Технология доступа fttx. Что дает использование FTTx

14.6. Технологии доступа на оптических линиях связи

14.6.1. Технологии группы FTTx

Группа технологий FTTx (Fiber To The x - оптическое волокно до … ) предназначена для совместного использования с технологиями ADSL и VDSL и позволяет более эффективно использовать пропускную способность этих технологий благодаря сокращению длины медно-кабельных линий связи . Есть несколько вариантов реализации FTTx, из них можно выделить основные:

FTTH - Fiber To The Home (доведение волокна до квартиры);

FTTB - Fiber To The Building (доведение волокна до здания).

Варианты, по сути, дублирующие FTTH и FTTB с небольшими изменениями:

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

FTTO - Fiber To The Office (доведение волокна до офиса);

FTTC - Fiber To The Curb (доведение волокна до кабельного шкафа);

FTTCab - Fiber To The Cabinet (аналог FTTC);

FTTR - Fiber To The Remote (доведение волокна до удаленного модуля, концентратора);

FTTOpt - Fiber To The Optimum (доведение волокна до оптимального пункта);

FTTP - Fiber To The Premises (доведение волокна до точки присутствия клиента).

Отдельно нужно отметить концепцию

FITB (Fiber In The Building) - организация распределительной сети внутри здания.

Выше указанные технологии отличаются главным образом тем, насколько близко к пользовательскому терминалу подходит оптический кабель (рис. 14.29).

Рисунок 14.29 - Технологии оптического доступа FTTx

На данный момент интенсивно растет интерес к развертыванию оптических сетей доступа с прокладкой кабеля до здания (FTTB), а также непосредственно до абонента (FTTH). В большей степени, такая ситуация объясняется постоянным ростом требований к пропускной способности каналов связи, поскольку сейчас наблюдается бум развития «тяжелых» интернет-приложений, включая онлайн-видео, онлайн-игры и прочие сервисы.

При этом запланированный набор услуг и необходимая для его предоставления полоса пропускания имеют самое непосредственное влияние на выбор технологии FTTx. Поэтому чем выше скорость доступа и чем больше набор предоставляемых абоненту услуг, тем ближе к абонентскому терминалу должно подходить оптическое волокно, т.е. нужно использовать технологии FTTH. В случае, когда приоритетом является сохранение уже имеющейся сетевой инфраструктуры и оборудования, оптимальным выбором будет FTTB.

Если же говорить о сегодняшних реалиях, архитектура FTTB преобладает в новостройках и у крупных операторов связи, тогда как FTTH востребована в новом малоэтажном строительстве (например, в коттеджных городках в окрестностях крупных городов).

Рассмотрим особенности реализации и применении наиболее распространенных технологий.

Технология FTTN используется в основном как бюджетное и быстро внедряемое решение там, где существует распределительная "медная" инфраструктура и прокладка оптики нерентабельна. Всем известны связанные с этим решением трудности: невысокое качество предоставляемых услуг, обусловленное специфическими проблемами лежащих в канализации медных кабелей, существенное ограничение по скорости и количеству подключений в одном кабеле.

Технология FTTC – это улучшенный вариант FTTN, лишенный части его недостатков. Архитектура FTTC в первую очередь предназначена для операторов, уже использующих технологии xDSL или PON, и операторов кабельного телевидения. Реализация архитектуры FTTC позволит им с меньшими затратами увеличить и число обслуживаемых пользователей, а также выделяемую каждому из них полосу пропускания. В России этот тип подключения часто применяется небольшими операторами Ethernet-сетей. Связано это с более низкой стоимостью медных решений и с тем, что монтаж оптического кабеля требует высокой квалификации исполнителя.

Технология FTTB предполагает доведение волокна до здания, и получила наибольшее распространение, так как при строительстве сетей FTTx на базе Ethernet – это, зачастую, единственная технически возможная схема построения сети. Кроме того, в структуре затрат на создание Ethernet-сети разница между вариантами FTTC и FTTB относительно небольшая. Также не следует забывать, что операционные расходы при эксплуатации сети FTTB ниже, а пропускная способность выше.

Технологию FTTB целесообразно применять в случае развертывания сети в многоквартирных домах и бизнес-центрах. Российские операторы связи разворачивают сети FTTB пока только в крупных городах, но в перспективе планируется использование данной технологии повсеместно. В FTTB нет необходимости прокладывать дорогостоящий оптический кабель с большим количеством волокон, как при использовании FTTH .

