Lightwave 2005 02

№2 2005

коммутаторканалов OLT

медный кабель

проложенный волоконный кабельпрокладываемый волоконный кабель

небольшиепредприятия

жилые дома

жилые дома

офисныездания

SAICразвет-витель

ONT

ONT

ONT

развет-витель

ONT

ONT

ONT

ONT

ONT

ONT ONTONT

SAIC – распределительный узел

Greenfield – участок без сетевой инфраструктуры

Greenfield

№2 2005

Обложка: Дмитрий Дуев

Телефонныекомпании США: что впереди?

Сеть

Агент Агент

Менеджер

Система управлениясетями связи

Протоколуправления

сетями

База данных управления

Агент

Посредник

Управляемые устройства

База данных управленияБаза данных управления

Модель сетевогоуправления OSI

стр. 24

1www.lightwave-russia.comLIGHTWAVE Russian Edition №2 2005

стр. 12

ПодготовкаEthernet-линии

к предоставлению услуг VOIP

стр. 35

ССооддеерржжааннииее

Научно�технический журнал №2/2005

Издается с 2003 года.Выходит 4 раза в год

Учредитель: Pennwell Corp.98 Spit Brook RoadNashua 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.: (095) [email protected]

Ответственный секретарь:Марина КозловаТел.: (095) [email protected]

Редактор отдела оптических сетей:Рустам Убайдуллаев

Редактор отдела переводов:Максим Величко

Верстка и дизайн: Борис Лазарев,Дмитрий Дуев

Корректура и набор:Елена Шарикова

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

Подписано в печать 10.07.2005. 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», 2005

5 Новости ОFC/NFOEC

8 Новости мира связи

9 Новости технологий

10 Новые книги

12 Экономика

Телефонные компании: что впереди?

16 WDM и оптические сети связи

Сравнение технологий EPON и GPON

Перестраиваемые мультиплексорыввода-вывода облегчают сетевоеуправление

Модель сетевого управления OSI

26 Кабели

Можно ли организовать в Россиипроизводство оптических волокон?

Оптическое волокно: реальностьи перспективы

35 Измерительная техника

Подготовка Ethernet-линии кпредоставлению услуг VOIP

38 Новые продукты

48 Интернет-директории

49 Адресная книга

50 Основы ВОЛС

Компоненты DWDM-системи их характеристики

3www.lightwave-russia.comLIGHTWAVE russian edition №1 2005

Т ема второго номера – управление сетями связи

и измерения – дает хороший повод поговорить в

целом о стратегии развития глобальной сети

связи. Глобальная сеть передачи информации, важнейшими компонентами которой

являются всемирная телефонная сеть и компьютерная сеть Интернет, стремительно

эволюционирует, причем если развитие телефонной сети резко замедлилось (а в развитых странах прирост

уже несколько лет отрицательный), то сеть Интернет продолжает экспоненциальный рост. Важным фактором

развития «глобальной сети» стало подключение к ней сетей операторов кабельного телевидения, которые

теперь предлагают свои услуги телефонии и Интернет.

Какую стратегию в сложившейся ситуации выбрать телефонным компаниям? Однозначного ответа на этот

вопрос вы не найдете в статье Е.В. Есиной «Телефонные компании США: что впереди?», однако анализ путей

развития своих сетей, выбранных различными операторами США, несомненно, окажется полезным для

выбора оптимальной стратегии российскими компаниями.

Управление сетью, в том числе ее реконфигурирование, – это одна из важнейших функций, выполняемых

оператором сети. Основная тенденция развития современных сетей связи – повышение «интеллекта»

коммутационного оборудования. Этой теме посвящена статья Д.Д. Щербаткина и Н.К. Сабинина «Интеллектуальные оптические кроссы».

По мере роста популярности DWDM5систем связи и увеличения числа таких систем, находящихся в промышленной эксплуатации,

возникает необходимость управления сетью на оптическом уровне. Многие проблемы управления сетями, использующими спектральное

разделение каналов, могут быть решены при внедрении перестраиваемых оптических кросс5коммутаторов и мультиплексоров – ROADM

(подробнее см. статью редактора отдела переводов журнала Lightwave Russian Edition М.А. Величко «Перестраиваемые мультиплексоры

ввода5вывода облегчают сетевое управление»).

Стратегический вопрос о создании в России собственного производства оптического волокна поднят в статьях В.Н. Спиридонова

«Можно ли организовать в России производство оптических волокон?» и А.А. Гнедина, У.Г. Ахметшина, М.О. Забежайлова «Оптическое

волокно: реальность и перспективы». Надеюсь, что эти публикации вызовут резонанс и послужат поводом к дискуссии на более общую

тему: как развивать высокие технологии в связи, как обеспечить отдачу от науки.

Вопрос будущего научных исследований в области связи редакция журнала Lightwave Russian Edition предлагает обсудить на своих

страницах, тем более что для этого есть основания. Текущий 2005 год объявлен ООН Годом физики. Фонд «Успехи физики»

(www.wyp2005.ru), учрежденный лауреатом Нобелевской премии по физике, академиком В.Л. Гинзбургом, выступил с инициативой

провести Всемирный год физики в России как Год Физики, Высоких Технологий и Инноваций.

Редакция журнала Lightwave Russian Edition и издательство «Высокие технологии» полностью поддерживают эту инициативу и

приглашают операторов связи, коммерческие и научные организации принять участие в мероприятиях фонда и в конференции

«Внедрение новых технологий в оптические сети связи».

От редактора


Новости OFC/NFOEC

Создавалось впечатление, что погода в Юж-

ной Калифорнии перед началом

OFC/NFOEC-2005 отражала состояние нахо-

дящейся на пороге возрождения индустрии

оптических телекоммуникаций. Сильные

ливни прекратились примерно за неделю до

начала выставки, и на склонах холмов вок-

руг Дворца съездов Анахайма уже успели

вырасти цветы и трава. Однако, несмотря на

всю красоту этой растительности, метеоро-

логи предупреждали о возможности возник-

новения пожаров в связи с высыханием вы-

сокой травы. Посетители выставки, как и

вся окружающая их природа, выглядели оп-

тимистично, но их оптимизм, казалось, то-

нул в здоровом скептицизме. Многие участ-

ники высказывали осторожные предположе-

ния о том, что оптическая телекоммуникаци-

онная промышленность вошла в так называ-

емую фазу продолжительного восстановле-

ния (подобные предположения высказыва-

лись, правда, и год, и даже два года тому

назад. – Прим. ред.). Дональд Кек (Donald

Keck), вышедший на пенсию директор по ис-

следованиям компании Corning (США), открыл

пленарную сессию размышлением о подъ-

емах и спадах, имевших место в каждой из

пяти волн мирового экономического разви-

тия: индустриальной, паровой, сталелитей-

ной, нефтяной и автомобильной, информа-

ционной и телекоммуникационной.

Дональд Кек отметил, что каждая из этих

исторических стадий переживала следую-

щие пять состояний: появление, «бешеный»

всплеск, кризис, восстановление и зрелость

– и если история повторяется, то сейчас те-

лекоммуникационная индустрия входит в

фазу устойчивого внедрения оптоволокон-

ной технологии, которая продлится следую-

щие 20 лет. В таком ключе, сделал заклю-

чение Дональд Кек, «волокно к строениям»

(FTTP), «тройная услуга» (triple play) или ин-

тегрированные услуги связи, конкуренция,

стоимость системы и регулятивное окруже-

ние станут главными силами, определяю-

щими это внедрение.

Все говорят о FTTPВ конференц-залах и на выставке слова

FTTP и «тройная игра» не сходили с уст посе-

тителей (и со страниц пресс-релизов). Круп-

нейшие телекоммуникационные компании

Verizon (США) и NTT (Япония) выступали в

качестве пионеров в области предоставления

интегрированных и FTTP-услуг и рассказыва-

ли о своих достижениях прямо из траншей.

В своем докладе Хиромичи Шиногара

(Hiromichi Shinohara), директор исследова-

тельского центра сетей доступа компании

NTT, говорил об амбициозных планах NTT

подключить к 2010 году 30 млн. абонентов к

своей быстрорастущей FTTP-сети. На сегод-

няшний день корпорация обслуживает 3 млн.

пользователей, 75% которых – частные ли-

ца. Шиногара также подчеркнул, что главной

движущей силой внедрения FTTP в Японии

является конкуренция с другими провайде-

рами услуг, а также застройщиками (многие

агентства недвижимости в Японии продают

дома и квартиры, уже подключенные к од-

ной или даже нескольким сетям доступа. –

Прим. пер.) в области предоставления интег-

рированных услуг связи («тройной услуги»).

«IP-телефония и передача видео по IP-про-

токолу становятся важными FTTP-услуга-

ми», – сказал он, добавив, что NTT поставил

задачу предоставлять услугу VoIP 1,6 млн.

абонентов к концу следующего года.

При создании инфраструктуры сети FTTP це-

на остается ключевым фактором для многих

операторов связи. NTT и Verizon обсуждали

задачу уменьшения стоимости системных

компонентов, строительства и монтажа ли-

нии. В связи с этим NTT продемонстрировала

ряд инновационных технологий, которые по-

могут снизить затраты на строительство по

мере того, как рынок FTTP достигнет зрелос-

ти. Шиногара, например, представил фотог-

рафии нового разъема для соединения воло-

конных кабелей, который может располагать-

ПОСТАВЩИКИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯГОВОРЯТ ОБ ОЖИВЛЕНИИ ОТРАСЛИ,

ХОТЯ И С НЕКОТОРОЙ ОСТОРОЖНОСТЬЮАнни Линдстром (Кейп5Корал, Флорида, США)

На первой совместной специализированной выставке OFC/NFOEC было много разго-воров о том, в каком положении находится телекоммуникационная отрасль сегодняи что станет с ней через год. О главных темах форума и новых продуктах рассказы-вает Анни Линдстром (Annie Lindstrom), корреспондент журнала Fibresystems Europe /Lightwave Europe.

OFC (Optical Fiber CommunicationConference and Exposition) и NFOEC(National Fiber Optics Engineers Conference)были основаны в 1984 году: OFC – какфорум по вопросам оптоволоконной свя-зи, NFOEC – как образовательный семи-нар для персонала региональных теле-фонных компаний США (RBOC). Посте-пенно они превратились в две крупней-шие ежегодные специализированные выс-тавки и конференции. OFC посвящена но-вейшим научным исследованиям в облас-ти оптических телекоммуникаций, аNFOEC – современным инженерным раз-работкам и практическим вопросам внед-рения новых волокон и систем связи. Вэтом году OFC и NFOEC впервые прошлисовместно под одной крышей Дворцасъездов Анахайма. Программа OFC/NFOEC-2005 включаларазличные семинары, симпозиумы, обра-зовательные программы, презентации ибыла рассчитана на самых разных участ-ников и посетителей: от исследователейдо производителей оборудования. Откры-вала выставку, как и ранее, пленарнаясессия. Проходили и другие ежегодныеспециальные программы: Саммит провай5деров услуг, ориентированный в основномна руководителей технических отделов,инженеров и разработчиков сетей, и сес-сия Обзор рынка: бизнес и технология, накоторой обсуждались взгляды на оптичес-кие телекоммуникации со стороны произ-водителей.

6 www.lightwave-russia.comLIGHTWAVE Russian Edition №2 2005


ся вдоль стены, а также нового «крученого»1

волоконного кабеля для подключения компь-

ютеров к сети внутри дома. «Крученый» ка-

бель сделан с использованием суперсовре-

менных «дырчатых» волокон, которые обла-

дают меньшим радиусом изгиба. Шиногара

добавил, что дальнейшее уменьшение корпо-

рацией стоимости строительства FTTP-линий

будет связано с переходом на архитектуру

Gigabit Ethernet PON (GE-PON) и технологию

строительства «сделай сам».

Для снижения затрат NTT будет также исполь-

зовать WDM-доступ и перестраиваемые по

длине волны ONU 2.

В выступлениях участников проявилось бес-

покойство о том, что использование FTTP-

систем на «последней миле» может пере-

местить «бутылочное горлышко» широкопо-

лосного доступа в дома абонентов.

Станет ли решение этой проблемы таким же

дорогим, как и само создание волоконной

сети на «последней миле», – этот вопрос бу-

дет, без сомнения, стоять все острее по мере

увеличения масштабов строительства FTTP-

линий. «Мы поняли, что дом [т.е. «волокно к

дому»] – это новые трудности и новые воз-

можности, – сказал Брайан Уиттон (Brian

Whitton), управляющий директор отделения

технологий доступа компании Verizon. – Мы

не хотим переместить «бутылочное горлыш-

ко» из последней мили в дома [абонентов]».

Докладчики от Verizon на семинарах неод-

нократно повторяли, что корпорация созна-

тельно выбрала местом первой инсталля-

ции FTTP город Келлер (Техас), чтобы изу-

чить проблемы, связанные с подземным

прокладыванием кабеля на жилой террито-

рии. И несмотря на то что, по словам Уитто-

на, строить подземную кабельную сеть ока-

залось так же трудно, как и предполага-

лось, Verizon удалось получить 20-процент-

ную прибыль от своего «келлерского экспе-

римента». Более того, компания начала

строительство еще в 12 городах и к настоя-

щему моменту протянула волокно уже к

миллиону домов, а к концу года намерева-

ется подключить 3 млн. домов.

Инженеры Verizon все как один согласны с

необходимостью снижения стоимости FTTP-

сетей. «ONT 2 предоставляет широкие воз-

можности для снижения цен», – говорил

Уиттон. Его коллега Винсент О’Бирн (Vincent

O’Byrne), также делавший доклад на

Саммите провайдеров услуг, добавил, что

общество производителей может сильно

помочь, снизив цены на оптические усили-

тели, триплексоры и создав ONT, которые

устанавливаются внутри домов для улучше-

ния температурной чувствительности трип-

лексоров. О’Бирн также отметил потреб-

ность в более жестких спецификациях на

оптические компоненты (такие, как развет-

вители и коннекторы), а также в волокне с

уменьшенными потерями для упрощения

правил проектирования.

ДемонстрацииТем временем в выставочном зале произво-

дители компонентов, подсистем и измери-

тельной техники «выстраивались в очередь»

для демонстрации своих новые продуктов,

способных снизить затраты при создании

FTTP-сетей. Некоторые особо запомнившие-

ся корреспонденту товары описаны ниже.

NeoPhotonics: Компания Verizon жаждет по-

лучить более дешевые триплексоры. Стре-

мясь удовлетворить ее желаниям,

NeoPhotonics продемонстрировала свой но-

вый триплексор на базе планарного волно-

вода (PLC – Planar Lightwave Circuit) (см.

рис. 1). Трехпортовое оптическое устройство

разработано для полнодуплексного цифро-

вого соединения по отрезку одномодового

волокна и снабжено аналоговым видеопри-

емником. Триплексор позволяет передавать

и принимать видео, голос и данные (предос-

тавляет «тройную услугу») по PON в архи-

тектуре FTTP. «Одномодовая концепция

снижает стоимость системы, удваивает про-

пускную способность и упрощает проектиро-

вание и управление сетью», – утверждает

производитель из Сан-Хосе (Калифорния).

Что касается технических спецификаций, то

триплексор удовлетворяет FSAN (Full

Service Access Network – «Полный комплекс

услуг для сетей доступа») стандартам ITU-T

G983.3 и G984.2 для широкополосных пас-

сивных оптических сетей (BPON) и Gigabit

PON (GPON), а также стандартам IEEE

802.3ah «Ethernet в первой миле» (EFM).

Возможность полнодуплексной передачи

достигается благодаря использованию в

ONT передатчика на длине волны 1310 нм,

и двух приемников: цифрового (для приема

данных) на 1490 нм и аналогового (для при-

ема аналоговых ТВ каналов) на 1510 нм.

Сейчас крупнейший рынок сбыта активных

и пассивных компонентов, а также различ-

ных интегрированных устройств, производи-

мых компанией, находится в Азии, хотя Ти-

моти Дженкс (Timothy Jenks), президент и

главный исполнительный директор компа-

нии, считает, что через 2 года Северная

Америка обгонит Азию по продажам.

NeoPhotonics поставила задачу снизить стои-

мость затрат на производство оптических

компонентов. Один из путей решения этой

задачи корпорация видит в укрупнении про-

изводства: за неделю до OFC/NFOEC-2005

NeoPhotonics заявила о том, что она стала

крупнейшим акционером компании Photon

Technology (Шеньжень, Китай), ведущего в

Китае производителя активных оптических

компонентов для широкополосного доступа и

магистральных сетей. Уже запущены различ-

ные совместные проекты, в том числе разра-

ботка интегрированных оптических компонен-

тов, например, активных лазеров с пассивной

фильтрацией на PLC-подложке для недорогих

FTTP-триплексоров, приемных модулей и

перестраиваемых мультиплексоров ввода-вы-

вода (ROADM). Компании стараются объеди-

нить различные функциональные элементы в

одной интегральной схеме для создания оп-

тических «систем в микрочипе».

