CC BY
57
ПРАКТИКА
в ч
ва
ass
sss
as
а
ИЗ ЗАРУБЕЖНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Системы оптического доступа следующего поколения
Наблюдающееся бурное развитие широкополосной связи объясняется, прежде всего, постоянно растущим спросом на ШПД и недорогими линиями сетевого доступа. В свою очередь спрос на широкополосный доступ был вызван повсеместным распространением Интернета, особенно в последнее десятилетие. Первоначально такая потребность удовлетворялась линиями ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), однако в настоящее время абонентский доступ все чаще реализуется с помощью широкополосных волоконно-оптических линий технологии FTTH (Fiber To The Home).
а конец декабря 2010 г. количество точек широкополосного пользовательского и абонентского доступа в Японии составляло: 8,59 млн абонентов, пользующихся линиями ADSL, 19,77 млн - линиями FTTH и 5,68 млн -линиями кабельного Интернет-телевидения (CATV-Internet). Приведенные данные показывают, что доступ FTTH стал основным видом широкополосного абонентского доступа в широкополосные сети связи и вещания.
Среди различных типов инфраструктур передачи технологии FTTH основной является инфраструктура «Пассивная оптическая сеть» (Passive Optical Network - PON). Это объясняется тем, что PON считается наиболее экономически эффективной инфраструктурой доступа в широкополосную сеть при конфигурации передачи «точка - многоточка». Связь между «терминалами оптических линий» (OLT), установленными в центральных офисах поставщика услуг досту-
па, и «сетевыми оптическими блоками» (ONU), расположенными в домах пользователей, осуществляется с помощью линии передачи многоточечной конфигурации и оптических разветвителей. Два типа доступа технологии PON с пропускной способностью 1 Гбит/с уже освоены рынком. Один из них - GE-PON (Gigabit Ethernet PON), который соответствует стандарту IEEE 802.3ah, получил широкое распространение в таких странах, как Япония, Китай и Корея. Он используется в качестве структуры сетевого доступа, обеспечивающей высокоскоростной доступ в Интернет и IP-телефонию. Второй тип доступа технологии PON является G-PON (Gigabit capable PON). Он был стандартизован МСЭ-Т для внедрения в США и Европе в качестве технологии доступа, которая кроме IP-сервисов обеспечивает непрерывную передачу существующих услуг связи (в частности, аналоговую телефонию), а также позволяет арендовать линии широкополосного доступа.
Рис. 1. Рост пропускной способности волоконно-оптического доступа и развитие широкополосных услуг
Оптические системы доступа следующего поколения
В последние несколько лет широкополосный трафик в Японии увеличивался на 30% в год, и он продолжает расти такими же темпами в настоящее время. Учитывая сдвиг на рынке телевизионных сервисов в сторону HDTV и развитие многоканального Интернет-телевидения (IPTV), можно ожидать, что системы и сети оптического доступа следующего поколения будут обеспечивать пропускную способность до 10 Гбит/с, что на порядок больше пропускной способности систем и сетей доступа типа GE-PON. На рис. 1 показана тенденция развития услуг широкополосного доступа от систем технологии GE-PON к системам технологии оптического доступа следующего поколения. Стандартизацией систем PON c пропускной способностью класса 10 Гбит/с в качестве систем оптического доступа следующего поколения занимаются такие международные организации, как Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) и Сектор телекоммуникаций МСЭ (ITU-T). Результаты их работ отражены в таблице. Приведенные в ней под названием lOG-EPON системы доступа разрабатываются для использования на существующих распределительных сетях с возможностью совместимости с существующими системами оптического доступа. Ухудшение характеристик передачи, наблюдаемое на существующих распределительных сетях при высоких скоростях передачи, компенсируется в системах EPON за счет использования технологии предварительной коррекции FEC (Forward Error Correction). На таких распределительных сетях в потоке информации, идущем от сети к терминалу (downstream), сигналы со скоростями 1 и 10 Гбит/с мультиплексируются по длине волны несущей. Однако в потоке от терминала к сети (upstream) аналогичные сигналы уплотняются по
46
ВЄКІ КАЧЕСТВА № б • 2011
5
QG
ИЗ ЗАРУБЕЖНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРАКТИКА
GG
G
времени, но передаются по оптической линии на одной длине волны, чтобы обеспечить совместимость с системами доступа ОБ-РОИ и ЮО-БРОИ.
Что касается мощности, потребляемой системами доступа от источников питания, то, по имеющимся данным, в системах типа ОБ-РОИ 60% затрачиваемой энергии потребляется сетевыми оптическими блоками ОИи. В системах 10О-БРОИ, благодаря резкому возрастанию скорости передачи, также растет потребляемая сетью мощность.