В случае FTTB оптическое волокно заводится в дом, как правило, на цокольный этаж или на чердак и подключается к устройству ONU (Optical Network Unit). На стороне оператора связи устанавливается терминал оптической линии OLT (Optical Line Terminal). OLT является primary устройством и определяет параметры обмена трафика (например, интервалы времени приема/передачи сигнала) с абонентскими устройствами ONU (или ONT, в случае FTTH). Дальнейшее распределение сети по дому происходит по «витой паре» (рис. 14.30).

Технология FTTH является наиболее затратной, но в то же время и наиболее перспективной, среди всех типов доступа FTTx. FTTH подразумевает доведение оптического волокна до квартиры или частного дома пользователя. В этом случае оптическое волокно заводится в дом, как правило, на цокольный этаж или на чердак (что более экономически целесообразно) и подключается к устройству ONU (Optical Network Unit). На стороне оператора связи устанавливается терминал оптической линии OLT (Optical Line Terminal). OLT является primary устройством и определяет параметры обмена трафика (например, интервалы времени приема/передачи сигнала) с абонентскими устройствами ONU (или ONT, в случае FTTH). Дальнейшее распределение сети по дому происходит по «витой паре» (рис. 14.31).

На первый взгляд, строительство сети FTTH - это очень трудоемкий и дорогостоящий процесс, но опыт подсказывает, что основные затраты при развертывании сети FTTH приходятся на строительные работы, а стоимость самого оптоволоконного кабеля составляет относительно небольшую часть. Это означает, что в случае необходимости проведения строительных работ количество прокладываемого оптоволоконного кабеля уже не имеет большого значения.

Более того, хотя жизненный цикл сети FTTH и ее электронных компонентов составляет несколько лет, оптоволоконный кабель и оптическая распределительная сеть имеют более длительный срок службы (по крайней мере, 30 лет).

Архитектуры развернутых сетей FTTH можно разделить на три основные категории:

- «Кольцо» Ethernet-коммутаторов.

- «Звезда» Ethernet-коммутаторов.

- «Дерево» с использованием технологий пассивной оптической сети PON.

Ежегодно растет интерес к развертыванию сетей доступа с возможностью предоставления абоненту широкополосного канала связи. Причиной данного интереса служит быстрый рост требований к полосе пропускания сетей связи, обусловленный появлением новых широкополосных услуг. К таким услугам можно отнести услуги для бизнеса (видеоконференц-связь, удаленное обучение, телемедицина) и развлекательные услуги (видео по запросу, цифровое вещание, HDTV, on-line игры и т.д.). Используемые в настоящее время технологии не могут предоставить экономически выгодного решения для удовлетворения растущих потребностей, поэтому в ход идут не совсем привычные технологии.

Одна из них - FTTx (Fiber To The... - «волокно до...») - технология организации сетей доступа с доведением оптического волокна до определенной точки. FTTx-технология не является новой, однако широкое распространение получает именно сейчас.

Есть несколько вариантов реализации FTTx, из них можно выделить:

FTTH - Fiber To The Home (доведение волокна до квартиры)
FTTB - Fiber To The Building (доведение волокна до здания)

Варианты, по сути, дублирующие FTTH и FTTB с небольшими изменениями:

FTTO - Fiber To The Office (доведение волокна до офиса)
FTTC - Fiber To The Curb (доведение волокна до кабельного шкафа)
FTTCab - Fiber To The Cabinet (аналог FTTC)
FTTR - Fiber To The Remote (доведение волокна до удаленного модуля, концентратора)
FTTOpt - Fiber To The Optimum (доведение волокна до оптимального пункта)
FTTP - Fiber To The Premises (доведение волокна до точки присутствия клиента)

Отдельно нужно отметить концепцию:

FITB (Fiber In The Building) - организация распределительной сети внутри здания

Рассмотрим более подробно два первых варианта FTTx.

FTTB

При использовании варианта FTTB оптическое волокно заводится в дом, как правило, на цокольный этаж или на чердак (что более экономически эффективно) и подключается к устройству ONU (Optical Network Unit). На стороне оператора связи устанавливается терминал оптической линии OLT (Optical Line Terminal). OLT является primary устройством и определяет параметры обмена трафика (например, интервалы времени приема/передачи сигнала) с абонентскими устройствами ONU (или ONT, в случае FTTH). Дальнейшее распределение сети по дому происходит по «витой паре».