Fiberxon: Одна из ведущих китайских ком-

паний – участников OFC/NFOEC-2005 – че-

тырехлетняя Fiberxon (Шеньжень), самая

быстрорастущая компания в Китае (в соот-

ветствии с обзором Делойт Туш 3). «В инду-

стрии, которая, говорят, переживает не луч-

Рис. 1. PLC�триплексор компанииNeoPhotonics

1 Подробнее о «крученом» кабеле, «дырчатом»волокне и технологии «сделай сам» см. в статье«"Сделай сам" волоконную сеть доступа», стр 92 На сегодняшний день термины ONU (OpticalNetwork Unit) и ONT (Optical Network Terminal)означают примерно одно и то же: абонентскийузел, располагающийся в/на домах абонентов.OLT (Optical Line Terminal) – центральный узелсети FTTP. (Прим. пер.)

3 Deloitte Touche Tohmatsu – одна из крупнейшихаудиторских компаний мира. Она предоставляетполный спектр услуг, включая аудит, управленчес-кое консультирование, консультации по налогооб-ложению и праву, услуги в области корпоратив-ных финансов и корпоративного управления. –Прим. пер.



шие времена, мы самая быстрорастущая в

Китае и четвертая в Азии компания, – ска-

зал Ли Хсу (Li Hsu), президент и главный

исполнительный директор Fiberxon. – Мы

получаем прибыль последние 9 кварталов».

Он сказал, что компания считает GE-PON

(Gigabit Ethernet PON) активным участком

рынка и в связи с этим поставляет семей-

ство маленьких (SFF – Small Form Factor) и

маленьких сменных (SFP – Small Form

Factor Pluggable) приемопередатчиков и

подсистем, разработанных специально для

применения в GE-PON-сетях с архитектурой

типа «дерево» («точка-многоточка»). «Ос-

новным продуктом, выпускаемым нами в

прошлом году, был приемопередатчик GE-

PON», – объяснил Ли Хсу.

GE-PON OLT/ ONU 2 приемопередатчики осу-

ществляют передачу данных в прямом (к або-

ненту) и обратном направлениях со скоростя-

ми 1,25 Гбит/с на длинах волн соответственно

1310 и 1490 нм. Задавая конфигурацию, при

которой OLT и ONT приемопередатчики рас-

положены парами, можно достичь бюджета

мощности, большего 29 дБ для обоих направ-

лений, а также получить динамический диа-

пазон более 20 дБ. Подсистемы GE-PON

включают в себя 100Base-T/1000Base-T ONU

с UNI-интерфейсом4 и ONU для «тройной

услуги». Подсистема для предоставления

«тройной услуги» обеспечивает всю функци-

ональность подсистемы 100Base-T/1000Base-

T UNI ONU, а также видеооверлей.

Отвечая на жалобы и пессимизм, имевшие

место на Форуме руководителей в начале

OFC/NFOEC, Хсу сказал: «Причина отстава-

ния других компаний кроется в том, что они

выпускают не востребованные рынком това-

ры. Если продукт не пользуется спросом, за-

чем тратить деньги на его разработку. Необ-

ходимо захватить рынок в нужный момент».

Acterna: В области тестирований и измере-

ний компания Acterna (США) представила

серию продуктов, которая, по словам Джи-

ма Нершука (Jim Nerschook), ее вице-прези-

дента по маркетингу, должна облегчить

«быстрое и надежное предоставление

«тройной услуги» по сетям FTTx». Нершук

объяснил, что операторы связи, которые хо-

тят, чтобы их инфраструктуры (волоконные

или гибридные волоконно-коаксиальные)

для «тройной услуги» помогли им выиграть

на рынке и принесли новых абонентов, они

должны тщательно проверять работу уст-

ройств, определяющих качество передачи

голоса, видео и данных.

Идеальное устройство для тестирования ка-

чества предоставления «тройной услуги» в

FTTx-сетях должно, во-первых, проверять

сеть на физическом уровне. Во-вторых, тес-

тирование на прикладном уровне должно

проводиться во время предоставления услу-

ги, чтобы убедиться, что удовлетворяются

все требования QoS 5. «IP-приложения и ус-

луги должны проверяться на пакетном уров-

не», – сказал Нершук, добавив, что многоу-

ровневое интегрированное тестовое устрой-

ство HST 3000 компании Acterna (рис. 2) об-

ладает всеми описанными выше функция-

ми. Оно также имеет встроенные порты

Ethernet и DSL (Digital Subscriber Line) и спо-

собно измерять все три приложения «трой-

ной услуги»: данные, IP-телефонию и видео

по IP-протоколу (IP-модуль для прибора HST

3000 был представлен на OFC/NFOEC).

Acterna также представила два новых допол-

нения к линейке SMART портативных тесте-

ров: OLP-57 SMART FTTx/PON-селективный

измеритель мощности и OLT-55 SMART-из-

меритель оптических потерь. OLP-57 – это

высокоэффективный измеритель мощности

для тестирования, установки и обслужива-

ния FTTx/PON-систем. Он осуществляет неп-

рерывное тестирование на всех трех длинах

волн в волокне (1490 нм и 1550 нм – в пря-

мом направлении и 1310 нм – в обратном).

Канал 1310 нм обеспечивает правильное из-

мерение мощности при передаче информа-

ции в PON от пользователя в пакетно-моно-

польном режиме (в режиме пульсирующего

трафика). В соответствии со спецификацией

устройство позволяет пользователям самим

устанавливать пороги для быстрого анализа

(пропускать/не пропускать пакет).

Другой портативный тестер, OLT-55, предс-

тавляет собой легкий в использовании уни-

версальный прибор с лазерным источником

на 2 или 3 длины волны и измерителем

мощности, который можно использовать

при обработке, установке, обслуживании и

поиске и устранении неполадок при работе

с одномодовыми волокнами. Acterna утве-

рждает, что это «первый в промышленности

прибор с функцией автоматического выс-

тавления на ноль, обеспечивающий велико-

лепную точность даже при очень маленьких

значениях мощности и больших потерях».

OFS: Еще одной темой обсуждения на

OFC/NFOEC было управление волоконными

сетями доступа. OFS, дочерняя компания

Furukawa Electric, наделала много шума,

представив свою новую «Орбитальную» сис-

тему управления волоконными сетями – сис-

тему, которая, по утверждению OFS, «карди-

нально изменит будущее распределения во-

локон» путем их радиального соединения.

Новый подход заключается в том, что в

предложенной схеме маршрутизации от од-

ного центрального коммутатора волокна от-

ходят в радиальных направлениях. При

этом, по словам Дэна Хендриксона (Dan

Hendrickson), руководителя группы кабелей

и соединений компании OFS, «орбитальная

система препятствует запутыванию волокон

во время изменений маршрутов (перепроек-

тировки сети), что всегда было проблемой в

традиционных системах»6.

Кроме того, OFS собирается запустить и

другие проекты, связанные с сетями FTTx.

По словам Макса Нельсона (Max Nelson),

вице-президента по государственной поли-

тике и стратегическому бизнес-планирова-

нию компании, так как новаторы в США и

Японии получают прибыль от FTTP-систем,

европейские телекоммуникационные компа-

нии начнут внедрение своих собственных.

Перевод, Fibresystems Europe совместно

с Lightwave Europe, April 2005, p. 16.

4 UNI (User Network Interface) – интерфейспользователь-сеть.5 QoS – качество и класс предоставляемыхуслуг передачи данных (обычно описывает сеть втерминах задержки, полосы пропускания и пр.).6 Подробнее об «орбитальной» системе можнопрочитать в разделе «Новые продукты» на стр. 38.

Рис. 2. Прибор HST 3000компании Acterna

Россия, характеризующаяся громадными

пространствами и расстояниями, имеет свой

собственный экономический уклад. В частнос-

ти, это проявляется в вертикально ориентиро-

ванных холдингах, работающих с большой до-

лей «натурального» хозяйства. В отрасли свя-

зи, это, например, приводит к наличию так на-

зываемых ведомственных сетей связи (ВСС).

Одна из причин создания ВСС крупными

компаниями – наличие специфических тре-

бований к надежности, степени готовности

и управляемости сети. Другая причина –

экономическая, связанная как с нежелани-

ем ведомств (корпораций) платить деньги

«на сторону», т.е. операторам связи общего

пользования, так и с возможностью ве-

домств «поиграть на чужом поле» – полу-

чить дополнительный доход от избытка про-

пускной способности своих сетей, не ис-

пользуемых на собственные нужды.

Не секрет, что пропускная способность оп-

тических сетей намного выше потребности

оперативно-технологической связи, поэтому

наличие ведомственных сетей «порождает»

и ведомственных операторов. Таких опера-

торов имеют практически все крупные ком-

пании-ведомства страны. А уже в свою оче-

редь операторы, а иногда и сами ведомства

строят разветвленные оптические сети.

Реже осуществляется совместное долевое

строительство ВОЛС ведомством и круп-

ным оператором связи общего пользования.

Естественные транспортные монополии, име-

ющие полосу отвода и не нуждающиеся в об-

ременительном согласовании с землепользо-

вателями, естественно обладают наибольши-

ми возможностями для строительства

собственных оптических сетей с наименьши-

ми затратами. Дополнительную, иногда очень

существенную экономию способно дать ис-

пользование элементов инфраструктуры ос-

новной транспортной сети для нужд создава-

емых сетей связи. Неудивительно поэтому,

что именно естественные транспортные мо-

нополии прокладывают наибольшее количе-

ство волокна. Однако их активность неодина-

кова и неравномерна во времени.

Достаточно планомерно без резких «пиков»

и глубоких «спадов» с 1997 года ведет ра-

боты по строительству ВОЛС Ямал – Евро-

па протяженностью около 2,5 тыс. км газо-

вый монополист ГАЗПРОМ.

Вспыхнувшая было большая активность

нефтегазового монополиста – «Транснеф-

ти» по строительству ВОЛС вдоль нефтеп-

ровода «Дружба» сменилась относитель-

ным затишьем, возможно, связанным со

сменой руководства оператора сети – ком-

пании «Связьтранснефть».

Наиболее ярким примером строительства

ведомстенных ВОЛС на сегодняшний день

является «Транстелеком» – оператор связи

МПС а ныне РЖД. Строительство сети было

единым проектом, быстрым и четким, реа-

лизованным в основном с 1999 по 2001 год.

За эти годы была построена сеть протяжен-

ностью свыше 40 тыс. км ВОЛС. На сегод-

няшний день масштабы строительства су-

щественно скромнее (около 1000 км в год).

Сопоставимую с сетью «Транстелекома»

сеть могли бы создать энергетики. Еще в

1997 году РАО ЕЭС России совместно с АО

«Ростелеком» был начат крупнейший в мире

на тот период времени проект строительства

ВОЛС вокруг Байкала суммарной протяжен-

ностью 4000 км. Параллельно осуществлял-

ся такой проект, как FROG: Финляндия –

Москва (1200 км) (совместно с компанией

«Сонера»). Но после этого проекта активной

фазы развития энергетических сетей не пос-

ледовало. Незначительные локальные проек-

ты местных энергосистем не могут сравнить-

ся с активностью железнодорожников.

Сегодня, после начала реорганизации РАО

ЕЭС, его дочерняя компания ФСК ЕЭС

предприняла ряд шагов для развертывания

строительства ВОЛС по опорам линий

электропередачи достаточно активно. Так,

были модернизированы строительные под-

разделения энергетиков, и в первую оче-

редь «Севзапэлектросетьстрой». Начато

проектирование по многим направлениям.

Созданы технические требования и вырабо-

тана система сертификации. За 2004 год

построено около 1500 км ВОЛС. И вот, как

стало известно LWRE, «Ростелеком» подпи-

сал договор с ФСК о строительстве новой

линии – Челябинск – Хабаровск протяжен-

ностью около 9000 км. На данный момент

уже выбраны иностранные поставщики оп-

тического кабеля и начато проектирование.

Такой серьезный проект мог бы стать осно-

вой для дальнейшего развития строитель-

ства ВОЛС по всем воздушным линиям

электропередачи и подстегнуть развитие вы-

сокоскоростной связи в нашей стране. Каза-

лось бы, благодаря высоким ценам на нефть

и общему благоприятному климату в эконо-

мике такое развитие ничем не сдерживается.

Попытаемся разобраться, однако, что же мо-

жет помешать повсеместному строительству

ВОЛС по ЛЭП. Как известно, проект содер-

жит несколько затратных составляющих. Это

проектирование, строительство и материалы.

Проектирование – это наиболее развитая

часть. Многие проектные институты энерге-

тиков освоили проектирование ВОЛС с ис-

пользованием оптического грозотроса и са-

монесущего кабеля. Стоимость проектиро-

вания умеренная, на сегодняшний день су-

щественно ниже стоимости проектирования

ЛКС с прокладкой в грунте.

Стоимость строительства также достаточно

низкая. Хотя машиномеханизмы для строи-

тельства ВОЛС по ЛЭП в России не выпуска-

ются (отметим, что лебедки для Транстелеко-

ма выпускались в России), тем не менее их

амортизационная стоимость в рамках строи-

тельства невелика, и потому отсутствие рос-

сийских лебедок лишь сдерживает повсеме-

стное распространение данной технологии.

Но ситуация может быть исправлена с по-

мощью лизинговых и кредитных схем.

Материалы – это действительно проблема.

Кабели ОКГТ не производятся в России, а

поскольку крепежные муфты и другая оснаст-

ка сертифицируются только вместе с кабелем,

то все материалы для ВОЛС по ЛЭП прихо-

дится закупать за границей, что означает не-

возможность выполнения малых и срочных

проектов из-за длительных сроков поставки.

В действительности выпуск ОКГТ в России

предпринимался в Самаре, однако дорогос-

тоящая конструкция а также отсутствие в

России производства сталеалюминиевой

проволоки и проволоки из алюминиевого

сплава нужного качества не дали возмож-

ность создать массовое производство ОКГТ.

Проблемы со сталеалюминиевой проволокой

и проволокой из алюминиевого сплава, а

также непостоянство сбыта отпугнули многих

мировых производителей, готовых размес-

тить производство ОКГТ в нашей стране.

Однако в последнее время интерес рос-

сийских кабельных заводов к производству

ОКГТ обещает реализоваться. Уже четыре

СОЗДАНИЕ ВЕДОМСТВЕННОЙ СЕТИ СВЯЗИ В ЭНЕРГЕТИКЕ


Новости мира связи


Новости технологий

Корпорация NTT представила новый подход

«сделай сам» к строительству волоконных се-

тей доступа. Она обещает в течение 2–3 лет

начать выпуск нового «дырчатого» волокна

(holey fiber, см. рис. 1), которое будет необы-

чайно гибким и даже позволит абонентам са-

мим протягивать его между домами, не нано-

ся при этом вреда качеству услуг связи.

Таким образом, из сложной технологии, где

любое действие должно выполняться высо-

коквалифицированным персоналом, FTTx

постепенно превратится в понятную и дос-

тупную простым пользователям систему. Ее

монтаж станет не сложнее подключения

обычного телефона или бы-

тового прибора (рис. 2).

Создание «крученого» кабе-

ля с использованием обыч-

ного волокна невозможно,

так как изгибные потери в

нем недопустимо велики

(см. рис. 1).

С использованием нового

волокна и опыта, полученно-

го при строительстве сетей

доступа, NTT надеется сделать

FTTx не менее распространенной

в Японии технологией, чем DSL.

«СДЕЛАЙ САМ» ВОЛОКОННУЮ СЕТЬ ДОСТУПА

Рис. 1. «Дырчатое» волокно компании NTT Communications:а) поперечное сечение; б) потери на изгиб при 20 витках с радиусом 10 мм (в сравнении с обычным одномодовым волокном)

«Дырка»

Сердцевина

Радиус изгиба10 мм, 20 витков

Стандартное одномодовоеволокно

Дырчатое волокно

Длина волны, нм

Сердцевина

Оболочка

Рис. 2. Подключение к сети FTTx:а) наружная часть; б) внутренняя часть

Внутренний «крученый» кабельс «дырчатым» волокном

Внутренний «крученый» кабельс «дырчатым» волокном

Штепсель(«вилка»)

Сокет(«розетка»)

Отводной(ответвительный)

кабель

Пот

ери

на и

згиб

, дБ

а) б)

а)

б)

кабельных завода объявили о серьезных

намерениях в области создания отечествен-

ного производства ОКГТ.

Возможны различные подходы к организа-

ции выпуска новой продукции, один из кото-

рых заключается в создании на первом эта-

пе сборки продукции из импортных матери-

алов и компонентов. По мере роста спроса

будет развиваться местное производство

материалов. Такого подхода придерживает-

ся один из крупнейших заводов России по

производству оптических кабелей – завод

ОКС-01. Еще в 2003 году на заводе была

создана технология производства ОКГТ из

импортных материалов и изготовлена его

опытная партия. В 2004 году проведены

сертификационные испытания этого кабеля

во ВНИИЭ. Следует отметить, что это были

первые полные испытания ОКГТ в России,

на которых фактически была освоена сама

процедура испытаний. Сборка ОКГТ из им-

портных материалов позволит решать зада-

чи выполнения малых и срочных проектов,

но для удовлетворения всего рынка энерге-

тики потребуется создание специализиро-

ванного производства и освоение выпуска

необходимых видов продукции из стали и

цветных металлов.

