Акселерация DSL. Версия 2
Ранее предполагалось, что история DSL доступа завершится технологией VDSL2.
Однако, как часто бывает, жизнь внесла свои поправки. Широкое внедрение волоконной оптики (ВОЛС) уже развёрнуто во многих регионах мира. Однако оно требует значительных затрат и времени. Согласно Heavy Reading, достижение рентабельности сценария FTTH в национальных масштабах требует 10 лет для 50% покрытия.
Фундаментальной проблемой для операторов при развёртывании технологии FTTH является прокладка последних нескольких десятков метров волокна, которая поглощает большую часть необходимых затрат. Так, по сведениям Swisscom, 80% общих затрат на развёртывание FTTH составляют затраты на участке между контейнером на улице и розеткой в помещении пользователя средней длиной 150м.
Есть и психологические причины. Так, по наблюдениям специалистов, занимающихся внедрением ВОЛС, многие резиденты многоквартирных домов забирают свои заказы на услуги FTTH,как только в доме начинают интенсивно работать электрические дрели.Столкнувшись с такими трудностями, дрогнули даже такие гиганты, как Verizon, который при первой возможности пытается продать свои наиболее трудные активы
FTTH, связанные с малонаселёнными и сельскими штатами. Поэтому всю тяжесть внедрения FTTH в таких штатах приняли на себя малые телекоммуникационные компании, организаторами которых выступают группы граждан, правительства штатов, муниципалитеты и компании электросетей [1, 2].
525 таких малых компаний США и Канады объединены в организацию The Organization for the Promotion and Advancement of Small Telecommunications Companies (OPASTCO). Эта организация включает как коммерческие компании, так и кооперативы, которые могут владеть от 100 до 100,000 линий доступа и обслуживают более 3,5 миллионов пользователей.
Сказанное подтверждает целесообразность сохранения медного участка FTTx доступа длиной 200 м и менее, с учётом которого законченное семейство технологий фиксированного проводного широкополосного доступа содержит 5 поколений Generations Broadband (GBB).
Таблица 1 Этапы эволюции фиксированного проводного широкополосного доступа
|
Ступень эволюции
|
Система DSL – доступа
|
Скорость и длина линии
|
|
1-ое поколение 1GBB
|
ISDN, ADSL
|
до 1 Мбит/с, <6 км медь
|
|
2-ое поколение 2GBB
|
ADSL2, ADSL2+
|
до 10 Мбит/с, <6 км медь
|
|
3-е поколение 3GBB
|
FTTCab + VDSL2
|
до 100 Мбит/с, <1 км медь
|
|
4-ое поколение 4GBB
|
Hybrid FTTH
|
1 Гбит/с, 20…200 м, медь
|
|
5-е поколение 5GBB
|
Full FTTH
|
Достаточны для всех приложений обозримого будущего
|
Термин «Акселерация DSL»[2] появился как зонтичный термин, описывающий целую группу инноваций, которые позволяют приблизить возможности широкополосного доступа (ШПД) с участием технологии VDSL2 к возможностям технологии ВОЛС при меньших затратах.
Эти инновации включают в себя:
• метод DSL Vectoring, иногда называемый также G.vector, обеспечивающий подавление переходных помех типа FEXT;
• метод Bonding, при котором две или большее число медных пар объединяются в логическое соединение с увеличением скорости передачи в два и более число раз;
• метод Phantom Mode, который комбинирует преимущества методов vectoring и bonding для большего числа пар;
• метод G.fast, или Omega DSL, который обеспечивает скорости передачи более 100 Мбит/с на очень коротких абонентских линиях (АЛ), например, 500 Мбит/с при длинах абонентской линии менее 100м.
Причём методы Vectoring, Bonding и Phantom Mode принято рассматривать как развитие технологии VDSL2, а метод G.fast разрабатывается в виде проекта 4GBB под эгидой ITU-T, начиная c 2009 года.
