Краткий анализ технологий «последней мили

В настоящее время сеть Интернет может обеспечить высокоскоростную передачу данных, но доступ к ней конечных пользователей может быть сопряжен с техническими и экономическими сложностями – возникает так называемая проблема «последней мили».

Магистральные линии передачи данных позволяют передавать гигабиты информации, но очень маленькое количество конечных пользователей имеет возможность передавать данные только со скоростью нескольких сотен килобит. Тянуть к каждому пользователю оптико-волоконную линию очень дорого. Телефонные линии в том виде, в котором они используются в настоящий момент для телефонной связи, имеют низкую скорость передачи данных. Доступ с необходимой высокой скоростью могут обеспечить только широкополосные технологии, основными в настоящее время являются следующие:

беспроводные технологии (например, радио Ethernet)

цифровая абонентская линия хDSL,

кабельное телевидение

спутниковые технологии.

Беспроводные технологии рассматривались в предыдущих лекциях, поэтому остановимся на остальных технологиях.

х DSL - технологии

хDSL является технологией, позволяющей превратить витую пару телефонных проводов в линию высокоскоростной передачи данных. Линия хDSL соединяет два модема хDSL, которые подключены к каждому концу витой пары телефонного кабеля. При этом организуются три информационных канала - «нисходящий» поток передачи данных, «восходящий» поток передачи данных и канал обычной телефонной связи за счет разделения с помощью фильтра диапазона частот передаваемых сигналов.

К технологиям хDSL относятся:

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асимметричная цифровая абонентская линия)

HDSL (High data rate Digital Subscriber Line - высокоскоростная цифровая абонентская линия),

VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line - сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) и другие.

Технологии хDSL позволяют достичь высокой скорости передачи данных. Например, ADSL обеспечивает нисходящий поток данных 1,5 - 8 Мбит/с, а восходящий поток данных 640 Кбит/с - 1,5 Мбит/с. VDSL обеспечивает при выборе асимметричной схемы нисходящий поток данных 13 - 52 Мбит/с, а восходящий поток данных 1,5 - 2,3 Мбит/с (для симметричной VDSL скорость передачи данных составляет 13 - 26 Мбит/с).

Скорость передачи данных при использовании технологий хDSL зависит от расстояния, и с увеличением расстояния скорость передачи данных уменьшается.

Например, для ADSL при длине линии 3 км может быть достигнута скорость передачи более 8 Мбит/с, а для длины линии 6 км может быть достигнута скорость передачи данных 1,5 Мбит/с. Для VDSL скорости 52 Мбит/с соответствует длина линии порядка 300 метров, а скорости 13 Мбит/с соответствует длина линии порядка 1,5 км. При этом данные технологии обеспечивают одновременно телефонную связь, высокоскоростной доступ в сеть Интернет, видео по запросу и один (для ADSL) или три (для VDSL) телевизионных канала качества DVD.

Технология HDSL предусматривает организацию симметричной линии передачи данных, то есть скорости передачи данных от пользователя в сеть и из сети к пользователю равны.

Технологии хDSL имеют определенные преимущества. Любой абонент, подключенный к телефонной сети общего пользования имеет медную телефонную линию, которая может быть использована для развертывания линии передачи данных. То есть не требуется создавать новую инфраструктуру.

Кабельное телевидение

С помощью сетей кабельного телевидения может быть также осуществлен доступ к сети Интернет. Специальные кабельные модемы передают трафик прямо на маршрутизатор Интернет, расположенный на головном узле системы кабельного телевидения. Достоинством технологии кабельных модемов является также то, что она может использовать существующую кабельную инфраструктуру.

Большинство кабельных модемов представляют собой внешние устройства, подключенные к персональному компьютеру через стандартную карту 10Base-T Ethernet или порт USB, они могут быть выполнены также в виде отдельной платы.

Отдельный пользователь может рассчитывать на скорость передачи данных в пределах от 500 Кбит/с до 1,5 Мбит/с - в зависимости от архитектуры сети и нагрузки.

Системы кабельного телевидения базируется на платформе коллективного доступа. Из-за того, что пользователи данных систем делят между собой на время передачи данных доступную им всем полосу частот, по мере увеличения одновременно активных пользователей скорость передачи данных для каждого из них уменьшается.

Одним из недостатков сети кабельного телевидения, является то, что такие линии передачи данных являются линиями коллективного использования. Данная система является «открытой», т.к. каждому отдельному пользователю не предоставляется свое жестко закрепленное соединение. Поэтому существует определенная возможность соединения каждого с каждым и доступа к данным другого пользователя. Это обстоятельство снижает привлекательность сетей кабельного телевидения для использования Интернет технологий в сфере бизнеса.

Спутниковые технологии

Отличительные особенности спутниковых систем делают их привлекательной технологией доступа. Прежде всего - это экономическая эффективность для провайдера. Зона охвата спутника такова, что он может обслуживать очень большое количество абонентов. Спутниковый канал может приниматься в любой точке зоны охвата, независимо от условий местности. Существует целый ряд экстремальных ситуаций, когда невозможно организовать доступ в сеть Интернет никаким другим образом, кроме как через спутник (например, для корабля, находящийся посреди океана).