Серьезный интерес к производству ОКГТ про-

явили старейшие заводы России – «Моска-

бель» и «Севкабель». По информации, имею-

щейся в распоряжении LWRE, оба завода

рассматривают бизнес-планы по строитель-

ству цехов для производства ОКГТ. Но даль-

ше всех по этому пути пошел «Саранскка-

бель». В ходе выставки «Связь-Экспокомм»

«Сарансккабель» объявил о создании отдель-

ного цеха по производству ОКГТ. Причем в

рамках этого производства заключены конт-

ракты на поставку специализированных ли-

ний: линии по изготовлению стальных моду-

лей европейского производства, линии брони-

рования и линии по плакированию и волоче-

нию стальной проволоки. Таким образом, за-

вод «Сарансккабель» уже со следующего го-

да может освоить производство ОКГТ.

Редакция журнала Lightwave Russian Edition

надеется, что в следующем году усилиями

российских кабельных предприятий все ма-

териалы для строительства ВОЛС по ЛЭП

станут российскими, и в России не останет-

ся серьезных препятствий широкому внед-

рению ВОЛС в энергетике. А это еще один

шаг на пути к информационному обществу.


Новые книги

Книга «Рефлектометрия оптических волокон», выпущенная изда-

тельством ЛЕСАРарт, предназначена для широкого круга специ-

алистов, занимающихся производством оптических кабелей,

проектированием и эксплуатацией волоконно-оптических линий

передачи. Редакция считает, что она пригодится практически

всем читателям журнала Lightwave Russian Edition, это действи-

тельно нужная и полезная книга.

«Рефлектометрия оптических волокон» – продолжение выпущен-

ной в 2003 году книги «Оптические волокна для линий связи» как

по содержанию, так и по стилю изложения. Она хорошо иллюст-

рирована, содержит много примеров и потому может служить не

только теоретическим пособием, но и практическим руковод-

ством при проведении рефлектометрических измерений оптичес-

ких кабелей и сетей связи.

По мере проникновения оптических технологий из магистраль-

ных сетей, где они сегодня практически вытеснили старые

«медные» технологии, в городские сети и сети доступа требует-

ся все большее число специалистов для прокладки и эксплуа-

тации волоконно-оптической инфраструктуры сетей. Рефлекто-

метрия – это основной и важнейший метод измерений, освоить

этот метод нужно все большему числу людей. Поэтому данная

книга очень актуальна и наверняка будет пользоваться боль-

шой популярностью у специалистов-практиков.

Как отметил в предисловии руководитель сектора телекоммуника-

ций контрольно-измерительного оборудования компании Agilent

Technologies А.И. Бегишев, «до настоящего момента существова-

ла насущная необходи-

мость в книге, которая

объединила в себе воп-

росы проведения практи-

ческих измерений и опи-

сание факторов, влияю-

щих на получение корре-

ктных результатов. …В

целом перед нами прек-

расное практическое по-

собие, ориентированное

на широкий круг специа-

листов, и в первую оче-

редь на тех, кто занима-

ется вопросами построе-

ния и эксплуатации сов-

ременных оптических ли-

ний связи».

С этим мнением можно

согласиться и рекомендо-

вать книгу читателям журнала Lightwave Russian Edition.

Авторы книги поставили перед собой задачу объяснить физику

явлений, лежащих в основе рефлектометрических методов изме-

рений. Эту задачу во многом удалось выполнить. Уверен, что пос-

ле прочтения книги у читателя обязательно появится по крайней

мере качественное понимание работы рефлектометра и его воз-

можностей. Вместе с тем, как отмечают сами авторы в своем

предисловии, «не все формулы, фигурирующие в тексте, строго

выводятся, так как их вывод часто затрудняет восприятие мате-

риала, но зато они сопровождаются подробными комментария-

ми». Такой подход вполне оправдан, однако было бы очень по-

лезно для читателей, стремящихся к более глубокому пониманию

предмета, давать ссылки на работы, где приведен вывод соответ-

ствующих формул. Это же относится и к приводимым числовым

данным, графикам и зависимостям.

РЕФЛЕКТОМЕТРИЯОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

А.В. Листвин. В.Н. Листвин

После публикации рецензии на монографию Н.А. Соколова «Те-

лекоммуникационные сети» в серии «Беседы о телекоммуникаци-

ях» в редакцию журнала Lightwave Russian Edition было много об-

ращений читателей с вопросом о том, где можно приобрести эту

книгу. Мы с удовольствием сообщаем, что на все брошюры серии

«Беседы о телекоммуникациях» специалисты могут получить

бесплатную подписку, заполнив квалификационную анкету на

официальном сайте проекта www.teleinfo.ru, адрес анкеты

www.teleinfo.ru/zakaz.htm.

По всем

дополнительным

вопросам, связанным

с проектом «Беседы

о телекоммуникациях»,

можно обращаться в

компании ИМАГ

и «Учебный центр

ИМАГ».

Телефон для справок:

(095) 362-7714.

КАК ПРИОБРЕСТИ КНИГУ«БЕСЕДЫ

О ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯХ»

12 www.lightwave-russia.com

Конкуренты теснят традиционных операто-

ров телефонной связи. Компании – опера-

торы кабельного телевидения, захватившие

лидерство в предоставлении услуг цифро-

вой связи с использованием кабельных мо-

демов, сегодня обращают свой взгляд на

рынок голосовой связи. Электроэнергети-

ческие компании в крупных городах начина-

ют предлагать услуги связи с использовани-

ем своей силовой электросети. Муници-

пальные власти создают собственные ско-

ростные сети доступа. Вот почему в США

телефонные компании приступили к транс-

формации своих сетей, переходя от техно-

логии коммутации каналов к технологии па-

кетной коммутации. Ожидается, что замена

низкоскоростных устройств коммутации ка-

налов на высокоскоростные устройства

коммутации пакетов произойдет в США в

течение ближайших 10–15 лет.

Телекоммуникационный акт (США) 1996 го-

да ставил своей целью добиться большей

конкуренции в предоставлении услуг связи,

открыв доступ к сетям доступа местных те-

лефонных компаний альтернативным опера-

торам связи. В действительности этот акт

развязал войну между традиционными и

альтернативными операторами связи за за-

казчиков, линии доступа и доходы. С тех пор

традиционные операторы проиграли множе-

ство сражений и потеряли много денег.

Снижение темпов роста числа абонен�тов телефонов общего пользованияЕжегодный прирост числа телефонов об-

щего пользования (ТфОП), достигнув

максимального значения в 5,1% в

1997 году, с тех пор неуклонно сни-

жается (см. рис. 1). В 2001 году

прирост стал отрицательным, т.е.

началось снижение числа абонен-

тов. Аналитики, технические специ-

алисты и маркетологи предсказы-

вают в будущем дальнейшее сокра-

щение количества абонентов, кото-

рое составит 50% за ближайшие 15

лет (в США).

Коллапс основного бизнеса традицион-

ных операторов связи и жизненная не-

обходимость для них в предоставлении

новых видов услуг своим абонентам для

компенсации потерь доходов от сокращения

сети ТфОП неотвратимо приведут к новому

циклу замены и модернизации сетевого

оборудования. Программа технического пе-

ревооружения телекоммуникационных се-

тей операторов связи будет сопровождаться

переходом от технологии коммутации кана-

лов к технологии коммутации пакетов, ори-

ентированной на передачу интернет-трафи-

ка. При этом в сетях доступа будет происхо-

дить замена низкоскоростных телефонных

каналов широкополосными пакетно-ориен-

тированными каналами, обеспечивающими

широкую номенклатуру информационных

услуг. Такое переоснащение и модерниза-

ция уже начались и, по прогнозам аналити-

ков, будут завершены к 2020 году.

Переход к технологии коммутациипакетовЗамена около 24 000 цифровых переключа-

телей, установленных в телекоммуникацион-

Экономика

LIGHTWAVE Russian Edition №2 2005

Е.В. ЕСИНА, аналитический центр «ЭПК»

ОБЗОР ДОКЛАДОВ И РАБОЧИХ СОВЕЩАНИЙ SUPERCOMM�2004 И OFC/NFOEC�2005

ТЕЛЕФОННЫЕ КОМПАНИИВ США: ЧТО ВПЕРЕДИ?

Одной из главных проблем, обсуждавшихся на конференциях Supercomm-2004

и OFC/NFOEC-2005, была проблема выживания традиционных операторов связи.

Очевидно, что назрела потребность реорганизации сетей, но по какому пути она пой-

дет? Этот вопрос волнует не только американских, но и российских традиционных

операторов связ.

Аналитики считают, что единственныйпуть выживания для телефонных компа-ний заключается в переходе от низкоско-ростных сетей доступа с коммутацией ка-налов к высокоскоростным пакетно-ориен-тированным сетям. Главный вопрос зак-лючается в том, потребует ли грядущееперевооружение телефонных компаниймассовой замены существующей кабель-ной инфраструктуры новыми волоконнымикабелями? Большинство экспертов схо-дится в том, что в конечном счете такаязамена неизбежна, однако медная инфра-структура будет использоваться в течениееще длительного времени.

Многие ведущие операторы связи продол-жают терять позиции на рынке. Например,по сравнению с 2004 годом компанияVerizon Communications (США) опустиласьв списке 500 крупнейших компаний мира с26-го на 33-е место, NTT (Япония) – с 33-гона 50-е, SBC (США) – с 41-го на 45-е, AT&T(США) – c 337-го на 413-е. Вслед за опера-торами теряют прибыль производителителекоммуникационного оборудования.Компания Cisco Systems (США) теперь за-нимает 27-е место в списке по сравнениюс 11-м в прошлом году, Alcatel (Франция)упала с 246-го на 385-е место, Corning(США) потеряла по сравнению с прошлымгодом 28 позиций и теперь занимает 392-еместо. Компании Nortel Networks (США) иLucent Technologies (США), бывшие соот-ветственно 31-й и 9-й самыми крупнымикомпаниями мира 5 лет назад, в этом годувообще выпали из списка.

5,1%4,4%

3,8%2,1%

– 3,1%– 3,7% – 4,1%

-6,0%

-4,0%

-2,0%

0,0%

2,0%

4,0%

6,0%

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

При

рост

чис

ла а

боне

нтов

Тф

ОП ,

00 2001 2

5,1

3

000 001 2

Рис. 1. Прирост числа абонентов ТфОП.Начиная с 2001 года прирост отрицатель�ный (число абонентов сокращается)


Экономика

ных сетях США, – последнее из серии цик-

лов технологического переоснащения теле-

фонных сетей, которые фактически опреде-

ляли состояние рынка телекоммуникацион-

ного оборудования. Первый цифровой пе-

реключатель в США был установлен в 1977

году, за 25 лет после этого операторы связи

потратили миллиарды долларов на полную

замену аналогового оборудования цифро-

вым. Во время этой модернизации главные

до ее начала поставщики телефонного обо-

рудования компании Western Electric, AT&T и

Lucent потеряли более половины рынка. По-

терянную ими долю заняли Nortel и Siemens.

Теперь группа новых игроков бросила вызов

компаниям Nortel, Lucent и Siemens в борьбе

за те миллиарды долларов, которые будут

потрачены во время текущего технического

переоснащения отрасли при переходе к тех-

нологии пакетной коммутации сетей.

Поскольку операторы связи в конечном сче-

те должны перейти на технологию пакетной

коммутации, изменения коснутся сетей всех

уровней, включая сети доступа.

Сегодняшние сети доступа – это почти пов-

семестно медные телефонные провода,

прекрасно справлявшиеся с задачами пре-

доставления традиционных телефонных ус-

луг. Но с ростом интернет-приложений, ис-

пользующих графические изображения, ви-

део- и звуковые элементы, подключения со

скоростью 56 кбит/с оказываются недоста-

точно высокоскоростными для многих за-

казчиков. Поэтому традиционным операто-

рам связи придется либо оснастить свои се-

ти доступа оборудованием DSL, или заме-

нить инфраструктуру сети новой, например

построив сети на основе волокна, подводи-

мого к каждому строению (FTTP). В против-

ном случае продолжится потеря заказчиков,

а значит, и доходов.

Массовое внедрение широкополос-

ных пакетно-ориентированных сетей

доступа откроет операторам связи

возможности для продажи новых ви-

дов услуг и в конечном счете позво-

лит получить прибыль, компенсиру-

ющую потери от сокращения доход-

ности традиционной телефонии.

Многие телефонные операторы пла-

нируют предоставлять видеоуслуги

совместно с услугами голосовой

связи и доступом в Интернет. Такая

комбинация услуг получила назва-

ние «тройной услуги» (triple play).

Телекоммуникационные компании

могут существенно увеличить доходы, если

начнут предоставлять услуги пакетной пере-

дачи информации. Объединение услуг тради-

ционной голосовой связи, доступа в Интер-

нет и видеоуслуг в одну инфраструктуру по-

может сократить стоимость каждой из них.

Какие же шаги предпримут телекоммуника-

ционные компании для преобразования се-

тей доступа? Это в значительной степени

зависит от существующей сегодня инфраст-

руктуры, которой владеют операторы связи.

Инфрастуктура эры ТфОПНесмотря на то что длина оптоволоконных

линий в мире составляет тысячи километ-

ров, большая их часть – это магистральные

линии связи и внутриофисные сети.

Около 75% телефонов в США подключены к

центральным офисам медными проводами.

Фидерный кабель соединяет центральный

офис с распределительным узлом (SAIC –

Service Area Interface Cabinet), где он стыку-

ется с распределительным кабелем, проло-

женным вдоль улиц. Далее распределитель-

ный кабель соединяется с отводными кабе-

лями, а уже эти медные пары подходят к до-

мам и офисам абонентов (см. рис. 2).

Оставшиеся 25% телефонов подключено с

помощью концентраторов цифровых ли-

ний (DLC – Digital Loop Carrier). В 60-е го-

ды ХХ века стали применять цифровую

передачу данных на линиях Т-1. Уже к на-

чалу 70-х годов стало ясно, что линии Т-1

можно использовать для цифровой пере-

дачи данных внутри многоканальной (раз-

ветвленной) абонентской сети. Первая

DLC, Western Electric’s SLC, состояла из

4 линий T-1 и таким образом переносила

96 каналов (каждая линия T-1 имела

24 цифровых канала DS-0 – Digital Signal

level 0). Появление цифровых коммутато-

ров в центральных офисах в конце 70-х

привело к возникновению интегрирован-

ной цифровой абонентской сети

(IDLC – Integrated Digital Loop Carrier).

К середине 80-х годов популярность DLC

возросла, так как они отвечали большин-

ству требований абонентов. DCL на основе

волокна стали появляться в густонаселен-

ных районах. В конце 80-х годов автомати-

зировался процесс предоставления услуг

связи, появилось управление и тестирова-

ние сетей, а также интегрированный опти-

ческий мультиплексор, что привело к рож-

дению DLC нового поколения (NGDLC –

Next Generation DLC).

Телекоммуникационным компаниям предсто-

ит сделать серьезный выбор: либо продол-

жать «вытягивать» все возможное из уже су-

ществующей инфраструктуры, на строитель-

ство которой потрачены миллиарды долларов,

либо, пока есть время и средства, заменить

ее новой инфраструктурой, готовой к широко-

форматной пакетной передаче данных.

Стандарт FTTPВ июне 2003 года три региональных амери-

канских компании (RBOCs – Regional Bell

Operating Companies) Verizon, SBC и

BellSouth обратились к производителям обо-

рудования с запросом на разработку пред-

варительного стандарта (RFP – Request For

Proposal) для технологии «волокно к здани-

ям» (FTTP – Fiber-To-The-Premises). Концеп-

ция FTTH (Fiber-To-The Home – «волокно к

дому») существовала уже давно, но эти три

компании осознали необходимость созда-

ния согласованного стандарта для массово-

го производства и сами разработали для

За 125 лет в телекоммуникационной отрасли выработалась своя терминология. Термины«абонентская линия», «телефонная линия общего доступа» или просто «линия доступа»относятся к физическому или электрическому соединению между абонентом и коммута-ционным оборудованием в «центральном офисе» (его еще называют «Класс 5», «цент-ральный узел» или «локальный коммутатор»). В течение первых ста лет абонентская ли-ния представляла собой просто пару медных проводов, которые физически и электричес-ки соединяли телефон абонента с коммутационным оборудованием телекоммуникацион-ной компании в центральном узле.

фидерный кабель

Абоненты

Распределительныйузел

Абоненты

отводныекабели

Узел доступа

Центральный офисраспределительные

кабели

Рис. 2. Архитектура сети ТфОП


него технические требования. Каждая из

сторон – участниц составления запроса

могла сама выбирать, где и когда строить

FTTP-линию и вообще, строить ли?

К настоящему моменту только компания

Verizon, например, уже выбрала поставщи-

ков и приступила к строительству FTTP-ли-

ний в 14 штатах. В то же время компания

заявила о полной замене многих старых

устройств коммутации каналов в течение

нескольких лет. Verizon сделала запрос на

предоставление ей эксклюзивных прав на

прокладку кабеля в некоторых местах в об-

мен на предоставление «тройной услуги»

при использовании своих сетей с технологи-

ей пакетной коммутации.

