76Научно-технические разработки

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Погоня за Verizon FiOS. PON vs DOCSIS


Виктор Блэйк, независимый эксперт Теле-Спутник - 1(159) Январь 2009 г.


Предложения услуг высокоскоростной передачи данных от Verizon FiOS (Verizon FiOS — марка, под которой телекоммуникационный оператор США Verizon предоставляет услуги Triple Play) представляют угрозу для кабельных операторов. Она выглядит особенно зловещей, если сравнивать сети, исходя из принципов расчета полосы, приходящейся на одного абонента.1
Но это соревнование носит, скорее, характер марафона, чем спринта. Победа в нем будет зависеть не только от сегодняшней пропускной способности каналов, но также и от долгосрочной грамотной координации технологий, спроса и ценовой политики.
В настоящее время преимущество Verizon заключается в применении технологии BPON (Broadband Passive Optical Network), хотя при сравнении с DOCSIS и другими вариантами PON можно обнаружить и ее ахиллесову пяту.

BPON vs DOCSIS
Большинство внедрений Verizon FiOS реализованы на технологии BPON (622/ 155 Мбит/с 2), которая позволяет предоставить почти 20/ 5 Мбит/с каждому из 32 абонентов, обслуживаемых одним узлом PON. Это половина того транспорт- ного ресурса, который делится между сотнями абонентов, подключенных к одной паре каналов DOCSIS (прямой/обратный), работающих в режиме модуляции 256/16 QAM.
Закладываясь на то же количество абонентов (32) и ту же долю единовременно активных абонентов, DOСSIS 1.1 с 256 QAM в прямом канале позволяет предложить 15 Мбит/с в прямом направлении, в то время как Verizon обеспечивает 233 Мбит/с (см. таблицу 1).


Особо предприимчивые кабельные операторы могут подключать к такому каналу 75 подписчиков, но оптимальный вариант — 32 подписчика на канал (см. таблицу 2)


Использование DOCSIS 3.0 c 160-мегабитным прямыми каналами, занимающими четыре физических канала, может дать сравнимую с BPON пропускную способность, но только если такой связкой будет обслуживаться не более 10 абонентов — тогда каждому из них будет предоставлено 15 Мбит/с. То есть на каждых 10 абонентов понадобится 4 прямых канала по 6 МГц.
Но каковы же потребности рынка? Как только пользователей перестанет устраивать чересчур гибкое разделение полосы между ними, провайдеры должны будут на это отреагировать. По мере того, как интернет-приложения начинают потреблять все больше транспортного ресурса, и в домах появляется все больше дистанционно управляемых устройств; повышаются и требования к полосе, и ее компромиссное деление между разными услугами, характерное для каналов с высоким отношением пиковой и средней загрузки, становится все менее допустимым.
В сетях DOCSIS 3.0 можно предоставлять тот же транспортный ресурс при меньшем уровне конкуренции абонентов за полосу. В таблице 3 показана гипотетическая конфигурация, которая позволила бы предоставить каждому абоненту выделенную полосу 15 Мбит/с,аналогичную той, которую получают абоненты сети PON.


Но при сравнимом уровне сервиса DOCSIS потребует больше оптоволокна, и аппаратура для DOCSIS в пересчете на 1 Мбит/с обойдется дороже, чем для любой PON-технологии. Опыт Verison показал, насколько дорого строительство оптики до дома (FTTH), но организация DOCSIS 3.0 обходится еще на 320 процентов дороже, чем FiOS (см. таблицу 4).


