Шпд по технологии ftth в. FTTx от Ростелекома: особенности технологии

Что такое FTTH?

FTTH (fiber to the home) - оптическое волокно до квартиры. В квартире устанавливается терминал, а от терминала кабель до ПК. FTTH чаще всего организуется на базе технологии PON (аббр. от англ. Passive optical network, пассивная оптическая сеть) - технология пассивных оптических сетей. Распределительная сеть доступа PON основана на древовидной волоконно-кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, представляет экономичный способ обеспечить широкополосную передачу информации.

Технология «PON» - пассивные оптические сети, приставка «G» - гигабитные. Пассивные они потому, что на участке от АТС до абонента не используется никакого активного оборудования - волокно тянется до квартиры клиента. За счет этого достигается высокая пропускная способность канала и, как следствие, возможность подключить несколько услуг по одной линии - телефон, телевидение, Интернет.

Конечно же, оптоволокно не прокладывается цельным проводом от АТС до квартиры - это было бы нерентабельно, а затраты на проведенные работы никогда бы не окупились. Поэтому, на определенном участке линии сигнал делится.
Для деления сигнала изобрели пассивный оптический делитель - сплиттер, который превращает одно волокно в два, четыре, восемь и так далее.

Что такое ONT?

В качестве устройства, которое будет преобразовывать оптоволоконный интерфейс в Ethernet-интерфейс, выступает оптический терминал - ONT. В зависимости от модификации, ONT может иметь функционал от минимального, до полноценного роутера, с возможность подключения WiFi, IPTV, телефонии и еще много чего с одного устройства. Этот терминал устанавливается в квартире абонента.

По неписаным правилам ONT монтируют рядом с отверстием, куда затянули оптику, чтобы протяженность волокна по квартире была как можно меньше. Почему нельзя протянуть оптоволокно в глубь квартиры? Все просто - этот тоненький «проводок» очень хрупок и крайне чувствителен к различным изгибам, перегибам, давлению (наступать на него или ставить мебель, мягко говоря, не стоит). От всех вышеперечисленных процедур оптоволокно ломается. Восстановление волокна и/или его замена - очень трудоемкий процесс. Тем, кто хочет подключиться к интернету по технологии GPON, я настоятельно рекомендую - не протягивайте волокно по квартире! Пожалейте свои нервы и деньги, а также нервы работников компании (Интернет-провайдера).

Связь между ONT и компьютером (если подключена услуга Интернет), а также между ONT и STB (если подключена услуга IPTV) осуществляется при помощи медного кабеля - UTP (витая пара). ONT как и луюой другой роутер необходимо настроить. Для чего необходимо зайти в его WEB интерфейс и настроить его на необходимые вам сервисы (Интернет, IPTV, VOIP).

Подключение к сетям «АзовИнтернетСервис» и Интернет доступно частным и корпоративным абонентам с помощью нескольких современных высокоскоростных технологий.

Технология FTTH

«Fiber To The Home» - оптическое волокно до дома (квартиры, дачи, офиса)
По данной технологии оптоволоконный кабель (ВОЛС) прокладывается от источника сигнала до конечного пользователя.
Преимуществами архитектуры FTTH являются:

наибольшая полоса пропускания канала;
полностью стандартизированный и наиболее перспективный вариант сети;
решения FTTH обеспечивают массовое обслуживание абонентов на расстоянии до 20 км от узла связи.

Подключение по технологии FTTH производится с помощью подключения оптического кабеля у конечного абонента с установкой «медиа-конвертера» - устройства, преобразующего оптический сигнал в электрический для дальнейшей разводки по дому медным кабелем (UTP) или с помощью Wi-Fi. Доступ в сеть Интернет может осуществляться на скорости до 1000 Мбит/с.