С другой стороны, спутниковые системы доступа имеют не самую высокую скорость передачи данных (порядка 400 Кбит/с по направлению к пользователю) и при этом не очень быстро работают. Например, сигнал запроса от компьютера вначале проходит по телефонной линии, через провайдера и по обычному тракту в сети Интернет, а после ответа сигнал передается через спутник, проходя в общей сложности около 70 тысяч километров.

Следует упомянуть также и о безопасности трафика, слишком длительных циклах планирования для такой быстро изменяющейся индустрии, как телекоммуникации, а также нехватку частот, которые можно было бы легко использовать.

Организация «последней мили» по беспроводному каналу: Wi-Fi или GSM?

Уровень надёжности и безопасности современных беспроводных технологий позволяет им успешно конкурировать с проводными каналами передачи данных. В статье рассмотрены два решения по организации канала беспроводной связи для «последней мили»: с помощью Wi- Fi и сотового оператора. Проанализированы достоинства каждого из решений, указана их приблизительная стоимость.

При организации сети передачи данных большое значение имеет стоимость так называемой «последней мили», то есть совокупности оборудования, с помощью которого к сети подключаются точки-клиенты. Вопрос чрезвычайно насущный, если учесть, что таких точек обычно бывает достаточно много и их число со временем может увеличиваться.

Однако если возможности современных беспроводных технологий соответствуют требованиям, которые пользователь предъявляет к скорости и надежности линии связи, то «последняя миля» получится существенно дешевле, чем в случае прокладки оптического или медного кабеля. Если же учесть дополнительные плюсы беспроводных технологий (отсутствие необходимости согласовывать трассу кабеля с многочисленными службами, гораздо большая гибкость в размещении оборудования, возможность при переезде демонтировать оборудование и забрать его с собой), то становятся понятны серьезные преимущества именно такого решения.

Но какую технологию передачи данных по радио предпочесть для «последней мили»: Wi-Fi или сотовую связь? Имеет ли одна из них какие-либо весомые преимущества перед другой?

На самом деле, у каждой из этих технологий есть свои преимущества и свои ограничения. Вкратце их можно определить так: с помощью Wi-Fi скорость передачи данных выше, но расстояния - меньше. Сотовая связь обеспечивает меньшую скорость, зато охватывает большую территорию. Изучим текущую ситуацию на рынке организации беспроводных мостов, посмотрим на надежность, стоимость этих решений на примере реализованного решения и сделаем обоснованный выбор.

Сетям Wi-Fi посвящена группа стандартов IEEE 802.11. Самый современный из них – стандарт IEEE 802.11ac – позволяет обеспечить скорость передачи данных до 1,3 Гбит/с (с помощью технологий MIMO, объединения каналов, модуляции 256 QAM).

Сотовая связь использует те же способы увеличения пропускной способности. На сегодня максимальная скорость, которую способна обеспечить сотовая связь, 100 Мбит/с (в пике – до 1 Гбит\с), достигнута в стандарте 4G LTE Advanced.

Рассмотрим практический случай организации «последней мили» с использованием двух технологий радиодоступа.

В одном московском бизнес-центре провайдер (которого по ряду обстоятельств невозможно было сменить) установил слишком высокие цены на интернет-связь. Однако по другим параметрам место в этом бизнес-центре заказчика устраивало. По техническому заданию требовалось создать канал связи со скоростью от 10 до 100 Мбит. Рядом, на расстоянии 200 м, имелась точка доступа одного из провайдеров «большой тройки», который был согласен на размещение дополнительного каналообразующего оборудования.

Соответственно, компания-интегратор «ЕвроМобайл» разработала для заказчика два предложения: радиомост Wi-Fi и организация канала с помощью сотовой связи.

Радиомост Wi- Fi

В случаях, подобных описанному многие «интернет-провайдеры» прибегают к использованию Wi-Fi мостов: это быстро, дешево и весьма эффективно, особенно на малых расстояниях.

Если заказчика устраивает канал на 10, 30, 60, 100 Мбит при расстоянии в несколько сотен метров, то можно предпочесть самый простой вариант: беспроводную точку доступа WIS-D5230 (всего 67 долларов за устройство). Во время теста на 4 км в хорошей помеховой обстановке она показывает скорость около 90 Мбит/с (таблица 1).

Таблица 1. Сводная таблица беспроводных мостов Wisnetworks

Если окружающая среда не очень благоприятная (например, сильная помеховая обстановка, загруженный диапазон или в регионе часто бывает плохая погода), то лучше иметь «запас прочности». В этом случае можно выбрать более производительные устройства – например, WIS-L5825D (около 100 Мбит/с на расстоянии 20 км, 256 долларов) или WIS-L525AC (400-500 Мбит/с на расстоянии 4-5 км, 314 долларов): это все равно очень бюджетные варианты для коммерческого применения.

Сотовая связь

Второе решение, предложенное заказчику, базировалось на использовании 3G/4G-роутеров. Его имеет смысл применять, если поблизости нет провайдеров фиксированной связи (которые предоставляют провод, оптику, Wi-Fi-мост) или если их услуги слишком дороги.