Как внедряется FTTP?В новых местах волоконные кабели прокла-

дываются по мере необходимости. Фидер-

ный кабель протягивается от OLT (централь-

ного узла) до ближайшей точки с пассивным

оптическим разветвителем. Абонентские уз-

лы (ONT) расположены на домах абонентов

(см. рис. 3).

В местах, где проложены медные кабели,

пункт с пассивными оптическими разветви-

телями устанавливается вблизи уже суще-

ствующего распределительного узла и сое-

диняется с OLT с помощью нового оптичес-

кого фидерного кабеля. Волоконные расп-

ределительные кабели прокладываются па-

раллельно с уже существующими медными.

Когда абонент

подписывается

на услуги широ-

кополосной па-

кетной переда-

чи информации,

на его дом ус-

танавливается

ONT, и все ус-

луги, включая

ранее предос-

тавляемую ус-

лугу голосовой

передачи, те-

перь предостав-

ляются с ис-

пользованием

технологии

FTTP. Когда

медные кабели

больше не нуж-

ны, их удаляют.

В местах рабо-

ты DLC центральный узел (OLT) располага-

ется рядом с удаленным терминалом DLC, а

старые телефонные соединения перемеща-

ются в OLT по мере перехода абонентов на

услуги пакетной передачи информации.

Таким образом, повсеместный переход на пол-

ностью волоконные сети с пакетной передачей

данных, неизбежен. Вопрос в том, сколько это

займет времени и сколько будет стоить.

Оценка стоимости FTTPПо данным Федеральной комиссии связи

США, четыре американских региональных

компании и три крупнейших неза-

висимых оператора связи сосре-

доточили в своих руках 95% аме-

риканской телекоммуникационной

индустрии. К январю 2003 года

длина проложенного этими компа-

ниями волоконного кабеля, глав-

ным образом фидерного и внутри-

офисного, составила 475 тыс.

миль (около 765 тыс. км). В тече-

ние последних двадцати лет эта

длина ежегодно увеличивалась в

среднем всего на 24 тыс. миль

(38,6 тыс. км).

В то же время эти компании

эксплуатируют 3,6 млн. миль

(5,8 млн. км) медных кабелей, в

основном распределительных.

Это значит, что при такой скорости

прокладывания волоконных кабе-

лей переход ТфОП на технологию FTTH

займет 150 лет. Даже при удвоении скорос-

ти потребуется целых 75 лет.

Кроме того, не стоит забывать о цене. Стои-

мость всего телекоммуникационного кабеля

оценивается в 122 млрд. долл., это около

30 тыс. долл. за милю или 18,6 тыс. долл. за

километр. Если предположить, что цена не

изменится, то замена оставшейся медной

инфраструктуры оптическим кабелем будет

стоить 108 млрд. долл.

С учетом стоимости оборудования OLT

и ONT (500 долл. на абонента), подключе-

ние 50 млн. абонентов обойдется еще в

25 млрд. долл.

Трезвый взгляд на DSLЦифровые абонентские линии (DSL – Digital

Subscriber Line) работают на меди, а медного

кабеля проложено очень много. Более того,

несмотря на постепенное сокращение функ-

ционирования ТфОП, телекоммуникационные

компании не прекратили прокладывание но-

вых медных кабелей (см. рис. 4). Там, где

требуется широкополосная пакетная переда-

ча данных, медные кабели уже есть. Вопрос

в том, может ли медь работать со скоростя-

ми, необходимыми для такой передачи, т.е.

можно ли по медным кабелям передавать го-

лос, видео и предоставлять доступ к Интер-

нет при использовании существующей инф-

раструктуры? Ясно, что для этого понадобят-

ся скорости 20–25 Мбит/с, что в несколько

раз больше, чем в современных DSL.

Хорошая новость состоит в том, что по-

добные скорости можно получить при ис-

Экономика


0

50

100

150

200

250

Лин

ии д

осту

па, м

лн

32

34

36

38

40

42

44

Неи

спол

ьзуе

мы

е ли

нии

дост

упа,

%

Построенные

207,7 212,4 214,4 217,3 217,2 217,8

Работающие

132,1 135,1 133,3 133,4 128,6 123,2

Неиспользуемые

36 36 38 39 41 43

1997 1998 1999 2000 2001 2002

– 1,4% CAGR +1,0% CAGR

CAGR – среднегодовой темп роста

Рис. 4. Число линий доступа на медныхкабелях

коммутаторканалов OLT

медный кабель

проложенный волоконный кабельпрокладываемый волоконный кабель

небольшиепредприятия

жилые дома

жилые дома

офисныездания

SAICразвет-витель

ONT

ONT

ONT

развет-витель

ONT

ONT

ONT

ONT

ONT

ONT ONTONT

SAIC – распределительный узел

Greenfield – участок без сетевой инфраструктуры

Greenfield

Рис. 3. Архитектура сети FTTP


пользовании новых приемопередатчиков

ADSL2+ (ADSL – Asymmetrical DSL, асси-

метричная DSL), которые уже стандарти-

зованы и запущены в производство веду-

щими производителями DSL-оборудова-

ния. С помощью ADSL2+ можно реализо-

вать три телевизионных канала, один или

два канала HDTV, высокоскоростной Ин-

тернет и несколько телефонных каналов

(рис. 5). Но при этом, если операторы свя-

зи хотят «переквалифицировать» свои

медные линии для широкополосной пере-

дачи данных, им следует уменьшить длину

медных кабельных участков сети пример-

но до одной мили (1,6 км).

Длина 27% существующих (в США) абонен-

тских линий не превышает 1,6 км. Еще 25%

кабелей объединены в системы DLC, и по-

ловина из них имеет нужную длину. Получа-

ется, что около 40% линий доступа можно

перевести на пакетную передачу информа-

ции либо с помощью установки новых прие-

мопередатчиков ADSL2+, либо улучшая или

заменяя DLC старого поколения.

Создаются новые компании, выпускаются

новые продукты, готовые заполнить остав-

шиеся 60% рынка. Появляется много умень-

шенных ADSL-коммутаторов. Они стоят

меньше полноразмерных, а их конструкция

допускает установку в наружных шкафах.

Некоторые производители (Adtran, Pedistal и

др.) представили на рынок ADSL коммута-

торы повышенной защищенности, которые

можно повесить на специальные стойки или

прикрепить к стенке наружного шкафа. Но-

вые компании Critical Telecom и Go-Digital

продвигают на рынок «расширения DSL»,

которые функционально расширяют воз-

можности старых DSL-коммутаторов с по-

мощью медных или волоконных соединений

с удаленными точками.

Некоторые производите-

ли: Actelis, Hatteras,

Spediant – представили

продукты, способные объ-

единить различные DSL

для предоставления услуг

пакетной передачи данных

с более высокой ско-

ростью и качеством.

Для питания многих из

этих устройств использу-

ется ток, поступающий по

неиспользованной медной

паре. Это снижает затра-

ты на электропитание уда-

ленного оборудования, не требует затрат на

резервные батареи и сильно уменьшает

стоимость и время установки.

Оценка стоимости DSLЕще немного арифметики. Оставшиеся

60% всего числа сетей доступа в США –

это 110 млн. абонентских линий. Для

предоставления услуг широкополосной

пакетной передачи на линиях необходимо

установить удаленные коммутаторы DSL,

«расширения» или объединения DSL.

Предположим, что для каждого порта это

в среднем обойдется в 150 долл. А это

уже 16,5 млрд. долл. Около 50 млн.

абонентских линий, длина которых мень-

ше 1,6 км, нуждаются в улучшении в ви-

де ADSL2+ (75 долл. за порт). Это еще

3,6 млрд. долл. Приблизительно 40 млн.

линий доступа объединены в DLC-систе-

мы, и большую их часть придется усовер-

шенствовать или заменять. Даже при уче-

те, что шкафы для установки оборудова-

ния останутся прежними, это, при стои-

мости 150 долл. за порт, составит 6 млрд.

долл. Примерно к половине мест распо-

ложения DLC и ко всем удаленным ком-

мутаторам DSL необходимо протягивать

волокно. (В городах, в силу близкого

расположения коммутаторов к подземным

трубопроводам, задача прокладки упро-

щается.) Если не скупиться на волокон-

ные фидерные кабели, то это еще

10 млрд. долл.

Суммарная оценка стоимости перехода

ТфОП на цифровую широкополосную пакет-

ную передачу данных с помощью системы

DSL дает около 36 млрд., что в четыре раза

дешевле соответствующего перехода при

использовании системы FTTP.

В действительности, судя по всему, опе-

раторы связи будут использовать комби-

нацию нескольких подходов. Конкретный

выбор будет зависеть от характеристик

существующей сети, стратегии компа-

нии, ее финансового положения и от

многих других факторов. Обычно выбор

делается в пользу одной компании и од-

ного продукта.

ВыводыТрадиционные операторы связи должны

быстро определиться с технологией пере-

хода к новой эре Интернет, иначе они рис-

куют потерять позиции на рынке. И как в

любую эпоху перемен для новых компаний

существует много возможностей захватить

часть рынка.

Список сокращенийТфОП – телефоны общего пользования;

ADSL (Asymmetrical DSL) – асимметричная

цифровая абонентская линия, технология

высокоскоростной передачи данных по

обычным телефонным линиям (к пользова-

телю со скоростью от 1,5 до 9 Мбит/с, от не-

го – 640 кбит/с) на расстояние до 5,5 км.

DLC (Digital Loop Carrier – концентратор

цифровых линий) – оборудование для подк-

лючения многих местных линий к несколь-

ким широкополосным каналам

DSL (Digital Subscriber Line) – цифровая

абонентская линия;

FTTH («Fiber to the Home») – технология

«волокно к дому»;

FTTP («Fiber to the Premises») – технология

«волокно к зданиям»;

HDTV (High Definition Television) – телевиде-

ние высокой четкости;

IDLC (Integrated DLC) – интегрированная

цифровая абонентская сеть;

NGDLC (Next Generation DLC) – DLC нового

поколения;

OLT (Optical Line Terminal) – центральный

узел в сети FTTP или FTTH;

ONT (Optical Network Terminals) – абонен-

тский узел в сети FTTP или FTTH.

Литература1. Ross K. POTS to PIPES //Broadband

access report, Special Supercomm Issue,

pр. 4–7.

2. Трикс Г. Месть старой экономики // Ведо5

мости, 14 июня 2005.

3. Когган Н., Оверченко М. Нефть всему

голова // Ведомости, 14 июня 2005.

Экономика

5

10

15

20

25

30

ADSL

ADSL 2+

ADSL 2+(без шума)

5

4

Синхронныевидеопотоки

HDTVMPEG�2

MPEG�4HDTV

3

2

1Ско

ро

сть

пе

ре

дач

и, М

би

т/с

1500 3000 4500 6000

Расстояние, м

Рис. 5. Зависимости максимальной скорости переда�чи информации по медным кабелям от расстояния


WDM и оптические сети связи

М. А. ГЛАДЫШЕВСКИЙ,директор компании «ОПТИКТЕЛЕКОМ КОМПЛЕКТ», [email protected]

СРАВНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ EPON И GPON

Стандартизация технологии PON происхо-

дит на протяжении вот уже 10 лет, за это

время скорость передачи информации

выросла от 155 Мбит/с до 2,4 Гбит/c. Учи-

тывая, что трафик сетей доступа состоит

в основном из IP-пакетов большого и

переменного размера, непрерывный рост

передаваемой информации может при-

вести к тому, что технология BPON1,

основанная на «упаковке» данных в ма-

ленькие ATM-ячейки, перестанет быть

оптимальным решением для абонентских

сетей. Это послужило толчком для

развития двух новых технологий,

более приспособленных к современным

сетям доступа.

Во-первых, начались разработки стандар-

та EPON, основанного на технологии

Ethernet, для чего была создана специаль-

ная комиссия EFM2. Во-вторых, члены

группы FSAN3 приступили к работе над

протокольно-независимым стандартом

GPON (Gigabit-capable Passive Optical

Network, ITU-T G.984), который продолжа-

ет поддерживать унаследованную от

BPON ATM-технологию. Каждый стандарт

предлагает свою версию улучшений, кото-

рые позволяют эффективнее оперировать

с IP/Ethernet пакетами переменной длины

на гигабитных скоростях передачи.

В предлагаемой читателям статье приведен

сравнительный анализ практических и тех-

нических преимуществ двух технологий, да-

на авторская оценка достоинств и недостат-

ков EPON и GPON.

Характерные параметры EPON и GPONМногие параметры EPON и GPON унасле-

дованы от BPON, поэтому эти стандарты

имеют много общего (см. таблицу 1).

Но мы остановимся на основных различиях

двух технологий: это структура уровней и

формирование кадров, доступ к среде, об-

наружение и активация абонентских узлов,

шифрование информации и защитное пе-

реключение.

Структура уровней и организациятранспортаВ EPON пакеты Ethernet передаются в сво-

ем исходном формате по сети PON. В сети

GPON для передачи данных требуется два

уровня инкапсуляции. Во-первых, информа-

ционные потоки телефонных сетей (TDM) и

Ethernet-кадры «упаковываются» в кадры

GEM (GTC4 Encapsulation Method) с пере-

менной длиной полезной нагрузки, которые

имеют GFP-подобный формат (Generic

Frame Procedure, ITU-T G.7401). Во-вторых,

ячейки ATM и кадры GEM совместно инкап-

сулируются в кадры GTC, которые в итоге

передаются по сети PON. На рис.1 показа-

ны модели уровней EPON и GPON.

В технологии GEM осуществляется фрагмен-

тация кадров, которая отсутствует в техноло-

гии EPON. В сетях EPON при передаче неде-

лимых Ethernet-пакетов в восходящем потоке

нужно указывать длину отдельных кадров

вместо длины очередей на абонентском узле,

что увеличивает количество служебной ин-

формации и уменьшает эффективность ис-

EPON GPON Комментарии

Услуги полный пакет услуг, «тройная услуга» + аналоговое ТВ

Структура уровнейи мультиплексиро-вание

кадры Ethernet(включающие TDM)

ячейки ATM и кадры GEM(включающие кадры

Ethernet и TDM)

Доступ к средемножественный доступ с временным уплотнением;осуществляется с помощью управляющих кадров

наследие BPON

Обнаружениеи активация ONT

автоматическое обнаружение новых ONT

Характеристики, относящиеся к физическому уровню

Число ветвейдерева PON

в стандартеопределено � 16

на PHY уровнемаксимум 64 на TC

уровне максимум 128

Длины волн дляниcходящего (DS)и восходящего (US)потоков

DS: 1480–1500 нм US: 1260–1360 нмокно 1550 нм резервируется

для предоставления кабельного ТВили частных каналов

наследие BPON

Классификацияоптической расп-ределительнойсети (ODN)

класс A (5–20 дБ), 10 кмкласс B (10–25 дБ), 20 км

класс Aкласс B

класс C (15–30 дБ), 20 км

в GPON добавленкласс C

Коррекцияошибок FEC

возможна

Позволяет работать наменьшем уровне чувстви-

тельности приемника иувеличить число ONT,

работать в более зашум-ленной линии, уменьшитьмощность передатчиков

Шифрованиеданных(необязательно)

AES-128 шифрованиеполезной нагрузки

Ethernet-кадра

AES-128 шифрованиеполезной нагрузки GEM-

кадра и ATM-ячейкипохожие методы

Скорость передачиDS: 1 Гбит/сUS: 1 Гбит/с

DS: 1,2 Гбит/с, 2,4 Гбит/сUS: 155 Мбит/с, 622 Мбит/с

1,2 Гбит/с, 2,4 Гбит/с

Другиехарактеристики(необязательные)

OLT при обнаруженииONT передает ему

информацию о временисинхронизации

приемника

регулировка оптическойвыходной мощности на

ONT

в GPON выходную мощ-ность можно отрегулиро-вать в 2 этапа для умень-

шения отклонений приавтоматическом распре-делении мощности OLT

Таблица 1

Характерные параметры EPON и GPON



пользования полосы пропускания. С другой

стороны, отсутствие необходимости перегруп-

пировывать передаваемые пакеты Ethernet в

EPON значительно упрощает модель уровней

и соответственно сетевое управление.

Схема организации транспорта при исполь-

зовании разных стандартов PON показана

на рис. 2.

Поддержка TDMВ технологии EPON отсутствует механизм

поддержки TDM-трафика, поэтому требует-

ся дополнительное аппаратное и програм-

мное обеспечение. Системы GPON синхрон-

ны, и, более того, неиз-

менная 125-микросеку-

ндная длительность

GTC-кадра совпадает с

длиной стандартного

кадра SONET, что упро-

щает предоставление

традиционных TDM-услуг

(например, сдачи в арен-

ду виртуальной линии).

Чтобы избавиться от не-

нужных блокировок и за-

держек при передаче

TDM-трафика и в EPON-

и GPON-системах используются раз-

нообразные сетевые ресурсы в восходящем

потоке периодически планируется распреде-

ление полосы пропускания, а в нисходящем

потоке во избежание «дрожания» (jitter) пе-

редаются синхронизирующие импульсы.

