lightwave 2007 01

№1 2007

КОНФЕРЕНЦИЯ FTTHКОНФЕРЕНЦИЯ FTTH

ПЕРСПЕКТИВЫПРАКТИЧЕСКОГО

ПРИМЕНЕНИЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРИЧЕСКИХУСИЛИТЕЛЕЙ




ТЕМА НОМЕРА:

«ОПТИЧЕСКИЕ СЕТИДОСТУПА

И ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ»

ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ CWDM

ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ CWDM




ЕДИНАЯ МУЛЬТИСЕРВИСНАЯСЕТЬ ОАО «ЦЕНТРАЛЬНЫЙТЕЛЕГРАФ»


2 www.lightwave-russia.com LIGHTWAVE Russian Edition №1 2007

Дорогие читатели, темой первого в 2007 году номер журнала Lightwave Russian Editionстали оптические сети доступа и локальные сети. Прошедший год продемонстрировал актуальность этой темы и для нашей страны, и дляразвитых стран и многих развивающихся стран, стремящихся преодолеть свое экономи�ческое отставание. Активное развитие широкополосных приложений, в первую очередь платного телевиде�ния и высокоскоростного Интернета, инициировало рост инвестиционной активности вэтом секторе рынка как у нас в стране, так и за рубежом. Об этом наглядно свидетель�ствуют наши материалы о международных конференциях FTTH�2006 (Пятая ежегоднаяконференция по FTTH, 2–5 октября, Лас�Вегас) и CSTB�2007 (Девятая международнаявыставка и конференция CSTB, 5–8 февраля, Москва) и статья «FTTH переворот фран�цузского оператора Free». Другой характерной тенденцией этого года стало повышен�

ное внимание политиков к сетям широкополосного доступа и, особенно, к сетям FTTH. Все это свидетельству�ет о надвигающемся буме на рынке широкополосных сетей доступа.Как в таких условиях быстро построить или модернизировать оптическую сеть доступа? Какая технологияпредпочтительнее? Хотя однозначных ответов на эти вопросы нет, и каждому оператору предстоит выбиратьсобственную стратегию, читатели найдут много полезной информации в статьях «Пассивная активность илиактивная пассивность» и «Единая мультисервисная сеть ОАО «Центральный телеграф» на территории москов�ского региона». Опыт ОАО «Центральный телеграф» и других операторов подтверждает, что действительномультисервисная сеть, обеспечивающая по настоящему широкополосный доступ, должна опираться на опти�ческие технологии.

От редактора

Журнал «LIGHTWAVE RE» ЗАО «ЭКСПОЦЕНТР»

Всероссийская конференцияпо оптическим коммуникациям

Russian Conference on Optical Communication.

Москва, 16 – 17 мая 2007 г., ЭКСПОЦЕНТР

В рамках ежегодной выставки связи и телекоммуникациям – «Связь-ЭКСПОКОММ», проходящей в

середине мая в Москве в ЭКСПОЦЕНТРЕ на Красной Пресне, организована Всероссийская конференция

по оптическим коммуникациям.

ПРОГРАММА КОНФЕРЕНЦИИ

1. Проблемы и перспективы производства оптического кабеля в России.

2. Линейно-кабельные сооружения.

3. Эксплуатация.

4. Системы передачи.

В рамках конференции будет проведена специальная сессия «Круглый стол по проблемам и перспективам

развития производства оптического кабеля в России».

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ РЕГИСТРАЦИЯ

E-mail: [email protected].

Тел.: (095) 939-3194

3www.lightwave-russia.comLIGHTWAVE Russian Edition №1 2007

№1 2007

№1 2007

КОНФЕРЕНЦИЯ FTTHКОНФЕРЕНЦИЯ FTTH










ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ CWDMПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ CWDM






Обложка: Дмитрий Дуев

Конференция FTTH

Новый Ethernetоператорского класса

стр. 12

стр. 4

Волоконно-оптическийпараметрический усилитель

стр. 51

ССооддеерржжааннииееНаучно�технический журнал №1/2007

Издается с 2003 года.Выходит 4 раза в год.

Учредитель: Pennwell Corp.98 Spit Brook Road, Nashua New Hampshire 03062-5737 USAТел.: +1 603 891-0123

Издатель: Издательство «Высокие технологии»по лицензии Pennwell Corp.E-mail: [email protected]

Главный редактор:Олег НанийТел.: (495) [email protected]

Коммерческий директор:Марина МуслимоваТел.: (495) [email protected]

Заведующий редакцией:Елена Дроздова

Ответственный секретарь:Марина КозловаТел.: (495) [email protected]

Редакторы:Иван Таначев,Рустам Убайдуллаев

Верстка и дизайн:Анна Лазарева,Дмитрий Дуев

Для писем:Россия, 119311 Москва, а/я 107

Подписано в печать 5.03.2007. Формат 60х90/8.Гарнитура Helios. Печать офсетная.Бумага мелованная. Печ. л. 7,0. Тираж 4000 экз. Заказ № ---

Отпечатанов ООО «Типография «БДЦ-Пресс»Москва, Остаповский проезд, д. 5, стр. 6Тел./факс: 995-15-99, 995-45-99

Издание зарегистрированов Министерстве Российской Федерациипо делам печати, телерадиовещанияи средств массовых коммуникаций.Свидетельство о регистрации ПИ №77-14327 от 10.01.2003ISSN 1727-7248© Издательство «Высокие технологии», 2007

4 Новости

8 Экономика

❑ FTTH переворот французского

оператора FREE

❑ Новый Ethernet операторского класса

оптимизирует инфраструктуру сетей

16 WDM и оптические сети связи

❑ Практические аспекты эксплуатации

систем CWDM

❑ Электронные методы компенсации

дисперсии в оптических линиях связи

24 Широкополосный доступ

❑ Пассивная активность или активная

пассивность?

33 Практический опыт

❑ Единая мультисервисная сеть

ОАО «Центральный Телеграф»

на территории Московского региона

38 Кабели

❑ Пересмотр спецификаций МЭК

на многомодовые волокна

❑ Новый стандарт на оптические

волокна

❑ Комментарии к статье «Оптические

кабели. Преимущества полностью

диэлектрических конструкций»

47 Новые продукты

48 Адресная книга

50 Интернет-директории

51 Технологии будущего

❑ Перспективы практического

применения волоконно-оптических

параметрических усилителейОформление подписки:• на почтовых отделениях

через агентство «Роспечать»,подписной индекс 36222;

• через агентство«Интер-Почта-2003»тел.: (495) 500-00-60, www.interpochta.ru

• через редакцию:тел.: (495) 505-57-53


Новости

КОНФЕРЕНЦИЯ FTTH ПОКАЗАЛА ПРОГРЕСС В ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТЕХНОЛОГИИСТЕФАН ХАРДИ (STEPHEN HARDY)

Пятая ежегодная конференция по FTTH, ко-

торая состоялась 2–5 октября в Венецианс-

ком отеле-казино Ресторт в Лас-Вегасе,

собрала рекордное число посетителей и

участников. Количество людей, посетивших

мероприятие, достигло 2100 человек и отра-

жает рост популярности технологии «волок-

но к дому» в Северной Америке и прогресс

технологии оптического доступа, который

наблюдается по всему миру. В Соединен-

ных Штатах число абонентов FTTH уже до-

вольно велико и быстро растет, в Китае се-

ти оптического доступа вытесняют техноло-

гию ADSL, и европейские операторы связи

стали внедрять FTTH по примеру муниципа-

литетов, которые и раньше благоразумно

использовали волокно. Реальное внедрение

действительно широкополосных оптических

технологий (например, в сетях Verizon) сти-

мулирует обсуждение новых возможностей,

которые смогут предоставить технологии

следующего поколения.

В Северной Америке FTTH продолжает ос-

таваться мощным стимулом для всей отрас-

ли связи, говорит Майкл Рендер (Michael

Render) из Render Vanderslice & Associates.

Его последнее исследование, которое он

представил на конференции, показало, что

число домов, подключенных к FTTH-сетям в

Северной Америке, превысило миллион в

сентябре этого года, в то время как общее

число домов, охваченных сетью FTTH, пре-

высило 6 миллионов. На сегодняшний день

число подключенных домов составляет при-

мерно 1% от всего Североамериканского

рынка, что отражает 213%-ный рост за год.

Из подключенных домов традиционные ре-

гиональные операторы связи обслуживают

63,5% (см. график о разделении доли рынка

между операторами).

Г-н Рендер добавил, что, в то время как

всем известен выбор традиционных регио-

нальных операторов связи в пользу PON-

технологии, активный Ethernet удерживает

наибольшую долю рынка среди остальных

операторов в Северной Америке – 34%. В

этом же сегменте рынка доли остальных

технологий составляют: BPON – 28%,

EPON – 21%, GPON – 18%.

Компания Verizon безусловно является ли-

дером рынка в США. Оператор проинфор-

мировал Уолл-стрит о прогрессе своего про-

екта волоконной связи (FiOS*) за неделю до

конференции, и Боб Ингаллс (Bob Ingalls

Jr.), глава маркетингового отдела в Verizon

Telecom, обнародовал те же цифры перед

аудиторией в Лас-Вегасе:

•• сеть компании охватила 4,4 миллиона до-

мов к концу второго квартала этого года;

•• к концу года планируется охватить цифры

в 6 миллионов;

•• к 2010 году планируется охватить 18 мил-

лионов домов.

Б. Ингаллс объявил, что Verizon обладает

примерно 15%-ным уровнем проникновения

услуги интернет и надеется получить 175

тысяч абонентов видеоуслуг к концу года.

На следующий день Дэвид Янг (David

E. Young), вице-президент федерального уп-

равления делами компании Verison, более

подробно рассказал о том, о чем упо-

минал г-н Ингаллс. На данный момент

Verizon обладает 10%-ным уровнем

проникновения видеоуслуг, и компа-

ния ожидает его рост до 20–25% к

2010 году. Компания Verision надеет-

ся, что проникновение услуги интер-

нет достигнет 30–40% за тот же пери-

од времени. Стоимость проведения

сети к дому в августе 2006 составля-

ла $873, а подключение – дополни-

тельные $933. Verizon ожидала, что к

концу 2006 года эти цифры снизятся до

$850 и $880 соответственно. В то же

время содержание оптических сетей на

80% экономичнее сетей, основанных на мед-

ных проводах, – подытожил Янг.

Компания AT&T – еще один традиционный

оператор связи, который решил использо-

вать FTTH (правда, пока только в новост-

ройках), предполагает к 2008 году подклю-

чить 1 миллион домов, используя PON-ар-

хитектуру, заявил Джефф Вебер, вице-пре-

зидент отдела стратегического планирова-

ния AT&T Operations Inc. Компания собира-

ется развернуть проект «Скорость света»,

комбинирующего FTTH с FTTN на 15 из 20

рынков в конце этого года.

Положительная реакция Уолл-стрит на об-

новление и модернизацию Verizon вкупе с

задержкой проекта AT&T «Скорость света»

вызвали некоторые сомнения в том, была

ли оправдана критика в адрес Virizon за не-

оправданно большую начальную стоимость

проекта. FTTH-подход компании Verizon

обеспечивает большую пропускную способ-

ность, чем FTTN AT&T, поэтому можно

предположить, что FTTN-инфраструктура

может столкнуться с проблемой неконкурен-

тоспособности, в частности – сложностями

при поддержке современных услуг.

На семинаре «Предоставление видеоуслуг

FTTH», который спонсировался журналом

Lightwave и KMI Research, Винс Виттор

(Vince Vittore), специалист из Yankee Group,

подчеркнул, что провайдеры как минимум

должны планировать свои сети так, чтобы

поддерживать видеопоток высокой четкости

(8 Мбит/с, использующий формат MPEG4),

два стандартных видеопотока (3 Мбит/с),

среднеуровневое подключение интернет

(3 Мбит/с) и голосовой поток (1 Мбит/с). В

сумме это составляет 15 Мбит/с, что, по сло-

вам AT&T, соответствует уровню, на кото-

рый рассчитан их проект. Однако г-н Виттор

полагает, что для конкуренции с возможным

развертыванием технологии MSO* DOCSIS

3.0* могут потребоваться дополнительные

потоки видео высокого и стандартного раз-

решения для поддержки цифровой видеоза-

писи в нескольких помещениях вкупе с вы-

сокоскоростным доступом в Интернет. Необ-

ходимость поддерживать такие потоки дан-

ных увеличит требования к пропускной спо-

собности до 38–50 Мбит/с в ближайшие 5

или 6 лет. Это может выйти далеко за те

пределы, которые обозначил AT&T в VDSL2-

технологии своих FTTN-подключений.

Рис. 1. Доли различных операторов связина рынке FTTH в США


Новости

Колин Диксон (Colin Dixon), менеджер по

применению IP в Diffusion Group в рамках

того же семинара подчеркнул важность пре-

доставления современной конкурентоспо-

собной связи. Diffusion Group исследовал

потребительскую восприимчивость к пре-

доставляемым видеоуслугам.

Смена течения

За пределами Северной Америки техноло-

гия оптического доступа продолжает тес-

нить решения, основанные на медном кабе-

ле, что особенно отчетливо наблюдается в

Японии. Хиромиши Щинохара (Hiromichi

Shinohara), вице президент Access Network

Service Systems Laboratories при NTT, доло-

жил, что число ADSL-абонентов в Японии

начало снижаться с марта 2006 года. Он

предсказывает, что число FTTH-абонентов

превысит число ADSL к концу 2007 года.

Эта тенденция возникает по причине того,

что многим провайдерам переключиться с

ADSL на FTTH оказывается выгоднее, чем

наращивать инфраструктуру, основанную

на медных проводниках высокоскоростными

технологиями, такими как VDSL2. Г-н Шино-

хара сказал, что число FTTH абонентов сос-

тавляло 6,31 миллиона на июнь 2006 года.

Он предполагает, что к 2010 году их число

составит 30 миллионов.

Г-н Шинохара также заявил, что NTT сейчас

использует одновременно архитектуру BPON

и GEPON в зависимости от необходимого

уровня сервиса; технология GEPON предла-

гает абонентам 1 Гбит/с для услуг видео по

заказу и видеотелефонии, плюс предоставле-

ние телеканалов через партнерство со студи-

ями (по законам Японии NTT запрещено соз-

давать собственные видеоканалы).

Однако NTT уже начал задумываться о

следующем поколении технологии FTTH.

Х. Шинохара сказал, что существующая

система бесперспективна для использова-

ния 10-Гбитного подхода EPON в основ-

ном потому, что она не способна поддер-

живать три различные архитектуры. Бо-

лее естественную эволюцию от существу-

ющих BPON- и GEPON-инфраструктур

обеспечит WDM. Г-н Шинохара полагает,

что NTT будет использовать подход WDM

access, качественно отличающийся от су-

ществующих WDM PON-технологий. Он

сказал, что подход WDM access будет ис-

пользовать деление мощности. Примене-

ние подобной технологии потребует раз-

работки «бесцветных» оптических сете-

вых устройств (ONUs), способных одина-

ково работать на различных длинах волн.

Х. Шинохара говорит, что NTT будет рас-

сматривать WDM-архитектуры, которые

объединяют до 64 длин волн. Однако он

не думает, что компания будет вводить в

эксплуатацию WDM в ближайшие 3–5 лет.

Корейские организации приехали в Лас-

Вегас, чтобы продемонстрировать свои

собственные технологии следующего по-

коления. Корейский Институт передовой

науки и технологии во время рекламной

сессии представил презентацию, которая

освещала его работу над WDM PON и не-

которыми «бесцветными» ONU устрой-

ствами, о которых выше упоминал г-н Ши-

нохара. Технология WDM, которая основы-

вается на широкополосном источнике из-

лучения, установленном в оптическом пе-

редатчике, расположенном в центральном

офисе, – один из подходов, которые при-

менила Novera Optics у себя в Корее и

представила публике в США.

Однако Институт исследований электроники

и телекоммуникаций (ETRI) в Гуаньчжоу,

предложил другой конкурентоспособный

подход, основанный на TDMA. Специалисты

ETRI сообщают, что их 10 Гбит/с TDMA PON

будет проходить испытания в Корее в 2008

году. TDMA PON поддерживает ассиметрич-

ный поток данных – 10 Гбит/с на входящие

и 1,25 Гбит/с на исходящие сигналы. В буду-

щем ETRI предвидит полностью симметрич-

ные 10-Гбитные TDMA PON.

Как уже упоминалось в этой статье, евро-

пейские телекоммуникационные компании

осваивают FTTH медленнее, чем их азиат-

ские и североамериканские коллеги. Од-

нако они уже начали испытывать эти тех-

нологии. Жиль Кулон (Gilles Coullon), вице-

президент департамента широкополосных

сетевых и информационных технологий

компании France Telecom рассказал о двух

экспериментальных сетях. Одна в Париже

уже запущена, эксплуатация другой в Сло-

вакии должна начаться в конце этого года.

В Париже France Telecom предлагает 100-

мегабитные услуги передачи данных, голо-

са и видео с двумя HDTV-потоками за

70 евро в месяц. Провайдер надеется

подключить 1000 абонентов на испытаниях

к концу этого года с одновременным пре-

доставлением услуг мобильной связи

Orange. France Telecom использует GPON-

оборудование компании Alcatel и маршру-

тизаторы SAGEM.

Тем временем компания Telefo’nica прово-

дит испытания FTTH в Мадриде. По словам

Хозе Луиса Новоа Лозано (Jose’ Luis Novoa

Lozano), директора по транспорту в

Telefo’nica de Espan�a, провайдер проводит

испытания с различными способами прок-

ладки кабелей. Провайдер использует

EPON-архитектуру, потому что это была

наиболее развитая технология, доступная

на время начала испытаний. Н. Лозано до-

пускает, что компания может использовать

GPON-оборудование, если оно будет дос-

тупным. Кроме того, для тестирования тех-

нологии провайдер провел испытания прок-

ладки кабеля в здании методом задувки,

которые Н. Лозано назвал весьма успеш-

ными. Испытания показали, что техничес-

ких препятствий для внедрения FTTH нет,

однако Telefo’nica на настоящий момент не

имеет планов по применению FTTH и ис-

пользует FTTX.

Перевод с английского

Lightwave, November 2006

Термины

Охваченные сетью дома – дома, к кото-

рым волокно подведено. Часть домов при

этом подключена к услугам, а часть нет. В

США волокно подведено к 6 млн. домовла-

дений, из них 1 млн. подключены к услугам,

предоставляемым провайдером сети.

FiOS – связь по технологии «оптоволоконный

канал в каждый дом» (FTTP), предлагаемая

в США компанией Verizon. «Fios» – ирлан-

дское слово, означающее «знание».

MSO – операторы, предоставляющие нес-

колько видов услуг связи.

DOCSIS 3.0 (Data-over-Cable Service

Interface Specifications) – международный

стандарт, предусматривающий передачу

данных абоненту по сети кабельного те-

левидения с максимальной скоростью до

160 Мбит/с (при ширине полосы пропуска-

ния 6 МГц и использовании многопозици-

онной амплитудной модуляции 256 QAM)

и получение данных от абонента со ско-

ростью до 120 Мбит/с. Он призван сме-

нить господствовавшие ранее решения на

основе фирменных протоколов передачи

данных и методов модуляции, несовмес-

тимых друг с другом, и должен гарантиро-

вать совместимость аппаратуры различ-

ных производителей. DOCSIS имеет пря-

мую поддержку IP, с нефиксированной

длиной пакетов.


Cisco и оптические сети – непривычное со-

четание для тех, кто не знаком с разработ-

ками компании, ее историей в данной от-

расли. Тем не менее компания занимается

оптическими систе-

мами связи, занима-

ется давно и успеш-

но. Первым камнем в

фундаменте сущест-

вующих продуктов

была покупка компа-

нии Cerent (USA) в

1999 году. В то вре-

мя компания была

пионером на рынке

мультисервисных

транспортных плат-

форм, обеспечиваю-

щих транспорт дан-

ных в сетях SONET.

Успешность продукта, поя-

вившегося в результате

приобретения, сыграла существенную роль

и привела к формированию в компании

Cisco отдельного направления, которое бы-

ло нацелено на обеспечение эффективного

транспорта трафика сетей передачи дан-

ных в оптических сетях. Следующим суще-

ственным шагом в формировании

собственных оптических продуктов в сфере

оптических сетей связи была покупка под-

разделения Pirelli Optical Systems, являвше-

гося в то время одним из лидеров на рынке

магистральных сетей спектрального уплот-

нения (DWDM) и обладавшего уникальным

опытом их разработки. В 1987 году сотруд-

ники Pirelli Optical Systems и Southampton

University совместно разрабатывали первые

EDFA усилители, которые сейчас повсеме-

стно используются в современных системах

спектрального уплотнения. В 1993 году

компания реализовала первую коммерчес-

кую систему спектрального уплотнения, а

уже в 1997 году была запущена система

спектрального уплотнения для 64 каналов.

За этим последовали первые транспонде-

ры, работающие на скорости 10 Гбит/с, а в

1999 году был представлен первый прото-

тип для скорости 40 Гбит/с. Уже после при-

обретения компания Cisco в 2001 году

представляет на рынок магистральную сис-

тему спектрального уплотнения, обеспечи-

вающую транспорт 160 оптических каналов

со скоростью 10 Гбит/с на канал, а в 2002

у Cisco появляется коммерческая система,

использующая рамановские усилители.

Уже в 2004 году компания представила

единую платформу ONS 15454, которая не

только может быть ис-

пользована как система

DWDM, или SDH, но поз-

воляет объединить обе

функции в едином шасси.

Позднее, в 2004 году ком-

пания представила и мас-

сово доступное решение

по использованию пере-

настраиваемых мультип-

лексоров ввода-вывода

(ROADM) в городских и

региональных DWDM се-

тях, потом последовала поддержка L-диа-

пазона и реализация транспорта каналов

со скоростью 40 Гбит/с.

Почему перенастраиваемые мультиплексо-

ры и что такое гибкие опти-

ческие сети? Проведем по-

нятные аналогии. Предс-

тавьте себе современную

автомагистраль. У нее есть

ограниченное количество

полос (количество оптичес-

ких каналов в системе),

есть транспортные развязки

(узлы ввода-вывода). Такая

архитектура применима

только для очень ограничен-

ных условий, а именно для

тех случаев, когда транспо-

ртный поток заранее извес-

тен и ограничен. Теперь

представим, что пропала

необходимость в промежу-

точной транспортной развязке, но появи-

лась необходимость в новой развязке в

другом месте или просто нужно увеличить

количество полос (каналов) между опреде-

ленными узлами. Все эти изменения в тра-

диционных сетях требуют остановки функ-

ционирования всей системы, проведения

большой работы на сети и ввод в эксплуа-

тацию уже новой системы.

Основная же задача, которую должны обес-

печить оптические сети, – снять ограниче-

ния, накладываемые существующими тех-

нологиями, а также реализовать макси-

мальную автоматизацию процессов управ-

ления полосами и дорожным полотном (ко-

личеством каналов). И первым шагом в

обеспечении такой функциональности явля-

ется реализация интеллектуальной систе-

мы контроля и управления всеми полосами

(каналами) в такой транспортной магистра-

ли. Далее необходимо обеспечить эффек-

тивную адаптацию транспортной системы к

потребностям пользователей. Точно так же,

как в крупных городах автомобильная

транспортная система должна быть опти-

мально рассчитана под потребности райо-

нов и пользователей/потребителей, так и

оптическая транспортная система, которая

по мере развития технологий перестает

Новости

CISCO И ОПТИЧЕСКИЕ СЕТИ СВЯЗИАЛЕКСАНДР БАХАРЕВСКИЙ, технический�консультант Cisco Systems

Рис. 1. Архитектура перспективной сети нового поколения

Оптические транспортные сети, использующиеся сегодня,первоначально разрабатывались для передачи телефонноготрафика. Но развитие современных сетей передачи данныхи приложений, их использующих привело к тому, что болееполовины трафика, передаваемого этими сетями, основанона пакетном трафике (IP). Более того, объемы пакетноготрафика продолжают расти, и он уже давно играет сущест-венную роль при проектировании и расчетах современныхмагистральных сетей. По мере того, как во всем мире ис-пользование IP телефонии, видео и других приложений про-должает развиваться, большинство операторов связи пред-полагают, что IP станет абсолютно унифицирующим стан-дартом для передачи всевозможной информации в их сетях.


быть статичной, должна иметь возможность

адаптации под меняющиеся требования

рынка, бизнеса. Поэтому в последнее вре-

мя, по мнению большинства аналитиков,

все более и более актуальными становятся

перенастраиваемые мультиплексоры вво-

да-вывода, которые позволяют создать эф-

фективные точки пересечения основных

магистралей с второстепенными дорогами,

и обеспечивают пересечение любого коли-

чества полос между ними.

Появляется естественный вопрос: а как это

все влияет на технологии оптических сетей

и выбор компонентной базы? На самом де-

ле влияет, и очень существенно. Транспорт-

ная магистраль является основной артери-

ей всей той системы, которая будет реали-

зована впоследствии. От ее надежности и

эффективности зависит успешность

будущего функционирования всех осталь-

ных процессов. Соответственно стабиль-

ность системы находится в зависимости от

того, сколь устоявшиеся и стабильные тех-

нологии лежат в ее основе. В свою очередь

возможность совместного использования и

построения более масштабных и эффек-

тивных систем в будущем находится в за-

висимости от открытости и использования

общих для аналогичных систем принципов

построения. Исходя именно из этих предпо-

сылок компания Cisco и выбирает исполь-

зуемые компоненты, технологии и конкрет-

ные решения для своих продуктов.

Новости

МЕЖДУНАРОДНАЯ ВЫСТАВКА И КОНФЕРЕНЦИЯ CSTB�2007Инвестиционный бум в сетях

широкополосного доступа

В Москве с 5 по 8 февраля 2007 года в но-

вом суперсовременном выставочном центре

«Крокус Экспо» прошла девятая междуна-

родная выставка и конференция CSTB'2007.

Следует отметить, что в течение ряда пос-

ледних лет интерес к мероприятию постоян-

но растет, чему во многом способствуют вы-

сокий авторитет международной конферен-

ции, на которой российские эксперты совме-

стно с докладчиками из разных стран мира

представили новейшие технологии, бизнес-

модели и перспективы развития телекомму-

никационной и вещательной отрасли.

Среди других актуальных направлений выс-

тавки и конференции, таких как спутнико-

вое телевидение и связь, мобильное ТВ,

контент, телерадиовещание, телевидение

высокого разрешения (HDTV), не затеря-

лись экспозиции и доклады, посвященные

широкополосным технологиям, кабельному

ТВ и ТВ по IP-протоколу.

Технологии широкополосного доступа

(ШПД), кабельное ТВ и ТВ по IP-протоколу

представляют собой базу для дальнейшего

развития рынка платного ТВ, а также тради-

ционных и новых форм вещания.

«Платное телевидение в России по объему

и качеству транслируемых программ, а так-

же по деловой эффективности намного опе-

редило существующую систему эфирного

вещания», – считают участники круглого

стола «Платное телевидение в России»,

открывавшего конференцию CSTB'2007.

Как отметили выступающие, новый веща-

тельный сектор – кабельное и спутниковое

телевидение стало инвестиционно привле-

кательным как за счет новых технологий,

так и за счет роста доходов населения и

роста интереса к услугам, которые предос-

тавляют операторы. По словам Юрия При-

пачкина, президента Ассоциации кабельно-

го телевидения России, президента компа-

нии «Ренова Медиа», сегодня три четверти

населения страны принимает сигналы ка-

бельного ТВ. Это касается не только круп-

ных населенных пунктов, но и средних и

мелких городов. В развитых странах эта

цифра достигает 90%.