Компания «ЕвроМобайл» использует роутеры двух лидирующих брендов – «Позитрон» и Robustel: в каждой из этих линеек есть 3G- и 4G-модели.

С помощью 3G-моделей обеспечивается скорость 14,4 Мбит/с (скачивание) и 5,76 Мбит/с (отдача). С помощью 4G-моделей – 100 Мбит/с (скачивание) и 50 Мбит/с (отдача).

Ниже указаны приблизительные цены за весь комплект устройств (роутер, антенну и блок питания), хотя обычно в комплектах Wi-Fi-мост не продается, антенна и блок питания подбираются отдельно:

• 3G-роутер «Позитрон VR diSIM WiFi» – 320 долл.;
• аналогичный 4G-роутер «Позитрон VR diSIM LTE WiFi» – 400 долл.;
• 4G-роутер Robustel – 310 долл.;
• 3G-роутер Robustel – 215 долл.

Оба решения позволяют организовать канал связи с использованием радиосвязи со скоростью, запрошенной в техническом задании (10…100 Мбит/с), а также выполнить остальные требования ТЗ. Дополнительные консультации с действующими сотрудниками провайдеров показали, что оба предложения физически реализуемы.

Теперь сравним скорость, обеспеченную в обоих случаях, и стоимость решений (той самой «последней мили») (таблица 2).

Таблица 2. Сравнение стоимости «последней мили»

При организации радиомоста по Wi-Fi потребуется два блока (цена удваивается), а при организации моста по 4G – один блок, второй уже есть у провайдера сотовой связи.

Стоимость организации радиоканала в обоих случаях сопоставима (около 30 тысяч рублей) и намного ниже (в несколько раз, если не на порядок) стоимости прокладки кабеля или оптоволокна, которая обычно составляет сотни тысяч рублей.

Сегодня при организации «последней мили» радиотехнологии вполне имеют право на жизнь, они существенно дешевле традиционных физических линий (оптоволокна и медной пары), однако имеют как свои достоинства, так и недостатки. Выбор типа канала доступа (проводной или радио, Wi-Fi или сотовая связь) зависит от совокупности конкретных условий и требований заказчика, однако необходимо подчеркнуть, что радиосвязь на основе современных технологий является в этом выборе равноправным конкурентом.

Мирошниченко Евгений

Технологии «последней мили» — это технические средства, позволяющие обеспечить связью оконечного пользователя. В настоящее время развитие технологий связи сопровож­дается активным ростом «аппетита» абонентов, исполь­зующих ресурсоемкие приложения, все более требователь­ные к производительности и пропускной способности сетей передачи данных. Поэтому перед операторами все отчет­ливее вырисовывается вопрос: «Как выгоднее и эффективнее организовать инфраструктуру доступа для существующих и новых абонентов?»

• К 2000 г. стандарт Ethernet как наиболее доступный и удобный стал основной техно­логией организации доступа для домашних и корпора­тивных абонентов, поскольку операторские и клиентские устройства, работающие на базе этого протокола, обеспе­чивали достаточную скорость передачи данных при не­высокой стоимости оборудо­вания. Ethernet последователь­но предоставлял скорости пе­редачи данных в 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с и 10 Гбит/с, удовлетворяя большую часть запросов пользователей своего времени.
• Технологиче­ские особенности Metro Ether­net определили и область при­менения стандарта: крупные города и населенные пункты с высокой плотностью населе­ния и небольшими расстоя­ниями от узла связи до абонен­та.
• В то же время задача ликви­дации цифрового неравенства, особенно актуальная для Рос­сии, вынуждает операторов искать решения для организа­ции высокоскоростного досту­па по всей стране. В допол­нение к этому многие операто­ры вплотную подошли к необ­ходимости модернизации уста­ревшей медной инфраструкту­ры, и с учетом сложившейся ситуации выбор в пользу Ethernet выглядит уже не столь очевидным. Высокие требо­вания абонентов и необходи­мость поиска экономически эффективных решений в кон­курентных условиях заставля­ют даже лидеров рынка при­смотреться к новым техноло­гиям, позволяющим не только решить задачи сегодняшнего дня, но и сформировать базу для будущего развития сетей.

В частности, технологии PON могут стать основой для пре­доставления доступа в малона­селенных регионах, когда ус­тановка дополнительных уст­ройств концентрации является нецелесообразной.

Технологии для подключения абонентов

Российские операторы ак­тивно развивают несколько технологий подключения або­нентов к своим сетям, и каждая из них имеет свои преимуще­ства и недостатки. Выбор тех­нологии определяется не­сколькими факторами: потреб­ностями абонента, техниче­скими условиями и экономиче­ской целесообразностью реа­лизации доступа со стороны провайдера.

Согласно исследованиям, проведенным компанией J’son & Partners Consulting в 2010 г., наиболее популярной техноло­гией подключения абонентов в России оставалась DSL. За ней следовали Metro Ethernet и DOCSIS.