В 2010 году ведущие производители оборудования фиксированного широкополосного доступа анонсировали свои намерения существенно расширить возможности технологии VDSL2, а следовательно и комбинированного медно-оптического ШПД, путём использования технологий Vectoring и Bonding.
Первой ласточкой был анонс Alcatel-Lucent в апреле 2010 года о возможности передачи со скоростью 300 Мбит/с по двум стандартным медным парам на расстояние 400м. Huawei в сентябре того же года сообщил о возможности получения по 4-м парам скорости передачи 700 Мбит/c. Далее выступил тандем Nokia Siemens, заявивший о возможности достижения ещё большей скорости 825 Мбит/c. Кульминацией 2010 года стало заявление Alcatel-Lucent о возможности получения скорости 900 Мбит/с.
Метод DSL Vectoring
В сентябре 2011 года Ikanos, ведущий разработчик и производитель чипов DSL, демонстрировал на выставке в Париже модемы VDSL2, поддерживающие технологию Vectoring c программным обеспечением, разработанным корпорацией ASSIA - основным идеологом применения Vectoring в технологии DSL.
Практически одновременно корпорация Alcatel-Lucent (ALU) анонсировала коммерческую готовность технологии VDSL2 Vectoring. Этот метод обеспечивает основной вклад в достижимое увеличение пропускной способности линий DSL путём подавления переходных помех между линиями VDSL2 одного кабеля или кабельного пучка. Он стандартизован ITU-T в 2010 году в виде рекомендации G.993.5 «Self-FEXT cancellation (vectoring) for use with VDSL2 transceivers».
VDSL2 Vectoring позволяет получать реальную пропускную способность 100 Мбит/с и более на линиях длиной до 400 м или меньшие пропускные способности соответственно на больших длинах.
Наиболее полные линейные испытания новой технологии были проведены ALU и филиалом A1 Telekom Austria на существующей абонентской телефонной сети. Испытания проводились на двух типах кабелей – одном хорошего качества кабеле и старых неэкранированных кабелях. На более новом кабеле удалось получить пропускную способность 1,1 Гбит/с при длине 70 м, а также 800 Гбит/с и 500 Гбит/с при длине 100 м на старых неэкранированных кабелях, являющихся типовыми абонентскими кабелями местных телефонных сетей Австрии.
При задействовании второй линии старого кабеля пропускная способность обеих линий резко падала до 60 Мбит/с из-за возникающего переходного влияния типа FEXT между ними. При включении в работу механизма vectoring пропускная способность повышалась почти на порядок до значения 500 Мбит/с при длине кабеля 100м.
В табл. 2 приведены результаты испытаний технологии Vectoring, полученные несколькими ведущими мировыми telkos.
Таблица 2 Минимум пропускной способности линий VDSL2 c vectoring и без vectoring
|
Оператор
|
Длина тестируемой линии, метров
|
Минимум скорости Downstream без vectoring, Мбит/с
|
Минимум скорости Downstream с vectoring, Мбит/с
|
|
Swisscom
|
500
|
24
|
66
|
|
P&T Luxembourg
|
Смесь линий 529, 567, 673
|
30
|
57
|
|
Deutsche Telecom
|
Линии разных длин, показан результат для линии 450 м
|
53
|
92
|
|
Slovak Telecom
|
505
|
52
|
90
|
|
Belgacom
|
500
|
20
|
65
|
Метод Bonding
Этот метод позволяет увеличить пропускную способность и/или перекрываемые расстояния путём преобразования нескольких физических каналов в один логический канал.
Основными областями применения bonding являются предприятия малого и среднего бизнеса SME и комплексы больших зданий. В этих сетях bonding может использоваться для гибкой передачи цифровых потоков в интервале скоростей DS1/E1 и DS3/E3, а также ADSL и VDSL.
Первой технологией DSL с функцией bonding была технология Gshdsl. Метод стандартизован ITU-T в 2005 году в виде 3-х рекомендаций - G.998.1 “ATM-based multi-pair bonding”, G.998.2 “Ethernet based multi-pair bonding” и G.998.3 “Multi-pair bonding using time-division inverse multiplexing”.
