Современным телекоммуникационным услугам и приложениям, типичным примером которых является IP-TV, требуется очень широкая полоса пропускания на абонентском участке сети. Даже с учетом современного уровня развития технологии DSL медная проводка в области доступа обеспечивает на пресловутой «последней миле» пропускную способность не более 25-50 Мбит/с — и то далеко не во всех случаях. О достижении привычной скорости Fast Ethernet в 100 Мбит/с можно даже и не мечтать. Более того, во многих случаях сетевая инфраструктура, возраст которой нередко превышает 30-40 лет, ограничивает предельную пропускную способность еще более низкими значениями. В этой ситуации провайдер DSL не в состоянии помочь пользователю.
ШИРОКОПОЛОСНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ КАНАЛЫ
В тех случаях, когда оборудование прежних поколений достигло пределов своих технических возможностей, необходимы новые решения. В сетях связи общего пользования это означает замену медных кабелей на оптические. Конечно, оператор связи может проложить на абонентском участке сети высококачественный медный кабель. Однако такое решение, во-первых, очень дорого, а во-вторых, малоперспективно — по сравнению с широкополосным оптическим кабелем. Вряд ли стоит напоминать, что оптические линии позволяют передавать информацию на значительные расстояния и с существенно более высокой скоростью, чем известные разновидности модемов xDSL.
Кроме того, для медных кабелей характерно наличие прямой зависимости между скоростью и дальностью передачи данных: высокие скорости достигаются только на коротких линиях. Поэтому в последние годы при развертывании DSL операторы связи вынуждены применять следующий прием: в непосредственной близости от группы абонентов размещается кабельный распределительный шкаф, который подключается к основной сети по оптической линии (так называемое решение «волокно до узла» — Fiber to the Node, FTTN). Таким образом, оптическая техника постепенно, шаг за шагом, приближается к конечному пользователю. В результате подобной эволюции местных сетей окончание оптической линии теперь находится в непосредственной близости от абонента, чем обеспечивается «мягкая» ми-грация к решениям «волокно до помещения» (Fiber to the Premise, FTTP). Фактически остается только подключить частных пользователей и предприятия по оптическому световоду.
Актуальное состояние сетей свидетельствует о том, что тенденция подключения частных абонентов к узлам связи по оптической линии весьма заметна в мегаполисах. Наиболее сильно это проявляется в многоквартирных и высотных жилых домах, а также в крупных офисных зданиях, для обо-значения которых применяется английская аббревиатура MDU (от Multi-Dwelling Unit). Результаты статистических исследований показывают, что примерно 70% жителей Eвросоюза живут и работают в подобных многоэтажных зданиях. Значительная концентрация потенциальных пользователей открывает перед оператором связи широкие возможности для существенного снижения издержек на подключение отдельного абонента.
СХЕМА ДОМОВОГО ПОДКЛЮЧЕНИЯ
В типовой инсталляции FTTP оптический световод проходит от центрального узла сети до распределителя (Fiber Distribution Hub, FDH), а затем до терминала оптической точки доступа (Fiber Access Terminal, FAT), откуда с помощью ответвительного кабеля (Drop Cable) осуществляется ввод в подвал здания. В большом здании в ней применяются дополнительные распределители, которые обеспечивают разветвление кабелей и подключение отдельных секций и стояков дома. Распределители служат, в том числе, и для подключения к сети отдельных этажей здания. Кроме того, в составе сети нередко имеется этажный распределитель, от которого отходят соединительные линии к квартирам или офисам.
За прокладку оптического кабеля в зданиях отвечает сервис-провайдер. При этом выбор трасс прокладки и расстояний между отдельными логическими узлами варьируются в весьма широких пределах в зависимости от особенностей архитектуры. Уникальность большинства объектов недвижимости приводит к тому, что требования к сети никогда не бывают одинаковыми, и планировать прокладку линий приходится каждый раз заново. В результате заказ материалов и их доставка на объект усложняются, а номенклатура поставляемого оборудования расширяется (см. Рисунок 1). До недавнего времени эти особенности препятствовали использованию стандартизованных, заранее разведенных оптических систем.
Реализация проекта отнимает в результате больше времени, соответ-ственно, издержки сервис-провайдеров возрастают. В тех же случаях, когда на объект по ошибке поставляются не те материалы, стоимость проекта может увеличиться многократно, причем по мере расширения номенклатуры используемого оборудования вероятность подобных просчетов растет.
В случае же прокладки претерминированного кабеля требуется точно знать размеры здания, а его изготовление занимает несколько недель или даже месяцев. Соответственно, на этот срок сдвигается и дата начала монтажных работ. Поэтому пользователи вынуждены долго ждать подключения заказанных услуг, а сервис-провайдер упускает потенциальную прибыль.
Не менее важное значение, чем логистика, имеет качество кабеля. Ни один оператор сети не захочет через несколько месяцев после его прокладки заниматься поиском повреждения и ремонтом оптической линии.