Чтобы разобраться в отли­чиях, рассмотрим более под­робно каждое семейство тех­нологий.

xDSL — просто и доступно

Если необходимо обеспе­чить доступ абонента к ресур­сам Интернета, проще всего использовать уже имеющуюся инфраструктуру, которая была создана при прокладке теле­фонных линий, сети элект­ропередач, радиоточек или других коммуникаций. Именно поэтому семейство технологий DSL (Digital S ubscriber L ine) получило столь широкое рас­пространение во всем мире. Оператору необходимо лишь установить на своей стороне специальные мультиплексоры DSLAN, а на стороне абонента — DSL-модем.

Очевидным недостатком xDSL является физическое ог­раничение скорости передачи данных.

Наиболее популярный стан­дарт ADSL 2+ может обеспе­чить поток лишь 24 Мбит/с к абоненту при соблюдении иде­альных условий подключения, а с учетом качества и протя­женности медных проводов, используемых на постсоветс­ком пространстве для органи­зации телефонной связи, ре­альная скорость передачи дан­ных составляет в среднем 1-5 Мбит/с. Преодоление этого скоростного барьера в рамках технологий xDSL представля­ется сегодня весьма дорого­стоящей и сложной задачей, а организация связи на расстоя­нии более 5 км от места уста­новки концентратора и вовсе недостижимой целью.

MetroEthernet — популярная технология для новых се­тей

Вторым по популярности методом подключения являет­ся стандарт Ethernet. Его ис­пользование требует проклад­ки отдельного кабеля к каж­дому абоненту, но зато позво­ляет решить вопрос с пропуск­ной способностью инфра­структуры доступа. В качестве физического носителя здесь по-прежнему используется «медь», точнее, одна или не­сколько витых пар проводов. Благодаря протоколу Fast Ethernet, достаточно доступ­ному и работающему со скоро­стью 100 Мбит/с, значительно обгоняя провайдеров xDSL, многие поставщики успешно решили проблему организации инфраструктуры доступа, од­нако уже сегодня ресурсов созданных сетей не хватает. Даже рядовые абоненты ак­тивно переходят на безлимит­ные тарифы со скоростью пе­редачи данных до 30 Мбит/с и выше, а это означает, что для предоставления требуемых параметров необходимо после­довательно переходить к обо­рудованию, поддерживающему протоколы GbE (1 Гбит/с) и 10GbE (10 Гбит/с).

К недостаткам технологии Metro Ethernet (FTTB) следует отнести малую дистанцию подключения (расстояние ме­жду операторским и абонент­ским оборудованием). В боль­шинстве крупных городов при плотной застройке данная про­блема вряд ли актуальна, одна­ко в сельских районах, дачных, коттеджных поселках приме­нение технологии Metro Ethernet существенно увели­чивает расходы на оптоволок­но.

Потребности в более высо­ких скоростях ведут к непро­порциональному росту затрат оператора при увеличении абонентской базы, так как оборудование стандартов GbE, lOGbE, а также грядущих 40GbE и lOOGbE оказывается весьма дорогостоящим.

По словам создателя стан­дарта Ethernet Боба Меткалфа, технология передачи данных протокола Ethernet со скоро­стью 1 Тбит/с будет разрабо­тана к 2015 г., но при этом по­требует решения множества проблем, связанных с физиче­скими явлениями.

Коаксиальные сети — традиционный подход

Третьим по популярности ме­тодом подключения является использование коаксиальных сетей DOCSIS, использующих телевизионный кабель. В отли­чие от ADSL технология DOCSIS 2.0 позволяет обеспе­чить передачу данных с боль­шими скоростями — до 43 Мбит/с к абоненту и до 30 Мбит/с от абонента. При этом провайдеру, как и при исполь­зовании технологии DSL, не приходится прокладывать до­полнительные кабели; нужно только установить на стороне клиента терминальное устрой­ство, позволяющее подклю­чить компьютер или беспро­водной роутер. Впрочем, инве­стиции в инфраструктуру пере­дачи данных, включая комму­тационные устройства и про­межуточные усилители, могут также оказаться значительны­ми.

Беспроводные сети — там, где другие не смогут

В тех случаях, когда про­кладка кабеля оказывается за­труднительной, операторы прибегают к применению бес­проводных технологий связи. Несмотря на определенные попытки продвижения Wi-Fi в России эта технология в каче­стве средства обеспечения свя­зи «последней мили» не при­жилась. Способные обслужи­ть на одной точке доступа несколько абонентов одновре­менно, точки доступа наиболее поздней вариации протокола 802.1 In обеспечивают ско­рость передачи данных 300 Мбит/с. Впрочем, на практике она редко достигается, по­скольку ограничена параметра­ми окружающей среды. Ско­рость доступа также снижается по мере удаления абонента от базовой станции, и уже на рас­стоянии примерно 500 м огра­ничивается параметрами 802.11b — 11 Мбит/с. Соедине­ние возможно и на больших расстояниях-до 10 км, но для этого требуется применение весьма дорогостоящих направ­ленных антенн.