Как и в Европе [1], сети широкополосного

доступа в России становятся политическим

фактором. Наши муниципальные власти об-

ратили внимание на кабельное телевиде-

ние, т.к. выяснилось, что зрители кабельно-

го телевидения – это электорат. Действи-

тельно, если в населенном пункте имеется

эффективно действующая кабельная сеть и

местная власть может напрямую обратиться

к жителям с экрана, ни с кем не согласовы-

вая свои слова и никому не кланяясь, то в

этом населенном пункте все другие избира-

тельные технологии уже не работают. «Пос-

ле того как был принят Закон о местном са-

моуправлении, власти поняли, что в их ру-

ках есть определенный механизм для орга-

низации теле- и радиовещания. И муници-

палитет активно использует эту возмож-

ность, позволяя компаниям развиваться,

привлекая инвестиции», – отметил Юрий

Припачкин.

Большой интерес участников конференции

вызвала тема развития IP-телевидения в

России. Как отметили выступающие, с раз-

витием IPTV появляется возможность рас-

сматривать телевизор как информационный

и коммуникационный центр. Интерактивные

информационные сервисы: справки, погода,

расписания – то, что сегодня потребляется

либо через телефон, либо через компью-

тер, – может быть доступно на телевизион-

ном экране. «Новое поколение услуг в IPTV-

сетях заметно отличается от платформы

первого поколения тем, что они начинают

активно обрастать коммуникационными

возможностями», – заметил Игорь Маслен-

ников, президент C.T.I. Пользователи перес-

тают быть массой, они становятся группой

или даже отдельными абонентами. Опера-

торы получают возможность обслуживать

клиентов с учетом их индивидуальных осо-

бенностей и предпочтений, т.е. медийный

бизнес получает возможность персонализи-

роваться. (О возможностях и ожиданиях,

связанных с развитием IPTV более подроб-

но написано в статье [2]). «В каком-то смыс-

ле IPTV может оказаться второй волной гло-

бальной IP-перестройки, если под первой

понимать развитие IP-телефонии в мире», –

добавил Игорь Масленников.

Касаясь перспектив IPTV большинство док-

ладчиков на «кабельной» секции конферен-

ции были весьма сдержанны. Так, по оцен-

кам генерального директора компании Муль-

тирегион Сергея Александровича Дмитрие-

ва, доля этой технологии не превышает 1%.

По его мнению «шум и ажиотаж вокруг этого

направления связан с тем, что «кабельщи-

ки» наступают и традиционным операторам

связи, в том числе Ростелекому, приходится

защищаться. В конечном счете выбор техно-

логии будет определяться потребителями,

которые проголосуют своими кошельками».

В это же время в другом зале докладчики

уверенно доказывали, что время новых техно-

логий ШПД уже пришло. Несмотря на то что в

нашей стране IPTV делает только первые ша-

ги и сегодня этот рынок остается «точечным»,

эксперты рынка прогнозируют высокую дина-

мику развития IPTV в России.

8 www.lightwave-russia.com

Намерение компании Free, французского

альтернативного оператора, инвестировать

миллиард евро в сети FTTH по всей Фран-

ции может вылиться в проект, инициирую-

щий скачок активности на европейском рын-

ке FTTH и всей оптоволоконной индустрии.

Во Франции из-за агрессивной политики

внедрения DSL, вызванной конкуренцией,

сложился один из наиболее насыщенных и

развитых рынков широкополосного доступа.

Поэтому проект компании Free оказывает

давление на традиционных и альтернатив-

ных операторов, заставляя компании уско-

рять продвижение технологий доступа

FTTX. Ответные программы ускоренного

развития FTTX у France Telecom и альтерна-

тивных операторов, скорее всего, вызовут

цепную реакцию в других странах с разви-

тыми широкополосными рынками.

«Это важный шаг для Франции, и он может

стать катализатором для всей Европы», –

предполагает президент Европейского сове-

та по FTTH Хартиг Таубер, комментируя

сентябрьское заявление компании Free.

В прошедшие два года члены торговых со-

юзов, таких как Европейский совет по

FTTH, обсуждали меры, необходимые для

увеличения масштабов внедрения FTTH до

уровня Азии и Северной Америки. Совет –

главный лоббист ускоренного внедрения

FTTH в Европе – утверждает, что основ-

ным препятствием для роста, наряду с от-

сутствием крупных коммерческих проектов

FTTH, является консерватизм европейцев

и отсутствие законодательного регулиро-

вания тарифного разделения новой воло-

конной инфраструктуры. По данным Сове-

та, неясная законодательная ситуация

удерживает традиционных операторов от

инвестиций в сети FTTH.

По словам Таубера, на июнь 2006 в Евросо-

юзе было менее 800 тысяч абонентов FTTX.

На тот же период в Японии число абонентов

FTTX составляло 5,6 миллиона [1]. В Соеди-

ненных Штатах число подключенных домов

составляло менее полумиллиона, однако

FTTH-сеть охватывает значительно большее

число домов, нежели в Европе. (По послед-

ним подсчетам одного из американских

аналитиков, число подключенных домов в

северной Америке значительно выше [2].)

Ролан Монтан, аналитик французской кон-

салтинговой фирмы IDATE, представившей

совету последние исследования рынков

широкополосного доступа, связывает ши-

рокое распространение FTTH в Японии с

поддержкой правительства и низкими цена-

ми. По его словам, сегодня ни в Японии, ни

на других рынках широкополосного доступа

не существует услуг, требующих 50 Мбит/с

или более. Однако есть множество услуг,

которые в совокупности оправдывают та-

кие высокие скорости передачи данных. Хо-

рошим примером являются интегрирован-

ные сети доступа (triple play), лавинообраз-

но развивающиеся во Франции и других

странах. Другим потенциальным стимулом

внедрения широкополосного доступа явля-

ется телевидение высокого разрешения

(HDTV). По мере того, как все больше лю-

дей загружают фотографии и устанавлива-

ют цифровые камеры, добавляет Монтан,

все большая скорость требуется в таких се-

тях и для исходящего трафика.

Главный исполнительный директор компа-

нии Free Мишель Букобза уверен, что HDTV

завоюет популярность и станет мощным

двигателем FTTH. Но Таубер и другие обоз-

реватели отрасли признают, что HDTV в Ев-

ропе развивается медленно, хотя ожида-

лось, что транслировавшийся по HDTV ми-

ровой кубок по футболу послужит катализа-

тором продаж HDTV.

Эффект Free

Проект FTTH компании Free меняет расста-

новку сил во Франции. Компания, которая

агрессивной ценовой стратегией помогла

сделать Францию самым конкурентным в

Европе рынком DSL, собирается применить

ту же схему для зарождающегося рынка

FTTH. Этот проект, предполагающий созда-

ние самой крупной в Европе FTTH-сети,

стартует в Париже в 2007 году и к 2012 году

охватит более 4 миллионов домовладений

во Франции. Цель компании Free – перевес-

ти всех абонентов на волокно к концу про-

екта. Альтернативный оператор, принадле-

жащий французской Iliad Group, планирует

предлагать 50-мегабитные FTTH-интегриро-

ванные сети доступа по цене $29,90, анало-

гичной сегодняшней стоимости ADSL2+.

Цена является ключевым моментом.

Франция имеет очень развитый рынок ши-

рокополосного доступа по технологии

DSL. Таким образом, запуск 50-мегабит-

ных FTTH-интегрированных сетей по той

же цене, что 20-мегабитных DSL, сделает

их ходовым товаром.

В первую очередь компания Free нацелива-

ется на здания, где доля DSL уже составля-

ет 15%. Г-н Букобза сообщает, что после

подключения текущих абонентов ADSL че-

рез FTTH возросшие объемы сети позволят

Free снизить стоимость подключения або-

нента до 350 евро.

В октябре, когда конкуренты еще не успели

отреагировать на сентябрьское заявление

об FTTH, Free разорвала новую бомбу при-

обретением компании Cite’fibre, единствен-

ного парижского альтернативного операто-

ра, предлагающего широкополосный доступ

через FTTH. Это приобретение дает компа-

нии Free сеть FTTH в 15-м округе Парижа.

Самым грозным оружием компании Free в

конкурентной борьбе против традиционного

оператора Франции, компании France

Telecom, является предложение сделать оп-

тическую сеть доступной конкурентам. Это

оказывает давление на France Telecom, ко-

торая, как и многие крупнейшие европей-

ские операторы, предполагала снизить ин-

вестиции в свои FTTX-сети в случае, если

будет вынуждена предоставить конкурентам

свою новую волоконную сеть доступа.

До сих пор, не испытывая давления со сто-

роны какого-либо значительного конкурента

по FTTH, France Telecom медленно развора-

чивала сети FTTH GPON в Париже и приго-

роде и не заявляла о планах крупных вло-

жений в FTTH. Ведущий французский тра-

диционный оператор связи предпочитал за-

нимать выжидательную позицию, дожида-

ясь решений Еврокомиссии и ARCEP.

Французская организация ARCEP, занима-

ющаяся регулированием в области телеком-

муникаций, настоятельно рекомендовала

Экономика

LIGHTWAVE Russian Edition №1 2007

КУРТ РУДЕРМАН (KURT RUDERMAN), редактор журнала Lightwave Europe

FTTH ПЕРЕВОРОТ ФРАНЦУЗСКОГО ОПЕРАТОРА FREE


France Telecom допустить альтернативных

операторов к своей инфраструктуре для

роста конкуренции во Франции. На послед-

них конференциях эта организация заявила

о том, что предпочтение отдано архитектуре

FTTH «точка-точка». По ее заявлению, эта

архитектура проще для совместного ис-

пользования сети одновременно нескольки-

ми операторами. Конкурентное давление

может заставить France Telecom пойти на

уступки требованиям этой организации и

общественному мнению.

Оператор компании Free, собирающийся

использовать соединение Ethernet «точка-

точка», прокладывает в Парижской канали-

зационной системе 720 волоконных кабе-

лей компании Draka. По словам г-на Монта-

на из IDATE, канализация состоит из широ-

ких тоннелей, объединяющих почти все

здания города, что позволяет избежать пе-

рекапывания улиц и снижает стоимость

прокладки кабеля более чем на 30%. По

всей видимости, компания Free быстро раз-

вернет свои сети в Париже, так как первой

получила право прокладывания кабелей по

канализации, место в которой ограничено.

Общегородская сеть Free должна заставить

альтернативных операторов и даже France

Telecom пересмотреть свои планы по прок-

ладыванию оптоволокна в пользу аренды

сети у компании Free.

Решение оператора France Telecom в отно-

шении FTTH на ближайшие месяцы повлия-

ет на стратегии испанской Telefo’nica и

итальянской Telecom Italia, которые заявили

о своих планах по внедрению GPON FTTH.

Большинство крупных операторов использу-

ют или планируют использовать архитектуру

PON, тогда как большинство коммунальных

предприятий, муниципалитетов и альтерна-

тивных операторов используют в своих

FTTX-сетях технологию Ethernet «точка-точ-

ка». В последней группе многие, например

город По на юге Франции, имеющий на дан-

ный момент самую большую сеть FTTH, ис-

пользуют модель открытого доступа.

FTTH становится модным политическим

термином во Франции

Во Франции волокно стало модным полити-

ческим термином благодаря проекту По и

успеху других муниципальных и региональ-

ных волоконных проектов, поддерживаемых

правительством. Следуя примеру мэра По,

французские политики начали говорить о

том, что широкополосный доступ является

ключевым фактором экономического роста

и необходим для становления широкополос-

ных сетей Франции.

Политики, стоящие за волоконными проек-

тами муниципальных и региональных прави-

тельств, утверждают, что строят сети для

стимулирования конкуренции и проведения

широкополосного доступа в области, не

обслуживаемой France Telecom. Одни муни-

ципальные и региональные правительства

решили работать с France Telecom, другие –

с конкурирующими организациями.

Г-н Букобза объявил, что его компания нача-

ла разрабатывать FTTH-проект год назад и

заявила о нем в сентябре, когда проект был

готов. Он рассчитывает воспользоваться

тем, что регионы значительно отстают от Па-

рижа и прилежащих к нему департаментов

по количеству широкополосных проектов.

France Telecom раскрыла свои планы 17-го

января 2006, став первым из крупнейших

европейских операторов, объявившим

Экономика


о намерении развивать FTTH. Объявление

вызвало большой ажиотаж, т.к. France

Telecom является лидером по внедрению

DSL. Решение компании оставить планы по

внедрению VDSL в пользу архитектуры

GPON FTTH рассматривалось в Европе как

переломный момент.

За этим объявлением последовал ряд выс-

туплений политиков, включая президента

Франции и мэра Парижа, о развитии опто-

волоконных технологий.

4 января мэр Парижа Бертран Делани в

своей традиционной новогодней поздрави-

тельной речи объявил о конкурсе на пост-

роение городской сети в 2006 году. Он

предложил предоставить бесплатный широ-

кополосный доступ необеспеченным людям.

Подробностей о времени проведения конкурса

или о путях финансирования проекта

приведено не было. По состоянию на ноябрь

город еще не объявил о своих планах. Однако

Париж предоставил компании Free право ис-

пользования канализации, что создало впечат-

ление, будто Free является главным парижс-

ким провайдером связи. Free также предло-

жил предоставить бесплатную узкополосную

FTTH-связь необеспеченным людям, прожива-

ющим в домах, уже охваченных сетью.

На следующий день после речи мэра, пре-

зидент Франции Жак Ширак объявил в но-

вогодней речи, что всем телекоммуникаци-

онным компаниям, желающим строить об-

щенациональные оптоволоконные сети, бу-

дет предоставлена такая возможность.

Некоторые увидели в заявлениях Ширака

вызов Николя Саркози, его коллеге из пар-

тии Union pour un Mouvement Populaire и

политическому сопернику. Саркози являет-

ся министром внутренних дел Франции и

выдвинул свою кандидатуру на президен-

тские выборы 2007. Он стоит за крупней-

шим оптоволоконным проектом в департа-

менте Hauts-de-Seine, включающем важ-

ные пригородные районы Парижа, где

France Telecom планирует строить FTTH-

сети. В ноябре 2005 года г-н Саркози, яв-

ляющийся также главой правительства

Hauts-de-Seine, объявил о планах строи-

тельства оптоволоконной сети в масшта-

бах департамента, призванной предоста-

вить широкополосную связь полутора мил-

лионам жителей и ста тысячам компаний.

До сентября 2006 года, компании Cite’Fibre и

Erenis, альтернативные операторы, были

единственными компаниями, предоставляю-

щими услуги FTTX в Париже. Компания

Erenis предоставляет связь через

FTTB/ADSL-сети с 2002 года и подключила

тысячи зданий. Так как компании Cite’Fibre и

Erenis предлагали свои услуги «от двери к

двери» в отдельных районах, то они оста-

лись неизвестны большинству жителей Па-

рижа. Это положение оставляло France

Telecom в центре внимания до сентябрьско-

го заявления компании Free.

Французское правительство берет курс

на FTTH

Компания France Telecom, проводившая в ок-

тябре в Париже Всемирный широкополосный

форум, не прокомментировала проект Free,

но была вынуждена сделать заявление о

собственной FTTH-программе, соответствую-

щей основным идеям речи министра про-

мышленности Франции Франсуа Лу. Министр

подчеркнул успехи французского рынка DSL

(около 11 миллионов абонентов по сравне-

нию с 600 тысячами в 2002) и объявил о пла-

нах подсоединения 4 миллионов домов к Ин-

тернету посредством FTTH к 2012 году.

Г-н Лу считает, что для достижения цели

операторам необходимо преодолеть ряд

препятствий. Особенно «органам местного

самоуправления, владельцам недвижимос-

ти и операторам необходимо прийти к сог-

лашению по разделению кабельных коро-

бов/труб, по которым будет проложено во-

локно», – утверждает он.

Следом за Лу на сцене появился предсе-

датель совета директоров и исполнитель-

ный директор France Telecom Дидье Лом-

бард. Он прокомментировал поставлен-

ные г-ном Лу цели: «Я полагаю, мы смо-

жем добиться большего». Г-н Ломбард,

находясь под давлением правительства,

требующего от France Telecom поделиться

инфраструктурой, предупредил: «Если

France Telecom будет вкладывать милли-

арды евро в новую оптоволоконную сеть

доступа, она должна заверить акционеров

в возврате вложений… Годами внося из-

менения в законодательство, вы стимули-

ровали создание конкурирующих операто-

ров. Теперь вам необходимо дать опера-

торам некоторую стабильность, чтобы они

могли инвестировать свои капиталы в

дальнейшее развитие».

В конце выступления г-н Ломбард подыто-

жил свою речь: «Законодательные рамки

1996 года в свое время были эффективны.

Теперь необходимо законодательство, сти-

мулирующее дальнейшие инвестиции. Мы

будем инвестировать при условии, что бу-

дем знать, куда мы движемся».

Исполнительные директора других круп-

нейших европейских операторов на

Всемирном широкополосном форуме под-

вергли критике существующее европейс-

кое законодательство.

«Старые законы неприменимы к новой инф-

раструктуре», – заявил Винсент Сан-Мигель,

генеральный директор отдела информацион-

ных услуг компании Telefo’nica, на заседании,

посвященном будущим проблемам широкопо-

лосного доступа. «Мы снизим уровень инвес-

тиций при отсутствии благоприятных законо-

дательных условий. Проблема тарифного раз-

деления сети была решена в США». Компа-

ния Telefo’nica запустила экспериментальную

сеть GPON FTTH, но еще не объявила о ее

массовом коммерческом распространении.

Выступая с той же сцены, Томас Шноринг,

глава по стратегии отдела T-Com Production

& Service компании Deutsche Telekom, зая-

вил, что их сеть fibre-to-the-curb

(FTTC)/VDSL охватила 2,9 миллиона домов

в 10 городах с осени 2005 года в рамках

многолетнего плана. Однако он заявил:

«Мы снижаем наши инвестиции из-за неяс-

ной законодательной ситуации. Нам необхо-

димо прояснение ситуации. Мы хотим иметь

возможность решать самостоятельно, как

работать с конкурентами».

Стефано Пилери, директор по технологии

Telecom Italia’s, был единственным высту-

пающим, который не затронул проблем за-

конодательства в области FTTH. Его ком-

пания планирует запустить проект FTTH в

2007 году, начав с FTTC, так как, по сло-

вам г-на Пилери, «это легче и по его внед-

рению накоплено больше опыта. В более

густонаселенных городских районах мы бу-

дем использовать FTTB. Будущее связи за

FTTH. Мы также собираемся проводить ис-

пытания GPON».


Lightwave Europe, December 2006

Литература,

добавленная при переводе

1. Есина Е.В. Японский рынок FTTH //

Lightwave Russian Edition, 2005, № 4, с. 16.

2. Харди С. Конференция FTTH показала

прогресс в использовании технологии //

Lightwave Russian Edition, 2007, № 1, с. 4–5.

3. Перспективы развития технологии FTTH в

скандинавских странах // Lightwave Russian

Edition, 2005, № 1, с. 5.

Экономика



Экономика


Из-за взрывного роста IP-трафика в ин-

тегрированных сетях доступа, мобильных

приложениях и приложениях для деловой

информации сетевые операторы столкну-

лись с необходимостью расширения воз-

можностей своих нынешних сетей. Необ-

ходимость адаптации к интенсивному рос-

ту трафика, основанного на Ethernet, вы-

нуждает осуществить глобальный пере-

ход к транспорту Ethernet операторского

класса.

Сначала операторы пытались увеличивать

возможности своих сетей, используя тради-

ционную технологию Ethernet. Однако вско-

ре выяснилось, что этот подход не может

дать необходимой масштабируемости, удоб-

ства эксплуатации, простоты администриро-

вания и сопровождения (OAM), а также

обеспечить время восстановления соедине-

ния менее 50 м. Кроме того, обычный

Ethernet не обеспечивает поддержки тради-

ционной связи, такой как TDM и ATM. Тогда,

пытаясь приблизиться к «операторскому

классу», поставщики услуг связи стали пе-

редавать Ethernet поверх SONET/SDH. Это

позволило им надежно и быстро развернуть

Ethernet, но не удовлетворило растущие

требования к пропускной способности и не-

обходимости в большей гибкости и умень-

шении издержек.

Поэтому стала очевидной необходимость

создания новой технологии Ethernet опера-

торского класса для оптимизации инфра-

структуры транспортных сетей. Новая

транспортная сеть держится на трех клю-

чевых технологиях – оптической транспор-

тной сети (ОТN)/G.709, протоколе эмуля-

ции синхронного канала и оптической ин-

теллектуальной сети, предназначенной

для будущих нужд связи, и сетей, основан-

ных на Ethernet (подробнее см. [1, 2], прим.

переводчика).

Анализ рынка Ethernet

операторского класса

Ethernet операторского класса оказался эф-

фективной технологией, позволяющей эко-

номично расширить полосу пропускания се-

ти для удовлетворения потребностей в пе-

редаче современных корпоративных дан-

ных, трафика интегрированных сетей дос-

тупа и беспроводной связи третьего поко-

ления. Поставщики услуг связи уверены,

что эта новая технология позволит расши-

рить перечень услуг, что поможет им увели-

чить доход и скомпенсирует снижение цен

на традиционные услуги, такие, как теле-

фония и предоставление частных линий

(private lines). Аналитики предсказывают,

что деловой Ethernet, мобильная телефония

и IPTV предоставят операторам возмож-

ность заработать более 50 млрд. долл.

только в Северной Америке.

Однако традиционный Ethernet операторс-

кого класса недостаточно эффективен, что-

бы удовлетворять росту потребностей для

новых услуг. Сети Ethernet через

SONET/SDH, которые предоставляют от-

дельное двухточечное соединение для

Ethernet-трафика, не удовлетворяют требо-

ваниям многоточечному соединению для

эффективной работы с IP. Применение

Ethernet-сети для многоточечно-многото-

чечной связи становится возможным при

использовании ячеистой топологии и прото-

кола эмуляции синхронного канала.

Кроме того, наблюдается гигантский рост

требований к полосе пропускания в интег-

рированных сетях доступа. Зачастую не-

обходимо до 25 Мбит/с для каждого поль-

зователя только на IP видео. Возможность

расширять и управлять пропускной спо-

собностью требует внедрения новых опти-

ческих технологий, таких как OTN и WDM.

Эти технологии не только увеличивают

пропускную способность, во много раз

больше, чем альтернативные, но и обес-

печивают управление операторского клас-

са – важнейший элемент, снижающий

эксплуатационные издержки.

Проблемы Ethernet

операторского класса

Изначально Ethernet был разработан и

построен для использования внутри ло-

кальных сетей, где количество пользовате-

лей и управление соединениями легко

контролируется. Как только он вышел за

пределы LAN, этот контроль был потерян и

многие возможности, которые делали

Ethernet привлекательным, исчезли. Для

того чтобы Ethernet действительно достиг

операторского уровня, он должен удовлет-

ворять следующим требованиям.

•• Масштабируемость. Для того чтобы

справиться с огромными объемами трафи-

ка, Ethernet должен предоставлять возмож-

ность для расширения сети и увеличения ее

пропускной способности. В данном случае

Ethernet должен быть способен делиться на

десятки тысяч виртуальных локальных се-

тей (VLANs) и перестраиваться в диапазоне

от 1 Мбит/с, до 10 Гбит/с, а в будущем до

100 Гбит/с.

•• Качество. Ethernet должен поддержи-

вать фиксированные полосы пропускания

и минимизировать задержку. Он должен

ДЭВИД ПАРКС (DAVID PARKS), старший менеджер отдела цифровых сетей компании Ciena

НОВЫЙ ETHERNET ОПЕРАТОРСКОГО КЛАССА

ОПТИМИЗИРУЕТ ИНФРАСТРУКТУРУ СЕТЕЙ


Экономика

обеспечивать тот же уровень качества, что

и традиционные службы передачи двоич-

ных данных с переменной скоростью, та-

кие как виртуальные частные сети (VPNs)

и расширения локальных сетей. Ethernet

должен поддерживать многочисленные ви-

ды контрактов по трафику и классы каче-

ства связи (QoS), чтобы соответствовать

характеристикам и требованиям основан-

ной на нем связи.

•• Высокая гибкость. Ethernet должен об-

ладать высокой доступностью и отсут-

ствием точек отказа как на аппаратуре,

так и в программном обеспечении опера-

торского класса. Он должен также иметь

время восстановления связи не превыша-

ющее 50 мс (норма SONET/SDH) с тран-

зитной задержкой на отрезке между дву-

мя коммутаторами, составляющей десят-

ки микросекунд.

•• Управление связью. Ethernet должен

легко управляться и увеличивать возмож-

ности существующей аппаратуры, управ-

ляющих систем и OAM-методов. Он также

должен легко интегрироваться в работу су-

ществующих клиентских приложений.

•• Совместимость с существующими

технологиями. Ethernet должен поддер-

живать межсетевой обмен с традицион-

ными сетями и обеспечивать предостав-

ление традиционных услуг, а также быть

способным передавать трафик сетей с

коммутацией каналов через пакетные инф-

раструктуры.

Новая транспортная сеть

для Ethernet операторского класса

Для преодоления этих недостатков транс-

портной сети Ethernet нынешнего поколе-

ния ведущие организации по стандартиза-

ции разработали основополагающие тех-

нологии, чтобы помочь построить основу

новой транспортной сети Ethernet опера-

торского класса. Эти технологии включают

протокол эмуляции синхронного канала,

разработанный инженерной группой по

развитию Интернета (IETF), который эму-

лирует связь уровня 1-го и 2-го через

IP/MPLS; ITU G.709 OTN для многоканаль-

ной передачи информации и управления

типа SONET/SDH с интегрированным

WDM-управлением для расширения до

40 Гбит/с и далее и стандарты интеллекту-

альной оптической сети G.ASON и GMPLS

для автоматического обеспечения связи и

самовосстанавливания сетей.

Как показано на рис. 1, эта новая транс-

портная сеть справляется с задачами под-

держки быстрорастущих интегрированных

сетей доступа, передачи деловых данных и

мобильных беспроводных приложений.

Давайте рассмотрим ее составляющие по

отдельности. Ключ к пониманию OTN зак-

лючен в одном слове: прозрачность. По

этой причине OTN (он же «цифровой упа-

ковщик») – идеальный стандарт для подде-

ржки не только Ethernet, но и многих прото-

колов в объединенной сети.

Спецификации OTN обеспечивают устой-

чивое и эффективное управление, анало-

гичное управлению в сетях SONET/SDH.

Но, в отличие от SONET/SDH, OTN спосо-

бен обеспечить гораздо большую полез-

ную нагрузку и гарантировать доставку

неискаженной информации включая со-

держимое контрольных полей, управляю-

щую информацию и информацию о конт-

роле производительности. Например, OTN

может полностью сформировать пакет

OC-192/STM-64 или даже 10,7 Гбит/с фор-

му Ethernet LAN PHY и гарантировать дос-

тавку трафика через многочисленные

OTN-сети. Прозрачность OTN не ограни-

чивается SONET/SDH и Ethernet. Анало-

гичные преимущества сохраняются и при

асинхронной передаче данных, такой как

в Fibre Channel, ESCON и FICON, у кото-

рых недостаточно возможностей монито-

ринга производительности физического

Рис. 1. Оптимизированная транспортная сеть Ethernet. Комбинация OTN/G.709,протокола эмуляции синхронного канала и интеллектуальной оптической сетипозволяет создать сеть, оптимизириванную на основе Ethernet, которая будетудовлетворять требованиям полосы пропускания и скорости связи

Рис. 2. Использование оптических транспортных сетей для передачи сигналовасинхронного типа на операторском уровне. OTN обеспечивает для пакетного тра�фика управление схожее с SONET/SDH, но более эффективное


Экономика


уровня и отсутствует механизм локализа-

ции неисправностей, необходимый для

высоких QoS (рис. 2).

