Услуги широкополосного доступа посредством PON: решения Натекс

В современных сетях широкополосного доступа (ШПД) выбор технологии предоставления услуг во многом определяет величину капитальных и операционных затрат оператора на развитие и эксплуатацию сети. Сегодня для всех операторов наиболее приоритетна модель предоставления пользователям одновременно трех услуг по одному кабелю (Тriple Рlау) — высокоскоростного доступа в Интернет, IР-телевидения (IРТV) и телефонной связи. Вопрос в том — как сделать правильный выбор технологии ШПД?

ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ШПД

В современных сетях широкополосного доступа (ШПД) очень важен выбор технологии предоставления услуг, поскольку он во многом определяет величину капитальных и операционных затрат оператора.

Сегодня в России среди технологий ШПД наиболее распространены АDSL и FTTх (оптическое волокно до точки X). В России наиболее популярен вариант построения сетей FTTх, когда оптическое волокно от оператора доходит до некоей точки X, где установлен Еthегпег-коммутатор, а далее до абонентов проложен медный кабель. В большинстве случаев используется общий канал 1 Гбит/с, который делится между 24 абонентами, т.е. скорость в абонентском канале оказывается выше, чем в случае технологии АDSL.

Казалось бы, скорости вполне достаточно. Но развитие технологий предоставляемых услуг не стоит на месте. Тем более, что сегодня для операторов приоритетна модель Тriplе Рlау-услуг, когда пользователям по одному кабелю предоставляется одновременно три сервиса — высокоскоростной доступ в Интернет, IР-телевидение и телефонная связь. Причем все новые и новые технологии телевидения требуют все большей и большей ширины канала передачи данных. Так, для передачи видеокартинки стандартного разрешения необходима полоса примерно 1-4 Мбит/с, для трансляции сигнала высокой четкости — от 6 до 25 Мбит/с, а для передачи ЗD-видео — свыше 30 Мбит/с.

Одна из причин широкого распространения технологии FТТх — небольшие капитальные затраты на построение сети и как следствие — быстрая окупаемость. Недостаток FТТх в описанном типичном для России варианте реализации — наличие активного оборудования между оператором и абонентом (в точке X). Оно требует обслуживания, обеспечения бесперебойного питания и вандалозащищенности. При этом для предоставления услуг телефонии необходимо обеспечивать непрерывность и энергонезависимость телефонной связи на участке от оператора до входа в зону ответственности абонента (квартира или офис). В результате при, казалось бы, достаточно небольших затратах на построение сети требуются немалые операционные расходы, что принципиально противоречит политике крупных российских операторов, стремящихся минимизировать эксплуатационные затраты.

Следовательно, перспективные сети доступа должны базироваться на оптических технологиях, но при этом между защищенным узлом доступа оператора и абонентом не должно быть каких-либо активных узлов. Наиболее перспективны в данном отношении технологии пассивных оптических сетей хРОN (Раssivе орtiсаl netwоrk). Распределительная сеть доступа РОN имеет древовидную топологию с пассивными оптическими разветвителями (сплитерами) в узлах. При этом архитектура РОN позволяет по мере необходимости наращивать число узлов в сети и увеличивать ее пропускную способность.

Можно выделить две основные технологии РОN: GЕРОМ (Gigabit Еthernеt РОN) и GРОN. Основное их отличие заключается в базовых протоколах. Для технологии GРОN базовым протоколом является Еthernеt, для GРОN- SDН (в соответствии со стандартами ITU-Т). Кроме того, технология GРОN обладает асимметричной полосой пропускания (нисходящий трафик — до 2,488 Гбит/ с, восходящий — до 1,244 Гбит/с, в соответствии с иерархией скоростей SDН). Напротив, полоса пропускания для ЕРОN симметрична — 1,244 Гбит/с в обе стороны. К преимуществам технологии ЕРОN можно отнести ее прозрачность для Еthernеt-трафика. Однако GРОМ, в силу своей SDН-природы, лучше использует пропускную способность оптического канала связи и гарантирует качество предоставляемых услуг (QoS), что очень важно для передачи видеоинформации. Поскольку транспортный протокол GЕРОМ основан на Еthernеt, то из-за непредсказуемой длины пакетов может существенно снизиться качество услуг, критичных к задержкам (IРТУ, телефония). Именно поэтому наша компания пошла по пути развития оборудования на базе стандарта GРОМ.

Сеть GРОМ (рис.1) включает станционное устройство (ОLТ — Орtical Line Теrminal) которое связано с множеством абонентских устройств (ОNТ, Орtical Network Теrminal) древовидной оптической сетью. В отличие от активной оптической сети, в узлах стоят сплиттеры (пассивные оптические разветвители), не требующие питания и обслуживания.

Рис. 1. Схема построения сетей GPON

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ GРОN

К главному преимуществу оборудования, предлагаемого Натекс, можно отнести ее системность. Наша компания предлагает весь спектр оборудования для построения пассивных оптических сетей: станционную часть ОLТ, широкий набор оконечных устройств ОNТ для частных пользователей, абонентские устройства для офисов, весь набор сплитеров с резервированием и без него как для установки внутри помещений, так и для уличного пользования.

