Темп перехода к 5G определяется проектированием и согласованием. По результатам внутреннего анализа компании ABI Research уже в 48 странах либо проведены консультации, либо предприняты действия по аукционам на частоты и выдаче лицензий для предоставления услуг 5G. Вероятнее всего, самыми обширными коммерческими планами по развертыванию 5G располагают Корея, Япония и США, но особенно примечательно разнообразие стран по всему земному шару, которые твердо намерены осуществить коммерческое развертывание 5G к 2020 году.

По сравнению с предыдущим поколением 5G предполагает беспрецедентное увеличение скорости передачи информации. Это становится возможным при использовании верхних полос частотного спектра, а также ключевых антенных технологий, таких как массивные MIMO. Для 5G потребуются три полосы частотного спектра: до 1 ГГц, 1–6 ГГц и выше 6 ГГц. Основные полосы частот выше 24 ГГц будут согласованы на Всемирной конференции радиосвязи в 2019 году (ВКР-19); сюда входят частоты 24 ГГц и 40 ГГц, уже обладающие значительной поддержкой на международном уровне в качестве доступа к 5G. Помимо процесса согласования на ВКР важные рынки, такие как США, Япония и Корея, также поддерживают полосу 28 ГГц для доступа к 5G. Область спектра в пределах диапазона от 3,3 ГГц до 3,8 ГГц видится в качестве значительной гармонизированной «средней полосы» 5G для использования в целях первичного улучшенного мобильного широкополосного доступа.

Каждое поколение технологий мобильного доступа набирало популярность все быстрее предыдущего. GSM потребовалось 6 лет, чтобы охватить 100 миллионов абонентов. Стандарту HSPA+ технологии 3G потребовалось 5,25 лет, стандарту LTE технологии 4G — 3,5 года, стандарту LTE Advanced — 3 года. Посмотрим, удастся ли 5G также сократить время до «100 миллионов абонентов», но быстрый рост количества абонентов сети 5G вместе с объемом генерируемого в ней трафика окажет повышенное давление на транспортную инфраструктуру(backhaul) мобильных сетей. Обзор прогнозов компании ABI Research указывает на то, что объем трафика мобильных данных будет увеличиваться с совокупным среднегодовым темпом роста 28,9 %, преодолев отметку 1 307 эксабайтов в год к 2025 году. Абоненты сетей 4G и 5G могут составлять всего 55 % общего числа абонентов к 2025 году, но именно они будут генерировать 91 % общего объема траффика в 2025 году.

Транспортировка трафика 

Экспоненциальный рост траффика данных в мобильной сети главным образом был обусловлен расширением потребления услуг потокового кино и телевидения, а также использованием видео-контента в социальных сетях и мессенджерах. Для базовой станции 4G на основе архитектуры радиоинтерфейса общего пользования (CPRI) требуется пропускная способность от 1 Гб/с до 10 Гб/с на сектор, но для базовой станция 5G с обновленной улучшенной архитектурой CPRI (Enhanced CPRI, eCPRI) требуется уже от 10 Гб/с до 25 Гб/с. При этом провайдеры мобильной связи не могут игнорировать требования к длительности задержки для услуг 4G и 5G. Для базовой станции 4G или 5G на основе архитектуре eCPRI требуется не более 75 микросекунд, но даже при наиболее устойчивом к задержке сценарии (S1/NG) задержка не должна превышать 30 мс.

Многие операторы либо уже усовершенствовали свои сети до стандарта LTE-Advanced, либо в процесса перехода к нему. В случае LTE-Advanced новые методы оптимизации RAN налагают критические эксплуатационные требования на интерфейс X2 (преимущественно IP-контроль и плоскость пользователя для каналов связи), что приводит к ограничению времени задержки 10 мс от начала и до конца всей последовательности. Это означает, что задержки по всей транспортной сети не должны превышать 1 мс. Критически важные приложения сети 5G потребуют времени задержки менее 1 мс.

Только сотовые объекты 5G с оптоволоконным кабелем или линиями микроволновой связи смогут соответствовать допускам на задержку некоторых приложений LTE и 5G. Для некоторых критических приложений с ультранизкой задержкой длина оптоволоконного кабеля будет ограничена еще и тем фактом, что передача информация может осуществляться только на уровне 5 микросекунд/км. Для сотовых объектов eCPRI длина оптоволоконной линии не должна будет превышать 15 км. В географических зонах, где функции транспортирования выполняют геостационарные спутники, операторы мобильной сети могут быть ограничены услугами 2G, 3G и нечувствительных ко времени задержки LTE.

Для транспортной составляющей 5G потребуются дополнительные возможности 

Операторы мобильной связи сейчас решают непростые задачи по транспортировке трафика мобильной радиотелефонной связи и данных в самых разных средах: город, пригород, сельскохозяйственные районы, офисы, жилые комплексы, небоскребы, общественные здания, туннели и т. д.

Все чаще им приходится сталкиваются с необходимость развертывания архитектуры неоднородной сети (Heterogeneous Network, HetNet) с большими и малыми сотами, которые могут функционировать на базе 3G, 4G и 5G. Микроволновый и миллиметровый диапазоны (V-диапазон [60 ГГц] и E-диапазон [70/80 ГГц]) подходят для транспортной составляющей сети HetNet, поскольку в ней есть возможности для использования внешних сотовых объектов и агрегирования в сети доступа трафика от нескольких узлов связи, который затем можно будет переадресовать на коммутационные центры мобильной связи и, наконец, в опорную сеть.

