Комплектация поставки

В стандартный комплект для подключения к Интернет с ADSL-модемом входят следующие компоненты:

· модем;

· сплиттер;

· USB-кабель либо кроссовый Ethernet-кабель" (в зависимости от выбранного типа подключения);

· два телефонных кабеля;

· компакт-диск с описанием процедуры установки оборудования и специальным программным обеспечением.

1.2. Порядок подключения оборудования

Схемы подключения ADSL-модема, сплитера и микрофильтров.

Приходящая телефонная линия подключается к гнезду Line сплиттера или микрофильтра. Модем -- к гнезду ADSL или Modem сплиттера. Или к линии. Телефонные аппараты -- к гнезду Phone сплиттера или микрофильтра.

Все телефонные аппараты обязательно должны быть подключены через сплиттер или микрофильтр. Ни один телефонный аппарат не должен быть подключен напрямую к линии.

Подключение оборудования производится в следующей последовательности:

· подключите сплиттер к телефонной розетке;

· подключите модем и телефонные аппараты к сплиттеру;

· установите микрофильтры (при необходимости);

· подключите модем к компьютеру.

Модем подключается к сплиттеру через разъем "MODEM", а сплиттер к свободной телефонной розетке через разъем "LINE", используя телефонные кабели из комплекта поставки. Телефонный аппарат подключается к сплиттеру через разъем "PHONE". Если в Вашей квартире установлены розетки старого образца (пятиштырьковые), то необходимо будет приобрести переходник на евро-разъем (RJ11).

Внимание! Если в квартире есть телефонные аппараты, подключенные минуя сплиттер, их необходимо подключить через микрофильтры, установив микрофильтр в разрыв между телефоном и телефонной розеткой.

Ни микрофильтр, ни сплиттер, не влияют на работу телефона и при правильном соединении телефонный аппарат должен работать так же, как и до установки микрофильтра/сплиттера. Если после включения микрофильтра/сплиттера телефон не работает, см. «Возможные проблемы».

Модем подключается к компьютеру соответствующим кабелем (USB или Ethernet) в зависимости от типа модема.

После подсоединения модема по USB-интерфейсу возможно появления "Мастера установки оборудования".

2. Настройка компьютера

Для обеспечения соединения с Интернет необходимо установить поддержку протокола PPPoE. Последовательность действий зависит от операционной системы, установленной на компьютере:

· Windows XP;

· Windows 98, ME, NT 4.0 (Service Pack 3 и выше), 2000.

2.1. Настройка Windows XP

PPPoE входит в набор стандартных приложений Windows XP. Для настройки поддержки протокола PPPoE необходимо сделать следующее:

1. Открыть «Панель управления», нажав Start/Control Panel (Пуск/Панель управления).

2. В панели управления щелкните мышкой по значку «Network Connections» («Сетевые подключения»).

3. Выберите «Create a new Connection» («Создание нового подключения»). Запустится мастер новых подключений, после чего нажмите кнопку «Next» («Далее»).

4. Выберите пункт «Connect to the Internet» («Подключить к Интернету») и нажмите «Next» («Далее»), как показано на рисунке ниже.

5. Выберите пункт «Set up my connection manually» («Установить подключение вручную») и нажмите «Next» («Далее»).

6. Выберите пункт «Connect using a broadband connection that requires a user name and password» («Через высокоскоростное подключение, запрашивающее имя пользователя и пароль») и нажмите «Next» («Далее»).

7. Впишите имя провайдера «BaltNet» и нажмите «Next» («Далее»).

8. В поле «User name» («Имя пользователя») введите выданное Вам имя пользователя, а в поле «Password» («Пароль») введите пароль. Подтвердите еще раз пароль в поле «Confirm password» («Подтверждение»).

9. В завершающем окне работы мастера новых подключений выберите пункт «Add a shortcut to this connection to your desktop» («Добавить ярлык подключения на рабочий стол») и нажмите «Next» («Далее»). После этого на рабочем столе появится иконка для соединения с Интернет.

10. Если хотите сейчас же соединиться с Интернет, нажмите «Connect» («Подключение»). При правильно введенных параметрах соединение с Интернет будет установлено.

На этом настройка компьютера завершена.

2.2. Настройка Windows 98, ME, NT, 2000

Так как данные операционные системы не имеют встроенной поддержки протокола PPPoE, то необходимо установить дополнительное программное обеспечение.

Для начала вам необходимо скачать специальный драйвер. Распакуйте полученый архив, например в папку C:\rasspppoe_098b.
Откройте меню Пуск выбирете вкладку Настройки->Панель управления

В открывшем окне два раза щелкните на значке Сеть, а затем нажмите кнопку Добавить.

Выделите строку Протокол и нажмите Добавить

Нажмите кнопку Установить с диска

Нажмите Обзор

Выберите папку в которую вы распаковали драйвер, выделите любой файл в левой колонке и нажмитеОК

Нажмите ОК, выберите драйвер для Windows 98 и нажмите ОК

После установки нажмите ОК. Перезагрузите компьютер.

!!!Внимание Обязательно Перезагрузите Компьютер, в противном случае вам придется устанавливать драйвер заново!!!

После перезагрузки нажмите кнопку меню Пуск выберите пунк Выполнить наберите в открывшемся окне наберите команду raspppoe нажмите OK

Нажмите кнопку с надписью Create a Dial-UP Connection for the Selected Adapter на рабочем столе появится иконка целкните по ней два раза мышкой

в открывшемся окне введите Ваш логин и пароль, а в поле номера телефона введите baltnetмаленькими английскими буквами.

Нажмите подключиться.

В случае возникновения вопросов обратитесь в Службу Технической Поддержки.

3. Соединение с Интернет

Соединение с Интернет производится нажатием соответствующей иконки на рабочем столе. В Windows XP вызывается стандартное приложение PPPoE:

· Введите в поля «Пользователь» («Username») и «Пароль» («Password») Ваши логин и пароль. Если Вы хотите, чтобы при следующем подключении эти данные не надо было вводить заново, то отметьте значок «Сохранять имя пользователя и пароль» («Save Password»). Нажмите кнопку «Подключение» («Connect»).

В других операционных системах запускается WinPoET:

· Введите в поля «Username» и «Password» Ваши логин и пароль. Если Вы хотите, чтобы при следующем подключении эти данные не надо было вводить заново, то отметьте значок «Save Password». Нажмите кнопку «Start».