В BPON, GPON (Gigabit) и других PON-технологиях, как правило, не практикуется совместное использование полосы абонентами, по крайней мере, до тех пор, пока их количество не превысит расчетное для общего транспортного ресурса узла PON. Один сетевой узел BPON рассчитан на 32 абонентов и, соответственно, может предложить каждому из них не разделяемую ни с кем полосу в 19,4 Мбит/с. А если бы Version практиковал конкурентное использование полосы, то его маркетологи могли бы говорить, что FiOS предлагает каждому канал в 233 Мбит/с.
И это еще не все. В настоящее время Verison начинает внедрение GPON, предоставляющего каналы 2,488 Гбит/с / 622 Мбит/с. А на недавнем семинаре ITU-T/IEEE компания дала понять, что следующее поколение ее PON-сетей будет иметь пропускную способность 10 Гбит/с / 2,5 Гбит/с, а затем дополнительно расширится до40 Гбит/с / 10 Гбит/с.
Конкурентная угроза в отношении обратного канала сегодня еще более актуальна. Даже в DOCSIS 3.0 полоса обратного канала, разделяемая между всеми абонентами, ограничена 40 Мбит/с.
Это при ширине канала 12,8 МГц и модуляции 16 QAM.
DOCSIS 3.0 c его 120 Мбит/с в прямом канале позволит кабельным операторам конкурировать на рынке с FiOS. Это, конечно, позволит увеличить 10-мегабитные каналы, предлагаемые сегодня в бытовом секторе, до 20 мегабит, но в долгосрочной перспективе различия между возможностями DOCSIS и PON станут еще более очевидными.
IEEE EPON С технологической точки зрения, услуги индивидуальным и бизнес-клиентам ничем не отличаются. В то же время, не все PON одинаково привлекательны для разных операторов — кабельщики предпочитают Ethernet (E)PON. Некоторые из них уже используют EPON для обслуживания бизнес-клиентов с каналами до 1/ 1 Гбит/с.
EPON c удвоенной скоростью может предложить каналы 2,5/ 1 Гбит/с. А с развитием GPON станут реальными еще большие скорости.
Созданная в марте 2006 года группа IEEE 802.3av, занимающаяся разработкой стандарта Ethernet PON 10 Гбит/с, уже добилась заметного прогресса. Предполагается, что первые чипсеты появятся на рынке в конце 2008 — начале 2009 года, что позволит EPON существенно перегнать ITU-T GPON, распространенный в телекоммуникационных сетях. Более того, следующее поколение EPON будет стопроцентно совместимо с сегодняшним EPON. Несмотря на очевидные требования к модернизации физического уровня системы и небольшие различия в реализации услуг, переход к 10-гигабитному EPON будет прозрачным для операторов.
EPON имеет значительные конкурентные преимущества, а именно — более низкие капитальные затраты, более стабильную и надежную технологию и продукты, а также достаточно низкие эксплуатационные затраты. И операторы, планирующие воспользоваться преимуществами этого решения, присоединятся к сообществу кабельных и телекоммуникационных операторов, уже работающих с РОN в Японии, Корее, Индии, Китае и Европе. Они ввели в эксплуатацию более 12 млн абонентских линий и получают от них прибыль.
Еще более конкурентным решением может стать DOCSIS поверх EPON, которое позволяет операторам поднять поддержку OSS (Оperational Support System) до уровня, свойственного коммерческим сетям Ethernet, обслуживающим бизнес-клиентов.

Временные рамки и стратегия ввода
Главное для успеха — выбрать правильную временную стратегию ввода услуг. Если модернизация сети сейчас реально не востребована, то решение кабельных операторов отложить расходы на внедрение FTTH будет выглядеть разумным. Но надо иметь в виду, что введение новых технологий, продуктов и услуг требует времени, и если кабельные операторы затянут процесс, то потеряют свою долю рынка. За примерами таких ошибок далеко ходить не надо. Многие интернет-провайдеры, предоставляющие коммутируемый доступ, опоздали с переходом к широкополосному доступу. Другой пример потери сегмента рынка — продолжающийся переход от пользования услугами проводной телефонии к услугам сотовой.
Еще один ключевой фактор успеха — правильная стратегия внедрения. Кабельные операторы должны одновременно поддерживать все продукты и услуги, обслуживая абонентов DOCSIS- и PON-линий на базе единой системы QSS/BSS, оптимизируя соотношение капитальных и эксплуатационных расходов, а также минимизируя экономические и технологические риски. Если конкретизировать задачу, то кабельные операторы должны стремиться к тому, чтобы индивидуальные и бизнес-абоненты обслуживались на базе единой OSS и общей оптической распределительной сети.
Реализация DOCSIS поверх EPON обеспечивает решение этих задач в рамках простой технической системы. Это не столько ответ FiOS, сколько хорошо продуманный и спланированный подход, идея которого появилась раньше системы Verison FiOS. Надо только выбрать правильную временную тактику его внедрения.

