Интернет по оптической линии технология fttx. Описание технологии подключения FTTx от оператора Ростелеком. Что изменится в будущем

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:

1. 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.

1. 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).
2. 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.

Fiber To The X (FTTx) - общепринятый в телекоммуникации термин, который обозначает способ подключение узла связи с необходимой точкой «Х» при помощи оптоволоконного кабеля. Другими словами, это технология организации высокоскоростных сетей, которая реализуется за счет прокладки «оптоволокна» до определенного места. На сегодняшний день есть несколько типов архитектур подключения клиента поставщиком телекоммуникационных услуг, в которой применяется оптоволоконная магистраль. Одной из них является FTTH.

Что такое FTTH

GPON FTTH - архитектура построения телекоммуникационных сетей. Она позволяет подвести оптоволоконный кабель непосредственно до помещения абонента (квартира или коттедж). При этом используется технология GPON (гигабитная пассивная оптическая сеть), которая предоставляет возможность эффективно наращивать количество узлов и обеспечивать великолепную пропускную способность, зависящую от настоящих и будущих абонентских потребностей. Такой способ реализации телекоммуникационных сетей целесообразен при подключении, в основном, загородных коттеджей. В связи с немалой стоимостью оборудования пока еще очень редко применяется в многоэтажных жилых комплексах и бизнес-центрах.

Несмотря на высокую стоимость материалов для реализации сети, технология подключения PON FTTH, в отличие от своих предшественников (FTTN - оптоволокно до сетевого узла, FTTC - оптоволокно до группы домов или микрорайона и FTTB - оптоволокно к зданию), предоставляет широкий спектр возможностей:

• высокую надежность сетей (взломать или прослушать линию невозможно);
• скорость приема 2.488 и скорость передачи 1.244 Гбит/с - до 500 Мбит/с (очень удобно при работе с файлообменными сетями, онлайн-просмотре фильмов высокого качества, получение доступа к телефонной линии);
• расширение спектра поставляемых услуг (IP-телефония, просмотр цифрового и аналогового телевидения без использования дополнительного оборудования);
• гарантированную безотказную работу оптоволоконной сети на протяжении не менее 25 лет.

Такой способ подключения придется по вкусу тем, кто ценит качество получаемых услуг выше, чем деньги.

На данный момент, среди распространенных архитектур телекоммуникационных сетей, технологии GPON FTTH нет равных.

Схема сетей FTTH и оборудование, необходимое для ее реализации

На сегодняшний день архитектура FTTH широко применяется при подключении абонентов МГТС и при прокладке сети используется исключительно оптоволоконный кабель. Сама же схема выглядит следующим образом: При подключении абонента в высотном доме:

• оптоволоконный кабель подается к зданию от оптического линейного терминала (OLT);
• на техническом этаже устанавливается оптический распределительный шкаф большой или малой емкости (зависит от количества потенциальных абонентов);
• далее, на этажах устанавливаются распределительные оптические боксы или распределительные коробки (ОРК);
• оттуда оптоволоконный кабель FTTH сети заходит непосредственно в квартиру абонента, где устанавливается абонентская оптическая розетка;
• последним звеном становится роутер ONT FTTH – модуль домашнего шлюза для оптической сети GPON. Именно к нему подключается все оборудование абонента (телефоны, компьютеры и ноутбуки, телевизор).

При подключении абонента в частном секторе оптоволоконный кабель протягивается от ближайшего оптического линейного терминала и заводится непосредственно в жилье абонента, где устанавливается оптическая розетка, а к ней подсоединяется домашний модуль.

Что такое FTTB?

FTTB (Fiber-To-The-Building) переводится с английского как «оптика до здания» и означает использование оптического кабеля вместо медных проводов. Медные провода используются для работы телефона и интернета по технологии ADSL, однако они не позволяют использовать высокоскоростной интернет, и кроме того имеют низкую помехозащищенность - на большом удалении от АТС скорость вашего интернета может быть достаточно низкой.

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.

Что дает абонентам технология FTTB?

