+7 (495) 797-3311
Узнать цену
Компания Решения Продукция
Сервис Новости Где купить

Узнать цену
ФИО *
E-mail *
Телефон *
Компания
Оборудование
* - поля, обязательные для заполнения
Отправить
QTECH - Quality Technology
Ethernet коммутаторы
Интеллектуальные решения
Оптические модули
Оборудование PON
Оборудование TDM
Мультимедиа
Транспортные сети передачи данных
Оборудование VoIP
Системы питания и контроля
Мобильные устройства и аксессуары
Пассивное телекоммуникационное оборудование
Абонентское оборудование
Беспроводные системы связи
Системы видеонаблюдения
Системы безопасности
Архив оборудования
 
РЕШЕНИЯ
ЗАЯВКА НА ТЕСТИРОВАНИЕ
СЕРТИФИКАТЫ
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ
ПУБЛИКАЦИИ


 

MetroEthernet vs PON – технология последней мили сегодняшнего дня

Журнал "Мир Связи. Connect!", №12, 2012

Евгений Славгородский,инженер по продукту QTECH

Евгений СЛАВГОРОДСКИЙ,
инженер по продукту QTECH

В настоящее время развитие технологий связи сопровождается активным ростом «аппетита» абонентов, использующих ресурсоемкие приложения, все более требовательные к производительности и пропускной способности сетей передачи данных. Поэтому перед операторами все отчетливее вырисовывается вопрос: «Как выгоднее и эффективнее организовать инфраструктуру доступа для существующих и новых абонентов?»

 

 

 

Введение

К 2000 году стандарт Ethernet, как наиболее доступный и удобный, стал основной технологией организации доступа для домашних и корпоративных абонентов, так как операторские и клиентские устройства, работающие на базе этого протокола, обеспечивали достаточную скорость передачи данных при невысокой стоимости оборудования. Ethernet последовательно предоставлял скорости передачи данных в 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с и 10 Гбит/с, удовлетворяя большую часть запросов пользователей своего времени. Технологические особенности MetroEthernet определили и область применения стандарта: крупные города и населенные пункты с высокой плотностью населения и небольшими расстояниями от узла связи до абонента.

В то же время, задача ликвидации цифрового неравенства, особенно актуальная для нашей страны, вынуждает операторов искать решения для организации высокоскоростного доступа по всей стране. В дополнение к этому многие операторы вплотную подошли к необходимости модернизации устаревшей медной инфраструктуры, и, учитывая сложившуюся ситуацию, выбор в пользу Ethernet выглядит уже не столь очевидным. Высокие требования абонентов и необходимость поиска наиболее экономически эффективных решений в конкурентных условиях заставляет даже лидеров рынка присмотреться к новым технологиям, позволяющим не только решить задачи сегодняшнего дня, но и сформировать базу для будущего развития сетей. В частности, технологии PON могут стать основой для предоставления доступа в малонаселенных регионах, когда установка дополнительных устройств концентрации является нецелесообразной.

Различные технологии для подключения абонентов

Российские операторы активно развивают несколько технологий подключения абонентов к своим сетям, и каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. Выбор технологии определяется сразу несколькими факторами: потребностями абонента, техническими условиями и экономической целесообразностью реализации доступа со стороны провайдера.
Согласно исследованиям, проведенным компанией J'son & Partners Consulting в 2010 году, наиболее популярной технологией подключения абонентов в России остается технология DSL. За ней следуют технологии Metro Ethernet и Docsis.
Чтобы разобраться в отличиях, мы более подробно остановимся на каждом из семейств технологий.

xDSL - просто и доступно

Если необходимо обеспечить доступ абонента к ресурсам Интернета, проще всего использовать уже имеющуюся инфраструктуру, которая была создана при прокладке телефонных линий, сети электропередач, радиоточек или других коммуникаций. Именно поэтому семейство технологий DSL (DigitalSubscriberLine) получило столь обширное распространение во всем мире. Оператору необходимо лишь установить на своей стороне специальные мультиплексоры DSLAN, а на стороне абонента - DSL-модем.

