С. Шаронин,
©2000 EMAG All Rights Reserved.
Оригинальная версия статьи находится на сайте xDSL.ru
Совершенствование xDSL оборудования и процесс осознания накопившегося за последние годы опыта его эксплуатации привели к тому, что производители и провайдеры стали задумываться над поиском новых концепций построения систем широкополосного абонентского доступа. Процесс существенно ускорился с появлением новых технологий. Одна из них - HomePNA (HPNA), позволила получить решения, экономика которых может конкурировать с Ethernet.
Число приложений, требующих широкополосного подключения абонента непрерывно растет. Среди наиболее востребованных платежеспособным спросом можно выделить:
Все перечисленные приложения требуют высокой пропускной способности каналов передачи информации на абонентском участке - по оценке Technology Futures, она будет увеличиваться в 4 раза за каждые 5 лет и достигнет 100 Мбит/с к 2015 году. Одна из основных движущих сил этого процесса - стремительное развитие Интернет. По оценке eStats, число пользователей Интернет во всём мире к 2002 г. достигнет 150 млн. Такие тенденции приведут к ухудшению экологии среды передачи (увеличению взаимных помех) и потребуют укорочения абонентского участка по сравнению с существующей сегодня ситуацией.
Уверенно прогнозируемый рост дохода операторов от предоставления высокоскоростного доступа к Интернет позволяет привлекать западным странам крупные инвестиции. Россия также не остается в стороне от этого процесса, однако операторы пытаются использовать решения, не рассчитанные на ограниченные инвестиционные возможности и слабую платежеспособность населения. В результате в России плохо "работает" на операторов самая массовая часть рынка - жилой сектор и малые офисы. Аналогичные проблемы заставили искать более экономичные варианты даже операторов развитых стран.
На сегодняшний день на мировом рынке формировались два подхода:
Рисунок 1. Организация индивидуального доступа на примере ADSL (используется существующая телефонная сеть здания - витая пара категории 3).
Индивидуальный доступ (рис. 1) реализуется на основе xDSL технологий (ADSL, G.shdsl, VDSL для абонентских ГТС и IDSL, HDSL, MSDSL для выделенных линий), развертываемых на базе всех участков существующей абонентской проводки ГТС (табл. 1). Этой особенностью и объясняется ряд серьезных недостатков индивидуального доступа, существенно затрудняющих его внедрение:
| Технология | Скорость передачи | Дальность | Топология / Среда |
|---|---|---|---|
| IDSL | 128 Kbps | ~ 12 км | точка-точка или звезда / UTP Cat.3 |
| HDSL | 2 Mbps | ~ 6,5км | точка-точка / UTP Cat.3 |
| MSDSL | 2 Мbps - 144 Kbps | ~ 6,5 км | точка-точка / UTP Cat.3 |
| SDSL (G.shdsl) | 2 Мbps - 144 Kbps | ~ 6 км | точка-точка или звезда / UTP Cat.3 |
| ADSL | 1 Mbps u/s, 8 Mbps d/s | ~ 5,5 км | звезда / UTP Cat.3 |
| VDSL | 6,4 Mbps u/s, 52 Mbps d/s | ~ 1,5 км | звезда / UTP Cat.3 |
Таблица 1.
В качестве реакции на перечисленные проблемы производители выдвинули концепцию коллективного доступа (англоязычное название: MTU/MDU - Multi Tenant/Dwelling Unit), в основе которой лежит идея приближения точки концентрации трафика к месту скопления действующих и вероятных абонентов (рис. 2) или, другими словами, установки концентратора непосредственно в жилых зданиях или офисных комплексах. Этот сектор рынка систем широкополосного абонентского доступа является сегодня самым быстрорастущим и самым инновационным. Оборудование, созданное в рамках концепций коллективного доступа создано и уже более трех лет широко используется, непрерывно совершенствуясь.
Рисунок 2. Организация коллективного доступа на базе xDSL технологий (используется существующая телефонная сеть здания - витая пара категории 3).
Успех систем коллективного доступа обусловлено широким спектром достоинств при почти полном отсутствии недостатков. К числу уникальных положительных черт систем коллективного доступа относятся: низкая стоимость оборудования (благодаря существенному упрощению схемотехники), высокая надежность сетевых решений (ввиду снижения количества оборудования), низкие требования к среде передачи, минимальные затраты на монтаж и эксплуатацию, простота маркетинга (работа ведется с группами пользователей), возможность использования существующей инфраструктуры ГТС, низкая абонентская плата. Среди недостатков же можно отметить лишь тот факт, что полоса пропускания не принадлежит пользователю целиком и, в связи с этим, возможны проблемы с QoS. Но сегодня эти недостатки в той или иной мере присущи любым системам доступа.
Зато, стремление использовать коллективный способ доступа хорошо мотивировано.