Согласно оценке компании ABI Research на конец 2017 года основная масса линий транспортной сети (совокупность больших и малых сот) поддерживалась посредством традиционного микроволнового ретрансляционного оборудования с диапазоном от 7 ГГц до 40 ГГц (56,1 %). Повышенные требования к пропускной способности в LTE стимулируют существенное развертывание волоконных сетей (26,2 %). Обмедненные xDSL-соединения (3,5 %) все еще присутствуют в 2017 году, но потребность в этой технологии будет уменьшаться и дальше. Транспортный сети на базе спутников, которые играют основную роль в распределении трафика на периферии и в сельскохозяйственных районах, где микроволновой связи может и не быть, составляют 1,9 % линий транспортной сети во всем мире. Спутниковые транспортные сети составляют меньшинство на рынке этих услуг, но остаются одной из важнейших технологий доступа для транспортных сетей.

В мировом масштабе ожидается, что доля транспортных сетей на основе оптоволокна вырастет до 40,2 % для макросотовых узлов к 2025 году, а значит, обгонит микроволновый диапазон от 7 ГГц до 40 ГГц с его долей 38,2 %. Наличие прямой видимости (Line-of-Sight, LoS) для микроволновых технологий в полосах частот 7 ГГц до 40 ГГц остается долгосрочным эффективным решением для макросотовых узлов. Доля линий микроволновой связи в полосах частот от 41 ГГц до 100 ГГц удвоится: с 5,1 % до 12,6 %.

Исследовательская группа UCL, занимающаяся изучением оптоволоконных сетей, работала над альтернативным вариантом оптического приемника, который, в сущности, позволяет операторам довести оптоволоконную сеть непосредственно до квартиры потребителя. По утверждению UCL, группе удалось упростить конструкцию оптического приемника, при этом улучшив его чувствительность и охват сети по сравнению с существующей технологией. По их словам усовершенствованный оптический приемник потенциально позволит снизить затраты на установку и поддержание активных компонентов между распределительным шкафом и квартирой. 

Выступая с таким объявлением, Джезер Эркылындж (Sezer Erkilinc), ведущий научный сотрудник группы UCL по проектированию электронного и электротехнического оборудования, сообщил, что этот прорыв обеспечивает огромные скорости передачи данных, а также поддержку услуг доступа в интернет и потребления данных в будущем.

«Мы разработали упрощенный оптический приемник, массовое производство которого обойдется недорого, при этом сохранится качество оптического сигнала, — сказал он. — Средняя скорость передачи данных медных проводов, которые связывают наши дома сегодня, составляет около 300 Мб/с и вскоре станет серьезным препятствием для обеспечения информационных потребностей, масштаб которых к 2025 году, вероятно, достигнет 5–10 Гб/с. Наша технология способна поддерживать скорости до 10 Гб/с, а значит, действительно готова к вызовам завтрашнего дня».

По выдвинутому предположению была написана работа для спонсируемого Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике США (Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE) «Журнала оптической технологии» (Journal of Lightwave Technology), под интригующим названием «Нечувствительный к поляризации балансный фотодиодный когерентный приемник для пассивных оптических сетей с частотным мультиплексированием (WDM-PON) дальнего действия». Соавтор работы, Себ Сейвори (Seb Savory) из Кембриджского университета, сообщил, что это пример упрощения требований, предъявляемых к оптическим приемникам.

«Наш приемник намного проще, детекторов в нем в целых четыре раза меньше, чем в традиционном когерентном оптическом приемнике, — говорит он. — Мы добились этого путем сочетания двух технологий. Во-первых, с целью сделать приемник нечувствительным к поляризации входящих сигналов был использован метод кодирования, часто применяемый в беспроводной связи. Во-вторых, мы намеренно разделили лазерный приемник и лазерный передатчик, получив при этом дополнительное преимущество: это позволяет использовать одно оптоволокно для передачи данных как в восходящем, так и нисходящем направлении.

Как только мы определим количественные характеристики стабильности частоты лазера, то будем серьезно настроены провести серию эксплуатационных испытаний конструкции приемника и начать промышленный выпуск. Это действительно захватывающе — спроектировать нечто, что, возможно, станет частью цифровой революции и однажды войдет в каждый дом.

Основным стимулом перехода к 5G является разрыв, образовавшийся между объемом передачи данных потребителей и прибылью от каждого пользователя. И этот разрыв все увеличивается, из-за чего операторы беспроводных сетей все чаще сталкиваются с проблемами рентабельности, в то время как абонентский спрос продолжает стремительно расти. Снижение побитовой стоимости предоставления услуг беспроводной связи является критически важной коммерческой задачей для 5G. Этого можно добиться повышением производительности путем конвергенции сетей, архитектуры Cloud-RAN и питания постоянным током.

Чтобы добиться эффективности затрат для 5G, не снижая качество взаимодействия с пользователем, многие операторы конвергируют свои проводные и беспроводные сети. Оптоволоконный кабель представляет собой магистраль, которая как можно ближе доходит до конечного пользователя. Традиционно стационарные и беспроводные сети развивались независимо друг от друга. В случае с 5G сеть FTTx («оптоволокно до точки x») соединит малые ячейки и (или) обеспечит фиксированный беспроводной доступ в пределах одного оптоволоконного кабеля. Операторам нужно максимизировать взаимодействие сетей во всех возможных случаях, чтобы снизить побитовую стоимость передачи данных. 

