Сделай Сам Свою Работу на 5

Практическая реализация сети





Юрченко Сергей ТС-42М

Семейство оптической технологии FTTx. Основные схемы. Преимущества и недостатки.

FTTx –оптико-волоконная технология подключения
Fiber To The X или FTTx (fiber to the x — оптическое волокно до точки X) — это общий термин для любой телекоммуникационной сети, в которой от узла связи до определенного места (точка X) доходит волоконно – оптический кабель а далее, до абонента, — медный кабель (возможен и вариант, при котором оптика прокладывается непосредственно до абонентского устройства). Таким образом, FTTx — это только физический уровень. Однако фактически данное понятие охватывает и большое число технологий канального и сетевого уровня. С широкой полосой систем FTTx неразрывно связана возможность предоставления большого числа новых услуг. С помощью FTTX можно провести в дом телефонную связь, FTTX также дает возможность наслаждаться цифровым телевещанием. «Х» — точка, определяющая до какого места доходит оптика. FTTX может доходить до сетевого узла, до строения, FTTX — до группы домов или FTTX — до дома.

В семейство FTTx входят различные виды архитектур:

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



§ FTTC (Fiber to the Curb) — волокно до микрорайона, квартала или группы домов;

§ FTTB (Fiber to the Building) — волокно до здания;

§ FTTH (Fiber to the Home) — волокно до жилища (квартиры или отдельного коттеджа).

Они отличаются главным образом тем, насколько близко к пользовательскому терминалу подходит оптический кабель.

 

Рисунок 1 - Архитектура FTTx

FTTN (fiber to the node — оптическое волокно до сетевого узла). FTTN одна из первых технологий связи. используется в основном как бюджетное и быстро внедряемое решение там, где существует распределительная «медная» инфраструктура и прокладка оптоволокна 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.В настоящее время FTTN используется в качестве эконом варианта, так как не требует большого количества затрат. Если на местности развита кабельная инфраструктура, то FTTN достаточно просто подключить оптику до сетевого узла.



Сейчас FTTN используют лишь в дальних районах, там, где протягивать оптику слишком сложно. FTTN — самый недорогой вид связи, но и наиболее медленный. Тем не менее, FTTN обеспечивает интернет-соединением многие дома, хотя уже сейчас есть более современные и эффективные аналоги этой технологии!

FTTC — Fiber-To-Carb, что значит, «оптика до группы домов». FTTC самая доступная по своей стоимости технология, именно с FTTC начиналась конструкция оптико-коаксиальных сетей.

FTTC использует коаксиальный усилитель, поэтому она всегда будет дешевле волоконной связи. Стоимость монтажа FTTC намного ниже оптической сети. Поэтому FTTC монтирует оптическую сеть до кросса на улице, а в дома FTTC ведет уже медный кабель.

FTTC — это улучшенный вариант FTTN, лишённый части присущих последнему недостатков. В случае с FTTC в основном используются медные кабели, проложенные внутри зданий, которые, как правило, не подвержены проблемам, связанным с попаданием воды в телефонную канализацию, с большой протяженностью линии и качеством используемых медных жил, что позволяет добиться более высокой скорости передачи на медном участке.

FTTC в первую очередь предназначена для операторов, уже использующих технологии xDSL или PON, и операторов кабельного телевидения: реализация этой архитектуры позволит им с меньшими затратами увеличить и число обслуживаемых пользователей, и выделяемую каждому из них полосу пропускания. 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.



Очевидно, что запланированный набор услуг и необходимая для их предоставления полоса пропускания имеют самое непосредственное влияние на выбор технологии FTTx. Чем выше скорость доступа и чем больше набор услуг, тем ближе к терминалу должна подходить оптика, а именно нужно использовать технологии FTTH. Если же приоритетом является сохранение имеющейся инфраструктуры и оборудования, наилучшим выбором будет FTTB

FTTB — Fiber-To-The-Building, дословный перевод гласит: «оптика до здания». То есть к FTTB относится технология, с помощью которой связь достигает строения. FTTB предполагает сеть приблизительно из 200 абонентов, то есть многоквартирный дом. Огромным достоинством FTTB является ее простота и легкость построения дополнительных сетей.

FTTB надежна, и это уже давно проверено. На FTTB легко накладываются новые технологии. В FTTB к одному устройству подсоединяется минимальное количество абонентов, что позволяет значительно снизить уровень помех.