Блок адаптации сервиса (см. рис. 2) отвеча-

ет за извлечение исходного TDM-сигнала из

соответствующего Ethernet- или GEM-кадра

и последующую передачу этого сигнала.

Контрольные сообщенияСети EPON управляются так же, как сети

Ethernet, – с помощью протокола SNMP5. Что-

бы избежать возникновения коллизий при од-

новременной передаче пакетов от разных

абонентов, комитет IEEE 802.3ah разработал

протокол управления множеством узлов

MPCP (multi-point control protocol), использую-

щий два типа управляющих кадров: GATE и

REPORT. Команды GATE посылаются в нис-

ходящем потоке ко всем ONT, в ответ абоне-

нтские узлы посылают сообщения REPORT.

Эта пара управляющих кадров применяется

для правильного распределения полосы про-

пускания в восходящем потоке и для иденти-

фикации новых ONT. Кадры GATE, REPORT,

а также сообщения EFM OAM (Operation,

Administration & Maintenance), использующие-

ся для удаленного поиска и устранения оши-

бок, передаются в том же информационном

потоке, что и полезная нагрузка.

В GPON существуют три различных типа

управляющих команд: OMCI (ONU

Management and Control Interface), OAM, и

PLOAM (Physical Layer OAM) (таблица 2).

Сообщения OAM предоставляют полосу, в

том числе осуществляют динамическое уп-

равление ее шириной (DBA). Они вставлены

в заголовок GTC-кадра и передаются как в

нисходящем, так и восходящем потоке. Нап-

ример, с помощью OAM центральный узел

Уровень 5+

Уровень 4

Уровень 3

Уровень 2

Уровень 1 Уровень 1

Уровень 2

Уровень 3

Уровень 4

Уровень 5+

ТфОП ТфОПданные данные видео видео

TCP+UDP и пр. TCP+UDP и пр.

Ethernet кадр

Ethernet

PON-PHY

различныеуслуги

T1/E1TDM

IPAAL 1/2/5

ATM ячейка GEM кадр

PON-PHY

кадр GTC

GPONEPON

Рис. 1. Структура уровней EPON и GPON

блок адаптациисервиса



блокадаптации

сервиса


блокадаптациисервиса

цифровая оптическая сеть

ATMATM

Рис. 2. Схема организации транспорта в технологиях BPON, GPON и EPON

Управляющие функции EPON GPON

Обеспечение ONT-сервиса науровнях выше второго SNMP OMCI

Предоставление полосы, ключашифрования, осуществление DBA

MPCP (болеевысокий уровень

для ключашифрования)

OAM

Автоматический поиск ONT, другиеуправляющие функции на PMD-и GTC-уровнях

MPCPи

EFM OAMPLOAM

Таблица 2

Осуществление управления в GPON и EPON



«раздает» разрешения различным ONT на

передачу группы пакетов (burst).

С помощью сообщений PLOAM (13 байт) осу-

ществляется автоматический поиск ONT и

другие управляющие функции на PMD- и

GTC-уровнях, например, назначение иденти-

фикатора очереди Alloc-ID на абонентском уз-

ле. PLOAM является частью заголовка GTC-

кадра, передающегося в прямом или обрат-

ном потоке. В таблице 2 показаны некоторые

управляющие функции для двух стандартов

PON и способы осуществления управления.

Адресация и разделение трафикаОбмен информацией между пользователями

в EPON базируется на концепции эмуляции

соединения «точка-точка» (P2P), когда каж-

дый ONT имеет один MAC-адрес6, а количе-

ство MAC-адресов на центральном узле OLT

соответствует числу ONT. Для такой эмуля-

ции применяется индивидуальный идентифи-

катор узла – LLID7, который используется для

адресации. На рис. 3 показана роль LLID в

эмуляции соединения «точка-точка». В этой

модели необходимо отметить значение мос-

та 802.1, который помогает оптимально раз-

делять трафики по характеру вещания.

В сетях GPON такие мосты не нужны: для

разделения трафика используются так назы-

ваемые трафик-контейнеры (T-CONT). Каж-

дая очередь на ONT в зависимости от типа

трафика помещается в один из пяти видов

T-CONT. Таким образом, качество предос-

тавляемых услуг зависит от того, в каком

трафик-контейнере передается информация.

Разрешения на передачуВ системе EPON разрешения на передачу

(grant) содержатся в сообщениях GATE, кото-

рые посылаются в нисходящем потоке конк-

ретному ONT. В таком случае

в GATE содержится иденти-

фикатор LLID данного абонен-

тского узла, время начала пе-

редачи и длительность пере-

дачи. В интервал времени, от-

веденный для этого ONT, мо-

жет «уложиться» больше од-

ного Ethernet-пакета, но от-

дельный пакет никогда не

разбивается на части.

В GPON разрешения на пере-

дачу даются конкретному кон-

тейнеру T-CONT. Соответ-

ствующая информация (иден-

тификатор очереди Alloc-ID,

время начала и конца передачи) прописыва-

ются в таблице US BW Map (UpStream

BandWidth Map), которая является частью за-

головка PTC-кадра, передающегося в нисхо-

дящем потоке. Две различные схемы предс-

тавлены на рис. 4.

Динамическое распределение полосы(DBA, dynamic bandwidth allocation)Именно этот механизм отвечает за распреде-

ление полосы пропускания в восходящем по-

токе. В сообщениях GATE в EPON или табли-

це US BW Map в GPON содержится инфор-

мация, вычисленная с помощью алгоритма

DBA на основе данных, полученных при опро-

се ONT. Механизм DBA помогает использо-

вать полосу в восходящем потоке более эф-

фективно. На сегодняшний день в технологи-

ях FTTH (fiber to the home) эта полоса вполне

достаточна для удовлетворения потребностей

абонентов, а поскольку трафик по-прежнему

остается асимметричным, DBA пока мало эф-

фективен. Однако при росте восходящего по-

тока DBA может стать полезным.

В GPON динамическое распределение по-

лосы стандартизовано. В рамках стандарта

EPON DBA не оговаривается, но фактичес-

ки оно тоже необходимо.

Обнаружение и активация ONTВ сетях EPON OLT автоматически определяет

вновь добавленный ONT, получает его MAC-

адрес, назначает LLID и активизирует ONT.

В стандартном варианте EPON не прове-

ряет серийный номер абонентского узла

при его идентификации, однако более вы-

сокие уровни идентификации могут вклю-

чать эту опцию.

В сетях GPON для идентификации ONT

всегда требуется его серийный номер. Он

может быть известен заранее или обнару-

жен OLT. Как только серийный номер най-

ден, абонентский узел получает ONT_ID и

активизируется.

ШифрованиеИ EPON, и GPON поддерживают схему 128-

битового шифрования Advanced Encryption

Standard (AES), в которой для подбора ключа

необходимо перебрать 3,4�1038 различных

комбинаций. Это служит очень серьезной за-

щитой информации. В стандарт GPON уже

включен этот метод шифрования.

Следует отметить, что в APON применялась

весьма слабая защита (см. врезку).

Защитное переключениеВ сетях GPON в случае обнаружения потерь

кадров в нисходящем потоке ONT посылает

в центральный узел предупреждение LOW

(Loss Of Window – «потеря кадра»). В ре-

зультате или OLT переключает все абонен-

тские узлы на резервное волокно, или такое

переключение происходит автоматически.

Данная опция не реализована в сетях EPON.

Мост 802.1

Рис. 3. Схема эмуляции соединения «точка�точка»в EPON

начало начало начало начало начало началодлитель-ность

длитель-ность

длитель-ность

заголовоккадра GTC полезная нагрузка нисходящий

потокнисходящий

поток

восходящийпоток

восходящийпоток

кадр GTC

конец конец конецAlloc-IDAlloc-IDAlloc-ID

US BW Map

Рис. 4. Схема распределения полосы пропускания



Особенности физического уровня EPONи GPON. Уровень PMD (Physical MediumDependent – «зависящий от средыпередачи»)EPON и GPON поддерживают такой же, как

и BPON, частотный план приема-передачи.

Восходящий поток: 1260–1360 нм, нисходя-

щий поток 1480–1500 нм, а под кабельное

телевидение или частные каналы выделяет-

ся окно 1550–1560 нм.

Для передатчиков GPON определено три

разных класса PMD (G.982). Ключевые па-

раметры представлены в таблице 3.

Линейное кодированиеКак часть стандартного Ethernet, EPON ис-

пользует 8B/10B линейное кодирование,

позволяющее получать приемлемые пара-

метры по восстановлению тактовой синх-

ронизации. Это отбирает 20% полосы про-

пускания на передачу служебной инфор-

мации (заголовка). Таким образом, при

скорости передачи 1,25 Гбит/c максималь-

ная реальная полоса пропускания состав-

ляет 1 Гбит/c.

В GPON используется линейное кодирова-

ние NRZ8, и кадры скремблируются с по-

мощью специального синхронизирующего

полинома. В результате отсутствует заго-

ловок линейного кодирования и макси-

мальная пропускная способность составля-

ет 1,25 Гбит/c.

Уровни мощностиВ GPON поддерживается механизм регули-

ровки уровней мощности, при котором цент-

ральный узел может заставить ONT изме-

нить мощность передатчика на одно из трех

значений (нормальное, нормальное –3дБ,

или нормальное –6дБ). Информация о теку-

щем уровне поступает от каждого ONT в

восходящем потоке.

В EPON на абонентском узле поддержива-

ется только один уровень мощности.

Предоставление услуг связиВо второй части статьи мы сравним воз-

можности предоставления услуг, их качест-

во (QoS), полосу пропускания и эффектив-

ность, а также рассмотрим возможность

наследования оборудования сетей BPON

при переходе к сетям GPON/EPON.

QoS (качество услуг)Ранее считалось, что в отличие от EPON

BPON поддерживает QoS, так как ATM-реше-

ния имеют целый набор различных возмож-

ностей по организации QoS, не поддерживае-

мых в Ethernet. GPON в этом плане многое

унаследовал от BPON, в том числе и деление

трафика на 5 классов посредством помеще-

ния разных групп пакетов (burst) в разные тра-

фик-контейнеры T-CONT (см. ITU-T G.983.4).

Однако сегодня в Ethernet используются те

же классы QoS и предлагаются схожие ме-

тодики их учета. Фактически в EPON проис-

ходит заимствование механизмов обеспече-

ния QoS как из технологии Ehernet, так и из

BPON. Например, в соответствии с

IEEE802.1p и IEEE802.1Q трафик в EPON

делится на 8 классов, в зависимости от ка-

чества предоставляемых услуг, хотя достиг-

нуть такого же QoS, как в GPON, в EPON

неозможно.

Возможности предоставленияуслуг связиБытует мнение, что EPON обеспечивает пе-

редачу только данных, в то время как GPON

способен передавать и голос, и видео, и

данные («тройную услугу»). В реальности,

однако, компании, разрабатывающие

EPON, уже давно обеспечивают предостав-

ление всех трех услуг.

Для защиты содержимого пакетов, рассы-лаемых центральным узлом в широкове-щательном режиме, в сетях APON исполь-зуется алгоритм шифрования крайне низ-кого качества, известный как перемешива-ние. Перемешивание – это обычный подс-тановочный шифр, оперирующий 4-битны-ми слогами. Схема подстановки – нели-нейная функция, использующая 8-битныеключи; верхний и нижний слоги каждогобайта используют разные ключи. Опреде-ленное отображение открытого текста взашифрованный не меняется, пока не бу-дет обновлен ключ. Предполагается, чтообновление ключа происходит, по крайнеймере, каждую секунду. Тем не менее прискорости передачи данных 622 Мбит/с всетях APON, даже за секунду передаетсядостаточно информации, чтобы можно бы-ло провести криптографический анализ.Перемешивание используется только дляшифрования нисходящего трафика: дляшифрования пакетов, рассылаемых в ши-роковещательном режиме из центрально-го узла. Следует отметить, что, посколькунисходящий трафик является широкове-щательным, для одного из пользователейне составляет никакого труда перехватитьвсе пакеты, адресованные другим пользо-вателям той же сети; особенности реали-зации физического уровня передачи, та-кие, как кадровая синхронизация ATM, неявляются препятствием для пассивногоприема зашифрованного текста из нисхо-дящего соединения. Данные, передавае-мые по восходящему каналу центральномуузлу, не шифруются, поскольку предпола-гается, что несанкционированное подклю-чение к волоконно-оптическому соедине-нию трудноосуществимо из-за физическихособенностей среды.

GPON EPON Примечание

скорость передачи155 Мбит/с,622 Мбит/с,1,25 Гбит/с

1,25 Гбит/сEPON

1000PX-10

расстояние 10 км 10 км

число разветвителей 16 16

время переключения передатчика в ONT 16 нс 512 нс

скорость передачи155 Мбит/с,622 Мбит/с,1,25 Гбит/с

1,25 Гбит/сEPON

1000PX-20

расстояние 20 км 20 км

число разветвителей 32 32

время переключения передатчика в ONT 16 нс 512 нс

скорость передачи

155 Мбит/с,622 Мбит/с,1,25 Гбит/с,2,4 Гбит/с

н/о

расстояние > 20 км н/о

число разветвителей 64 н/о

время переключения передатчика в ONT 16 нс н/о

Таблица 3

Особенности физического уровня EPON и GPON

Кл

асс

AК

лас

с B

Кл

асс

С

н/о – не определено в стандарте



В EPON разработаны специальные протоко-

лы для предоставления синхронного чувстви-

тельного к потерям и задержкам трафика,

т.е. для голосового и видеотрафика. В соче-

тании с QoS (включая VLAN и приоритеза-

цию) были получены решения, способные пе-

редавать любой тип информации (IP-данные,

TDM, VOIP, IPTV, аналоговое телевидение).

Рассмотрим подробнее возможности IPTV

(видео поверх IP). Имеется две услуги: ви-

део по запросу Video on Demand (VOD) и

многоканального цифрового видео Switched

Digital Video (SDV). В видео по запросу каж-

дый абонент смотрит свою передачу, а в

SDV группы зрителей просматривают неко-

торое число каналов. VOD основано на IP

Unicast9, а SDV – на IP Multicast. И та и дру-

гая услуга требует большой полосы пропус-

кания и минимальных потерь пакетов.

IPTV SDV решения используют протокол

IGMP (Internet Group Management Protocol)

поверх широковещательной топологии

PON. Ключевое преимущество заключается

в создании одной версии широковещатель-

ного потока, что приводит к необходимости

разделения полосы по числу каналов, а не

по числу зрителей.

В этой области Ethernet-сети имеют замет-

ное преимущество. В EPON-системах допол-

нительную эффективность можно получить,

используя функции IGMP snooping и proxy

для обеспечения минимальной полосы при

оптимальной организации сообщений между

зрителями и видеосервером. Новые микрос-

хемы, разработанные для EPON, поддержи-

вают эту функцию. На рис. 5 по-

казан пример реализации прото-

кола IGMP. IGMP snooping – это

просто пассивная опция, позволя-

ющая поддерживающим ее уст-

ройствам пропускать через себя

запросы от видеосервера и отве-

ты от телевизионных абонентских

приставок (set-top box). Эта опция

никак не влияет на способность

set-top box отвечать на запросы,

так как процессоры этих уст-

ройств обычно маломощны. IGMP

proxy – значительно более «прод-

винутая» функция, при которой

исключается обмен сообщениями

между сервером и абонентской

приставкой о присоединении или

выходе абонента из многоадрес-

ной группы. Эти функции берет на

себя оборудование EPON, обраба-

тывая сообщения и ограничивая их поток

между сервером и set-top box.

Несмотря на то что GPON системы разрабо-

таны для эффективной передачи Ethernet-

пакетов, они не могут использовать широко-

вещательные преимущества Ethernet, так

как не коммутируют Ethernet-трафик.

Обмен информацией между ONT(Bridging)В EPON обмен информацией между пользо-

вателями (bridging) является стандартной

функцией, поддерживаемой с помощью эму-

ляции соединения «точка-точка» (см. выше).

Поскольку в GPON архитектура кросс-ком-

мутации на OLT отличается от Ethernet-ком-

мутации, GPON не может поддерживать

стандартный bridging, который особенно ин-

тересен при строительстве сетей FTTB

(Fiber To The Building – «волокно к зда-

нию»). Для осуществления такой функции

могут применяться некоторые формы так

называемого GEM-bridging (по аналогии с

Ethernet-bridging).

Прозрачные LAN�услуги (TransparentLAN�Services, TLS)TLS являются достаточно популярными биз-

нес-приложениями, которые напрямую не

поддерживаются GPON-системами, пос-

кольку это достигается с помощью VLAN-

туннелирования в Ethernet-коммутаторах.

Без этих опций на шасси OLT необходимо

использовать дополнительные Ethernet-ком-

мутаторы для организации TLS.

Полоса пропусканияОсновным преимуществом GPON является

увеличение скорости передачи до 2,448

Гбит/c в восходящем и нисходящем потоках,

а также возможность выбора скорости. Се-

годня, однако, для нисходящего потока наи-

более реалистичны скорости 622 Мбит/с

или 1,2 Гбит/с. Решение, в котором полоса

пропускания в восходящем потоке будет

превышать 622 Мбит/с, будет менее эконо-

мичным из-за необходимости использова-

ния лазеров с внешней модуляцией.

