Глава 4. Оптические сети доступа

В предыдущих главах были рассмотрены методы и системы передачи, относя­щиеся к магистральным и региональным сегментам глобальной телекоммуника­ционной сети. Применение наиболее высоких наукоемких технологий позволили получить впечатляющие результаты, практически снимающие проблему повыше­ния пропускной способности и дальности передачи. При этом использование ука­занных технологий, учитывая полученные результаты, с экономической точки зрения являются полностью оправданными.

Быстрое наращивание пропускной способности и дальности передачи магист­ральных и региональных сетей на основе ВОСП стимулировало появление и ин­тенсивное развитие новых видов услуг связи, о которых говорилось выше. Эти об­стоятельства резко повысили актуальность увеличения пропускной способности и расширения сетей доступа, включая абонентские участки. Эту задачу невозможно решить без использования в сетях доступа современных волоконно-оптических и квантовых технологий.

4.1. Документальная основа оптических сетей доступа (ОСД), определения, основные характеристики

Первые волоконно-оптические системы передачи в середине 70-х — начале 80-х годов XX века использовались в качестве соединительных линий в городских сетях связи, т. е. как раз в сетях доступа общего пользования. В Советском Союзе в таких системах использовалась аппаратура ИКМ-120, «Сопка», «Соната» первого поколения. Однако в те же годы чрезвычайно остро стоял вопрос о значительном повышении пропускной способности и протяженности магистральных систем передачи, имеющих огромное общегосударственное экономическое и стратегическое значение. Поэтому основная доля финансирования со стороны государства и основные усилия исследователей и разработчиков были направлены на всестороннее развитие этого сегмента телекоммуникационной сети. В результате этих усилий был достигнут прогресс в развитии магистральных сетей, о чем говорилось выше. Однако сами по себе магистральные сети, какими бы ни были их параметры и характеристики, никому не нужны без соответствующего уровня развития сетей доступа. В настояее время основное внимание специалистов всех ведущих телекоммуникационных компаний мира переключилось на развитие оп­тических сетей доступа (ОСД) (OAN — optical access networks). Это отнюдь не означает, что прекратилось развитие магистральных ВОСП. Для решения проблем оптических сетей доступа была разработана концепция «последней мили» или «волокна в дом» (FTTH — fiber to the home). Впоследствие в 1997 г. Международный комитет по электросвязи — МСЭ-Т (ITU-T) разработал руководящий документ — Рек. G.983 [53], в котором даны определения оптических сетей доступа, их топология (архитектура), параметры и состав оборудования. Согласно этому документу, одной из основных составляющих оптических сетей доступа являются так называемые пассивные оптические сети (ПОС) (в англоязычной литературе и документации PON — passive optical network). За прошедшие шесть лет послевыхода первой версии Рек. G.983 оптические сети, включая ОСД и ПОС, получили дальнейшее развитие, как в части топологии, использования новейших квантово-оптических и волоконных технологий, так и в части улучшения качественных характеристик традиционных и появления большого количества новых услуг свя­зи. В результате этих процессов произошли существенные изменения самого по­нятия оптических сетей доступа.

В настоящее время оптические сети доступа по характеру и ведомственной принадлежности пользователя подразделяются на две категории: оптическая сеть доступа общего пользования и корпоративная оптическая сеть доступа. До самого последнего времени каждая из этих категорий ОСД развивалась самостоятельно. Сегодня корпоративная составляющая ОСД, как более платежеспособная, развивается особенно интенсивно. Вместе с тем усилилась тенденция к расширению и к востребованию передовых технологий в оптических сетях доступа общего пользования, что является одной из предпосылок слияния обоих категорий ОСД в единую широкополосную сеть доступа. Хотя обе категории ОСД развивались независимо в силу общих законов развития для обеих категорий ОСД наиболее важным и характерным является участок пассивной оптической сети.

• Согласно документу [53] — Рек. G.983, оптическая сеть доступа предоставляет собой гибридную архитектуру сети, в которой цифровые оптические информаци­онные потоки от оптических линейных окончаний — ОЛО (OLT — Optical Line Terminal) по оптическим кабелям поступают на оптические сетевые блоки — ОСБ (ONU — optical network unit). От этих блоков информация к абонентам (пользова­телям) через сетевое окончание (СО) подается по медным кабелям (витой паре или коаксиальному кабелю). На выходах СО образуются стыки сетей пользовате­лей. На рис. 4.1 представлен простейший вариант топологии ОСД, где: ОСБ — оптический сетевой блок; ОСО — оптическое сетевое окончание; ОЛО — оптиче­ское линейное окончание; СО — сетевое окончание; ОК — оптический кабель, ССП — стык сети пользователя; СУО — стык узла обслуживания (предоставления услуг), FTTH (оптический кабель к дому (жилищу), расшифровка был дана выше; FTTB — оптический кабель к зданию (fiber to the building), FTTCab — оптический кабель к распределенному шкафу [13]. асимметричные широкополосные услуги — цифровые услуги трансляций,
интернет, дистанционное обучение, телемедицина и т. д. Канал со следующими параметрами: пропускная способность нисходящего потока от 2 до 25 Мбит/с; для восходящего потока — 64 кбит/с до 2 Мбит/с;

• симметричные широкополосные услуги — услуги связи для потребителей малого бизнеса, телеконференции, семинары и т. д. т. е. они относятся к корпоративному сегменту ОСД. Пропускная способность канала от 2,5 Мбит/с до 4 х 2 Мбит/с.

В настоящее время параметры оптических каналов ОСД обоих сегментов и пе­редаваемый по ним объем информации претерпели значительные изменения: пропускная способность нисходящих потоков возросла до 622 Мбит/с, восходя­щих — до 155 Мбит/с (или иерархий скоростей СЦИ — СТМ-4 и СТМ-1) [54]. Отметим, что нисходящий поток — это поток информации от центрального узла или линейного окончания в направлении абонента (или распределительного узла ПОС), а восходящий поток — в противоположном направлении.