Гибкость, присущая OTN, достигается бла-

годаря распространению прозрачности на

область синхронизации. Это позволяет сме-

шивать сигналы и синхронного и асинхрон-

ного типа. Более того, синхронная связь с

различными источниками синхронизирую-

щих сигналов может осуществляться парал-

лельно, что невозможно в SONET/SDH.

Другим методом снижения расходов в сетях

Ethernet является приспособление к уже су-

ществующей инфраструктуре операторов.

Протокол эмуляции синхронного канала де-

лает возможным повторное использование

значительных вложений в IP/MPLS для под-

держки расширения сетей Ethernet. Благода-

ря использованию этого протокола становит-

ся возможным эффективно передавать

Ethernet по MPLS, т.к. этот метод, в отличие

от OTN, обеспечивает прозрачность трафика

1-го и 2-го уровня в IP-сети третьего уровня.

Протокол эмуляции синхронного канала воз-

ник как «draft Martini» и теперь определяется

RFC 3916 и другими текущими предваритель-

ными стандартами. Он эмулирует основные

атрибуты 1-го и 2-го уровня связи в объеди-

ненной сети с коммутацией пакетов, обычно

IP/MPLS, как показано на рис. 3. Благодаря ис-

пользованию этого протоко-

ла, Ethernet и другой не IP-

трафик передается по

IP/MPLS-сети, причем ха-

рактеристики связи для это-

го трафика гарантированно

остаются неизменными.

Ethernet, безусловно, наи-

более перспективная но-

вая транспортная техноло-

гия, но для ее повсемест-

ного внедрения необходи-

мо обеспечить передачу с

ее помощью не только

Ethernet-трафика. Переда-

вать традиционный TDM

Frame Relay и ATM-трафик

по транспортной сети

Ethernet оператору связи

позволяет протокол эмуля-

ции синхронного канала.

Вдобавок эмуляции синх-

ронных каналов могут быть

расширены до сети досту-

па, использующей метод

«dry Martini». Dry Martini

формирует трафик в эмуляции канала и дос-

тавляет его по городской инфраструктуре

OTN к узлу связи, где эмуляция обрывается

или переключается через базовую сеть MPLS.

Протокол эмуляции

синхронного канала

дает новому транспор-

ту Ethernet операторс-

кого класса множество

преимуществ, включая

удобство эксплуата-

ции, администрирова-

ния и сопровождения,

высокую надежность

предоставления услуг

с жесткими требовани-

ями к качеству, сетевую

гибкость, расширяе-

мость, поддержку многих

видов связи с Ethernet-

обеспечением сетевого

обмена и доказанную на опыте возмож-

ность взаимодействия сетей.

И наконец, интеллектуальная оптическая сеть

– ключ к совершенствованию надежности и

снижению стоимости транспорта Ethernet

операторского класса. Суммарные выгоды

оптической сети легко поддаются количест-

венному анализу путем расчета первоначаль-

ной стоимости и эксплуатационных расходов.

Такой анализ показывает существенно более

высокую экономичность Ethernet сетей в

сравнении с традиционными SONET/SDH.

Интеллектуальные оптические сети увели-

чивают эффективность использования ре-

сурсов, автоматизации обеспечения связи и

процессов обновления оборудования, а так-

же обеспечивают высокую работоспособ-

ность связи. Они оснащены функциональ-

ностью контрольного уровня, определяемой

стандартом ITU G.ASON. В свою очередь

ITU G.ASON зависит от совместимости сиг-

нальных и маршрутных протоколов, поддер-

живающих автоматическое нахождение се-

тевых элементов и ресурсов, установку и

освобождение соединений в оптической се-

ти и восстановление ячеек.

Рассматривая концепцию интеллектуаль-

ной сети более детально, ключевой фактор

снижения стоимости Ethernet транспорта

можно увидеть в автоматизированном ус-

тановлении связи между двумя узлами

связи. Интеллектуальная оптическая сеть

быстро отвечает запросам связи автомати-

ческим предоставлением ресурсов по од-

но- или многотехнологичным сетям. Связь

Ethernet организована в интеллектуальной

оптической сети простым способом «ука-

зал и щелкнул» посредством сетевого уп-

равления. Связь устанавливается автома-

тически, по требованию, в отличие от тра-

диционного установления вручную, зани-

мающего до 90 дней. Существующая связь

Ethernet может быть модифицирована или

свернута таким же способом. На рис. 4

изображены данные по уменьшению вре-

мени установления соединения, получен-

ные поставщиком связи по мере увеличе-

ния зоны охвата его оптической сети.

Рис. 3. Протокол эмуляции синхронного канала дляEthernet операторского класса. Протокол эмуляциисинхронного канала позволяет сетям с Ethernetоператорского класса предоставлять одновременнокак традиционные услуги связи, так и услуги связинового поколения

Рис. 4. Время соединения и интеллектуальное покры�тие сети. Эти данные, полученные в реально работаю�щих сетях, показывают экономичность перехода к ин�теллектуальным оптическим сетям


Экономика

Автоматизация не только способствует сни-

жению стоимости, но и упрощает «призна-

ние дохода», предоставляя возможность

открыть показатели конкурентоспособности

поставщика связи и упрощая, таким обра-

зом, выбор пользователя.

Пока что интеллектуальность сети состоит

в том, что NE знает всю сеть, включая дос-

тупные ресурсы. Базы данных NE автома-

тически обновляются при внесении измене-

ний в сеть. Это означает, что информация,

на которой основаны решения по настройке

связи, остается текущей и точной, исклю-

чая ручные ошибки.

И наконец, оптическая ячеечная архитек-

тура – еще один побочный продукт интел-

лектуальной оптической сети. Ячеечные

топологии больше подходят для Ethernet,

чем традиционная кольцевая схема, т.к.

ячейки предлагают множественность пу-

тей по сети. Грамотно разработанная яче-

истая сеть найдет оптимизированные пути

исполнения с конкретной задержкой,

флуктуациями и потерей параметров для

соответствия соглашениям по уровню свя-

зи Ethernet (SLAs) и предложит повышен-

ную надежность и гибкость благодаря сво-

ей возможности направлять трафик в об-

ход большого количества повреждений.

Вдобавок, т.к. рабочая полоса пропуска-

ния защищена не индивидуально, а по

объединению уплотненных полос пропус-

кания, достигается значительное снижение

затрат. Рис. 5 иллюстрирует пример эко-

номии на реальной пользовательской сети

при использовании ячеистой топологии

вместо традиционной кольцевой.

Ethernet операторского класса

уже используется

Безусловно, Ethernet преуспел и разросся

на деловом рынке. Он используется по

всему миру для оптимальной по стоимос-

ти коммутации и как транспорт для всех

видов связи – особенно IP-приложений,

доминирующих в мире телекоммуникаций.

Ethernet операторского класса близок к

существенному витку роста и как техноло-

гия связи, предлагаемая конечному потре-

бителю, и, что наиболее важно, как транс-

портная инфраструктура следующего по-

коления, поддерживающая интегрирован-

ные сети доступа, мобильную беспровод-

ную обратную связь, и приложения связи

для деловой информации. Для достиже-

ния и сохранения этого роста новые реа-

лизации Ethernet-транс-

порта операторского клас-

са должны делать упор на

масштабируемость, на-

дежность, корректные

QoS, управление и обес-

печение соединения меж-

ду узлами связи, возмож-

ность взаимодействия се-

тей и передачу трафика

традиционных видов свя-

зи, таких как TDM.

Использование Ethernet

операторами связи должно

послужить ожидаемому

потребителями увеличе-

нию возможностей конеч-

ного пользователя. Ethernet

может быть эффективно ис-

пользован как переходный

механизм в сетях доступа,

при объединении транспорт-

ной архитектуры в общего-

родскую, стать основой создания широко-

масштабной службы связи в узлах связи и

дальней транспортной средой в оптических

информационных базовых сетях.

Три ключевые технологии явились краеу-

гольными камнями для построения опти-

мизированной инфраструктуры Ethernet

операторского класса. G.709 OTN позволя-

ет снизить стоимость, обеспечивает мно-

гопротокольную поддержку с управлением

и мониторингом работы уровня сетей

SONET/SDH. Протокол эмуляции синхрон-

ного канала дополняет объединение

Ethernet/OTN сетей, делая возможными

Ethernet-транспорт и Ethernet-WAN связь.

И наконец, основанные на ITU G.ASON ин-

теллектуальные оптические сети дополня-

ют и без того гибкий OTN еще большими

сетевыми возможностями и защитой, кото-

рая эффективно работает с многоточеч-

ной природой многих видов Ethernet и

VPN-связи. Обеспечение соединения двух

точек через интеллектуальный и унифици-

рованный контрольный уровень необходи-

мо для работы Ethernet в традиционных

транспортных архитектурах.


Lightwave, August 2006

Литература,

добавленная при переводе

1. Гасымов И. Перспективы использования

технологии Ethernet в опорных сетях опера�

торов связи // Lightwave Russian Edition,

2006, № 2, с. 28.

2. Меккель А.М. Оптическая транспортная

сеть и NGN // Lightwave Russian Edition,

2006, № 2, с. 18.

3. Петренко И.И., Убайдуллаев Р.Р. Пассив�

ные оптические сети PON. Часть 2 Ethernet

на первой миле. // Lightwave Russian Edition,

2005, № 3, с. 19.

Рис. 5. Динамика расходов на содержание сети.Смешанные сети могут значительно снизить рас�ходы по сравнению с подходами основанными накольцевой схеме. Данные, использованные на гра�фиках, получены на реальных объектах

Крупнейший английский оератор связи ком-

пания Бритиш Телеком (BT) выбрала компа-

нии Nortel и Siemens в качестве поставщиков

оборудования Ethernet операторского класса

для своего проекта «Сеть 21 века»

(21st Century Network). Оба производителя

оборудования используют технологию

(Provider Backbone Bridging Traffic Engineering).

Подробнее о PBB-TE технологи мы расска-

жем в следующем номере журнала.

БРИТИШ ТЕЛЕКОМ ВЫБРАЛ ПОСТАВЩИКОВОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОЕКТА «СЕТЬ 21 ВЕКА»


WDM и оптические сети связи

Ю.В. ИВАНОВ, технический директор компании «МОНО Системс», Центр компетенции MRV Communications по системам WDM

Системы CWDM приобретают все большую

популярность у операторов связи, банков и

крупных корпораций. И это неудивительно,

поскольку использование систем волнового

уплотнения позволяет быстро и недорого

решить проблему дефицита существующих

каналов связи за счет более эффективного

использования полосы пропускания опти-

ческих волокон. Особенно актуально это

для крупных городов, где прокладка нового

оптического кабеля затруднена и соответ-

ственно требует серьезных финансовых и

временных затрат.

В процессе установки и эксплуатации систем

CWDM чаще всего возникает вопрос согласо-

вания уровней оптических сигналов. Пробле-

ма несоответствия мощности принимаемого

сигнала уровню чувствительности приемника

характерна как для входных интерфейсов

(порты access), так и для выходных «цвет-

ных» интерфейсов транспондеров (WDM).

Практический опыт специалистов Сервис-

ного Центра MRV Communications показы-

вает, что не менее 90% всех проблем на

этапе запуска систем CWDM связаны либо

с недостаточной мощностью принимаемого

сигнала, либо с ее превышением, когда оп-

тические приемники входят в насыщение

(saturation). Положение усугубляется тем,

что нередко конечное оборудование, подк-

люченное к транспондерам CWDM, не спо-

собно самостоятельно оценить уровень

приходящего оптического сигнала. Так,

например, обычный коммутатор Ethernet с

фиксированными оптическими интерфейса-

ми в случае пограничной мощности сигна-

ла показывает на портах наличие соедине-

ния (порт/интерфейс в состоянии Link Up) и

создается иллюзия стабильной работы ка-

нала. Однако на самом деле в такой ситуа-

ции имеет место пропадание части кадров

Ethernet и соответственно IP-пакетов. При-

чем чем больше размеры IP-пакетов, тем

больше процент потерь. Чтобы диагности-

ровать проблемы, связанные с согласова-

нием уровня оптических сигналов, необхо-

димо иметь возможность измерять мощ-

ность входящего сигнала непосредственно

ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ

СИСТЕМ CWDM

Рис. 1. Ключевые точки тестирования оптической системы CWDM и оконечного оборудования



на транспондерах и интерфейсах оборудо-

вания. В случае использования оборудова-

ния со сменными оптическими интерфейса-

ми для целей контроля идеально подходят

SFP с цифровой диагностикой (Digital

Diagnostics или DD).

Получив данные о мощности входящего

сигнала (RX Power) и зная чувствитель-

ность приемника, можно сделать вывод о

стабильности данного оптического канала.

Анализируя же значения мощности переда-

чи (TX Power) и мощности на приеме, мож-

но точно определить реальный оптический

бюджет линии «end-to-end» с учетом всех

промежуточных муфт, кроссов и, что нема-

ловажно, оконечных оптических шнуров

(патчкордов). Именно здесь в момент подк-

лючения оборудования к системам CWDM,

часто и возникают проблемные по затуха-

нию участки («битый» или загрязненный

патчкорд, «недощелкнутый» разъем и, как

следствие, воздушный зазор). Такая же

проблема может возникнуть на участке

подключения системы CWDM со стороны

линейной части к оптическому кроссу.

Может иметь место и избыток мощности. Так,

в случае мощных передатчиков у оборудова-

ния, подключаемого со стороны access (нап-

ример, при использовании системы SDH, ра-

ботавшей напрямую по протяженному опти-

ческому кабелю до подключения к оборудо-

ванию CWDM), а также в случае короткого

магистрального участка (со стороны WDM)

следует использовать аттенюаторы, позволя-

ющие достичь приемлемого уровня сигнала.

Важно иметь возможность контроля за уров-

нем оптического сигнала именно на конечных

точках в реальном времени, поскольку резуль-

таты замеров оптического кабеля с помощью

рефлектометров дают неполную картину сос-

тояния всего оптического тракта. Для целей

контроля также крайне важна возможность

удаленного мониторинга CWDM-устройств

(это может быть как система SNMP-управле-

ния, так и простые средства типа telnet).

Рассмотрим методику тестирования состоя-

ния оптических интерфейсов и каналов сис-

темы CWDM с помощью цифровой диагнос-

Цифровая диагностика*******************************

Описание Значение

Температура, �С 44/111

Напряжение, В 3,3916

TX ток, мА 29,598

TX мощность, дБм/мВт 1,8/1,531

RX мощность, дБм/мВт –13,8/0,041

Таблица 1

Пример данных,полученных с помощью функции DD

от SFP в ответ на запрос

Рис. 2. Условие стабильной работы оптического канала

Тип Функция ПротоколДлина

волны (мм)

Выходнаямощность (дБм)

Чувствительностьприемника (дБм)

Отическийбюджет (дБ)

Мощностьнасыщенияприемника

(дБм)

Наличиецифровойдиагности-

ки (DD)

Типичноерасстояние

(км)Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс.

MRV Communications (данные с www.mrv.ru)

SFP-GD-LXSFP

SinglemodeGE/FC 1310 –9 –5 –3 –22 –24 13 19 –3 да 10

SFP-GD-ELXSFP

SinglemodeGE/FC 1310 –7 –5 –3 –24 –26 17 21 –3 да 25

SFP-GD-XDSFP

SinglemodeGE/FC 1550 –5 –2,5 0 –24 –26 19 23,5 –3 да 50

SFP-GD-ZXSFP

SinglemodeGE/FC 1550 0 2 5 –24 –26 24 28 –3 да 80

SFP-GD-EZXSFP

SinglemodeGE/FC 1550 0 2 5 –32 –34 32 36 –6 да 120

Finisar (данные с www.finisar.com)

FTRJ1319F1xTLSFP

SinglemodeGE/FC 1310 –9,5 –3 –21 –22 11,5 19 0 да 10

FTRJ1519P1xCLSFP

SinglemodeGE/FC 1550 0 5 –21 –22 21 27 0 да 80

FTRJ1619P1xCLSFP

SinglemodeGE/FC 1550 0 5 –28 –30 28 35 –9 да 110

Таблица 2

Параметры сменных оптических интерфейсов доступа



тики. На рис. 1 приведена типичная схема со-

единения «точка-точка» с подключенным око-

нечным оборудованием (один канал WDM).

Тестирование состояния оптического ка-

нала «end-to-end» можно условно раз-

бить на две части: тестирование на

участке access на

каждой стороне и

тестирование на

участке WDM так-

же на каждой сто-

роне. Ключевые

параметры, важ-

ные для оценки

состояния или по-

иска проблем в

оптическом кана-

ле, это:

Pout – мощность

выходящего сигна-

ла (Output Power);

Pin – мощность

принимаемого сиг-

нала (Input Power);

Psens – чувстви-

тельность прием-

ника (Receiver

Sensitivity);

Psat – мощность

насыщения прием-

ника (Saturation

Power).

На каждом участ-

ке тестирования

необходимо про-

верить выполне-

ние следующих

условий:

Psens < Pin < Psat

причем для того чтобы оптический канал был

стабильным, условие должно быть более

строгим (см. рис. 2):

Psens (min) + 3 дБм < Pin < Psat (min) –

– 3 дБм.

Вообще говоря, пограничная зона опреде-

ляется исходя из требований к надежности

конкретного оптического канала, но не

должна быть менее 3 dB – стандартный ин-

женерный запас по затуханию для оптичес-

ких линий.

Для справки в таблице 2 приведены ти-

пичные оптические характеристики ми-

нитрансиверов SFP Gigabit Ethernet для

стандартных длин волн. В таблице 3 ана-

логичная информация «цветных» для SFP

CWDM.

Планирование и тестирование сетей

CWDM с топологией «шина» или «кольцо»

проводится аналогично «точке-точке». Од-

нако при планировании такой сети надо

обязательно учитывать потери на всех про-

межуточных пассивных элементах CWDM

(на мультиплексорах ввода-вывода OADM),

чтобы мощности CWDM-передатчиков с за-

пасом хватало для распознавания сигнала

на приемнике узла назначения.

При всей простоте «CWDM-арифметики»

следует достаточно внимательно относиться

к кажущимся мелочам, которые на самом

деле серьезно влияют на качество магист-

ральных каналов CWDM.

Тип Функция ПротоколДлина

волны (мм)

Выходнаямощность (дБм)

Чувствительностьприемника (дБм)

Отическийбюджет (дБ)

Мощностьнасыщенияприемника

(дБм)

Наличиецифровойдиагности-

ки (DD)

Типичноерасстояние

(км)Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Мин. Тип.

MRV Communications (данные с www.mrv.ru)

SFP-27DCWEIR-ххCWDM SFPSinglemode

Multi-Rate(100Мбит/с

– 2,7 Гбит/с)1310–1610 0 5 –22 20 0 да 60

SFP-27DCWLR-ххCWDM SFPSinglemode


– 2,7 Гбит/с)1310–1610 –2 3 –30 26 –6 да 100

Finisar (данные с www.finisar.com)

FWDM-1521-7D-xxCWDM SFPSinglemode


– 2,7 Гбит/с) 1310–1610 0 5 –20 18 0 да 50

FWDM-1621-7D-xxCWDM SFPSinglemode


– 2,7 Гбит/с) 1310–1610 0 5 –28 26 –9 да 100

Таблица 3

Параметры сменных оптических интерфейсов CWDM

М.А. ВЕЛИЧКО, аспирант физического факультета МГУ



Введение

Долгое время главным направлением на-

учных исследований в сфере телекомму-

никаций было достижение любой ценой

рекордной дальности и скорости передачи

информации. После кризиса 2000 года, ко-

торый привел к резкому сокращению ин-

вестиций в отрасль связи, акцент сместил-

ся в сторону поиска наиболее экономич-

ных способов доставки данных при сохра-

нении и увеличении уже достигнутой про-

изводительности. Кроме того, приоритет-

ными стали задачи увеличения надежнос-

ти и гибкости систем связи.

Быстрый прогресс в увеличении дальности

и скорости передачи информации в конце

1990-х годов связан с внедрением в ВОЛС

оптических усилителей и разработкой оп-

тических устройств для компенсации иска-

жений. В настоящее время широким фрон-

том ведутся исследования оптических ме-

тодов коммутации и маршрутизации, т.е.

идет речь о создании полностью оптичес-

ких сетей связи.

Однако, несмотря на внушительный прог-

ресс оптических технологий, стоимость

оптических устройств все еще достаточно

высока в сравнении с электронными уст-

ройствами. Поэтому целесообразно пере-

дать им некоторые функции оптических

устройств. В первую очередь это относит-

ся к компенсаторам искажений оптичес-

ких импульсов и устройствам управления

и распределения потоков информации.

Возвращение электроники в оптические

сети стимулировалось поразительными

успехами в области создания интеграль-

ных микросхем, появлением возможности

обработки сигналов, передаваемых со

скоростью более 10 Гбит/с. В частности,

предложены комплексные решения, объе-

диняющие в одном микрочипе целые се-

тевые узлы [1]. В настоящей работе дан

краткий обзор электронных методов ком-

пенсации дисперсии в оптических линиях

связи и анализ перспектив их внедрения

на действующих сетях связи.

Особый интерес к методам электронной

компенсации дисперсии (EDC – Electronic

Dispersion Compensation) связан с необхо-

димостью улучшения существующих од-

номодовых и многомодовых линий связи,

вызванный переходом на более высокие

скорости передачи данных (40 Гбит/с в

TDM-сетях и 100 Гбит/с в Ethernet-ориен-

тированных сетях). Как известно, n-крат-

ное увеличение пропускной способности

оптического канала влечет за собой n-

кратное увеличение искажений, вызван-

ных межмодовой и поляризационной мо-

довой дисперсией, а также n2-кратное

увеличение искажений, вызванных хрома-

тической дисперсией.

Дисперсионные искажения оптических

сигналов

Все дисперсионные эффекты, хотя и свя-

заны с разными свойствами волокна, при-

водят к увеличению длительности пере-

даваемых импульсов и в конечном счете

к межсимвольной интерференции (ISI –

Intersymbol Interference), затрудняющей

распознавание сигналов после распрост-

ранения по волокну [2, 3].

Хроматическая дисперсия (CD –

Chromatic Dispersion) вносит заметные ис-

кажения при передаче в стандартном во-

локне G.652 данных со скоростью 10

Гбит/с на длине волны 1550 нм на рассто-

яние более 40 км. Различные спектраль-

ные компоненты информационного сигна-

ла вследствие ХД распространяются с

различными скоростями, что приводит к

расширению его спектра. Традиционным

способом борьбы с CD в оптической об-

ласти является использование оптических

компенсаторов дисперсии. Обычно ком-

пенсатор содержит волокно с дисперсией

противоположного знака (по отношению к

дисперсии в стандартном волокне). Такая

оптическая компенсация дисперсии хоро-

шо зарекомендовала себя в линиях даль-

ней связи, в которых расстояние между

передатчиком и приемником постоянно.

Однако оптическая компенсация CD зат-

руднена в реконфигурируемых оптичес-

ких сетях.

Поляризационная модовая дисперсия

(ПМД) связана с поперечностью световых

волн. Световую волну можно разложить

на две ортогонально поляризованные

компоненты. Если волокно не идеально

круглое, эти компоненты будут иметь раз-

личную скорость (вследствие двулучепре-

ломления), и передаваемый импульс на

приемном конце волокна окажется уши-

ренным. Искажение сигналов из-за ПМД

намного меньше, чем из-за CD. Однако

искажения, вызванные ПМД, могут ока-

заться значительными в старых одномо-

довых волокнах при замене 2,5 Гбит/с

систем связи более широкополосными 10

Гбит/с системами. Кроме того, ПМД име-

ет случайную природу и ее трудно ком-

пенсировать. Изгиб волокна, вибрации,

изменение температуры – все это может

изменить мгновенное значение ПМД, поэ-

ЭЛЕКТРОННЫЕ МЕТОДЫ КОМПЕНСАЦИИ

ДИСПЕРСИИ В ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЯХ СВЯЗИ



тому системы ее ком-

пенсации должны быть

адаптивными [3].

Межмодовая диспер-

сия имеет место в мно-

гомодовых волокнах,

широко применяемых в

системах передачи ин-

формации на короткие

расстояния (до несколь-

ких сотен метров). Опти-

ческий импульс распро-

страняется по нескольким путям (модам)

с различными скоростями, что так же, как

и в случаях CD и ПМД, приводит к его

расширению.

Электронная компенсация дисперсии

на стороне передатчика

Существует два основных электронных

способа борьбы с дисперсией на стороне

передатчика [4]:

•• использование форматов модуляции,

устойчивых к влиянию дисперсии. Это

позволяет увеличить протяженность ли-

нии связи без дополнительных компенса-

торов дисперсии. Для сравнения на рис.

1а показаны энергетические штрафы для

двух ВОЛС: в одной из них применяется

обычный NRZ-формат (красная пунктир-

ная кривая), в другой – формат, устойчи-

вый к действию дисперсии (зеленая

сплошная кривая);

•• искусственное предыскажение формы

передаваемого сигнала таким образом,

чтобы на стороне приемника внесенные

предыскажения и дисперсия волокна вза-

имно компенсировались. На рис. 1б зеле-

ная линия описывает энергетический

штраф в ВОЛС с предыскажением сигнала

на передатчике: на выходе трансмиттера

штраф такой же, каким он был бы на при-

емнике в отсутствие предыскажения (крас-

ная линия), зато на при-

емнике он равен нулю.

3.1. Использование

форматов модуляции,

устойчивых к влиянию

дисперсии, является

одним из наиболее эф-

фективных способов

«электронной» борьбы с

дисперсией и нелиней-

ными эффектами в

ВОЛС. Следует отме-

тить, что их исследова-

ние связано также с

возможностью повыше-

ния эффективности ис-

пользования спектраль-

ной полосы оптического

канала. Самым распро-

страненным форматом

модуляции в волокон-

ных системах остается простой в реализа-

ции NRZ, но он плохо «сопротивляется»

искажениям в линии связи. Лучшую устой-

чивость к различного рода нелинейным

искажениям показали другие амплитуд-

ные форматы: CRZ, CSRZ,

APRZ. Увеличить дальность

передачи информации в

ВОЛС без использования до-

полнительных компенсаторов

дисперсии позволяют фазо-

вые форматы модуляции.

Правда, при этом они требу-

ют дорогих терминалов. Осо-

бую устойчивость к CD по

сравнению с NRZ продемон-

стрировал двойной фазомо-

дулированный бинарный

формат, обеспечивший выиг-

рыш в расстоянии на 40 км

при скорости 10 Гбит/с.

Подробнее о новых фор-

матах модуляции можно

прочитать в [5, 6].

3.2. Предкомпенсация

путем искусственного

искажения формы сиг-

нала. Искусственное

предыскажение формы

сигнала широко применя-

ется в радио- и спутнико-

вой связи для компенсации детерминиро-

ванных канальных искажений, в том чис-

ле нелинейных. Представим себе, что

сразу за стандартным передатчиком, но

перед линией связи расположили после-

довательно все компенсирующие CD мо-

дули, которые в стандартной системе свя-

зи равномерно распределены вдоль ли-

нии. Недавно такой метод стал приме-

няться и в ВОЛС. Если линия длинная

(1000 или более км), то каждый битовый

импульс станет настолько широким, что

перекроет несколько своих соседей. Это

будет сложный, но вполне однозначно

рассчитываемый искаженный сигнал.

После прохождения компенсаторов дис-

персии CD в линии связи скомпенсирует-

ся, и на приемной стороне будет сформи-

рована последовательность световых им-

пульсов. Оказывается, что аналогичный

искаженный сигнал можно сразу сформи-

ровать на модуляторе передатчика.

