Nástup technologií FTTx

(Pavel Eliáš - 2006)

Tento článek má za ambici seznámit čtenáře s produktovou řadou pasivní fyzické vrstvy sítí FTTH, kterou nabízí společnost Raycom s.r.o. současně představíme unikátní systém zákaznického zakončení - kombinace optického rozvaděče a plnohodnotného „Triple Play" (Data, Hlas, Video) interface. Neklade si za cíl seznámit čtenáře s principem fungování sítě FTTH případně Ethernet.

Pokud dnes hovoříme o technologiích pro FTTH může se zdát, že se jedná v našich zemích teprve o budoucnost. Nicméně tato budoucnost není tak vzdálená jak by nám mohlo připadat a ve světě (zejména kontinenty Amerika a Asie) se již jedná o reálné projekty a technologie pro FTTH zde zaznamenávají masivní nástup. Dokonce i v našich zemích se objevují první reálné projekty nových optických sítí budovaných na bázi FTTB a FTTH. Je tedy na místě již dnes se zabývat těmito technologiemi a naše sítě postupně připravovat na jejich nástup.

Při pohledu zpět do minulosti zjistíme, že požadavky zákazníků na přenosovou rychlost se zdvojnásobují každých 24 měsíců. Naše odhady hovoří o tom, že současná kapacita DSL, HFC či jiných Broadbend sítí bude nedostatečná již v roce 2010 až 2015 (v závislosti na regionu). Zákazník je stále náročnější, objemy dat se neustále zvyšují, zvláštní důraz je kladen na kvalitu, operátoři se snaží zavádět další a další služby s přidanou hodnotou. Dnes samozřejmě existuje mnoho technologií a řešení jak jeden nebo několik těchto požadavků lze řešit a zákazníkovi nabídnou jednu čí více služeb. Jestliže hovoříme o zákazníkovi, tak musíme mít na mysli zejména koncové (domácí) uživatele, malé kanceláře a provozy. „Velkoodběratelé" jsou již dávno připojeni - na tyto zákazníky byl „hon" pořádán již před několika lety a růst zde nebude již tak výrazný.

Opravdu plnohodnotným a zároveň ekonomicky životaschopným řešením nabídky univerzálních telekomunikačních služeb je však jen přechod na paketově přepínané sítě s univerzální platformou „Triple Play" (Data, Hlas, Video) a přenos informace po optickém vlákně. Jiné médium zatím nedokáže v současné době nabídnout srovnatelnou službu a to s ohledem na kvalitu, kapacitu a hlavně cenu přenosu informace. Je jen otázkou času než se toto řešení začne ve větší míře prosazovat i u nás. Zatím nám postačují současné technologie založené na DSL, HFC CATV případně WiFi. Zkušenosti ze zahraničí ukazují, že impulsem k budování těchto moderních sítí může být například liberalizace trhu - nikoliv telekomunikačního, ale například trhu s rozvodem energií. Taková liberalizace přináší jako „vedlejší produkt" mnohem více požadavků na ovládání a hlavně dálkové měření takové sítě. A uvědomme si, že všechny rozvody energií končí u zákazníka doma! Pokud tedy je vlastník jakékoliv rozvodné sítě nucen budovat síť pro sběr dat, je zřejmé že půjde cestou laciné technologie a současně s možností „zhodnotit" takovou investici další službou s přidanou hodnotou. Dochází tedy k mírně paradoxní situaci, že zvláště ve velkých městech, se významnými telekomunikačními operátory stávají právě vlastníci takových sítí a poskytováním nových služeb si kompenzují výpadky příjmů z jejich tradičního trhu.

