Сегодня производители пропагандируют скорость передачи 10 Гбит/с, но способна ли PON выжить в борьбе за благосклонность операторов связи, особенно в нынешних условиях? Ответ на этот вопрос даст время, мы же рассмотрим гигабитные технологии PON, известные как EPON (или GEPON, Ethernet PON) и GPON (Gigabit PON), а также оборудование, отвечающее этим стандартам и представленное на российском рынке.
На вершине PON
Появление GEPON, позволяющей передавать трафик Ethernet непосредственно по оптике, стало логичным развитием концепции всеобъемлющего сквозного использования оборудования Ethernet в сетях операторов связи. Алгоритмы работы этой технологии описаны в стандарте IEEE 802.3ah, выпущенном в 2004 году. Для передачи трафика на скоростях до 1 Гбит/с в обоих направлениях в ней используются пакеты Ethernet. Топология сети GEPON может быть любой — шина, звезда, их комбинация и даже кольцо для резервирования, которое реализуется с применением автоматических оптических переключателей. В числе достоинств данной технологии можно отметить невысокую стоимость готовых решений. Другой гигабитный стандарт PON принят ITU-T в 2005 году и получил порядковый номер G.984. В его основе — использование специализированного транспортного протокола, созданного на базе стандартов SDH. Для обеспечения эффективной утилизации канала связи поддерживается динамическое перераспределение полосы пропускания с сохранением структуры кадра SDH. Стандарт позволяет передавать трафик в симметричном и асимметричном режиме с пиковой скоростью 2,5 Гбит/с. К преимуществам GPON относят наличие встроенных механизмов обеспечения QoS. Эта разновидность гигабитных PON получила наибольшее распространение в Северной Америке и Европе.
Поставщики оборудования GEPON
Корейский производитель Corecess поставляет на российский рынок решение GEPON в рамках своей универсальной платформы доступа S5, которая наряду с протоколами PON поддерживает доступ по ADSL, VDSL, SHDSL и GE. Центральное ядро системы (OLT — Optical Line Terminal) представлено в трех вариантах исполнения: это модели S506 с четырьмя линейными слотами, в которые можно устанавливать модули GEPON, S511 с восемью и S518 с 16 слотами расширения. Каждый модуль обслуживает четыре линии GEPON. Оборудование поддерживает «горячую» замену модулей и характеризуется надежностью, соответствующей требованиям операторов связи. Платформа S5 обеспечивает предоставление всех современных услуг, включая VoIP и IPTV. Для небольших сетей доступа компания рекомендует использовать модель S102, которая имеет фиксированную конфигурацию, включающую в себя по два порта GEPON и GE.
Абонентские устройства Corecess (ONU, Optical Network Unit) представлены двумя сериями — СС380Х и СС394Х. В первую входят достаточно простые устройства с небольшим набором функций, но с поддержкой VLAN и услуг Triple Play. С помощью этих моделей можно подключать абонента по линии протяженностью до 10 или 20 км, предоставляя ему один или несколько портов Ethernet. Вторая серия — оконечные устройства, выполненные в виде домашних маршрутизаторов L3. Они поддерживают протоколы NAT, PPPoE, DHCP, управление через Web и ряд других возможностей. Модели второй серии тоже различаются дальностью подключения по оптике и наборами выходных интерфейсов (порты 10/100Base-TX, WiFi, аналоговые телефонные порты FXS, разъемы для подключения к сетям кабельного телевидения).
Кроме того, в качестве оконечных устройств сети GEPON могут выступать коммутатор R1-SW, имеющий 24 порта 10/100Base-TX, и IP DSLAM R1-AD с 24 или 48 портами ADSL2+.
В большом продуктовом портфеле компании D-Link также можно найти решения для построения сети GEPON. В их семейство входит модульный коммутатор DPN-3012-E, который имеет четыре совмещенных порта 1000 Base-T/SFP и три слота для установки модулей с портами GEPON. Всего коммутатор поддерживает работу 384 оконечных устройств. Он поддерживает достаточно развитые возможности сетевой защиты, управления трафиком (включая рассылку многоадресных потоков) и обеспечения качества сервиса.