– Надежная связь. Если раньше при работе в интернет регулярно были обрывы или падала скорость, а техническая служба ничем не могла вам помочь, ссылаясь на отсутствие технической возможности, то в случае подключения интернета от ОАО «Ростелеком» по технологии FTTB таких проблем не может быть в принципе. Если кабель не поврежден, то интернет всегда будет работать на заявленной в вашем тарифе скорости.

– Высокая скорость работы Интернет. Технология FTTB позволяет заметно увеличить объем передаваемой информации.

– Скорость подключения к интернету ОАО «Ростелеком» по технологии FTTB ограничена лишь вашим тарифным планом и скоростью локальной сети внутри здания, которая составляет до 100Мб в секунду, чего должно быть достаточно даже самым требовательным пользователям. Кроме того, технология FTTB дает еще одно преимущество абонентам - это симметричный канал. При использовании ADSL скорость исходящего канала (по которому информация отправляется от абонента) намного ниже скорости входящего, что может быть критично для тех пользователей, которые постоянно обмениваются файлами или выкладывают видеоролики в Интернет. Симметричный канал FTTB предполагает одинаковую высокую скорость для исходящего и входящего каналов. Кроме того, синхронная линия позволяет размещать игровые и веб-сервера прямо у себя дома, при этом нет необходимости платить хостинг-компаниям за размещение информации на сервере.

– Отсутствие необходимости покупать и настраивать модем. При подключении интернета от ОАО «Ростелеком» по технологии FTTB, специалисты компании проведут кабель в вашу квартиру непосредственно к вашему компьютеру, для работы в интернете достаточно просто включить его в в сетевой порт вашего компьютера. Покупать и настраивать дополнительное оборудование, такое как модем, не требуется, если вы не собираетесь организовывать дома LAN или WiFi сеть, или подключать дополнительные услуги (IPTV).

Недостаток у FTTB только один - пока, к сожалению, не в каждом доме есть такая возможность. Кроме того, к интернету по технологии FTTB, как правило, не подключают частные домовладения и дома малой этажности. Но есть и хорошая новость: компания ОАО «Ростелеком» в ближайшее время обещает внедрение новой технологии предоставления цифровых услуг - GPON (Gigabit-capable Passive Optical Networks), с помощью которой подключиться к интернету можно будет в любых районах города, не зависимо от типа и этажности вашего дома.

Как подключить?

После того как провайдер заведет к Вам в квартиру Ethrrnet линию, и выдаст логин и пароль от PPPoE подключения, вы смело можете приступить к работе в сети, для этого Вам потребуется подключить этот кабель к LAN разъему Вашего компьютера и создать средствами Вашей операционной системы . После запуска подключения происходит проверка логина и пароля, все верно, система сообщит Вам о подключении к Интернету.

Если же вы намерены развести Интернет на несколько устройств (Ноутбук, сматрфон, Smart TV и т.д.) Вам потребуется Ethernet роутер, который Вы можете приобрести у провайдера, либо в магазине.
Важно! обратить внимание, что не все роутеры могут поддерживать все сервисы провайдера, такие как IPTV, VOIP и т.д. Поэтому при приобретении роутера, все же лучше проконсультироваться с провайдером.

Сетевая технология FTTX, PON

Основными технологиями широкополосного доступа ШПД сегодня являются DSL (использование телефонных медных пар), CATV (сети кабельного телевидения) и Ethernet (волоконно-оптические сети доступа к домам FTTN (Fiber to the Node)).

В настоящее время сети DSL имеют самое широкое распространение, однако доля распространения DSL, начиная с 2007 года, сокращается за счет развития более технологичных и скоростных способов доступа. Вполне вероятно, что DSL еще долгие годы будет одним из основных методов передачи информации, тем более, что возможности новых технологий VDSL с поддержкой скорости 50/100Мбит/с позволяют организовать не только высокоскоростной доступ в Интернет, но и VOIP и IPTV при низкой себестоимости в сравнении с оптической и беспроводными технологиями.

