Исследование общих характеристик и технологий услуги проводного интернета, предоставляемой компанией ООО «МТС»

В данном разделе будут рассмотрены специфики предоставления услуги проводного интернета. На сегодняшний день, компания ООО «МТС» способна предоставить доступ к проводному интернету сразу по нескольким возможным технологиям в зависимости от географического местоположения населенного пункта, климатических и топографических особенностей. Стоит в первую очередь понимать, что под словом «технологии» подразумеваются не только способы предоставления услуги на «последней миле», но и передача данных от городских станций до жилых домов абонентов, а также, предоставление услуги между разными населенными пунктами. В первую очередь, рассмотрим доступные способы передачи данных от городской станции до многоэтажного жилого дома. В данном примере компания ООО «МТС» использует следующие наработки: FTTx, Radio Ethernet, Спутниковый интернет, GPON. Для передачи данных на последней миле оператором используются технологии Ethernet, Docsis и ADSL. Так как разрабатываемое в данной дипломной работе программное обеспечение нацелено на работу в отдельно взятом регионе России, перечисленный список используемых технологий значительно сужается. В качестве примера будет выступать макрорегион Центр, в котором преимущественно используется технология FTTх.

Fiber To The X или FTTx (англ. fiber to the x — оптическое волокно до точки X) — это общий термин для любой широкополосной телекоммуникационной сети передачи данных, использующей в своей архитектуре волоконно-оптический кабель в качестве последней мили для обеспечения всей или части абонентской линии. Термин является собирательным для нескольких конфигураций развёртывания оптоволокна — начиная от FTTN (до узла) и заканчивая FTTD (до рабочего стола).

В строгом определении FTTx является только физическим уровнем передачи данных, однако фактически понятием охватывается большое число технологий канального и сетевого уровня. С широкой полосой систем FTTx неразрывно связана возможность предоставления большого числа новых услуг^[1].

Разновидности

Схема, иллюстрирующая различия архитектур FTTx.

В зависимости от условий использования телекоммуникационная отрасль различает несколько отдельных конфигураций FTTX:

FTTN (Fiber to the Node) — волокно до сетевого узла. Оптоволокно оканчивается в уличном коммуникационном шкафу, возможно за 1-2 км от конечного потребителя, с дальнейшей прокладкой меди — это может быть xDSL или гибридные волоконно-коаксиальные линии.^[2] FTTN зачастую является промежуточным шагом к полному FTTB и, как правило, используется для доставки расширенного пакета Triple Play телекоммуникационных услуг.
FTTC / FTTK (Fiber to the Curb / Fiber to the kerb) — волокно до микрорайона, квартала или группы домов. Вариант весьма похож на FTTN, но уличный шкаф или столб ближе к помещениям клиента и находится, как правило, в пределах 300 метров — расстояния для широкополосных медных кабелей, подобных проводному Ethernet или связи по ЛЭП IEEE 1901 или беспроводной технологии Wi-Fi. Иногда FTTC неоднозначно называют FTTP (fiber-to-the-pole, оптика до столба), что вызывает путаницу с «Fiber to the premises system» (оптика до системы помещений).
FTTdp (Fiber To The Distribution Point) — волокно до точки распределения. Это также похоже на FTTC / FTTN, но ещё на один шаг ближе. Оптоволокно оканчивается в нескольких метрах от границы конечного потребителя и последнее соединение кабелей происходит в распределительной коробке, называемой точкой распределения, что позволяет предоставлять абонентам близкие к гигабитным скорости.^[3]
FTTP (Fiber to the premises) — волокно до помещения. Это сокращение обобщает термины FTTH и FTTB или используется в тех случаях, когда оптоволокно подведено туда, где одновременно есть дома и малый бизнес.