Устанавливается единый терминал, а от него проводят кабель до квартиры. В самой квартире находится только один кабель, который подключается к ПК. Архитектура FTTB получила наибольшее распространение, так как при строительстве сетей FTTx на базе Ethernet часто это единственная технически возможная схема. Кроме этого, в структуре затрат на создание сети FТТх разница между вариантами FTTC и FTTB относительно небольшая, при этом операционные расходы при эксплуатации сети FTTB ниже, а пропускная способность выше. Архитектура FTTB доминирует во вновь возводимых домах и у крупных операторов связи, тогда как FTTH будет востребована только в новом малоэтажном строительстве. В первую очередь это связано с существенно более высокой стоимостью ее реализации по сравнению со стоимостью сети FTTC/FTTB.

FTTH— Fiber-to-the-home, «оптика до дома». FTTH — технология, которая проводит оптическую связь прямо до дома. Именно благодаря FTTH у нас появилась возможность пользоваться широкополостным интернетом.

FTTH обладает высокой пропускной полосой и позволяет достигать хороших скоростей. FTTH дает возможность через один порт пользоваться интернетом, телефоном и телевидением. При этом, FTTH сохраняет Вашу конфиденциальность, ведь для доступа к сети необходим пароль. Взломать FTTH или прослушать невозможно. Кроме того, FTTH — надежна физически, так как оптический кабель не ржавеет.


FTTH (fiber to the home) — оптическое волокно до квартиры. В квартире устанавливается терминал, а от терминала кабель до ПК. Однозначно в пользу решений FTTH выступают эксперты компании Motorola.[1] Они сравнивают продолжительность жизненного цикла инвестиций в любую технологию доступа и коррелированный рост требований к пропускной способности каналов доступа. Проведенный анализ показывает, что если технические решения, которые закладываются в основу сегмента доступа сети сегодня, окажутся неспособными обеспечить скорость 100 Мбит/с в 2013 - 2015, то моральное устаревание оборудования произойдет до окончания инвестиционного цикла. Оператор должен обязательно учитывать эти данные, иначе он рискует оказаться уязвимым перед лицом конкурентов по мере стремления пользователей к получению услуг все более высокого класса.

Эксперты компании Alcatel-Lucent перечисляют следующие преимущества архитектуры FTTH:

· из всех вариантов FTTx она обеспечивает наибольшую полосу пропускания;

· это полностью стандартизированный и наиболее перспективный вариант;

· решения FTTH обеспечивают массовое обслуживание абонентов на расстоянии до 20 км от узла связи;

· они позволяют существенно сократить эксплуатационные расходы — за счет уменьшения площади технических помещений (необходимых для размещения оборудования), снижения энергопотребления и собственно затрат на техническую поддержку.

 

Варианты построения широкополосных сетей по технологии "волокно в дом".

Существует множество вариантов построения широкополосной сети по технологии "волокно в дом". Рассмотрим два принципиально разных варианта:

1. На базе цифровых транспортных сетей.

2. На базе аналоговых транспортных сетей.

1. Цифровые транспортные сети реализуются на базе уже существующих транспортных магистралей SDH, АТМ и Gigabit Ethernet. Типовая схема построения цифровой транспортной сети представлена на рис.2.

Рисунок 2 - Схема построения цифровой транспортной сети

В доме устанавливается коммутатор, который имеет число выходных портов, соответствующее количеству абонентов для их индивидуального подключения, и оптический входной порт для подключения к магистральному коммутатору или мультиплексору цифрового транспортного кольца. Коммутатор, устанавливаемый в доме, должен обеспечивать гарантированное предоставление требуемого качества для всех видов услуг (QoS), контролировать и управлять сервисными потоками по всем портам для каждого абонента в отдельности. Абоненты, как правило, подключаются с помощью витопарного кабеля UTP.

Современные коммутаторы имеют модульную архитектуру и поддерживают широкий спектр интерфейсов и протоколов, в том числе xDSL, HomePNA, 10/100 Base-TX/FX и т.д., и обеспечивают высокую гибкость при построении домовой распределительной сети. В квартире абонента устанавливается абонентский терминал (мультимедиа-адаптер), который обеспечивает преобразование цифровых потоков в аналоговые сигналы традиционных видов сервиса - видео и телефонии.

