Интернет-провайдинг по технологии xPON в пригородный частный сектор

Сегодняшнему потребителю Интернета в городе, уже не интересны ”вчерашние” технологии передачи данных и скорости ниже чем те, которые позволяют домохозяйкам “хотя-бы смотреть сериалы онлайн без тормозов”. Так как в городах все основные ниши ISP заняты, многие начали смотреть в сторону частного сектора, где люди также хотят быстрого, дешевого и качественного Интернета.

Если перед вами встал выбор технологии покрытия (или модернизации существующих сетей) частного сектора, то на сегодня, имея такие варианты физической среды передачи как радио, медь и оптика, в первую очередь нужно обращать внимание на качество работы (задержки, джиттер) и возможность несложного увеличения пропускной способности вашего широкополосного Интернета для конечных пользователей, чтобы уверенно бороться как с быстропоявляющимися и развивающимися контент-генераторами, так и с конкурентами. Вопрос является немаловажным, учитывая стоимости и сложности обслуживания таких сетей.

Из доступных по цене оборудований и не экзотических вариантов, технологий и стандартов мы можем выбирать такие как:

  1. ETHERNET медь или оптика с топологией звезда.
  2. WLAN радио-каналы в диапазоне 2Ghz та 5Ghz.
  3. DOCSIS – Интернет по коаксиальному кабелю.
  4. хPON – пасивные оптические сети.

Использовать радио для секторов с по-настоящему плотной пригородной застройкой, где почти каждый дом нуждается в Интернете идея не очень привлекательная, ввиду большой базы потенциальных клиентов, а так как на одну базовую станцию в наших реалиях (технология сама-по-себе, зашумленность радиоэфира) не подключишь более 20-30 клиентов, то базовые станции нужно ставить “по штучке на квадратный метр”, да ещё думать как к ним подвести качественный канал, и в итоге клиенты получат не более чем по 5 среднестатистических мбит\с с соответствующим качеством, многие из которых не всегда оценят такой сервис, если сравнят его с офисным 100-мегабитным Интернетом от FTTB интернет-провайдера как по скорости и качеству, так и по стоимости. Такое подходит только для конкуренции с 3G операторами и известным телефонным оператором на букву “У”.

Интернет по коаксиальному кабелю или меди требует организации мест под размещение активного оборудования каждые n-метров (аренда места, всепогодные шкафы, организация электропитания и обслуживания активного сетевого оборудования в таких шкафах, да и сама эксплуатация такого оборудования в полуэкстримальных условиях), что нужно учитывать.

И тут на помощь нам приходит технология xPON :-)

Что такое xPON? PON (абр. от англ. Passive optical network, пассивная оптическая сеть) — технология пассивных оптических сетей. Распределительная сеть доступа PON основана на древовидной волоконно-кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, представляет экономичный способ обеспечить широкополосную передачу информации. При этом, архитектура PON обладает необходимой эффективностью наращивания узлов сети и пропускной способности, в зависимости от настоящих и будущих потребностей абонентов.

Рис. 1. Рабочее место интернет-провайдинг по технологии xPON

Рис. 1. xPON уголок

 

Основная идея архитектуры PON — использование всего одного приёмопередающего модуля в OLT (англ. optical line terminal) для передачи информации множеству абонентских устройств ONT (optical network terminal), также называемых ONU (optical network unit) и приёма информации от них.

Преимущества архитектуры PON это отсутствие промежуточных активных узлов; экономия оптических приёмопередатчиков в центральном узле; экономия волокон; лёгкость подключения новых абонентов и удобство обслуживания (подключение, отключение или выход из строя одного или нескольких абонентских узлов никак не сказывается на работе остальных). Древовидная топология позволяет оптимизировать размещение оптических разветвителей исходя из реального расположения абонентов, затрат на прокладку ОК и эксплуатацию кабельной сети. К недостаткам можно отнести отсутствие резервирования в простейшей топологии дерева.

xPON включает в себя стандарты APON BPON GPON EPON\GEPON 10GEPON. APON и BPON устарели, GPON сложен, EPON предоставляет скорости до 100 мбит\с что на сегодняшний день мало для ШПД, 10GEPON в стадии “допиливания”. Самым подходящим на сегодняшний день является GEPON – 1250 мбит\с пропускной способности в дуплексе и до 64 клиентов на одном волокне, что позволяет обеспечить по 20 мбит\с каждому клиенту, при условии что все включились одновременно и потребляют максимальный трафик (в реалиях – до 40-80 мегабит на клиента обеспечено).