Производительность является критически важным техническим требованием для всех параметров 5G в конвергированной сети. Это требование охватывает разнообразные сетевые технологии: от спектрально-эффективных разработок эфирного интерфейса до внедрения виртуализированного ядра балансирования нагрузки, а также малых ячеек, размещение и обслуживание которых могут быть продуманы с оптимальными затратами с точки зрения обеспечения питания и backhaul-сигнала. Качество ВЧ-тракта всегда критически важно для беспроводных сетей, поскольку уровень шума и помех в большой степени определяет пропускную способность канала передачи данных. Поэтому обеспечение чистого ВЧ-тракта — первоочередная задача для операторов.

Пассивные оптические компоненты и мультиплексирование по длине волны (WDM) могут оказать значительное влияние на производительность оптоволоконных сетей для передачи fronthaul-/backhaul-сигнала. Внедрение волновых мультиплексоров снижает количество необходимых в сети волокон, при этом максимально используя мощность установленного оборудования и снижая как воздействие на окружающую среду, так и инвестиционные расходы на развертывание сети. WDM также позволяет защитить текущие вложения от увеличения в будущем требований к пропускной способности. В существующих сетях эти компоненты позволяют наращивать емкость при относительно низкой затратах без дополнительных монтажных работ. Добавление компонентов для мониторинга сети без возмущения любых других сигналов снижает операционные расходы.

Путь к 5G также подразумевает централизацию обработки основного сигнала, которая обеспечивает экономию на операционных, а также капитальных расходах посредством объединенного использования доступных ресурсов. Следующий шаг — виртуализация блоков BBU на стандартных коммерческих серверах с целью эволюции сети до настоящей Cloud RAN (C-RAN). Архитектура C-RAN перенесет вычислительные возможности ближе к границе, что необходимо для приложений с низким значением задержки. Виртуализация дает начало оптимизации и обеспечивает емкостную эластичность, большую производительность и большую пропускную способность. Помимо экономии на аппаратных расходах, модель C-RAN может дать значительную экономию расходов на электропитание, охлаждение и аренду площадей. В Азии (первый регион с успешной разверткой коммерческой C-RAN) China Mobile отметили экономию в 30–60 % общей стоимости владения объектами при развертывании архитектуры C-RAN.

Каждому граничному устройству необходимо подведение локальной мощности, что обычно подразумевает подключение к магистральной электросети переменного тока подрядчиками по электротехническим работам. С учетом необходимости соответствующих специалистов и получение всевозможных разрешений, это может быть медленный и дорогой процесс, а обеспечение традиционного источника питания может прибавить к стоимости подключения одного устройства до 15 000 долларов. Элегантная альтернатива — распределенная схема соединений энергосети с использованием высокоэффективных технологий преобразования напряжения постоянного тока, не требующая участия лицензированных электриков, что упрощает процесс получения разрешений. Такой подход позволяет централизовать управление энергоснабжением и организовать резервные системы с центральной батареей для кластера критически важных для функционирования граничных устройств, таких как малые ячейки 5G или точки фиксированного вещания.

Растущие информационные потребности будут продолжать давить на операторов мобильных сетей и их бюджеты в сторону 4G и 5G. Операторам необходимы решения для преобразования их инфраструктуры LTE с повышением скорости и производительности, с упрощением управления и снижением затрат уже сейчас и на пути к 5G. Конвергенция сетей, C-RAN и питание постоянным током — вот только некоторые методы, позволяющие достичь снижения затрат. Конечно, существуют и другие возможности, и, вероятно, их появится еще немало в этом непрерывно меняющемся ландшафте. Как и в любых бизнес-сценариях, необходимо принимать во внимание общую стоимость владения для новых решений. И любые вложения в развитие сетей сейчас безусловно нужно делать с учетом будущего развития 5G.

АРИФМЕТИКА GPON: СКОРОСТЬ ДОСТУПА

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ

6 лет назад журнал Фотон- Экспресс напечатал мою статью про FTTH-системы ШПД «волокно в дом». Поводом была фраза «FTTH: Все говорят, никто не понимает»... За 6 лет многое изменилось. С легкой руки компании Huawei и усилиями российских операторов(СЗТ) в Петербурге был запущен первый в России крупный проект по строительсву FTTH сети на технологии GPON . В Питере и СЗ регионе построено уже более 700 тыс. абонентских ШПД портов по технологии GPON . В Москве полным ходом идет строительство сети FTTH на 4 с лишним миллиона портов- также на технологии GPON. Сегодня уже ни у кого не возникает ощущения «Все говорят, никто не понимает», как это было 6 лет назад. И все ж таки...

«Что- то не летает PON в России,- ну вот не летает. В чем тут дело?»- сказал мне как то умудренный жизнью Sales Manager уже российской компании. «В Японии и Корее «летает», а у нас- не очень». Имелось в виду сразу многое- и скорости доступа, и то что операторы берут технологию не «нарасхват», и то что ставят её не на сетях ШПД не везде. Ставят, но не везде. Ну что же, разберемся,- «летает- не летает». Может «мотор» не тянет, может «самолет» перегружен, может дороговата «машинка», а может в воздухе тесно?