· При правильно введенных данных происходит установление сессии доступа в Интернет, предыдущее окно закроется и на панели задач появится значок соединения PPPoE. Теперь компьютер подключен к сети Интернет по выделенному каналу, и Вы можете использовать любые приложения для работы с Интернет.

· В случае возникновения проблем с подключением, проверьте правильность настроек оборудования и программного обеспечения. Решения часто встречающихся ошибок Вы можете найти в разделе "Возможные проблемы" настоящей инструкции.

· Чтобы отключиться от сети Интернет, необходимо щелкнуть мышкой на значке соединения PPPoE на панели задач и нажать кнопку «Завершить сеанс».

Внимание! Пользователь принимает на себя полную ответственность и риски,

4. Возможные проблемы

После включения сплиттера/микрофильтра телефон не работает

Решение: Проблема может быть вызвана тем, что некоторые телефонные аппараты, в частности, немецкого производства, не сертифицированные для продаж в России, используют не две средние жилы телефонного кабеля (именно на это рассчитан сплиттер/микрофильтр), а две крайние. В этом случае будет необходимо переделать разводку телефонных розеток, к которым подключаются сплиттеры/микрофильтры и модем, и соединительный кабель, через который включен телефонный аппарат(ы).

Соединение с Интернет не устанавливается

Решение:

1. Убедитесь в правильности подключения модема к телефонной сети и к компьютеру. На модеме должны гореть индикаторы в соответствии с настоящей инструкцией:

o индикатор «ADSL» должен гореть постоянно. «DATA» не горит.

o при подключении по Ethernet должны гореть постоянно «ADSL» и «LAN». При подключении по USB горит «ADSL».

o «READY» может мигать.

2. Возможно, неверно указаны параметры настройки модема. Обратитесь в службу технической поддержки."

Часто встречающиеся ошибки и рекомендации по их устранению

При поступлении звонка на телефон или при попытке позвонить прерывается соединение с сетью. Если звонка на телефон нет, то все работает.

Такая ошибка чаще всего возникает, если при подключении не все телефонные аппараты были подключены через сплиттер или микрофильтры. Сверьте схему вашего подключения со схемой, представленной в настоящей инструкции.

Ошибка 629 - Подключение было закрыто удаленным компьютером (Windows 98).

Ошибка 678 - Ответ не получен (Windows 2000/XP)

1. Проверьте правильность подключения оборудования к телефонной сети. Возможно, существуют телефонные аппараты, подключенные в сеть минуя сплиттер или микрофильтры.

2. Для модемов с интерфейсом Ethernet проверьте, включена ли сетевая карта в диспетчере устройств. Если сетевая карта отключена, то на модеме не будет гореть индикатор «LAN».

3. Проверьте правильность используемого сетевого кабеля (кабель должен иметь кроссовую разделку) и подключение кабеля к модему и/или сетевой карте.

4. При настройке модема могли быть нарушены настройки, описанные в инструкции.

Ошибка 691 - В доступе отказано, так как указаны недействительные имя пользователя домена и/или пароль.

1. Проверьте реквизиты доступа в сеть. Эти данные вы найдете в своем договоре на подключение по технологии ADSL.

2. Возможно, у Вас отрицательный баланс. Обратитесь в службу технической поддержки.

3. Возможно, Вас заблокировали за нарушения условий договора. Обратитесь в службу технической поддержки.

Ошибка 692 - Произошла ошибка оборудования.
Данная ошибка возникает, например, если был удален и установлен драйвер, но не был переустановлен WinPoET. Требуется переустановка драйвера модема и/или программы WinPoET: удалить WinPoET, затем удалить драйвер модема, а потом установить их заново.

Ошибка 769 - Указанное назначение недостижимо.
Ошибка вызвана недоступностью сетевого адаптера, используемого при этом подключении. Необходимо включить сетевой адаптер в диспетчере устройств («Панель управления» («Control Panel») -- «Система» («System») -- ...) и повторить попытку подключения.



Практическая работа № 9

Построение сети на основе топологии FTTH

Цель работы

Изучить построение сети абонентского доступа на основе технологий FTTх, их разновидности, структуру, принципы работы, особенности технологии FTTH, ее отличие от других технологий.

Задание

Сделать отчет, начертить основные схемы и подготовиться к защите.

Теоретические сведения

Общая информация о FTTx

Что такое FTTx?

Оптическое волокно с его практически неограниченной пропускной способностью сегодня является основной транспортной средой в магистральных и городских сетях. Использование волоконно-оптического кабеля вместо медного кабеля позволило существенно увеличить качество обслуживания.

В настоящее время многие корпоративные клиенты имеют доступ к услугам, предоставляемым волоконно-оптическими сетями типа «точка-точка». В то же время клиенты жилого сектора и малый бизнес зачастую используют цифровые абонентские линии (xDSL) и гибридные волоконно-коаксиальные линии, главным недостатком которых является ограниченная пропускная способность.

Хотя волоконно-оптические линии не имеют пропускных ограничений, существует одно препятствие осложняющее их активное внедрение в жилой сектор и к малому бизнесу - это высокая стоимость подключения каждого абонента. Ведь огромное количество подключений типа «точка-точка» потребовало бы большого количества активных компонентов, волоконно-оптических кабелей. Стоимость строительства, а также эксплуатации стала бы неоправданно большой.

Наибольший потенциал для сетей широкополосного доступа сегодня имеют волоконно-оптические технологии под общим термином FTTX (Fiber To The X - оптика до точки X), в которой от узла связи до определенного места (точка X) доходит оптика, а далее, до абонента, -- медный кабель (возможен и вариант, при котором оптика прокладывается непосредственно до абонентского устройства).

Имеется несколько вариаций архитектуры сети FTTx, основные из них такие:

· FTTN - Fiber To The Node, волокно до узла в 1км от абонента;

· FTTC - Fiber To The Curb, волокно до шкафа в 500м от абонента;

· FTTB - Fiber To The Building, волокно до здания в 100м от абонента;

· FTTH - Fiber To The Home, волокно в квартиру/офис абонента.

С широкой полосой систем FTTx неразрывно связана и возможность предоставления большого числа новых услуг.