ЭффективностьЭффективность использования полосы в

EPON на 20% меньше эффективности

GPON из-за необходимости применения

8 В/10 В кодирования.

Эффективность нужно рассматривать в

обоих направлениях PON, так как заголовки

кадров в восходящем и нисходящем пото-

ках отличаются. Эффективность в обратном

потоке гораздо важнее из-за асимметрич-

ной природы использования полосы PON.

Эффективность PON зависит от эффектив-

ности планирования полосы пропускания и

количества служебной информации. В нис-

ходящем потоке влияние обоих факторов

незначительно.

Эффективность EPON может достигать в

нисходящем потоке 72%, а в восходящем

потоке 68% от скорости передачи 1,25

Гбит/с, т.е. 900 Мбит/c – 850 Мбит/с, в то

время как эффективность GPON при ис-

пользовании GEM-технологии приближает-

Телевизионнаяабонентскаяприставка

Internet

PON

10/100 BT

10/100 BT

10/100 BT

10/100 BT

Многопользовательская IP маршрутизация:широковещательные группы = каналы

ONU

GigE

Switch/Router

Видеосервер

Головной узел IP-видео Здания абонентовЦентральный офис

TV

протокол IGMP

Виртуальные локальные сети

GigaVu

Промежуточноепрограммное обеспечение

для IP-видео

Switch/Router

Контент дляшироковещательного

видео

КодировщикIP-видео OLT

ISP

Рис. 5. Пример реализации протокола IGMP



ся к 95% от 1,25 Гбит/с в обоих

направлениях. В реальных инстал-

ляциях восходящий поток значи-

тельно скромнее и составляет

несколько сотен Мбит/с.

Можно ли наследоватьоборудование BPON?Поскольку сети BPON, EPON, GPON

основаны на различных технологи-

ях, входящие в их состав OLT и ONT

не могут взаимодействовать между

собой. Поэтому, если не хватает

пропускной способности BPON, не-

возможно плавно перейти от BPON

к EPON или GPON.

Для операторов, вложивших зна-

чительные активы в городские

ATM сети, при построении опти-

ческих сетей доступа технология

GPON будет предпочтительнее,

однако в современных городских сетях все

больше начинает использоваться техноло-

гия Ethernet (например, на основе 10

Gigabit Ethernet коммутаторов или RPR-ко-

лец). В таком случае главным магистраль-

ным интерфейсом у OLT будет 1 Gigabit

Ethernet, и становится возможным исполь-

зование EPON, причем это решение может

стать более экономичным, чем GPON.

ЗаключениеПодводя итог сравнения технологий EPON

и GPON, можно сделать вывод, что каж-

дая из них имеет определенные

технические преимущества и не-

достатки, кратко сформулирован-

ные в таблице 4.

Насколько важны те или иные тех-

нические преимущества, в конеч-

ном счете решает оператор связи.

В заключение статьи хотелось бы

отметить основные тенденции на

рынке и перспективы развития тех-

нологий оптического доступа.

Наиболее вероятный путь построе-

ния широкополосных сетей массово-

го доступа лежит на путях конвер-

генции и эволюции традиционных

технологий к сетям, не ориентиро-

ванным на соединения с использова-

нием достижений интернет-техноло-

гий (IP), технологий локальных вы-

числительных сетей (LAN) см. рис. 6.

По проведенному в статье исследова-

нию однозначно нельзя сделать вывод,

какая из технологий EPON или GPON может

претендовать на лавры первенства. EPON

значительно экономичнее, в то время как

GPON имеет серьезное преимущество – боль-

шую полосу пропускания в нисходящем и вос-

ходящем потоках. Конечно, разработчики обо-

рудования EPON думают о скорости передачи

в нисходящем потоке 10 Гбит/с, однако жест-

кие требования к передатчикам могут сделать

это решение весьма дорогостоящим.

Между тем мнения зарубежных операторов

распределились следующим образом: севе-

роамериканские крупнейшие операторы

SBC, Verizon, BellSouth оставили свой выбор

за технологией GPON, а в то же время ве-

дущие японские, корейские и китайские

операторы разрабатывают свои программы

развития на основе технологии EPON.

Тенденция в России показывает несомнен-

ный интерес к технологии EPON. Конверген-

ция в переходе от телефонии к IP вытесняют

решения BPON на рынке. Стоимость GPON

высока, а предлагаемая полоса пока не нахо-

дит желаемого спроса. Во многом выбор ре-

шения зависит от способности производите-

ля оборудования закрывать разнообразные

Сегодня Завтра

Коммутация пакетов Коммутация пакетов

Мобильные сети Мобильные сетиСети, не ориентированныена соединение

Сети, не ориентированныена соединение

Телефония Телефония Приложения IPПриложения IP

Сети, ориентированныена соединения

Сети, ориентированныена соединения

Коммутация каналов

Проводные сетиПроводные сети

Коммутация каналов

Конвергенция

Рис. 6. Тенденции развития широкополосных сетей массового доступа

Преимущества Недостатки

GPON

Может работать на разных скоростях с одними пе-редатчикамиТеоретически скорость в 2 раза выше, чем в EPONМожет работать в асимметричном режимеНа ONT используются дешевые лазерыШифруется вся полезная нагрузкаПоддержка стандартного TDM-трафикаСтандартная сервис-уровневая система управле-ния ONT

Сложная уровневая системаEthernet/GEM/GTC инкапсуляция,усложняющая управлениеБолее дорогое, чем в EPON, реше-ние на сравнимых скоростях.Передатчики на 2,4 Гбит/с доста-точно дороги на сегодняВосходящий поток ограничен на се-годня скоростью 622 Мбит/с

EPON

Передаются исходные Ethernet-пакеты Простое, знакомое и недорогое управлениеПреимущества Ethernet-коммутации:• Полная совместимость с IP• Поддержка TLS • Broadcast, Multicast• Поддержка IGMP: лучше организована поддержкаIPTV, особенно при масштабных инсталляциях

Основные сложности при взаимо-действии с другими технологиями:• Нестандартное сервис-уровневоевзаимодействие• Нестандартный TDM• Нестандартное шифрование• Нестандартное защитное перек-лючение

Таблица 4

Преимущества и недостатки GPON и EPON



ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЕ МУЛЬТИПЛЕКСОРЫВВОДА&ВЫВОДА ОБЛЕГЧАЮТСЕТЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ

Растущие с каждым годом потребности

компаний в услугах связи, требующих высо-

ких скоростей передачи, экономически оп-

равдывают модернизацию и строительство

новых DWDM-линий. Но при расширении

ранних коммерческих DWDM-сетей опера-

торы связи сталкиваются с необходимостью

их перепроектировки, что очень усложняет

и удорожает этот процесс.

Создание реконфигурируемых сетей, ис-

пользующих перестраиваемые оптические

мультиплексоры ввода5вывода (ROADM –

Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexers),

решает многие проблемы старых DWDM-

технологий. ROADM позволяют легко и

быстро увеличить пропускную способность

линии там, где это нужно, не прибегая к до-

рогим методам перепроектировки сети и не

останавливая предоставление услуг связи.

ROADM дают возможность сетевому адми-

нистратору с помощью специальной прог-

раммы выбрать те каналы*, которые нужно

ввести, вывести или пропустить на каждом

узле DWDM-сети. Такая технология позволя-

ет добавлять новые услуги связи постепен-

но, по мере роста потребностей абонентов.

В настоящее время при создании перестраи5

ваемых оптических мультиплексоров ввода5

вывода применяются две основные схемы:

•• Broadcast and Select («разветвление и

выделение», рис. 1а);

•• Demux, Switch, Mux («демультиплексиро-

вание, коммутация, мультиплексирование»,

рис. 1б).

В схеме Broadcast and Select входящий в

ROADM свет (суммарный информационный

М.А. ВЕЛИЧКО, редактор отдела переводов, Lightwave Russian Edition

* Современные ROADM массового производствамогут поддерживать до 32 каналов.

ниши телекоммуникационного рынка досту-

па: волокно до бизнес-офиса, волокно до кот-

теджа, волокно до многоквартирного дома.

Только зарождается рынок video on demand,

который внесет совершенно новые требова-

ния на потребляемую полосу и соответству-

ющие протоколы.

Примечания1 BPON (Broadband Passive Optical Network,

Broadband PON) – широкополосные пас-

сивные оптические сети. Первым стандар-

том для пассивных оптических сетей был

стандарт ITU-T G.983.1, основанный на пе-

редаче 53-байтных ячеек ATM

(Asynchronous Transfer Mode) и названный

поэтому APON (ATM PON). В течение нес-

кольких лет появилось множество попра-

вок к серии стандартов ITU-T G.983. Стан-

дарт ITU-T G.983.3 закрепил понятие

BPON. Скорость передачи в BPON увели-

чилась до 622 Мбит/с, стала возможна пе-

редача разнообразных приложений, рас-

ширился спектральный диапазон.2 EFM (Ethernet in the First Mile) – «Ethernet в

первой миле», специальная комиссия IEEE

802.3ah.

3 FSAN (Full-Services Access-Network Group)

– консорциум по стандартизации сетей дос-

тупа с полным набором услуг. В него входят

ведущие мировые операторы связи, провай-

деры и разработчики. 4 GTC (GPON TC layer) – уровень подготовки

кадров в GPON. TC (Transmission

Convergence) является подуровнем физи-

ческого уровня (PHY). Другой подуровень

PHY – PMD (Physical layer Medium

Dependent), зависящий от среды передачи

данных. 5 SNMP (Simple Network Management

Protocol) – простой протокол управления

сетью. Более подробно о нем можно прочи-

тать в статье [4]. 6 MAC (Media Access Control) – управление

доступом к среде передачи данных, ниж-

ний подуровень канального уровня в се-

миуровневой модели OSI (см. врезку к

статье [4]). MAC-адрес – аппаратный ад-

рес устройства, присоединенного к сете-

вой среде, 48-битовое число, позволяю-

щее однозначно идентифицировать уст-

ройство в локальной сети.7 LLID (Logical Link IDentifier) – уникальный

идентификатор узла EPON. Это поле 2 бай-

та в преамбуле кадра IEEE P802.3ah (моди-

фицированного Ethernet-кадра), содержа-

щее информацию о режиме вещания и

собственно индивидуальный адрес узла.8 NRZ (No Return to Zero) – формат модуля-

ции без возвращения к нулю (см. статью

Величко М.А., Сусьяна А.А. «Двойной фазо-

модулированный бинарный формат»).9 Unicast – рассылка сообщений по конкрет-

ным узлам сети, одноадресная рассылка;

Multicast – многоадресная рассылка.

Литература1. Петренко И.И., Убайдуллаев Р.Р. Пассив5

ные оптические сети PON. Часть 2. Ethernet

на первой миле // Lightwave Rrussian Edition,

2004, № 2, с. 25.

2. Angelopoulos John D. et al. Efficient

Transport of Packets with QoS in an FSAN5

Aligned GPON // IEEE Communications

Magazine. February 2004

3. Bemmel Vincent. Gigabit Ethernet PONs

deliver the future…today // Lightwave Online,

2004, July 27.

4. Бессалов И.Е. Модель сетевого управле5

ния OSI // Lightwave Russian Edition, 2005,

№ 2, с. 24.



поток) с помощью разветвителя разделяет-

ся на две части, содержащие все n спект-

ральных каналов. Одна часть направляется

к n портам вывода, но выводятся только k

нужных каналов на длинах волн, выделяе-

мых селективным фильтром 1 (он управля-

ется администратором сети в специальной

программе). Другая часть светового потока

направляется в фильтр 2, где блокируется k

выведенных каналов (остальные n – k про-

пускаются). С помощью второго разветвите-

ля в ROADM вводятся сигналы на k выбран-

ных администратором частотах, которые

совпадают с ранее выведенными длинами

волн. Вводимых информационных сигналов

может быть меньше k, но не может быть

больше. Разветвители и селективные

фильтры для ROADM, реализующих первую

схему, производят компании Avanex,

Bookham Technology, Auxora и другие.

Вторая, более традиционная схема включает

в себя демультиплексор, коммутатор и муль-

типлексор. Все входящие длины волн прост-

ранственно разделяются (демультиплексиру-

ются), далее с помощью коммутатора нап-

равляются к нужным портам (выводятся или

пропускаются) в соответствии с выбором се-

тевого администратора и, наконец, пропуска-

емые каналы объединяются в новый инфор-

мационный поток. Разработкой и выпуском

коммутаторов для ROADM

занимаются такие компа-

нии, как Accelink

Technologies, AC Photonics,

DuPont Photonics

Technologies и пр.

Существенное различие

между ROADM и станда-

ртным 32-канальным

мультиплексором/демуль-

типлексором состоит в

том, что ROADM позволя-

ет блокировать или про-

пускать любую комбина-

цию из 32 DWDM-кана-

лов, обеспечивая гиб-

кость работы администра-

тора сети на каждом узле

DWDM-линии.

Главное преимущество

коммерческой сети, ис-

пользующей ROADM,

заключается в том, что

пропускную способность

можно увеличивать в

нужном месте и в нужное

время и что при этом сеть автоматически

настроит управление добавленным трафи-

ком, не требуя ручной наладки или серьез-

ного перепроектирования.

При добавлении нового або-

нента к ROADM сети рекон-

фигурироваться будет толь-

ко та ее часть, по которой

пользователю будут предос-

тавляться услуги связи.

После установки нового

транспондера или

трансивера* для приема и

передачи данных между

зданиями абонентов и уз-

лом доступа администрато-

ру сети нужно только соеди-

нить начало и конец нового

оптического пути в специ-

альной программе. Никакое

новое оборудование при

этом не нужно, предоставле-

ние услуг не прерывается, нет

необходимости посылать к

сетевым узлам технических специалистов для

настройки управления новым трафиком.

Когда абоненту, подключенному к ROADM-

линии, требуется новая услуга связи (или

выделение нового спектрального канала),

он с помощью программы управления ком5

понентами (EMS – Element Management

Software) посылает сообщение по сети в

узел доступа (рис. 2). Оттуда оно переп-

равляется в центральный узел по отдель-

ному высокоскоростному оптическому

контрольному каналу (OSC – Optical

Supervisory Channel).

Учитывая, что в каждом узле есть инфор-

мация о ресурсах всех других узлов, цент-

ральный узел может использовать специ-

альный алгоритм RWA (Routing and

Wavelength Assignment) для выбора опти-

мального пути и длины волны для предос-

тавления новой услуги. Затем во все ле-

жащие на выбранном маршруте узлы по-

сылаются резервирующие сообщения с

«просьбой» зарезервировать требуемые

для данной услуги ресурсы. После получе-

ния подтверждений от этих узлов админи-

стратор сети начинает удаленное програ-

ммное переконфигурирование узлов (до-

бавление новых каналов в ROADM, вывод

каналов и т.д.). Это занимает несколько

минут, и все: абонент подключен к новой

услуге связи.

Литература1. Robinson Steven D. How ROADM

Technology is Simplifying Network

Management. OFC/NFOEC 2005, NThP2;

2. Field Barry. ROADM Spurs DWDM

Scalability. Network World, 17.01.2005.

RR

RR

RR

1

2

3

A3A3

A2A2

A1A1

Оптическийконтрольный

канал

AA

RR

запрос абонента

резервирующеесообщениеподтверждение

Узлы 1, 2, 3 и центральный узел лежат на выбранном маршруте, остальные – нет.

Центральныйузел

Абонент

Магистральноеоптическое

кольцо

Рис. 2. Подключение абонента к новой услуге

* Транспондеры отличаются от трансиверов тем,что могут принимать сигнал на одной частоте, апередавать на другой.

Селективныйблокирующий

фильтр 2

Селективныйфильтр 1

λ 1…λ n λ 1…λ n

λ 1 …λ n

Разветвитель 1 Разветвитель 2

λ 1…λ nλ 1…λ m-1 , λ m+k+1…λ n

λ m…λ m+k

λ m…λ m+kВыводимые каналы

Вводимые каналы

n nxλ 1…λ n

…

λ 1λ 2

λ n

Порты ввода-вывода

Дем

ульт

ипле

ксор

Мультиплексор

Коммутатор

λ 1 λ 2 λ n

λ n

λ 2λ 1

λ 1…λ n

Рис. 1. Схемы ROADM: Broadcast and Select (а);Demux, Switch, Mux (б). Число портов для выводи�мых, пропускаемых и вводимых каналов одинаковои равно n

а)

б)



И.Е. БЕССАЛОВ, компания «Инфонет Директ»

МОДЕЛЬ СЕТЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ OSI

Модель сетевого управления OSI определе-

на в документе ISO/IEC 7498-4 (см. врезку).

Она является развитием общей семиуров-

невой модели взаимодействия открытых

систем.

Сетевое управление согласно модели OSI

делится на пять категорий:

1) защита от ошибок и неисправностей (fault

management);

2) контроль производительности (perform-

ance management);

3) управление учетом сетевых ресурсов

(accounting management);

4) управление конфигурированием (configu-

ration management);

5) управление безопасностью (security man-

agement).