Если емкость медных каналов оказывается практически исчерпанной, приходится ориентироваться на оптическую среду передачи. Предполагается, что к 2010 г каждой квартире потребуются симметричный доступ со скоростью 100 Мбит/с – вдвое больше, чем максимальная скорость VDSL в нисходящем потоке данных. С учетом этих потребностей решение этих проблем в использовании оптических линий FTTN, которые прокладываются до домов клиентов. Передача сигнала по оптическим линиям обеспечивает более высокую скорость по сравнению с медными кабелями. Такие линии позволят обеспечить скорость до 1 Гбит/с на каждого клиента. Кроме того, посредством VDSL на скорости 50 Мбит/с можно работать на участке до 400 м. В настоящее время в странах Европы уже 2 млн абонентов пользуются волоконно-оптическим доступом FTTH (Fiber to the Home). Аналитики предполагают рост таких пользователей к 2010 году более, чем в 2 раза.

Подключение по оптоволоконному кабелю к узлу FTTN (Fiber to the Node) является ступенью по пути подключения квартиры или дома FTTH (Fiber to the Home) или FTTP (Fiber to the Premise). В случае FTTN оптическое волокно подходит к кабельному разветвителю, а обслуживание абонентов осуществляется по медной среде, использует различные варианты XDSL. Поскольку кабельные разветвители располагаются в непосредственной близости от абонентов, можно получить быстрое соединение.

Вполне вероятно, что в скором будущем медный кабель в сети доступа уступит место оптическому волокну. Такое решение выгодно реализовать в виде пассивной оптической сети PON (Passive Optical Network), поскольку в этом случае можно обойтись без электронных или оптических активных компонентов. Сетевые структуры FTTH необходимо реализовать таким же надежными, как и глобальные волоконно-оптические транспортные сети. Архитектура этих решений должна иметь избыточность и иметь кольцевую технологию.

Ключевым элементом инфраструктуры FTTH является мультиплексор со спектральным уплотнением WDM (Wavelength Division Multiplexer), которое передает в волоконный кабель данные, голос и видео. Для распределения сигналов между конечным числом абонентов используются оптические разветвители (сплиттеры). Распределение сигналов, передаваемых с коммутационного узла на кабельный разветвитель осуществляется в волоконно-оптических распределительных концентраторах FDH (Fiber Distribution Hub).

Распределительный кабель, подключенный к выходам концентратора FDH связывается со входами разветвителей, которые ведут к оборудованию, размещенному в подъездах, домах или в квартирах. В настоящее время наиболее оптимальным является решение, предполагающее использование пассивной сети с распределительным доступом и центральными разветвителями.

Пассивные оп­тические сети являются сетями доступа, в которых в качестве среды передачи исполь­зуется оптоволокно. Термин «пас­сивные» описывает тот факт, что сеть не включает активных элек­тронных устройств, требующих электропитания, кроме, конечно, передатчика оператора и прием­ника абонента. В состав таких сетей входят следующие основные компоненты: OLT (Optical Line Terminal), оптический сетевой терминал ONT (Optical Network Terminal), оптическое сетевое устройство ONU (Optical Network Unit) и разветвители SPL (splitters) (рис. 8.3).

Основные функции OLT - фор­мирование нисходящего (от опе­ратора к абонентам) потока данных и обработка трафика от абонентов. OLT также генерирует сообщения с временными метками, которые используются в качестве эталонных для синхронизации ОNT, окна об­наружения для новых ONT и уп­равляет процессом регистрации.

Сетевые терминалы со стороны заказчиков принимают поток дан­ных от разветвителя и преобразуют их формат, определяемый интер­фейсом пользователя, такой как 10/100 Ethernet, ATM или Т1, по­лучают сообщения с эталонными метками времени и передают дан­ные в разрешенном временном слоте (если применяется множес­твенный доступ с разделением по времени TDMA).

Обычно OLT располагаются в офисе оператора связи, в линей­ных сооружениях вне офиса (outside plant) или в точке присутс­твия POP (Point-of-Presence), ONT. как правило, вы­деляются индивидуальным поль­зователям, a ONU устанавлива­ются в цокольных этажах, иногда даже в распределительных колод­цах, и разделяются между несколь­кими клиентами. С помощью разветвителей можно реализовать практически все основные топо­логические схемы: «кольцо», «де­рево», «звезда» и «шина». Подчеркнем еще раз - важ­ным в технологии PON является то, что нет необходимости протя­гивать оптоволокно непосредс­твенно к рабочим станциям поль­зователей. ONU может быть соединен с офисами с помощью разнообразных сетевых техноло­гий, применяющих в качестве сред передачи витую пару, коаксиальный кабель (рис. 8.3).