Варианты построения оптических структур доступа. Сценарии развертывания FTTx можно перечислить, комбинируя три параметра архитектуры FTTx: положение точки "х", технология доставки данных в оптической сети агрегации/распределения до точки "х" и технология доступа после точки "х".

Соответственно до точки "х" используется активный Ethernet или какая-либо из разновидностей PON; после точки "x", как правило, xDSL, Ethernet по меди, иногда беспроводной доступ (Wi-Fi). На оптическом участке также возможно применение технологий спектрального уплотнения (в частности, CWDM - Coarse Wavelength Division Multiplexing) для увеличения пропускной способности и/или уменьшения количества волокон.

Сама точка "х" расположена либо у абонента, либо между абонентом и помещением узла связи оператора (подъезд дома, уличный шкаф и др.) (рис.1).

Рис.1. Варианты построения оптических сетей доступа

На схеме показаны варианты оптического доступа, когда оптический кабель проложен непосредственно:

- до оборудования абонента (вариант FTTH - Fiber to the Home, при котором осуществляется подключение терминала ONT в жилище у абонента),

- до здания или многоквартирного жилого дома (вариант FTTB - Fiber to the Building, при котором подключение осуществляется оптического блока ONU, являющимся коммутатором доступа, расположенный в подъезде или на чердаке многоквартирного дома),

- до распределительного шкафа (вариант FTTC, при котором точкой доступа может являться любое оборудование мультисервисного доступа).

Схемы организации оптического доступа характеризуются также применением оптических делителей (сплиттеров) (см. рис.1), позволяющих разделить емкость волокна между точками доступа с определенным коэффициентом деления (1xn).

Использование этой архитектуры операторами фиксированного доступа обеспечивает им расширенные возможности по предоставлению услуг и повышению конкурентоспособности.

Использование оптического волокна - наиболее перспективная технология из ныне существующих, она позволяет модернизировать сеть так, чтобы можно было менять лишь оконечное передающее оборудование. Запас внутренних возможностей оптического волокна по пропускной способности еще не скоро достигнет своего предела, в отличие от передачи по медной паре и других технологий.

В течение нескольких лет услуги, в которых нуждаются пользователи, приблизили предложение операторов вплотную к границе в 100 Мбит/с. Использовавшиеся до сих пор технологии DSL-доступа больше не в состоянии удовлетворить такие запросы.

Если оператор стоит перед дилеммой: строить новую сеть доступа FTTH или модернизировать существующую инфраструктуру, то ему стоит обратить пристальное внимание на архитектуру FTTC (табл.1).

В связи с этим, для многих действующих операторов развертывание решения FTTC на начальном этапе строительства полномасштабной оптической сети позволит быстро и с наименьшими затратами внедрить широкополосные услуги, в частности широкополосный интернет, для достаточно большой группы пользователей. Далее развитие сети по технологиям FTTB, FTTH позволят полностью модернизировать медную часть сети доступа.

Таблица 1

Сравнение характеристик оптических архитектур доступа

	FTTC /VDSL2	FTTB /VDSL2	FTTB /ETTH	FTTH /P2P	FTTH /GPON
Инвестиции (CAPEX)	~ 200 евро	~ 300 евро	150 евро	500 -- 2000 евро	500 -- 2000 евро
Эксплуатационные расходы (OPEX)	Средние	Средние	Высокие	Низкие	Низкие
Время реализации	Быстро	Среднее	Среднее	Медленно	Медленно
Скорость передачи	v30-- 60 Мбит/с ^4--30 Мбит/с	v50--100 Мбит/с ^30--100 Мбит/с	v100 Мбит/с ^100 Мбит/с	v^100Мбит/с или 1Гбит/с	v^ ~ 50 -- 150 Мбит/с
Предпочтительная зона обслуживания	город/ пригород/ село	город	город (много- этажная застройка)	город/ пригород	город (много- этажная застройка)
Дистанционное питание ТА	да	нет	да/нет	нет	нет

Архитектура сети FTTB

Дизайн сети FTTB имеет трехуровневую логическую структуру. Выделенные логические уровни несут в себе следующую функциональную нагрузку:

· Уровень Доступа (Access Layer) осуществляет физическую концентрацию абонентских линий, организует разделение абонентов на уровне Ethernet с использованием виртуальных сетей, обеспечивает ограничение скорости передачи данных на входе в сеть и осуществляет базовые функции безопасности. Предоставляет высокоскоростной доступ абонентов к Уровню Распределения. Совокупность узлов Уровня Доступа объединенных в единую физическую структуру и предоставляющих доступ к общему узлу Уровня Распределения будем называть Доменом Доступа (Access Domain);

· Уровень Распределения (Aggregation или Distribution Layer) терминирует виртуальные сети Уровня Доступа с использованием протокола IP, предоставляет доступ к локальным ресурсам и позволяет вести обмен трафиком между различными узлами Уровня Распределения. Домен Распределения предоставляет доступ к оборудованию предоставления сервисов. Осуществляет расширенные функции обеспечения безопасности и управления качеством обслуживания на сети. Предоставляет высокоскоростной доступ к узлам Уровня Ядра сети. Совокупность узлов Уровня Распределения объединенных в единую физическую структуру будем называть Доменом Распределения (Aggregation Domain);

· Уровень Ядра или уровень магистрали (Backbone или Core Layer) уровень сети служит высокоскоростной и надежной магистралью объединяющей Домены Распределения. Основной функцией данного уровня является передача пользовательского трафика с наибольшей скоростью и наименьшей задержкой.

Оборудование уровня доступа устанавливается в жилых домах, подключаемых к сети, и объединяется в кольца волоконно-оптическим кабелем (ВОК). Кольца уровня доступа замыкаются на оборудовании уровня распределения. Оборудование узлов распределения может располагаться на существующих узлах телекоммуникационной сети фиксированной или мобильной связи, а так же на площадках, специально арендуемых для их размещения. Узлы Распределения, в свою очередь, также объединяются в кольцевые структуры с помощью ВОК. При необходимости в больших инсталляциях выделяется уровень ядра сети, который является высокоскоростной магистралью объединяющей несколько доменов распределения. Общая схема структуры сети FTTB приведена на рисунке 2.

Рисунок 2. Общая схема структуры сети FTTB

При реализации технологии доступа архитектурой построения FTTB существует две схемы организации сети [3].