Этот подход целесообразно применять в случае развертывания сети в многоквартирных домах и бизнес-центрах среднего класса. Российские операторы связи разворачивают сети FTTB пока только в крупных городах, но в перспективе использование данной технологии повсеместно. В FTTB нет необходимости прокладывать дорогостоящий оптический кабель с большим количеством волокон, как при использовании FTTH.

FTTH

Как мы уже говорили, FTTH подразумевает доведение оптического волокна до квартиры или частного дома пользователя. Существует два типа организации FTTH сетей: на базе Ethernet и на базе PON.

Решение на базе Ethernet

В решении Ethernet FTTH для коммутации линий подразумевается использование коммутаторов с оптическими портами или оптическими трансиверами. Коммутаторы объединяются либо в «кольцо» Ethernet (GE или 10GE), либо по топологии «звезда» и располагаются на цокольном или чердачном этаже (в зависимости от способа заведения магистрального волокна в дом). К портам коммутатора подключаются устройства конечных пользователей.

Такой подход обеспечивает высокий уровень надежности за счет возможности резервирования оптических каналов, и обеспечивает преемственность с существующей «медной» инфраструктурой. К недостаткам Ethernet FTTH можно отнести узкую полосу пропускания и недостаточные возможности масштабирования. На территории абонента (в квартире или коттедже) используются устройства CPE (Customer Premise Equipment).

Решение на базе PON

При использовании решения на базе PON - пассивной оптической сети - для развертывания сети FTTH оптоволоконная линия распределяется по абонентам с помощью пассивных оптических разветвителей (сплиттеров) с коэффициентом деления от 1:2 до 1:128.

В стандартной оптической сети PON на стороне провайдера связи используются OLT (Optical Line Terminal), а в качестве абонентских устройств применяются ONT (Optical Network Terminal).

ONT представляет из себя более сложное устройство, чем CPE, используемый в Ethernet решении. Кроме функций предоставления широкополосного доступа и поддержки сервисов, ONT должен дополнительно поддерживать:

протокол управления доступом к PON
лазеры пакетного режима (burst-mode lasers), обеспечивающие передачу данных ONT только в определенные терминалом OLT отрезки времени
повышенная мощность сигнала (требуется учитывать потери на делителях и пр.)
шифрование
высокая производительность

Эти дополнительные функции обусловливают значительно более высокую стоимость устройства ONT для архитектуры PON, чем устройства Ethernet FTTH CPE.

Современный офис немыслим без компьютера. Неуклонно увеличивается и число домашних пользователей. Все это приводит к серьезному повышению спроса на услуги передачи данных: доступ в Интернет, выделенные каналы, виртуальные сети и т.п. Наиболее перспективной интернет-технологией, можно сказать, технологией завтрашнего дня являются волоконно-оптические сети, контуры развития которых вырисовываются уже сегодня. Речь идет о технологии FTTx, развитие которой уже находится на повестке дня, являющейся общим названием для двух видов доступа - Fiber To The Home (FTTH - волоконно-оптический кабель в дом) и Fiber To The Building (FTTB) (оптоволоконный кабель в здание; подразумевается многоквартирный дом или офис).

Семейство технологии FTTx

В семейство FTTx на сегодняшний день входят несколько различных подвидов:

FTTN (Fiber to the Node) - оптика до сетевого узла (обычно это городская или районная станция или узел связи);
FTTC (Fiber to the Curb) - оптическое волокно до микрорайона, квартала или группы домов (это вид технологии доступа используется для строительства подстанций связи - так называемых выносов);
FTTB (Fiber to the Building) - волокно до здания (начиная с середины 2000-х по этой технологии подключают все многоэтажные и многоквартирные дома);
FTTH (Fiber to the Home) - оптоволокно до жилища (самая свежая и прогрессивная из архитектур, котоая только-только набирает обороты. Волокно заводится прямо в квартиру или частный дом).
Простыми словами, этим подвиды отличаются по сути тем, насколько близко к пользователю канала связи подходит оптическое волокно провайдера.