Технология FTTB

Компания «АзовИнтернетСервис» использует технологию FTTB (Fiber To The Building - «Оптика в дом»): оптический кабель подводится к дому и распределяется по квартирам с помощью медного кабеля Ethernet. Это позволяет обеспечить в каждой квартире качественный доступ к сети Интернет на максимальной скорости до 100 Мбит/с. В зависимости от технологии подключения ІР адрес может быть внешним или внутренним. На сегодняшний день технология FTTB является наиболее прогрессивной. Ее потенциал позволяет быстро увеличить емкость сети в тех местах, где это необходимо, для предоставления услуг передачи данных наивысшего качества. Кроме того, FTTB обеспечивает одинаковую скорость для входящих и исходящих данных с компьютера, в отличие от других технологий.

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.

Технология GPON

PON (пассивные оптические сети) - это семейство быстро развивающихся, наиболее перспективных технологий широкополосного мультисервисного доступа по оптическому волокну. Суть технологии PON вытекает из ее названия и состоит в том, что ее распределительная сеть строится без использования активных компонентов: разветвление оптического сигнала в одноволоконной оптической линии связи осуществляется с помощью пассивных разветвителей оптической мощности - сплиттеров.

Структурно любая пассивная оптическая сеть состоит из трех главных элементов - станционного терминала OLT, пассивных оптических сплиттеров и абонентского терминала ONT. Терминал OLT обеспечивает взаимодействие сети PON с внешними сетями, сплиттеры осуществляют разветвление оптического сигнала на участке тракта PON, а ONT имеет необходимые интерфейсы взаимодействия с абонентской стороны.

На основе архитектуры PON возможны решения с использованием логической топологии «точка-многоточка» (point-to-multipoint). К одному порту центрального узла можно подключить целый волоконно-оптический сегмент древовидной архитектуры, охватывающий десятки абонентов. При этом пассивные оптические разветвители (сплиттеры) устанавливаются в промежуточных узлах дерева и не требуют питания и обслуживания.

Основная идея архитектуры PON - использование всего одного приемопередающего модуля в OLT для передачи информации множеству абонентских устройств ONT и приема информации от них.
Технология GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) является одной из разновидностей технологии пассивных оптических сетей PON и одним из самых современных вариантов строительства сетей связи, обеспечивающим высокую скорость передачи информации (до 1,2 Гбит/с). Основное преимущество технологии GEPON заключается в том, что она позволяет оптимально использовать волоконно-оптический ресурс кабеля. Например, для подключения 64 абонентов в радиусе 20 км достаточно задействовать всего один волоконно-оптический сегмент.

Основными преимуществами GEPON являются:

Использование стандартных механизмов 802.3ah, что позволит в перспективе значительно снизить стоимость оборудования;
Повышение скорости передачи до 1 Гбит/c в обе стороны и предоставление более широкополосных услуг;
Обеспечение QoS с помощью механизмов 802.1p/TOS. Возможно использование жестких механизмов приоритезации трафика с помощью восьми выделенных очередей для каждого типа трафика. Данные механизмы позволяют предоставлять такие услуги как VoIP или VoD с гарантией качества;
Возможность подключения 64 абонентских устройств на ветку PON и эффективное использование оптического волокна;
Полная поддержка DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) - механизма динамического перераспределения полосы пропускания в соответствии с запросами абонентов и наличием свободной полосы в дереве PON. Так абоненты, которым предоставлена гарантированная полоса пропускания для передачи данных, например, 1Мб/с могут получить реальную скорость до 1Гб/с, если полоса дерева PON остается частично неиспользованной (аналогично UBR трафику в ATM);
Поддержка передачи потокового видео (IGMP Snooping);
Простота установки и обслуживания.

Технология FTTH . Гибридные оптико-коаксиальные сети (HFC – Hybrid Fiber Coax) строятся по трем основным технологиям (рис.1):

FTTH (Fiber To Home) – оптика до дома;
FTTB (Fiber To Building) – оптика до здания (строения);
FTTC (Fiber To Carb) – оптика до группы домов.