Достоинства и недостатки

Сеть имеет единую структуру и строится исключительно на цифровых коммутаторах. Единая номенклатура оборудования позволяет существенно снизить затраты на содержание сети и потребность в квалифицированном персонале. Сокращение типов используемого оборудования значительно снижает стоимость технического обслуживания, повышает надежность сети. Сеть позволяет осуществить единую систему управления и мониторинга, обеспечивает простоту управления и предоставления различных сервисов абонентам. Кроме того, сеть легко масштабируется. Современные коммутаторы позволяют предоставить пользователям выделенные симметричные каналы со скоростью до 100 Мбит/с, что гарантирует удовлетворение любых запросов абонентов на десять лет вперед. Коммутаторы позволяют оптимизировать направления движения трафика и, тем самым, значительно увеличить производительность сети.

Главным сдерживающим фактором в реализации данного решения является отсутствие на рынке дешевого абонентского терминала. Самые востребованные виды сервиса - видео и телефон - абонент привык и хочет получать исключительно в аналоговом формате. Поэтому воспользоваться услугами данной сети (даже для получения минимального широковещательного пакета телевизионных программ) в состоянии только те абоненты, которые готовы потратить от $500 до $1000 на абонентский терминал или оснащенный соответствующим образом компьютер. В результате затраты на абонентское оборудование оказываются столь значительными, что в несколько раз превышают расходы на строительство самой цифровой сети.

2. Аналоговая транспортная сеть реализуется по технологии HFC на базе аналоговых оптических передатчиков и оптических узлов, обеспечивающих транспорт сигнала в полосе частот 50-862 МГц в прямом направлении и в полосе 5-300 МГц в обратном. Типовая схема построения сети представлена на рис. 3.

Рисунок 3 - Схема построения аналоговой транспортной сети

Магистральное кольцо реализуется с использованием оптических передатчиков с большим оптическим бюджетом на длине волны 1550 нм, обеспечивающих передачу на расстоянии до 80 км. В промежуточных узлах магистрального кольца устанавливаются оптические головные станции (ОГС), которые ретранслируют оптический сигнал и распределяют его по отдельным сегментам (домам) с переходом на длину волны 1310 нм. В доме устанавливаются оптический распределительный узел, который включает набор оптических приемников и передатчиков прямого и обратного каналов, а также усилители прямого и обратного каналов. С помощью коаксиальной домовой разводки осуществляется подключение всех абонентов. Несмотря на то что подключение абонентов осуществляется по "шинной" топологии, современные системы кабельных модемов и адресного телевидения позволяют организовать для каждого абонента выделенные каналы и полосы для осуществления независимого, индивидуального обслуживания абонентов с гарантированным качеством предоставления услуг. Наибольшую популярность получила система кабельных модемов, работающих в стандарте DOCSIS.

В квартире у абонента устанавливается абонентский терминал (set-top box), который интегрирует в себе ТВ приставку-декодер закрытых (платных) телевизионных программ, кабельный модем для доступа в сеть передачи данных (Интернет) и телефонный адаптер для доступа в телефонную сеть.

Достоинства и недостатки

Решение, реализованное на базе сети КТВ, позволяет охватить 100населения. Единая интегрированная транспортная сеть позволяет предоставить абонентам весь спектр современных сервисов (и цифровых, и аналоговых). При этом для получения базового пакета телевизионных программ с высоким качеством трансляции абоненту не требуется никаких специальных устройств, кроме обычного телевизионного приемника. Оператор может постепенно расширять спектр услуг при минимальных затратах на абонентское оборудование. Для получения цифрового пакета спутниковых программ достаточно установить цифровой ресивер ($150-200), а кабельный модем обеспечивает доступ в цифровую сеть со скоростью до 10 Мбит/с (до 42 Мбит/с при DOCSIS 2.0) и стоит $90-130. Телефонный адаптер стоит $100-150. Современные телевизионные приставки позволяют не только принимать закрытые телевизионные каналы, но и обеспечивают доступ в сеть Интернет. Таким образом, можно сэкономить на приобретении компьютера. Абонент в силу своих потребностей и финансовых возможностей может сам планировать получение тех или иных сервисов.