OLT представляет из себя L2 коммутатор в котором в основном присутствует весь функционал, который есть в таких коммутаторах. ONU это своеобразный клиентский “модем”, с одним входящим оптическим портом и одним или больше клиентскими медными портами.

Но самое интересное начинается, если мы взглянем на то что находится между операторским и клиентским оборудованием – пассивную оптическую сеть (PON), которая и позволяет нам, операторам экономить как в процессе построения сети (на количестве волокон и инженерных строениях для размещения активного оборудования), так и в процессе эксплуатации – простое обслуживание, большая надежность благодаря отсутствию активного оборудования. Основными компонентами такой сети являются оптическое волокно и сплиттера (делители, splitter), которые и позволяют разделить одно оптическое волокно на несколько и являются именно тем “чудо-элементом”, который  устраняет наличие активного оборудования на всей протяженности пассивной сети.

Физически оборудование GEPON представляет из себя  коммутатор для доступа (OLT), в котором есть один или больше портов под SFP-модуля, сами модуля с разъемом SC, конвертер для клиента (ONU), очень похож на стандартный оптический медиаконвертер, с SC разьемом и встроеным трансивером для подключения входящего канала и одним или более RG-45 медными портами для подключение клиентского оборудования по витой паре. Всё работает по WDM – т.е. для приёма и для передачи используется одно волокно и две длинны волн. Сплиттер выглядит как коробочка из которой торчат оптические пигтейлы с разъемом SC – один входящий и от двух до 16 исходящих. Сплиттеры бывают сварные и планарные, их основное различие в разном затухании, которое вносит сплиттер и  разной технологии изготовления. Сварные используют, в основном, для построения телевидения, они вносят больше затухания и имеют меньше вариантов разделительного числа (соотношения кол-ва входных волокон к выходным, например 1\16: 1 входное, 16 выходных). Также сплиттера есть типа X и типа Y. X-тип сплиттеров используется для добавления в поток телевиения (это может быть отделной темой, в статье опустим еще одно преимущество PON – удобное построение телевещания), Y-тип используется для построения топологии дерево, что мы и делаем. Кроме того, сплиттера разделяются на равноплечные и неравноплечные, зависит это от затухания, которое вносится сплиттером в линию: если  оно на всех исходящих линиях сплиттера одинаковое, то сплиттер равноплечный, если разное – неравноплечный (обычно обозначают цифрами через дробь, например равноплечный сплиттер 1\2 будет обозначен 50\50, а неравноплечный 1\2, в котором 90% мощности направляется в один канал, а 10 в другой, будет обозначаться как 90\10). В технических характеристиках сплиттера можно посмотреть значения затуханий, которое он вносит в каждый канал. Для удобства монтажа сплиттеров, есть удобные пон-боксы (PON-BOX), в которых предусмотрены места для монтажа сплиттера, SC-SC адаптеров для соединения входа и выходов сплиттера с магистральными и клиентскими оптическими волокнами.

Перейдём к принципам построения и расчетов. Первое, что нужно учитывать при построении пассивной оптической сети – каждая сварка волокна и каждый сплиттер вносит затухание, причем чем больше разделительное число, тем больше затухание, поэтому нужно представлять, что поставить на каждом столбе сплиттер 1\16 “на всякий случай” – это не вариант, т.к. к конечному (и самому дальнему) клиенту, канал может и не подняться. Расчет по затуханию к конечному клиенту нужно вести начиная от рассмотрения технических характеристик активного оборудования (какое максимальное затухание допускается для работы) и  характеристик оптического волокна (какое затухание вносится на километр прохождения сигнала по данному конкретному виду волокна), заканчивая  характеристиками всех сплиттеров (просчитать максимальное затухание сигнала для каждой конечной ветки, зная каждый сплиттер, который включен “по дороге”, соответственно зная конкретное затухание на каждом сплиттере учитывая то плечо, через которое проходит данная ветка). Второе – рассчитывать типы сплиттеров исходя из удаленности потребителей на разных участках сети: если есть два участка один близко к OLT, другой далеко – имеет смысл использовать разноплечный сплиттер с таким соотношением затуханий, чтобы к близкому участку шло плечо с меншей мощностью сигнала, а к удаленный участок получал больше мощность (например 30\70 30% – отдать близкому, 70% – отдать дальнему, соотношение процентов выбирать исходя из соотношения расстояний до объектов) что приведет к одинаково мощному сигналу, который вернется в OLT в итоге. Третье – исходя из плотности потребителей, тут всё ясно: чем больше потенциальных пользователей на данном участке, тем больше у сплиттера, который обслуживает такой участок, должно быть выходных каналов. Наиболее эффективно использование сплиттеров 1\4 1\8 1\16, т.к. использование меньших чисел приведет к тому, что сеть будет фактически похожа по топологии на топологию “шина”, а в обратном случае – на топологию “звезда”. Обычно сразу после OLT ставят сплиттер 1\4, потом на каждое плечо 1\8, а потом 1\16 на клиентский доступ.