Для установки на стороне абонента D-Link поставляет пять моделей устройств, различающихся комбинациями портов и поддерживаемой дальностью связи. DPN-301 и DPN-301L являются достаточно простыми «коробками», в которых установлено по одному порту 10/100/1000Base-TХ. Из дополнительных возможностей отметим лишь поддержку удаленного обновления ПО. Максимально возможное расстояние до коммутатора GEPON составляет 10 и 20 км соответственно. Модели DPN-304 и DPN-304L, также различающиеся по дальности связи, имеют по четыре порта 10/100Base-TХ и заметно более широкий функционал, чем у младших моделей. В частности, поддерживается работа с многоадресными потоками, механизмы обеспечения QoS и удаленное управление настройками с центрального узла. Устройство DPN-304T работает на расстоянии до 10 км от центрального узла и оснащено портом для кабельного телевидения.
Китайская компания GW Technology не только является одним из ведущих производителей чипсетов GEPON, но и разработала собственное решение на основе этой технологии. В качестве центрального оборудования сети она предлагает модель EP3002, которая способна подключать до 16 абонентских устройств ONU. Поддерживается функция управления пропускной способностью на основе динамического перераспределения полосы пропускания. Для подключения к опорным сетям могут быть использованы до шести портов 10/100Base-T, один порт GE и до 32 порта Е1.
Абонентские устройства представлены четырьмя моделями, младшая из которых, EP1101, имеет один порт 10/100Base-T и выпускается в двух модификациях — для работы на расстоянии 10 и 20 км от OLT. Модель ЕР1102 также имеет две модификации по дальности, но оснащена двумя портами 10/100Base-T и четырьмя Е1. ЕР1302 имеет аналогичные характеристики, но другую конфигурацию портов — два интерфейса 10/100Base-T, два порта Е1 и интерфейс V.35. Абонентское оборудование GT861 ориентировано на передачу по сети GEPON голосового телефонного трафика. Оно имеет модульную конструкцию и поддерживает два порта 10/100Base-T и до 32 портов FXS.
Компания ZyXEL, активно работающая на рынке оборудования доступа, предлагает семейство коммутаторов и модемов GEPON. Оборудование ZyXEL позволяет подключать до 64 оконечных модемов к одному порту GEPON на расстоянии до 20 км. ZyXEL предлагает три разновидности коммутаторов, различающиеся числом портов GEPON и Gigabit Ethernet (GE).
Коммутатор OLT-1308 имеет восемь портов GEPON и позволяет обслуживать до 512 абонентов. Для подключения к опорной сети он оснащен встроенным управляемым Ethernet-коммутатором с четырьмя совмещенными портами GE (1000 Base-T/SFP). У модели OLT-1308H характеристики аналогичны, но для подключения оптической сети доступа к внешним магистралям требуется внешний коммутатор GE. В составе последнего — восемь портов 1000 Base-T. Старшая модель линейки коммутаторов, OLT-2300, выполнена в виде шасси, в которое можно установить до 16 линейных модулей. Каждый модуль оснащен портом GEPON и совмещенным портом 1000 Base-T/SFP для агрегации трафика. Эта модель поддерживает «горячую» замену модулей и резервирование электропитания, что обеспечивает надежность операторского класса.
Для размещения на стороне абонентов предназначены устройства ONU-631HA и ONU-634, которые выпускаются в модификациях для работы на удалении от коммутатора на 10 и 20 км. Первая модель помимо порта GEPON оснащена Ethernet-портом 1000Base-T. Вторая модель имеет встроенный четырехпортовый коммутатор 10/100Base-TX. Модемы ZyXEL поддерживают удаленное управление и мониторинг линий GEPON, привязку сервисов к физическим портам, фильтрацию многоадресных потоков, разные механизмы защиты данных, включая шифрование трафика при передаче по оптике.
Из российских производителей стоит упомянуть новосибирскую «Русскую Телефонную Компанию», которая предлагает собственную разработку, выполненную по стандарту GEPON, — мультисервисную систему широкополосного абонентского доступа «Транспорт GEPON». Она предназначена для операторов связи, создающих сети доступа по принципу «волокно до дома» (FTTB) и предоставляющих услуги доступа к Internet, обычной телефонной связи, IP-телефонии, IPTV и кабельного телевидения.