По причине использования радиочастотных каналов для передачи сигналов распределительная сеть предъявляет очень жесткие требования к монтажу и квалификации обслуживающего персонала. Оператор вынужден содержать двойной штат сотрудников: для обслуживания телевизионной сети и для обслуживания аппаратуры доступа к цифровым сетям и серверов. Шинная топология распределительной сети обуславливает деление полосы пропускания оптического узла между всеми абонентами. В силу ограниченности частотного ресурса данное решение значительно уступает по возможности наращивания пропускной способности каналов связи и, следовательно, с течением времени, по мере увеличения трафика может стать препятствием на пути удовлетворения потребностей абонентов. Срок жизни сети ограничен временем естественного перехода на цифровую систему телевизионного вещания.

Итак, оба изложенных выше варианта построения широкополосных сетей обладают как достоинствами, так и недостатками, поэтому на практике реализуются промежуточные варианты, в различной степени использующие схемные решения и первого и второго вариантов. Какое решение и какую технологию использовать? Каждый оператор решает этот вопрос для себя сам, но во многом решение зависит от потребностей абонентов в различных сервисах, их платежеспособности.

Практическая реализация сети

На практике применяется комплексное решение с использованием и цифрового и аналогового транспорта. В крупных городах, с большой протяженностью застройки и высокой плотностью населения, магистральное транспортное кольцо выполняется на базе уже существующей цифровой сети SDH, ATM или Gigabit Ethernet. Все аналоговые ТВ программы оцифровываются и транслируются по кольцу в сжатых форматах MPEG-2 в потоках DVB-ASI. В каждом магистральном узле устанавливается комплект оборудования для преобразования DVB-ASI потоков в аналоговые ТВ каналы для дальнейшей передачи в аналоговой транспортной сети HFC архитектуры. Данное решение позволяет предоставить абонентам несколько десятков аналоговых программ и таким образом привлечь основную массу абонентов. Оснащение магистральных узлов комплектом DVB-C (QAM) модуляторов позволит плавно перейти на цифровое ТВ вещание и реализовать новые виды услуг VOD, NVOD1.

Реализация данного решения требует значительных затрат на установку в каждом узле оборудования преобразования цифровых ТВ каналов в аналоговые. В небольших городах или при ограниченных финансовых возможностях, как правило, оператор идет по пути реализации двух независимых сетей: аналоговой - для трансляции видеопрограмм и цифровой - для организации сети передачи данных (рис. 3).

Рисунок 4 - Реализации двух независимых сетей

 

Решение реализуется на базе уже существующей цифровой сети SDH, ATM или Gigabit Ethernet. Магистральное кольцо телевизионной сети выполняется за счет свободных волокон существующей цифровой сети. В магистральных узлах устанавливаются ОГС, от которых волокно прокладывается в каждый дом. В силу того что кабель, по которому оптический узел подключается к ОГС, заведомо имеет избыточное число волокон, сеть передачи данных можно реализовать без использования системы кабельных модемов, за счет установки в домах коммутаторов со встроенным оптическим портом. Коммутатор должен поддерживать функции гарантированного предоставления услуг QoS. К одному из портов коммутатора подключается многопользовательский терминальный адаптер для предоставления телефонного доступа. Таким образом, внутри дома реализуется три независимых распределительных сети: телевизионная, передачи данных и телефонная.

Сеть передачи данных, таким образом, реализуется независимо от телевизионной, и отпадает необходимость в использовании дорогостоящей головной станции кабельных модемов. В то же время отказ от кабельных модемов исключает возможность использования существующей транспортной сети HFC, делает недоступным обслуживание абонентов, попадающих в зону покрытия коаксиальных сегментов кабельного оператора, но не имеющих оптического узла в доме. На практике, для обеспечения наиболее полного охвата абонентов оператор стремится в полной мере использовать возможности уже существующих кабельных сетей и идет на дополнительные затраты. В дополнение к оборудованию цифровой сети, в аналоговой сети также организуется сеть передачи данных на базе кабельных модемов.

Одновременное использование как аналоговых, так и цифровых систем позволяет в максимальной степени использовать существующие транспортные сети, сократить затраты на строительство, в короткие сроки увеличить зону охвата абонентов новыми видами услуг.

 

Список литературы:

1. Журнал «Сети и системы связи» № 9, сентябрь 2008

2. http://www.ots-telecom.ru/stati-1/fttx

3. http://www.telemultimedia.ru/art.php?id=29 . Журнал "Теле-Спутник" (№6, 2002 г.), в статье "Реализация проекта цифрового телевидения на базе транспортной сети телекоммуникационной компании".

 

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.