ОЧЕНЬ КОРОТКО

В системе FTTH на технологии PON все абоненты «висят» гроздьями/ветвями по N портов на питающих портах OLT-станционного оборудования в головном узле. Поток питающий ветвь GPON - 2500 Мбит/сек (Интерфейс OLT- порта) . Этот поток физически, с помощью оптики, делится на N однаковых потоков к N абонентам. Первое что приходит в голову – разделить 2500 Мбит/сек на N и получить скорость абонентского доступа. Например , для N=64 , 2500/64= 39 Мбит/сек . Это неверно. Почему?- Функционально ветвь GPON с N=64 подобна Ethernet- свичу с основным каналом в 2500 Мбит/сек и 64 выходами каждый в 2500 Мбит/сек. Если на ветви PON в данный момент грузит данные только 1 абонент, он получит весь ресурс канала - 2500 Мбит/сек. Если в данный момент грузят данные 2 абонента, то каждый получит по 1250 мбит/сек , если в данный момент грузятся 3, то то каждый получит получит по 833 Мб/с. Таким образом вопрос о скорости доступа у абонента сводится к вопросу : «какой процент абонентов на сети загружают информацию в данный момент ?» Этот процент назовем загруженностью сети. 100% загруженности- это когда загружаются все абоненты сети одновременно. На рис .1 приведен график зависимости скорости абонента в GPON –ветви на 64 порта от загруженности сети (процента одновременно загружающихся абонентов) . Для удобства показана чаcть графика при значениях загруженности сети до 10%. Видно что при нагрузках менее 1,5% скорость абонента составит около 1500 Мбит/сек и выше.

Сколько же нас, пользователей ШПД, одновременно грузит что-то из сети/Интернета в час наибольшей нагрузки? 100%?- Конечно нет. Может 10%? – кто знает? А может 1%? А может вообще 1 из тысячи?- Не будем гадать. Возьмем крупный узел и посмотрим. По России у меня данных нет, возьмем Японию- и ШПД там развит очень хорошо и страна вся в одном часовом поясе- так что все 120 млн японцев живут по одному графику. Там они точно могут загрузить сеть по- серьезному.

Так вот, в японский час пик процент абонентов осуществляющих загрузку информации в данный момент времени составляет не более 0,8 % от общего числа абонентов. При таких пиковых(!) нагрузках в сети скорость абонента на GPON –ветви в 64 порта будет все равно заведомо более 1000 Мбит/сек. Это показано черной стрелкой на Рис. 1 . Почему так? Потому что 0,8 % от 64 абонентов это 0,008х64=0,35, то есть если подключить к GPON–ветви в 64 порта японских абонентов, то в каждый момент времени (в час пик!) в среднем будет «грузиться» меньше одного абонента и он , абонент, получит в свое распоряжение полный ресурс ветви в 2500 Мбит/сек. Реально ситуация будет еще лучше, т.к. при увеличении скорости доступа загруженность сети уменьшается и реальный % загруженности в FTTH GPON будет не 0,8 %, а гораздо меньше. В результате получится, что в реальной практике скорость ШПД абонента на сети будет почти точно равна 2500 Мбит/сек. Так что можно сказать что GPON – арифметика такова: 2500:64=2500. Как так может быть? Обсудим подробнее

БОЛЕЕ ПОДРОБНО РАБОТА GPON-СИСТЕМЫ

Скорость абонентского интерфейса в GPON FTTH-тоже 2500 Мбит/сек. Это та скорость на которой работает интерфейс абонентского устройства, постоянно, в любой момент. Другой скорости у него нет. Повторю-тактовая частота абонентского интерфейса - 2500 Мбит/сек, всегда, как бы много абонентов ни «висело» на ветви GPON. Просто доля данных предназначенных абоненту в этом потоке 2500 Мбит/сек меняется в зависимости от нагрузки на ветви, т. е. от того сколько абонентов грузится в данный момент. Причем перераспределение доли происходит естественным образом в процессе работы . Подчеркну- речь идет не том сколько абонентов просто одновременно «сидит в сети» за компьютером, «сидение» еще не значит загрузку. Речь идет о проценте портов осуществляющих загрузку данных из сети (с порта OLT) – в данный момент времени. Например в данную секунду. На скорости 2500 Мбит/сек одна секунда- это 312 МегаБайт данных, это около 450 средних Web- страниц, то есть даже 1/100 секунды более чем достаточно чтобы передать/получить элементарный кусок информации в процессе общения с Internet или локальной сетью. Если абонентский порт принял этот кусок(за 1/100 секунды) и пока «молчит», его долю общего ресурса можно перебросить тем, кто в данный момент работает- «грузится». В результате каждый из абонентов будет «ощущать» высокую скорость доступа - до тех пор пока суммарные запросы всех абонентов не превысят возможностей системы. Поэтому скорость абонента в системе GPON принципиально зависит от загруженности сети - так как показано на Рис.1 .

Аналогично происходит динамическое деление ресурса системы на всех абонентов осуществляющих «выгрузку» данных «наверх», в сеть. В этом случае ресурс ветви GPON составляет 1250 Мбит/сек. Он также делится на всех абонентов «выгружающих» данные в сеть в данный момент времени . Если абонентский порт пока «молчит» его доля общего ресурса автоматически перебрасывается тем кто в данный момент работает. В GPON этим занимается система DBA(Dinamic Bandwidth Allocation). Система DBA несколько десятков раз за МИЛИсекунду делает опрос состояния абонентских портов и оперативно делит ресурс 1250 мбит/сек только на тех кто «грузит» прямо сейчас. Как зависит скорость «восходящего» абонентского потока от в системе GPON от загруженности сети- также показано на Рис.1.- график скорости «восходящего потока» от абонента.