Под FTTH на Западе обычно понимается технология, при которой оптический приемник устанавливается у конечного индивидуального абонента. Это может быть или отдельный дом коттеджного типа или квартира в многоэтажном блочном доме. Применительно к российским условиям эксплуатации такое решение является очень дорогостоящим, т.к. требует большого числа оптических передатчиков (цена на которые много выше цены на оптические приемники). В связи с этим, под FTTH понимаются чисто волоконно-оптические линии связи (ВОЛС), выходы оптических узлов (ОУ) которых непосредственно (т.е. без дополнительных усилителей) связаны с абонентскими терминалами, например, STB (Set-Top-Box) или телевизором. Очевидно, что использование технологии FTTH подразумевает под собой большее число ОУ и более протяженные ВОЛС в сравнении с любой другой технологией (FTTC или FTTB).

Технология FTTH обладает следующими отличительными особенностями:

Более высокая надежность . Действительно, все мультисервисные сети передачи данных и телевидения (МСС) построенные только с использованием оптических активных компонентов, как правило, обладают очень высокой надежностью. Важен и тот факт, что отпадает необходимость в использовании дистанционного (т.е. по коаксиальному кабелю) питания, которое часто доставляет много хлопот кабельным операторам. Более того, если предусмотреть резервные оптические волокна (ОВ) в волоконно-оптическом кабеле (ВОК), появляется возможность реализации ручного и/или автоматического резервирования как по направлениям (кольцевое резервирование), так и по жилам с минимальными затратами.

Простота переконфигурации сети за счет установки в основных узлах распределения оптических кроссовых шкафов. Перекоммутация осуществляется за счет простейшей переустановки патчкордов по соответствующим направлениям (с помощью пигтейлов). Напомним также нашим читателям, что если их МСС выполнена на оборудовании серии AC от Teleste (Финляндия), то в любой из усилителей достаточно будет доустановить приемный оптический модуль без смены режимов работы самих усилителей.

Простота построения параллельных сетей является одним из важнейших достоинств. Ведь ВОЛС представляет собой идеальную многоканальную (на физическом уровне) транспортную сеть с великолепными особенностями: сверхширокополосность, помехозащищенность от всех видов электромагнитных наводок, малые погонные потери, низкая чувствительность к температурным воздействиям, высокая защита от несанкционированного подключения и др. Наиболее часто в таких сетях услуги передачи данных (включая доступ в Internet) реализуются с использованием Ethernet технологии, как наиболее универсальной и скоростной.

Возможность отказа от реверсного канала в традиционных HFC сетях. Такая возможность появляется при наличии параллельных Ethernet сетей, которые изначально являются двунаправленными. Кстати, реализация услуг передачи данных в МСС на базе параллельных Ethernet сетей позволяет добиться дополнительной экономии за счет использования экономичных ОУ без передатчиков реверсного направления, например, ORX-422 или ORX-101 производства “Макротел”, Россия.

Значительное снижение шумов ингрессии в реверсном канале при условии достаточности приемников реверсного направления (Upstream). По грубой оценке можно считать, что реализуемое отношение несущая/шум C/N H , формируемое при технологии FTTH с числом абонентов N H , больше аналогичного C/N C , реализуемого при FTTС с числом абонентов N C на величину:

(1)

Здесь n – число каналов в реверсном направлении, отличающихся по частоте.

Так, для n = 3, N C = 800 и N H = 100, различие составляет 18,8 dB, что позволяет смело перейти на более высокий формат модуляции (например, с QPSK на 16 QAM или даже 64 QAM) и реализовать значительно более высокие скорости информационных потоков (в нашем случае в два раза) при прочих равных условиях.

Более высокие скорости цифровых потоков в реверсном направлении при неизменном числе частотных каналов обязаны исключительно числу upstream-приемников, устанавливаемых в составе головной станции кабельных модемов (CMTS). Иными словами, если при FTTС технологии наращивание числа upstream-приемников не имело практического смысла в силу значительной величины C/N C , то при FTTH технологии имеет явный смысл наращивания таких приемников. Более того, такие приемники могут уже работать как при смешанной оптической технологии на одной частоте, так и при классической технологии (upstream-приемник на кластер или сегмент) на нескольких частотах.