Рисунок 8.3

Перейдем теперь к некоторым архитектурным особенностям пассивных оптических сетей. Их определяют две доминирующие технологии, с помощью которых осуществляется двунаправленный широкополосный доступ. Первая опирается на распространенный механизм мультиплексирования разделением по времени (Time Division Multiplexing - TDM). В этом случае к каждому абоненту поступает весь

трафик, а выделение нужного пакета выполняется терминалом ONT на основе адресной информации в заголовке. Если при передаче нисходящего потока от ОLT к ОNT никаких проблем не возникает, то при формировании восходящего потока необходимо применять какой-либо механизм синхронизации пакетов поскольку оптические расстояния от ONT разных абонентов до ОLT неодинаковы. Формирование вос­ходящего потока выпол­няется с помощью протокола мно­жественного доступа с разделением по времени (Time Division Multiple Access - TDMA). Хотя широкове­щательный характер, присущий TDM-архитектуре, позволяет ис­пользовать относительно простые устройства, тем не менее, она об­ладает рядом недостатков. В час­тности, поскольку приемники внутри ОNT должны обрабатывать суммарный трафик, то они требуют достаточно высокого быстродействия.

Второй технологией, на которой также базируется архитектура PON. является мультиплексирование с разделением длин волн WDM (Wa­velength Division Multiplexing). Пассивные оптические терминалы демультиплексируют суммарный световой поток, до­ставляя каждому ONT предназна­ченный только ему трафик на волне выделенной длины. При­емное оборудование на обоих кон­цах оптического канала в этом слу­чае проще. так как не содержит электроники, необходимой для TDM. Конечно, эта технология также не лишена определенных недостатков. Например, добавле­ние абонентского узла требует дополнительного лазерного источ­ника с длиной волны излучаемого света, отличной от других.

При разработке технология PON ставилась задача найти способы создания наиболее дешевых и скоростных сетей до­ступа с полным набором служб, которыемогли бы быть естествен­ным продолжением высокоско­ростных технологий передачи дан­ных, в частности IP-трафика, ви­део, 10/100 Ethernet.

В этих сетях наиболее подходящей транспорт­ной технологией является ATM, обеспечивающая наряду с высокой скоростью передачи данных объ­единенный трафик (голос, данные и видео) и необходимое качество сервиса (QoS). Что касается пропускной спо­собности, то существует два вари­анта. Первый предусматривает симметричный трафик со скоро­стью передачи данных 155 Мбит/с в обоих направлениях, тогда как вто­рой, асимметричный, устанавли­вает скорость 622 Мбит/с в нисхо­дящем потоке и 155 Мбит/с в восхо­дящем. Последний вариант еще известен под названием Broadband PON (BPON). Для нисходящего трафика используются длины волн 1490 нм и 1550 нм, а для восходя­щего - 1310 нм, а также применя­ется метод доступак среде TDMА.

Реальное количество поддержи­ваемых технологией разветвителей и протяженность канала зависят от используемых лазеров и потерь в оптоволокне. В стандарте ITU-G.983. например, оговариваются расстояние до 20 км и 32-канальный разветвитель.

Для решения проблем полосы пропускания и ограничений про­токола был разработан Gigabit PON (GPON)- спецификация ITU G.984. Она предоставляет 32 поль­зователям разделяемую полосу пропускания 2.5 Гбит/с. GPON пред­полагает те же длины волн для нисходящего и восходящего потоков, что и BPON. Базовый вариант GPON поддерживает максималь­ное расстояние 20 км и 32-портовый разветвитель или 10 км при 64-портовом разветвителе. Стан­дарт может быть реализован для различных платформ: ATM, Ethernet и TDM.

Альтернативой сетям BPON является Ethernet PON (EPON). определяемый стандартом IEEE 803.2ah. EPON использует только две длины волн: 1490 нм для нисходя­щего потока и 1310 нм для восхо­дящего и исключительно прото­кол IP. Технология предоставляет разделяемую полосу пропускания 1,25 Гбит/с в режиме доставки IP-пакетов.