Альтернативой Wi-Fi при обслуживании абонентов на обширных пространствах яв­ляется WiMAX -технология, позволяющая предоставить доступ в Интернет со скоро­стью до 75 Мбит/с на каждого абонента в радиусе 25-80 км. Разрабатываемый сегодня стандарт WiMAX 2 позволит преодолеть барьер в 1 Гбит/с, работая уже на расстояниях до 150 км. Однако в любом случае оборудование WiMAX остает­ся дорогостоящим и требует тщательной настройки антенн для получения оптимальных результатов и высокой скоро­сти работы инфраструктуры доступа.

Но самым популярным ви­дом беспроводной связи в Рос­сии являются сети 3G сотовых операторов, постепенно пере­ходящие к 4G — более высоким скоростям передачи данных. Для подключения абонентов в данном случае требуются лишь покрытие соответствующей плотности и USB-модем, кото­рый, в свою очередь, устанав­ливается в роутер или непо­средственно в ПК. Впрочем, тарифная политика операторов такова, что без снижения ско­рости передачи данных сего­дня можно работать только с каналами 256 или 512 Мбит/с -в остальных случаях при за­грузке через сотового операто­ра определенного количества гигабайт скорость снижается до 64 или даже 32 кбит/с.

Оптоволоконные сети — большие перспективы

Оптические волокна обла­дают уникальной особенно­стью передавать сигнал на зна­чительные расстояния с высо­кой скоростью. Так, в сентябре 2012 г. японская ком­пания NTT продемонстрирова­ла передачу данных со скоро­стью 1 Пбит/с (1 000 000 Гбит/с) на расстояние в 52,4 км по одному жгуту оптоволокна без использования проме­жуточного оборудования, до­казав, что ресурсы данной тех­нологии еще долго останутся неисчерпанными.

Топология оптоволоконной сети может быть организована в виде «кольца», инфраструк­туры «точка -точка» или «де­рева», причем дерево может быть построено на базе ак­тивных либо пассивных узлов. Для организации абонентского доступа больше всего подходят пассивные оптические сети PON (Passive Optical Networks), позволяющие подключить максимальное количество або­нентов при минимальных за­тратах на оборудование и ка­бели. В данном случае множе­ство абонентов обслуживает единый центральный коммута­тор OLT (Optical Line Terminal), пассивные ретранс­ляторы обеспечивают передачу всего потока данных к абонен­там, а клиентские устройства ONT (Optical Network Terminal) выхватывают из него только адресованную им ин­формацию. Все абонентские узлы ONT ведут передачу в обратном потоке на одной и той же длине волны, используя концепцию множественного доступа с временным разделе­нием TDMA (Time Divided Multiple Access).

Технология передачи дан­ных по оптическим сетям, без­условно, обладает большими возможностями за счет исполь­зования минимального количе­ства активных компонентов и ресурсов оптических сетей. Однако на начальном этапе ее развитие сдерживалось отсут­ствием принятых стандартов и высокой стоимостью оборудо­вания.

Консорциум FSAN, созданный в 1995 г., сформировал первую спецификацию пассивной пе­редачи данных в оптических сетях GPON только в 2003 г. В процессе развития первой вер­сии PON на базе стандарта ATM скорость передачи дан­ных росла с 155 Мбит/с до 622 Мбит/с на абонента. Переход к базовому протоколу Ethernet в 2004 г. позволил создать стан­дарт EPON, предлагающий скорости до 1 Гбит/с, но обла­дающий значительно меньшим потенциалом для контроля ка­чества предоставления сервиса QoS. А наиболее популярный сегодня стандарт GPON под­держивает до 128 абонентских узлов на одно волокно и обес­печивает скорость передачи данных до 2,5 Гбит/с к абонен­ту и 1,6 Гбит/с от абонента, значительно обгоняя конкури­рующие технологии по соот­ношению скорость/затраты. Длительное время распростра­нение технологии xPON сдер­живалось дороговизной кли­ентских устройств ONT, кото­рые постепенно становятся все дешевле. Например, в среднем абонентское устройство GPON за три года стало доступнее на 30% при цене в 11 тыс. руб. против 17 тыс. в 2009 г., и эта тенденция продолжает наби­рать обороты. Компания QTECH в настоящее время вы­пускает самые доступные тер­миналы ONT, которые факти­чески просто обладают интер­фейсом Ethernet, конвертируя сигнал в доступный для рабо­ты на любом ПК или ноутбуке либо для подключения роутера.

Наиболее перспективной для развертывания сетей на малозаселенных территориях на сегодняшний день становится технология GPON.

Перспективы GPON

Наиболее перспективной для развертывания сетей на мало­заселенных территориях на сегодняшний день становится технология GPON. Например, федеральный оператор «Росте­леком» использует именно GPON для расширения воз­можностей сетей широкопо­лосного доступа в различных регионах России. Высокая ско­рость передачи данных, кото­рая составляет 2488 Мбит/с к абоненту и 622, 1244 или 2488 Мбит/с от абонента (в зависи­мости от конкретной модели устройства), обеспечивает ка­чественное расширение поло­сы доступа в Интернет для ка­ждого абонента. Возможности оптического уплотнения по­зволяют операторам дополни­тельно увеличить полосу про­пускания, а также добавлять и удалять абонентские устройст­ва без изменения существую­щей инфраструктуры сети, предлагая абонентам в точно­сти те скорости, за которые последние готовы платить.