Древовидная топология организации сети

При реализации данной топологии оптический кабель прокладывается от узлов агрегации до узлов распределения с помощью технологии пассивных оптических сетей (рисунок 3).

Рисунок 3. Древовидная схема организации FTTВ

PON (Passive Optical Network) -- технология построения волоконно-оптических сетей доступа. Суть PON заключается в том, что между центральным узлом и удаленными абонентскими узлами создается пассивная оптическая сеть древовидной топологии. В промежуточных узлах сети размещаются оптические разветвители (сплиттеры) -- компактные устройства, не требующие питания и обслуживания. С использованием одного оптического волокна можно объединить до 32 абонентских узлов в радиусе до 20 км от центрального узла. Все абоненты сети PON являются терминальными, выход из строя или обесточивание любого абонентского узла не влияет на работу остальных.

Основная идея архитектуры PON - использование всего одного приемо-передающего модуля в оптическом линейном окончании OLT (Optical Line Terminal) для передачи информации множеству абонентских устройств узлового терминала ONT (Optical Network Terminal) и приема информации от них.

Из положительных сторон PON нужно отметить: минимальное использование активного оборудования; минимизация кабельной инфраструктуры; низкая стоимость обслуживания; легкая управляемость всеми сетевыми элементами; возможность интеграции с кабельным телевидением; хорошая масштабируемость; высокая плотность абонентских портов.

В то же время, при рассмотрении технологии нужно учесть и ее особенности, в первую очередь в сравнении с линиями «точка-точка»: разделяемая между абонентами производительность канала - общая среда может не подойти клиенту с точки зрения безопасности; пассивные разветвители затрудняют диагностику оптической линии; возможно влияние неисправности оборудования одного абонента на работу остальных; низкая эффективность при реализации небольших проектов.

Топология сети логическое объемное кольцо

Внутри объемного кольца организуется логические кольца. Оптический кабель прокладывается от узла агрегации к зданиям, например одного территориального района, по «цепочке», которая замыкается в другом узле агрегации (рисунок 4).

Широкое распространение получила схема построения Ethernet FTTB, которая предполагает установку на цокольных этажах многоэтажных домов динамических Ethernet-коммутаторов с оптическим входом, от которых уже "медные" линии разводятся по всем квартирам. Такая схема уменьшает пропускную способность, но позволяет предоставить услуги большому количеству абонентов с меньшими капиталовложениями.

В каждом доме (или на несколько домов) устанавливается коммутатор, включенный в кольцо по оптическому волокну, который соединяется с коммутаторами, устанавливаемыми внутри домов по витой паре. Коммутаторы устанавливаются в домовых и абонентских ящиках. Подключение абонентов производится кабелем UTP-5. Прокладка кабелей внутри домов ведется либо по слаботочным щиткам, либо по собственной распределительной сети, построенной с применений пластиковых труб и абонентских ящиков.

Рисунок 4. Схема организации FTTB топологией объемное кольцо

Также в настоящее время нашли применение и комбинирование схемы организации FTTB технологии построения сети. На уровне агрегации используется древовидная схема организации, на уровне доступа объемное кольцо, поэтому можно сделать вывод, что выбор той или иной топологии строительства сети вопрос экономической выгодности и сроков реализации.

Архитектура FTTC в первую очередь предназначена для операторов, уже использующих технологии xDSL (семейство технологий высокоскоростного доступа в интернет) или PON (Passive Optical Network - пассивная оптическая сеть).

Реализация решения FTTC подразумевает использование мультисервисного узла абонентского доступа MSAN (Multi Service Access Node). Данное оборудование является интегрированным продуктом для обеспечения сетевого доступа и предоставления услуг. На этапе перехода к сетям NGN (Next Generation Networks) оборудование MSAN способно взаимодействовать как с цифровыми системами коммутации, так и с оборудованием пакетной сети - медиашлюзами.

Обобщенная схема подключения MSAN по технологии FTTС и реализация услуг представлена на рисунке 5.

Рис.5. Развитие уровня доступа на базе MSAN

Из рисунка видно, что для реализации сети доступа по технологии FTTC на базе MSAN необходимо следующее: оборудование MSAN, маршрутизаторы/коммутаторы уровня агрегации, коммутаторы уровня доступа, оптический кросс ODF (Optical Distribution Frame).

Предлагаемое на рынке оборудование MSAN представлено разными производителями: Alcatel, Siemens, Huawei, Iskratel, Samsung, Lucent.

Возможности MSAN:

– может поддерживать несколько способов построения сети - «цепь», «дерево», «звезда», «кольцо» и «кольцо с ответвлениями», «касательные» и «пересекающиеся кольца»,

– может связываться с любой станцией по стандартному интерфейсу V5.2, либо связываться с терминалом оптической линии OLT средствами частного протокола или протокола V5.2.

– может подключаться к широкополосной магистральной сети IP по интерфейсам Gigabit Ethernet/Fast Ethernet.

Кроме того, в MSAN существует возможность выбора интерфейсов - волоконно-оптический интерфейс, интерфейсы VDSL2, ADSL2+, SHDSL, интерфейсы мобильной и стационарной связи WiMAX.

При реализации MSAN на уровне доступа оптическая широкополосная сеть также будет иметь типичную двухуровневую структуру (OLT+ONU). В данном случае по технологии FTTC в оборудование OLT будет подключаться MSAN. OLT - терминал (окончание) оптической линии, находится на станции и выполняет обработку протоколов, транспортировку и распределение потоков информации.ONU (Optical Network Unit) - оптический сетевой блок находится на стороне сети доступа и служит для предоставления абонентам доступа к сети. OLT управляет ONU. OLT может иметь доступ к нескольким ONU.

Разработка схемы организации доступа FTTC. Выше было отмечено, что FTTC лучшее решение быстрого развертывания оптического доступа и расширения услуг для группы построек и жилых районов. В этом случае оптико-волоконный кабель доходит до устойчивого к изменчивым атмосферным условиям оконечного устройства, уличного шкафа при дороге, часто устанавливаемого на месте окончания бывших медных магистральных линий. Это позволяет использовать существующие медные абонентские соединения и проводные каналы для дальнейшего соединения с абонентом. Следует подчеркнуть, что предоставляемая для пользования полоса до пользователя, и тем самым диапазон предоставляемых услуг мультимедиа зависит здесь от длины и качества медных проводов и применяемой технологии передачи данных на этом отрезке (например, HDSL, SDSL, ADSL). В уличных шкафах устанавливается также аварийное питание (аккумуляторы) позволяющее продолжить работу ещё в течение нескольких часов после исчезновения питания от электросети. Преимуществом FTTC в данном случае является то, что стоимость этого решения делится между многими абонентами.