Рис. 1. «Электронные» способы борьбы с дисперсией на сторонепередатчика

Рис. 2. Схема передатчика, инвертирующего ка�нальную передаточную функцию волокна. Обоз�начения: Усл – усилитель, Ц/А – цифро�аналого�вый преобразователь

а) б)

Схема КИХ-фильтра (FIR – Finite Impulse Response):

КИХ-фильтр также называют трансверсальным фильтром илилинейным фильтром с разветвленной линией задержки.Здесь x (n), y (n) – соответственно входной и выходной сигна-лы, n - временной интервал, c0, …, cM – коэффициенты пря-

мой связи, z�1 задержка на один период следования единично-го импульса. Если фильтр содержит обратную связь, т.е. если для вычисле-ния y(n) используется выходной сигнал хотя бы в один из пре-дыдущих временных интервалов (например y(n�1)), то такойфильтр называется БИХ-фильтром (фильтром с бесконечнойимпульсной характеристикой, IIR – Infinite Impulse Response).



Схема предкомпенсации показана на рис. 2.

Специальный процессор преобразует сигнал

на выходе передатчика в две числовые после-

довательности, представляющие собой реаль-

ную и мнимую части предыскаженного сигна-

ла. Далее каждая из последовательностей

поступает в соответствующий цифро-аналого-

вый преобразователь (D/A), который форми-

рует управляющий модулятором аналоговый

электрический сигнал нужной формы.

4. Электронная посткомпенсация

дисперсии

Электронная посткомпенсация дисперсии

заключается в следующем: оптический сиг-

нал преобразуется в электрический на фо-

тодетекторе и усиливается так же, как при

обычном приеме. Но между устройством

принятия решений электрический сигнал

подвергается некоторой обработке, которая

улучшает работу системы. Такая обработка

может осуществляться аналоговыми или

цифровыми устройствами. К цифровым уст-

ройствам относится адаптивный фильтр,

включаемый в линию после приемника (или

являющийся частью приемника). В качестве

такого фильтра чаще всего используются

опережающие эквалайзеры (FFE – Feed

Forward Equalizer) или/и эквалайзеры с ре-

шающей обратной связью (DFE – Decision

Feedback Equalizer), состоящие из несколь-

ких линий задержки (чем их больше, тем

лучше компенсация) с различными коэффи-

циентами ветвления (рис. 3). FFE обычно

представляет собой КИХ-фильтр, а DFE –

БИХ-фильтр (см. врезку). FFE-фильтры бо-

лее стабильны, зато DFE-фильтры способны

восстановить более искаженные сигналы.

Для правильной компенсации дисперсии

коэффициенты прямой и обратной связи

(см. рис. 3) контролируются с помощью

специальных адаптивных алгоритмов, ко-

торые обычно являются производными ал-

горитма минимальной среднеквадратичной

ошибки (MSE – Mean Square Error). Он зак-

лючается в минимизации MSE между полу-

ченным yn и изначальным an сигналами:

.

Оптимальным приемником, способным адап-

тивно компенсировать дисперсию и нелиней-

ные эффекты, может служить приемник с

процессором, работающим по принципу Ви-

терби вычисления максимально приближен-

ной последовательности (MLSE – Maximum

Likelihood System Estimation). При передаче

N бит MLSE-процессор среди 2N после-

довательностей ищет ту, которая имеет

минимальную MSE [4].

5. Заключение

Электронная компенсация дисперсии

и нелинейных эффектов в волоконной

линии связи может осуществляться

либо на стороне передатчика (пред-

компенсация), либо на стороне при-

емника (посткомпенсация). Подобные

схемы позволят значительно сокра-

тить стоимость систем передачи дан-

ных, уменьшив количество дорогих

модулей DCF. Они также смогут сущест-

венно повысить гибкость ВОЛС благода-

ря своей адаптивности.

Литература

1. Мелл С. «Цифровые оптические сети»

обеспечивают более простое, быстрое и

гибкое предоставление услуг // Lightwave

Russian Edition, 2005, № 3, с 19�20

2. Наний О.Е. Основы цифровых

волоконно�оптических систем связи //

Lightwave Russian Edition, 2003,

№ 1, с. 48�52.

3. Гладышевский М.А., Щербаткин Д.Д.

Поляризационная модовая дисперсия в

оптическом волокне // Lightwave Russian

Edition, 2005, № 1, с.48�51.

4. Prati G. Electronic dispersion compensation.

ECOC 2005, Mo4.6

5. Величко М.А., Сусьян А.А. Двойной

фазомодулированный бинарный формат //

Lightwave Russian Edition, 2004, № 4, с. 26�29.

6. Величко М.А., Наний О.Е., Сусьян А.А.

Новые форматы модуляции в оптических

системах связи // Lightwave Russian Edition,

2005, № 4, с. 21�30.

7. Faerbert A. Application of Digital

Equalization in Optical Transmission Systems //

OFC 2006, Conf. Proc., paper OTuE5, 2006.

8. Killey R. I., Watts P. M., Glick M., Bayvel P.

Electronic dispersion compensation by signal

predistortion // OFC 2006, Conf. Proc., paper

OWB3, 2006.

Рис. 3. Схема опережающего эквалайзе�ра (а) и эквалайзера с решающей обрат�ной связью (б). Здесь: c0, …, cM – коэф�

фициенты прямой связи, g0, …, gL – ко�

эффициенты обратной связи, T – периодследования единичного импульса и дли�тельность линии задержки в эквалайзе�ре с решающей обратной связью, T/s –длительность линии задержки в опере�жающем эквалайзере (чем больше s,тем шире может быть спектр импульса)

а)

б)

Компании Syntune AB, производитель по-

лупроводниковых перестраиваемых лазе-

ров и передатчиков, и CyOptics Inc., про-

изводитель оптических полупроводнико-

вых чипов из фосфида индия (InP), сооб-

щили о совместных планах по разработке

и производству семейства перестраивае-

мых во всем С-диапазоне оптических пе-

редатчиков. По мнению компаний, дос-

тигнутое соглашение ускорит создание

коммерчески перспетивных моделей пе-

рестраиваемых лазеров и запуск их в

массовое производство.

Подробнее о перестраиваемых лазерах

можно прочитать в следующих публика-

циях нашего журнала:

Lightwave, 2006 №1, 3, в стате «Оптичес�

кие передатчики с перестраиваемой дли�

ной волны излучесния для DWD�сетей

связи», часть 1, 2.

СОГЛАШЕНИЕ О РАЗРАБОТКЕИ КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫХ

ЛАЗЕРОВ


Широкополосный доступ


Последнее время в профессиональных те-

лекоммуникационных кругах при строитель-

стве сетей доступа много внимания уделя-

ется как пассивным оптическим сетям

(Passive Optical Network – PON), так и актив-

ным оптическим сетям (Active Optical

Network – AON).

Оба принципиальных подхода вполне впи-

сываются в современную стратегию раз-

вития сети доступа, которую принято на-

зывать «волокно в дом» или FTTx, где под

«x» понимается конечная точка предос-

тавления услуги по волокну. Наиболее из-

вестные варианты стратегии FTTx это

Fiber To The Home (FTTH), когда волокно

доходит до конечного пользователя, нап-

ример, в квартиру или коттедж; Fiber To

The Node (FTTN), когда провайдер дово-

дит волокно до некоторой узловой точки,

на которой концентрируется нагрузка ко-

нечных пользователей, например, бли-

жайший узел доступа; Fiber To The

Premises (FTTP) или Fiber

To The Building (FTTB),

этот вариант наиболее

подходит для офисных

зданий или многоквартир-

ных домов, когда оператор

доводит волокно до сете-

вого оборудования в зда-

нии, а по зданию подклю-

чение выполняется посред-

ством структурированных

кабельных систем (СКС). Все

эти термины описывают раз-

личные варианты архитекту-

ры последней мили, в том числе и те, ко-

торые уже давно и успешно применяются.

Рассмотрим, какие варианты

логических и физических то-

пологий можно реализовать с

помощью PON и AON и на

что стоит обращать внимание

в первую очередь.

От простого к сложному

PON

Для сетей PON наиболее

распространенными варианта-

ми физической топологии, оп-

ределяющей архитектуру сети

на уровне оптического волокна,

являются «дерево» и «звезда». В обоих

случаях задействуется всего одно волокно.

При этом логическая топология, которая от-

ражает характер взаимодействия узлов на

уровне сетевого протокола, в обоих случа-

ях – «звезда». Мы не будем проводить раз-

личия между вариантами этой технологии и

рассмотрим общий подход, который, тем не

менее, больше напоминает решения на

оборудовании APON/BPON или GPON. Под-

робнее о разновидностях технологии PON и

назначении отдельных элементов можно

прочитать в журнале Lightwave Russian

Edition за 2004 год.

Особенность реализации топологии

«звезда» в сетях PON состоит в примене-

нии делителя оптического сигнала (сплит-

тера) на необходимое количество ветвей.

Разумеется, должны соблю-

даться два основных условия:

во-первых, количество ветвей

после деления не должно

превышать максимально до-

пустимое для данного типа

PON-оборудования (32 или

64); во-вторых, мощность сиг-

нала после деления должна

быть достаточной для дове-

дения сигнала от точки деле-

ния до потребителя. Распо-

лагаться сплиттер может как

А.В. ВОЛКОВ, главный специалистсистемного отдела компании ТрансТелеКом

ПАССИВНАЯ АКТИВНОСТЬ

ИЛИ АКТИВНАЯ ПАССИВНОСТЬ?

Рис. 11. Вариант построения сети PON с физичес�кой топологией звезда и размещением сплиттерав непосредственной близости от OLT

Рис. 2. Вариант построения сети PON с физической топологиейзвезда и размещением сплиттера на удаленном узле

1 POP (point of presence) – точка присутствияоператора.




в непосредственной близости от головно-

го устройства OLT (рис.1), так и на удале-

нии от него (рис. 2).

Такой подход наиболее прост и позволяет

без труда выполнить включение клиентов,

находящихся на допустимом расстоянии от

OLT, не прибегая при этом к расчетам бюд-

жета для каждого из них в отдельности. Ис-

пользуется некоторая средняя величина

мощности сигнала, которой должны удов-

летворять все потребители, подключаемые

к сплиттеру. На рис. 2 видно одно из преи-

муществ технологии PON, когда на узле

Node1 не требуется размещать активного

оборудования и можно избежать расходов

на аренду и электропитание.

Второй вариант физической топологии – это

«дерево». Несколько более сложная схема

построения сети подразумевает более точ-

ный расчет бюджета. Это связано с тем, что

ONT-клиента (на схемах не показано), нахо-

дящемуся ближе к OLT, требуется меньшая

мощность сигнала, а ONT наиболее удален-

ному – большая, которая необходима для

прохождения большего расстояния и, воз-

можно, большего количества промежуточ-

ных соединений (сплиттеров и кроссов).

Особенность данного варианта еще и в

том, что количество и удаление клиентов

от OLT лучше всего знать на этапе расче-

та. В противном случае велика вероят-

ность того, что вновь появившегося потре-

бителя нельзя будет включить на уже

действующее «дерево» без перерыва свя-

зи для остальных и, что еще хуже, без за-

мены сплиттеров для соблюдения парамет-

ров мощности сигнала в узлах ветвления.

Вариант с отказом клиенту в подключении

или со строительством нового «дерева» в

данном случае не рассматриваем. На

рис. 3 отображено, если можно так ска-

зать, простое дерево, когда нет дополни-

тельного ветвления на отдельных ветках,

которое также применяется на практике.

При наличии таких ветвлений расчеты оп-

тического бюджета должны учитывать и

потери на дополнительный сплиттер, и рас-

стояния до конечных точек размещения

оборудования на дополнительных ветках.

Расчет сети по рис. 3 или более

сложной сети, когда отходящая от

узла ветка может делиться еще на

несколько веток для разных клиен-

тов, лучше доверить специалистам

фирм, производящих оборудование

PON, или дилерам, имеющим опыт

расчета бюджета для древовидных

топологий. Однако такой подход не

должен подразумевать отсутствие

собственных грамотных специалистов,

знающих, как правильно проектиро-

вать и эксплуатировать такие сети.

AON

Когда речь заходит об AON, то под этим на-

до понимать Ethernet технологию и тополо-

гию «звезда». Мы не рассматриваем в дан-

ной статье технологии SDH или PDH в чис-

том виде, хотя, по большому счету, с их по-

мощью можно строить сети доступа1, и не

только для передачи одного лишь трафика

TDM (Time Division Multiplex).

Применение оптических интерфейсов «точ-

ка-точка», работающих по одному волокну

позволяет говорить о сопоставимом с PON

подходе к использованию волокна, хотя эко-

номия и не так очевидна.

На центральной узловой точке ставится

коммутатор второго уровня с оптическими

интерфейсами в сторону клиента. Это могут

быть фиксированные интерфейсы или SFP

(Small Factor Pluggable module), которые

можно добавлять по мере необходимости.

Если коммутатор расположен на одном узле

с оборудованием опорной сети, то такой ва-

риант больше похож на рис. 1, с той лишь

разницей, что активное оборудование AON

сочетает в себе функции сплиттера, по ана-

логии с оборудованием PON.

Можно построить решение, напоминаю-

щее дерево на рис. 3, где в отличие от

сетей PON не требуется рассчитывать

бюджет всего дерева, но и организовать

дополнительное деление отходящих от

узлов веток будет не так просто, как в се-

тях PON (рис. 5).

Потребуются дополнительные затраты на

размещение оборудования в узлах ветв-

ления, включая закупку этого оборудова-

ния, аренду места, оплату электроэнергии

и обслуживание. Что касается топологии,

то она все равно останется «звездой». А

вот ограничением при таком подходе мо-

жет оказаться пропускная способность

каналов связи между коммутаторами

Рис. 4. Вариант построения сети AON сфизической топологией «звезда»

Рис. 3. Вариант построения сети PON с физической топологией «дерево» и размещением сплиттеров на удаленных узлах

Рис. 5. Вариант построения сети AON с физической топологией «дерево» иразмещением коммутаторов на удаленных узлах

1 Такие сети уже давно и с успехомэксплуатируются многими операторами.



«дерева», и чем ближе к опорной сети,

тем больше вероятность возникновения

проблем. В качестве решения может быть

предложено увеличение суммарной ско-

рости между коммутаторами путем орга-

низации дополнительных соединений

(требуется резервировать под развитие

оптические волокна уже на стадии проек-

тирования) или замены SFP-модулей на

более производительные, что может ока-

заться более дорогим вариантом.

В отличие от PON решений (APON/BPON и

GPON, но не EPON), для предоставления

услуг передачи данных с сетей TDM при-

дется использовать дополнительное обору-

дование, а для передачи видеосигнала –

ориентироваться на видео в пакетах (IPTV)

(рис. 4, 5). Это может, с одной стороны, ус-

ложнить решения последней мили, но с

другой стороны ведет к универсализации

решений последней мили под передачу

различных типов услуг. Стоит также отме-

тить, что абонентские порты на узлах сети

AON (порты коммутаторов Ethernet) могут

быть и электрическими, что существенно

удешевляет стоимость подключения конеч-

ного потребителя.

WDM

Рассказ о современных вариантах послед-

ней мили был бы не полным без упомина-

ния о спектральном уплотнении DWDM

(Dense Wavelength Division Multiplexing) и

CWDM (Coarse Wavelength Division

Multiplexing). При постоянном снижении сто-

имости компонентов интерес в этом смысле

представляют не только возможности

CWDM, но и более плотного спектрального

мультиплексирования.

Мы специально выделили отдельным пунк-

том применение этих технологий, так как

они сочетают в себе пассивность промежу-

точных узловых точек аналогично сетям

PON и возможность применения агрегирую-

щего оборудования по аналогии с AON.

Особенностью такого подхода является

то, что с точки зрения топологии, реализо-

ванной в волокне, это скорее выделенные

каналы «точка-точка» нежели «звезда»

или «дерево». И хотя физическая тополо-

гия по волокну больше похожа на «дере-

во», назвать ее таковой по логике работы

нельзя. Не будет она и звездой, разве что

в отдельно взятом случае. А вот логичес-

кая топология сети будет «звезда»1. Такой

подход, так же как, и в случае с PON, пот-

ребует учитывать бюджет при строитель-

стве сети и может принести неудобства

при расширении, но в значительно мень-

шей степени, чем PON, так как подразу-

мевает подключение очень крупных пот-

ребителей трафика или узлов сети, а их

добавление происходит гораздо реже.

Мощность отдельно взятых «цветных» ка-

налов можно выбирать независимо от ос-

тальных, наращивая ее до максимально

возможной на сегодня скорости 10 Гбит/с.

На рис. 6 изображен общий вариант сети

доступа с применением спектрального уп-

лотнения. Стоит отметить, что оборудова-

ние на узлах может и не монтироваться, в

этом случае оптическая сеть будет напо-

минать дерево PON (рис. 3), с той лишь

разницей, что на узлах вместо сплиттеров

ставятся более дорогие пассивные OADM-

мультиплексоры. Возможность сэкономить

на арендных платежах и электропитании

также сохраняется. Число каналов будет

зависеть от выбора технологии (CWDM

или DWDM), количества занимаемых воло-

кон в магистральном кабеле и марки во-

локна. Все эти аспекты влияют на выбор

OADM (для каждого узла на этапе проек-

тирования определяется количество кана-

лов ввода/вывода и их цвет) и в конечном

счете на общую цену решения. Макси-

мальное количество каналов может дохо-

дить до 40 и даже 80. Отличительной осо-

бенностью применения WDM-технологий

можно считать возможность организации

Рис. 6. Вариант построения сети WDM с физической топологией «дерево»(логические каналы «точка�точка») и размещением оборудованияна удаленных узлах

Рис. 7. Вариант построения сети WDM с физической топологией «Дерево»и логическими каналами точка�точка (возможна организация кольцевых схем)и размещением оборудования на удаленных узлах

1 Технология WDM позволяет реализовыватькольцевую топологию, которая можетприменяться, в том числе и на линиях доступа.




отдельных каналов между узлами за счет

переиспользования одного и того же цвет-

ного канала (рис. 7), и возможность орга-

низовать резервирование в кольце с са-

мой быстрой на сегодня скоростью перек-

лючения 15–20 мс. Последнее может быть

особенно интересно при строительстве се-

ти в элитных коттеджных поселках.

Что же на сегодня предлагается на рынке

оборудования, сколько стоит и каким стан-

дартам соответствует? Попробуем ответить

на эти вопросы.

Маленькие по три или большие

по пять?

PON

Все представленные сегодня продукты ус-

ловно делятся на три стандарта.

APON/BPON – наиболее ранние стандарты

PON, ориентированные на работу с ATM

ячейками и максимальной скоростью в де-

реве 622 Мбит/с в каждом направлении.

Соответствует рекомендациям серии ITU

G.983.x. На отечественном рынке самым

известным представителем этого класса

можно назвать оборудование компании

Terawave, есть еще оборудование Olencom

и Motorola (ранее Quantum Bridge), но они

менее известны. Технология ATM далеко

не самая дешевая, поэтому и устройства

этого класса дешевыми назвать нельзя.

Например, выбирая абонентское устрой-

ство, для предоставления только Ethernet

трафика стоит ориентироваться на цены

от $2000. И это без учета стоимости ре-

сурса OLT, который в зависимости от кон-

фигурации может составлять от $3000 на

канал. В зависимости от фирмы произво-

дителя и вариантов исполнения ONT дан-

ное оборудование может быть использова-

но для реализации стратегии FTTH, FTTN

и FTTP. С появлением оборудования

GPON цены на APON/BPON начали сни-

жаться, а по прошествии некоторого вре-

мени данное оборудование должно усту-

пить место современному и производи-

тельному оборудованию GPON.

EPON (иногда GEPON или Ethernet PON) –

один из самых новых вариантов. Все

внешние интерфейсы как на стороне OLT

так и на стороне клиента соответствуют

стандарту Ethernet. Рекомендация IEEE

802.3ah на EPON появилась осенью 2004

года. До этого практически все производи-

тели данного оборудования применяли

свои фирменные варианты реализации.

Например, Fujikura использовала принцип

деления общего ресурса (полосы) на осно-

ве фирменной реализации TDM. Подход

интересный, но имеет больше минусов,

чем плюсов. Более или менее соответству-

ющее рекомендации оборудование стало

появляться только в конце 2005 года. Од-

нако именно это оборудование ориентиро-

вано на стратегию FTTH, и ценовой порог

для клиентского ONT не превышает 500

долларов. Скорость в дереве соответству-

ет 1 Гбит/с в каждом направлении. Сегод-

ня на рынке предлагается оборудование

Fujikura, Fiber Home, CoreCess, UT-Starcom

и AllOptic (позиционируется как GEPON

или EPON, но есть интерфейсы E1, что не-

типично для EPON оборудования).

GPON – наиболее мощный вариант PON-

технологии. Соответствует рекомендации

G.984 и максимальной скорости в дереве

до 2,5 Гбит/с в каждом направлении (на

сегодня максимальная скорость 2,5 Гбит/с

DownStream и 1,25 Гбит/с UpStream).

GPON имеет вдвое большую полосу по

сравнению с EPON и в силу своей архи-

тектуры позволяет обеспечить значитель-

но меньшие по сравнению с EPON заде-

ржки при передаче синхронного трафика,

в частности потоков E1. Очень удачно

вписывается в стратегию FTTP и FTTN и

может быть сориентирована на FTTH (до

64 ONT на одно дерево) при достаточном

объеме клиентского трафика. На рынке

присутствует оборудование компании

FlexLight, которое наиболее полно соотве-

тствует рекомендации и имеет очень бога-

тый набор функций по работе с трафиком

Ethernet. Оборудование FlexLight практи-

чески не имело конкурентов на отечест-

венном рынке GPON до конца 2005 года.

В силу своей новизны и производитель-

ности оборудование не может считаться

дешевым (стоимость абонентского ONT

значительно превышает 2000 долларов).

В конце 2005 года на рынке появилось

оборудование Wave7Optic, а сейчас пред-

лагают свои решения такие производите-

ли как Siemens, Alcatel и ECI1. Каждый

производитель, выпускающий оборудова-

ние PON, видит рынок по-своему и, ориен-

тируясь на ту или иную стратегию доведе-

ния оптики до конечного потребителя,

производит оборудование, имеющее свои

отличительные особенности. Так, оборудо-

вание FlexLight и Terawave больше ориен-

тировано на предоставление услуг корпо-

ративным клиентам и стратегию

FTTP/FTTN и может быть интересно опе-

раторам, не имеющим развитой оптичес-

кой сети, доходящей до большого количе-

ства частных пользователей. В то же вре-

мя оборудование Siemens и Alcatel в боль-

шей степени ориентировано как раз на

развитые оптические сети и массового

частного потребителя. Это вовсе не озна-

чает, что оборудование того или иного

производителя узко специализировано.

Каждый производитель старается создать

как можно более универсальное решение.

Вышеупомянутые выводы автор делает на

основе своего личного опыта и изучения

документации на оборудование различных

производителей.

AON

Еще раз оговорюсь, что под определение

AON подпадает и SDH- и PDH-технологии,

но рассматривать их мы не будем.

В последнее время оборудование, исполь-

зующее агрегацию трафика Ethernet, стало

появляться все чаще и чаще. Одной из пер-

вых в этой области была компания ADVA со

своим оборудованием FSP150. Подход к

скоростям достаточно стандартный для по-

добного оборудования: агрегатные интер-

фейсы – Gigabit Ethernet, клиентские –

100 Мбит/с. Еще до принятия рекомендации

IEE 802.3ah компания ADVA уже реализова-

ла возможность управления оконечным

оборудованием, хотя и использовала для

этого своеобразное решение. Поскольку

ориентированно оборудование было на

крупных клиентов, назвать его дешевым

нельзя. В настоящий момент ассортимент

продуктов компании ADVA значительно

расширился. Те же, кто приходил на этот

рынок в последнее время, четко представ-

ляли себе ценовую планку, которая могла

служить пропуском на рынок.

Во второй половине 2005 года появилось

оборудование ES3526S от Edge-Core2, кото-

рое, являясь коммутатором второго уровня,

имеет 24 оптических порта для подключе-

ния клиентов. Это больше, чем у FSP150, и

все они могут работать по одному волокну

со скоростью до 100 Мбит/с. Аналогичное

1 В первом квартале 2007 года планируется вы-ход GPON-оборудования производства Terawave.

2 Компания MRV предлагает данноеоборудование под своей маркой как OA2000.



оборудование есть и у Allied Telesis это AT-

x900-24XS. У Edge Core есть устройство

ES3526S. Все они сориентированы на рабо-

ту по одному волокну от коммутатора в сто-

рону клиента. У каждого производителя

есть свои абонентские окончания (о сов-

местимости абонентских окончаний одного

производителя с коммутаторами другого

говорить не беремся). Придерживаясь ре-

комендации 802.3ah, производители стара-

ются обеспечить мониторинг и управление

абонентскими окончаниями.

Если ориентироваться на стратегии FTTx, то

разнообразие клиентского оборудования

достаточно обширно. При этом конфигура-

ция оконечного оборудования способна удов-

летворить потребности как частного, так и

корпоративного клиента. А цена может быть

значительно ниже 500 долларов и даже

вплотную приближаться к 100 долларам за

устройство.

WDM

Пожалуй, самый дорогой вариант послед-

ней мили, хотя все зависит от выбранных

критериев оценки. Так, именно этот вари-

ант позволяет легко наращивать скорость

в канале со 100 Мбит/с до 1 Гбит/с без за-

мены каналообразующего оборудования.

Именно этот вариант имеет наивысшую

степень использования волокна, что дости-

гается применением плотного спектрально-

го уплотнения со скоростями до 10 Гбит/с

на каждый цветной канал. Еще одним дос-

тоинством можно считать возможность ре-

зервирования с самым быстрым временем

восстановления – до 50 мс (ранее уже го-

ворилось о 15–20 мс), и большой набор ин-

терфейсов, что позволяет передавать как

синхронный TDM-трафик, так и асинхрон-

ный Ethernet-трафик.

CWDM (G.694.2 – Spectral grids for WDM

applications: CWDM wavelength grid) появи-

лось как недорогая альтернатива более

плотному спектральному уплотнению. В

зависимости от типа волокна в кабеле

позволяет организовать до 8 (волокно

G.652) или 16 (волокно G.652C или

G.652D) независимых каналов. Сегодня

многие производители выпускают обору-

дование для уплотнения каналов связи на

сильно загруженных участках по схеме

«точка-точка». Такой подход существенно

дешевле прокладки нового кабеля, хотя

несколько лет назад все было наоборот.

Изменение условий на рынке привело к

появлению оборудования, которое актив-

но использует преимущества CWDM и со-

четает в себе целый набор функций, вост-

ребованных на последней миле. К ним

можно отнести оборудование компании

Metrobility (R4000 и R5000), Allied Telesis

(AT-WG1003). С применением оборудова-

ния этих производителей можно организо-

вать подключение корпоративного клиен-

та к сети оператора не дороже $2000 (без

учета стоимости порта агрегирующего

оборудования в POP), при этом обеспечив

ему полный набор современных услуг. Все

это позволяет говорить о способности

CWDM органично вписываться в страте-

гии FTTN и FTTP, а в некоторых случаях и

FTTH. На рис. 8 приведен один из вариан-

тов применения оборудования CWDM в

сетях доступа.

Системы DWDM (ITU-T G.694.1 – Spectral

grids for WDM applications: DWDM frequency

grid) появились несколько лет назад, но в

силу высокой стоимости применялись пре-

имущественно в магист-

ральных сетях. В послед-

нее время за счет сниже-

ния стоимости и наличия

вышеописанных преиму-

ществ по резервированию

и использовании волокна

наблюдается миграция

решений на основе техно-

логии DWDM в городские

сети. Уже с середины

2005 года компании, про-

дающие оборудование

класса DWDM, предлага-

ют решения для FTTN и

FTTP с использованием в точках ветвле-

ния оптических мультиплексоров ввода-

вывода (OADM). Так, на конференции

Supercom 2005 компания Korea Telecom

представила первую сеть, построенную с

применением решения WDM-PON в

г. Кванжу. Следует отметить отечествен-

ную компанию НТО «ИРЭ-Полюс», извест-

ную за рубежом как IPG Photonics

Corporation. Специалисты этой компании

на базе собственных разработок (оборудо-

вание «Пуск»), предлагают использовать в

узловых точках не OADM, а сплиттеры, по

аналогии с сетями PON. Такой подход, в

сочетании с использованием транспонде-

ров собственного производства, позволяет

применять на оптической трассе менее до-

рогие компоненты и регулировать уровень

мощности каждого цветного канала от-

дельно. Достоинство этого решения еще и

в том, что можно строить единую сеть дос-

тупа большого диаметра, в частности, ох-

ватывая не один, а несколько коттеджных

поселков, что позволяет уменьшить расхо-

ды на администрирование сети и резерви-

ровать трафик между узлами.

Тот кому доводилось присутствовать на

презентациях производителей оборудова-

ния PON или AON, должен был обратить

внимание на то, что некоторые докладчики

строят свою «линию», делая акцент на не-

достатках конкурирующей концепции пост-

роения сетей доступа. На деле оказывает-

ся, что грань между двумя этими концеп-

циями очень тонкая. Каждая из них может

иметь больше преимуществ или, наоборот,

обладать большими недостатками в зави-

симости от конкретного случая примене-

ния. Более того, обе эти концепции могут

прекрасно сосуществовать, если специа-

листы грамотно распределят между ними

Рис. 81. Вариант решения с использованием цветных оптических интерфейсов на агрегирующемоборудовании (узел POP)

1 Рисунок представляет собой частный случайрешения, приведённого на рис. 6.




зоны влияния. Но в любом случае и PON и

AON ориентированы на оптоволоконную

среду, которая в будущем должна будет

приходить к каждому пользователю. Какие

же варианты доведения оптического во-

локна до клиента применяются сегодня на

практике?

Варианты исполнения последней мили

(закопать или подвесить)

Все рассмотренные выше сетевые техноло-

гические решения подразумевают наличие

оптической кабельной инфраструктуры и

предъявляют к ней разные требования. То,

как будет построена кабельная система и

какая технология строительства будет выб-

рана, в дальнейшем может сказаться на по-

казателях качества работы всей сети, ее ре-

монтопригодности и времени восстановле-

ния после аварий.

Пожалуй, наиболее распространенный ва-

риант – это прокладка кабеля в кабельной

канализации. Данный вариант часто ис-

пользуется в городах, где такая канализа-

ция имеется. Однако оператору, решив-

шему применить именно этот подход,

предстоит договориться с собственником

канализации, заказать проект и выпол-

нить работы по инсталляции кабеля. Пос-

леднее, как правило, выполняют подряд-

ные организации, которые в дальнейшем

будут эксплуатировать проложенные кабе-

ли (проводить измерения, ремонтно-вос-

становительные работы). Такие организа-

ции, имеют квалифицированных специа-

листов и все необходимые лицензии, при-

боры и оборудование.

При отсутствии кабельной канализации

или неприемлемых для оператора условий

доступа к ней возможны и другие вариан-

ты прокладки кабеля, например укладка в

грунт. Задача непростая и в большинстве

случаев решается также с помощью под-

рядных организаций. Стоит уделить мак-

симальное внимание вопросу выбора ка-

беля и технологии его укладки. Кроме ши-

роко распространенной укладки брониро-

ванного кабеля может применяться задув-

ка кабеля, не содержащего металличес-

ких частей, в защитную пластиковую тру-

бу (ЗПТ) или отказ от прокладки кабеля и

задувка отдельных волокон (микроволо-

конных кабелей с числом волокон до 12).

Последнее подразумевает строительство

своего рода миниатюрной кабельной ка-

нализации с множеством каналов (отдель-

ных трубок диаметром 5 мм) в общей за-

щитной трубе, содержащей до 24 таких

трубок. Такой подход имеет свои преиму-

щества, так как позволяет достраивать

оптическую сеть по мере необходимости,

задувая волокна в отдельные каналы, не

требует строительства канализации и ко-

лодцев и достаточно прост в эксплуата-

ции. Однако метод требует существенных

первоначальных затрат и наличия специ-

ально подготовленного персонала и обо-

рудования. Метод задувки микроволокон-

ных кабелей сегодня предлагается на

рынке разными компаниями. Тералинк,

например, использует кабельную систему

Sirocco от Prysmian Cables&Systems.

Наряду с технологиями прокладки кабеля

в грунте и в кабельной канализации ши-

рокое распространение получила техно-

логия прокладки путем подвешивания ка-

беля на опоры. Так, компания ТрансТеле-

Ком давно и успешно применяет самоне-

сущие кабели, подвешенные на опоры

контактной сети ОАО РЖД. У данного

способа монтажа также есть свои особен-

ности, и компания ТрансТелеКом без пре-

увеличения может считаться оператором,

имеющим самый большой опыт в монта-

же и эксплуатации подвесных самонесу-

щих кабелей. Подвешивать кабель можно

не только на опоры железной дороги, та-

ким способом строятся сети и в городах.

Экономическая эффективность и особен-

ности эксплуатации сети, построенной на

подвешенном кабеле определяются исхо-

дя из местных условий.

Одной из разновидностей подвешивания

оптического кабеля является его навивка на

провода ЛЭП. В настоящий момент обору-

дование и кабель для навивки предлагают

такие компании, как Тералинк и Оптиктеле-

ком. Фактически ЛЭП играет роль готовой

кабельной канализации. Как правило, за-

казчиками выступают сами энергокомпании

– хозяева инфраструктур ЛЭП. Перед стро-

ительством осуществляется обучение пер-

сонала энергокомпании монтажу ВОЛС по

технологии навивки. Непосредственно во

время монтажа участки ЛЭП, по которой

идет строительство ВОЛС, подлежат обес-

точиванию.

Стоит также отметить возросший интерес к

оптическим кабелям, не содержащим метал-

лических частей. С одной стороны этот ин-

терес подогревается растущими ценами на

металл и, как следствие, удорожанием само-

го кабеля, а с другой – развитием техноло-

гий производства пластика. Например, ком-

пания Трансвок в своих исследованиях

пришла к выводу, что применение пол-

ностью диэлектрического кабеля, уложенно-

го в пластиковую трубу, повышает стойкость

к механическому воздействию на 20–30%.

При строительстве кабельной системы

следует не только определиться с техноло-

гией монтажа, тем или иным типом кабе-

ля, но и выбрать тип оптического волокна.

Производимые сегодня волокна имеют

значительно лучшие технические парамет-

ры по сравнению с параметрами, соответ-

ствующими рекомендации ITU-T G.652 (на-

иболее распространенный тип волокна).

Так, новые волокна G.652C и G.652D не

имеют повышенного затухания в диапазо-

не частот водяного пика (E-диапазоне) и

позволяют организовать до 16 раздельных

оптических каналов в случае использова-

ния оборудования CWDM.

Принцип разумной достаточности

Угол зрения, или Что лучше?

В самом грубом приближении сравнение

PON и AON может ограничиться перечисле-

нием достоинств и недостатков каждой ар-

хитектуры. В общих чертах это может выг-

лядеть следующим образом.

Преимущества PON: экономия волокна,

возможность подключения до 64 абонентов

на одно дерево (в одном направлении),

возможность работы с разнородным тра-

фиком (TDM, Ethernet), возможность орга-

низации резервирования агрегатных пор-

тов и оптической линии (в отдельных сис-

темах), четкое позиционирование точки де-

маркации и, как следствие, возможность

реализации SLA. И все это на однотипном

оборудовании и под управлением единой

системы управления.

Недостатки PON: как правило, высокая сто-

имость подключения (особенно на началь-

ном этапе); необходимость и аккуратность

расчетов оптических бюджетов по всем вет-

вям дерева и подбор сплиттеров с нужными

коэффициентами деления: прерывание свя-

зи при расширении сети, требующем заме-

ны сплиттеров; вероятность отказа в подк-

лючении нового клиента из-за недостаточ-

ной мощности сигнала после сплиттера и

строительство нового дополнительного де-

рева из центрального узла POP.

Преимущества AON: меньшая по сравнению

с PON стоимость подключения; легкость



при масштабировании скоростей; простота

топологии; большая дальность (особенно

при разнесении клиентов в разных направ-

лениях относительно узла); простота масш-

табирования сети; меньшие в сравнении с

PON затраты на узел POP.

Недостатки AON: больший расход волокна,

трудности при передаче трафика TDM (TDM

over Ethernet ведет к удорожанию и не всег-

да обеспечивает желаемое качество); нали-

чие активных устройств в промежуточных

точках, требующих организации питания

(если это только не соединения «точка-точ-

ка» по выделенным оптическим сегментам);

в отдельных случаях нечеткое позициониро-

вание точки демаркации.

Можно взглянуть на ситуацию с другой сто-

роны. Так, PON позоляет подключать наи-

большее количество клиентов на одно во-

локно. В случае с GPON это число равно 64,

а в перспективе – 128 клиентов. При разум-

ной потребности клиентов в полосе такой

подход может выражаться для оператора в

наибольшей величине прибыли на одно во-

локно с каждого клиента.

С другой стороны, AON, и в особенности

применение WDM, обеспечивают наиболь-

шую скорость в канале для каждого клиента

и простоту ее масштабирования в широких

пределах (до 100 Мбит/с и даже 1 Гбит/с).

Тогда вопрос использования ресурсов опти-

ки приобретает философский характер.

Кто-то захочет подключить наибольшее ко-

личество клиентов, обеспечив приемлемую

скорость для каждого. А кто-то захочет

построить сеть с наивысшими показателями

объема трафика в волокне, обеспечив тем

самым легкое наращивание пропускной

способности по требованию заказчика.

Еще один момент сравнения – это цена за

подключение. При продвижении PON-обо-

рудования продавцы предлагают оценить

стоимость ONT и ту небольшую часть цены

OLT как общего ресурса, которая прихо-

дится на каждого подключенного к нему

клиента. Как минимум это можно выразить

формулой «цена OLT / (4*32(или 64))», где

4 – это количество деревьев на OLT1, а 32

или 64 – число клиентов на дерево. Полу-

чаются очень заманчивые цифры. Но как

скоро оператор подключит к OLT всех этих

клиентов? Однозначного ответа не даст

никто, а значит, и цену разделяемого ре-

сурса OLT правильно рассчитать исходя из

той картины, которая складывается на сети

конкретного оператора, не удастся.

С оборудованием агрегации ситуация нес-

колько проще. Там на одно устройство, как

правило, подключается до 24 абонентов, а

следовательно, и погрешность при расчетах

будет меньше.

Что касается WDM, то каналы на основе

этой технологии очень близки к каналам

«точка-точка», и влияние стоимости общего

ресурса (например шасси для размещения

плат транспондеров) на цену отдельного ка-

нала минимально.

Какова же текущая ситуация с развитием

FTTx?

Что у них

По оценкам Morgan Stanley, в 2005 году

спрос на полосу пропускания рос до 30% в

год. Однако реально только Япония может

1 В корзину OLT от Alcatel или Siemens монтиру-ется больше десятка плат, каждая из которых не-сет 2 или даже 4 дерева PON.




похвастать массовым внедрением FTTH.

Это выражается в более чем 3 млн або-

нентов на июнь 2005 года. В Китае прогно-

зируется массовое предоставление услуг

на базе FTTH в период 2007–2008 годов, а

пока лидером остается технология DSL. В

США массового внедрения FTTH не отме-

чено. Некоторые компании, например

SBC, придерживаются стратегии

FTTN+VDSL. Возможно, это стратегия, а

возможно, это следствие законодательных

неурядиц. С 1996 года крупные операторы

обязаны предоставлять доступ к медным

линиям по себестоимости. Однако вопрос

с арендой новых оптических сетей не

FTTH был решен до 2003 года. Именно

тогда появилось законодательство, защи-

щающее вложения в новые сети. Возмож-

но, это это инерция и ситуация начнет ме-

няться в сторону перехода к FTTH уже в

ближайший год-два. В Европе на сегодня

бесспорным лидером последней мили ос-

тается ADSL. Ожидается, что на смену

ADSL придет VDSL, возможно, в паре с

FTTN. Такой подход вполне соответствует

оценкам Morgan Stanley и характеризует

«старушку Европу» как выбравшую эволю-

ционный путь развития сетей доступа. Но

не все так плохо, как может показаться на

первый взгляд. Например, по оценкам KMI

Research, уже в 2008 году объемы продаж

оптических кабелей на рынке СКС могут

превысить объемы продаж медных кабе-

лей. А многие крупные операторы связи,

такие как Deutsche Telecom, France

Telecom и British Telecom уже сейчас стро-

ят сети доступа на оборудовании GPON

известных производителей.

Что у нас

Растет потребность абонентов в полосе про-

пускания. Корпоративные клиенты перехо-

дят на большие скорости для работы внутри-

офисных сетей. Так, за последние три-четы-

ре года многие компании модернизировали

свои сети с 10 Мбит/с до 1 Гбит, что не мо-

жет не отразиться на внешних соединениях

или, как их принято называть, WAN-сетях.

Но все это корпоративный рынок, а как обс-

тоят дела с индивидуальным абонентом?

По оценкам компании Tellabs, приведенным

на конференции FTTH в 2005 году, суммар-

ный объем трафика «завтрашнего дня»,

потребляемого домашним хозяйством прог-

нозировался как 33 Мбит/с, и половина этой

полосы отводилась под HDTV-контент. В

настоящее время наиболее распространен-

ными технологиями при организации линий

доступа к клиенту, в том числе и в России,

остаются ADSL, VDSL, а качество услуг те-

левидения по сетям ADSL и VDSL в больши-

нстве случаев устраивает потребителя. Од-

нако есть и предпосылки к переменам. Так,

качество существующих медных кабелей не

позволяет предоставлять услуги широкопо-

лосного доступа по всем парам кабеля, а

прокладка дополнительного медного кабеля

или замена старого кабеля на новый в

большинстве случаев затруднительны. В то

же время, рост цен на медь делает оптичес-

кие кабели все более привлекательными

при выборе решений для сетей доступа.

В итоге мы являемся свидетелями стреми-

тельного роста решений FTTB в городах.

Влияет на развитие оптической инфраструк-

туры постоянно растущий интерес населения

к доступу во всемирную сеть и «цифровиза-

ция» телевиденья. Однако в России рынок

HDTV, включающий HDTV-контент, транс-

порт, декодеры, телевизоры, находится в на-

чальной стадии развития, и успех в развитии

этого рынка во многом определяется стреми-

тельным падением цен на HDTV-телевизоры,

плазменные и LCD панели. В пользу разви-

тия оптических сетей говорит и тот факт, что

многие операторы связи за последний год

стали проявлять все больший интерес к обо-

рудованию PON и CWDM. Не снижается ин-

терес и к технологии IPTV, применение кото-

рой в сетях операторов требует модерниза-

ции опорных сетей, фактически приближая

оптику к конечному потребителю. А строи-

тельство элитного жилья, когда в дом или

квартиру приходит волокно, уже сейчас мож-

но рассматривать как вариант применения

стратегии FTTH.

В заключение

Оператор находится в постоянном поиске

ответов на такие вопросы:

– какую технологию избрать для строитель-

ства или модернизации сети так, чтобы она

максимально полно удовлетворяла сущест-

вующим потребностям и была перспектив-

ной в будущем;

– какое оборудование применять на сети;

– что из вышеперечисленного даст наиболь-

ший экономический эффект.

Общего однозначного ответа на эти вопросы

нет, так как специфика работы конкретного

оператора, особенности его сети и направле-

ние развития будут определяться выбором

той или иной концепции. Но в любом случае

специалисты, занимающиеся проектной рабо-

той, должны четко представлять особенности

каждой из технологий, чтобы максимально

выгодно использовать их преимущества.

При выборе оборудования, названного вы-

ше, требуется четкое понимание полного

набора услуг, который планируется предос-

тавлять абонентам, и требований к оборудо-

ванию, которые из этого вытекают. До нача-

ла закупок нелишним будет проведение

тестовых испытаний с эмуляцией услуг, что

позволит оценить соответствие оборудова-

ния выдвигаемым требованиям. Особое

внимание стоит уделить вопросам безопас-

ности и качественной передачи трафика ре-

ального времени (VoIP и IPTV).

Еще на этапе выбора решения компания-

оператор должна четко представлять набор

требований к оборудованию и системе уп-

равления, выполнение которых позволит

максимально эффективно интегрировать

новое решение в существующий телеком-

муникационный комплекс, оперативно ра-

ботать с абонентами. Эти требования долж-

ны учитывать потребности оператора в SLA

соглашениях с заказчиками, если таковые

планируется подписывать при сдаче услуг

клиентам. При использовании цветных ка-

налов в волокне требуется уделить особое

внимание закупке резервных цветных ин-

терфейсов (транспондеров). Также деталь-

но еще на этапе проектирования должны

быть проработаны вопросы последующей

эксплуатации сети и устранения аварий пу-

тем минимизации количества цветных ин-

терфейсов и их оптимального размещения

в оборудовании узлов. Это позволит сокра-

тить общее число цветных каналов и необ-

ходимый ЗИП по интерфейсам, свести к

минимуму время восстановления канала

после аварий. Требуют внимания и вопросы

безопасности трафика и доступа к кана-

лам. Все это отдельные темы, которые вы-

ходят за рамки настоящей статьи.

В настоящее время, повальное увлечение тех-

нологией Ethernet нередко мешает объектив-

ности при выборе технологий для сетей досту-

па и, как результат, нередко принимаются не-

обдуманные решения. Хочется надеяться, что

эта статья и заложенная в ней идея упорядо-

чения существующих технологий и оборудо-

вания последней мили по волокну позволят

лучше оценить потенциальные возможности

современных решений и соотнести их с пот-

ребностями операторов.


Практический опыт

Тенденция развития телекоммуникационного

рынка, да и суть работы любого оператора

связи – это постоянное внедрение новых ус-

луг, расширение географии деятельности,

проникновение на смежные сегменты рынка

и увеличение абонентской базы. Все выше-

перечисленное немыслимо без масштабных

инновационных проектов. Один из таких

проектов компании «Центральный Телег-

раф» – построение на территории Московс-

кого региона Единой мультисервисной сети.

Несколько лет назад мы пришли к выводу,

что строительство своей собственной инф-

раструктуры под каждый вид или класс ус-

луг – занятие не только дорогостоящее, но

также и несет в себе опасность потери уп-

равляемости ресурсами и риск столкнуться

с фундаментальными ограничениями при

масштабировании. Такое развитие растра-

чивало наши ресурсы и было признано поп-

росту неэффективным.

Руководством ОАО «Центральный Телеграф»

было инициировано строительство мульти-

сервисной сети – единой сетевой инфраст-

руктуры для расширения деятельности ком-

пании на новых и перспективных сегментах

рынка телекоммуникационных услуг, а также

для закрепления ранее занятых сегментах пу-

тем улучшения качества уже предоставляе-

мых услуг, и расширения их номенклатуры.

Немаловажную роль сыграло желание повы-

сить лояльность абонентской базы и, как

следствие, лидирующих в индустрии показа-

телей надежности новой сети и ускорения

цикла решения возможных проблем подпис-

чиков за счет полной автоматизации техноло-

гических и производственных процессов. И,

конечно, для нас имело большое значение

снижение издержек, связанных с операцион-

ной деятельностью, и другие виды экономии,

обусловленные высокой эффективностью ис-

пользования ресурсов.

У «Центрального Телеграфа» к тому време-

ни имелся значительный опыт внедрения и

эксплуатации сетей, построенных по раз-

ным технологиям. Мы широко использовали

технологии SDH в опорной инфраструктуре,

были созданы фрагменты сети АТМ, была

распределенная сеть IP, маршрутизаторы

которой были соединены самыми разнооб-

разными каналами связи. В сетях доступа

мы много экспериментировали с xDSL, с

PON, с беспроводными технологиями, с

коммутируемым доступом и т.д. Пожалуй,

был охвачен весь спектр доступных на тот

момент решений. Однако требовалась мак-

симальная унификация, чтобы консолидиро-

вать наши усилия и инвестиции. Кроме то-

го, функциональность планируемой мульти-

сервисной сети и ее мощностные характе-

ристики должны были быть достаточными,

чтобы обеспечить нашу готовность предос-

тавлять весьма ресурсоемкие услуги –

TriplePlay для физических лиц и услуги с га-

рантированным качеством обслуживания,

включая VPN для бизнес-абонентов.

Выбор технологии был сделан внутри компа-

нии после всестороннего анализа наших воз-

можностей, конкурентной среды и перспектив

рынка в Московском регионе. Высокая конце-

нтрация потенциальных абонентов в многок-

вартирных домах и бизнес-центрах, относи-

тельно невысокая стоимость оборудования

доступа, отсутствие для абонента необходи-

мости приобретать дорогостоящие устройства,

достаточная пропускная способность для пре-

доставления любых мыслимых на сегодняш-

ний день массовых услуг, включая Triple Play-

сервисы, неисчерпаемый потенциал развития

в силу абсолютной универсальности, основан-

ной на открытых стандартах, – набор этих ус-

ловий не оставлял нам как альтернативу опе-

ратору в Московском регионе иного выбора;

чем строительство сети городского масштаба

по технологии MetroEthernet. Разумеется, в ка-

честве основной среды передачи информации

используется базовая первичная оптико-воло-

конная сеть, связывающая сетевые узлы.

С архитектурой мы определились достаточ-

но быстро, изучая лучший мировой и отече-

ственный опыт. В архитектурном построении

современной мультисервисной сети выделя-

ются зоны ядра (магистрали), агрегации,

концентрации и доступа. Топология зон и не-

обходимая функциональность определяются

из соображений отказоустойчивости, эф-

фективности использования ресурсов и не-

обходимой степени контроля над потоками

данных. Также должны быть предусмотрены

интегрированные единые платформы управ-

ления, мониторинга и управления услугами

и их связь с информационными системами

предприятия. Точки ввода услуг в мультисер-

висную сеть выбираются из соображений

оптимальности структуры потоков данных.

А.В. ТЕСТОВ, директор службы развития сетей и систем телекоммуникационногокомплекса ОАО «Центральный Телеграф»

ЕДИНАЯ МУЛЬТИСЕРВИСНАЯ СЕТЬ

ОАО «ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ТЕЛЕГРАФ»

НА ТЕРРИТОРИИ МОСКОВСКОГО РЕГИОНА




К сожалению, с выбором правильной логи-

ки работы сети все было не так просто. Нес-

колько месяцев мы пристально изучали су-

ществующие тенденции, теоретические раз-

работки и примеры практической реализа-

ции тех или иных моделей. Выяснилось, что

на 2005 год в мире было довольно мало се-

тей с доступом по Ethernet (в отличие от

xDSL, PON, HFC и т.д.), массово обеспечи-

вающих физических лиц услугами Triple

Play. Всего несколько таких сетей нашлось

в крупных городах Юго-Восточной Азии,

там, где сочетается высокая плотность на-

селения и платежеспособность абонентов.

Однако ни время существования этих сетей,

ни их масштаб не позволяли сделать вывод,

насколько эффективны применяемые в них

схемы. Общение с производителями обору-

дования не внесло ясности, так как каждый

вендор, очевидно, предлагал схемы, исходя

из возможностей (или отсутствия таковых)

своих модельных линеек. А посещение еже-

годного саммита Metro Ethernet Forum окон-

чательно запутало ситуацию. Оказалось,

что индустрия в целом не дает однозначно-

го ответа на вопрос, как должна работать

современная мультисервисная сеть. Даже

хорошо, казалось бы, разработанная тема

предоставления услуг VPN и аренды транс-

портных каналов предстала перед нами в

другом свете. Для части рынка, традицион-

но сильной в IP, современная мультисервис-

ная сеть – это IP/MPLS сеть, в которой орга-

низуются IP VPN, VPLS, каналы AToM. Для

другой части это по-прежнему SDH-сеть, но

интерфейс доступа к ней теперь Fast или

Gigabit Ethernet. Для третьей это сеть комму-

таторов Ethernet из конца в конец, но с силь-

но «докрученной» усилиями MEF и IEEE

функциональностью уровня 2. Для четвертых

это просто оптическая сеть, в которую мето-

дом WDM можно внедрить все, что угодно.

Получалось, что уже на этапе проработки яд-

ра мы оказались перед серьезным выбором,

однако он все же был нами сделан: примене-

ние IP/MPLS в ядре не исключает возмож-

ности использовать конкурирующие техноло-

гии на более низком уровне и наиболее уни-

версально.

Предстояло решение гораздо более глубоких

проблем. Исходных данных было немного –

относительно низкая стоимость сети доступа,

что автоматически означало невозможность

придвинуть MPLS-границу оператора вплот-

ную к абоненту. Следовало учесть, что воз-

можность передавать трафик между абонен-

тами, например трафик файлообменных се-

тей, является важной необходимостью, одна-

ко рост такого трафика не должен приводить

к перегрузкам и вытеснению из сети трафи-

ка, чувствительного к качеству обслужива-

ния, например голосового и видео. Кроме то-

го, следовало обеспечить высокую степень

декомпозиции услуг, т.е. передавать трафик

из разных контентных зон (Интернет, район-

ной сети, сетей других районов, серверов

IPTV, VoD, VoIP, игровых, почтовых и других

телематических служб) с разными ограниче-

ниями по скорости и QoS, причем у каждого

абонента может быть индивидуальный набор

подобных ограничений.

Собственно, ключевыми были следующие

вопросы.

•• Как обеспечить полный контроль над тра-

фиком в сети доступа?

•• Как изолировать абонентов в сети досту-

па друг от друга?

•• Как правильно выбрать SDP (service deliv-

ery point) – точку, на которой происходит

собственно предоставление услуги, т.е. при-

менение к трафику абонента ограничений в

соответствии с набором оплаченных услуг?

•• Как это сделать в условиях применения

очень дешевых коммутаторов доступа?

(Всего предполагается установить более

15000 коммутаторов, посчитайте, во сколь-

ко обходятся каждые $10 разницы в цене.)

•• Как полностью автоматизировать опера-

ции по управлению сетью и услугами?

При ответе на эти вопросы наша компания

пересмотрела существующие решения,

внедренные у операторов, мы переговорили

с основными разработчиками оборудования

и, что самое важное, учли собственный опыт.

У нас уже существовала тогда абонентская

база в 50–60 тыс. абонентов домовых сетей,

подключенных к услугам доступа Интернет и

обмена локальным «районным» трафиком.

Рис. 1. Единая Мультисервисная Сеть Московского региона



На первом этапе применялась достаточно

распространенная модель, когда каждый на-

бор услуг доступен через специальный сер-

вис-VLAN и абонента, желающего получать

данный набор услуг, необходимо помещать

в этот VLAN. Для другого набора услуг су-

ществует другой сервис-VLAN и т.д. Изоля-

ция абонентов друг от друга и противодей-

ствие попыткам манипулировать учетными

данными осуществлялись весьма сложным

образом, в частности, приходилось фиксиро-

вать за абонентом его IP- и MAC-адреса, что

крайне снижало удобство пользования услу-

гами. Мы знали и множество других недос-

татков этой модели, например, практичес-

кую сложность ограничивать скорость досту-

па абонента к различным контентым зонам

или услугам на разном уровне.

В некоторых других домовых сетях мы при-

меняли другую популярную модель с исполь-

зованием PPPoE и также знали ее фунда-

ментальные недостатки. В первую очередь,

дифференцированное обслуживание различ-

ных классов трафика в одной сессии PPPoE

в направлении от абонента практически не-

возможно, так же, как и управление ско-

ростью доступа к различным услугам. Замы-

кание трафика ниже сервера PPPoE приво-

дило к его бесконтрольному росту за счет

приложений peer-to-peer и быстро приводило

к ухудшению качества мультимедийных ус-

луг, таких, как VoD или VoIP даже при усло-

вии задействования в сегменте доступа всех

возможных механизмов приоритезации. А

замыкание всего трафика через сервер

PPPoE накладывало серьезные ограничения

на масштабирование этого элемента. До-

бавьте сюда невозможность подавать тра-

фик IPTV внутри сессии PPPoE из-за нераци-

онального расходования пропускной способ-

ности сети копиями телевизионных каналов,

и получится замкнутый круг проблем.

В итоге мы остановились на схеме, когда каж-

дому абоненту в сегменте доступа назначает-

ся выделенный персональный клиент-VLAN,

который терминируется только на сервисном

маршрутизаторе (BSR – Broadband Service

Router). Там же и происходит профилирование

клиента, т.е. наложение на трафик данного

VLAN всех необходимых ограничений в соот-

ветствии с набором услуг, получаемым конк-

ретным абонентом. Таким образом, SDP нахо-

дится на BSR. Естественно, клиенты изолиро-

ваны друг от друга, так как находятся всегда в

разных VLAN. Весь абонентский трафик,

включая peer-to-peer, замыкается через BSR,

чем обеспечивается максимальная степень

контроля с целью недопущения перегрузок и

различного рода недружественных действий

абонента по отношению к оператору либо дру-

Рис. 2. Сетевая архитектура проекта




гим абонентам, включая манипулирование ад-

ресами с целью обмана биллинговых систем.

Поскольку в этом случае весь необходимый

«интеллект» сети сосредоточен на SDP, отпа-

дает необходимость использования слишком

«умных» (и дорогих!) коммутаторов доступа.

С другой стороны, BSR является сложным и

высокотехнологичным устройством, произ-

водство которого под силу лишь трем-четы-

рем компаниям в мире. Оно должно

обладать очень большой производитель-

ностью, выполнять многоуровневые функ-

ции обеспечения QoS, поддерживать тыся-

чи и десятки тысяч виртуальных интерфей-

сов, на каждом из которых могут работать

одновременно по несколько сложных меха-

низмов ограничений (полисеров).

Ключевым моментом, сказавшимся на окон-

чательном выборе, являлось требование пол-

ной автоматизации операций, т.е., другими

словами, возможность быстрой интеграции

системы управления BSR с прочими инфор-

мационными системами предприятия – NRI,

CRM, OMS, ServiceActivation, Fault- и

Performance Management, Billing и др. В на-

шем конкретном случае лучше всего подхо-

дили продукты разработки Juniper Networks, а

именно BSR Juniper E-320 и ПО СУ SDX-300.

Около года мы «обкатывали» решение в ла-

боратории и проводили интеграцию с ИС.

Сейчас уже точно видно, что мы не ошиб-

лись, выбранная нами модель не только ра-

ботает, но и решает все проблемы, с которы-

ми мы сталкивались ранее. Построенная на-

ми сеть обеспечивает современными услуга-

ми не только физических лиц – в ней реали-

зован и весь комплекс услуг для бизнес-або-

нентов, включая организацию VPN с раз-

дельным качеством обслуживания, а в ско-

ром времени и с соблюдением SLA.

В самых общих чертах, наша сеть выгля-

дит так.

Зона ядра (магистрали) строится на высо-

копроизводительных маршрутизаторах

Juniper M-320 с поддержкой IP/MPLS, кото-

рые обеспечивают высокоскоростную марш-

рутизацию трафика между узлами агрегации

и точками ввода различных услуг без глубо-

кого анализа и модификации потоков дан-

ных средствами сети. Кроме того, в зоне ма-

гистрали создаются MPLS VPN – как с техно-

логическими целями (управление и т.п.), так

и с целью предоставления коммерческих ус-

луг. Применяемая топология – кольцо с хор-

дами, межузловые связи – 10 G Ethernet.

Зона агрегации строится на высокопроиз-

водительных сервисных маршрутизаторах

(BSR) Juniper Е-320 – интеллектуальных

контролирующих элементах, которые обес-

печивают агрегацию подключений сегмен-

Рис. 3. Схема организации связи магистральной сети и сети агрегации



тов доступа, а также применение ограниче-

ний к пользовательскому трафику и сбор

учетной информации. На уровне агрегации

применяются политики управления перег-

рузками. Также на узлах агрегации предус-

матривается возможность организации сты-

ков с другими сетями и стыков с локальны-

ми зонами предоставления услуг. Сервис-

ные маршрутизаторы располагаются в

районах, наиболее удобных для агрегации

большого количества сетей доступа, и мес-

та их размещения тяготеют к периметру го-

рода Москвы для лучшего охвата террито-

рии с высокой плотностью размещения по-

тенциальных абонентов.

Зона ядра и зона агрегации вместе сос-

тавляют опорную инфраструктуру Единой

мультисервисной сети. Упрощенно, опорная

инфраструктура функционирует на уровне

третьем, модель ISO/OSI.

В GE порты BSR Juniper E-320 включены по

звездообразной схеме Uplink порты комму-

таторов концентрации или суперконцент-

рации. В целях эффективного использова-

ния ВОК на некоторых участках использует-

ся спектральное уплотнение cWDM с приме-

нением оборудования ADVA FSP-2000. Нес-

колько концентрирующих коммутаторов рас-

полагаются в одном приспособленном поме-

щении, образуя узел концентрации. К комму-

таторам концентрации подключены комму-

таторы доступа, образуя, таким образом,

сеть доступа, накрывающую определенную

часть района. Типичная топология цепочек

коммутаторов доступ-кольцевая – обеспечи-

вает высокую степень доступности сети.

Пропускная способность кольца 1 GE.

Сети доступа, подключенные к одному BSR,

составляют районную сеть, и любой трафик

внутри этой сети считается локальным. Меж-

пользовательский трафик, существующий

между пользователями разных районных се-

тей (подключенных к разным BSR), считает-

ся межрайонным. Совокупность районных

сетей составляет городскую сеть.

Зоны концентрации и доступа вместе сос-

тавляют инфраструктуру доступа и строятся

на коммутаторах 2-го уровня от компании

Zyxel и D-Link. Коммутаторы доступа макси-

мально приближены к потребителям и разме-

щаются в жилых домах, бизнес-центрах и дру-

гих объектах сосредоточения потенциальных

клиентов. В зоне доступа реализуется комп-

лекс мер безопасности, обеспечивающих

идентификацию и изоляцию клиентов, а так-

же защиту инфраструктуры сети. Для этого

применяется C-VLAN-модель организации

подключений, т.е. каждый абонент помещает-

ся в свою выделенную VLAN, уникальную в

пределах сегмента доступа. В целях наиболее

полного контроля и учета трафика, все потоки

данных замыкаются через узел агрегации. Уп-

рощенно, инфраструктура доступа функцио-

нирует на уровне втором модели ISO/OSI.

Программно-аппаратные комплексы (сер-

веры) информационных и прикладных сис-

тем, а также телематических служб, в ос-

новном сосредоточены в центре обработки

данных (ЦОД), обеспечивающем отказоус-

тойчивость и информационной безопаснос-

ти. С целью эффективного использования

ресурсов сети, во избежание перегрузок и

обеспечения надежности некоторые серве-

ры размещаются в локальных серверных

фермах на узлах агрегации.

Рис. 4. Архитектура пакета услуг Triple play, основанная на концепции NGN


Кабели


Многомодовые оптические волокна все

шире используются в различных областях,

в том числе в линиях и шинах передачи

данных промышленности, в автомобилест-

роении. Оптические волокна со ступенча-

тым профилем преломления категории А3

(IEC 60793-2-30), с большим диаметром

оболочки (от 230 до 380 мкм), имеющие

сердцевину из кварцевого стекла и поли-

мерную оболочку, представляют собой хо-

роший компромисс между гибкостью во-

локна, которую необходимо обеспечить,

невысокой стоимостью активного обору-

дования и приемлемыми допусками на

юстировку оптических соединителей. Эти

волокна характеризуются прекрасными

характеристиками, такими как высокая

стойкость к воздействию растяжения, вы-

сокая влагостойкость, низкая чувстви-

тельность к изгибам. Кроме того, сущест-

венным преимуществом этих волокон яв-

ляется возможность их эксплуатации в ус-

ловиях температур, превышающих необ-

ходимый диапазон температур, требуемый

при применении волокон в автомобилест-

роении: от -65 до +125°C.

Сказанное выше справедливо и примени-

тельно к волокнам со ступенчатым или

квазиступенчатым профилями преломле-

ния категории А2 (IEC 60793-2-20), с диа-

метрами по оболочке от 140 до 280 мкм и

оболочкой из кварцевого стекла. Волокна

категории А2 и А3 могут использоваться

для тех же применений, что и волокна ка-

тегории А4 (IEC 60793-2-30), имеющие по-

лимерную сердцевину со ступенчатым,

многоступенчатым или градиентным про-

филем преломления и полимерную обо-

лочку. Пересмотренный стандарт на во-

локна категории А4 был опубликован в

марте 2006 г. (см. журнал Lightwave, май

2006, стр. 12). Переработав этот стандарт,

рабочая группа № 1 комитета IEC SC86A

занимается в настоящее время перера-

боткой стандарта на оптические волокна

категорий A2 и A3.

Стандарт IEC 60793-2-20 («Оптические

волокна – спецификации продукции –

Спецификации многомодовых волокон ка-

тегории А3») будет содержать требования

к размерам, требования к механическим

характеристикам, требования к характе-

ристикам переда-

чи и требования

стойкости к воз-

действию окружа-

ющей среды при-

менительно к во-

локнам для про-

мышленности и

для автомобиле-

строения. Оба

проекта стандар-

та в настоящее

время циркулиру-

ют между предс-

тавителями стран-

членов МЭК, имея

статус «Проекты

комитета, предс-

тавленные на го-

лосование».

Документы МЭК

ориентированы на

содействие в

улучшении каче-

ства, обеспечивая

возможность про-

ведения коррект-

ных измерений и

улучшая совмес-

тимость методик

и результатов из-

мерений. Они

направлены на

содействие и

улучшение взаимопонимания между изго-

товителями волокон, поставщиками воло-

кон, разработчиками систем передач и

пользователями в части применения мно-

гомодовых волокон для оптических сис-

тем передачи информации на небольшие

расстояния.


Lightwave, February 2007

ВЕРНЕР ДАУМ (WERNER DAUM), руководитель отделения датчиков дляизмерений и технологий тестирования Федерального института исследования итестирования материалов (ВАМ) ФРГ

ПЕРЕСМОТР СПЕЦИФИКАЦИЙ МЭК

НА МНОГОМОДОВЫЕ ВОЛОКНА


Во всем мире быстро развиваются техно-

логии сетей широкополосного абонентско-

го доступа. В этих технологиях заметное

место отводится применению одномодово-

го оптического волокна, являющегося

средством передачи больших объемов ин-

формации, которое может отвечать расту-

щим запросам по предоставлению широко-

полосных услуг.

Исследовательский комитет № 15 МСЭ-Т

разработал рекомендацию, которая спо-

собствует заметному уменьшению затрат

операторов, сооружающих сети с приме-

нением технологии FTTH («Волокно в

дом»). Она описывает две категории ка-

белей с одномодовыми оптическими во-

локнами, предназначенными для приме-

нения в сетях доступа, включая проклад-

ку кабелей внутри зданий на конечном

участке этих сетей.

Оптические волокна категории А предназна-

чены для применения в полосах O, E, S, C и

L (то есть в диапазоне длин волн от 1260 до

1625 нм). Оптические волокна и требования

к ним соответствуют требованиям к оптичес-

ким волокнам G.652.D и имеют те же требо-

вания к передаточным характеристикам и

характеристикам стыка. Основными отличия-

ми являются более жесткие требования к из-

гибным потерям и более жесткие требования

к размерам, в том числе в части улучшения

обеспечения стыка оптических волокон.

Оптические волокна категории В должны

быть пригодны для использования в диапа-

зонах длин волн 1310, 1550 и 1625 нм на ог-

раниченных расстояниях, что связано с пе-

редачей сигналов внутри зданий. Оптичес-

кие волокна этой категории имеют иные ха-

рактеристики сращивания и стыка, нежели

оптические волокна G.652, однако обеспе-

чивают очень низкие потери при изгибах их

с малым радиусом.

Таким образом, новая рекомендация G.657

«Characteristics of a Bending Loss

Insensitive Single Mode Optical Fibres and

Cables for the Access Network» («Характе-

ристики одномодовых оптических волокон

с малой чувствительностью к изгибным

потерям и кабелей для сетей доступа»)

обеспечивает волоконно-оптическим кабе-

лям характеристики изгиба, аналогичные

характеристикам изгиба медножильных

кабелей связи. Это заметно повышает

удобства прокладки волоконно-оптических

кабелей по улицам, внутри зданий и в жи-

лых домах. Пониженная чувствительность

к изгибным потерям волоконно-оптических

кабелей означает, что операторы могут

прокладывать эти кабели вдоль углов зда-

ний, используя меньшие радиусы изгиба и

не опасаясь того, что в оптических волок-

нах кабелей могут увеличиться за счет та-

кой прокладки потери. Это обеспечивает

также большее удобство проектирования,

а также снижает объем работ по перек-

ладке кабелей. Кроме того, размеры муфт

для монтажа этих оптических кабелей мо-

гут быть уменьшены почти вдвое, что

весьма важно при необходимости эконо-

мии места, например, при размещении

муфт в многоквартирных жилых домах.

Новая рекомендация МСЭ-Т опубликована

в декабре 2006 г, примерно на год раньше,

чем ожидалось. Такой сокращенный срок

подготовки рекомендации был реализован

в результате давления операторов, плани-

рующих внедрение сетей с применением

технологии FTTH. Операторы способство-

вали оживлению производства оптических

волокон во всем мире, где немедленно на-

чалось производство оптических волокон

согласно новой рекомендации, ясно обоз-

начившей требования в части изгибных по-

терь оптических волокон и соответственно

снижения затрат, связанных с этим факто-

ром. Многие телекоммуникационные компа-

нии имеют планы применения этих оптичес-

ких волокон при использовании технологии

FTTH. В Японии к середине 2006 г. количе-

ство пользователей FTTH превышало

6 миллионов; по мнению экспертов, вслед

за Японией во внедрении технологии FTTH

следуют США. В то же время следует отме-

тить, что в настоящее время резко возрос

интерес и европейских операторов к при-

менению технологии FTTH.

Кабели


НОВЫЙ СТАНДАРТ НА ОПТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА


Как следует из введения, в статье, каза-

лось бы, должны быть сравнены эксплуата-

ционные характеристики двух групп опти-

ческих кабелей (ОК) – содержащих метал-

лические конструктивные элементы, вы-

полняющие защитные и/или силовые функ-

ции, и диэлектрических ОК, что безусловно

должно быть интересно, если такое срав-

нение делается на основе полученных от

операторов связи материалов, как заявле-

но в анонсе статьи.

Фактически же вместо такого сравнения

статья состоит из двух частей: «Коррозия

кабелей с металлическими элементами» и

«Преимущества полностью диэлектричес-

ких кабелей».

Прежде чем прокомментировать содержа-

ние этих частей, хотелось бы отметить, что

эксплуатационные характеристики ОК

должны соответствовать требованиям,

предъявляемым условиям их прокладки и

эксплуатации. Обязательные требования к

ОК оговорены в [1], технической докумен-

тации изготовителей ОК и конкретизируют-

ся в договорах на поставку с учетом требо-

ваний заказчика.

Раздел «Коррозия кабелей с

металлическими элементами»

Все утверждения, высказываемые в статье

по вопросам коррозии кабелей связи, не

соответствуют действительности и не име-

ют под собой оснований. Вопросы проекти-

рования и защиты от коррозии подземных

металлических сооружений связи, включая

и кабели связи, всесторонне рассмотрены

в документе [2]. Основным средством за-

щиты от коррозии кабелей связи являются

полимерные оболочки и шланговые защит-

ные покровы. С внедрением таких мер

проблемы обеспечения защиты медно-

жильных кабелей связи от коррозии и

электрокоррозии практически потеряли ак-

туальность. Тем более не актуальны эти

проблемы для ОК, подавляющее большин-

ство конструкций которых имеет полимер-

ные (преимущественно полиэтиленовые)

наружные оболочки, полностью обеспечи-

вающие защиту металлических конструк-

тивных элементов ОК от коррозии. Разуме-

ется, в процессе строительства и эксплуа-

тации кабелей связи с металлическими

конструктивными элементами и полимер-

ными покрытиями поверх них должна конт-

ролироваться целостность этих полимер-

ных покрытий (сопротивление изоляции

«броня-земля»), что оговорено документа-

ми Мининформсвязи России применитель-

но к кабельным линиям передачи, соору-

жаемым на основе как медножильных, так

и оптических кабелей связи [3].

Основной проблемой применения полиме-

ров в конструкциях защитных покровов

кабелей связи, в том числе и ОК, являет-

ся не остаточная влажность полимеров,

как полагает автор, а диффузия через по-

лимеры влаги. Признанным методом

борьбы с поперечной диффузией через

полимеры влаги как в медножильных ка-

Кабели

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

КОММЕНТАРИИ К СТАТЬЕ В.А. САВЕЛЕНКА «ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПОЛНОСТЬЮ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ»

(LIGHTWAVE RUSSIAN EDITION, №3, 2006, С. 25�27)


белях связи, так и в ОК является приме-

нение металлических или алюмополиэти-

леновых (сталеполиэтиленовых) оболочек.

При этом назначение полимерного покры-

тия металлической ленты, используемой

при изготовлении алюмополиэтиленовых

(сталеполиэтиленовых) оболочек – обес-

печение надежного соединения этой лен-

ты с полиэтиленовой оболочкой, а не за-

щита от коррозии, как считает автор.

Весьма странно звучит утверждение, что

«Ввиду большой протяженности линий

связи в них на разных участках в разных

направлениях возникает градиент электри-

ческого потенциала, это способствует на-

чалу и развитию коррозии». На металли-

ческих конструктивных элементах кабелей

с полимерными покрытиями действитель-

но могут возникать потенциалы, однако в

результате воздействия грозы, влияний

линий электропередачи, электрифициро-

ванных железных дорог. Меры борьбы с

этим явлением известны и изложены как в

отечественных нормативных документах,

так и в международных, например [4–6].

Странно и утверждение, что «Продукты

коррозии от металлических элементов ка-

беля увеличиваются в объеме и передав-

ливают оптические модули с волокном…».

Имеющимся опытом эксплуатации ОК,

включая подводные ОК (в последних,

кстати, используются исключительно ме-

таллические силовые элементы) это не

подтверждается.

Утверждение о том, что «На участках ОК

с сильно корродированными элементами

практически невозможен ремонт из-за

снижения конструкционной стойкости ка-

беля к механическому воздействию», не-

верно. Действующими нормами [3] пре-

дусмотрен периодический контроль значе-

ния сопротивления изоляции «броня-зем-

ля» ОК в процессе эксплуатации и прове-

дение ремонтных работ при несоответ-

ствии его норме (нормируемое значение

сопротивления изоляции составляет 5

МОм/км). Такой контроль состояния ОК

позволяет своевременно выявить и устра-

нить повреждения наружной оболочки ОК,

что, кстати, не обеспечивается при приме-

нении полностью диэлектрического ОК.

Наличие в конструкции ОК металлических

конструктивных элементов существенно

упрощает и работы по поиску трассы ОК

за счет применения широко распростра-

ненных трассопоисковых приборов.

Раздел «Преимущества полностью

диэлектрических кабелей»

Основным преимуществом диэлектрических

ОК является радикальное решение проблем

электромагнитных воздействий на ОК в пер-

вую очередь от грозовых воздействий (пря-

мых и косвенных), влияний линий электропе-

редачи, электрифицированных железных до-

рог и энергоподстанций и т.д., а не «…ради-

кальное решение проблемы коррозии…».

Следует иметь в виду, что в конструкциях

диэлектрических ОК используются два ос-

новных вида материалов, обеспечивающих

стойкость ОК к воздействию растягиваю-

щих нагрузок: арамидные нити (кевлар, тва-

рон и др.) и стеклопластиковые прутки. Сто-

имость этих материалов заметно превыша-

ет стоимость металлических конструктив-

ных элементов бронепокровов ОК (стальной

ленты, стальных оцинкованных проволок).

Арамидные нити применяются практически

только в подвесных ОК, поскольку не могут

обеспечить стойкость ОК к воздействию

раздавливающих нагрузок и грызунов, а ОК

с применением стеклопластиковых прутков

вместо стальных проволок (при сравнимых

механических характеристиках ОК на рас-

тяжение) имеет существенно больший диа-

метр и большую стоимость, в связи с чем

эта конструкция диэлектрического ОК при-

меняется сравнительно редко, только в

обоснованных случаях.

Снижение удельной массы и увеличение

строительных длин ОК достигается не при-

менением диэлектрических ОК, а оптими-

зацией конструкции ОК, например, приме-

нением ОК одномодульной конструкции

(«центральная трубка») при небольшом ко-

личестве оптических волокон в ОК, исполь-

зованием высокопрочных стальных прово-

лок и т.д. – что, в частности, реализовано в

кабелях марок ОПС и ОАС [8].

Высказываемые утверждения об основных

преимуществах прокладки в грунт диэлект-

рических ОК с применением защитных поли-

мерных труб (ЗПТ) по сравнению с проклад-

кой ОК с бронепокровом в виде стальных

проволок, и попытки обоснования этого вы-

зывают недоумение. Действительно, извест-

на технология прокладки ОК в ЗПТ, которая

используется и в России (к сожалению, пока

еще в недостаточном объеме, хотя производ-

ство ЗПТ освоено четырьмя российскими

предприятиями). Не вдаваясь в подробности

этой технологии, ее преимущества и недос-

татки, следует отметить, что эта технология

фактически ориентирована на построение

междугородней кабельной канализации, наи-

более эффективно сооружение такой ка-

бельной канализации вдоль автомобильных

дорог, железных дорог и иных коммуника-

ций. При этом для прокладки ОК в ЗПТ реко-

мендуется использовать самые простые

конструкции ОК (не содержащие бронепок-

ровов), поскольку функции механической за-

щиты обеспечиваются самой ЗПТ, тем не

менее один (первый) прокладываемый ОК

целесообразно использовать с металличес-

ким конструктивным элементом (с алюмопо-

лиэтиленовой оболочкой), что облегчает и

упрощает трассопоисковые работы в ходе

эксплуатации [9], [11]. При желании аргумен-

тировать преимущества прокладки ОК в ЗПТ

следовало бы использовать данные, приве-

денные в [9], [11], естественно с оговоркой и

на особенности такой прокладки.

Характер воздействия на кабель при его

вмораживании в лед и характер воздей-

ствия на кабель мерзлотных явлений со-

вершенно различны, а не равноценны, как

полагает автор. Сомнительно утверждение

автора о том, что стойкость к вморажива-

нию в лед у диэлектрических ОК выше,

чем у ОК с металлическими бронепокрова-

ми: реальная стойкость к раздавливанию

диэлектрического ОК с арамидными нитя-

ми не превышает 3 кН/100 мм, в то время

как у ОК с бронепокровом из стальных

круглых проволок по меньшей мере втрое

выше. Стойкость же к раздавливанию ОК с

бронепокровом из стеклопластиковых

прутков однозначно ниже, чем у сравнимо-

го с ним по допустимому растягивающему

значению ОК с бронепокровом из стальных

проволок по той простой причине, что диа-

метр ОК в последнем случае меньше.

Весьма странно звучит утверждение о том,

что наибольшее преимущество технология

прокладки ОК в ЗПТ имеет в районах с пучи-

нистыми грунтами. Механические характе-

ристики применяемых ЗПТ существенно ус-

тупают механическим характеристикам ОК с

бронепокровом из стальных круглых прово-

лок – так, допустимая растягивающая наг-

рузка наиболее широко применяемых типо-

размеров ЗПТ – 40/3,5 мм и 50/4,5 мм – сос-

тавляет соответственно 6 и 9,6 кН. Согласно

же [1] значение допустимой растягивающей

нагрузки ОК, прокладываемых в скальные

грунты и грунты, подверженные мерзлотным

деформациям, должно составлять не менее

20 кН. Насколько известно, в России отсут-

Кабели



ствует опыт прокладки оптических кабель-

ных линий передачи в условиях грунтов,

подверженных мерзлотным деформациям

(ни ОК с бронепокровами, ни ОК в ЗПТ).

Имеется лишь один экспериментальный

участок (построенный в 1990 г. на полигоне

Иркутского филиала ОАО «Ростелеком»),

на котором в характерных условиях вечной

мерзлоты проложена ЗПТ производства

компании «Tamaqua» с находящимся внут-

ри нее в состоянии поставки ОК производ-

ства компании «Siecor». При этом следует

отметить, что допустимое растягивающее

усилие использованной ЗПТ составляет

20 кН (т.е. соответствует минимальным тре-

бованиям к ОК для прокладки в вечномерз-

лых грунтах) и обеспечивается за счет на-

личия в стенках ЗПТ арамидных нитей.

Единственное, пожалуй, утверждение в

статье, с которым следует согласиться –

это то, что при сильных подвижках грунтов

(очевидно имеется в виду возникновение

морозобойных трещин) повреждаются да-

же кабели с усиленными бронепокровами.

Однако эти мерзлотные процессы извест-

ны, меры противодействия им тоже (в ос-

новном они касаются особенностей проек-

тирования – тщательное обследование

местности с целью обхода опасных участ-

ков и т.д.) и были использованы при строи-

тельстве и эксплуатации в вечномерзлых

грунтах кабельных линий связи на основе

симметричных и коаксиальных кабелей

связи. Из опыта эксплуатации таких линий

следует, что наиболее целесообразным для

прокладки в мерзлотных грунтах является

использование кабелей с бронепокровом в

виде стальных круглых проволок [10].

Нельзя согласиться с утверждением, что

при воздействии предельной допустимой

растягивающей нагрузки на бронирован-

ный ОК возрастает затухание оптических

волокон и сокращается срок их службы.

ОК и должен испытываться на такое воз-

действие – запас длин оптических воло-

кон в правильно спроектированной

конструкции превышает значение удлине-

ния стальных проволок бронепокрова при

воздействии на ОК максимально допус-

тимой растягивающей нагрузки.

Заявление о большей стойкости проложен-

ных в ЗПТ кабелей к растягивающим наг-

рузкам (за счет восприятия эти нагрузок

полимерной трубой) неверно. При превы-

шении допустимых растягивающих нагру-

зок, воздействующих на ЗПТ (как упомяну-

то выше, допустимое растягивающая наг-

рузка на ЗПТ не превышает 9,6 кН), ЗПТ бу-

дет вытягиваться с уменьшением диаметра

(относительное удлинение ЗПТ при разрыве

составляет около 500%). При этом нельзя и

согласиться с утверждением о том, что при

воздействии растягивающих нагрузок на

ОК, проложенный в ЗПТ, будет «выбираться

технологический запас кабеля из ближай-

ших камер оптических трубопроводных»: ОК

относительно конца ЗПТ герметизируется

сальниковым устройством, запас ОК в каме-

ре укладывается в виде бухты и «выбирать-

ся» такой запас ОК сможет только в случае

если герметизация его ввода не выполнена

(притом «выбираться» на весьма незначи-

тельную длину). Если же «выбираемая» дли-

на ОК сравнима с диаметром бухты ОК в ка-

мере, то будет образовываться петля на

ближайшем витке ОК в бухте, т.е. ОК будет

катастрофически повреждаться.

Предлагать проведение анализа состояния

ОК после механического воздействия и

составления прогноза состояния ОВ на ос-

нове данных измерений бриллюэновским

рефлектометром можно только в отдельных

случаях, поскольку такие рефлектометры

не входят в состав измерительных прибо-

ров, которыми комплектуются строитель-

ные и эксплуатационные предприятия.

Прокладка внутри одного канала ЗПТ более

одного ОК не предусматривается, поскольку

(не говоря уже о необходимости наличия

для такой прокладки Y-образного устрой-

ства ввода ОК в ЗПТ) в этом случае резко

снижается возможная длина пневмопрок-

ладки и резко усложняется (практически

исключается) извлечение ОК из ЗПТ.

Эффективность предлагаемого в статье уст-

ранения проблемы трассопоисковых работ

диэлектрического ОК, проложенного в грунт

(укладка в траншею сигнальной ленты с про-

водником или же введение в конструкцию ОК

медного проводника) вызывает сомнения,

поскольку связана с необходимостью реше-

ния проблем электрического соединения лен-

ты (проводника), защиты от коррозии, защи-

ты от электромагнитных воздействий и т.д.

Наиболее эффективным средством, обеспе-

чивающим поиск трассы проложенного в

грунт диэлектрического ОК является приме-

нение электронных маркеров [11].

Стоимость сооружения ВОЛП на основе

бронированных ОК и на основе ОК, прок-

ладываемых в ЗПТ, сопоставима. Это со-

отношение практически не меняется еще с

Кабели



Кабели


начала внедрения технологии прокладки

ОК в ЗПТ в России [9] и не связано с рос-

том цен на энергоносители, который при-

водит к росту цен не только на российский

металл, как полагает автор, но и на все

другие материалы, используемые в

конструкции ОК, а также на стоимость тех-

нологических процессов производства ОК.

Применение исключительно диэлектрических

ОК не может решить всех проблем строитель-

ства оптических сетей передачи и тем более

не может эффективно обеспечить защиту ОВ

от механических воздействий и значительно

увеличить ресурс эксплуатации ВОЛП.

При строительстве оптических кабельных

линий передачи следует использовать наи-

более оптимальные в каждом конкретном

случае технические решения и конструк-

ции ОК, только в этом случае обеспечива-

ется эффективность сооружения и эксплу-

атации ВОЛП. Это подтверждается опытом

строительства ВОЛП последних десятиле-

тий, а также ассортиментом продукции

предприятий-изготовителей ОК и реаль-

ным спросом на конструкции ОК.

Наибольшие затраты при строительстве

ВОЛП с прокладкой в грунт в настоящее

время связаны с проблемами землеотвода,

компенсаций владельцам земли вдоль трас-

сы ВОЛП и т.д., строительные работы. Зат-

раты собственно на ОК не превышают чет-

верти стоимости строительства, в связи с

чем попытка сэкономить на стоимости ОК

неэффективна и может привести к непредс-

казуемым проблемам.

Иллюстрации

В статье приведены фотографии узлов

оборудования для испытания на стойкость

к удару и к раздавливанию, в которые по-

мещены участки ЗПТ с находящимися в

них кабелем (рис. 1 и 2). В то же время от-

сутствуют сведения об условиях и резуль-

татах испытаний, а также сравнение ре-

зультатов этих испытаний с результатами

испытаний ОК, предназначенных для прок-

ладки в таких же условиях, как и система

«ОК-ЗПТ». В то же время из степени де-

формации ЗПТ на фотографиях можно

сделать вывод, что или к ЗПТ были прило-

жены нагрузки, выходящие за пределы

технических требований к ЗПТ, или ЗПТ

не выдержали испытания на соответствие

этим требованиям.

Из рис. 3 следует, что для подвески на

опорах вдоль железнодорожного пути был

использован ОК с завышенной стой-

костью к растяжению. Не следует считать

правильным техническим решением лиш-

нюю трату денег (т.е. оплату излишнего

количества силовых элементов, обеспечи-

вающих механические характеристики

ОК). Не упомянута дальнейшая судьба

этого ОК – скорее всего, в ходе восста-

новления повреждений железнодорожного

пути после паводка этот ОК был демонти-

рован и утилизирован.

Из рис. 4 можно только понять, что при из-

мерении бриллюэновским рефлектометром

проложенного в поле ОК, подвергавшегося

воздействию паводка, зафиксировано на-

личие неоднородностей на ОВ № 1, на дли-

не около 0,5 км. Без конкретной информа-

ции, которая отсутствует, приведение дан-

ной иллюстрации не информативно.

Учитывая изложенное, нельзя согласиться

с положениями, приведенными в опубли-

кованной статье.

С.Х. Мифтяхетдинов,

начальник отдела ЗАО «Связьстройдеталь»


1. Правила применения оптических кабе�

лей связи, пассивных оптических уст�

ройств и устройств для сварки оптических

волокон. Утв. Мининформсвязи России

приказом № 47 от 19.04.2006

(www.minsvyaz.ru).

2. Руководство по проектированию и защи�

те от коррозии подземных металлических

сооружений связи. – М.: Связь, 1978.

3. Нормы приемосдаточных измерений

элементарных кабельных участков маги�

стральных и внутризоновых подземных

волоконно�оптических линий передачи се�

ти связи общего пользования. Утв. прика�

зом Госкомсвязи России № 97

от 17.12.97.

4. Руководство по защите оптических кабе�

лей от ударов молнии. – М.: Резонанс, 1996.

5. Рекомендации по защите оптических ка�

белей связи с металлическими элементами

от опасных влияний линий электропереда�

чи, эл. ж.д. переменного тока и энергопо�

дстанций. 1998.

6. РД 45.155�2000. Заземление и выравни�

вание потенциалов аппаратуры ВОЛП на

объектах проводной связи.

7. ITU�T Recommendation K.25. Protection of

optical fibre cables.

8. ТУ 3587�001�56318613�2002 Кабели связи

оптические. ЗАО ОКС 01.

9. Исходные данные по проектированию

ЛКС ВОЛП с ОК в защитных пластмассовых

трубах. – М.: ЦНИИС, 1999.

10. Технические указания по проектирова�

нию, строительству и эксплуатации кабель�

ных линий связи в районах вечной мерзло�

ты. – М.: Минсвязи СССР, 1981.

11. Оптические кабели российского произво�

дства. Справочник. – М.: ЭКО�ТРЕНДЗ, 2003.

Главное требование к рукописям – интересный и актуальный материал.Рукописи проходят обязательное рецензирование. К публикации принимаются статьи,

получившие положительный отзыв рецензента.Требования к рукописям на сайте журнала www.lightwave-russia.com

Принимаются статьи по всем областям волоконно-оптической связи

Журнал Lightwave Russian Editionприглашает специалистов стать авторами

обзорно-аналитических статей


Новые продукты

Специалистами ООО «Сарансккабель-Опти-

ка» разработаны и испытаны новые конструк-

ции оптических кабелей связи для всех типов

прокладки на основе трубки из нержавеющей

стали с размещенными в ней оптическими во-

локнами. Конструкция волоконно-оптического

кабеля, встроенного в гро-

зотрос, была разработана

еще в 2005 году, и к нача-

лу 2006 года на предприя-

тии ООО «Сарансккабель-

Оптика» был введен в

эксплуатацию корпус и на-

чат монтаж оборудования

для производства воло-

конно-оптического кабеля,

встроенного в грозотрос.

Установленная линия UNI-

WEMA 5L OPGW NO.201

(Nexans) по изготовлению

трубки из нержавеющей ста-

ли с размещенными в ней

оптическими волокнами об-

ладает рядом значительных

преимуществ, позволяющих

производить стальной мо-

дуль с улучшенными характеристиками.

Основным параметром, позволяющим сохра-

нить оптические свойства кабеля при механи-

ческих и температурных воздействиях явля-

ется избыточность волокна в модуле. Уни-

кальность линии UNIWEMA 5L заключается в

системе нормирования избыточности подава-

емого волокна и заданности данного пара-

метра в процессе изготовления трубки. Спе-

циальное устройство формирует из стальной

нержавеющей ленты модульную трубку с од-

новременной подачей тиксотропного геля и

волокна. Края ленты свариваются лазером с

получением продольного 100% герметичного

шва. Тестовое устройство контролирует не

только герметичность шва, но и качество по-

верхности. Расширен температурный диапа-

зон работы (-60 °С...+80 °С) и мон-

тажа (до -30 °С) кабеля. Испытания

данного модуля на раздавливание

показали величину 1,5 кН/см, что

более чем в 3 раза превосходит

раздавливающее усилие кабеля

ОКЛ (0,5 кН/см). По ис-

пытаниям на растяже-

ние модуль выдержива-

ет нагрузку около 1,2кН.

Таким образом, модуль,

изготовленный из нер-

жавеющей стали, имеет

нормируемую избыточ-

ность волокна, увеличен-

ный диапазон рабочих

температур, полностью

герметичную конструкцию

и повышенные показате-

ли на раздавливание и

растяжение.

На основе модуля со

столь впечатляющими характе-

ристиками специалисты ООО

«Сарансккабель-Оптика» разра-

ботали и испытали новые

конструкции кабеля: для прокладки в ка-

бельной канализации, трубах, блоках и кол-

лекторах (рис. 1).

• для прокладки в

грунтах всех категорий

(кроме подверженных

мерзлотным деформа-

циям) (рис. 2);

• для подвеса на

опорах воздушных

линий связи, столбах

городского освеще-

ния и между здания-

ми (рис. 3).

Приведенные данные

показывают значитель-

ное снижение массы и

диаметра кабелей, что

уменьшает расходы на

тару, транспортировку,

хранение. Строитель-

ная длина 4 километ-

рового кабеля ОКЛс

наматывается на ба-

рабан 10 типа, кабель

ОКЛ аналогичной дли-

ны – на барабан 16а

типа. Возможность из-

готовления стандарт-

ного ВОК большой во-

локонности строитель-

ных длин более 2 км

ограничена большим

диаметром и вмести-

мостью барабанов.

Кабели со стальным

модулем можно изго-

тавливать и наматы-

вать на барабаны дли-

ной по 5–6 км, что

преимущественно от-

личает данные

конструкции. Растягивающего усилия 1,2 кН

вполне достаточно для прокладки в канализа-

ции любой сложности. При этом угол изгиба

кабеля остается в прежних рамках – 20 диа-

метров кабеля. Полная герметичность сталь-

ной трубки позволяет эксплуатировать кабель

в любых условиях, не опаса-

ясь проникновения влаги. Лег-

кость кабеля и уменьшение

количества конструктивных

элементов позволяют добить-

ся упрощения разделки, мон-

тажа и прокладки по сравне-

нию с многоволоконными ка-

белями для канализации и

грунта, масса которых в нес-

колько раз превосходит массу

конструкции со стальным мо-

дулем. Для сравнения, кабель

с повивом модулей для прок-

ладки в канализации с 48 во-

локнами имеет диаметр 15,5

мм и массу около 230 кг/км, а

ОКЛс – 7,6 мм.

НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ОПТИЧЕСКИХКАБЕЛЕЙ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ СТАЛЬНОГОМОДУЛЯ

Рис. 2. Кабель воло�конно�оптический содномодовым илимногомодовым волок�ном, броней из сталь�ной оцинкованнойпроволоки со сталь�ной центральной мо�дульной трубкой

Рис. 3 Кабель волоконно�оптический самонесущий содномодовым или многомо�довым волокном со сталь�ной модульной трубкой

Рис. 1. Кабель во�локонно�оптичес�кий с одномодовымили многомодовымволокном со сталь�ной центральноймодульной трубкой

Материалы раздела «Новые продукты» публикуются

на правах рекламы.


Адресная книга


Связьстройдеталь

Aдрес: Россия, 115088 Москва,

ул. Южнопортовая, 7а

Тел.: +7 495 786�3434

Факс: +7 495 786�3432

E-mail: [email protected]

Сайт: www.ssd.ru, www.fot.ru

Компания «Связьстройдеталь» разраба-

тывает, производит и поставляет широкий

ассортимент материалов для строитель-

ства и ремонта линий связи. Ассортимент

продукции «Связьстройдеталь» составляет

более 1000 наименований изделий, среди

которых соединительные муфты для всех

видов кабелей связи, монтажные материа-

лы, кроссовое и монтажное оборудование,

приборы и инструменты для ВОЛС, изде-

лия для строительства кабельной канали-

зации и железобетонные изделия.

Ассортимент предлагаемой продукции

постоянно обновляется за счет разрабо-

ток конструкторского отдела и службы

маркетинга, а также в ходе совместных

разработок с отраслевыми НИИ, КБ, за-

водами и др.

Компания «Связьстройдеталь» является

дистрибьютером всемирно известных

поставщиков телекоммуникационного

оборудования 3М, Tyco Electronics

Raychem, Seba, Corning Cable Systems.

ОФС Связьстрой�1 Волоконно�Оптическая Кабельная Компания

Aдрес: Россия, 394019 Воронеж,

ул. Жемчужная, 6

Тел.: +7 (4732) 67�27�95, 79�07�55

Факс: +7 (4732) 67�27�95, 79�07�55


Сайт: www.ofssvs1.ru

Производство и продажа практически

любых видов волоконно-оптических ка-

белей для магистральных, внутризоно-

вых, городских и воздушных линий свя-

зи. Все оптические кабели сертифици-

рованы для использования на Взаимоу-

вязанной сети связи РФ. Сертифициро-

ваны СДС «Военный регистр» и «Обо-

ронный регистр». Самонесущие кабели

дополнительно сертифицированы для

использования в электроэнергетике РФ,

на воздушных линиях передач. На

предприятии внедрена система менедж-

мента качества ISO 9001-2000 (Серти-

фикат № 092294 QM, выданный компа-

нией DQS).

ТЕРАЛИНК


ул. Профсоюзная, 84/32,

корп. Б2�2, офис 27–30

Тел.: +7 495 787�1777

Факс: +7 495 333�3300


Сайт: www.teralink.ru

Компания «Тералинк» образована в 2005

году в результате реорганизации компа-

нии «Телеком Транспорт». Миссия компа-

нии «Тералинк» – поиск, разработка и

внедрение в России инновационных реше-

ний и технологий:

• Системы PON

• Системы передачи «видео по волокну»

• Строительство оптических распредели-

тельных сетей доступа (FTTP/FTTH) мето-

дом пневмопрокладки волокна

• Технология навивки оптического кабеля

на провода ЛЭП

• Пассивные оптические компоненты.

ПТ ПЛЮС

Aдрес: Россия, 192007 Санкт�Петербург,

ул. Курская, 21

Тел.: +7 812 320�2471

Факс: +7 812 320�2470


Сайт: www.ptfiber.ru

ЗАО «ПТ Плюс» разрабатывает и про-

изводит пассивные волоконно-оптичес-

кие компоненты: соединительные изде-

лия из комплектующих Corning Cable

Systems (оптические шнуры, коннекто-

ры, розетки, адаптеры, аттенюаторы),

кабельные сборки, корпусные изделия

(телекоммуникационные шкафы и стой-

ки), кроссовое оборудование. Помимо

выпускаемой продукции компания пос-

тавляет: контрольно-измерительные

приборы, инструменты и монтажное

оборудование, сварочные аппараты

Corning для волокна, волоконно-опти-

ческие кабели и муфты.PHOTONIUM

Aдрес: Photonium Oy, Maksjoentie 11,

Virkkala FI�08700, FINLAND

Тел.: +358 19 357381

Факс: +358 19 3573848


Сайт: www.photonium.fi

Тел.: +358 40 5626797*

E�mail: [email protected]*

Компания «Photonium» является веду-

щим производителем и поставщиком обо-

рудования для производства оптического

волокна.

Мы предлагаем новую технологию

FCVD, которая позволяет улучшить про-

изводительность и качество процесса

MCVD.

«Photonium» – ключевой партнер для раз-

работчиков полимерных, микроструктури-

рованных и легированных волокон.

«Photonium» работает в области автома-

тизации сборки в электронике и фотони-

ке. Мы производим сборочные и упако-

вочные линии для сотовых телефонов,

аккумуляторов, зарядных устройств, ан-

тенн, высокочастотных фильтров, опти-

ческих компонентов.

«Photonium» – партнер, которому

доверяет финская полупроводниковая

промышленность

* Контактное лицо:

Малинин Алексей Андреевич

Тайко Электроникс Райхем


ул. Мишина 56 строение 2

Тел.: +7 495 790�7902

Факс: +7 495 790�7902 (доб. 101)

Сайт: www.raychem�telecom.ru

Компания «Тайко Электроникс» (отде-

ление телекоммуникаций) – один из ве-

дущих разработчиков и производителей

кабельных аксессуаров, кроссового и

оконечного оборудования для медных и

оптических линий связи. Компания

предлагает широко известные муфты

FOSC 400, а также семейство оптичес-

ких кроссов, муфт и боксов FIST, обес-

печивающих индивидуальное управле-

ние оптическими волокнами (Single

Circuit Management).


Адресная книга

ОПТИКТЕЛЕКОМ


Дмитровское ш., 71

Тел.: +7 495 901�9186 (многоканальный)

+7 495 755�9088

+7 495 487�0125

Факс: +7 495 901�9186


Сайт: www.optictelecom.ru

Aдрес: Казахстан, 050004 Алматы,

ул. Маметовой, 67, офис 204

Тел.: +7 3272 664�002, 664�003

Факс: +7 3272 507�327

Компания «ОПТИКТЕЛЕКОМ»: материа-

лы, технологии и решения для строитель-

ства и эксплуатации ВОЛС.

OFS


Спиридоньевский пер., 9,

б/ц Марко Поло, офис 315 (OFS)

Тел.: +7 495 202�7659

Факс: +7 495 901�9711

E-mail: [email protected];

[email protected]

Сайт: www.ofsoptics.com

Компания OFS (Optical Fiber Solutions – Оп-

тико-Волоконные Решения) – разработчик,

производитель и поставщик оптических во-

локон, оптических кабелей, компонентов и

устройств специальной фотоники для широ-

кого диапазона применений в телекоммуни-

кационной индустрии. OFS, бывшие оптико-

волоконные подразделения Lucent

Technologies, работают на рынке телеком-

муникационной волоконной оптики с момен-

та его зарождения и были первым промыш-

ленным производителем оптоволокна для

телекоммуникаций. Свое новое название

OFS получили после продажи подразделе-

ний волоконной оптики Lucent Technologies

компании Furukawa в 2001 году. Furukawa

Electric Co LTD является владельцем OFS.

OFS имеет головной офис и головной завод

в г. Норкросс, шт. Джорджия, США, а также

предприятия и офисы в ряде стран, вклю-

чая Россию. В Москве с 2001 года работает

представительство OFS. В Воронеже в 1998

году было создано совместное предприятие

по производству волоконно-оптических ка-

белей «ОФС-Связьстрой-1 Волоконно-Опти-

ческая Кабельная Компания».

ОКС 01, Пластком


Волхонское шоссе, 115

Тел.: +7 812 380�3901

Факс: +7 812 380�3903


Сайт: www.ocs01.ru


Волхонское шоссе, 115, литера Ж

Тел.: +7 812 746�1761

Факс: +7 812 746�1140


Сайт: www.plastcom.spb.ru

Группа компаний ЗАО «ОКС 01»и ЗАО «Пластком» являются ведущимиотечественными производителями опти-ческих кабелей связи (ОК) и защитныхпластмассовых труб (ЗПТ), предназначен-ных для строительства ВОЛП.Выпускаемая продукция обладает широкимспектром преимуществ, что позволяет бытьконкурентоспособными на российском рын-ке и удовлетворять всевозможным требова-ниям заказчиков (оптимальность конструк-ций изделий, современные материалы, вы-сокотехнологичное производство и т.д.).Нашим потребителям предоставляются ус-луги, связанные с консультациями, реко-мендациями при проектировании и строи-тельстве линий связи, а также комплект-ной поставке ОК и ЗПТ с необходимымиаксессуарами и принадлежностями.

Diamond SA

Aдрес: Via die Patrizi 5

CH�6616 Losone

Switzerland

Тел.: +41 91 785 45 45

Факс: +41 91 785 45 00

E-mail: diamond@diamond�fo.com

Сайт: www.diamond�fo.com

Производство оптоволоконных продуктов,

в том числе: E-2000™, F-3000™ (LC), ST,

DIN, DMI, FC, SC, MU, MPO, MFS, соедини-

тельные панели, внешние, промышленные

и специальные коннекторы. Кроме того,

Fan-out, Break-out, FTTx активные и пас-

сивные компоненты, гибриды, аттеньюато-

ры, ограничители и отражатели. Коммута-

ционные шнуры, инструменты подготовки

и осмотра волокна, оборудование для про-

ведения тестирования и измерений.

ИнститутИнформационных Технологий

Aдрес: Беларусь, 220088 Минск,

Смоленская, 15, офис 907

Тел.: +375 17 294�5972

Факс: +375 17 294�4935


Сайт: www.beliit.com

Компания ИИТ – разработчик и произво-

дитель широкого спектра контрольно-из-

мерительного оборудования для ВОЛС:

систем мониторинга, рефлектометров,

локаторов, тестеров, переговорных уст-

ройств. Отдельным направлением явля-

ется производство сложных приборов

для испытания оптического кабеля при

производстве, а также наукоемких эта-

лонных приборов.

ТКС

Aдрес: 125212 Москва,

Кронштадтский бульвар, 12�А

Тел.: +7 495 956�7687

Факс: +7 495 956�7688


Сайт: www.tkc.ru

Компания «ТКС» является поставщиком

монтажно-технологического и измеритель-

ного оборудования, инструментов и комп-

лектующих изделий для современных оп-

тических сетей связи.

Широкая номенклатура продукции для

построения ВОЛС составляет сотни наи-

менований – корпусные изделия (телеком-

муникационные шкафы и стойки), кроссо-

вое оборудование, монтажные материалы,

соединительные муфты, оптические шну-

ры, коннекторы, аттенюаторы и адаптеры.

На базе компании функционирует

конструкторско-производственное под-

разделение, учебный и сервисный

центр, разветвленная сеть региональ-

ных представительств.

Компания «ТКС» является эксклюзив-

ным дистрибьютором сварочных аппара-

тов Fujikura, рефлектометров Yokogawa,

оптических измерителей Hakuto Photom,

кроссового оборудования Raychem и

систем для контроля и очистки оптичес-

ких разъемов и шнуров производства

компании Westover.


Интернет�директории


ЗАО «ОКС 01»

Производство оптическихкабелей связидля различных условийпрокладки и эксплуатации.

ЗАО «Пластком»

Производство защитныхпластмассовых трубдля линейных сооруженийсвязи.

www.ocs01.ru www.plastcom.spb.ru

Компания

«ТЕРАЛИНК»

Оборудованиеи материалыдля монтажа,строительстваи тестирования ВОЛС.

www.teralink.ru

ЗАО «ПТ Плюс»

Разработка ипроизводство пассивныхволоконно%оптическихкомпонентов, поставкаизмерительных приборов;инструментов иоборудования, волоконно%оптических кабелей имуфт.

www.ptfiber.ru

OFS

Оптические волокна,оптические кабели,соединительныеустройстваи компоненты, изделияспециальной фотоники,компенсаторы дисперсиии др.

www.ofsoptics.com

Компания

«PHOTONIUM»

Оборудование для производ%ства телекоммуникационногои специального оптическоговолокна, сборочные и упако%вочные линии для сотовыхтелефонов, аккумуляторов,зарядных устройств, антенн,высокочастотных фильтров,оптических компонентов и др.

www.photonium.fi

НПП «АЛЬКОР»

Технологии Волоконной Оптики:волоконная оптика для систем массо%вых коммуникаций, разработка и реа%лизация комплексных проектов, про%изводство компонентов ВОЛС, пос%тавки измерительного и технологи%ческого оборудования, экспертиза иаудит волоконно%оптических систем исетей, консалтинг и подготовка спе%циалистов.

www.alkorfiberoptics.ru

Компания«ИНСТИТУТ

ИНФОРМАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ»

Производитель контроль%но%измерительного обору%дования для ВОЛС, системмониторинга, приборовдля испытания оптическогокабеля при производствеэталонных приборов

www.beliit.com

Компания

EXFO

Комплексные решениядля диагностики, контроляи мониторингапри строительстве,пусконаладкеи техническойэксплуатации ВОЛС

www.exfo.com


В.Г. ВОРОНИН, О.Е. НАНИЙ, Н.А. ПОЛИЕКТОВА,Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Введение

Волоконно-оптические параметрические уси-

лители (FOPA – fiber optical parametric ampli-

fiers) вызывают в последнее время большой

интерес исследователей, так как в недавних

экспериментах были продемонстрированы

широкая полоса и высокий коэффициент уси-

ления. Теоретический анализ также указыва-

ет на то, что параметрические усилители об-

ладают потенциально лучшими, чем другие

оптические усилители, шумовыми характе-

ристиками. Однако до сих пор параметричес-

кие усилители не вышли за пределы исследо-

вательских центров, поэтому важно оценить

перспективы и сроки появления первых про-

мышленных образцов таких усилителей.

Для понимания принципа работы FOPA,

факторов, влияющих на эффективность их

работы, а также трудностей при их создании

рассмотрим физические основы природы

процесса параметрического усиления в во-

локне и дадим объяснения некоторым пара-

метрам, влияющим на FOPA работу.

Принцип работы и характеристики

Параметрическое усиление основано на ис-

пользовании явления, называемого четырех-

волновым смешением. Четырехволновое сме-

шение – это один из нелинейных оптических

эффектов, состоящих в том,

что волны, распространяющие-

ся в нелинейной среде, кроме

линейной поляризации среды,

пропорциональной первой сте-

пени напряженности электри-

ческого поля E, наводят поля-

ризацию, пропорциональную

второй, третьей и т.д. степеням

E. Процесс параметрического

усиления связан с нелиней-

ностью третьего порядка.

При взаимодействии трех волн с

частотами �1, �2 и �3 порожда-

ется четвертая волна на частоте

�4 = �1 + �2 – �3 . (1)

В случае частично вырожденного четырех-

волнового смешения роль первых двух волн

выполняет волна накачки �p, третьей вол-

ной является сигнальная волна �s, в про-

цессе усиления которой возникает так на-

зываемая холостая (idler) волна �i. Уравне-

ние (1) в этом случае принимает вид

�s + �i = 2�p . (2)

Схема параметрического усилителя пред-

ставлена на рис. 1. Волны накачки и сигнала

вводятся в высоконелинейное волокно с по-

мощью волоконно-оптического разветвите-

ля. В высоконелинейном волокне происхо-

дит параметрическое усиление сигнала и

возбуждение холостой волны, поэтому

спектр излучения на его выходе содержит

три компоненты: непоглощенную накачку,

сигнал и холостую волну. Для получения

только усиленного сигнала без других сос-

тавляющих спектра в данной схеме исполь-

зуется оптический фильтр. На вставках к ри-

сунку показаны спектры излучения на вхо-

дах и выходе параметрического усилителя.