Стабильность EPON
EPON разрабатывался в качестве недорогого продукта. Как и другие решения Ethernet семейства IEEE 802.х, EPON не требует лицензионных отчислений при его внедрении и реализуется на базе отработанных технологий. Продукты EPON выпускаются в массовом масштабе и потому недороги. Даже если Verizon расширит свои сети GPON, цена на них не упадет сколько-нибудь значительно, так как это единственный оператор в мире, внедривший GPON в коммерческую эксплуатацию.3 Сегодня у него два основных поставщика: Alcatel-Lucent и Motorola. Некоторые из бывших производителей, специализировавшихся на GPON, теперь работают над продукцией для EPON. В разработках 10 Гбит Ethernet PON — IEEE P802.3av — особенно активны Alcatel-Lucent и Nokia Siemens.
Большие объемы внедрения решений EPON, в конечном итоге, приводят к экономии в эксплуатационных расходах. Другим признаком зрелости этой технологии является наличие большого разнообразия оборудования для лабораторного и полевого тестирования EPON. Для нее также отработаны обучающие технологии и выпущена соответствующая литература. Кроме того, технология EPON более стабильна, чем конкурирующая GPON. Если обе рекомендации, регламентирующие GPON, постоянно меняются, то EPON по существу остается неизменной.

DOCSIS OAMP
Сообщество кабельных операторов демонстрирует мощную поддержку работе стандартизирующих организаций IEEE и Internet Engineering Task Force. Так, например, архитектуру IP/Ethernet они приняли и начали внедрять значительно раньше, чем их телекоммуникационные конкуренты. Они быстрее начали внедрять и VoIP.
С EPON, видимо, произойдет то же самое. Его внедрение не сопровождается технологическими рисками, то есть вопроса «заработает ли это вообще» не возникает. EPON, так же, как и VoIP — недорогое решение, которое может быть интегрировано с существующей архитектурой предоставления IP-услуг и даже с оптической сетью распределения ТВ-вещания в окне 1550 нм, хотя это потребует небольших изменений в обратном канале. Основная проблема будет заключаться в поддержании эксплуатационных процессов OAMP (Operation, Administration, Maintenance, Provisioning). IEEE 802.3ah и 802.3av — такой же Ethernet, как и 802.3z (GigE). Эти протоколы доступа не обеспечивают достаточной поддержки конкретных функций OAMP, необходимых операторам. Для распространенного в телекоммуникациях GPON была разработана надстройка под названием FSAN. Кабельная индустрия должна разработать аналогичную надстройку для EPON, и DOCSIS — естественный кандидат на роль надстройки над физическим и МАС-уровнем EPON.
Наличие у кабельных операторов сильной, отработанной технологии DOCSIS является их важным конкурентным преимуществом. Технологии семейства DOCSIS позволяют предоставлять услуги высокоскоростной передачи данных в режиме «лучшее из возможного», а с применением стандарта PacketCable 1.5 и услуг передачи голоса. Стандарты Packet Cable 2.0 и PacketCable Multimedia (PCMM) позволяют операторам вводить в сеть любые приложения с произвольными требованиями к QoS.
Системы DOCSIS вертикально интегрированы. Они включают сервисную надстройку, МАС-уровень и различные физические уровни. Несмотря на то, что DOCSIS c самого начала был организован как вертикально интегрированное семейство протоколов, мы может отделить МАС-уровень от физического и сервисный от МАС, аналогично тому, как это сделано в OSI (Open Systems Interconnection). Любой протокол любого уровня может быть заменен другим. Так, например, произошло при появлении физических протоколов SCDMA (Code Division Multiplaxing Access) в DOCSIS 2.0 и MUPLI в DOCSIS 3.0.
Единственный межуровневый атрибут —это идентификатор услуги (SID-Service IDentificator). И неслучайно в EPON используется аналогичный единый межуровневый идентификатор LLID — Logical Link IDentifier. LLID может делать все то же самое, что и SID. Точно так же, как SID’ы, LLID’ы полностью детерминированы и жестко определяют схему реализации услуги. То есть, в отличие от протокола 802.1p и других схем установления очередности пакетов с учетом QoS, они не являются вероятностными механизмами.