ЗАГРУЖЕННОСТЬ СЕТИ

Не более 0,8% загруженности сети в пике трафика – таковы данные по Японии. Может Япония - особенная страна? Там абоненты не включают Торренты и не смотрят Youtube? В таблице 1 также показаны данные по Европе и Северной Америке .

Не нравится Япония – посмотрим Северную Америку: около 0,7% загруженности сети в пике трафика. Причем в США 14% всего трафика это Р2Р приложения-«торренты». Европа - около 1,4% загруженности сети в пике трафика, причем в Европе уже 40% всего трафика это «торренты». На рис.1 загруженность сети в Северной Америке и Европе показана фиолетовой и красной стрелками. У нас, в России, в отсутствие объективных данных, связисты иногда придумывают "страшилки" типа: 1. все включат торренты, 2. все одновременно будут смотреть IPTV, 3. все будут одновременно смотреть You/RuTube- и так далее, как будто нашим абонентам нечего больше в жизни делать. В инженерных расчетах встречаются более трезвые оценки типа: «в сети одновременно присутствуют 30% абонентов, из них каждый 20% времени что- то грузит». Получается около 6% одновременно грузящих, но, как видим из мировой статистики, это все равно достаточно далеко от реальности. Даже если загруженность наших ШПД сетей абонентским трафиком будет в 2 раза выше чем в Японии, все равно средняя скорость абонетов в сети GPON 1:64 будет не менее 1000 Мбит/сек в пиковый час. НО(!) реальная загруженность сети GPON будет в сотни раз ниже чем сегодняшняя загруженность ШПД-сетей в Японии.

ОДНАКО ЭТО ЕЩЕ НЕ ВСЕ! Процент одновременных загрузок в таблице 1- это то, что имеет место при абонентских скоростях доступа в 4-18 Мб/сек. При таких скоростях абонентский порт находится в состоянии загрузки в среднем от 0,5-1,5% всего времени. При увеличении скорости доступа например в 10 раз, примерно во столько же раз уменьшится время, которое абонентский порт находится в состоянии загрузки, т.к. ту же «работу» по загрузке данных он сделает в 10 раз быстрее. В результате уменьшится загруженность сети, а следовательно , увеличится скорость доступа- см. рис. 1. И вот тут все повторится опять: раз увеличится скорость- уменьшится загруженность. В конечном итоге установится низкий процент загруженности сети, который существенно, в несколько сот раз, ниже чем исходный. На рис 2. показана примерная зависимость загруженности сети от скорости доступа для Европы, Северной Америки и Японии вместе с нагрузочной кривой GPON ветви 1:64; точка пересечения этой зависимости с нагрузочной кривой GPON показывает какая скорость и загруженность установятся в GPON ветви 1:64 при современных потребностях абонентов.

Скорость будет 2500 Мб/с и загруженность порядка 0,002%. В разных странах есть вариации загруженности, но скорость будет одна- 2500 Мбит/с –если только сервера Интернета смогут поддержать абонентскую скорость 2500 Мб/с . Более того видно, что GPON FTTH может поддержать индивидуальную абонентскую скорость в ~2500 Мб/с при стократно больших потребностях абонентов нежели сегодняшние потребности абонентов ШПД в развитых странах. Существенное понижение «личной» скорости от уровня 2500 Мб/с абонент начнет ощущать только когда средне потребляемый поток данных на абонента ШПД приблизится, хотя бы по порядку величины, к 40 Мб/сек. Это соответсвует 12 ТераБайтам(!) трафика на абонента в месяц- примерно в 1000 раз больше чем сегодняшнее потребление европейского абонента ШПД. Сегодня нам до этого очень и очень далеко. Как видим, на сегодняшний день узким местом является совсем не GPON- система. Система GPON FTTH была задумана и будет работать на многие годы вперед– на годы будущего роста потребностей и скоростей абонента. Сегодня узкое место ШПД – это сервера Интернета и вся техника «верхнего», по отношению к GPON, уровня. А именно это сервера BRAS, сервера Интернета, протоколы передачи, а в них -размеры «окна» передачи, время задержки и т.п. Забавно, но в этом смысле торрент -приложения являются передовой технологией , т.к. именно они позволяют раскачать большую скорость загрузки при всех сегодняшних ограничения «верхнего уровня» в интернете. Так что если вы сделали ШПД- доступ на GPON, то «торренты» из вашего врага превращаются в вашего друга. Именно в Торрентах абонент сможет получить ту скорость на которую способна система GPON – 2500 Мбит/сек на абонетский терминал.

ЕСЛИ ГОВОРИТЬ СОВСЕМ ПРОСТО

Тот же вывод можно получить с другого конца. Инвариантом поведения ШПД абонентов по миру является скорее не процент загруженности сети, он- то зависит от скорости доступа, а месячный объем трафика, потребляемый абонентом. В Европе это 12 Гбайт, в Северной Америке -6 Гбайт. Этот объем показывает потребность среднего абонента и может быть пересчитан в средний поток постоянно «текущий к абоненту». В Европе этот поток 40 Кбит/сек, в Сев. Америке- 18 Кбит/сек, в Японии-48 Кбит/сек .Реально абонент потребляет трафик не каждую секунду и не 24 часа в сутки, но в среднем получаются вышеуказанные цифры. Знание такого «среднего потока» позволяет достаточно точно оценить среднее потребление трафика группой абонентов. Рост потребления трафика в час пик не превышает 70% по отношению к среднему, и даже самые пиковые флуктуации из-за наложения нескольких абонентов в группах порядка 100 человек не превышают 3-4 раз по отношению к среднему. Среднее потребление интернет-трафика в час пик группой из 64 абонентов ШПД(средних жителей) составляет: в Европе- не более 5 Мбит/сек, в Северной Америке-не более 2,5 Мбит/сек, в Японии-не более 6 Мбит/сек. Емкость же “трубы”–порта, к которому подключается одна ветвь GPON, составляет 2500 Мбит/сек. Как видим емкость “2,5 Гбс-трубы” на ветви GPON более чем в 500 раз превышает суммарную потребность 64 средневропейских абонентов в «час пик», более чем в 1000 раз превышает потребность 64 среднеамериканских абонентов в «час пик» и более чем в 400 раз превышает потребность 64 среднеяпонских абонентов в «час пик». Подчеркну: это реальная статистика того что происходит в сетях ШПД в мире.

