Организация эксплуатации и диагностики состояния телекоммуникационных линий с технологией FTTx

В ноябре 2000 года комитет LMSC (LAN/MAN standards committee) IEEE создает специальную комиссию под названием "Ethernet первую милю" EFM (Ethernet in the first mile) 802.3ah, реализовав тем самым пожелания многих экспертов построить архитектуру сети PON, наиболее приближенную к широко распространенным в настоящее время сетям Ethernet. Параллельно идет формирование альянса EFMA (Ethernet in the first mile alliance), который создается в декабре 2001 г. Фактически альянс EFMA и комиссия EFM дополняют друг друга и тесно работают над стандартом. Если EFM больше концентрируется на технических вопросах и разработке стандарта в рамках IEEE, то EFMA преимущественно изучает индустриальные и коммерческие аспекты использования новой технологии. Цель совместной работы - достижение консенсуса между операторами и производителями оборудования, и выработка стандарта IEEE 802.3ah, полностью совместимого с разрабатываемым стандартом магистрального пакетного кольца IEEE 802.17.

Комиссия EFM 802.3ah стандартизировала три разновидности решения для сети доступа:

• EFMC (EFM copper) - решение "точка-точка" с использованием витых медных пар
• EFMF (EFM fiber) - решение, основанное на соединении "точка-точка" по волокну.
• EFMP (EFM PON) - решение, основанное на соединении "точка-многоточка" по волокну. Это решение, являющееся по сути альтернативой APON, получило схожее название EPON.

Аргументы в пользу технологии EPON подкрепляются ориентацией сети Internet исключительно на протокол IP и стандарты Ethernet.[20]

1.1.4 GPON

GPON (GigabitPON) — это пассивная оптическая сеть, обеспечивающая многофункциональный широкополосный доступ в Интернет с качественным и надежным соединением на беспрецедентно высоких скоростях — до 1 Гбит/с. По одному оптоволоконному кабелю, проведенному непосредственно в квартиру, абонент получает услуги передачи данных и телефонии с гарантированным качеством обслуживания.

На сегодняшний день GPON — самая прогрессивная и перспективная технология доступа в Интернет, способная обеспечить стремительно растущие потребности в скорости обмена информацией. GPON не только полностью отвечает современным требованиям, но и обладает ресурсами и потенциалом для обеспечения развития технологий связи в будущем.

Преимущества GPON:

• Новый стандарт скоростей доступа в Интернет — от 10 Мбит/с до 1 Гбит/с.
• загрузка данных из Интернета — в 10 раз быстрее максимально возможной на ADSL;
• выгрузка данных в Интернет — в 100 раз быстрее, скорость обратного канала до 350 Мбит/с.
• Высокое качество соединения без обрывов и помех.
• Предоставление всего ресурса оптического кабеля одному абоненту.
• Мультисервисный пакет услуг, подключаемых по одному кабелю: Интернет, Домашний телефон и Домашнее ТВ (с поддержкой HD).
• Единый счет для оплаты всех услуг.
• Возможность оплаты в кредит по системе «Плати потом».

Как работает GPON:

Обеспечение доступа в Интернет по технологии GPON предполагает замену устаревших медных кабелей на более прогрессивные оптоволоконные, обладающие значительно большей пропускной способностью. Сигнал по такому кабелю проходит посредством светового, а не электрического импульса. Световой импульс проходит по стеклянному волокну, обеспечивая более надежный сигнал и высокую скорость при низких энергозатратах.

Технология GPON предусматривает прокладку оптоволоконного кабеля непосредственно в квартиру абонента, а не ко всему зданию, что гарантирует постоянную скорость доступа в Интернет и исключает сбои в работе из-за перегрузки сети. Для подключения к технологии GPON абоненту бесплатно устанавливается модем — ONT (Optical Network Terminal), благодаря которому подключение всех услуг в дальнейшем происходит удаленно и в одном устройстве. Модем имеет встроенный Wi-Fi, по сети которого можно работать без проводов с любого устройства.

Перспективы развития:

Сегодня с уверенностью можно сказать, что технология GPON не только идет в ногу со временем, но и во многом опережает его, расширяя границы возможного. Новый стандарт скоростей позволит постоянно пополнять пакет предоставляемых услуг. Видеонаблюдение, телеметрия, охранно-тревожная сигнализация и другие услуги с помощью технологии GPON становятся доступны для абонентов. Ресурсы технологии позволяют говорить о перспективах разработки и внедрения множества других услуг для лучшего качества жизни.

GPON в России и в мире:

GPON стремительно развивается в США, Японии, Корее, ОАЭ и ряде европейских стран как наиболее перспективная технология доступа.