При разработке схемы подключения оборудования доступа необходимо учитывать место размещения оборудования - среди многоквартирных домов или групп жилых построек.

В случае многоэтажных построек с достаточно большим числом пользователей интернет выгодно подключать узлы доступа по кольцевой схеме с резервированием оптического волокна (рис.5). Узлы доступа MSAN расположены в центре жилого массива в уличных шкафах. Между оборудованием уровня агрегации и уровня доступа используются две пары оптических волокон (прием и передача). Кабель заводится от АТС и разводится по трассам. В каждый коммутатор уровня доступа заводится одна пара оптического волокна и выводится, подключая новые точки доступа (MSAN). На одной паре волокна можно подключить до 5 элементов доступа. Для надежности работы такой схемы её замыкают, образуя «кольцо» по второй паре волокна.

Древовидная схема подключения MSAN по технологии FTTC образуется в случае, так называемого «незамкнутого кольца» (рис.6). При этом используется только одна пара волокна, на которую также подключаются до 5 точек доступа. Данную схему можно применять при подключении относительно небольших групп пользователей, при этом экономится пара оптоволокна. Надежность данной схемы ниже, чем кольцевой. Емкость MSAN выбирается равной емкости демонтируемого магистрального медного кабеля на данном участке. Узлом агрегации является сама АТС, от которой выводится волоконно-оптический кабель.

Рис.6. Вариант кольцевой схемы организации FTTC с MSAN

Рис.7. Вариант древовидной схемы организации FTTC по технологии xPON

Особенностью доступа FTTC с MSAN также является возможность организации служб ШПД и речевых служб в одном стативе различным пользователям. При подключении пользователя, являющегося как физическим, так и юридическим лицом, но требующего все услуги Triple Play организуют доступ «точка-точка» (схема подключения P2P, приведенная на рис. 7). В данном случае точкой доступа будет MiniMSAN или также MiniDSLAM.

В заключении можно сделать вывод, что комбинированный доступ «оптоволокно-медь», что представляет собой технология FTTC, позволит абонентам поддерживать как традиционные услуги телефонии, так и высокоскоростной интернет по xDSL. Скорость услуг ШПД вырастет за счет сокращения длины медного участка. Данный способ внедрения оптического уровня на сети доступа позволит оператору в короткие сроки и без больших эксплуатационных затрат предоставить большой перечень телекоммуникационных услуг различным группам пользователей.

Архитектура сетей FTTH

Наибольшее распространение получили такие способы организации сети доступа FTTX: Точка-многоточка (P2MP) на базе пассивной оптической сети (PON). Пассивная оптическая сеть (PON) реализует топологию «точка -- много точек», позволяя по одному оптическому волокну предоставлять услуги доступа 64 пользователям. Для разделения оптического сигнала в PON используются пассивные разветвители (сплиттеры).

Архитектура FTTH на базе PON обычно поддерживает протокол Ethernet. В некоторых случаях используется дополнительная длина волны нисходящего потока (downstream), что позволяет предоставлять традиционные аналоговые и цифровые телевизионные услуги пользователям без применения телевизионных приставок с поддержкой IP.
Точка-точка (P2P), на базе активной оптической сети (AON).

В активной оптической сети доступа (AON) для распределения оптического сигнала используются активные сетевые устройства (коммутаторы, маршрутизаторы, мультиплексоры), в результате чего трафик, исходящий из оборудования расположенного в точке присутсвия (POP), попадает непосредственно тому пользователю, которому он адресован. Другими словами, в этом случае имитируется оптическое соединение «точка -- точка».

Наибольшее распространение в сетях AON получил протокол Ethernet, а сами сети стали называться «активными оптическими Ethernet-сетями» или Ethernet FTTH. Оконечные устройства могут находиться в отдельных жилых домах, квартирах или многоквартирных домах, на цокольных этажах которых располагаются коммутаторы, доводящие линии по всем квартирам с помощью соответствующей технологии передачи.



Архитектура оптических сетей доступа FTTH (Fiber-to-the-Home)

Растет интерес к развертыванию оптических сетей доступа с прокладкой кабеля до дома (абонента), особенно в европейских странах. Такую архитектуру построения оптических сетей называют FTTH (Fiber to the Home). Сначала развертыванием сетей FTTH в Европе в основном занимались муниципалитеты и коммунальные службы, но в настоящее время ее начали внедрять крупные операторы связи. В США и Японии развертывание сетей FTTH в основном производится на базе технологии пассивной оптической сети (Passive Optical Network, PON). В Европе обычно применяются топологии «точка-точка» и «кольцо» с использованием технологии Ethernet (Ethernet FTTH или ETTH), сети PON FTTH встречаются реже.

Услуги и требования к полосе пропускания

Скорости доступа в Интернет стремительно растут. Это связано как с соответствующими требованиями приложений, так и с возможностями сервис-провайдеров и индустрии в целом. Большая часть полосы пропускания большинства современных широкополосных сетей расходуется одноранговыми приложениями (peer to peer) и контентом с повышенной требовательностью к сетевым ресурсам (например, видео). Эта гонка между запросами приложений и техническими возможностями похожа на ту, которая имела место в отрасли производства ПК, когда на каждом этапе увеличения скорости процессора и объема памяти моментально появлялись приложения, полностью поглощающие новые ресурсы, например системы обработки приложений или видеомонтажа.

И все же развертывание новых широкополосных сетей стимулируется в основном требованиями современных приложений, а не будущими потребностями. Наиболее емкими с точки зрения использования полосы пропускания являются приложения по передаче потокового видео. Может показаться, что для использования потокового телевидения высокого разрешения (HDTV) и просмотра страниц в Интернете полосы пропускания в 20-25 Мбит/с хватит надолго. Однако данные за прошлый период и прогноз на ближайшую перспективу (см. рисунок 1) показывают, что рост требований к полосе пропускания имеет экспоненциальный характер. В настоящее время в некоторых европейских странах отдельные сервис-провайдеры уже предлагают для частных абонентов доступ со скоростью 1 Гбит/с, и там созданы обширные сети со скоростью 100 Мбит/с. Такие скорости подключения абонентов возможны только на базе технологии FTTH.

Загрузка больших видеофайлов для монтажа и заключительной обработки. Совместный видеомонтаж или другие формы взаимодействия, при которых передаются очень большие файлы. Системы дистанционного присутствия (Telepresence), включающие параллельную передачу видеоинформации, голосовых данных и данных приложений. Трафик большинства приложений имеет неравномерный характер, и высокая скорость передачи данных требуется только в течение небольшого промежутка времени. Потому они могут совместно использовать сети агрегирования и магистраль, в которых можно заложить значительную переподписку. В отличие от них, потоковые приложения, такие как видеовещание, видео по запросу или IP-телефония (VoIP), напротив, требуют резервирования полосы пропускания на протяжении всего времени работы приложения. Необходимо также иметь в виду растущую симметричность трафика. Обмен файлами в одноранговых сетях, удаленная совместная работа, IP-телефония и другие приложения создают изначально симметричные потоки трафика в противоположность клиент-серверным приложениям с асимметричным трафиком, таким как потоковое видео или просмотр веб-страниц.

Сети агрегирования и магистральные сети относительно легко модернизируются, и повышение пропускной способности возможно с относительно небольшими дополнительными затратами. Инвестиции в инфраструктуру доступа, однако, следует рассматривать как долгосрочные. В связи с этим проектировщики сети должны определить, не влечет ли использование выбранной технологии доступа ограничения необходимой в будущем пропускной способности.

Архитектуры сетей FTTH

Анализ затрат. Строительство сети FTTH -- это очень трудоемкий и, соответственно, дорогостоящий процесс. Опыт подсказывает, что основные затраты при развертывании сети FTTH приходятся на строительные работы, а стоимость самого оптоволоконного кабеля составляет относительно небольшую часть. Это означает, что в случае необходимости проведения строительных работ количество прокладываемого оптоволоконного кабеля уже не имеет большого значения.

Более того, хотя жизненный цикл сети FTTH и ее электронных компонентов составляет несколько лет, оптоволоконный кабель и оптическая распределительная сеть имеют более длительный срок службы (по крайней мере, 30 лет). Такая долговечность и большие затраты на построение предполагают высокие требования к правильному проектированию оптоволоконных линий. После того как прокладка кабеля завершена, внесение изменений потребует больших затрат.

Архитектуры развернутых сетей FTTH можно разделить на три основные категории: «Кольцо» Ethernet-коммутаторов. «Звезда» Ethernet-коммутаторов. «Дерево» с использованием технологий пассивной оптической сети PON.

Архитектуры на базе Ethernet

Необходимость быстрого вывода на рынок и снижения стоимости для абонентов привели к появлению сетевой архитектуры на базе Ethernet-коммутации. Передача данных по сети Ethernet и Ethernet-коммутация стали приносить доход на рынке корпоративных сетей и привели к снижению цен, появлению законченных продуктов и ускорению освоения новых продуктов.

В основе первых европейских проектов сетей Ethernet FTTH лежала архитектура, при которой коммутаторы, расположенные на цокольных этажах многоквартирных домов, были объединены в кольцо по технологии Gigabit Ethernet.

Эта структура обеспечивала прекрасную устойчивость к различного рода повреждениям кабеля и была весьма рентабельной, но к ее недостаткам можно было отнести разделение полосы пропускания внутри каждого кольца доступа (1 Гбит/с), что давало в перспективе сравнительно небольшую пропускную способность, а также вызывало трудности масштабирования архитектуры.

Затем широкое распространение получила архитектура Ethernet типа «звезда». Такая архитектура предполагает наличие выделенных оптоволоконных линий (обычно одномодовых, одноволоконных линий с передачей данных Ethernet по технологии 100BX или 1000BX) от каждого оконечного устройства к точке присутствия (point of presence, POP), где происходит их подключение к коммутатору. Оконечные устройства могут находиться в отдельных жилых домах, квартирах или многоквартирных домах, на цокольных этажах которых располагаются коммутаторы, доводящие линии по всем квартирам с помощью соответствующей технологии передачи.

Архитектуры на базе PON

При использовании архитектуры на базе пассивной оптической сети PON для развертывания сетей FTTH оптоволоконная линия распределяется по абонентам с помощью пассивных оптических разветвителей с коэффициентом разветвления до 1:64 или даже 1:128. Архитектура FTTH на базе PON обычно поддерживает протокол Ethernet. В некоторых случаях используется дополнительная длина волны нисходящего потока (downstream), что позволяет предоставлять традиционные аналоговые и цифровые телевизионные услуги пользователям без применения телевизионных приставок с поддержкой IP.

На рисунке 8 изображена типичная пассивная оптическая сеть PON, в которой используются различные терминаторы оптической сети (optical network termination, ONT) или устройства оптической сети (optical network unit, ONU). ONT предназначены для использования отдельным конечным пользователем. Устройства ONU обычно располагаются на цокольных этажах или в подвальных помещениях и совместно используются группой пользователей. Голосовые сервисы, а также услуги передачи данных и видео доводятся от ONU или ONT до абонента по кабелям, проложенным в помещении абонента.

В настоящее время существует три различных стандарта сети PON, которые приведены в таблице 1. Параметры полосы пропускания обозначают совокупную скорость передачи данных в нисходящем и восходящем потоках. Эта скорость передачи данных делится между 16, 32, 64 или 128 абонентами, в зависимости от плана развертывания.

Таблица 1. Разновидности PON

	BPON	EPON	GPON
Стандарт	ITU-T G.983	IEEE 802.3ah	ITU-T G.984
Пропускная способность	Нисходящий поток -- до 622 Мбит/с Восходящий поток -- 155 Мбит/с	Симметричный, до 1,25 Гбит/с	Нисходящий поток -- до 2,5 Гбит/с Восходящий поток -- до 1,25 Гбит/с
Длина волны нисходящего потока	1490 и 1550 нм	1550 нм	1490 и 1550 нм
Длина волны восходящего потока	1310 нм
Передача	ATM	Ethernet	Ethernet, ATM, TDM

Архитектура BPON -- это традиционная технология, которая в настоящее время все еще применяется некоторымисервис-провайдерами в США, однако она быстро вытесняется другими архитектурами. В то время как EPON была разработана с целью снижения стоимости путем использования технологии Gigabit Ethernet, архитектура GPON разрабатывалась, чтобы обеспечить более высокую скорость передачи данных нисходящего потока, снизить накладные расходы и обеспечить возможность передачи трафика ATM и TDM. Несмотря на добавленную поддержку старых протоколов, эта возможность пока редко используется на практике. Вместо этого архитектура GPON используется в качестве транспортной платформы Ethernet.

Преимущества и недостатки PON-архитектуры

Есть три основных преимущества для сервис-провайдеров, которые развертывают сети доступа на базе PON-архитектуры вместо оптоволоконных сетей с топологией «точка-точка» (P2P FTTH), хотя эти преимущества не всегда являются важными критериями выбора.

Экономия оптоволоконного кабеля

Наиболее существенным аспектом развертывания сетей FTTH на базе PON является экономия оптоволоконных линий на участке от оптических разветвителей до центральной АТС или точки присутствия. Если у сервис-провайдера имеются резервные оптические пары в кабеле или место в колодцах для прокладки дополнительных кабелей между АТС и уличным шкафом, то это может избавить его от необходимости рыть новые траншеи. Однако опыт показывает, что доступность оптоволоконной инфраструктуры часто переоценивается, что в конечном итоге приводит к большему объему земляных работ в будущем, чем предполагалось первоначально.

Более того, при использовании воздушных линий имеются естественные ограничения протяженности оптоволоконного кабеля между столбами, что стало одной из причин развертывания сетей EPON в Японии. При отсутствии существующей инфраструктуры или развертывании сети в новых районах экономия оптоволоконного кабеля нецелесообразна, поскольку предельные затраты на дополнительный кабель ничтожно малы по сравнению со стоимостью рытья траншей или необходимостью получения права на пользование чужой инфраструктурой, например канализационными коллекторами.

Технология PON

PON -- это семейство быстро развивающихся, наиболее перспективных технологий широкополосного мультисервисного множественного доступа по оптическому волокну. Суть технологии пассивных оптических сетей, вытекающая из ее названия, состоит в том, что ее распределительная сеть строится без каких-либо активных компонентов: разветвление оптического сигнала осуществляется с помощью пассивных делителей оптической мощности -- сплиттеров. Следствием этого преимущества является снижение стоимости системы доступа, уменьшение объема необходимого сетевого управления, высокая дальность передачи и отсутствие необходимости в последующей модернизации распределительной сети.

Структурно любая пассивная оптическая сеть состоит из трех главных элементов -- оптического станционного терминала OLT, пассивных оптических сплиттеров и оптического сетевого абонентского терминала/устройства ONT/ONU.

Терминал OLT обеспечивает взаимодействие сети PON с внешними сетями, сплиттеры осуществляют разветвление оптического сигнала на участке тракта PON, а ONT/ONU имеют необходимые интерфейсы взаимодействия с абонентской стороны. Технология PON может использоваться для реализации различных вариантов концепции FTTx (см. рис. 1).

История развития технологии PON началась весной 1995 г., когда группа из семи крупных операторов основала консорциум FSAN (Full Service Access Networks), главной целью которого стала разработка основ для стандартизации этой технологии и активное выведения ее на рынок. В настоящее время при активном участии этого консорциума были определены несколько разновидностей PON, основные из которых впоследствии были стандартизованы Международным союзом электросвязи (см. таблицу).

Технологии PON

Технология	АТМ PON (APON), Broadband PON (BPON)	Ethernet PON (EPON)	Gigabit PON (GPON)
Скорость нисходящего потока, Гбит/с	0,155 или 0,622	1,25	1,25 или 2,5
Скорость восходящего потока, Гбит/с	0,155 или 0,622	1,25	0,155; 0,622; 1,25; 2,5
Особенности	Транспортировка мульсервисного трафика (речь, выделенные линии, Ethernet, видео); асимметричный или симметричный режим работы	Возможность транспортировки мультисервисного трафика (основное назначение -- транспортировка трафика Ethernet); симметричный режим работы	Транспортировка мультисервисного трафика (речь, выделенные линии, Ethernet, видео); расширенные возможности по передаче IP-трафика; асимметричный или симметричный режим работы
Стандарт МСЭ	G.983	Не стандартизована	G.984

APON -- самый первый вариант технологии, основанный на использовании протокола ATM. Скорость нисходящего непрерывного потока АТМ в технологии APON достигает 155 Мбит/с. Протокол АТМ используется в качестве протокола 2-го уровня. Позже стандарт был усовершенствован: увеличена скорость передачи (622 Мбит/с), реализовано динамическое распределение ресурсов полосы пропускания и т.п.

Для того чтобы название стандарта более полно отражало сущность обновленной технологии, консорциум принял решение ввести новое наименование -- Broadband PON (BPON). Технология BPON, стандартизованная МСЭ (Рек. G.983), реализует помимо традиционных TDM-услуг большое количество широкополосных услуг, включая доступ Ethernet и трансляцию аналогового и цифрового видео.

Недавно консорциум FSAN, продолжающий работы по стандартизации высокоскоростных (свыше 1 Гбит/с) сетей PON, предложил новое решение для построения оптических сетей доступа -- GPON (Gigabit PON). Данная технология, обладающая очень высокой производительностью, стандартизована МСЭ (Рек. G.984) и предназначена для реализации мультисервисных услуг, причем не только на базе протокола IP, но и на основе TDM.

В одном волокне сетей PON для нисходящего и восходящего потоков задействуются разные длины волн (метод WDM).

Сплиттеры, устанавливаемые в узлах разветвления сети PON, могут разделять мощность в любых пропорциях. Оптимизация размещения сплиттеров позволяет достичь значительной экономии оптических волокон и снизить стоимость кабельной инфраструктуры. Конструктивно сплиттеры могут быть выполнены в виде либо компактного устройства, размещаемого в кабельной муфте, либо конструктива высотой 1U для размещения в стойке 19"; либо настольного прибора.

Технология PON имеет ряд перечисленных ниже неоспоримых преимуществ.