Применение пассивных оп­тических сетей обеспечивает оператору помехоустойчивость каналов связи, а также исполь­зование всех популярных про­токолов и технологий комму­никаций IGMP, DHCP, STP, TCP/IP и т. д. В отсутствие промежуточных активных элементов управление або­нентскими устройствами и об­новление их программного обеспечения осуществляются централизованно и автомати­чески, благодаря чему сохра­няются инвестиции в новое оборудование.

Новое оборудование - новые возможно­сти

Современные устройства GPON — коммутаторы OLT и клиентские устройства ONT -стали функциональными. Различные размеры и плот­ность портов дают возмож­ность операторам выбирать те решения, которые позволят им соблюсти баланс между количеством подключаемых абонентов и затратами. К при­меру, компактные модели коммутаторов QTECH (GPON OLT) форм-фактора 1U оснащаются восемью портами GPON и восемью интер­фейсами 10/100/1000Base-T или 1000Base-X), позволяя подключить до 256 абонентов через однопортовые терми­налы ONT. Более масштабные коммутаторы форм-фактора

4U GPON OLT, в свою оче­редь, совмещают высокую плотность портов с возможно­стями резервирования. В таких моделях предусмотрены две платы управления, два блока питания и четыре платы, обес­печивающие коммутацию GPON-плат. Таким образом, оператор получает возмож­ность подключить до 1024 абонентов на одном коммута­торе, одновременно гарантируя отказоустойчивость коммуни­кационной среды.

Что касается терминалов ONT, то операторы предостав­ляют их клиентам в аренду, в лизинг или просто продают в рассрочку, а в некоторых слу­чаях используют один терми­нал для обслуживания сразу нескольких абонентов, кото­рые подключаются уже через интерфейс Ethernet устройства ONT (у многих современных моделей терминалов имеется встроенный концентратор ло­кальной сети). В случае с дос­тупными терминалами QTECH также перспективной является возможность прямого подклю­чения конечных потребителей по технологии GPON. При этом не требуется никаких до­полнительных надстроек или согласования протоколов -пассивные оптические сети позволяют сразу же предоста­вить доступ к интернет-ресурсам в привычном режиме, но с более высокой скоростью и меньшими затратами со сто­роны оператора.

Каждая из технологий по­зволяет решить определенные задачи при построении инфра­структуры доступа для различ­ных категорий абонентов. Что­бы получить преимущества от каждой из них, операторам не­обходимо сформулировать ак­туальную стратегию развития сетей с учетом региональных особенностей и технических характеристик уже созданной инфраструктуры.

Бесспорно, решения на базе DSL будут по-прежнему ис­пользоваться для подключения удаленных от магистральных сетей связи объектов, но уже имеющих медную инфра­структуру, а также для органи­зации выхода в Интернет для частных абонентов по невысо­ким тарифам с невысокой ско­ростью подключения.

Адаптеры Ethernet, встроен­ные во все современные пер­сональные компьютеры, обес­печат широкое применение данной технологии для под­ключения конечных устройств. Увеличение скорости про­токола Ethernet позволит эф­фективно развивать инфра­структуру доступа для объек­тов с небольшой численностью абонентов и ограниченными расстояниями. В таком случае не нужно будет устанавливать большое количество активных концентраторов.

Беспроводные сети по-прежнему будут обеспечивать связь для труднодоступных объектов и использоваться для комфортного подключения конечных устройств в совме­щении с другими техноло­гиями, такими как Ethernet, DSL и оптические сети.

Технологии xPON, долгое время находившиеся в тени, становятся все более актуаль­ными за счет широких воз­можностей масштабирования, высокой скорости передачи данных и активного снижения стоимости абонентских терми­налов. Пожалуй, именно эти решения способны удовлетво­рить растущие требования абонентов к скорости, од­новременно решая задачу опе­ратора по снижению сложно­сти и повышению надежности инфраструктуры доступа. Осо­бую роль технологии PON мо­гут сыграть в рамках строи­тельства сетей передачи дан­ных для удаленных и малона­селенных регионов, где воз­можность выделения широкой полосы передачи данных на значительные расстояния без дополнительного оборудова­ния является ключевым факто­ром успеха.

Ист. Тематическая подборка «Технология Ethernet. IP-сети.»

МИНИСТЕРСТВА ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА НА ТЕМУ: «ВАРИАНТЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПОСЛЕДНЕЙ МИЛИ. СХЕМЫ. ТЕХНОЛОГИИ.”

ВЫПОЛНИЛ

СТ.ГР. ТКС-08А

НАГУМАНОВ ВЛАД

ПРОВЕРИЛИ

ВОРОПАЕВА А.А.

ШЕБАНОВА Л.А.

