмотренных в UDSL специальных функций отметим поддержку агрегации сетей ATM и Ethernet в единый DSL-канал, а также технологии прямого управления спектром (DSM). При агрегации каналов суммарная скорость передачи данных получающейся линии практически равна сумме скоростей объединяемых линий с небольшой поправкой на служебный трафик. Технология DSM позволяет повысить качество услуг, оптимизировать управление сетью (прежде всего, на уровне параметров DSL-линии физического уровня), увеличить эффективность использования емкости сети с помощью метода векторизации.

Как и следовало ожидать, TI не намеревалась превратить UDSL в патентованную разработку. Через некоторое время после упомянутого анонса компания направила технические спецификации UDSL в стандартообразующие органы, стремясь оформить технические параметры новой технологии как индустриальный стандарт, в котором закреплена поддержка на уровне чипсетов VDSL2 и других разновидностей технологии цифровой абонентской линии. Впрочем, насколько известно, стандартизация UDSL пока не завершена.

Завидными темпами

На американском рынке услуг широкополосного доступа многие годы доминируют операторы сетей кабельного телевидения. Значительное превосходство пропускной способности сетей CATV над традиционными линиями ADSL, казалось бы, позволяло поставщикам услуг CATV спокойно почивать на лаврах. Между тем менее чем за десять лет после появление первой версии стандарта DOCSIS, регламентирующего передачу данных по сетям кабельного телевидения, он уже в четвертый раз подвергается радикальной ревизии. Версия DOCSIS 1.0 появилась в марте 1997 года, DOCSIS 1.1 – в апреле 1999 года, DOCSIS 2.0 – в декабре 2001 года, а чуть более полугода назад ITU-T ратифицировал версию 3.0.

Если в DOCSIS 2.0 максимальная пропускная способность составляла примерно 43 Мбит/с в прямом и 31 Мбит/с в обратном направлении (доступные пользователю скорости передачи не превышали 38 и 27 Мбит/с соответственно), то в DOCSIS 3.0 значения выросли до 160 и 120 Мбит/с (см. таблицу). На прикладном уровне они, естественно, ниже, но четырехкратное увеличение – все же налицо. Отметим еще, что приведенные цифры относятся к американской версии стандарта, ориентированной на 6-мегагерцовые каналы. В Европе, где ширина канала составляет 8 МГц и используются стандарты EuroDOCSIS, скорость передачи нисходящего трафика оказывается на треть большей.
Скорости передачи данных, предусмотренные версиями DOCSIS
На практике пропускную способность можно увеличить в несколько раз с помощью предусмотренной стандартом DOCSIS технологии агрегации каналов. Объединение нескольких каналов открывает перед операторами сетей CATV перспективу существенного увеличения скорости передачи данных в нисходящем и восходящем направлениях. Эксперты говорят о сотнях мегабит, а то и гигабит в секунду. На фоне сегодняшних параметров линий xDSL и сетей кабельного телевидения эти цифры воспринимаются как заоблачные. Еще одно новшество третьей версии стандарта DOCSIS – совместимость с протоколом IPv6.

Оборудование, соответствующее DOCSIS 3.0, уже довольно широко представлено на рынке. В июле прошлого года консорциум CableLabs провел первый раунд тестирования таких продуктов, в котором приняли участие Broadcom, Casa Systems, Cisco Systems, Conexant Systems, Filtronic Signal Solutions, Netgear и ряд других компаний. В целом, испытания прошли успешно: все изделия корректно взаимодействовали друг с другом на уровне передачи данных по агрегированным каналам в нисходящем направлении, а кроме того, продемонстрирована ограниченная совместимость с точки зрения поддержки протокола IPv6.

Кабельный модем Motorolla SB6100 отвечает требованиям предварительной версии DOCSIS 3.0Казалось бы, наличие готовых продуктов и невиданное увеличение пропускной способности, предусмотренное последней версией DOCSIS, должны стать мощными стимулами к переходу операторов на сети CATV нового поколения, но они пока не спешат воспользоваться открывающимися перспективами. Скажем, Comcast, крупнейший провайдер услуг кабельного телевидения на территории США, предлагает до 16 Мбит/с в нисходящем направлении. У Cox Communications, Cablevision и Time Warner Cable значение этого показателя равно, соответственно, 15, 30 и 7 Мбит/с. Аналогичным образом обстоит дело в Канаде: Shaw – 25 Мбит/с, Videotron – 20 Мбит/с. А в Европе самые высокие скорости передачи данных в нисходящем направлении обеспечивают Volia (38 Мбит/с), LGI (бывшая UGC, 36 Мбит/с) и Comhem (24 Мбит/с). Отечественная компания «Акадо», намеревающаяся перейти на стандарт DOCSIS 3.0 уже в этом году, до последнего времени предлагала передачу данных по сетям CATV с максимальной скоростью нисходящего канала 6 Мбит/с. А сингапурской фирме Starhub, видимо, принадлежит мировой рекорд: до 100 Мбит/с. Понятно, что клиентам приходится приобретать специальные кабельные модемы, например Motorola SB6100 (рисунок 2).

В прошлогоднем отчете аналитической компании ABI Research утверждается: несмотря на появление первых устройств, соответствующих DOCSIS 3.0, лишь к 2011 году будет достигнут 60-процентный «уровень проникновения» нового стандарта в сети кабельного телевидения. Основная причина «флегматичности» рынка состоит в необходимости обновления терминирующего оборудования (Cable Modem Termination System, CMTS), устанавливаемого на стороне оператора, и абонентских кабельных модемов. Ожидается, что к 2011 году поддержка DOCSIS 3.0 будет обеспечена лишь в 40% инсталлированных клиентских устройств. В общем, выход сетей CATV на качественно новый уровень – не за горами, но пока все же стоит запастись терпением.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями