Рис. 1. ПГС в виде узла переприема

Подголовные станции играют очень важную роль в системах доступа, поскольку реализуют принцип сегментации системы. Следует отметить, что строительство крупной сети может начинаться как раз с подголовной станции. В нашем примере общее количество абонентов системы составляет 250 тысяч. Осуществление менеджмента абонентов (выписка счетов, контроль оплаты и т.д.) и их обслуживание (техническая поддержка, техническое обслуживание оборудования и т.д.) в этом случае является непростой задачей. Значительно проще оперировать с количеством абонентов 50 тысяч, хотя в последнее время наблюдается тенденция к снижению этого значения до 20 тысяч. Это обусловлено появлением новых интерактивных услуг, в частности, доступ в Интернет по ТВ кабельным сетям.

Рис. 2. Сложный вариант подголовной станции

В простейшем варианте подголовная станция может являться всего лишь узлом оптического переприема сигнала, когда в транспортной сети информация передается в аналоговой форме. Пример такой подголовной станции показан на рис. 1. На рис. 2 показан сложный вариант подголовной станции. В этом случае она выполняет следующие функции:

• изменение частотного плана и пакета программ;
• добавление новых программ;
• добавление услуг (Интернет);
• добавление услуг телефонии.

Последняя миля

Под термином "последняя миля" мы будем понимать участок системы доступа от подголовной станции до абонента. Участок последней мили можно разделить на следующие части: оптическая сеть; магистральная коаксиальная сеть; распределительная сеть (домовая). Рассмотрим каждый участок в отдельности.

Оптическая сеть последней мили

Рис. 7. Два варианта сложения обратных каналов

Оптическая сеть последней мили может строиться как по схеме "кольцо", так и по схеме "дерево". Выбор того или иного варианта определяется, практически, только требованием надежности системы. В нашем примере последняя миля охватывает район с общим количеством абонентов 50 тысяч. Как уже указывалось, на начальном этапе эксплуатации принимается, что к одному оптическому приемнику подключается 2000 абонентов. Если система доступа не ориентирована на оказание интерактивных услуг и услуг телефонии, наверное, требования по надежности системы могут быть снижены. Однако мы будем рассматривать систему с возможностью реализации системы резервирования как по оборудованию, так и по трассам прокладки оптического кабеля. Вернемся опять к нашему примеру и рассмотрим вариант построения оптической части последней мили. Блок-схема оптической части приведена на рис. 3. Это общий случай построения оптических сетей последней мили. При проектировании место подголовной станции выбирается таким образом, чтобы минимизировать расстояния от ПГС до оптических приемников, т.е. станцию стараются разместить в центре района. При этом получается несколько колец. Расположение оптических приемников, структура коаксиальных сетей и количество оптических волокон в кабеле определяются таким образом, чтобы в случае необходимости (например, при увеличении трафика обратного канала) была возможность установки в тех же точках дополнительных приемников. То есть возможность уменьшения количества абонентов, подключаемых к одному оптическому приемнику без реконструкции кабельных сетей. Естественно, что при этом несколько увеличиваются начальные затраты. Однако такой подход позволяет сэкономить значительные средства при будущем развитии системы доступа.

На рис. 4 показана оптическая часть последней мили одного из районов Москвы. В качестве первой итерации количество волокон в оптических кабелях выбиралось из учета реальной необходимости. При этом к каждому оптическому приемнику приходит 4 волокна. В таблице 1 приведена спецификация первого варианта оптических кабелей (маркировка фирмы NK Communications (компания Nokia)). Как видно из таблицы, количество типов кабелей достаточно велико. Переговоры с производителем показали, что более выгодно заказывать оптические кабели со стандартным количеством волокон. Это позволяет значительно уменьшить стоимость кабельной продукции, несмотря на то, что часть волокон никогда не будет использоваться. Под стандартным в кабеле понимается следующее количество волокон: 4, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 72, 80, 120, 144. В нашем случае окончательная спецификация выглядела, как показано в таблице 2. То есть удалось в два раза уменьшить количество типов оптических кабелей. Естественно, что при больших партиях поставки можно заказывать кабели только с нужным количеством волокон. Однако такая ситуация бывает крайне редко, поскольку реализация проекта происходит поэтапно и сразу все необходимое оборудование и материалы не заказываются.

