Технології швидкісного доступу - fttx

Технології швидкісного доступу - FTTx

В даний час ми все частіше чуємо абревіатуру FTTx і про те, що більшість операторів зв'язку, як традиційних так і альтернативних, веде активне будівництво даних мереж.

Отже, що ж таке FTTx?

Fiber To The X (оптичне волокно до ...) - абревіатура, що описує загальний підхід до організації кабельної інфраструктури мережі широкосмугового доступу, в якій від вузла зв'язку до певного місця (в позначенні - точка «х») доходить оптична лінія зв'язку, а далі, до абонента, - мідний кабель. Крім цього можливий варіант, при якому оптика прокладається безпосередньо до абонентського пристрою.

У технологію сімейства FTTx включені різні види архітектур:

FTTN (Fiber to the Node) - волокно до мережевого вузла;
FTTC (Fiber to the Curb) - волокно до мікрорайону, кварталу або групи будинків;
FTTB (Fiber to the Building) - волокно до будівлі;
FTTH (Fiber to the Home) - волокно до житла (квартири або окремого котеджу).

Якщо до цих пір більшість вітчизняних FTTH-проектів було орієнтоване на VIP-сегмент і були досить дорогими, то на сьогоднішній день елітне житло, на відміну від масової забудови, майже повністю забезпечено оптоволоконними підключеннями. При цьому сектор масового житла представляє для всіх операторів особливий інтерес, з огляду на потенційну кількість підключень (близько 30 млн. По країні).

Що потрібно споживачеві?

З чого ж складається вузол доступу FTTx?

Вузол доступу FTTx можна розділити на дві складові: активна частина (Ethernet-комутатор, джерело безперебійного живлення, контролер моніторингу стану вузла) і пасивна частина (антивандальний шафа, оптичний крос, ввідно-розподільний пристрій).

Активна частина.
Основою активної частини вузла доступу, як і всієї технології FTTx, є комутатор. На даний момент на ринку представлена велика кількість комутаторів різних виробників - починаючи з найпростіших, некерованих комутаторів, які люблять встановлювати невеликі, «домашні» Інтернет-провайдери, орієнтовані на мінімізацію витрат на розгортання мережі, закінчуючи дорогими комутаторами Cisco, що мають практично весь відомий спектр функціоналу. Основні недоліки простих комутаторів - неможливість управляти і стежити за станом мережі, нестійкість до хакерських атак, відсутність захисту від некваліфікованих дій користувачів, низька стійкість широкомовною штормів і т.д. При використанні таких комутаторів неможливо забезпечити стабільну роботу мережі, так як збільшується навантаження на технічну підтримку провайдера, що в підсумку знижує якість обслуговування абонента і при наявності альтернативних операторів, призводить до втрати абонентів.

На сьогоднішній день вимоги, що пред'являються абонентом до послуг зв'язку - це якість, надійність і різноманітність послуг. З точки зору провайдера послуг зв'язку, щоб виконати ці умови, активне обладнання FTTx має забезпечувати резервування, захист від несанкціонованого доступу до своєї і клієнтської інформації, високий час напрацювання на відмову, а також підтримку функціоналу обробки multicast-трафіку. Для реалізації резервування, безпеки мережі і надання послуг IP-TV, існує безліч протоколів, які повинні підтримуватися активним обладнанням. Нижче перераховані основні з них.

STP / RSTP / MSTP - протоколи сполучного дерева, завданням яких є приведення всієї структури мережі до деревовидної топології для виключення кільцевих шляхів. Робиться це шляхом блокування деяких портів надлишкових в даний момент для повної зв'язності мережі. Перевагою даних протоколів є простота конфігурування - в простих мережах, як правило, досить включити використання протоколу і обладнання саме проаналізує топологію мережі і заблокує необхідні порти. Основним їх недоліком вважається низький час збіжності мережі після обриву лінії зв'язку, або виходу з ладу обладнання.