Защита от ошибок и неисправностей:

обнаружение, регистрация, определение

источника и, если это возможно,

автоматическое устранение сетевой

проблемы.

Защита от ошибок и неисправностей вклю-

чает несколько шагов:

•• обнаружение признаков сетевой проблемы;

•• изолирование сетевой проблемы в

конкретной подсистеме (например, аппарат-

ном устройстве или программном модуле);

•• решение проблемы, автоматическое или

требующее вмешательства сетевого адми-

нистратора (например, при замене отказав-

шего дисковода);

•• проверка решения на особо важных под-

системах;

•• запись информации об обнаружении и

устранении проблемы.

Учитывая, что различные сетевые пробле-

мы могут вызывать простой сети или недо-

пустимое ухудшение ее работы, защита от

ошибок и неисправностей является самой

важной частью сетевого управления.

Контроль производительности: оценка

различных параметров

производительности сети и поддержание

их на нужном уровне; накопление

и анализ статистики использования

ресурсов сети.

Сетевой администратор устанавливает поро-

говые значения для каждого параметра про-

изводительности сети (пропускной способ-

ности, времени отклика и др.). Превышение

порога для того или иного параметра означа-

ет возникновение сетевой проблемы.

Существует два метода контроля произво5

дительности:

•• реакционный и

•• упреждающий.

При использовании реакционного метода

система управления производит непрерыв-

ный контроль значений параметров и, в слу-

чае превышения порога для какого-либо па-

раметра, отправляет сообщение о сетевой

проблеме.

Цель упреждающих методов контроля про-

изводительности – предупредить ошибку до

ее возникновения. Для определения наибо-

лее вероятных времени и места возникно-

вения возможной ошибки используется мо-

делирование различных сетевых процессов.

Управление учетом сетевых ресурсов:

сбор данных и координация

индивидуального и группового доступа

к различным сетевым ресурсам.

Цель управления учетом сетевых ресурсов

заключается в определении степени загру-

женности сети для правильного регулиро-

вания доступа индивидуальных пользова-

телей (или групп пользователей) к сете-

вым ресурсам. Такое регулирование сво-

дит к минимуму сетевые проблемы (пос-

кольку сетевые ресурсы могут быть расп-

ределены в соответствии с их функцио-

нальными возможностями) и обеспечивает

равнодоступность (способность системы

обеспечить одинаковое качество обслужи-

вания абонентов) при распределении ре-

сурсов между пользователями.

Как и при контроле производительности,

первым шагом при управлении учетом сете5

вых ресурсов должна быть проверка работы

всех важных ресурсов сети. Анализ резуль-

татов измерений позволяет определить ин5

тенсивность использования того или иного

сетевого ресурса и помогает установить

квоты на использование этого ресурса. Для

достижения оптимального распределения

ресурсов требуется периодическая коррек-

тировка полученных результатов.

Управление конфигурированием:

идентификация, отслеживание

и модификация параметров

конфигурации устройств сети.

Цель управления конфигурированием – по-

лучение и контроль информации о сетевой и

системной конфигурации. Поскольку все ап-

паратные и программные модули имеют

свои функциональные особенности (напри-

мер, разные версии), эти отличия могут ока-

зать существенное влияние на функциониро-

вание сети в целом. Управление конфигури5

рованием с помощью полученной информа-

ции помогает согласовать работу аппаратно-

го и программного обеспечения, установлен-

ного на различных сетевых устройствах.

Управление конфигурированием особенно

важно для устройств с многочисленными

опциями настройки (например, маршрутиза-

торов и серверов).

Управление безопасностью: управление

доступом к сети и ее ресурсам

(предоставление, ограничение,

запрещение доступа).

Управления безопасностью предотвращает

несанкционированный доступ к важным (зак-

рытым) ресурсам сети, а также охраняет сеть

от умышленных или неумышленных диверсий.

Подсистема управления безопасностью раз-

деляет ресурсы сети на зоны, требующие и

не требующие авторизации. Она контролиру-

ет точки доступа к важным сетевым ресур-

сам, проверяя сетевые настройки каждого

пользователя, а также введенный им код дос-

тупа и блокируя попытки несанкционирован-

ного подключения к ресурсам. Для некоторых

пользователей (например, не принадлежа-

щих данной сети) доступ ко всем сетевым ре-



сурсам может быть несанкционированным.

Для локальных пользователей сети права

доступа ограничены внутренней политикой.

Архитектура сетевого управленияОбмен управляющей информацией

с использованием протокола управления

(Management Protocol) происходит между

субъектами приложений управления

системами (Systems Management

Application Entities, SMAE). Субъекты

SMAE расположены на прикладном

уровне семиуровневой модели OSI

и являются элементами протокола

управления. Примерами SMAE являются

агенты и менеджеры систем управления.

Большинство существующих архитектур се-

тевого управления имеют одинаковую ос-

новную структуру. На управляемых устрой-

ствах (компьютерных системах или других

сетевых устройствах) работают специаль-

ные программы (агенты), которые посылают

предупреждающие сигналы при распозна-

вании сетевой проблемы. Управляющие

программы (менеджеры) принимают эти

предупреждения и в ответ выполняют опре-

деленные действия (например, оповещают

оператора, выключают систему, автомати-

чески пытаются восстановить систему и

т.д.). Менеджер «заставляет» агентов, уста-

новленных на управляемых устройствах,

проверить значения некоторых переменных.

Запросы могут посылаться пользователем

или автоматически.

Агент сначала собирает информацию об уп-

равляемом устройстве, затем сохраняет эту

информацию в локальной базе данных уп5

равления и, наконец, отправляет ее менедже5

ру системы управления, используя протокол

управления. Кроме агента в управляемое уст-

ройство может входить программа5посредник

(proxy). Программа5посредник – это специ-

альный элемент протокола управления, пре-

доставляющий информацию от лица других

объектов. Типичная схема сетевого управле-

ния с помощью агентов показана на рис. 1.

Самый известный подобный протокол управ5

ления – SNMP (Simple Network Management

Protocol). Согласно описанной выше схеме,

система управления SNMP состоит из ме5

неджера, агентов и протокола управления,

передающего управляющие сигналы. Адми-

нистратор выполняет функции управления с

помощью менеджера SNMP. Обычно агенты

связываются с реальным управляемым уст-

ройством, и соответствующая управляющая

информация собирается в специальной базе

управляющей информации MIB (management

information base). Протокол SNMP поддержи-

вает передачу сигнала в обоих направле-

ниях: стандартные запросы от менеджера

агентам или предупреждающие сигналы от

агентов менеджеру.

Название документа ISO/IEC 7498-4: Системы обработки информации. Взаимосвязь отк-рытых систем. Базовая эталонная модель. Часть 4. Структура управления. OSI (Open Systems Interconnection) – семиуровневая модель протоколов передачи данных,утвержденная ISO в 1984 году для обеспечения взаимодействия открытых систем. В мо-дели OSI все сетевые функции разделены на уровни таким образом, что все вышележа-щие уровни пользуются услугами нижележащих через стандартизованные интерфейсы.Такая структура позволяет модифицировать любой из уровней, не затрагивая остальные. Уровни OSI снизу вверх: •• физический (physical layer), •• канальный (data link layer), •• сетевой (network layer),•• транспортный (transport layer), •• сеансовый (session layer), •• представления данных (presentation layer) и •• прикладной (application layer).ISO (The International Organization for Standardization) – Международная организация по стан-дартизации. Это добровольная некоммерческая организация со штаб-квартирой в Женеве(www.iso.ch ), занимающаяся разработкой международных стандартов во многих областях,включая вычислительную технику и связь. ISO была основана в 1946 году как Всемирнаяфедерация органов стандартизации. Членами ISO являются более 130 национальных инс-титутов, занимающихся стандартизацией. Название ISO не является аббревиатурой – онопроисходит от древнегреческого слова �� (isos), означавшего «равный, равносильный».IEC (International Electrotechnical Commission) – Международная электротехническая ко-миссия. Это расположенная в Женеве международная организация, занимающаяся стан-дартами в области электроники и электротехники, в том числе по безопасности электри-ческого и другого оборудования. Состоит из национальных комиссий 40 стран мира. Ос-нована в 1906 году.Кроме модели OSI, существуют и другие модели сетевого управления, например модель IВМ

Сеть

Агент Агент

Менеджер

Система управлениясетями связи

Протоколуправления

сетями

База данных управления

Агент

Посредник

Управляемые устройства

База данных управленияБаза данных управления

Рис. 1. Архитектура сетевого управления


Кабели


Прошло три года с того времени, когда

Минсвязи России, ОАО «Связьинвест» и

французская фирма Аlcatel заявили в печа-

ти о планах создания в России предприятия

по производству оптических волокон [1, 2].

Планировалось построить в Подмосковье «с

нуля» завод по производству оптических во-

локон, который должен был войти в строй в

2003 году. Однако, закупив для изготовле-

ния оптических кабелей в 2004 году

1,4 млн. км оптических волокон, российские

кабельные заводы не использовали ни од-

ного метра отечественных волокон: все

75 тыс. км изготовленных в 2004 году опти-

ческих кабелей сделаны на импортном во-

локне. Отечественных оптических волокон

на российском рынке не было. Можно конс-

татировать, что очередная попытка органи-

зовать производство оптических волокон в

России провалилась.

Первая попытка организации производства

оптических волокон была предпринята в

СССР в 80-х годах прошлого столетия. Для

этой цели к началу 1980-х годов был сфор-

мирован межотраслевой научно-техничес-

кий комплекс (МНТК) «Световод», который

к 1991 году был близок к решению задачи

полномасштабного производства в СССР

оптических волокон, включая производство

оптических заготовок и всех исходных ком-

понентов для их изготовления. Однако гро-

моздкий механизм планового хозяйства,

распыленность финансовых средств по мно-

гим академическим и научно-исследова-

тельским институтам, конструкторским бю-

ро, заводам различных министерств на тер-

ритории всего СССР, организационные и

концептуальные ошибки руководителей

МНТК не позволили реализовать программу

организации производства отечественных

оптических волокон, которая была оконча-

тельно похоронена в период развала СССР.

Единственным наследием МНТК «Свето-

вод» можно считать подготовку большого

количества высокопрофессиональных спе-

циалистов для всех областей производства

оптических волокон. Но после 1991 года

многие молодые перспективные специалис-

ты уехали работать за рубеж в ведущие

иностранные фирмы и в научные центры и

сделали хорошую карьеру. Например, на

известной американской фирме Corning ус-

пешно работает целая плеяда бывших

граждан СССР. Несколько десятков специа-

листов, ранее работавших в структуре

МНТК «Световод», возглавили организацию

производства оптических кабелей на рос-

сийских кабельных заводах или ушли в те-

лекоммуникационные компании, осваиваю-

щие волоконно-оптические сети связи. Ос-

тальные переквалифицировались.

После первых экономических реформ 1991

года на ряде предприятий оборонного комп-

лекса были предприняты попытки организо-

вать производство оптических волокон. Од-

нако затраты на его организацию были не-

померно высокими: ни Министерство связи

РФ, ни ОАО «Ростелеком» не могли вытя-

нуть такое производство.

Возникают вопросы: если Россия до настоя-

щего времени обходится без собственного

производства оптических волокон, то,

может быть, не стоит поднимать вопрос об

организации отечественного производства

оптических волокон? И по силам ли России

организовать такое производство?

Чтобы ответить на эти вопросы, сначала

оценим перспективные потребности России

в оптических волокнах. По сравнению с ве-

дущими странами мира Россия располагает

очень «тощей» сетью волоконно-оптических

линий связи, несоизмеримой с ее террито-

рией, с потребностями развивающейся про-

мышленности и современной инфраструкту-

ры всех регионов страны – цели, к которым

идут все передовые страны мира. К сожале-

нию, и в настоящее время ситуация не улуч-

шается, а отставание России в этой области

связи усугубляется. Усиление государства

как такового привело (и не могло не привес-

ти) к замедлению в последние 5 лет темпов

развития реальной экономики. Огромный го-

сударственный аппарат стал тормозом раз-

вития страны. В рыночной экономике по-

другому не может быть: во всех странах го-

сударственные структуры работают менее

эффективно, чем рыночные, а в России эф-

фективность работы государственных струк-

тур особенно низкая. Но несмотря на резкое

снижение темпов строительства междуго-

родных и внутризоновых волоконно-оптичес-

ких линий связи, годовая потребность в оп-

тических кабелях в 2004 году в России вы-

росла до 75 тыс. км. Рост производства оп-

тических кабелей вызван возросшими объе-

мами строительства ведомственных, мест-

ных, корпоративных, локальных сетей связи.

Можно ожидать некоторого оживления в

строительстве междугородных линий в свя-

зи с реализацией принятого Правитель-

ством России постановления о демонополи-

зации международной и междугородной свя-

зи. Кроме ОАО «Ростелеком» услуги между-

народной и междугородной связи, получив

соответствующие лицензии, смогут оказы-

вать и другие телекоммуникационные ком-

пании. Например, о своем желании предос-

тавлять услуги междугородной связи заяви-

ла компания «Голден телеком». Появятся те-

лекоммуникационные операторы, заинтере-

сованные иметь развитую сеть междугород-

ной электросвязи. Столкнувшись с фактом

«тощей» волоконно-оптической междугород-

ной сети, эти операторы вынуждены будут

строить новые волоконно-оптические линии

связи. В конечном счете это приведет даже

в условиях общей экономической стагнации

к росту потребности в оптических кабелях.

В 2004 году общая потребность в оптичес-

ких волокнах составила в России более

1,4 млн. км. Это означает, что в стране да-

же в переживаемый сейчас период эконо-

мического застоя целесообразно произво-

дить оптические волокна, так как известно,

что рубеж потребления в 1 млн. км является

Спиридонов В.Н., к. т. н., начальник отдела ОАО «Ростелеком» в 1992–2001 годах

МОЖНО ЛИ ОРГАНИЗОВАТЬ В РОССИИПРОИЗВОДСТВО ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН?


Кабели

ориентиром для рентабельного производ-

ства оптических волокон.

Впечатляет пример Республики Южная Ко-

рея, которая за короткий период времени

вышла на четвертое место в мире по мощ-

ностям (25 млн. км в год) производства оп-

тических волокон, вплотную приблизившись

по этому показателю к лидеру в этой

области техники – Японии (32,5 млн. км в

год) [3]. При этом для собственных нужд

Южная Корея производит 1,5 млн. км опти-

ческих волокон. Страна сделала гигантский

прорыв в современных технологиях, еще не-

давно ничего не имея для этого.

Как в России сделать хотя бы первоначаль-

ный прорыв в области производства опти-

ческих волокон? В качестве одного из ре-

альных ответов на этот вопрос можно рас-

смотреть пример организации производства

оптических кабелей акционерным общест-

вом «Ростелеком». Когда к 1994 году стало

ясно, что строить волоконно-оптические ли-

нии связи на импортном оптическом кабеле

неоправданно дорого, технические специа-

листы компании предложили осуществить

поддержку отечественных кабельных заво-

дов. Главная идея этой поддержки заключа-

лась в реализации такого взаимодействия

ОАО «Ростелеком» и кабельных заводов,

при котором одна сторона – ОАО «Ростеле-

ком» – вырабатывала технические требова-

ния на оптические кабели, которые должны

быть заводами выполнены, и обеспечивала

взаимовыгодное финансирование закупок

отечественных оптических кабелей; а дру-

гая сторона – кабельные заводы – обеспе-

чивала производство оптических кабелей с

такими параметрами, которые не уступали

лучшим мировым образцам и удовлетворя-

ли всем требованиям покупателя. С учетом

полученного опыта строительства ВОЛС на

импортных кабелях, а также с учетом опыта

приемки оптических кабелей на зарубеж-

ных фирмах специалисты ОАО «Ростеле-

ком» разработали технические требования

на отечественные оптические кабели и на

оптические волокна, в частности. Лучшим

отечественным кабельным заводам было

предложено организовать производство оп-

тических кабелей с заданными ОАО «Росте-

леком» требованиями при техническом над-

зоре за выполнением этих требований со

стороны специалистов компании.

Для финансирования внедрения необходи-

мых новых технологий производства опти-

ческих кабелей ОАО «Ростелеком» аванси-

ровал выбранные кабельные заводы по до-

говорам годовых поставок оптических кабе-

лей. Авансирование проводилось до начала

года, что давало возможность заводам за

зимний период закупить и установить новое

оборудование, которое обеспечивало требу-

емое качество кабелей, закупаемых ОАО

«Ростелеком». Получив заказы и достаточ-

но большие авансовые средства, кабельные

заводы за несколько зимних месяцев смог-

ли сделать рывок в техническом перевоору-

жении и подготовиться к производству опти-

ческих кабелей, не уступающих по парамет-

рам лучшим импортным кабелям. Уже в

1996 году страна отказалась от закупок за-

рубежных кабелей (кроме оптических кабе-

лей в грозотросе), а два завода смогли экс-

портировать оптические кабели за рубеж.