Современные оптические кабели не обладают прочностными параметрами своих медных аналогов и более чувствительны к таким механическим воздействиям, как скрутка или чрезмерное натяжение. В отличие от медных аналогов, их нельзя произвольно сгибать. После нескольких перегибов резко возрастает затухание сигнала, причем даже при отсутствии механического повреждения волокна. Минимальное же значение радиуса изгиба не превышает 30-50 мм. Из-за названных ограничений практически невозможно прокладывать оптические кабели через трубки небольшого диаметра, которые, к тому же, зачастую перекручены и согнуты под острым углом. Выполнение новой трубной разводки с соблюдением ограничений по радиусу изгиба не всегда приемлемо по финансовым соображениям или из-за архитектурных особенностей помещения.
Отметим еще один фактор. Соединение (сращивание) волоконных световодов непосредственно на объекте монтажа — дело небыстрое и недешевое. Большое значение имеет также неброскость используемого оборудования — эстетические претензии конечных пользователей не следует игнорировать.
СОВРЕМЕННЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА
Новые оптические системы в полной мере отвечают перечисленным требованиям благодаря сочетанию принципа гибких претерминированных изделий и уменьшению объемов монтажных работ непосредственно на объекте. Для максимального сокращения продолжительности монтажных работ в многоэтажных зданиях производители кабельных систем действуют в соответствии с концепцией «Претерминирование везде, где это осуществимо, отказ от сварочных работ, когда только возможно».
В процессе прокладки проводки внутри зданий в большинстве случаев выполняется каскадирование и развет-вление для охвата все больших площадей по мере удаления от центрального узла. Это позволяет распределять сигналы, поступающие от центрального ввода в здание, по отдельным квартирам и офисам. Распределитель FDH, установленный на месте ввода в здание, выполняет функции главного распределителя и центрального коммутационного поля. При условии применения высокопроизводительных систем он обеспечивает функционирование до 432 отдельных абонентских устройств, а также создает необходимые условия для сварки абонентских кабелей с помощью интегрированных в его конструкцию технических средств. Кроме того, на своем коммутационном поле распределитель поддерживает подключение к этажным распределительным шкафам посредством предварительно сконфигурированных разъемных соединителей MT. Эти оптические коллекторы (Fiber Collector Enclosure, FCE) выполняют функции промежуточного узла между главным распределителем в подвале здания и оконечными распределительными терминалами (Fiber Distribution Terminal, FDT), к которым и подключаются активные оконечные устройства пользователей.
Современные оптические кабельные системы, в частности, выпускаемая компанией ADC Krone, имеют в своем составе компоненты с интегрированным барабаном, на который наматывается оптический кабель. Он сматывается с барабана по мере необходимости и может быть очень быстро подключен к нужному терминалу. Оборудование поставляется в нескольких версиях, отличающихся количеством кабеля на барабане. Это позволяет выполнять инсталляцию оптической кабельной системы в соответствии с принципом Plug-and-Play по всему зданию (см. Рисунок 2).
В декабре 2006 г., ввиду ужесточения требований к макроизгибным характеристикам оптических волокон в проектах FTTP, Международный союз электросвязи ITU опубликовал рекомендацию G.657. Она содержит требования в отношении одномодовых волокон с улучшенными изгибными свойствами, которые предназначены для построения оптических сетей доступа. Документ, например, устанавливает, что на длине волны 1550 нм волокно, скрученное в виток диаметром 7,5 мм, должно давать дополнительное затухание не более 0,5 дБ. Затухание импульсного сигнала с центральной длиной волны 1625 нм при аналогичных предположениях не должно превышать 1,0 дБ.
Одномодовые волоконные световоды с улучшенными макроизгибными свойствами стали доступны недавно. Выполнение рекомендации ITU фактически означает, что оптические кабели на их основе можно прокладывать вокруг углов точно так же, как симметричный горизонтальный кабель, причем радиус изгиба составляет 7,5 мм, а затухание возрастает незначительно (см. Рисунок 3). Данное свойство упрощает инсталляцию оптических кабельных систем в многоквартирных жилых домах. Специальная конструкция таких световодов гарантирует, что введенный в сердцевину оптический импульсный информационный сигнал при изгибе не попадет
в оболочку.
Волокна, отвечающие рекомендации G.657, дороже обычных стандартных одномодовых световодов всего на 10-20%. Ценовая разница практически полностью нивелируется вследствие значительного ускорения инсталляции. Следует отметить, что выпускаются и волоконные световоды, которые за счет наноструктурирования внутренней поверхности оболочки позволяют сгибать их с радиусом менее 5 мм, однако их цена пока слишком высока.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Рассмотренные выше системные решения весьма выгодны сервис-провайдеру. Их применение значительно уменьшает срок выполнения проектных работ по созданию домовой проводки и позволяет намного раньше начать предоставление телекоммуникационных услуг. Кроме того, заметно сокращается перечень используемой элементной базы, что существенно упрощает управление складскими запасами.
Иоахим Брунцель — менеджер по продуктам в регионе EMEA компании ADC Krone.
© AWi Verlag