Для мереж, в яких потрібно мале час відновлення працездатності, використовуються більш складні в реалізації та налаштування алгоритми резервування, заснованих на рекомендації RFC 3619 (EAPS Ethernet Automatic Protection Switching - Автоматичне Захисне Перемикання Ethernet), розробленої компанією Extreme Networks. Даний алгоритм дозволяє здійснювати перемикання трафіку на заздалегідь обраний резервний маршрут за 50-200 мс. У різних виробників обладнання такий протокол називається по-різному: EPSR (Allied Telesis), REP (Cisco), ERPS (D-Link), RRPP (Huawei), ERRP (Qtech), Ether-Ring (НАТЕКС). Для організації подібної схеми резервування обладнання повинно мати мінімум два магістральних гігабітних порту.

Списки доступу (ACL) дають можливість обмежити доступ до ресурсів мережі на основі даних з різних рівнів моделі OSI (L2 / L3 / L4).

Для обмеження доступу до мережі на основі не тільки даних аутентифікації, а й на даних про стан особового рахунку абонента, тарифу, замовлених послуг, використовуються протоколи 802.1x (наприклад, RADIUS, TACACS +). Доступ до мережі, а також характеристики порту комутатора (швидкість, VLAN) змінюються при проходженні аутентифікації на сервері; до цього моменту жодних даних, крім пакетів 802.1x, через абонентський порт передаватися не можуть.

Важливим показником надійності обладнання є відсутність вентиляторів охолодження - найчастіше обладнання встановлюється в приміщеннях, які не мають захисту від пилу, в результаті чого вентиляційні отвори в комутаторі незабаром забиваються, порушується теплообмін і обладнання виходить з ладу. Безвентиляторний обладнання використовує стінки корпусу в якості радіатора (процесор і контролери інтерфейсів через термоінтерфейс стикаються з корпусом), в результаті система охолоджується за рахунок теплообміну корпусу з навколишнім середовищем.

У зведеній таблиці, показані основні характеристики та функціонал обладнання FTTx різних вендорів (матеріал взято з офіційного сайту Ротек-Новосибірськ). Як видно з наведеної таблиці, всім вимогам по функціоналу задовольняють тільки два комутатора: NX-3424v1 виробництва української компанії НАТЕКС і QSW-2900 виробництва компанії QTECH.

Сьогодні напрямок конкуренції переміщається від мінімізації вартості розгортання мережі в сторону забезпечення якості послуг, що надаються і мінімізацію експлуатаційних витрат. Різна комбінація всіх перерахованих вище функцій в обладнанні доступу дозволяє реалізовувати мережі FTTx, що відповідають всім сучасним вимогам до надійності, відмовостійкості та безпеки мереж зв'язку.

Чи не маловажной є завдання підтримки працездатності системи у відсутності напруги живлення. Актуальність пов'язана не тільки із забезпеченням послугами абонентів, але і вандалозахищена вузла (передачі сигналів контролера операторам, наприклад, про розтин двері шафи). Тому виникає необхідність використання джерел безперебійного живлення. Зараз більшість компаній на ринку використовують корпусні комп'ютерні ІБП і це найбільш дешеве і популярне рішення задачі. Але все ж воно не є оптимальним. Дані ДБЖ не забезпечують можливість нарощування акумуляторної ємності і досить дороги в обслуговуванні при виході акумуляторів з ладу. Типове час роботи від акумуляторів не перевищує 15 хвилин. Крім цього, знижується ККД через зайву перетворення електроенергії. У зв'язку з цим частину компаній, наприклад, Натекс, перейшла на поєднання функцій вбудованого блоку живлення комутатора з функціями ДБЖ. Для моделі NX-3424v1 виробництва ЗАТ «НТЦ Натекс» з вбудованим ДБЖ і акумуляторною батареєю 6В 6.3 Ач типове час роботи при максимальному навантаженні акумулятора складає 1.5 години. В даному рішення виключається зайве перетворення енергії, за рахунок чого зростає ККД. Здійснюється можливість нарощувати акумуляторну ємність для забезпечення 24-годинної безперебійної роботи при наданні голосових послуг (VoIP). Крім того, дане розміщення дозволяє істотно збільшувати термін служби АКБ за рахунок їх окремого розміщення і створення сприятливих температурних реалізацій. Результати експериментів показують, що при окремому розміщенні акумуляторів їх температура не перевищує + 30 ° С, температура ж акумуляторної батареї при заміщенні в ДБЖ становить в середньому близько + 50 ° С. На малюнку наведено графік залежності терміну експлуатації АКБ від температурного режиму.