Простота реализации новых цифровых технологий , накладываемых на уже существующие FTTH сети. Классическим примером может служить новая перспективная технология EttH (Ethernet to the Home), разработанная компанией Teleste (Финляндия) и получающая все большее и большее распространение по всему миру. Упрощенная схема задействования такой технологии применительно к FTTH показана на рис.2. Технология FTTH при более низких затратах в сравнении с DOCSIS позволяет достичь скорости в 100 Мбит/с в прямом и реверсном направлениях при быстром развертывании Internet, VoIP, IPTV и др. Весьма важным является тот факт, что быстрое развертывание технологии FTTH возможно даже на весьма устаревших сетях, работающих до 240 МГц, что выгодно отличает ее от других предлагаемых технологий.

в части реализуемых значений по CSO / CTB (интермодуляционные искажения второго и третьего порядков) и C/N.

Действительно, структурно любую МСС в общем случае можно условно разделить на функциональные зоны, отличающиеся физическими особенностями, а также спецификой расчета и построения (рис.3). При этом некоторые из функциональных зон могут отсутствовать (например, вторичная ВОЛС, вторичная головная станция – ВГС или цифровая транспортная магистраль).

Рис. 3

Типовые требования к составляющим МСС для технологии FTTC
BER	10 -12 …10 -10						≤10 -7 …10 -4
C/N, dB	60…76	64…77	54…66	47…52	51…56	55…60	≥43…44
CSO, dB	95…100	-	85…95	62…68	63…68	58…64	≥54…57
CTB, dB	95…105	-	90…100	64…72	64…72	58…64	≥54…57
Типовые требования к составляющим МСС для технологии FTTН
BER	10 -12 …10 -10						≤10 -7 …10 -4
C/N, dB	60…76	64…77	54…66	44…45			≥43…44
CSO, dB	95…100	-	85…95	54…58			≥54…57
CTB, dB	95…105	-	90…100	54…58			≥54…57

При этом требования к любой из функциональных зон в первую очередь формируются исходя из экономической целесообразности с учетом топологических особенностей и структурного построения МСС. Так, например, для FTTС технологии на каждый магистральный усилитель обычно приходится до 4…8 домовых усилителей. Следовательно, большая часть финансовых затрат на коаксиальные кластера будет складываться из стоимости домовых усилителей. В силу этого, именно на них целесообразно перенести максимальную энергетическую загрузку МСС (с целью их минимизации, т.к. при повышенном выходном уровне усилитель способен будет обслуживать большее число абонентов). Точно также обстоит дело и с технологией FTTH, в которой основные финансовые затраты будут определяться уже стоимостью ОУ.

Не вдаваясь в математический анализ, можно сформулировать следующие выводы и рекомендации:

Сети с FTTH технологией несколько дороже аналогичных сетей с FTTC технологией. Разница в ценовой политике обычно составляет порядка 10-30 %.
Без учета стоимости дополнительного оборудования для предоставления услуг по передаче данных и правильного выбора оборудования по ценовой политике с учетом специфики структуры FTTH сети, разница в суммарной стоимости может быть сведена к нулю.
Сети построенные по технологии FTTB близки по своим особенностям к FTTH сетям, однако несколько дешевле FTTH сетей и дороже FTTC сетей.
Сети построенные по технологии FTTH за счет прокладываемой многожильной оптики допускают одновременное наложение перспективных высокоскоростных универсальных Ethernet сетей.
Вновь стоящиеся сети целесообразно сразу строить по технологии FTTH с последующим их наращиванием до параллельных сетей.
Для операторов, уже эксплуатирующих HFC классическую сеть, не имеет смысла бросаться до тотальной перестройки своей сети до технологии FTTH. Логичнее действовать поэтапно, подтягиваю оптику ближе к абоненту, но при этом сразу резервировать ОВ под будущие перспективные цифровые технологии.
Построение комбинированных FTTH сетей имеет свои особенности, особенно в рамках жесткой ценовой политики, в связи с чем их расчет и проектирование лучше поручать уже зарекомендовавшей себя проектной организации, особенно в области проектирования ВОЛС.

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.