Рис. 2. Стационная часть FG-GPON-OLT

Станционная часть FG-GР0N-0LT (рис.2) включает шасси, в которое можно установить до двух карт управления, до двух коммутационных карт восходящих каналов (карта распределения тайм-слотов в потоке от абонентских устройств к ОLТ) и до 10 линейных карт с интерфейсами GРОN. Все интерфейсы расположены на передней панели, поддерживается «горячая» замена плат, возможность резервирования плат управления и коммутации по схеме ведущий-ведомый (1+1), встроенная система мониторинга состояния волокна (Integrated Fibеr management). Устройство размещается в шасси 12U,19″, содержит два входа питания, два входа для каналов синхронизации BITS/SSU (Building Integrated Timing Sistems/Sync Supply Units, усовершенствованный вариант внешнего режима синхронизации), единый вывод «сухих» контактов на плату управления, принудительное воздушное охлаждение с заменяемым воздушным фильтром. На задней панели шасси расположены две шины данных 10 Гбит/с Ethernet (10GВЕ) и две шины управления 1 Гбит/с Ethernet (GВЕ) (по две — для резервирования).

Плата коммутации FG-GPON-OLT-SWITCH-CARD (рис.3) включает восходящий порт на 28 Гбит/с (2×10 Гбит/с и 8×1 Гбит/с) с возможностью двойного резервирования на разных платах, а также шину 10 Гбит/с, связывающую ее с каждой платой линейных интерфейсов. Карта оснащена коммутационной матрицей большой емкости, позволяющей обрабатывать до 16 тыс. МАС-адресов, 4094 VLAN. Карта поддерживает протокол двойного тегирования VLAN (Q-in-Q IEEE 802.1аd), протокол управления IEЕЕ 802.3аd* Link Аgggregation через восходящее Ethernet-соединение.

Рис. 3. FG-GPON-OLT-SWITCH-CARD

Плата поддерживает протокол маршрутизации IEЕЕ 802.1w RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol), IGMP-перехват (IGМР snooping), режим IVL для VLAN (Independent VLAN Learning), восемь очередей приоритетов на порт, задание приоритетов для различных типов трафика путем установки меток DSCP и 802.1р, сеть синхронизации для TDM. Суммарная пропускная способность платы 200 Гбит/с позволяет обрабатывать пакеты любого размера при любом объеме трафика.

Плата управления FG-GP0N-0LT-C0NTR0L-CARD (рис.4) включает схему питания с двойным резервированием, выход на шину управления с двойным резервированием, два порта 10/100BaseT (RJ-45), порт USB 2.0, светодиодную индикацию состояния других плат шасси на передней панели, 2 Гбит встроенной памяти для хранения программного обеспечения и конфигурационных файлов. Управляется плата локально через порт USB, удаленно — через порт 10/100BaseT по протоколу SNMP с сервера EMS. Кроме того, можно передавать команды в карту FG-GPON-OLT-CONTROL-CARD через восходящий порт на плате коммутации FG-GPON-OLT-SWITCH-CARD и далее — по встроенной GBE-шине управления системы.

Рис. 4. FG-GPON-OLT-CONTROL-CARD

Линейная плата FG-GPON-OLT-LINE-CARD (рис.5) отвечает всем требованиям ITU-Т рекомендации G.984. Она содержит четыре порта GPON с двойным резервированием (четыре основных, есть четыре резервных порта, позволяющие физически резервировать оптоволоконную линию). Каждый порт позволяет подключить до 128 абонентов. Плата поддерживает скорость передачи нисходящего/восходящего потока 2,488/1,244 Гбит/с, оптическую связь класса В+, алгоритм шифрования AES (128-битный ключ) для восходящего потока, помехозащищающее кодирование Рида-Соломона для обоих направлений. Каждая плата подключена к шинам данных 2×10 Гбит/с и шинам управления 2×1 Гбит/с (обе с возможностью резервирования), содержит коммутатор второго уровня (L2) с интеллектуальными QoS и поддержкой многоадресных рассылок. В ней реализована таблица на 8000 МАС-адресов и 4096 VLAN, поддерживаются все типы T-CONT (Traffic Container), 4095 идентификаторов очереди для каждого порта GPON, 256 локализаций в BW MAP (Bandwith Map — карта распределения ресурсов восходящего канала). Существенно, что линейная плата допускает «горячую» замену.

Рис. 5. FG-GPON-OLT-LINE-CARD

Спектр абонентского оборудования системы FG-GPON включает все возможные комбинации устройств с такими традиционными для ONT интерфейсами, как FE/GE, FXS, Wi-Fi, включая поддержку кабельного телевидения (CATV). Для нужд корпоративных заказчиков возможна поддержка до четырех интерфейсов Е1.

Все абонентские модули предоставляют голосовые услуги класса 5 (голосовой сервис, предоставляющий возможность работы непосредственно с оконечными абонентами сети и обеспечивающий как транспортные услуги голосового трафика, так и дополнительные виды обслуживания). В них реализована поддержка пользовательских VLAN-меток, меток приоритета кадров и нетегированного трафика, маркировка/перемаркировка приоритетов (ToS/DSCP mapping), ограничение МАС-адресов, IGMP-перехват и фильтрация пакетов, управление полосой передачи данных исходящего трафика на стыке Ethernet UNI (механизмы traffic shaping и scheduling) с использованием буферизации пакетов, индикатор потерь мощности в оптическом кабеле.