Бесшовное объединение
Можно предвидеть постепенное объединение этих двух технологий. Весь трафик от и до абонентского устройства ONU проходит через центральный узел (OLT), и в сегменте сети за OLT уже не важно, что потоки были переданы с помощью технологии EPON. OLT может заменить собой CMTS (Cable Modem Termination System). В частности, OLT может скрыть от глаз сложность сервисного интерфейса CMCI. В архитектуре «DOCSIS поверх EPON» абонентское устройство ONU может работать как кабельный модем, используя CMCI без внесения каких-либо изменений в сегодняшние ONU!В настоящее время DOCSIS позволяет организовывать частные виртуальные сети с помощью протокола L2VPN, поддерживаемого DOCSIS1.1 и 2.0. В DOCSIS 3.0 аналогичные услуги плюс дополнительная функциональность реализуются с помощью спецификации Business Service over DOCSIS (BSoD).
Так как многие кабельные операторы уже используют решения EPON (некоторые из которых MEF-совместимы), было бы желательно иметь единое решение, которое можно было бы использовать в обеих платформах «DOCSIS поверх РЧ» и «DOCSIS поверх EPON».
Внедряя MEF в DOCSIS (в действующих CMTS) и работая над подобным внедрением для «DOCSIS поверх EPON», в будущем по кабельной сети можно передавать обрисованные MEF Ethernet услуги в режиме «точка — точка» и «точка — многоточка».4 Услуги Metro Ethernet актуальны не только для бизнес-клиентов. Они могли бы также стать «пятой услугой» для бытовых пользователей.
По экономическим соображениям, сотрудники все большего числа компаний работают дома или в удаленных офисах. Проблемы с ПО, конфигурациями и решениями IP-VPN, рассчитанными на самостоятельную настройку, заставляют многие компании искать более простые решения. Поддержка MEF-услуг могла бы открыть интересные маркетинговые возможности в плане добавления новых сервисов и создания новых источников дохода в бытовом секторе, хотя это, скорее, дополнительный плюс к внедрению этих услуг в бизнес-секторе.

Особенности перехода
Каждый кабельный оператор имеет свои особенности, и индивидуальные стратегии перехода, скорее всего, будут различаться. Среди наиболее существенных факторов, которые определят схему перехода к FTTH, можно назвать различия в стоимости строительства, расстановку сил на местном рынке и период, за который могут быть сделаны капитальные вложения. Совокупность DOCSIS 3.0 для бытовых пользователей и EPON для бизнес-пользователей позволит кабельным операторам конкурировать с FiOS. «DOCSIS поверх EPON» представляет собой вариант плавного перехода от вертикально интегрированного «DOCSIS поверх РЧ» к будущему «DOCSIS поверх РЧ/EPON» (или даже какому-то третьему транспорту). Выбрав переход к «DOCSIS поверх EPON», кабельные операторы смогут регулировать временные рамки введения услуг PON, исходя из экономической целесообразности. При внедрении сети с нуля, возможно, имеет смыл сразу начинать с такой технологии. Для реконструируемых сетей оптимальные сроки будут зависеть от ARPU и затрат на реконструкцию. При объединении с DOCSIS EPON становится не просто конкурентоспособным, он становится лучшим. Снижение эксплуатационных расходов за счет перехода к единой OSS-системе приведет к возможности создания более прибыльной бизнес-схемы.

Материал Communication Technology, перевод Анны Бителевой.
1 Имеется в виду, что кабельные операторы, предоставляющие услуги передачи данных через DOCSIS, в качестве максимально доступной абоненту полосы обычно приводят всю полосу прямого и обратного канала, хотя она делится между всеми абонентами, обслуживаемыми одним узлом. В то же время, операторы сетей РОN обычно рассчитывают абонентский канал, исходя их соображений, что общая полоса каналов поровну делится между всеми абонентами.
2 Здесь и дальше через слэш приведены параметры прямого и обратного каналов.
3 В России сети GPON тестируются операторами Петербурга, Владивостока и Якутии (прим. ред.).
4 Об услугах MEF (MetroEthernet Forum) можно прочитать в статье «Сети Ethernet. 3 часть. Metro Ethernet», «Теле-Спутник» №10, 2008.


 
Теле-Спутник Январь 2009
наверх
 



Уважаемые посетители!
В связи с полной реконструкцией Архива, возможны ситуации, когда текст будет выводиться не полностью или неправильно (отсутсвие статей в некоторых номерах это не ошибка). Если заметите какие-то ошибки, то, пожалуйста, сообщите нам о них. Для связи можете воспользоваться специальной формой:

Номер журнала: *
Страница: *
Дополнительные сведения: *
Желательно четко опишите замеченную проблему - это поможет быстрее ее решить.
Мы не отвечаем на вопросы! Их следует задавать на нашем форуме!
Антиспам: * Нажмите мышкой на синий квадрат:


Поля, помеченные звездочкой (*)
обязательны для заполнения





Новый сайт