Очевидным недостатком xDSL является физическое ограничение скорости передачи данных. Наиболее популярный стандарт ADSL 2+ может обеспечить поток лишь 24 Мбит/с к абоненту при соблюдении идеальных условий подключения, а учитывая качество и протяженность медных проводов, используемых на постсоветском пространстве для организации телефонной связи, реальная скорость передачи данных составляет в среднем 1-5 Мбит/с. Преодоление этого скоростного барьера в рамках технологий xDSL представляется сегодня весьма дорогостоящей и сложной задачей, а организация связи на расстоянии более 5 км от места установки концентратора представляется и вовсе невозможной.

Metro Ethernet - наиболее популярная технология для строительства новых сетей

Вторым по популярности методом подключения является стандарт Ethernet. Его использование требует прокладки отдельного кабеля к каждому абоненту, но зато позволяет решить вопрос с пропускной способностью инфраструктуры доступа. В качестве физического носителя здесь по-прежнему используется «медь», а точнее, - одна или несколько витых пар проводов. За счет протокола FastEthernet, достаточно доступного и работающего со скоростью 100 Мбит/с, значительно обгоняя провайдеров xDSL, многие поставщики успешно решили проблему организации инфраструктуры доступа, однако уже сегодня ресурсов созданных сетей не хватает. Даже рядовые абоненты активно переходят на безлимитные тарифы со скоростью передачи данных до 30 Мбит/с и выше, а это означает, что для предоставления требуемых параметров необходимо последовательно переходить к оборудованию, поддерживающему протоколы GbE (1 Гбит/с) и 10GbE (10 Гбит/с).

К недостаткам технологии Metro Ethernet (FTTB) следует отнести малую дистанцию подключения (расстояние между операторским и абонентским оборудованием). В большинстве крупных городов при плотной застройке данная проблема вряд ли актуальна, однако, в сельских районах, дачных, коттеджных поселках следует применение технологии Metro Ethernet существенно увеличивает расходы на оптоволокно.
Потребности в более высоких скоростях ведут к непропорциональному росту затрат оператора при увеличении абонентской базы, так как оборудование стандартов GbE, 10GbE, а также грядущих 40GbE и 100GbE оказывается весьма дорогостоящим.

По словам создателя стандарта Ethernet Боба Меткалфа, технология передачи данных протокола Ethernet со скоростью 1 Тбит/с будет разработана к 2015 году, но при этом потребует решения множества проблем, связанных с физическими явлениями.

Коаксиальные сети - традиционный подход

Третьим по популярности методом подключения является использование коаксиальных сетей DOCSIS, использующих телевизионный кабель. В отличие от ADSL, технология DOCSIS позволяет обеспечить передачу данных с большими скоростями - до 150 Мбит/с к абоненту и до 50 Мбит/с от абонента (стандарт DOCSIS 3.0). При этом провайдеру, также как при использовании технологии DSL, не приходится прокладывать дополнительные кабели; нужно только установить на стороне клиента терминальное устройство, позволяющее подключить компьютер или беспроводной роутер. Впрочем, инвестиции в инфраструктуру передачи данных, включая коммутационные устройства и промежуточные усилители, могут также оказаться значительными.

Беспроводные сети - там, где другие не смогут

В тех случаях, когда прокладка кабеля оказывается затруднительной, операторы прибегают к применению беспроводных технологий связи. Несмотря на попытки продвижения Wi-Fi - стандарта Wi-Fi (802.11x), в России эта технология практически не прижилась в качестве средства обеспечения связи «последней мили». Способные обслуживать на одной точке доступа несколько абонентов одновременно, точки доступа наиболее поздней вариации протокола 802.11n обеспечивают скорость передачи данных 300 Мбит/с. Впрочем, она редко достигаются в реальности, поскольку ограничена параметрами окружающей среды. Скорость доступа также снижается по мере удаления абонента от базовой станции, и уже на расстоянии порядка 500 метров ограничивается параметрами 802.11b - 11 Мбит/с. На практике соединение возможно и на больших расстояниях - до 10 км, но для этого требуется применение весьма дорогостоящих направленных антенн.

Альтернативой Wi-Fi при обслуживании абонентов на обширных пространствах является WiMAX - технология, позволяющая предоставить доступ в интернет со скоростью до 75 Мбит/с на каждого абонента в радиусе 25-80 км. Разрабатываемый сегодня стандарт WiMAX 2 позволит преодолеть барьер в 1 Гбит/с, работая уже на расстояниях до 150 км. Однако в любом случае оборудование WiMAX остается дорогостоящим и требует тщательной настройки антенн для получения оптимальных результатов и высокой скорости работы инфраструктуры доступа.