Введение…………………..3стр

Последняя миля и ее технологии…………3-7стр

Схемы реализации последней мили……………8-12стр

Заключение …………………..13стр

Список литературы…………..1 4 стр

Введение

Последняя миля - канал, соединяющий конечное (клиентское) оборудование с узлом доступа провайдера (оператора связи). Например, при предоставлении услуги подключения к сети Интернет последняя миля - участок от порта коммутатора провайдера на его узле связи до порта маршрутизатора клиента в его офисе. Для услуг коммутируемого ( dial - up , диалапного) подключения последняя миля - это участок между модемом пользователя и модемом (модемным пулом) провайдера. В последнюю милю обычно не включается разводка проводов внутри здания.

Современные технологии передачи данных и связи позволяют обеспечивать высокоскоростную передачу данных на дальних расстояниях. Однако эти решения хороши только для соединения крупных узлов сети – как правило, такими узлами являются провайдеры. Применение таких сложных высокоскоростных решений для связи узлов и конечных потребителей (т.е., связь интернет-провайдеров и абонентов) экономически абсолютно не выгодно. Поэтому перед провайдерами возникла т.н. "проблема последней мили" – необходимость дешево и просто обеспечить абонентов быстрым доступом в интернет.

К настоящему времени появилось множество технологий последней мили, и перед любым оператором связи стоит задача выбора технологии, оптимально решающей задачу доставки любого вида трафика своим абонентам. Универсального решения этой задачи не существует, у каждой технологии есть своя область применения, свои преимущества и недостатки. На выбор того или иного технологического решения влияет ряд факторов, в том числе:

стратегия оператора,

целевая аудитория,

предлагаемые в настоящее время и планируемые к предоставлению услуги,

размер инвестиций в развитие сети и срок их окупаемости,

уже имеющаяся сетевая инфраструктура, ресурсы для ее поддержания в работоспособном состоянии,

время, необходимое для запуска сети и начала оказания услуг,

прочие факторы.

Dial - up

Исторически первым способом организации последней мили стал коммутируемый удаленный доступ – Dial - up . Как и в большинстве других способов решения проблемы последней мили, в основе этой технологии лежит идея использования существующей инфраструктуры для передачи данных – аналоговых телефонных проводов. Однако у этой технологии была масса недостатков – во-первых, установленное подключение по Dial - up делало невозможным использование обычного, аналогового телефона. Вторым серьезным недостатком была низкая скорость. Несмотря на то, что существовали различные ухищрения, связанные с активным сжатием трафика, их применение не всегда давало результаты (особенно на наших телефонных линиях), и поэтому для простоты можно считать, что верхняя граница скорости для Dial - up – это 56 кбит/ c .

Дальнейшим развитием той же основной идеи (от провайдера до абонента для организации последней мили используются уже проложенные телефонные линии) стало семейство технологий xDSL. На практике чаще всего встречается ADSL, которая позволяет обеспечивать связь на расстоянии до 5,5 км со скоростью передачи данных 24 Мбит/с / 3,5 Мбит/с. Особенностью это технологии последний мили является ассиметричность – скорость передачи данных от провайдера абоненту намного выше, чем в обратном направлении. За счет ассиметрии удается увеличить скорость скачивания информации в ущерб закачиванию. Такая схема работы наиболее обычна, а потому ADSL нашел себе самое широкое применение, тем более что установленное ADSL-соединение не мешает пользоваться аналоговым телефоном.

Более того, именно эта технология произвела революцию в услугах предоставления доступа в интернет в нашей стране, фактически заменив собой царившей до этого dial-up.

Увы, этот способ не лишен недостатков. Во-первых, для подключения к ADSL-сетям, необходимо отдельное устройство – ADSL-модем. Второй проблемой является плохая совместимость с работой охранных сигнализаций, которые используют телефонные линии.

Ethernet

Второй наиболее популярной технологией организации последней мили является Ethernet . Стоит уточнить, что само по себе название Ethernet не говорит о конкретном способе подключения и физическом носители – эта технология имеет расширения, которые позволяют использовать для передачи данных коаксиальный кабель, витую пару или оптический канал. Впрочем, чаще всего под этой технологией подразумевается именно витая пара.

С точки зрения абонента, Ethernet – это более простая технология. Для подключения к интернету через Ethernet -провайдера нет необходимости в дополнительном оборудовании (достаточно встроенной в компьютер сетевой карты), и такое подключение по умолчанию будет симметричным (впрочем, это уже зависит от провайдера).

Однако за любую простоту необходимо расплачиваться. В данном случае платить придется провайдерам – ведь для того, чтобы организовать доступ по этой технологии, необходимо построить Ethernet -инфраструктуру внутри района (блока зданий) и подвести к ней оптический канал. Построенная инфраструктура будет содержать достаточно большое количество различного оборудования (в первую очередь, это маршрутизаторы), которое требует регулярного осмотра.

Таким образом, предоставление услуг на основе этой технологии целесообразно тогда, когда в районе уже есть нужная инфраструктура – например, районная локальная сеть.Поэтому большинство Ethernet -провайдеров эволюционировали из управляющих структур районных сетей.

Можно долго рассуждать о том, какая технология последней мили лучше – ADSL или Ethernet , но, в конечном счете, решает абонент, а на данный момент обе технологии востребованы и представлены одинаково широко и примерно с одинаковыми тарифными планами.