Час експлуатації батарей в залежності від навколишньої температури

Докладні дані випробувань, надані виробниками батарей, показують, що термін експлуатації батареї при підвищенні температури на кожні 10 ° C знижується на 10%. Таким чином, окреме розміщення АКБ дозволяє збільшити її ресурс на 20%, що тягне значне зниження експлуатаційних витрат.

Хоча при переході до даної концепції є і незначний мінус - втрата універсальності, але він ставати неактуальним при переході до комплексного підходу формування вузлів доступу FTTx.

Не слід забувати, що важливі фактором при розміщенні вузлів FTTX є узгодження проектів установки обладнання з власником будинку (експлуатуючою організацією). Для цього, крім узгодження механічних характеристик (габаритів, місця установки і т. Д.), Необхідно мати засоби обліку електроенергії для наступних взаєморозрахунків. Тому, в більшості випадків, потрібна наявність електролічильника. А використання коштів віддаленого моніторингу для зняття показань з приладу обліку електроенергії дозволяє значно знизити витрати при експлуатації. Деякі виробники вже вивели на ринок комутатори з контролером, що має інтерфейс для управління лічильником. Інформація зі лічильника передається комутатора по стандартному інтерфейсу і далі системі управління по протоколу SNMP. В даному випадку виїзд фахівця для зняття показань лічильника ставити просто недоцільним. При наявності необхідних програмних засобів, система управління дозволяє формувати звіти автоматично.

В даний час попит буде збільшуватися на те, що дозволяє економити без втрати функціональності. Ключовий фактор - ставлення ціна / функціональність / надійність. Але при цьому не варто забувати, що з точки зору подальшої експлуатації даних рішень не останнє місце займає надання сервісних послуг (ремонт і т. Д.) І в даному випадку, безумовно, виграють вітчизняні виробники, які мають розгалужену дилерську мережу, що дозволяють надати весь необхідний спектр послуг в найкоротші терміни.

Пасивна частина.
Основою пасивної частиною вузла доступу є антивандальний шафа для розміщення обладнання. При цьому можна відзначити такі особливості як: ванадалозащіщенность, простота і зручність експлуатації.

В рамках розгляду вандалозахищеність рішень, представлених на ринку, можна виділити конструктивну особливість дверцята шафи, як основного елементу, що забезпечує збереження обладнанні. Зараз можна говорити про те, що всі виробники пропонують одну з двох конструкцій. Тип1 - двері з прихованими петлями і ригеля запору (Штиль, СвязьІнжінірінг, НТЦ ПІК і т. Д.) Або Тип2 - зсувні двері (Натекс, QTECH і т. Д.).

Кожен з цих підходів має свої плюси і мінуси. Двері із застосуванням петель забезпечує компактність розміщення вузла і не вимагає додаткового простору, на відміну від зсувної конструкції, яка в свою чергу забезпечує більшу вандалозахищеність і надійність внутрішніх елементів з огляду на їх простоти.

Ключовий фактор успіху - комплексний підхід

У зв'язку з досить широкою номенклатурою складових вузлів доступу FTTx, представленої в даний момент на ринку, важливим є комплексний підхід до даного питання (Натекс, QTECH і ін.). Оскільки тільки при ньому існує можливість гарантувати сумісність всіх елементів вузла, а також зручність експлуатації і надійність всього рішення в цілому. При цьому він дає можливість виробникам здійснювати часткову збірку вузлів, значно заощаджуючи кошти операторів при монтажі обладнання.

Крім цього комплексний підхід дозволяє операторам втілювати не тільки поточні завдання, а й закладати додаткові можливості для подальшого розвитку даних мереж (розміщення VoIP-обладнання, збільшення кількості абонентів, що підключаються і т. Д.).

У висновку хотілося б ще раз сформулювати формулу успіху постачальників вузлів FTTx Успіх = низька ціна + функціональність + надійність + комплексний підхід + сервісні послуги. І вже найближчим часом ми побачимо, хто з поточних виробників обладнання FTTx готовий максимально задовольнити потреби операторів зв'язку і слідувати вищенаведеної формулою успіху на даному ринку.