Для абонента это:
Для хозяина здания это:
Для оператора это:
Оборудование для коллективного доступа абонентов также использует xDSL технологии: SDSL, VDSL, HomePNA, V-thernet для абонентских линий ГТС и HomePNA, V-thernet для выделенных линий (табл. 2). Однако, существенное отличие оборудования заключается в том, что оно изначально ориентировано на установку в здании, а не на узле связи. Следует сразу отметить, что недоступность абонентских шлейфов не является непреодолимым препятствием - даже при использовании наложенной кабельной сети в здании экономика решения не пострадает при правильном выборе технологии и оборудования.
| Технология | Скорость передачи | Дальность | Топология / Среда |
|---|---|---|---|
| 10Base-T | 10 Mbps | 90 m | звезда / UTP Cat.5 |
| SDSL | 2Мbps - 144 Kbps | ~ 1,5 км | звезда / UTP Cat.3 |
| HomePNA 1.0 | 1 Mbps | 300 m | звезда, шина, точка-точка / Любая |
| HomePNA 2.0 | 10 Mbps | 500 m | звезда, шина, точка-точка / Любая |
| V-thernet | 10/13 Mbps или 3 Mbps u/s, 52 Mbps d/s | ~ 1,5 км | Точка-точка или звезда / UTP Cat.3 |
| VDSL | 6,4 Mbps u/s, 52 Mbps d/s | ~ 1,5 км | звезда / UTP Cat.3 |
Табл. 2.
Среди наиболее широко используемых на российском рынке технологий коллективного доступа сегодня можно выделить лишь 10Base-T (рис. 3), которая за рубежом применяется лишь в офисных комплексах.
Рисунок 3. Сеть коллективного доступа на базе 10Base-T (вся проводка - витая пара категории 5).
Причина ее успеха в России проста - низкая стоимость оборудования и простота эксплуатации. До недавних пор серьезного конкурента у 10Base-T по этим параметрам не было.
Ситуация резко изменилась с появлением и развитием HomePNA - эта технология отвоевывает себе все большую часть рынка. На ее основе производится целый ряд систем коллективного доступа, успешно используемых сегодня в США и странах Восточной Азии.
Изначально созданная для объединения в локальную сеть компьютеров дома или в малом офисе, HomePNA обладает рядом уникальных свойств. Она позволяет работать на скоростях до 10 Мбит/с на расстоянии до 500 м при произвольной топологии среды (точка-точка, звезда, шина, комбинированная). Более того, в качестве среды передачи может использоваться даже провода ТРП (т.н. "лапша"). Именно технология HomePNA и является наиболее перспективной для коллективного доступа, так как решения на основе SDSL/VDSL пока остаются достаточно дорогими.
Сеть на основе оборудования HPNA может использовать топологии "звезда" и "шина". В первом случае используется коммутатор, который имеет несколько портов HPNA и WAN порт для подключения к сети передачи данных (рис. 4). Этот вариант применяется при использовании существующей в здании телефонной проводки - коммутатор устанавливается вблизи телефонного кросса здания, подсоединяясь параллельно к телефонным линиям без частотных разделителей. Не требуются разделители и на стороне абонента. При этом каждому абоненту выделяется порт коммутатора и, даже в случае применение HPNA 1.0, абоненту гарантируется широкополосное подключение к Internet (скорости в 1 Мбит/сек для этого более чем достаточно). Порт WAN подключается к сети передачи данных оператора любым способом (выделенная линия, ADSL, оптика, радио). Решения такого типа незаменимы для офисных комплексов, гостиниц и т.п. зданий.
Рисунок 4. Сеть коллективного доступа на базе HomePNA (используется существующая телефонная сеть здания - витая пара категории 3 и "лапша").
В случае использования топологии "шина" возможно объединение до 32 абонентов HPNA с помощью одного провода (рис. 5). Такое решение является единственным выходом, если провайдер не имеет доступа к абонентской проводке (а так оно обычно и бывает, если она не принадлежит хозяину здания) - проще построить наложенную кабельную сеть, чем договориться с городской сетью. Конечно, в этом случае полоса пропускания будет делиться между всеми абонентами, поэтому без применения HPNA 2.0 (10 Мбит/с) и ограничения числа абонентов до разумного предела сложно рассчитывать на высокую скорость передачи. Такой сегмент может быть подключен к порту коммутатора или мосту HPNA/Ethernet. Последние, в свою очередь, подключаются к сети передачи данных.
Рисунок 5. Сеть коллективного доступа на базе HomePNA (используется наложенная кабельная сеть здания - "лапша" или витая пара категории 3.
При таком варианте использования HomePNA выигрывает и у Ethernet 10Base-T, используемой рядом российских провайдеров в качестве основы для организации недорогого доступа в жилом секторе:
Просматривается и еще одно применение технологии HPNA - удлинение Ethernet (рис. 6). Рабочая дальность зависит от частотных свойств используемого кабеля. В случае применения кабеля категории 3 или 5, передача данных по HPNA 2.0 возможна на расстояния до 1000 метров. Однако, эксперименты показали снижение скорости до 5-6 Мбит/с.
Необходимо задуматься и насчет использования HomePNA для организации передачи данных по сетям проводного вещания (радиотрансляционным сетям). Низшее звено таких сетей - абонентская линия имеет топологию "шина" (именно к ней подключаются абонентские громкоговорители).
Рисунок 6. Использование оборудования HomePNA для связи сегментов ЛВС (удлинитель Ethernet).
Поскольку технология HomePNA построена на основе хорошо апробированных основ (xDSL и Ethernet) и ориентирована на массовую часть рынка, то решения на ее основе отличаются низкой стоимостью оборудования, инфраструктуры, монтажа. А это делает ее особенно привлекательной для российского рынка.
Именно эти особенности новой технологии и привлекли к ней внимание. Первые результаты апробации HomePNA в российских условиях уже получены и они обнадеживают. Подробная информация будет доступна через несколько недель.
С. Шаронин, shar@skomplekt.com, www.skomplekt.com