Теоретически конечно же возможны кратковременные наложения абонентов в сети и пики суммарного трафика до больших величин -из-за пересечения нескольких абонентских запросов во времени. Однако, статистическое усреднение приводит к тому что уже в группе из 50 пользователей случайные вариации суммарного трафика( по отношению к среднему) становятся очень малыми. На рис 3. показан классический пример статистического усреднения трафика от нескольких пользовательских компьютеров в группах от 1 до 50, видно как относительные колебания суммарного трафика уменьшаются при увеличении числа пользователей в группе и уже для 50 пользователей флуктуации суммарного трафика не превышают 50% от среднего.

В реальности самые пиковые значения суммарного трафика в группах современных ШПД- пользователей* порядка 100 человек не превышают 3-4 раз по отношению к тому же среднему потоку- включая вариации в час пик. И это -даже при современном проценте загруженности сети около 1%-2% . В нашей же GPON- сети, как видим на рис 2., процент загруженности будет в ~1000 раз меньше, а значит и вероятность пересечения абонентских запросов значительно меньше- во много раз. Вот и получается, что в конечном итоге емкость “2,5 Гбс-трубы” на ветви GPON более чем в 500 раз превышает суммарную потребность 64 средневропейских абонентов в «час пик», более чем в 1000 раз превышает потребность 64 среднеамериканских абонентов в «час пик» и более чем в 400 раз превышает потребность 64 среднеяпонских абонентов в «час пик». При таком запасе каждый абонент получит «личную» скорость в ~2500 Мб/сек на время своих загрузок.

Если же специально тестировать скорость на протяжении нескольких секунд подряд- так как это делает какой -нибудь интернетный Speed Tester, то и тогда он покажет скорость практически равную 2500 Мб/сек . Как это работает? -Если к ветви GPON подключено 64 абонента, то во время одной «загрузки» одного абонента остальные 63, все вместе, заберут не более 6 Мбит/сек. Оставшийся ресурс : 2500 Мбит/с -6 Мбит/с =2494 Мбит/с- это именно та скорость, которую покажет SpeedTester или любой другой интернетный измеритель скорости. И это та скорость которую будет «ощущать» каждый абонент во время своей работы -конечно, если скорость не ограничена оператором связи на сервере BRAS. На рис.4 показано какова будет измеряемая скорость доступа при разных уровнях потребления трафика.

Видно, что при сегодняших потребностях скорость равна 2500 Мбит/сек– если, конечно, оператор связи не ограничивает скорость абонента на сервере BRAS. Существенное понижение «личной» скорости от уровня 2500 Мбит/с абонент начнет ощущать только когда среднепотребляемый поток данных на абонента ШПД приблизится к уровню 40 Мбит/сек (сегодня это 40 Килобит/сек). Если судить по темпам роста потребления трафика в Японии, среднеяпонский абонент ШПД достигнет этого уровня в 40 Мбит/сек примерно к 2040 году( см.рис 4.), т.е. почти через 30 лет.

“ПОТЯНЕТ” ЛИ UPLINK?

В любой системе ШПД есть канал, несущий суммарный поток данных от всех абонентов местной сети в магистральную скоростную линию- так называемый uplink. Иногда, при больших нагрузках он может быть узким местом, ограничивающим скорость ШПД абонентов. В GPON -платформах Huawei МА 5600Т и МА5603 стандартные значения uplink могут быть выбраны от 1 до 40 Гигабит/сек. На рис 5. показана зависимость скорости доступа для абонента GPON от среднего абонентского потребления трафика . Зеленым показано ограничение скорости накладываемое стандартным каналом uplink в 40 Гбит/сек в платформе Huawei МА5600T . Синим показано ограничение скорости накладываемое каналом uplink емкостью в 1 Гбит/сек.

Видно, что если для случая uplink в 1 Гбит/сек может вызвать ограничение скорости, то для случая 40 Гбит/сек характеристики канала uplink и интерфейса GPON- ветви пересекаются при таких значениях потребления трафика на абонента, которые будут достигнуты в Японии примерно к 2030 году. До того как это случится абонентская скорость будет определяться скоростью достижимой внутри самой ветви GPON, которая как видим на рис. 5, будет практически равна 2500 Мбит/сек. Так что 2,5 Гб/сек абонент ветви 1:64 может получить при стандартной емкости uplink 40 Гбит/сек в GPON –платформе Huawei МА5600Т. В платформе же МА 5603 мощность uplink в расчете на абонента почти в 3 раза больше чем в МА 5600Т. Так что при стандартном канале uplink в 40 Гбит/сек в GPON –платформах Huawei скоростей абонентского доступа заметно ниже ~ 2,5 Гигабит/сек не предвидится примерно до 2030 года.