Система состоит из центрального оборудования, головного оптического терминала и абонентских модулей. Головной терминал способен обслуживать до 1280 удаленных модулей на расстоянии до 20 км. В состав терминала могут входить до пяти линейных модулей, в каждом из которых насчитывается четыре порта GEPON. Центральный узел системы поддерживает несколько модификаций Ethernet-модулей, различающихся числом и типами портов. Для передачи TDM-трафика разработан модуль, позволяющий подключать до 24 потоков Е1, и модуль, обеспечивающий конвертацию протоколов телефонной сигнализации. Абонентские модули системы представлены четырьмя моделями. В их число входит модуль, поддерживающий один абонентский интерфейс 10/100-Base-TX. Он имеет всепогодное исполнение и способен работать в широком диапазоне температур. Для установки внутри помещения предлагается модель с портом 10/100/1000-Base-TX. Также предлагается модуль с четырьмя портами 10/100-Base-TX, двумя портами VoIP и возможностью подключения приемника КТВ. Он оснащен встроенным коммутатором, а для доступа к сетям VoIP требует наличия внешней платформы Softswich. Для обслуживания абонентов подъезда многоквартирного дома предназначен модуль, заключающий в себе по 16 портов 10/100-Base-TX и FXS.
В лагере GPON
Alcatel-Lucent предлагает операторам связи платформу оптического доступа 7342 ISAM FTTU, ориентированную на передачу трафика Triple Play и основанную на спецификациях GPON. С ее помощью можно транслировать сигналы кабельного телевидения. В состав платформы входит центральное устройство 7342 OLT, которое выполняет функции агрегации трафика. Это устройство представляет собой шасси с 14 слотами для линейных модулей GPON и двумя слотами для сетевых плат агрегации. Всего платформа поддерживает до 56 портов GPON и 3584 абонентских устройств. Каждая плата сетевых окончаний содержит коммутатор Ethernet с пропускной способностью 48 Гбит/с, четыре порта GE и один порт 10 GE.
Абонентские устройства делятся на несколько серий, ориентированных на разные области применения. Терминалы I-Series предназначены для размещения внутри помещений и позиционируются как квартирные устройства доступа. Они поддерживают передачу трафика к абоненту на скорости до 2,5 Гбит/с в прямом и до 1,2 Гбит/с в обратном направлении. Каждая из четырех моделей серии имеет собственный набор пользовательских интерфейсов, среди которых могут быть порты GE, коаксиальный интерфейс для КТВ, порты 10/100-Base-TX и FXS.
Модели O-Series разработаны для установки вне помещений, имеют антивандальное исполнение и ориентированы на подключение частных домовладений и небольших офисов. В серию входят четыре модели, имеющие различные комбинации интерфейсов кабельного телевидения, порты 10/100-Base-TX и FXS.
Абонентские терминалы LP-MDUONT используются для подключения большого числа абонентов, например жителей многоквартирного дома. Предлагается несколько вариантов этого терминала, различающихся числом и типом пользовательских портов. Каждая модель имеет 24 порта FXS, 12 портов 10/100-Base-TX или VDSL. Две модели дополнительно оснащены коаксиальным интерфейсом для подключения локальной распределительной сети кабельного телевидения.
Терминалы B-Series предназначены для подключения малых и средних компаний и могут размещаться как внутри помещений, так и снаружи. Каждая модель оборудована восемью портами FXS, одним или двумя портами GE. Доступны интерфейсы кабельного телевидения и порты Е1.
Huawei Technologies поставляет терабитную оптическую платформу для построения новых интегрированных сетей доступа MA5680T. Центральное оборудование OLT имеет 16 слотов для установки модулей GPON с четырьмя портами каждый. Пропускная способность каждого слота составляет 10 Гбит/с, что позволяет полностью реализовать потенциальную производительность этого стандарта. Всего OLT может обслуживать до 4096 абонентских устройств GPON, вынесенных на расстояние до 20 км. Для подключения к магистральным сетям служат интерфейсы GE и 10GE.