Физический механизм параметрического уси-

ления заключается в следующем. При однов-

ременном распространении по световоду

волны накачки E(�p) и сигнальной волны

Технологии будущего

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

ВОЛОКОННО�ОПТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ

УСИЛИТЕЛЕЙ

Несмотря на то что параметрические усилители обладают потенциально лучшими, чем другие оп-тические усилители характеристиками, они до сих пор не вышли за пределы исследовательскихцентров. В настоящей статье рассмотрены принципы работы параметрических усилителей и перс-пективы их практического применения в оптических системах связи.

Рис. 1. Экспериментальная схема волоконно�оптического параметрического усилителя [1]


E(�s) возникают биения на частоте (�p - �s).

В результате образуется бегущая фазовая

решетка изменяющегося показателя прелом-

ления с частотой (�p - �s). Иллюстрация это-

го явления приведена на рис. 2. Вторая волна

накачки E(�p) приобретает фазовую модуля-

цию с этой частотой. Вследствие этого возни-

кают две боковые частоты �p ± (�p � �s). Од-

на из них �i = 2�p � �s – холостая волна. Вто-

рая �s – сигнальная волна. Волна с частотой

�s складывается с первоначально введенной

в световод сигнальной волной, вследствие

чего сигнал на частоте �s усиливается. Это

приводит к увеличению глубины модуляции

показателя преломления на частоте биений

(�p - �s) и к дальнейшему усилению сигналь-

ной и холостой волн за счет энергообмена с

волной накачки. Усиление в протяженном во-

локне происходит только при выполнении оп-

ределенных фазовых соотношений между

волнами E(�p), E(�s), E(�i), а именно при ус-

ловии, что фаза �(z) равна �/2:

�(z) � 2�p – �s – �i + ��z + 2�Ppz = �/2, (3)

где �p, �s и �i – фазы волн накачки, сиг-

нальной и холостой волн соответственно в

начале световода при z = 0; ��z – набег фаз

за счет линейной дисперсии; 2�Ppz – нели-

нейный набег фаз; �� = �s + �i – 2�p, где

– константы распрост-

ранения волн накачки, сигнальной и холос-

той волн соответственно; с – скорость света;

– нелинейный коэффициент;

n2 – нелинейный показатель преломления;

Seff – эффективная площадь моды; Pp –

мощность волны накачки.

Выражение (3) является хорошим прибли-

жением при условии, что мощность накачки

существенно больше мощностей сигналь-

ной и холостой волн, т.е. при условии

Pp Ps, Pi.

Из (3) следует, что при z = 0 усиление сиг-

нальной и холостой волн будет реализова-

но, если разность фаз 2�p – �s – �i = �/2. В

случае если на вход световода подается

волна накачки и сигнальная волна, а холос-

той сигнал возникает из шумов, это соотно-

шение на начальном участке световода бу-

дет выполняться автоматически. Если же на

вход световода подается накачка, сигналь-

ная и холостая волны, то для усиления сиг-

нальной и холостой волн начальные фазы

должны быть подобраны так, чтобы раз-

ность фаз равнялась �/2.

Когда при z = 0 выполняется �(0) = �/2, то

при распространении волн по световоду

усиление сигнальной и холостой волн будет

осуществляться, если

��z + 2�Ppz = 0, (4)

т.е. набег фаз за счет линейной дисперсии

должен компенсироваться нелинейным на-

бегом фазы.

Коэффициент усиления

Величина усиления в параметрическом про-

цессе для сигнальной волны Gs выражается

следующим образом [1]:

(5)

,

где Ps(0), Ps(L) – мощность сигнальной вол-

ны на входе и выходе световода длины со-

ответственно; g – коэффициент параметри-

ческого усиления,

(6)

.

Спектральная зависимость коэффициента

усиления параметрического усилителя, иссле-

дованного в работе [2], приведена на рис. 3. В

двух предельных случаях, указанных на гра-

фике стрелками, можно получить аналитичес-

кие выражения для коэффициентов усиления.

В первом случае линейная дисперсия ��,

имеющая отрицательное значение, компен-

сируется нелинейным набегом фазы, так что

�� + 2�Ppz = 0. Коэффициент параметричес-

кого усиления g = �Pp, а усиление Gs равно

(7)

,

при условии �PpL � 1.

Аналогично (7) выглядит выражение для

усиления холостой волны.

Таким образом, имеются два пика усиления:

для сигнальной и холостой волн.

Во втором случае длины сигнальной и хо-

лостой волн близки к длине волны накачки

и длине волны нулевой дисперсии. При

этом �� является малой величиной. Также

малой величиной оказывается коэффици-

ент параметрического усиления g, как сле-

дует из (6). В этом случае усиление Gs

можно разложить в ряд Тейлора и ограни-

читься нулевым членом. В результате полу-

чим выражение

Gs � (�PpL)2 . (8)

Из графика следует, что кривая параметри-

ческого усиления имеет два «горба», соот-

ветствующих согласованию фаз в результа-

те взаимной компенсации линейной диспер-

сии и нелинейного набега фазы. В каждом

конкретном процессе параметрического

усиления один «горб» соответствует усиле-

нию сигнальной волны, а другой – усилению

холостой волны (экспоненциальное усиле-

ние). Как следует из (7), выраженное в дБ

усиление Gs равно

(9)

Минимум на кривой усиления соответ-

ствует усилению волн с длинами, бли-

зкими к длинам волн накачки и нулевой

дисперсии (квадратичное усиление). Из

выражений для усиления следует, что ве-

личина параметрического усиления тем

больше, чем больше значение нелинейно-

го коэффициента �, мощности накачки Pp

и длины световода L.

В настоящее время получено в непрерыв-

ном режиме усиление 60 дБ при мощности

накачки 2 Вт [3].

Ширина полосы усиления

Для эффективной работы FOPA параметр ��

должен быть однородным по всей длине во-



Рис. 2. Биения в фиксированныймомент времени между волнамисигнала и накачки (вверху) и вариа�ции показателя преломления наэтих биениях (внизу)

Рис. 3. Вычисленное усиление во�локонно�оптического параметри�ческого усилителя с Pp = 1,4 Вт,

L = 500 м, � = 11 Вт�1·км�1,

0 = 1559 нм, p = 1560,7 нм,

dD/d = 0,03 пс/(нм2�км). Стрелкиуказывают на области с экспонен�циальной и квадратичной зависи�мостью от мощности накачки


локна. Cлучайные флуктуации длины волны

нулевой дисперсии 0 вдоль длины волокна

приводят к флуктуациям ��, что значительно

снижает ширину полосы усиления FOPA.

Были построены численные модели пара-

метрического усилителя, основанного на

«идеальном» волокне, с накачкой вблизи

длины волны нулевой дисперсии [4, 5]. Ре-

зультаты расчетов представлены в виде

графиков спектральной зависимости уси-

ления сигнала Gs (рис. 4) [4]. Каждый гра-

фик характеризует параметрическое уси-

ление в одном и том же высоконелинейном

волокне с коэффициентом нелинейности

� = 11 Вт�1·км�1, при мощности накачки

2 Вт, но при разных отстройках длины вол-

ны накачки p от длины волны нулевой

дисперсии 0. Представленные спектры со-

ответствуют следующим значениям раз-

ности p – 0: 0 нм; 0,5 нм; 1 нм; 1,5 нм;

2 нм; 2,5 нм; 3 нм. Трехмерный график наг-

лядно демонстрирует влияние изменения

этого параметра на ширину и форму спект-

ра параметрического усиления. Таким об-

разом, модель показала, что ширина поло-

сы параметрического усиления очень

чувствительна к отстройке длины волны

накачки P от длины волны нулевой дис-

персии 0. Максимальная ширина достига-

ется при малых отстройках.

Для оценок по порядку величины можно ис-

пользовать следующую формулу ширины по-

лосы усиления параметрических усилителей:

(10)

,

где – 4-я производная

константы распространения на час-

тоте �p.

Из (10) следует, что шириной по-

лосы параметрического усиления

можно управлять, меняя парамет-

ры волокна � и �4, а также мощ-

ность накачки Pp.

Ширина полосы и коэффициент

усиления тем больше, чем выше �.

Поэтому важным фактором стало

создание специально разработан-

ных волокон с большим � (порядка

20 Вт�1·км�1, т.е. примерно в десять

раз больше, чем в обычных волок-

нах, использующихся в телекомму-

никационных системах).

Идеальный и реальный

волоконно;оптический

параметрический усилитель

Как следует из выражения (9), большая

величина коэффициента усиления Gs

обусловлена большим значением произве-

дения �PpL. Следовательно, теоретически

большой коэффициент усиления можно

получить не только за счет большой мощ-

ности накачки

Pp, высокого не-

линейного коэф-

фициента �, но

также и за счет

большой длины

волокна L. Од-

нако такой путь

к достижению

наилучших ха-

рактеристик во-

локонно-опти-

ческого пара-

метрического

усилителя не яв-

ляется опти-

мальным. Экс-

периментальные

исследования

показали, что в

реальных оптичес-

ких волокнах уве-

личение длины во-

локна приводит к

уменьшению ши-

рины полосы параметрического усиления,

что расходится с теоретическими резуль-

татами. Причина заключается в том, что

вышеприведенные формулы описывают

модель «идеального» волокна, в котором

все физические параметры имеют одни и

те же значения по всей длине.

Точность изготовления волокна ограничена

пределами технологических возможностей,

вследствие чего фактические параметры

реального волокна могут флуктуировать по

длине, в частности – его диаметр. Вслед-

ствие этого длина волны нулевой диспер-

сии 0 также флуктуирует по длине.

Для учета свойств реального высоконели-

нейного волокна была разработана усовер-

шенствованная модель FOPA, учитывающая

вариации дисперсии по длине волокна, воз-

никающие из-за флуктуаций диаметра. Та-

ким образом, эта модель лучше соответ-

ствует реальному волокну.

На рис. 5 представлены рассчитанные гра-

фики спектральной зависимости коэффици-

ента усиления параметрического усилителя

при мощности накачки 1 Вт. Четыре картин-

ки демонстрируют сравнение спектров уси-

ления в «идеальном волокне с неизменным

диаметром» и в «волокне с флуктуациями

диаметра» длиной 100 м с накачкой 1 Вт.

Эти картинки соответствуют разным

отстройкам p – 0.


Рис. 4. Рассчитанные спектры усиления в

100 м высоконелинейного волокна с �� = 11Вт�1·км�1 с мощностью накачки 2 Вт при раз�

ных отстройках p – 0 . Самый широкий

спектр выделен отлиным от других цветом.

1 � p – 0 = 2 нм

2 � p – 0 = 1.5 нм

3 � p – 0 = 1 нм

1 � p – 0 =0 нм

Рис. 5. Сравнение результатов моделирования спектра пара�метрического усиления в «идеальном волокне с неизменнымдиаметром» (пунктирная кривая) и в «волокне с флуктуация�ми диаметра» (сплошная кривая) длиной 100 м с накачкой

1 Вт. Графики представлены для разных p – 0


Очевидно, что спектральная ширина полосы

усиления, рассчитанная по модели парамет-

рического усилителя с учетом вариаций диа-

метра волокна, меньше, чем по модели уси-

ления в волокне с неизменным диаметром.

Проведенный анализ показал важность точ-

ности изготовления волокна для эффектив-

ной работы усилителя. Также установлено,

что один из путей увеличения полосы уси-

ления состоит в использовании коротких

участков волокна (десятки метров) с экстре-

мально высоким нелинейным коэффициен-

том. Это позволяет уменьшить влияние ва-

риаций дисперсии в волокне и в то же вре-

мя увеличить спектральную полосу, соотве-

тствующую диапазону изменения парамет-

ра ��, то есть полосу усиления.

Преимущества и потенциальные

приложения

Широкая полоса усиления

Одним из важнейших достоинств волоконно-

оптических параметрических усилителей яв-

ляется возможность создания усилителей с

полосой усиления в несколько сотен наномет-

ров и накачкой мощностью несколько Вт. К

настоящему времени получены параметри-

ческие волоконные усилители с шириной по-

лосы усиления от 200 до 400 нм [2,6]. В этом

параметрические усилители, безусловно, име-

ют преимущество перед эрбиевыми (EDFA –

Erbium Doped Fiber Amplifier) и рамановскими

усилителями (RA – Raman Amplifier), так как

ширина полосы усиления последних имеет по-

рядок десятка нанометров.

Произвольная длина волны s

Область усиления FOPA может быть получена

около произвольной центральной длины вол-

ны s. Это свойство также присуще рамановс-

ким усилителям, но не усилителям на волокне,

легированном редкоземельными элементами.

Оно может быть использовано для обеспече-

ния усиления в областях, недоступных усили-

телям в настоящее время. Единственное огра-

ничение в отношении рабочего спектра FOPA

состоит в том, что волокно должно иметь дли-

ну волны нулевой дисперсии 0, близкую к s.

Нулевой шум-фактор

Еще одна важная характеристика FOPA, кото-

рая обусловливает их преимущества перед

другими типами усилителей, – это шум-фак-

тор. Как и EDFA, FOPA в принципе обладают

шум-фактором около 3 дБ, хотя он в некото-

рой степени ухудшен неизбежным присутстви-

ем рамановского рассеяния. Однако при рабо-

те параметрического усилителя в фазочув-

ствительном режиме, шум-фактор может дос-

тигать 0 дБ. Правда такой режим работы дос-

таточно сложен в практической реализации.

Преобразование длины волны

Помимо функции повышения мощности сиг-

нала параметрические усилители также мо-

гут выполнять функцию преобразования

длины волны. Действительно, кроме сиг-

нальной волны на выходе FOPA формирует-

ся холостая волна, причем она промодули-

рована точно так же, как и сигнальная вол-

на. Следовательно, в качестве несущего ин-

формацию сигнала может быть использова-

на холостая волна. Такая операция может

применяться для изменения оптической час-

тоты сигнала в современных телекоммуни-

кационных системах. Преобразование дли-

ны волны немодулированного сигнала мож-

но использовать для генерации излучения в

областях спектра, недоступных обычным ис-

точникам света.

Также важно то, что преобразование сигнала

в холостую волну сопровождается усилением,

которое почти столь же велико как усиление

сигнала, и, таким образом, легко может дос-

тичь десятков децибел. Столь высокий уро-

вень усиления недостижим с помощью дру-

гих методов преобразования длины волны,

например, тех, которые используются в по-

лупроводниковых оптических усилителях.

Высокая скорость нелинейного процесса

Следующее положительное свойство FOPA –

это высокая скорость нелинейного процесса

при четырехволновом смешении (фемтосеку-

ндный диапазон). Поэтому высокоскоростная

модуляция накачки обычно приводит к моду-

ляции и сигнала и холостой волны. Таким об-

разом, с помощью FOPA возможна генерация

коротких оптических импульсов сигнала и хо-

лостой волны в широком спектральном диа-

пазоне посредством модуляции накачки.

Это свойство может быть использовано для

множества приложений, связанных с обработ-

кой сигнала, таких, как генерация импульсов,




демультиплексирование высокоскоростных

сигналов в системах временного мультиплек-

сирования (TDM – time-domain multiplexing) и

отдельных оптических сигналов, а также

«полностью оптических» систем обработки

сигнала [7].

Высокая выходная мощность

Кроме всего перечисленного FOPA имеют

еще одно полезное свойство – высокую вы-

ходную мощность. Одномодовые оптические

волокна могут выдерживать достаточно вы-

сокую среднюю мощность, что было доказа-

но созданием волоконных лазеров со сред-

ней выходной мощностью, равной несколь-

ким сотням Вт. Поскольку основу FOPA сос-

тавляет кварцевое волокно, они могут быть

использованы для усиления или преобразо-

вания длин волн с выходными мощностями

порядка десятков или даже сотен Вт.

Сравнение с рамановскими

усилителями

Большой интерес представляет сравнение

FOPA с рамановскими усилителями. Оба этих

типа волоконно-оптических усилителей осно-

вываются на нелинейных эффектах в кварце-

вых световодах, но усиление с их помощью

является результатом разных явлений.

Усиление параметрического усилителя с

фазовой синхронизацией имеет сходство с

рамановским усилением, например, в экс-

поненциальной зависимости от мощности

накачки Pp и длины волокна L. Коэффици-

ент усиления рамановского усилителя мо-

жет быть записан в единицах дБ следую-

щим способом:

GR[дБ] = PpLSR ,

где SR � 8,7gR/Seff – это наклон прямой за-

висимости коэффициента усиления от про-

изведения PpL (в дальнейшем – эффектив-

ность усилителя), gR – максимум коэффици-

ента рамановского усиления и Seff – эффек-

тивная площадь сечения.

Выражение для коэффициента параметричес-

кого усиления выглядит следующим образом:

GP[дБ] = PpLSP – 6,

где SP � 8,6� – это эффективность пара-

метрического усилителя.

Для более правильного сравнения необхо-

димо принять, что состояние поляризации

накачки и сигнала постоянно вдоль всего

волокна. В таблице 1 приведены значения

эффективности рамановского и параметри-

ческого усилителей, рассчитанные для раз-

личных видов оптического волокна.

В большинстве случаев па-

раметрические усилители

имеют примерно вдвое боль-

шее дифференциальное уси-

ление, чем рамановские уси-

лители. Более высокое диф-

ференциальное усиление де-

лает FOPA более удобными

для дискретного усиления, а

также для обработки сигна-

лов в «полностью оптичес-

ких» приложениях.

Важным отличием двух ти-

пов усилителей является ге-

нерация холостого сигнала в

параметрическом процессе.

Это может быть применено

для динамического преобразо-

вания длины волны. В чистом

кварце максимум рамановского

усиления достигается на часто-

те, на 13.2 ТГц меньшей, чем

частота накачки.

Полуширина спектра (ширина

спектра на уровне, на 3 дБ ниже

максимального) рамановского

усиления зависит от величины

усиления, но, как правило, она равна 20–30

нм, что определяется колебательными мода-

ми среды. Ширина полосы параметрического

усилителя ограничена только условием фазо-

вого синхронизма между световыми волнами,

распространяющимися в оптическом волокне.

Как было отмечено выше, ширина полосы мо-

жет достигать нескольких сотен нанометров.

Так же, как FOPA, рамановские усилители тре-

буют выполнения условия фазового синхро-

низма. Однако так как рамановское усиление

возникает вследствие рассеяния между опти-

ческим фононом и фотоном, а оптический фо-

нон имеет почти линейную дисперсионную за-

висимость от волнового числа, то синхрониза-

ция фаз между волнами накачки и сигнала

достигается при любых направлениях распро-

странения волн. Вследствие этого в рамановс-

ких усилителях могут использоваться разные

схемы накачки: распространение волны накач-

ки в направлении и навстречу ему, усиливае-

мого сигнала, в отличие от параметрических

усилителей, в которых накачка может распро-

страняться только в направлении сигнала.

Легко поддерживаемое условие фазового

синхронизма и высокое значение дифферен-

циального усиления позволяет рамановским

усилителям работать в качестве распределен-

ных усилителей на участках волокна длиной в

десятки километров. Как было показано вы-

ше, в теоретической части, использование

больших длин волокна в параметрических

усилителях уменьшает ширину полосы усиле-

ния. Путь к использованию FOPA в будущих

оптических системах телекоммуникаций сос-

тоит в применении волокна со сглаженной

дисперсионной кривой и фиксированной дли-

ной волны нулевой дисперсии.

Проблемы применения, трудности

создания и пути их преодоления

Рассмотренные характеристики FOPA пока-

зывают, что данный тип усилителей не хуже

или даже превосходит существующие уст-

ройства в различных приложениях. Однако

эта технология до настоящего времени

практически не развивалась.

Для внедрения параметрических усилителей

в реальные системы связи необходимо прео-

долеть их недостатки, особенно те, что каса-

ются использования в телекоммуникацион-

ных системах со спектральным уплотнением

(WDM – Wavelength-Division Multiplexing).

Перекрестные помехи

Существенной проблемой при использова-

нии FOPA в оптических системах передачи

информации являются перекрестные поме-


Волокно SMF DSF DCF HNLF ASMF

Затухание, дБ/км

Эффективная площадь сече-

ния, Seff, мкм2

Коэффициент рамановского

усиления, gR/Seff, Вт-1·км-1

Нелинейный коэффициент

на 1550 нм, �, Вт-1·км-1

0.2

85

0.35

1.8

0.2

50

0.6

2.7

0.45

19

3

5

0.7

12

7

15

80-240

3

28

50

Эффективность рамановско-

го усилителя, дБ·Вт-1·км-1

Эффективность параметри-

ческого усилителя, дБ·Вт-1·км-1

3

16

5

23

26

44

61

131

244

435

Таблица 1

SMF – Standard Single Mode Fiber (стандартное од-номодовое волокно);DSF – Dispersion Shifted Fiber (волокно со смещен-ной дисперсией);DCF – Dispersion Compensated Fiber (волокно с ком-пенсацией дисперсии);HNLF – Highly Nonlinear Fiber (высоконелинейное во-локно);ASMF – Air-Silica Microstructured Fiber (дырчатоекварцевое микроструктурированное волокно).


хи при усилении в тракте не одного, а нес-

кольких сигналов на разных длинах волн.

Они возникают вследствие того же самого

процесса четырехволнового смешения, на

принципе которого работает и сам FOPA.

Это существенный недостаток, поскольку

широкая полоса FOPA привлекательна как

раз для многоканальных систем – систем со

спектральным уплотнением типа WDM и

DWDM.

К настоящему времени известен ряд работ

(см., например, [8, 9]), направленных на ис-

следование перекрестных помех в разных

режимах и схемах усиления с целью выбора

режима, минимизирующего величину пара-

зитных сигналов. Так, в работе [9] показано,

что при величине усиливаемых сигналов в

10 мкВ разница между уровнями сигналов и

паразитных помех составляет 48 дБ и

уменьшается до величин 28 дБ и 9 дБ при

увеличении мощности сигналов до 100 мкВт

и 1 мВт, соответственно.

Влияние поляризации на усиление

Величина усиления в FOPA (так же, как и в

рамановских усилителях) зависит от поля-

ризации сигнала и накачки. Уменьшить вли-

яние поляризации на величину усиления

можно путем применения двух ортогональ-

но поляризованных волн накачки [10].

Дисперсионная кривая

Форма дисперсионной кривой, особенно ее

участка вблизи 0, играет важную роль в

формировании спектра усиления. Поэтому

необходимо развивать методы расчетов и

технологию производства волокна, которые

позволят получать волокна с оптимальными

для FOPA дисперсионными свойствами.

Значительный объем работы, проделанной

с новыми типами волокна, такими, как мик-

ростуркурированное волокно, может отк-

рыть новые пути решения проблемы.

Вынужденное рассеяние Мандельштама-

Бриллюэна

Еще одной особенностью при работе с

FOPA является необходимость подавления

вынужденного рассеяния Мандельштама-

Бриллюэна (ВРМБ), которое является са-

мым низкопороговым нелинейным эффек-

том в волоконных световодах и может пог-

лотить большую часть энергии накачки и

помешать работе FOPA. Для подавления

ВРМБ может быть использовано то, что

этот эффект одновременно является и са-

мым узкополосным. Поэтому для подавле-

ния ВРМБ может быть применено ушире-

ние спектра накачки при помощи модуля-

ции излучения накачки.

Продольные флуктуации 0

В общедоступных волокнах, таких, как

HNLF, происходят случайные продольные

флуктуации длины волны нулевой диспер-

сии 0, что уменьшает ширину полосы и зат-

рудняет точный расчет спектра усиления, ко-

торый может быть получен на данной длине

волны. Разработка FOPA будет значительно

упрощена, если будут созданы волокна с

уменьшенными вариациями 0 или если

производители будут сообщать о величине

флуктуаций дисперсии вдоль волокна. Дру-

гим возможным путем решения проблемы

является разработка еще более высоконели-

нейных волокон, т.к. для создания FOPA пот-

ребуются короткие отрезки такого волокна,

что уменьшит влияние флуктуаций 0.

В настоящее время работы в этой области

интенсифицируются. Важным фактором во-

зобновления этой активности стало созда-

ние специально разработанных волокон с

большим � (порядка 20 Вт-1·км-1, т.е. пример-

но в десять раз большим, чем в обычных

коммуникационных волокнах), а также воло-

кон с 0 � 1,5 мкм. Аббревиатура HNLF (вы-

соконелинейное волокно) или HNL-DSF (вы-

соконелинейное волокно со смещением

дисперсии) часто используются для обозна-

чения таких волокон.

Проведение экспериментов в наиболее ин-

тересном для практических применений ди-

апазоне длин волн ( ~ 1.5 мкм) также зна-

чительно упрощено благодаря доступности

других компонентов, разработанных для оп-

тических телекоммуникационных систем.

Выводы

Несмотря на то, что само явление парамет-

рического усиления достаточно хорошо ис-

следовано, возможности его практического

применения в системах связи мало изуче-

ны. Основными преимуществами FOPA яв-

ляются: широкая полоса усиления, возмож-

ность работы на произвольной центральной

длине волны, а также совмещение функций

усилителя и преобразователя длины волны.

Недавний прогресс FOPA обусловлен раз-

работкой высоконелинейного одномодового

волокна и появлением мощных полупровод-

никовых лазеров высокой мощности. В бу-

дущем усовершенствование FOPA ожидает-

ся вследствие дальнейшего прогресса в

этих направлениях. Задачи, которые стоят

перед разработчиками FOPA, включают

сварку высоконелинейных волокон, сниже-

ние затухания и поляризационно-модовой

дисперсии, а также изменение дисперсион-

ного профиля по длине волокна.


1. Hansryd J., Andrekson P.A., «Fiber�Based

Optical Parametric Amplifiers and Their

Applications», IEEE Journal of Selected Topics

in Quantum Electronics, May/June 2002, vol. 8,

№. 3, p. 506�520.

2. Ho M.�C., Marhic M. E., Akasaka Y.,

Kasovsky L. G. «Fiber optical parametric ampli�

fier and wavelength converter with 208�nm gain

bandwidth», J. Lightwave Technol., 2001,

vol.19, p.977.

3. Marhic M. «Toward Practical Fiber Optical

Parametric Amplifiers», Thursday Morning

/OFC 2003/, vol.2, p.564.

4. Наний О.Е., Полиектова Н.А., Солодянкин

М.А. «Ширина полосы усиления волоконно�

оптического параметрического усилителя»,

Электросвязь, 2005 г., № 12, стр. 43�46.

5. Полиектова Н.А., Наний О.Е., Солодян�

кин М.А. «Усовершенствование модели во�

локонно�оптического параметрического

усилителя», Вестник Московского Универ�

ситета. Серия 3. Физика. Астрономия.

2005 г., № 6, с. 34�36.

6. Hansryd J., Andrekson P. A. «Broadband

CW Pumped Fiber Optical Parametric Amplifier

with 49 dB Gain and Wavelength Conversion

Efficiency», IEEE Photon. Technol. Lett., 2001,

vol.13, p.194�196.

7. Hansryd J. and Andrekson P.A. «O�TDM

demultiplexer with 40dB gain based on a fiber

optical parametric amplifier», IEEE

Photon.Technol.Lett., July 2001, vol.13,

p. 732�734.

8. Marhic M.E., Kalogerakis G., Uesaka K.,

Shimizu K., Wong K.Y., Kazovsky L.G.

«Interleaver�based method for full utilization of

the bandwidth of fiber optical parametric ampli�

fiers and wavelength converters», Thursday

Morning /OFC 2003/, vol.2, p.510.

9. Blows J. «Cross Talk in a Fiber Parametric

Wavelength Converter», Thursday Morning

/OFC 2003/, vol.2, p.565.

10. Wong K.Y., Marhic M.E., Uesaka K.,

Kazovsky L.G. «Polarization�independent and

flat�gain CW two�pump fiber optical parametric

amplifier and wavelength converter», IEEE

Photon. Technol. Lett., 2002, vol.14, p.911.



lightwave 2007 01

Documents