Как видим и на сегодняшний день и на много лет вперед GPON -платформы Huawei МА 5600Т и МА5603 способны поддержать в конфигурации 1:64 абонентскую скорость 2500 Мбит/сек без проблем. Сегодня узким местом является не GPON, а операторские ограничения на BRAS и удаленные серверы Интернета.

Ну так как? «летает» GPON или «не летает»?

Одному курсанту летной школы бабушка написала письмо, в котором просила «внучка» быть осторожным и летать «потише и пониже» дабы он, не дай Б-г, не разбился. Коллеги летчика сильно смеялись, так как летать «потише и пониже» - самый верный способ разбиться. По незнанию особенностей техники бабуля убила бы и себя, и внучка, и технику. Так и в России с GPON- летают «потише и пониже». Результат? ... -«что-то не летает»

GPON- то летает, только «летчиков» мало, которые знают на что самолет способен. А летать «потише и пониже» - верный способ угробить «самолет». Да и себя самого с ним. И дискредитировать хорошую технику.

Стандарт GPON был задуман компаниями, которые очень хорошо знали статистику абонентских сетей и проектировщики GPON знали что делали, господа. И «мотор» у GPON системы «тянет» и «летать» есть где. С «самолетом»-то все в порядке. Летать надо уметь. Если рулить на самолете по взлетке со скоростью 40 км/час, самолет никогда не полетит. « Подъемная сила»- то зависит от скорости. Сильно зависит. Разогнаться надо. GPON «полетит» на скорости больше 100 Мб/с, лучше-на скорости 1000 Мб/с, а вообще-то «родная» скорость FTTH GPON – это 2500 Мб/сек на каждого абонента ветви.

Не верится?

• В Новосибирске ростелекомовские абоненты уже «летают» на скорости 500 Мб/сек на оборудовании GPON Huawei. Без особых проблем. Проверено на реальных Торрент- загрузках.

• А в Москве абоненты бытовой сети ШПД разгоняются на GPON Huawei до 980 Мбит/сек . Местный оператор «Алло Инкогнито» подтвержает скорость на известном интернет-тестере speedtest.com. 

Кто научился «летать» - летают. А тот кто еще не научился, говорит- «....что-то не летает»....

Мировая статистика показывает, что большинство людей в мире не злоупотребляет закачкой данных с сети и даже в часы пик, при скоростях доступа ~10 Мбит/с одновременно нагружают сеть около 1% абонентов подключенных к сетям ШПД. При скоростях 100-2500 Мбит/с загруженность будет во много раз меньше и равновесным состоянием сети GPON на 64 современных абонента будет загруженность около 0,001 % и «личная» абонентская скорость в ~2500 Мб/с. Так что получается, что сегодня в сетях FTTH GPON 2500 Мб/сек : 64=2500 Мб/сек.

Способна ли поддержать такие скорости пользовательская техника, как разгнать ваш ПК до 1000 Мбит/сек, поддержит ли такую скорость внешняя сеть Интернет и Интернет-протоколы передачи данных, какие варианты услуг и тарифов возможны – об этом в следующей статье. Там же рассмотрим как работает статистическое мультиплексирование пользователей в сети -на примере сценариев Торрент-скачивания, ОТТ-просмотров, Web-serfing и т.п.

Команда по работе с партнерами интернет-гипермаркета телекоммуникационного оборудования Telecomo рада сообщить о том, что на сайте доступна продукция трех новых партнеров.

Shenzhen ModulelinkTechnology Co., Ltd. создана в 2005 году и уже стала одним из ведущих производителей оптических сетевых продуктов в Китае. Обладая площадь завода более 6000 квадратных метров, штат около 200 человек. Продукция ModulelinkTechnology пользуется спросом среди дистрибьюторов, поставщиков, производителей оборудования и поставщиков оптических сетевых решений.
Линейка продуктов Modulelink включает две части: активную и пассивную. Активными продуктами являются оптические приемопередатчики, такие как XFP, X2, SFP +, SFP + Cable, XENPAK, SFP, GBIC, 1X9, CWDM, DWDM и т. Д. Медиаконвертеры: 10 / 100Base-Tx to 100Base-FX, 10/100 / 1000Base -Tx to 1000Base-FX и преобразователь 1000Base-Tx-1000Base-FX и т. Д. Пассивная продукция представлена — CWDM MUX / DEMUX, CWDM DWDM MUX / DEMUX, сплиттерами ПЛК и патч-кордами. Все продукты сертифицированы CE, RoHs, ISO9001 и FCC. Модульlink предоставляет гарантию на три года, то есть бесплатную замену и даже 100% -ный возврат, который я возможно осуществить в случае возникновения проблем с качеством в течение гарантийного срока.