Платформа Huawei характеризуется расширенной функциональностью передачи разных видов трафика. Поддерживаются механизмы управления многоадресной рассылкой. Вдобавок абонент может подключаться к аналоговому или цифровому кабельному телевидению. Платформа способна управлять доставкой 1 тыс. видеоканалов по технологиям IPTV и CATV. Для голосовой связи используются VoIP и два варианта преобразователя голоса — с помощью встроенного или внешнего медиашлюза. Для обработки сигнализации применяется внешний Softswitch. Данная платформа поддерживает и передачу потоков Е1. Впрочем, GPON берет начало в технологии SDH, и эту опцию можно считать унаследованной.
В качестве абонентских устройств может использоваться широкий спектр устройств. Для реализации архитектуры FTTB предлагаются две модели DSLAM — MA5603T и MA5606T, различающиеся числом портов ADSL2+ и VDSL2. Подключение пользователей по Ethernet поддерживают MA5626G и MA5620G. Обе имеют по 24 порта 10/100-Base-TX, а старшая модель дополнительно поддерживает 24 порта FXS. Возможно каскадирование этих устройств через дополнительный порт GE.
Для непосредственного подключения абонентов к сети GPON предлагается ряд моделей класса ONU, различающихся набором пользовательских интерфейсов. Устройство HG810 — это простейший однопортовый вариант. Модель HG850 вполне подходит для домашнего применения или небольших офисов, так как помимо четырех портов 10/100-Base-TX располагает двумя портами FXS. К офисному классу причисляют устройство OT925, оснащенное четырьмя портами 10/100-Base-TX, портом GE и четырьмя портами Е1/Т1. Кроме того, компания заявляет о выпуске устройства HG863 с четырьмя портами GE. Наибольшие возможности обеспечивает модель HG866, которая имеет встроенный маршрутизатор, четыре порта GE, два порта FXS, коаксиальный интерфейс для кабельного телевидения и модуль WiFi.
Terawave Communications предлагает решение GPON, которое поддерживает мультисервисные услуги и относится к категории систем операторского класса. Оно позволяет подключать к порту GPON до 128 абонентских устройств на расстоянии до 5 км, до 64 терминалов — на расстоянии до 10 км, до 32 ONU — при удалении до 20 км.
Центральный узел TW-800G высотой всего 1U имеет неплохой набор интерфейсов и функциональных возможностей. Устройство оснащено четырьмя портами GPON для подключения абонентов, двумя совмещенными портами 1000 Base-T/SFP, двумя интерфейсами STM-1, а в перспективе можно ожидать появления двух портов 10 GE.
Линейка абонентского оборудования Teraweve включает в себя три серии устройств, ориентированных на разные группы пользователей. Модели TW-124G позволяют подключать к сети GPON частных абонентов или небольшие офисы. В эту серию входят устройства с фиксированной конфигурацией, различающиеся наборами интерфейсов. Каждая модель имеет по два порта 10/100-Base-TX и FXS.
Устройства серии TW-148G служат для установки на предприятиях. Для многоквартирных домов и офисных центров предназначено оборудование TW-500.
Итого
Выбор между решениями на основе GPON или GEPON при построении операторской сети доступа, вероятно, зависит от иных факторов, нежели технические характеристики и функциональные возможности оборудования. Хотя GPON обеспечивает большую полосу пропускания, это не дает особых преимуществ с точки зрения качества услуг, получаемых абонентами. Преимущество технологии GEPON — бесшовная интеграция по Ethernet с абонентскими терминалами и базовыми сетями.
К несомненным «плюсам» обеих технологий гигабитных PON следует отнести возможность значительного удаления точки подключения абонентов от центрального устройства и гарантированно высокую скорость передачи. Единственным конкурентом этих гигабитных технологий передачи поверх оптики является оптический Gigabit Ethernet, но соответствующая топология требует установки промежуточных активных устройств (в отличие от пассивных сплиттеров сетей PON). Не стоит сбрасывать со счетов и меньшую потребность в оптическом кабеле: хотя стоимость последнего заметно снизилась, всегда остается проблема его прокладки в городской канализации.