Так же, как и Ethernet, Wi-Fi изначально не предназначался для оборудования последней мили – это технология организации беспроводной локальной сети. Однако развитие мобильных устройств и ноутбуков, оснащенных Wi-Fi, сделали востребованной именно такое решение этой проблемы. Строго говоря, применение Wi-Fi в качестве решения последней мили не очень верное применение это технологии и требует определенной модификации технологии.

Провайдеры чаще всего поступают так – для организации связи на большом расстоянии применяются направленные антенны, которые позволяют связать удаленные участки сети. Поскольку направленные антенны дают искаженную вдоль одного направления диаграмму распространения волн, то для клиентского доступа развертывают несколько обычных WiFi-точек доступа, которые формируют ячеистую топологию сети.

Однако особенность Wi-Fi соединения состоит в том, что вся ширина канала (а в случае с W-iFi этот канал достаточно ограничен) делится между всеми устройствами, подключенными к одной точке доступа. Поэтому, по мере увеличения числа абонентов скорость подключения в такой сети начинает падать и для того, чтобы поддерживать ее на прежнем уровне, провайдеру придется пойти на установку дополнительных точек доступа.

В целом оборудование последней мили для стационарного использования с помощью одной технологии Wi-Fi выглядит не очень перспективно – слишком дорого обходится масштабирование. С другой стороны, с учетом распространенности клиентских устройств, для мобильных пользователей в настоящее время это самый распространенный способ.

Несмотря на схожесть названий, на уровне технологии WiMax не имеет ничего общего с Wi-Fi. Кардинальное отличие этой технологии состоит в том, что WiMAX изначально разрабатывался как технология беспроводного доступа в масштабах города, а потому дальность его покрытия намного большая и скорость передачи существенно выше, чем в Wi-Fi-сетях. Поэтому развертывание такой сети в масштабах города или района обойдется намного дешевле, чем сетей Wi-Fi.

Единственный недостаток – это ограниченный выбор клиентских устройств. Впрочем, возможен компромиссный вариант – существуют устройства, позволяющие организовывать WiMAX-WiFI шлюзы.

Относительно новый способ оборудования последней мили – это PLC (Power line communication – передача данных по электрической проводке). Так называемый "интернет из розетки" базируется на использовании внутридомовых и внутриквартирных электросетей для высокоскоростного информационного обмена. Кстати, нельзя путать 2 похожие технологии – PLC и Homeplug. Последняя предназначена для организации локальных сетей и лишена большей части недостатков PLC.

Эта технология основана на частотном разделении сигнала, при этом высокоскоростной поток данных разбивается на несколько низкоскоростных, каждый из которых передается на отдельной частоте с последующим их объединением в один сигнал. При этом PLC-устройства могут "видеть" и декодировать информацию, хотя обычные электрические устройства - лампы накаливания, двигатели и т. п., даже "не догадываются" о присутствии сигналов сетевого трафика и работают в обычном режиме.

Казалось бы, эта технология должна совершить переворот на рынке телекоммуникаций, и полностью заменить xDSL-технологии. Однако у нее есть существенные недостатки. Основной недостаток – это ужасное количество помех, особенно на средних и коротких волнах, которые образуются при таком использовании электросетей.

«Последняя миля» - канал, соединяющий конечное (клиентское) оборудование с узлом доступа провайдера (оператора связи). Например, при предоставлении услуги подключения к сети Интернет последний километр - это участок от порта коммутатора провайдера на его узле связи до порта маршрутизатора клиента в его офисе. Для услуг коммутируемого (dial-up, дайлапного) подключения последний километр - это участок между модемом пользователя и модемом (модемным пулом) провайдера. В последнюю милю обычно не включается разводка проводов внутри здания.

Термин используется в основном специалистами из отрасли связи.

К технологиям последней мили обычно относят xDSL , FTTx , Wi-Fi , WiMax , DOCSIS , связь по ЛЭП . К оборудованию последней мили можно отнести xDSL-модемы, мультиплексоры доступа, оптические модемы и преобразователи, радиомультиплексоры .

Технико-экономическая оценка технологий последней мили

Проблема последнего километра всегда была актуальной задачей для связистов. К настоящему времени появилось множество технологий последней мили, и перед любым оператором связи стоит задача выбора технологии, оптимально решающей задачу предоставления связи для своих абонентов. Универсального решения этой задачи не существует, у каждой технологии есть своя область применения, свои преимущества и недостатки. На выбор того или иного технологического решения влияет ряд факторов, в том числе:

• стратегия оператора,
• целевая аудитория,
• предлагаемые в настоящее время и планируемые к предоставлению услуги,
• размер инвестиций в развитие сети и срок их окупаемости,
• состояние уже имеющейся сетевой инфраструктуры, ресурсы для её поддержания в работоспособном состоянии,
• время, необходимое для запуска сети и начала оказания услуг,
• надёжность предоставления услуг (срок реакции поставщика услуг на технические проблемы),
• прочие факторы.

Каждому из этих факторов можно присвоить свой вес в зависимости от важности, и выбор той или иной технологии принимается с учётом всей их совокупности.

Есть специализированные компании и подразделения крупных компаний связи, которые занимаются исключительно построением последней мили.