Na takových, ale dalších projektech se již několik let podílí společnost Tyco Electronics svojí divizí Telecom OSP. Právě proto, že již osvědčený systém FIST (Fiber Infrastructure System Technology) byl vyvinut pro optické přístupové sítě, máme nyní k dispozici vhodné portfolio produktů pro budování sítí FTTx. Nicméně na základě zkušeností z reálného provozu a výstavby sítí FTTx byl tento sortiment doplněn o několik zajímavých produktů a spoluprací například se Švédskou společností 42Networks byla implementována do celého systému i řada aktivních komponent, tak abychom mohli zákazníkovi (z našeho pohledu typicky operátor) nabídnout komplexní řešení. Tak jako u jiných systémů, které jsme přinesly na trh, má konečný uživatel opět jistotu kompatibility všech použitých prvků v celém řešení a hlavně jistotu zavedených produktů. Nejedná se o žádné experimentální prvky, které bude nutno za provozu ještě „doladit", nýbrž o produkty s bohatým listem referencí z celého světa.

Abychom dosáhli masového rozšíření optických sítí na bázi FTTH je nutné nabídnout univerzální platformu, jednoduše konfigurovatelnou síť a hlavně ekonomicky přijatelnou.

 

Projděme si nyní celé řešení typické sítě FTTH od ústředny (HeadEnd, POP, atd..) až k samotnému zákazníkovy. Jak jsem již uvedl systém FIST je vyvinut a velice dobře uzpůsoben pro bezpečnou organizaci optických vláken v sítích FTTH kde používáme spojení typu bod-bod (point-to-point) dvojicí vláken případně jedním vláknem při použití vlnového multiplexu pro jednoho zákazníka. Takové sítě jsou náročné na počet, hustotu a organizaci vláken a to i s ohledem na pozdější provoz, rekonfiguraci sítě, rozšiřování atd. Při použití systému FIST a organizace vláken typu SC (Single Circuit) ukládáme zákaznické okruhy vždy samostatně na kazetu a používáme stejnou kazetu a stejný způsob organizace ve všech prvcích systému FIST v trase „hlavní rozvaděč ODF - street cabinet - optická spojka - distribuční box - koncový zákaznický box"

 

Zákazníci, kteří se již dříve rozhodli pro tento moderní a úspěšný systém FIST tuto organizaci důvěrně znají a jsou v jisté výhodě před těmi, kteří budou muset do svých sítí investovat o něco více peněz a úsilí. Systém FIST byl navržen pro přístupové sítě, které „žijí"a je nutné je takřka denně rekonfigurovat a doplňovat - síť roste. Sítě FTTH jsou klasickým případem takové sítě do které musíme denně přistupovat a zároveň zajistit bezproblémový provoz pro okolní zákazníky.

Ukazuje se, že architektura sítí bod-bod je jednodušší, výhodnější a zejména méně nákladná než sítě bod-multibod, kdy je nutné použít dražší koncová zařízení, více nákladných pasivních prvků v síti, více přepojovacích míst a tím i nákladnější údržbu. Oproti tomu sítě s architekturou bod-bod jsou jednodušší na údržbu, používají lacinější koncová zařízení a při současné nízké ceně optických kabelů nevadí ani větší počet vláken.

 

Nasazení pasivních optických prvků mimo klimatizované sály s technologií - v přístupové síti, přináší problémy s kolísáním teploty a vlhkosti, kterému těžko zabráníme. Potom dochází i ke kolísání přenosových parametrů sítě a výrazným změnám v chybovosti přenosu. Z tohoto důvodu přinášíme patentovanou technologii TOAST. Jedná se o uzavření klasického pasivního prvku (nappř. splitter, CWDM) do pouzdra, které brání průniku vlhkosti a redukuje teplotní výkyvy. Takové prvky dosahují dlouhodobě výrazně lepších přenosových charakteristik a síť je stabilnější. Na grafech můžete porovnat průběh přenosových charakteristik v čase. Byli zde porovnávány 3 vzorky splitterů 1:4 bez dodatečné ochrany TOAST a ochráněné touto technologií. V prvním testu je patrné, že vzorek č. 2 měl velké problémy zvláště při výkyvech hodnot vlhkosti. Nicméně i u ostatních vzorků lze pozorovat nestabilitu parametrů v čase. Naproti tomu, pokud byly takové vzorky ochráněny technologií TOAST, zachovávali si stabilní hodnotu po celou dobu testu - 2180 hodin.