Касательно эксплуатации сети есть всего одно серьезное “ноу-хау”: подключайте сплиттера к волокнам при помощи SC-SC адаптеров через пигтейлы, а не сваривая напрямую, т.к. в случае обрыва оптического волокна, вы не сможете найти место обрыва с помощью рефлектометра т.к. для поиска обрыва, нужно по очереди отключать ветки. То же самое касается поиска поврежденного ONU, которое непрерывно светит в линию, или в случае, если клиент включил отличное от GEPON оборудование в приходящий к нему кабель. Вся остальная надежность заключается в качественном монтаже при построении сети.

В заключение, можно на пальцах привести сравнение стоимости покрытия пригородного частного сектора с плотной застройкой по технологии FTTH  и GEPON.

Если говорить о малом радиусе разброса клиентов от корневого устройства и небольшой плотности заселения, равных FTTH нет: берем 24 или 48-портовый L2 коммутатор (например D-Link 3120-24SC) по цене около 600 у.е., тянем 24-волоконный кабель протяженностью 500 метров (по цене 1.4 у.е\метр кабеля +  10 у.е. крепеж на одной опоре*кол-во опор в приблизительно 20 шт + 5 муфт по 20 у.е. каждых 100 метров + 24 100 мбит\с WDM SFP-модуля по 15 у.е. + 24 клиентских медиаконвертера по 25 у.е.) и получаем сумму в приблизительно 2560 у.е. без учёта работы по прокладке, сварке и затрат на кроссовое оборудование для сварки волокна.

Для сравнения берём 1 OLT за 1000 у.е. + 1 SFP-модуль (на 64 клиента, но считаем включение 24 и «утаиваем» возможность «почти бесплатно», с точки зрения кабельных сетей, подключить еще столько же) за 100 у.е. + 200 метров 2-волоконного кабеля (если сильно захотеть – можно найти 1-волоконный =) ) по цене 0.25 у.е\метр + 100 метров 4-волоконного по цене 0.45 у.е\метр + 200 метров 8-волоконно по цене 0.55 у.е\метр + 1 шт сплиттер 1\2 по цене 25 у.е. + 2 шт сплиттер 1\4 по цене 25 у.е. + 3 шт сплиттер 1\8 по цене 25 у.е. + 24 ONU по цене 70 у.е. и получаем сумму в приблизительно 3135 у.е. без учета работы по прокладке, сварке и затрат на кроссовое оборудование для сварки волокна, что на 20% дороже. 

Рис. 2. Высоко сидит :) далеко глядит

Рис. 2. Высоко сидит :) далеко глядит

 

Теперь, увеличим масштабы до реальных: протяженность магистралей не 500 метров, а 5 километров (и прикидываем в уме, сколько стоит 5 км 24-волоконного кабеля в сравнении с 2-8-волоконным), теперь добавим количество пользователей с 24 до 100, и прикинем, сколько ещё коммутаторов нужно будет доставить, как организовать им инженерное сооружение, которое будет обеспечивать климат-контролем, фильтрацией воздуха, как мы подведем питание, от кого подключим питание, как за это будем платить, какие затраты будем нести на обслуживание активного оборудования, как долго такое оборудование будет служить в таких условиях эксплуатации, ну и, в конце-концов – как это всё повлияет на стабильность ваших услуг ;)

На данный момент, ASP24 предлагает широкий выбор GEPON-оборудования по очень конкурентным ценам, обращайтесь =)

Вас может заинтересовать

Если Вы нашли ошибку в тексте, то выделите ее мышкой и нажмите Ctrl + Enter или нажмите здесь.

Сообщение об ошибке

Ошибка:

Ваш комментарий (не обязательно):

Да Отмена

Об авторе Garmatjuk_Andrej