Самая популярная технология - FTTB

Современная технология доступа в Интернет - FTTB - расшифровывается как "Fiber to the Building", то есть в переводе на русский: «оптический кабель до дома, строения». Понятие ФТТБ описывает общий подход к организации кабельной инфраструктуры на сети доступа. Согласно ей, от центрального узла оператора связи до определённого объекта (как правило, многоквартирный дом или офисное здание) идёт оптический кабель. Он включается в многопортовый коммутатор. Ну а дальше уже идёт разводка до абонента с использованием обычной медной витой пары. На момент написания статьи, технология доступа FTTBв разы быстрее и надёжнее по сравнению с современными технологиями и широкополосного доступа, в том числе и 3G/4G/LTE. так же нельзя не отметить возможность модернизации построенной сети для поддержки скорость доступа до 1Gb/s и 10 GB/s за счёт замены коммутаторов и конечного оборудования. При этом, как правило, построенную оптическую инфраструктуру и домовую распределительную сеть менять нет необходимости. Благодаря развитию технологии FTTB появилась возможность значительно расширить спектр предоставляемых абоненту услуг, в том числе:

Доступ в Интернет (со скоростью до 100 Мбит/с);
- IPTV (просмотр не менее 100 каналов MPEG2, MPEG4), HD, VoD);
- VoIP (для ряда пользователей)

FTTB предполагает как кольцевую модель распределения коммутаторов, так и модель "звезда", когда коммутаторы подключаются лучами к агрегаторам, что позволяет построить высокопроизводительную сеть, которая к тому же будет масштабируемой, гибкой, безопасной и выгодной по затратам.

Что дает абонентам технология FTTx?

Надежная и качественная связь .
На работу канала, организованного по технологии доступа FTTx не влияют погодные условия, сторонние ЭМ-помехи, нет обрывов и не падает скорость. Если на кабеле нет повреждений, то на конце Вы всегда получите именно ту скорость,что заявлена в тарифе.
Высокая скорость доступа в Интернет . Использование особенностей технологии доступа FTTx позволяет простым абонентам пользоваться скоростями до 100 Мбит/с., а в некоторых случаях и до 1 Гбит/с, а так же даёт возмоджность в разы увеличить объем передаваемой информации. Скорость подключения в данном случае ограничивается только тарифным планом и скоростью локальной сети внутри помещения или здания.
Симметричный канал . Если Вы пользовались когда-нибудь ADSL-доступом, то знаете, что скорость исходящего канала намного ниже скорости входящего. Иногда это может быть очень критичный момент, особенно при работе файлообменных сетей при передаче файлов больщого размера. Симметричный канал FTTx предполагает одинаковую высокую скорость для исходящего и входящего каналов. Такая особенность позволяет простым пользователям размещать у себя дома игровые и веб-сервера.

Подключение нескольких услуг связи сразу по одному кабелю . Это так называемый "Tripple Play", то есть Вы можете при желании подключить на одну линию разом 3 услуги: интернет, телефонию и интерактивное цифровое телевидения. При этом, правда, подключение специального устройства доступа - роутера - считается обязательным условием. Маршрутизатор должен поддерживать технологию разделения VLAN по портам (Пример: Zyxel Keenetic, D-link DIR-300, Sagemcom 2804, 3804).

В чём преимущество технологии FTTx перед технологией xDSL

Оптический кабель выгодно отличается тем, что позволяет подключать всего по одному кабелю сразу интернет, телефон и кабельное телевидение: пропускная способность оптического кабеля свободно справляется с такой нагрузкой.

Многие жители России хотят подключиться к кабельному Интернету или обновить уже имеющиеся у них подключение. При этом неискушенные пользователи сталкиваются с необходимостью выбора не только между провайдерами услуг, но и между различными технологиями, которые обозначаются малопонятными аббревиатурами VDSL, FTTX, XPON и др.

Технология предоставления доступа FTTX: что это такое?

FTTX (от английского fiber to the X или буквально «волокно до точки X») – совокупность способов подключения к Интернету, использующих оптоволоконный кабель. Данные в этом случае передаются с помощью преобразования электрических импульсов в световые и обратно. Такой метод отличается очень высокой скоростью, надежностью, эффективно работает на больших расстояниях без потери качества сигналов. Точкой X может быть любое место от локального коммуникационного центра до рабочего стола пользователя. Оптоволоконный кабель обычно комбинируется с традиционным медным кабелем, который через специальный интерфейс (RJ45 или др.) соединяется непосредственно с компьютером или другими электронными устройствами. Развитием сетей FTTX в РФ занимаются несколько провайдеров, в частности «Ростелеком».

