 |
Тенденции мирового развития сетей доступа
|
|
|
|
Уменьшение долгосрочных инвестиций в сети передачи широкополосного (ШП) цифрового трафика на основе витых пар и коаксиального кабеля. Стремление довести оптический кабель (ВОК) до абонентов.
Рис.9.22 Проникновение ВОТ на сети доступа
Уменьшение доли беспроводного фиксированного ШП-доступа (10–100 Мбит/с).
Основанием для этого является необходимость:
— новой проводной среды передачи в распределительных сетях со сроком службы 25-30 лет;
— среды передачи, более широкополосной, чем медная, для повышения качества и расширения спектра услуг;
— перехода на стандарты телевидения высокой четкости (HDTV) в телевещании;
— замены ТВ-приемников на LCD и плазменные панели, готовые к приему HDTV;
— внедрения домашних медиацентров, совмещающих функции DVD, игровой приставки, музыкального центра и устройства доступа в Интернет;
— поддержки Интернет видеотелефонии и формирование групп ее пользователей;
— поддержки интерактивных видеомостов – важного элемента сетей в сферах дистанционного образования, видеомедицины, дистанционного оказания услуг;
— реализации услуги "видео по требованию" (VoD). Итак, стимулом развития ШП-сетей (>10 Мбит/c на абонента) на основе ВОК является комплекс услуг triple-play на основе видео: видеотелефония, видеоданные/видеоинформация и видео по требованию.
Строительство и обслуживание системы ВОК становится сравнимым по цене или дешевле, чем системы на витых парах или коаксиальном кабеле (например, ВОК на 8 волокон стоит меньше 700 долл./км); контент с видеоносителя (DVD, VCD) значительно лучше по качеству видеоконтента, принятого из эфира или обычной сети КТВ (раньше VHS-кассеты давали худшее качество, чем эфир, и тем более, чем КТВ); качество цифрового контента зависит только от скорости передачи (качество DVD требует скорости 8–10 Мбит/с, HDTV – 20 Мбит/с и выше или 10 Мбит/с для MPEG-4), стимулируя развитие ШП-сетей; рядовые пользователи требуют большей полосы, чем “бизнес”. Раньше ШП-сети строились главным образом для “бизнеса”, сегодня – для рядового пользователя (для бизнеса нужны текст и графическая информация, для рядового пользователя – цифровые видеопотоки). Проводные операторы, развивающие современные сети доступа, уже не стремятся стать поставщиками всего спектра услуг, а осуществляют лишь подключение с возможностью мультисервисного трафика, обеспечивая абонентам лишь трафик от сервисных операторов.
|
|
|
Технологии оптических сетей доступа
Основными технологиями ОСД являются: Metro Ethernet, EFM P2P, EFM P2MP (GEPON), BPON, GPON и Metro CWDM (рис.9.22, табл.9.1).
Metro-ethernet
Коммутаторы Ethernet позволяют построить древовидную архитектуру с активными узлами – коммутаторами с иерархией по скоростям от центрального узла к абонентам
Таблица 9.1. Сравнительный анализ трех технологий PON
| Характеристики | APON/BPON | EPON (GEPON) | GPON |
| Стандарт | ITU-T G.983.x (1998-2003) | IEEE 802.3ah (2004) | ITU-T G.984.x(2003-04) |
| Базовый протокол | ATM | Ethernet | GFP |
| Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с | 622/622; 622/155 155/155 | 1000/1000 | 2488/1244; 2488/622 1244/1244; 1244/622 |
| Линейный код | NRZ | 8B/10B | NRZ |
| Бюджет мощности на длине волны 1310 нм, дБ | 5-20 (класс A) 10-25 (класс B) 15-30 (класс C) | 5-19,5 (1000BASE-PX-10), 10-23,5 (1000BASE-PX-20) | 5-20 (класс A) 10-25 (класс B) 15-30 (класс C) |
| Число абонентских узлов на волокно | до 32 | до 32 (64) | до 32, 64 (128) |
| Типы приложений | любые | IP, потоки данных | любые |
| Коррекция ошибок типа FEC | допускается | есть | есть |
| Длины волн прямого/обратного потоков, нм | 1590/1310, 1490/1310 | 1490/1310 | 1490/1310 |
| Динамическое распределение полосы | есть | на верхних уровнях | есть |
| IP-фрагментация | есть | нет | есть |
| Защита данных (шифрование) | (с открытыми ключами) | есть | (с открытыми ключами) |
| Резервирование | есть | есть | есть |
| Поддержка голосовых приложений и QoS | высокая | средняя | высокая |
|
|
|
1000/100 Мбит/с (1000Base-LX, 100Base-FX) и агрегированием трафика (с возможным резервированием – см. рис. 10.23а). В перспективе можно использовать стандарт 10Gigabit Ethernet (10GE), который сегодня вышел на уровень городских магистральных сетей. Такую архитектуру часто имеют ОСД типа “домовых” сетей, охватывающие до нескольких десятков домов.