FTTB (Fiber to the Building) — волокно доходит до границы здания, такой как фундамент многоквартирного дома, подвальное помещение или технический этаж с окончательным подключением каждого жилого помещения при помощи альтернативных способов как в конфигурациях FTTN или FTTP.
FTTH (Fiber to the Home) — волокно до дома, квартиры или отдельного коттеджа. Кабель доводится до границы жилой площади, например, коммуникационной коробки на стене жилья. Далее абоненту услуги оператора предоставляются посредством технологии PON и PPPoE посредством FTTH-сетей.^[4]^[5]

FTTD / FTTS (Fiber to the desktop, Fiber to the Subscriber) — оптическое соединение приходит в основную компьютерную комнату в терминал или в медиаконвертер близ рабочего стола клиента.

FTTE / FTTZ (Fiber to the telecom enclosure, fiber to the zone) — вид кабельной системы, обычно используемой в локальной сети предприятий, когда оптическое соединение используется от серверного помещения до рабочего места. Эти виды не входят в группу технологий FTTX, несмотря на схожесть в наименованиях.^[6]

Для обеспечения согласованности, особенно при сравнении между странами уровня проникновения FTTH, три совета по FTTH — Европы, Северной Америки и Азиатско-Тихоокеанского региона в 2006 году согласовали^[7] между собой определения FTTH и FTTB, а также уточняли их в 2009^[8], 2011 году^[9] и в феврале 2015 года.^[10] Совет FTTH не устанавливал формальных определений для FTTC и FTTN.

Описание

FTTN

В этом варианте оптоволоконный кабель подводится к сетевому узлу и в связи с этим иногда могут путать с подключением FTTC, когда оптика доводится до уличного распределительного шкафа или столба, несущего кабель, с дальнейшей разводкой по микрорайону или близлежащим домам.^[11] К конечным потребителям, как правило, далее от такого шкафа идут отдельные подключения по коаксиальному кабелю или витой паре. Территория, обслуживаемая из одного уличного распределительного шкафа, обычно находится в радиусе менее 1, 5 км и может включать в себя несколько сотен абонентов телематических услуг. Если от распределительного шкафа обслуживается территория с радиусом менее 300 метров, то такое подключение будет относиться к FTTC/FTTK.^[12]

FTTN позволяет предоставлять широкополосные услуги связи, такие как высокоскоростной доступ в интернет. На участке от конца оптоволокна до потребителя услуг используются высокоскоростные протоколы передачи данных подобные тем, что применяются при работе по широкополосным кабелям связи (обычно DOCSIS) или некоторые виды xDSL. Скорость передачи данных варьируется в зависимости от используемого протокола и от того, насколько близко абонент от распределительного шкафа.

В отличие от FTTP, в инфраструктуре FTTN зачастую для обеспечения последней мили используется коаксильный кабель или витая пара, что делает такой вариант менее дорогостоящим для развёртывания. Однако, в долгосрочной перспективе потенциальная пропускная способность при этом варианте будет сильно ограничена относительно варианта с окончанием оптоволокна ближе к абоненту.

Технической разновидностью этого варианта является гибридная оптико-коаксильная система связи, используемая операторами кабельного телевидения. Такое подключение ещё иногда называют аббревиатурой FTTLA (Fiber to the last amplifier, оптика до последнего усилителя), при замене таким подключением последнего усилителя перед абонентом (или группой абонентов).

FTTC

Внутренности оптического коммутационного шкафа. Слева подключен оптоволоконный кабель, а справа — медь для xDSL.

Волокно до микрорайона, квартала или группы домов является системой связи, суть которой состоит в запуске платформы на основе оптоволоконных линий связи, обслуживающей нескольких абонентов. Каждый из этих абонентов соединён с платформой коаксильным кабелем или витой парой. Это может быть устанавливаемое выносное устройство или коммуникационный шкаф или же навес. Обычно системы связи, в которых оптоволокно оканчивается менее чем за 300 м от устанавливаемой в помещении пользователя аппаратуры, относят к варианту FTTC.

В этом варианте от окончания волокна до абонента также как и в FTTN используется DOCSIS либо xDSL.