Популярные среди операторов связи модели с интерфейсами FE/FXS/CATV в линейке Натекc представлены устройством FG-GP0N-0NT-4FE+2FXS+CATV. Его отличительные особенности: видеотриплексер RF-Overlay (аналоговое ТВ), малые габариты (330x254x102 мм), возможность крепления на стену, встроенный коммутатор второго уровня, поддержка 256 МАС-адресов и 16 VLAN.

Рис. 6. ИБП FG-GPON-ONT-UPS

Специально для обеспечения энергонезависимости абонентских устройств наша компания предлагает источник бесперебойного питания (ИБП) FG-P0N-0NT-UPS (рис.6). Время автономной работы — до 5 час, полной зарядки -18 час. Выходная мощность — более 18 Вт, есть защита от максимального тока на входе, от перенапряжения и перегрузок на выходе, от перегревания. Устройство соответствует требованиям СЕ, QM 333, QM 301. ИБП содержит герметизированные необслуживаемые аккумуляторные батареи, индикаторы разряда и повреждения батареи, поддерживает функцию LVD (Low-Voltage-Disconnect) — автоматическое отключение питания при падении заряда батареи ниже 10,5 В.

Не менее интересны устройства для предоставления услуг ШПД по технологии GPON для корпоративных пользователей. Одна из популярных моделей в линейке нашей компании для малых офисов — FG-CP0N-ONU-24FE+24FXS (рис.7). Оно занимает 1U в 19″ стойке или может размещаться на стене. Устройство содержит 24 порта Ethernet 10/100BaseT, 24 аналоговых двухпроводных голосовых телефонных порта (с разъемами RJ-21), поддерживает VoIP с использованием SIP (разъем Теlсо-50). В устройство включен коммутатор второго уровня, поддерживающий 1024 МАС-адреса и 512 VLAN. Еще одна инновация Натекc — система увеличения мощности FG-GPON-EXT (рис.8) для оборудования сетей GPON.

Рис. 7. FG-GPON-ONU-24FE-24FXS

За счет увеличения дальности связи она позволяет применить технологию резервирования, используя только пассивные элементы, исключить промежуточные станции и подключить больше абонентов. С помощью такой системы можно предоставлять отдаленным населенным пунктам услуги связи, требующие класс передатчика выше В+/ С+, а также оптимизировать сети для абонентов, не требующих высокоскоростного подключения.

Рис. 8. Схема применения системы увеличения мощности FG-GPON-EXT

Используя оборудование FG-GPON (рис.9) возможно построить пассивную оптическую сеть любого уровня сложности, с резервированием и восходящих, и нисходящих каналов. Для резервирования нисходящих каналов применяются порты линейной платы или сплиттеры 2хХ.

Рис. 9. Организация связи на базе оборудования FG-GPON

Серия сплиттеров FG-GPON-SPLITTER (рис.10) способна обеспечить структуры построения пассивной оптической сети 1×2, 1×4, 1×8, 1×16, 1×32 и 1×64. Для сетей с резервированием оптического кабеля доступны модели 2×4, 2×8, 2×16, 2×32, 2×64. В линейке FG-GPON-SPLITTER широкий выбор моделей с высоким числом каналов. У всех моделей малые потери от поляризации (PDL), прочный металлический корпус с петлями для замка, есть вариант крепления на стену и в стойку. Исполнение FG-GPON-SPLITTER в виде 19″ конструктива удобно при модернизации сетей FTTx (использовании шкафа, в котором ранее размещался коммутатор).

Рис. 10. Сплиттер FG-GPON-SPLITTER

Сегодня технология GPON широко распространена среди крупных операторов связи (МРК), входящих в холдинг «Связьинвест» («Северо-Западный Телеком», «Уралсвязьинформ», «Дальсвязь»). Ни для кого не секрет, что крупнейший холдинг «Связьинвест» готовит технические требования к построению PON-сетей на базе технологии GPON. Поэтому можно утверждать, что протокол GPON будет основным в России.

На российском рынке представлено достаточно производителей оборудования GPON. Натекc — бесспорно наиболее перспективное российское предприятие, предоставляющее комплексное решение для построения сетей GPON. Компания ведет активные переговоры с различными филиалами ОАО «Связьинвест» и с альтернативными операторами. Уже в этом году оборудование FG-GPON Натекc будет эксплуатироваться в нескольких филиалах «Волга-телеком», «Уралсвязьинформ», «Южной телекоммуникацилнной компании», в сети МГТС.

Наша компания также ведет активные работы в направлении технологии NGPON — дальнейшем развитии GPON, предоставляющей абоненту полосу до 10 Гбит/с.

С более подробной информацией обо всех абонентских модулях можно ознакомиться на сайте www.nateks.ru, информацию о ценах и спецификациях можно узнать по телефону нашей компании.