Но самым популярным видом беспроводной связи в России являются сети 3G сотовых операторов, постепенно переходящие к LTE и 4G - более высоким скоростям передачи данных. Для подключения абонентов в данном случае требуется лишь наличие покрытия соответствующей плотности и USB-модема, который, в свою очередь, устанавливается в роутер или прямо в ПК. Впрочем, тарифная политика операторов такова, что без снижения скорости передачи данных сегодня можно работать лишь с каналами 256 или 512 Мбит/с - в остальных случаях при загрузке через сотового оператора определенного количества гигабайт, скорость снижается до 64 или даже 32 кбит/с.

Оптоволоконные сети - большие перспективы

Оптические волокна обладают уникальной особенностью передавать сигнал на значительные расстояния с высокой скоростью. Так, в сентябре 2012 года японская компания NTT продемонстрировала передачу данных со скоростью 1 Пбит/с (1 000 000 Гбит/с) на расстояние в 52,4 км по одному жгуту оптоволокна без использования промежуточного оборудования, доказав, что ресурсы данной технологии еще долго останутся неисчерпанными.

Топология оптоволоконной сети может быть организована в виде кольца, инфраструктуры точка-точка или дерева, причем дерево может быть построено на базе активных либо пассивных узлов. Для организации абонентского доступа больше всего подходят пассивные оптические сети PON, позволяющие подключить максимальное количество абонентов при минимальных затратах на оборудование и кабели. В данном случае множество абонентов обслуживает единый центральный коммутатор OLT (OpticalLineTerminal), пассивные ретрансляторы обеспечивают передачу всего потока данных к абонентам, а клиентские устройства ONT (OpticalNetworkTerminal) выхватывают из него только адресованную им информацию. Все абонентские узлы ONT ведут передачу в обратном потоке на одной и той же длине волны, используя концепцию множественного доступа с временным разделением TDMA (TimeDividedMultipleAccess).

Технология передачи данных по оптическим сетям, безусловно, обладает большими возможностями за счет использования минимального количества активных компонентов и ресурсов оптических сетей. Однако на начальном этапе ее развитие сдерживалось отсутствием принятых стандартов, а также высокой стоимостью оборудования.

Консорциум FSAN, созданный в 1995 году, сформировал первую спецификацию пассивной передачи данных в оптических сетях GPON (PassiveOpticalNetworks) только в 2003 году. В процессе развития первой версии PON на базе стандарта ATM скорость передачи данных росла с 155 Мбит/с до 622 Мбит/с на абонента. Переход к базовому протоколу Ethernet в 2004 году позволил создать стандарт EPON, предлагающий скорости до 1 Гбит/с, но обладающий значительно меньшим потенциалом для контроля качества предоставления сервиса QoS. А наиболее популярный сегодня стандарт GPON, поддерживает до 128 абонентских узлов на одно волокно и обеспечивает скорость передачи данных до 2,5 Гбит/ск абоненту и 1,6 Гбит/с от абонента, значительно обгоняя конкурирующие технологии по соотношению скорость/затраты. Длительное время распространение технологии xPON сдерживалось за счет дороговизны клиентских устройств ONT, которые, однако, становятся все дешевле. Например, в среднем абонентское устройство GPON за три года стало доступнее на 30% при цене в 11 000 рублей против 17 000 в 2009 году, и эта тенденция продолжает набирать обороты. Компания QTECH в настоящее время выпускает одни из самых доступных терминалов ONT, которые, фактически, просто обладают интерфейсом Ethernet, конвертируя сигнал в доступный для работы на любом ПК или ноутбуке, либо для подключения роутера.

Перспективы GPON сегодня

Наиболее перспективной для развертывания сетей на малозаселенных территориях на сегодняшний день становится технология GPON. Например, федеральный оператор «Ростелеком» использует именно GPON для расширения возможностей сетей широкополосного доступа в различных регионах России. Высокая скорость передачи данных, которая составляет 2488 Мбит/с к абоненту и 622, 1244 или 2488 Мбит/с от абонента (в зависимости от конкретной модели устройства), позволяет качественно расширить полосу доступа в интернет для каждого абонента. Возможности оптического уплотнения позволяют операторам дополнительно увеличить полосу пропускания, а также добавлять и удалять абонентские устройства без изменения существующей инфраструктуры сети, предлагая абонентам в точности те скорости, за которые последние готовы платить.