GUANGZHOU V-SOLUTION TELECOMMUNICATION TECHNOLOGY CO., LTD. является китайско-голландским совместным предприятием, созданным в 2007 году. V-SOLUTION может предложить полный ассортимент продуктов в областях FTTH & VoIP Gateway. 
Штаб-квартира V-SOLUTION находится в городе Гуанчжоу, в Китайском высокотехнологичном промышленном парке площадью 22,7 квадратных километра. Получив поддержку со стороны местных органов власти, V-SOLUTION приобрели статус одного из ведущих предприятий в данном индустриальном парке. Зарегистрированный капитал 18 миллионов юаней, площадь офиса около 1000 квадратных метров, собственный завод в 4000 квадратных метров завода, площадь аутсорсинговой фабрики — 6000 квадратный метров. 
В настоящее время число инженеров в V-SOLUTION составляет более 40 человек, 20% из них имеют степень магистра. Обладая более чем 10-летним опытом, инженеры разрабатывают продукты с встроенными процессорами на базе Linux и ARM / MIPS. 
Благодаря быстрому развитию и интенсивным исследовательским работам , V-SOLUTION разработала более 50 моделей в 4 основных сериях GPON / EPON / P2P / VoIP соответственно. Каждая серия прошла сертификацию CE. V-SOLUTION получила сертификацию системы управления качеством ISO9000: 2000 в мае 2008 года и сертификацию ISO9000: 2008 в ноябре 2010 года. Благодаря исследованиям и разработкам, компания V-SOLUTION завоевала доверие и поддержку со стороны многих марок зарубежных компаний, в настоящее время подписано более двадцати контрактов ODM с десятью известными предприятиями Китая. 

Shenzhen FH-NET Optoelectronics Co., Ltd — известный производитель волоконно-оптического оборудования. Компания основана в 2003 году, в настоящее время FH-NET является национальным высокотехнологичным предприятием. Генеральный директор, г-н Лэй Чжэнпинг , был приглашён Уханьским технологическим институтом.
Обладая более чем 10-летним опытом в области технологий и учитывая диверсифицированный спрос клиентов, FH-NET непрерывно внедряет инновации в сфере PON и FTTB / FTTH. Предприятие фокусируется на предоставлении конкурентных решений оптоволоконного доступа для интернет-провайдера, правительственных организаций и т. д. 
FH-NET имеет три линейки продуктов: EPON / GPON / EOC. В 2010 году была успешно разработана серия Triple Play (EPON, EOC, ONU).

В настоящее время оборудование FH-NET широко используется в вещательной и телевизионной сети, телекоммуникациях, интеллектуальных транспортных средствах более чем в 60 странах. Кроме того, FH-NET является поставщиком для Гуанчжоуского военного округа и нескольких компаний радиотелевизионной сети. 
Политика FH-NET — разработка передовых технологий, производство первоклассного продукта, обеспечение отличного качества и обеспечение обслуживания на высочайшем уровне.
Компания FH-NET является членом «Китайской ассоциации охраны и защиты промышленности» и «Китайской ассоциации автоматизации интеллектуальных зданий».

Powerlink (HK) International Group Company Limited была основана в 1996 году, состоит из компаний Shenzhen Powerlink Electronic Technology Co., Ltd и Shenzhen Wangtong Industry Co., Ltd.

Shenzhen Powerlink Electronic Technology Co., Ltd и Shenzhen Wangtong Industry Co., Ltd — предприятия, специализирующиеся на разработке и реализации исследований, производстве волоконно-оптических сетей, оптических активных и пассивных продуктов. Основное направление — оборудование для передачи оптических волокон, передачи данных и сетевого доступа. В перечень производимых предприятием продуктов входят: волоконно-оптические трансиверы SFP, конвертеры, цифровые видеоконвертеры, медиаконвертеры, промышленный коммутатор Ethernet, волоконно-оптический модем, адаптеры, волоконно-оптический кабель, волоконно-оптический патч-корд, соединитель FBT, разветвитель Plc , CWDM / DWDM, FWDM, оптический аттенюатор, ODF, оптоволоконная коммутационная панель, оптоволоконная камера, источник питания светодиодов, источник питания для переключения и многое другое. Продукция широко используется в более чем 30 отраслях, таких как телеком, международные аэропорты, шоссе, гидроэнергетика, общественная безопасность. Оборудование сертифицировано в соответствии с международными стандартами: ISO9001: 2000, ROHS, CE, UL, одобрено SGS. Продукция экспортируется в Европу, Америку, Ближний Восток, Индию, Южную и Северную Америку, в страны Северо-Западной Африки, Гонконг, Тайвань, Макао и другие 57 стран и регионов. 

Почему мы выбрали POWERLINK & WANGTONG в качестве вендора TELECOMO?

Компания гарантирует высокое качество по более низкой цене. Команда предприятия прежде всего сосредоточена на контроле основных технологий производства, а также на глубоком исследовании всей цепочки промышленности. Профессиональные инженеры осуществляют проверку качества продукции проверки на всех этапах её производства.

Sintai Communication Co., Ltd — инновационное предприятие, основанное 2012 году. По мере развития и совершенствования продуктов, компания продолжает расширять и находить новые пути сбыта. Компания нацелена на предоставление интегрированных оптических сетей передачи данных и оптических решений для оптимизации передачи. Сплиттеры, блоки оптического усилителя OEO, блоки оптической трансформации OTU, оптический мультиплексор OM, волоконно-оптический усилитель EDFA, серия продуктов оптического устройства (включая оптические приемопередатчики, разветвители, пассивные, мультиплексированные по длине волны (WDM), серия фотоэлектрических преобразовательных кабелей) — входят в список производимой продукции. 
Sintai Communication зарекомендовали себя как «Инновационное, практичное, открытое, прогрессивное, ориентированное на клиента» производство. Оборудование, производимое компанией, помогает клиентам повысить производительность, быстро увеличить пропускную способность сети передачи данных, повысить эффективность сетевых операций, снизить эксплуатационные расходы, реализовать сетевую безопасность. 

Сегодняшний день мы считаем знаковым для нас. Именно сегодня 17.07.2018 мы официально запускаемся с официальными ценами и считаем сегодняшний день днем рождения гипермаркета Телекомо.