Pro takto chráněné prvky garantuje společnost Tyco Electronics stálé parametry po dobu 25 let i při použití ve vnějších prostorech.

 

 

 

 Další nový prvek, vyvinutý v zásadě pro sítě FTTx, můžeme pozorovat ve způsobu spojování vláken. Zde Tyco Electronics přináší naprosto revoluční způsob spojení optických vláken významem srovnatelný s dobou kdy na telekomunikační trh byla v metalických sítích přinesena zářezová technologie (IDC). Recordsplice nám umožňuje ve velice krátké době (řádově desítky sekund) spojit dvě vlákna bez nákladných zařízení (svářečka, zalamovačka) a přitom zachovat vysokou kvalitu spoje (IL max. 0,1 dB; RL min. 60 dB). To vše lze provést na velice krátkém úseku - pro napojení vláken stačí pouze 20 cm vlákna! Paradoxem přitom zůstává, že pro tuto operaci není potřeba speciálně školený technik a také doba zácviku je velice krátká.

 

Doposud jsme se zabývali jen pasivní částí sítě s vynecháním kabelů a koncových zařízení. V případě koncových zákaznických zařízení byla nalezena velice úspěšná spolupráce se zkušeným výrobcem aktivních prvků společností 42Networks ze Švédska a tím můžeme nabídnout ucelené řešení. Společnost 42Networks nabízí škálu aktivních prvků nejen pro FTTH, ovládací software a příslušenství k těmto prvkům.

Pro optické sítě přinášíme řadu zákaznického interface DRG 4x. Nabízíme produkty připojitelné do multi-modové (MM), single-modové (SM) sítě a to buď pro dvě vlákna (TX a RX odděleně) nebo pro jedno vlákno (TX a RX oddělené vlnovým multiplexem). Dosah takových sítí je při použití MM vlákna 2 km nebo 15 km v případě SM vlákna. Na zákaznickém výstupu tyto prvky nabízejí dva porty  RJ11 pro klasický analogový telefonní přístroj třídy G3 se všemi vlastnostmi moderních telekomunikačních sítí avšak pro přenos hlasu technologií VoIP. Dále nabízí 4 porty RJ45 10/100 Base-Fx. Každý z těchto portů lze dálkově nakonfigurovat pro různou službu včetně Stream Video. Ve fázi vývoje je v současné době zařízení doplněné navíc o analogový O/E konvertor pro klasické sítě CATV s výstupem „F konektor".

Největší přednost těchto zařízení spočívá v jednoduché instalaci a možnosti monitoringu a dálkové softwarové konfigurace včetně upgradu. Záměr výrobců byl nabídnout produkt, který si dokáže zákazník nainstalovat sám. Tím se opět snižují náklady na provoz a údržbu sítě. Na uvedeném „foto-seriálu" jsou patrné instalační kroky.

Práce odborné instalační firmy končí ukončením přivedeného vlákna na konektor(y). Další instalace je díky speciálnímu designu vzájemně do sebe zapadajících částí (pasivní a aktivní) otázkou okamžiku a zvládá jí i laik. Instalace je v tomto případě ještě jednodušší než u známých „samo-instalačních" balíčků ADSL.

Operátor může následně dálkově, za použití SNMP protokolu, konfigurovat každý výstupní port samostatně, případně provádět upgrade softwaru.

Moderní telekomunikační sítě budoucnosti se, dle mého názoru, budou od stávajících výrazně lišit a operátor, který nebude schopen nabídnout plné portfolio služeb na telekomunikačním trhu zítřka neobstojí.