EFMF P2P
Двунаправленная (дуплексная) передача Ethernet по одному волокну P2P ("точка-точка", рис. 10.23б), долгое время оставалась частным решением отдельных компаний, поставляющих на рынок медиаконвертеры Ethernet. В 2004 году она была окончательно оформлена как один из стандартов IEEE 802.3ah, а в 2005 году включена в общий стандарт 802.3. Двунаправленная передача по одному волокну осуществляется на разных длинах волн: 1490/1550 нм в одном направлении и 1310 нм в другом. При этом мультиплексоры WDM встроены в приемопередающие модули. Имеется два стандартных решения на скорости 100 и 1000 Мбит/с. Стандартизация ликвидировала монополию отдельных компаний и привела к значительному снижению стоимости оптических компонентов.
Рис 9.23 Основные технологии в оптических сетях доступа
Дуплексная передача по одному волокну вдвое сокращает число волокон и позволяет строить более экономичную кабельную систему. Типовым здесь является решение, когда в центральном узле устанавливается коммутатор с двумя up-link-портами GE и 24 оптическими портами FE для дуплексной передачи по одному волокну, а у абонента устанавливается медиаконвертер FE “оптика – витая пара”.
EFM P2MP (GEPON)
Другое стандартное решение в рамках IEEE 802.3ah – это Ethernet на PON первой мили (EFMP). Здесь мы имеем дело с древовидной архитектурой PON, когда центральное устройство по одному волокну взаимодействует с множеством абонентских устройств P2MP («точка-многоточка»), рис.9.23в. Данный стандарт получил название GEPON (гигабитный Ethernet PON, или EPON). Оптические интерфейсы для GEPON аналогичны тем, что используются в оптических сетях. Как и в стандарте GE, линейная скорость в стандарте GEPON составляет 1250 Мбит/с, учитывая схему кодирования 8B/10B. GEPON определяется как одноволоконная сеть, использующая мультиплексирование WDM на длинах волн 1490 нм (прямой поток) и 1310 нм (обратный поток). Окно 1550 нм резервируется для добавления услуги аналогового телевидения. Физический уровень GEPON PMD (Physical Medium Dependent) предусматривает два класса интерфейсов: класс 1 для расстояний до 10 км (коэффициент деления потока 1:16) и класс 2 для расстояний до 20 км (коэффициент деления 1:16). Это позволяет оптимально по стоимости строить сети PON с широким выбором расстояний и коэффициентов деления.
|
|
|
BPon
В силу достоинств PON с средины 90-x годов начинают разрабатываться стандарты, основанные на использовании этой технологии совместно с другими технологиями, в частности с доминирующей в то время технологией ATM. (Этим занимается, например, Группа FSAN — группа операторов сети доступа с полным набором услуг, 1997.) Так появляется (1998) серия стандартов PON G.983.x. на основе протокола ATM. Сначала это APON (ATM PON) со скоростью 155 Мбит/c для прямого и обратного потоков, которая позже увеличивается до 622 Мбит/c. Затем появляется термин "широкополосный PON (BPON)", отражающий факт предоставления ШП-услуг, включая Ethernet, видео, услуги и др. BPON регламентирует введение дополнительных длин волн в рамках одного дерева PON, а также методы и топологии резервирования дерева PON для повышения надежности.
Использование протокола ATM в стандарте BPON гарантирует качество услуг связи QoS для абонентов, обеспечивая надежную передачу TDM-трафика, в частности каналов E1.
GPon
В 2001 году Группа FSAN инициирует стандартизацию новой архитектуры PON, работающей на скоростях, превышающих 1 Гбит/с. Стандарт BPON пересматривается для оптимизации гигабитных скоростей и увеличения эффективности поддержки мультисервисных приложений, системы управления и масштабируемости. Этот новый стандарт получил название гигабитный PON (GPON).
Metro CWDM
Решения на основе разреженных систем WDM (CWDM) позволяют внутри одноволоконного дерева организовать множество соединений «точка-точка». В центральном узле устанавливается мультиплексор, объединяющий все длины волн, а в промежуточных точках устанавливаются оптические мультиплексоры ввода-вывода (OADM) с малым числом длин волн (обычно одна), рис. 9.23г. Допускается кольцевая топология, обеспечивающая резервирование. В рамках CWDM можно использовать 18 длин волн (1270–1610 нм, с шагом 20 нм, ITU-T G.694.2).
|
|
|
|
|
|