Россия пока отстает по процентным показателям охвата, однако динамика развития соответствует мировым тенденциям. В крупных российских городах, таких как Челябинск, Миасс и другие, количество абонентов исчисляется десятками тысяч, а в Санкт-Петербурге — сотнями тысяч человек.[21]

 

1.2 Технология Ethernet

Сеть Ethernet разработана в 1976 году Меткальфом и Боггсом (фирма Ксерокс). Ethernet совместно со своей скоростной версией Fast Ethernet, GigaEthernet (1Гбит/с) и 10GE (10Гигабит/с) занимает в настоящее время абсолютно лидирующую позицию.

Рис.9 Сеть Ethernet

В настоящее время на основе этого стандарта строятся уже не только локальные, но и общегородские сети, а также межгородские каналы. В качестве сред передачи используются следующие: тонкий и толстый коаксиальный кабель, радио среда, витая пара категорий 3, 5, 5е, одномодовое и многомодовое оптоволокно. Скорости которые поддерживает данное семейство технологий – 10, 100, 1000 и 10000 Мбит/с. 10 мегабитная технология Ethernet не представляет для нас особого интереса, более интересными являются стандарты со скоростями передачи 100 и 1000 Мбит/с.

100-мегагерцную сеть Ethernet дешевле создать на базе скрученных пар. Существует несколько версий 100-мегагерцного Ethernet (100base-T4, 100base-TX, 100base-FX).

Сегменты T4 (100base-T4) используют четыре скрученные пары телефонного качества (экранированные и неэкранированные скрученные пары проводов категории 3, 4 или 5) длиной до 100м. Провода должны быть скручены по всей длине, скрутка может быть прервана не далее как в 12мм от разъема (это требование справедливо и для сегментов типа TX). 
Сегменты TX (100base-TX, стандарт ANSI TP-PMD) состоят из двух скрученных пар проводов информационного качества (волновое сопротивление 100-150 Ом, экранированные и неэкранированные скрученные пары проводов категории 5, длина до 100м). 
FX-сегменты (100base-FX) представляют собой оптоволоконные кабели, отвечающие требованиям стандарта ANSI. Мультимодовое волокно 62,5/125 мю работает в инфракрасном диапазоне 1350нм. Максимальная длина сегмента составляет 412 метров, ограничение определяется соображениями допустимых задержек. Предельное ослабление сигнала в волокне не должно превышать 11 дБ, стандартный кабель имеет 1-5 дБ/км. Оптические разъемы должны отвечать тем же требованиям, что и разъемы, используемые в FDDI-сетях (MIC- Media Interface Connector). Для оптоволоконной версии дуплексной связи предельная длина сегмента может достигать 2 км (для полудуплексного варианта предельная длина сегмента может достигать 412 м). Следует иметь в виду, что для локальных сетей целесообразнее применение мультимодового оптоволокна (дешевле и больше коэффициент захвата света, но больше удельное поглощение).

Для того, чтобы выявить, к какой модификации относится тот или иной сегмент, разработан специальный протокол распознавания, позволяющий строить сети, которые содержат оборудование и кабельные сегменты, отвечающие разным требованиям.

В настоящее время разрабатываются новые еще более скоростные варианты Ethernet IEEE 802.3z. Гигабитный Ethernet утвержден в качестве стандарта в 1998 году 1000base-FX. Эти сети ориентированы на применение 4-х скрученных пар категории 5 или выше (до 100м, разъем RJ-45) и оптоволоконных кабелей. Вместо манчестерского кода применяется кодировка 8В/10B. Эта нотация означает, что каждый байт кодируется при передаче десятью битами. При этом не должно быть более 4 идентичных бит подряд и ни в одном коде не должно быть более 6 нулей или 6 единиц. Так достигаются хорошие условия синхронизации и высокая стабильность постоянной составляющей. В рассматриваемом варианте по каждой паре передаются сигналы с частотой 125МГц, и за каждый так транспортируется два бита

Рис.10 Передача сигнала

 