· Невысокая стоимость построения сети. Технология реализует возможность подключения через одно оптоволокно большого количества абонентских терминалов, что способствует значительной экономии волокон.

· Низкие расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание сети. Преимущество обусловлено использованием пассивного оборудования в распределительной сети.

· Возможность постепенного наращивания сети. Ввод новых узлов не оказывает влияния на действующую сеть.

· Перспективность создания распределительной инфраструктуры. Строительство оптической распределительной сети закладывает хорошую и долговременную основу для дальнейшего развития и предоставления в будущем любых мультимедийных услуг с практически неограниченной полосой пропускания.

· Надежность. Использование меньшего числа активных элементов в сети обеспечивает ее надежность, а кроме того, способствует как снижению чувствительности к влиянию смежных линий связи, так и уменьшению воздействия на них.

· Высокая гибкость. Построение распределительной сети по технологии PON требует применения всего лишь одного оптического волокна, а не пучка волокон, как при использовании других оптоволоконных технологий. Благодаря этому можно строить сеть по шинной или древовидной топологии, что весьма выгодно с экономической точки зрения. Гибкость технологии позволяет использовать ее в любых сетевых конфигурациях семейства FTTx.



Практическая работа

ОРГАНИЗАЦИЯ СВЯЗИ МЕЖДУ СЕТЬЮ NGN И IP СЕТЬЮ ФИЛИАЛОВ ТАТУ

Цель работы

Изучить основы передачи данных по телекоммуникационной сети между основным офисом и его филиалами, конкретно на примере IP сети ТУИТ и его филиалами. Уметь правильно использовать оборудование при взаимосвязи с филиалами.

Задание к работе

Изучить теоретический материал и на практике конкретно уметь правильно соединить и разъединить основное оборудование и его использование при взаимосвязи с филиалами.

Список литературы

1. Ломовицкий и др. Основы построения систем и сетей передачи информации. - М.: Горячая линия - Телеком, 2005.

2. Гольдштейн Б.С., Соколов Н.А., Яновский Г.Г.. Сети связи. Учебник для вузов. - СПб.: БХВ - Санкт­Петербург, 2009

3. Витченко А.И., Пинчук А.В., Соколов Н.А. Опыт создания NGN в ОАО "Ленсвязь". - Вестник связи, 2005, №10, с. 32 - 36.

4. Пинчук А.В., Соколов Н.А. Прагматическая стратегия перехода к NGN. - Вестник связи, 2006, №6, с. 66 - 72.

5. Шелухин О.И., Тепякшев A.M., Осин А.В. Фрактальные процессы в телекоммуникациях. -М.: Радиотехника, 2003.



Контрольные вопросы

1. Назначение маршрутизатора.

2. Назначение коммутатора.

3. Назначение концентратора.

4. Назначение программного коммутатора.

5. Назначение сервера.

6. Как организуется сеть с филиалами.

Теоретические сведения

Сеть связи следующего поколения (NGN) -- концепция построения сетей связи, обеспечивающих предоставление неограниченного набор услуг с гибкими возможностями по их управлению, персонализации и созданию новых услуг за счет унификации сетевых решений. Сеть NGN предполагает реализацию универсальной транспортной сети с распределенной коммутацией, вынесение функций предоставления услуг в оконечные сетевые узлы и интеграцию с традиционными сетями связи.

Мультисервисная сеть -- сеть связи, построенная в соответствии с концепцией сети связи следующего поколения и обеспечивающая представление неограниченного набора услуг.

На рисунке 1 представлена возможная эталонная модель сети связи нового поколения (Next Generation Network, NGN).

Говоря об основных элементах инфраструктуры мультисервисных сетей, необходимо отметить, что каждая подсистема мультисервисной сети может использовать различные технологии для обработки своего трафика (голоса, данных или видео). Необходимо привести их к единому формату -- задача, которая требует значительных вычислительных мощностей.

Ее выполняют соответствующие шлюзы.

В состав сети NGN входят три основных элемента:

Media Gateways (MG) -- обеспечивают взаимодействие между IP-сетью и сетевыми сервисами, такими, например, как сервисы телефонных сетей общего пользования (Public Switched Telephone Network -- PSTN) и беспроводных сетей;

Signaling Gateways (SG) -- транслируют протоколы сигнализации между различными сетями;

Media Gateway Controllers (MGC) или Softswitchs -- обеспечивают координацию между шлюзами в соответствии с сигнальной информацией.

Рассмотрим типичные функции, выполняемые ими.

Media Gateway. В задачу этого устройства входит обеспечить взаимодействие сетей разных стандартов. Оно осуществляет преобразование форматов медиа-потоков, таких, как голос и видео, и управляет передачей информации между разными сетями. Таким образом, шлюз выполняет некоторые или все из следующих функций: - служит мультисетевым терминатором (например, для цифровых каналов Т1/Е1, сетей Ethernet и ATM); - кодирует/декодирует голос в разных стандартах кодирования (G.729A, Pulse Code Modulation, GSM и т. п.); - подавляет эхо; - определяет и генерирует тональную частоту.

Рис. 1. Пример структуры мультисервисной сети

Все эти функции требуют значительной вычислительной мощности, поэтому такие шлюзы базируются на высокопроизводительных процессорах цифровых сигналов (DSP).

Организациями ETSI и IETF были определены три основных типа шлюзов:

- Access Gateway -- соединяет сетевой интерфейс пользователя, такой, как ISDN или традиционный аналоговый, с мультисервисной сетью (VoIP или VoATM). В типичном случае это будет терминатор для TDM-сети, который передает вызовы MGC для управления ими и принятия решений. Access Gateway служит терминатором для вызовов от модемов и обеспечивает доступ к IP-сети;

- Trunking Gateway -- служит интерфейсом между телефонными сетями PSTN и IP-сетью (или АТМ). Этот шлюз обычно управляет большим числом виртуальных цифровых каналов и однонаправленных TDM-каналов. При этом сигнальная информация передается по отдельному каналу (через шлюз SG).

- Signaling Gateway. Шлюз отвечает за обработку сигнальной информации от сетей с коммутацией каналов (обычно SS7) и передачу ее шлюзу MGC по управляемой IP-сети. Он также позволяет удаленным устройствам в IP-сети обмениваться сообщениями с телефонной сетью PSTN для установки вызовов.

...