Интернет по технологии FTTX может быть подключен следующими основными способами:

FTTN (Fiber to the Node). Оптоволокно прокладывается до локального коммуникационного центра или узла, расположенного в нескольких километрах от конечных пользователей. Дальнейшее соединение осуществляется по медному кабелю с использованием технологии VDSL. Последняя расшифровывается как Very high speed Digital Subscriber Line или «высокоскоростная цифровая абонентская линия». Предшественником VDSL является ADSL («ассиметричная цифровая абонентская линия»), позволяющая использовать традиционный телефонный кабель для доступа в сеть и разговоров одновременно. Интернет через VDSL ограничен скоростью 10-50 Мбит в секунду (в зависимости от расстояния). Такое подключение считается «бюджетным» и применяется, главным образом, за пределами крупных городов. В настоящее время внедряется технология VDSL2, которая обеспечивает скорость около 100 Мбит в секунду или даже больше. Чем меньше расстояние (длина проводов), тем выше скорость. Однако VDSL2 требует укладки дорогостоящего медного кабеля особого качества, что делает широкое применение этой технологии спорным с коммерческой точки зрения.

FTTC (Fiber to the Curb). Подключение похоже на FTTN, но оптоволокно подводится ближе к пользователям до «границы» городского квартала или группы строений. В этом случае длина добавочного медного кабеля не превышает 300 метров, что дает возможность увеличить скорость передачи данных до 50 или даже 100 Мбит в секунду (VDSL2).
FTTB (Fiber to the Building). Оптоволокно подводится к определенному многоквартирному дому, офисному центру или частным строениям. Затем терминал провайдера, который обычно располагается в подвале или на техническом этаже здания, соединяется медным кабелем с компьютерами пользователей. Такой способ обеспечивает доступ в Интернет на скорости 100 Мбит в секунду и больше. FTTB используется в крупных городах и для вновь возводимых зданий.

Интернет по технологии XPON

PON расшифровывается как Passive optical network или «пассивная оптическая сеть». В отличие от активных оптических сетей PON не использует вспомогательное электрическое оборудование (различные медиаконвертеры, маршрутизаторы, свитчи и т.п.) за пределами помещения, где находится конечный пользователь. Это делает такие сети независимыми от постоянной подачи электричества, что является преимуществом данной технологии.

PON FTTH (fiber to the home) используется для оптоволоконного подключения к Интернету до частного дома или квартиры. К «магистральному» кабелю можно подключить до 128 абонентов по т.н. «древовидной» архитектуре. В каждом жилом помещении необходимо установить специализированный модем (с функцией Wi-Fi или без нее), который осуществляет преобразование оптических сигналов и подключение устройств пользователя. Существует несколько разновидностей «пассивных сетей» (BPON, GPON, EPON и др.), обозначаемых общей аббревиатурой XPON.

Технологию PON иногда ошибочно называют «прямым волокном» или «выделенной персональной линией». В действительности ответвление кабеля доводится только до дома или квартиры пользователя, где происходит преобразование сигналов. Это коллективное подключение. Подлинное «прямое волокно» не имеет ответвлений и доводится непосредственно до рабочего стола пользователя (Fiber to the desktop или FTTD). Такое подключение очень дорого и сложно в обслуживании. Как правило, оно предоставляется только вип-клиентам, например, руководителям корпораций, высокопоставленным государственным чиновникам и т.п.

Часто пользователи спрашивают, в чем отличие технологии FTTX от «оптики», подразумевая подключение с помощью XPON. Все это является разновидностями оптоволоконных кабельных сетей, которые так или иначе комбинируются со вспомогательным оборудованием (медный кабель, специальные модемы, медиаконвертеры, свитчи и т.п.). Технология XPON имеет свои плюсы и минусы.

Среди ее главных преимуществ:

сравнительная высокая скорость передачи данных (более 100 Мбит в секунду). Фактическая скорость зависит, конечно, от выбранного конкретным пользователем провайдера и соответствующего тарифного плана;
возможность подключать по одному кабелю не только Интернет, но и телевидение, телефон, а также другие дополнительные услуги;
независимость от локальной подачи электричества (при наличии заряженного ноутбука, смартфона, резервной батареи и т.п.);
относительная дешевизна и доступность для массового потребителя.

С другой стороны, XPON имеет некоторые недостатки:

хрупкость оптоволоконного кабеля по сравнению с медным. Это увеличивает вероятность его повреждения при подводке к квартире или дому. Требуется правильная укладка, установка защитного короба, сверление дополнительных отверстий и т.п.;
необходимо приобретать и настраивать специализированный модем для преобразования оптических сигналов. Ряд провайдеров предлагают такое оборудование в аренду, в кредит или продают по льготной цене при условии предоплаты их услуг на будущий период времени;
при обрыве оптоволокна пользователь теряет не только доступ в Интернет, но также телевидение, телефон и все сервисы, если они подключены по этой же технологии.