Следует отметить, что очень важным моментом является поддержание постоянного контакта с производителями оборудования. Это позволяет избежать существенных ошибок при выборе оборудования. Кроме того, производитель может подсказать наиболее рациональное решение задачи.

Резервирование оптической части последней мили

При оказании интерактивных услуг необходимо обеспечить высокую надежность работы системы доступа или, по крайней мере, сократить время, необходимое для восстановления работоспособности. Существует несколько вариантов решения этой задачи. Простейшим решением может служить прокладка оптических кабелей к оптическому приемнику двумя независимыми путями. При этом подразумевается установка оптических разъемов и на основной и на резервной ветке. Это позволяет в случае неисправности оптических кабелей осуществить ручное переключение оптических веток. Естественно, что данный вариант применим только тогда, когда допускается прекращение оказания услуг на определенный промежуток времени. В случае отсутствия такового, необходимо использовать систему автоматического резервирования.

Рассмотрим два варианта такой системы на примере сдвоенного оптического приемника серии BXX компании TelesteCorporation. Первый вариант, при котором резервируются только оптические приемники, показан на рис. 5.

В нашем примере на один оптический приемник приходилось 2000 абонентов. Таким образом, при первом варианте резервирования на один даже сдвоенный оптический приемник приходится 2000 абонентов, как по прямому, так и по обратному каналам. Наиболее перспективным является второй вариант, при котором осуществляется 100-процентное резервирование оборудования и узел серии BXX выступает в роли двух отдельных оптических приемников (рис. 6), т.е. в одном корпусе реализована схема двойного оптического приемника. В случае выхода из строя одной из оптических веток, осуществляется автоматическое переключение на второй оптический приемник. В этом случае количество абонентов, приходящихся на один оптический приемник, удваивается, но система продолжает работать. Одной из полезных функций BXX является возможность дистанционного управления и отключения любых обратных каналов. Это важно, когда какой-либо из обратных каналов поражен шумами и мешает работе других.

Отметим еще один момент, крайне важный при строительстве интерактивных сетей, а именно — показатель несущая/шум обратного канала. Для этого проведем сравнение использования одинарных оптических приемников, например, серии DXO и оптических узлов серии BXX. Блок-схемы показаны на рис. 7. Пусть отношение несущая/шум оптических линий составляет 35 дБ. Тогда при суммировании 10 оптических веток, построенных на одинарных оптических приемниках, получим общее значение отношения несущая/шум равное 25 дБ. При использовании оптических узлов серии BXX мы имеем по четыре независимых коаксиальных участка и всего три оптические линии для 2400 абонентов. В этом случае суммарное значение параметра несущая/шум обратного канала составит 30.2 дБ, т.е. приблизительно в 1.2 раза лучше, чем в первом варианте. Естественно, что применять или не применять резервирование и, если применять, то какую схему реализовывать, определяет сам оператор в зависимости от решаемой им задачи. Можно посоветовать только одно: принимая решение о строительстве системы доступа, не забывать о том, что сеть строится не на один год и даже не на пять лет. Любая система должна иметь возможность такого дальнейшего развития, которое не приводит к строительству практически новой сети. Что касается экономии начальных вложений, то использование оптических узлов серии BXX позволяет это сделать. BXX имеет модульный принцип построения, и узел, начинаясь с простого одинарного оптического приемника, может быть модифицирован в дальнейшем до варианта полного резервирования с функциями автоматики и дистанционного управления.

Примечание. Необходимость использования оптических приемников на подголовных станциях в случае переприема компенсируется увеличением количества конечных приемников в каждом районе на 1 при использовании только длины волны 1550 нм.