Применение пассивных оптических сетей обеспечивает оператору помехоустойчивость каналов связи, а также использование всех популярных протоколов и технологий коммуникаций IGMP, DHCP, STP,TCP/IP и так далее. В отсутствие промежуточных активных элементов, управление абонентскими устройствами и обновление их программного обеспечения происходит централизовано и автоматически, благодаря чему сохраняются инвестиции в новое оборудование.

Новое оборудование - новые возможности

Современные устройства GPON - коммутаторы OLT и клиентские устройства ONT - стали функциональными. Различные размеры и плотность портов позволяют операторам выбирать те решения, которые позволят им соблюсти баланс между количеством подключаемых абонентов и затратами. К примеру, компактные модели коммутаторов QTECH (GPON OLT) форм-фактора 1U оснащаются 8 портами GPON и 8 интерфейсами (10/100/1000Base-T или 1000Base-X), позволяя подключить до 256 абонентов через однопортовые терминалы ONT. Более масштабные коммутаторы форм-фактора 4U GPON OLT, в свою очередь, совмещают высокую плотность портов с возможностями резервирования. В таких моделях предусмотрены две платы управления, два блока питания и 4 платы, собственно, обеспечивающие коммутацию GPON плат. Таким образом, оператор получает возможность подключить до 1024 абонентов на одном коммутаторе, одновременно гарантируя отказоустойчивость коммуникационной среды.
Что касается терминалов ONT, операторы предоставляют их клиентам в аренду, в лизинг или просто продают в рассрочку, а в некоторых случаях - используют один терминал для обслуживания сразу нескольких абонентов, которые подключаются уже через интерфейс Ethernet устройства ONT (у многих современных моделей терминалов имеется встроенный концентратор локальной сети). В случае с доступными терминалами QTECH также перспективной представляется возможность прямого подключения конечных потребителей по технологии GPON. При этом не требуется никаких дополнительных надстроек или согласования протоколов - пассивные оптические сети позволяют сразу же предоставить доступ к интернет-ресурсам в привычном режиме, но с более высокой скоростью и меньшими затратами со стороны оператора.

Заключение

Каждая из технологий позволяет решить определенные задачи при построении инфраструктуры доступа для различных категорий абонентов. Чтобы получить преимущества от каждой из них операторам необходимо сформулировать актуальную стратегию развития сетей с учетом региональных особенностей и технических характеристик уже созданной инфраструктуры.
Бесспорно, решения на базе DSL будут по-прежнему использоваться для подключения удаленных от магистральных сетей связи объектов, но уже имеющие медную инфраструктуру, а также для организации выхода в интернет для частных абонентов по невысоким тарифам с невысокой скоростью подключения.

Адаптеры Ethernet, встроенные во все современные персональные компьютеры, обеспечат широкое применение данной технологии для подключения конечных устройств. Также увеличение скорости протокола Ethernet позволит эффективно развивать инфраструктуру доступа для объектов с небольшой численностью абонентов и ограниченными расстояниями. В таком случае не нужно будет устанавливать большое количество активных концентраторов.

Беспроводные сети по-прежнему обеспечат связь для труднодоступных объектов, а также будут использоваться для комфортного подключения конечных устройств в совмещении с другими технологиями, такими как Ethernet, DSL и оптические сети.

Что касается технологий xPON, долгое время находившихся в тени, они становятся все более актуальными за счет широких возможностей масштабирования, высокой скорости передачи данных и активного снижения стоимости абонентских терминалов. Пожалуй, именно эти решения способны удовлетворить растущие запросы абонентов в высоких скоростях, одновременно решая задачу оператора по снижению сложности и повышению надежности инфраструктуры доступа. Особую роль технологии PON могут сыграть в рамках строительства сетей передачи данных для удаленных и малонаселенных регионов, где возможность выделения широкой полосы передачи данных на значительные расстояния без дополнительного оборудования является ключевым фактором успеха.



Все публикации

comments powered by Disqus
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Подписавшись на рассылку новостей, Вы будете 4-5 раз в месяц получать профессиональные обзоры сетевого оборудования QTECH, практичные готовые решения для организации сетей связи, информацию о новинках и специальных акциях компании.