Когда возможно, при прокладке нового кабеля проводят сразу оптический и медный ethernet кабели. Последний соединяет районный узел связи с абонентом на скоростях 100 Мбит/с или 1 Гбит/с.

Развёртывание связи по ЛЭП также относят к FTTC. Использование протокола IEEE 1901 (или его предшественника — HomePlug AV) позволяет по существующим электросетям на скорости до 1 Гбит/с передавать данные от выносного районного коммутационного шкафа до любой розетки переменного тока в доме — покрытие сетью равноценно Wi-Fi с дополнительным преимуществом в виде одного кабеля для электропитания и передачи данных.

Тонким, но основным отличием FTTC от FTTN или FTTP будет место размещения коммутационного шкафа. В варианте подключения FTTC коммутация идёт, например, от несущего кабель столба на обочине дороге у дома клиента, тогда как при FTTN коммутационный шкаф вдали от абонента, а при варианте FTTP коммутация непосредственно в зоне обслуживания клиентов.

В отличие от FTTP, в варианте FTTC для создания последней мили могут использоваться имеющиеся коаксильные кабели, витая пара или связь по ЛЭП. Попыткой объединить такие существующие кабели под единым управляющим протоколом стали разработки стандартов G.hn и IEEE P1905.

Уходя от прокладки нового кабели и связанных с этим расходов, стоимость развёртывания FTTC меньше. Тем не менее этот вариант сети исторически имеет более низкий потенциал полосы пропускания, чем FTTP. На практике, относительное преимущество использования оптоволокна зависит от полосы пропускания, доступной для транспортной сети связи, от биллинговых ограничений, предотвращающих полную загрузку пропускной способности последней мили, от абонентского оборудования, от ограничений обслуживания и стоимости эксплуатации оптоволокна. Все эти параметры могут широко варьироваться исходя из географического положения и типа строения.

FTTB

FTTB (fiber to the building) — оптическое волокно до здания. В этой архитектуре волокно доходит до коммутационного оборудования оператора, размещаемого преимущественно на границе территории, включающей в себя дома или частный бизнес. С оборудованием устанавливается единый терминал, а от него до квартиры либо проводят медный кабель, либо используют беспроводное соединение, — в самой квартире в основном находится только один кабель, который подключается к компьютеру.^[13] Архитектура FTTB получила наибольшее распространение, так как при строительстве сетей FTTx на базе Ethernet, зачастую, это единственная технически возможная схема. Кроме того, в структуре затрат на создание сети FТТх разница между вариантами FTTC и FTTB относительно небольшая, при этом операционные расходы на эксплуатацию сети FTTB ниже, а пропускная способность выше. Архитектура FTTB доминирует во вновь возводимых домах и у крупных операторов связи, тогда как FTTH будет востребована только в новом малоэтажном строительстве. В первую очередь это связано с существенно более высокой стоимостью её реализации по сравнению со стоимостью сети FTTC/FTTB.

FTTH

FTTH (fiber to the home) — оптическое волокно до квартиры. В квартире устанавливается терминал, а от терминала кабель до компьютера. Данное определение исключает те архитектуры сети, в которых оптическое волокно заканчивается до достижения жилых помещений или офисного пространства и линия продолжается иной физической средой, нежели оптической.^[13]

Однозначно в пользу решений FTTH выступали эксперты компании Motorola.^[1] Они сравнивают продолжительность жизненного цикла инвестиций в любую технологию доступа и коррелированный рост требований к пропускной способности каналов доступа. Проведённый анализ показывает, что если технические решения, которые закладываются в основу сегмента доступа сети в 2005—2008 годах, окажутся неспособными обеспечить скорость 100 Мбит/с в 2013—2015 годах, то моральное устаревание оборудования произойдёт до окончания инвестиционного цикла. Оператор должен обязательно учитывать эти данные, иначе он рискует оказаться уязвимым перед лицом конкурентов по мере стремления пользователей к получению услуг всё более высокого класса.

Эксперты компании Alcatel-Lucent перечисляют следующие преимущества архитектуры FTTH:

123 4 5 6