Хотя Ethernet на 1 Гбит/с и не использовал все свои возможности, реализован уже 10Гбитный Ethernet (IEEE 802.3ae, 10GBase-LW или 10GBase-ER). Этот стандарт утвержден в июне 2002 года и в случае использования для построения региональных каналов соответствует спецификациям OC-192c/SDH VC-4-46c (WAN). Опробован канал длиной 200 км с 10 сегментами. Существует серийное сетевое оборудование обеспечивающее надежную передачу на скорости 10Гбит/с при длине одномодового кабеля 10 км (l=1310 nm). При работе с оптическими волокнами могут применяться лазеры с вертикальными резонаторами и поверхностным излучением VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser). В случае мультимодовых вариантов используются волокна с градиентом коэффициента преломления. Такие каналы могут использоваться и в LAN для соединения переключателей сетевых кластеров. Соединение организуется по схеме точка-точка. Эта технология удобна для использования в фермах ЭВМ. Стандартизованы порты: 10Gbase-LR (до 10 км по одномодовому волокну - для высокопроизводительных магистральных и корпоративных каналов), 10Gbase-ER (до 40 км по одномодовому волокну), 10Gbase-SR (до 28 м по мультимодовому волокну - для соединений переключателей друг с другом), а также 10Gbase-LХ4 (до 300 м по мультимодовому волокну стандарта FDDI - для сетей в пределах одного здания). Обсуждается возможность построения 100Гбит/c Ethernet. В 10Gbase для локальных сетей применяется кодирование 64В/66B (вместо 8В/10B, используемого в обычном гигабитном Ethernet), так как старая схема дает 25% увеличение паразитного трафика. Следует обратить внимание, что такое решение делает непригодными существующие оптоволоконные технологии SDH/SONET. К концу 2002 года технология 10Гбит-Ethernet вторглась в область региональных (MAN) и даже межрегиональных (WAN) сетей, тесня SDH, Fibre Channel, OC-192, PCI Express и InfiniBand.[22]

 

2 ДИАГНОСТИКА FTTX СЕТЕЙ

2.1 Виды диагностики FTTx

  FTTX — все дело в последней букве, которая определяет конечное место. FTTX — целое семейство оптико-волоконных технологий, призванных для обеспечения оптической связью. FTTX позволяет подвести в дом широкополосный интернет. 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.[1]

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.

Рис.11 Семейство FTTx

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 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.

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.[21]

FTTN — Fiber to the Node, «оптика до сетевого узла». FTTN одна из первых технологий связи. 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. [8]

 

3 ТЕХНОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ  РАЗВИТИЯ СЕТЕЙ FTTB ОАО «РОСТЕЛЕКОМ»

3.1 Характеристика  ОАО «РОСТЕЛЕКОМ»

Открытое акционерное общество «РОСТЕЛЕКОМ» – крупнейший оператор стационарной связи Российской Федерации, оказывающий широкий спектр услуг связи и обеспечивающий доступ к мировым информационным ресурсам  частным клиентам, бизнес – структурам и государственным органам в пределах Северо-Западного Федерального округа.

23 сентября 1995г. состоялась  официальная государственная регистрация  Акционерного общества открытого типа "РОСТЕЛЕКОМ", а 13 января 1994 г. министр связи России вручил ему лицензию на предоставление услуг междугородной и международной электрической связи. Это третье рождение акционерного общества.

Принятый в 1990г. Закон о государственном предприятии лишил Министерство связи СССР функции распределения материальных ресурсов и финансовых средств внутри отрасли.

Предприятия магистральной связи, не имея прямых доходов от клиентов, оказались в затруднительном положении.

Предполагалось несколько вариантов выхода из создавшейся ситуации. Был выбран вариант, обеспечивающий наибольшую хозяйственную самостоятельность предприятия, как организационную, так и финансовую.

26 июня 1990г. было образовано  Акционерное общество "Совтелеком", взявшее на себя функции эксплуатации развития сети междугородной и международной электрической связи на территории СССР.

В 1991г. после распада Советского Союза было принято решение и 17 декабря 1991г. подписан учредительный договор о создании на базе "Совтелекома" нового международного Акционерного общества "Интертелеком".

Однако с углублением процессов суверенизации стало невозможно сохранить единое экономическое и информационное пространство, назрела необходимость в российском национальном операторе, взаимодействующем с операторами ближнего и дальнего зарубежья в соответствии с международными нормами и правилами.

30 декабря 1992г. решением Госкомимущества  России была создана государственная  компания "РОСТЕЛЕКОМ", которая в дальнейшем должна была быть преобразована в акционерное общество.

В сентябре 1993 года компания была приватизирована и стала акционерным обществом открытого типа.

Таблица  3

Развитие ОАО «РОСТЕЛЕКОМ

7,28 миллионов номеров монтированной  емкости телефонных сетей	6,76 миллиона абонентов фиксированной  связи
26 междугородных телефонных станций	3  миллиона абонентов проводного вещания
15 сетей кабельного телевидения  в крупных городах	110 тысяч абонентов сотовой связи
более 1 300 тысяч пользователей услуги широкополосного доступа в интернет	80 тысяч абонентов кабельного телевидения