Mетод Phantom Mode
Этот способ известен уже почти 100 лет. Его суть заключается в формировании с помощью каждых двух симметричных пар и специальных дифференциальных трансформаторов дополнительной третьей пары, в которой каждая из двух указанных реальных пар выполняет роль провода этой третьей пары. Поскольку реально эта третья пара не существует, то её называют искусственной, или фантомной цепью. В результате пропускная способность соединения DSL увеличивается на величину пропускной способности фантомной цепи.
Эти фантомные цепи в своё время широко использовались в практике систем передачи по симметричным кабелям для организации вспомогательных каналов служебной связи, телеобслуживания и др.
Рис. 1 Пояснение метода Phantom Mode
1 2 3 4 5 6
Рис. 2 Пропускная способность соединения при различных режимах работы линий DSL:
1. Работает только первая линия
2. Bonding режим двух линий
3. Bonding режим двух линий + режим фантом (результирующая пропускная способность соединения длиной 400 м составляет 390 Мбит/c)
4. Bonding режим двух линий + режим фантом + режим vectoring (результирующая пропускная способность соединения длиной 400 м составляет 390 Мбит/c)
5. Bonding режим 4-х линий + режим vectoring
6. Bonding режим 4-х линий + режим vectoring + режим фантом (результирующая пропускная способность соединения длиной 400 м составляет 910 Мбит/c).
Проект G.fast
Проект является плановым заданием 15 Исследовательской группы ITU-T в исследовательских периодах 2009…2012 и 2013…2016 годов. Практическая реализация проекта G.Fast выполняется консорциумом 4GBB в рамках программы EUREKA CELTIC.
Примечание
CELTIC – Европейская научно-исследовательская программа Research and Development (R&D) Programme, цель которой – повышение конкурентоспособности Европы в области телекоммуникаций с помощью краткосрочных и среднесрочных R&D проектов.
Участники Программы – малые, средние и крупные промышленные телекоммуникационные компании, научно-исследовательские институты, университеты и даже местные власти всех 35 стран Европы.
Консорциум 4GBB образован 12-ю европейскими странами из 6-и стран. Координатор проекта – шведская фирма Ericsson. Более полную информацию о проекте можно найти по адресу http://www.4gbb.eu/
Наиболее активное участие в реализации проекта 4GBB выступает голландский центр инноваций TNO.
[http://www.mohasboon.com/TNO.Telecom.html].
Научным руководителем Проекта и, по сути, основным генератором идей, реализуемых в рамках проекта 4GBB, является Rob van den Brink
[http://www.joepeesoft.com/Public/DSL_Corner/RvdB_CV.html
Особенно впечатляет список работ, выполненных TNO Telecom в процессе реализации проекта 4GBB. Любопытно также, что автором всех выполненных TNO указан Rob van den Brink.
Обещания G.Fast сулят операторам FTTH-подобные скорости до 1 Гбит/с, но без необходимости замены медного кабеля оптическим на этом хлопотном участке в несколько десятков метров.
В июле 2013 года ITU-T одобрил первую редакцию рекомендации G.9700 "Fast access to subscriber terminals (FAST) - Power spectral density specification" – «Быстрый доступ к пользовательским терминалам (FAST) - спецификация плотности спектральной мощности», представленную его 15-ой Исследовательской комиссией Study Group 15.
Стандарт определяет методы минимизации интерференции оборудования G.fast c широковещательными сигналами, подобными FM радио.
В декабре 2013 года получила одобрение ITU-T также рекомендация G.9701 “Fast Access to Subscriber Terminals - Physical layer specification”. Оборудование, разработанное по этой рекомендации, будет поддерживать скорость передачи до 1 Гбит/ по короткому участку существующей абонентской линии от распределительных точек distribution points (FTTdp), расположенных около или внутри здания.
22.04.2014
«
»
|