Одним из возможных способов снижения мощности, потребляемой блоками ОШ, является переключение их в режим ожидания при отсутствии трафика пользователя.
Считается, что 10О-БРОИ могут стать теми системами оптического доступа следующего поколения, которые способны решить проблему перехода на преимущественную передачу услуг видео и быстрорастущего высокоскоростного Интернет-трафика. Более того, в связи с тем, что системы данного типа оказываются экономичными даже при пропускной способности 10 Гбит/с, то есть основание полагать, что они могут применяться бизнес-пользователями, а также на опорных сетях, соединяющих базовые станции с центрами коммутации сетей мобильной связи. На рис. 2 показаны примеры использования систем оптического доступа типа 10О-БРОИ.
Мировые тенденции в области оптического доступа следующего поколения
Перевод своих сетей доступа на широкополосные оптические технологии передачи Япония осуществила в короткие сроки, поскольку является мировым лидером в данной сфере телекоммуникаций. Используя ее опыт, многие другие страны мира также смогли продвинуться далеко вперед в данном направлении. К ним в первую очередь относятся те страны, где осуществлялась государственная поддержка планов, предусматривающих достижение передовых рубежей в области развития ИКТ. Это -Китай и Южная Корея, которые достаточно быстро перевели свои сети на широкополосную волоконно-оптическую инфраструктуру. В частности, в Китае объемы абонентского доступа технологии РТТх превысили достижения Японии в аналогичной области. В то же время в США, где рыночная доля услуг сетевого доступа по коаксиальному кабелю весьма велика, процесс перехода на широкополосный волоконно-оптический кабель в системах доступа происходит су-
Таблица 1. Следующее поколение систем оптического доступа
Характеристика 10G-EPON XG-PON
Асимметричный доступ Симметричный доступ XG-PON1 XG-PON2
Скорость передачи От терминала 1 Гбит/с 10 Гбит/с 2,5 Гбит/с 10 Гбит/с
К терминалу 10 Гбит/с 10 Гбит/с
Длина волны От терминала 1260 - 1360 nm 1260 - 1280 nm Подлежит определению
К терминалу 1575 - 1580 nm
Тип кадра передачи Ethernet Кадр XGTC
Стандарт IEEE 802.3av Серии ITU - TG.987
Год стандартизации 2009 2010 Подлежит определению
ОШ - оптический сетевой блок
ОЬТ - терминал оптической линии
МРУ - блок многоквартирного жилого дома
Офис телекоммуникационного оператора
Рис. 2. Пример использования систем доступа 10G-EPQN
щественно медленнее. Аналогичная ситуация наблюдалась в Европе, где линии связи проходят в основном под землей, что повышает стоимость прокладки волоконно-оптических кабелей. Тем не менее и в этих регионах мира предпринимаются активные действия по ускорению процесса перехода на волоконно-оптическую инфраструктуру сетей доступа.
В Китае отмечено самое большое количество пользователей услугами доступа технологии FTTx, однако, в отличие от Японии, где основной технологией является FTTH, в Китае доля технологии FTTB (Fiber To The Building) весьма высока. Она дает возможность оборудовать многоэтажные жилые комплексы волоконно-оптическим кабелем, который позволяет использовать высокоскоростные технологии передачи цифровой информации VDSL (Very high bit-rate Digital Subscriber Line) или Ethernet внутри зданий. По этой причине преждевременно утверждать, что развертывание систем доступа 10G-EPON, которые могут гарантировать высокоскоростную передачу информации каждому пользователю даже при возрастании точек доступа, должно начаться в Китае раньше, чем в Японии. К тому же
японские операторы связи уже проводят полевые испытания этой технологии с целью ее экспериментальной верификации перед практическим внедрением.
Заключение
Рост скоростей передачи в системах оптического доступа, предназначенных для пропуска растущего широкополосного трафика, является общемировой тенденцией в телекоммуникациях. По мнению японских специалистов, именно системы доступа технологии PON класса 10 Гбит/с должны обеспечить высокоскоростной доступ следующего поколения. Кроме того, эффективное использование пропускной способности этих систем вплоть до максимального значения 10 Гбит/с позволит организовать оптический сетевой доступ одновременно большому количеству пользователей. Уже в ближайшее время можно стать свидетелем миграции к системам оптического доступа следующего поколения, которые будут сосуществовать на сетях связи и вещания с уже имеющимися системами доступа технологии PON класса 1 Гбит/с. ■
По материалам журнала New Breeze
№ б • 2011 ВЄК| КАЧЕСТВА
47