Этот опыт реальной поддержки отечествен-

ных заводов можно распространить и на ор-

ганизацию производства оптических воло-

кон в России (на первом этапе без органи-

зации производства оптических заготовок).

Выделим главные факторы, которые позво-

лили решить задачу организации в России

производства оптических кабелей и рас-

смотрим, что можно было бы сделать в сов-

ременных условиях?

Определяющим фактором успешного реше-

ния задачи организации производства опти-

ческих кабелей в России явилось неучастие

в этом решении государственных структур,

которые в настоящее время являются глав-

ным тормозом экономического развития

страны. Административно-хозяйственный

стиль работы государственных чиновников,

заимствованный из советских времен, дела-

ет решение любой проблемы невозможной.

Вторым фактором явилось честолюбивое

стремление специалистов ОАО «Ростеле-


Кабели


ком» добиться успеха, взяв на себя реше-

ние задачи организации отечественного

производства оптических кабелей и других

компонентов для строительства ВОЛС меж-

дугородной сети связи, качество которых не

уступало бы лучшим мировым аналогам.

Объединив лучших специалистов

России в области телекоммуникаций из на-

учно-исследовательских и проектных инсти-

тутов, ОАО «Ростелеком» смогло в кратчай-

шие сроки без всяких заимствованных ин-

вестиций стимулировать и обеспечить оте-

чественное производство практически всех

технических средств для строительства

ВОЛС. ОАО «Ростелеком» было близко к

решению задачи организации отечественно-

го производства по вытяжке оптического

волокна. Только смена ориентации компа-

нии под новым руководством, вытеснившим

создателей компании в 2000 году, а затем и

смена всего состава компании помешали

осуществиться этим планам.

Какой же должна быть схема организации

производства оптического волокна в России

в современных условиях, чтобы иметь ре-

альный шанс на успех?

Весь отечественный опыт производства тех-

нических средств для строительства воло-

конно-оптических линий связи показывает,

что можно организовать производство по

вытяжке оптических волокон реально на од-

ном из крупных кабельных заводов, имею-

щем большие современные мощности по

выпуску оптических кабелей, а также сво-

бодные производственные площадки для

размещения башен вытяжки оптических во-

локон. Производство оптических волокон

должно быть максимально приближено к

потребителям волокон: кабельные заводы

лучше, чем кто-либо другой, знают, какие

оптические волокна являются востребован-

ными на телекоммуникационном рынке, и

более кого-либо другого заинтересованы в

высоком качестве волокон. Но для успешно-

го перехода с импортных на отечественные

волокна даже при обеспечении высоких па-

раметров последних, кабельные заводы

должны заручиться поддержкой крупных те-

лекоммуникационных операторов, являю-

щихся постоянными и крупными покупате-

лями оптических кабелей. Операторы долж-

ны быть уверены, что переход с импортных

на отечественные волокна не ухудшает ка-

чества оптических кабелей.

Но и этого недостаточно при современной

экономической обстановке в России: круп-

ные телекоммуникаци-

онные операторы с го-

довым потреблением

кабелей не менее 4–5

тыс. км должны иници-

ировать производство

оптических волокон.

При этом оператор дол-

жен понимать, что, кро-

ме решения патриоти-

ческой задачи – помочь

ввезти в Россию новую

высокую технологию,

других выгод у него нет

и быть не может.

А добровольных обя-

занностей у него приба-

вится: на его плечи ло-

жится задача разработки

технических требований на оптические во-

локна, а это означает ответственность за

выбор типов волокон и технологий их изго-

товления. Прибавляется забота убедить

других операторов и владельцев волоконно-

оптических сетей заказывать кабели с опти-

ческими волокнами отечественного произ-

водства. На оператора ложится обязатель-

ство по осуществлению технического надзо-

ра за производством оптических волокон на

начальном этапе их производства. По суще-

ству, телекоммуникационный оператор дол-

жен стать тем экономическим локомотивом,

который вытащит всю производственную

цепочку, а затем и внедрение российских

оптических волокон. О том, что такие эконо-

мические схемы возможны и эффективны,

говорит опыт ОАО «Ростелеком» в

1991–1999 годах [4].

Какие российские телекоммуникационные

компании могли бы в настоящее время вы-

полнить роль экономического локомотива в

организации производства оптических воло-

кон? Наиболее амбициозные планы строи-

тельства волоконно-оптических сетей у ОАО

«Федеральная сетевая компания Единой

энергетической системы России» (ФСК

ЕЭС). Объемы планируемого строительства

этой компании достаточны, чтобы ставить

вопрос об эффективности российского про-

изводства оптических волокон, но ОАО

«ФСК ЕЭС» использует оптические кабели

в грозотросе (OPGW), которые в России по-

ка не производятся. Поэтому для решения

задачи организации производства оптичес-

ких волокон в России ОАО «ФСК ЕЭС» сна-

чала должно решить задачу организации

производства в России оптических кабелей

в грозотросе, которая по своей сложности и

предполагаемым затратам соизмерима с

задачей организации производства оптичес-

ких волокон. Не имея должного опыта рабо-

ты в телекоммуникационном бизнесе, эта

компания едва ли пойдет на решение двух

сложных задач.

При консолидированной технической поли-

тике семи межрегиональных компаний ОАО

«Связьинвест» и ОАО «Ростелеком» можно

было бы решить задачу организации произ-

водства оптических волокон. В недалеком

прошлом с такими задачами справлялись (и

успешно) выдающиеся связисты Олег Ген-

надьевич Белов – первый генеральный ди-

ректор ОАО «Ростелеком», Виктор Григорь-

евич Бакланов – бывший директор филиала

по строительству объектов электросвязи

ОАО «Ростелеком» и Валерий Павлович Ки-

риченко – бывший технический директор

ОАО «Ростелеком». Но, увы, эти специалис-

ты остались за бортом ведущих телекомму-

никационных компаний. Есть ли в настоя-

щее время в ОАО «Ростелеком» организа-

торы, которым по плечу решение данной за-

дачи, неизвестно.

В последние годы большие объемы строи-

тельства междугородных волоконно-опти-

ческих линий связи осуществляют компании

мобильных систем связи. Не имея возмож-

ности арендовать каналы у операторов

междугородной связи из-за отсутствия у

этих операторов линий связи ко многим го-

родам России, операторы мобильной связи

сами строят междугородные ВОЛС. Однако

в отсутствие явного лидера среди этих ком-

Рис. 1. Процесс изготовления заготовок для производ�ства оптического волокна


Кабели


паний консолидировать усилия операторов

мобильной связи в таком сложном деле, как

организация производства оптического во-

локна, в настоящее время представляется

нереальным мероприятием.

Что же мы имеем для решения первого и ос-

новного условия организации производства

оптических волокон в России – выявления

инициатора в реализации такого производ-

ства среди ведущих телекоммуникационных

компаний России? А имеем мы факт отсут-

ствия сильной телекоммуникационной компа-

нии (или консолидированной группы компа-

ний), которой было бы под силу решение ука-

занной задачи, а также мы имеем факт отсут-

ствия сильных и патриотически настроенных

руководителей в больших телекоммуникаци-

онных компаниях России (такие руководители

не востребованы сегодня в России).

Вторым условием организации производ-

ства оптических волокон является заинтере-

сованность кабельных заводов в организа-

ции нового производства. Самая эффектив-

ная заинтересованность кабельного завода

может быть выражена обязательствами опе-

раторов связи покупать кабель с отечест-

венным волокном при условии выполнения

заводом всех выставленных этим операто-

ром технических требований на волокно (и

на кабели) и сохранения цен на волокно не

выше того уровня, который сложился на ми-

ровом рынке. Cвои обязательства покупа-

тель должен подтвердить единовременным

авансом на закупаемый кабель с отечест-

венным волокном в размере до 50% от его

общей стоимости. То есть речь идет о свое-

го рода инвестициях покупателя в производ-

ство оптических волокон. Ос-

новной покупатель должен

также помочь заводу в прове-

дении рекламных акций по

продвижению отечественного

волокна на другие кабельные

заводы и для других телеком-

муникационных операторов.

Именно так действовало ОАО

«Ростелеком» в 1994–1999 го-

дах для реальной поддержки

кабельных заводов. В резуль-

тате таких действий Россия

может получить полностью

отечественное производство

оптических волокон и дать

новые рабочие места для

специалистов в области во-

локонной оптики.

Кабельный завод, который взялся бы за ор-

ганизацию производства оптических воло-

кон, должен решить сложнейшую технологи-

ческую задачу освоения нового производ-

ства. Для эффективного решения этой зада-

чи заводу необходимо выбрать и привлечь

зарубежного партнера – одного из ведущих

мировых лидеров в производстве оптичес-

ких волокон. В значительной степени этот

выбор покупатель должен определять техни-

ческими требованиями к волокну. В настоя-

щее время, когда мировой рынок в избытке

насыщен оптическим волокном, выбрать за-

рубежного партнера несложно. На первых

порах можно ограничиться закупкой двух ба-

шен для вытяжки волокна. Можно рассмот-

реть предложения о покупке законсервиро-

ванных башен, которых достаточно много у

ведущих производителей оптических воло-

кон в связи с перепроизводством данной

продукции. Такие башни могут быть демон-

тированы и перевезены в Россию при значи-

тельных скидках базовой стоимости.

Разработка технических требований к опти-

ческим волокнам отечественного производ-

ства должна базироваться на требованиях к

оптическим параметрам оптических кабе-

лей, широко используемых в России. Оче-

видно, что в России наиболее широко ис-

пользуются одномодовые оптические волок-

на в соответствии с рекомендациями MСЭ-Т

G.652. Поэтому начинать освоение произво-

дства вытяжки оптических волокон в России

следует с таких установок, которые обеспе-

чивают самые высокие параметры данного

типа волокон при использовании соответ-

ствующих заготовок. Как подробно описано

С.Э. Питерских в разделе «Оптические во-

локна» [5], «…вытягивание волокон и нане-

сение защитных покрытий является общим

процессом, независимо от метода изготов-

ления заготовок, но этот процесс существен-

но влияет на оптические, механические и ге-

ометрические параметры оптических воло-

кон». Поэтому выбор закупаемых заготовок

для вытяжки волокон зависит от тех допус-

ков, которые задаются техническими требо-

ваниями покупателей оптических кабелей.

Для успешной работы вновь организуемых

производств по вытяжке оптического волок-

на кабельные заводы должны привлечь на

работу высокопрофессиональных специа-

листов в области технологий вытяжки опти-

ческих волокон. При хорошо продуманной

организации производство оптических воло-

кон можно начать через год после начала

работ по проекту.

В России в последние 5 лет поле деятель-

ности высококлассных специалистов и про-

фессионалов постоянно сужается. Стране

нечем похвастаться в освоении новых тех-

нологий, в строительстве новых заводов и

производств. Целое поколение высококлас-

сных специалистов остается без соответ-

ствующей работы. Поневоле завидуешь жи-

телям Южной Кореи, которые делают ог-

ромный скачок в новое технологическое бу-

дущее. Неужели мы в России ничего не мо-

жем делать, кроме как выкачивать нефть и

гнать ее по трубам за границу?

Представляется, что такую задачу, как орга-

низация производства оптических волокон в

России, можно было бы решить. Но для это-

го надо в течение хотя бы одного года наря-

ду со структурированием финансовых пото-

ков в телекоммуникационных компаниях за-

няться реальным производством и подумать

о будущем России.

Литература1. Телефонная оптика // Известия,

3 апреля 2002.

2. «Связьинвест» инвестирует 30 млн. дол5

ларов США в совместное с Alcatel предпри5

ятие. – http://a daily.ru. 4 апреля 2002 г.

3. Пичугин Д. Волокно по5прежнему в избыт5

ке // Lightwave Russian Еdition, 2004, № 3.

4. Кабельные линии связи. История разви5

тия в очерках и воспоминаниях. М.: Радио и

связь, 2002.

5. Оптические кабели связи российского

производства. Справочник. М.:

Эко5трэнз, 2003.

Рис. 2. Термическая обработка заготовокдля производства оптического волокна


Кабели

Бурное развитие телекоммуникаций, в том

числе развитие сети Интернет, персональ-

ных компьютеров и средств мобильной

связи, неизбежно приводит к необходимос-

ти передачи больших объемов информа-

ции. Если еще совсем в недалеком прош-

лом заявления о том, что передача инфор-

мации возможна при помощи тонких нитей

из кварцевого стекла, казались немысли-

мыми, то уже сегодня большинство научно-

исследовательских центров проводят рабо-

ты по оптимизации волоконно-оптических

линий связи, работающих на скоростях

несколько Тбит/с [1–4]. Аналитические

обзоры английской компании CRU

International и российской компании

RCCGroup [5,6] подтверждают тенденции

роста волоконно-оптической отрасли в

2004 году. Очевидно, мировой кризис пе-

репроизводства оптического волокна, на-

чавшийся в 2001 году, преодолен, однако

CRU International и RCCGroup приводят

разные данные. Так, RCCGroup заявляет

об увеличении мирового спроса оптическо-

го волокна на 13,5%, в то время как

CRU International приводит только 3%.

Согласно данным компании CRU

International, структура мирового потребле-

ния оптических волокон по регионам

представлена на рис. 1 [5]. Большую часть

мирового потребления в последние годы

составляет Азиатский регион, который в

основном представлен Китайской Народ-

ной Республикой и Японией. Как было от-

мечено, в КНР уделяется большое внима-

ние развитию оптоэлектронной промыш-

ленности, в частности, продолжаются ра-

боты по принятой в марте 1986 года Наци-

ональной программе исследований и раз-

вития в области высоких технологий

(«Программа-863») [7]. По данной государ-

ственной программе был создан ряд круп-

нейших производств в области волоконной

оптики, что позволило КНР к 2003 году

стать одной из главных арен мировой во-

локонной промышленности. Структура

рынка КНР в 2004 году сильно изменилась.

Так, импорт оптического волокна упал на

4% по отношению к предыдущему году, в

то время как экспорт увеличился на 7% к

предыдущему году [5]. Увеличение потреб-

ления оптического волокна в Японии в пре-

дыдущие годы связывают в основном с

проектами FTTH1, проводимыми компанией

NTT [8]. До 2004 года объем потребления

оптического волокна в Японии был самым

крупным в Азиатском регионе. Однако по

итогам 2004 года объем потребления опти-

ческого волокна в КНР впервые превзошел

объем потребления в Японии на 15%. Вол-

нения на потребительском рынке в Японии,

по-видимому, приведут к дальнейшему

увеличению доли экспорта японского опти-

ческого волокна относительно внутреннего

потребления. Однако существует вероят-

ность, что последние политические разног-

ласия между Японией и Китаем также пов-

лияют на структуру рынков оптического во-

локна в Азиатском регионе.

Некоторое уменьшение потребления в Япо-

нии и Китае в 2004 году слегка снижает по-

ложительный эффект в картине роста во-

локонно-оптической отрасли, однако не

сказывается существенно на суммарных

показателях по всему миру в целом. Кроме

недавнего увеличения активности в США,

заметен рост волоконно-оптической отрас-

ли в пределах Европы. Увеличение потреб-

ления оптического волокна в Северной

Америке в 2004 году на 37% (на 4,6 млн. км

в одноволоконном исчислении), что состав-

ляет около одной трети полного спроса в

Северной Америке, связывают с проектами

FTTP2 компании Verizon. Публично заявлен-

ная цель компании Verizon состоит в том,

А.А. ГНЕДИН, к.т.н., генеральный директор,У.Г. АХМЕТШИН, к.ф.5м.н., главный технолог,М.О. ЗАБЕЖАЙЛОВ, главный конструктор,ООО «РосИнтерОптика»

ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО:РЕАЛЬНОСТЬ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Европа21,16%

Остальная часть мира7,03%

Северная Америка26,72%

Азия45,09%

Рис. 1. Мировое потребление опти�ческого волокна по регионамв 2004 году

1 FTTH (Fiber To The Home, англ.) – аббревиату-ра проекта «оптическое волокно в дом».2 FTTP (Fiber To The Premises, англ.) – аббревиа-тура проекта «оптическое волокно в здание».

чтобы охватить еще два

миллиона зданий до кон-

ца 2005 года. Таким обра-

зом, если рост в 2003 го-

ду принять как базовый,

то для 2005 года оценка

потребления в США будет

на 11% выше, чем в

2004 году, с вкладом

Verizon, составляющим

приблизительно 40%.

Кроме вышесказанного,

рост волоконно-оптичес-

кой отрасли связан с перс-

пективными проектами в Се-

верной и Восточной

Европе. Данные проекты спо-

собствуют интенсивному привлечению капи-

тала, увеличению спроса на оптический ка-

бель и, как следствие, увеличению спроса на

оптическое волокно. Компания Alcatel объя-

вила, что она выиграла тендер на поставку

10 000 км подводного волоконно-оптического

кабеля на Ближнем Востоке по проекту «FAL-

CON»3, учрежденному FLAG Telecom (подраз-

делением Indian Reliance Group). Терабитная

пропускная способность будет впервые пред-

ложена в пределах Персидского залива, и

также будут установлены линии связи к Ин-

дийскому региону. Реализация проекта запла-

нирована на IV квартал 2005 года.

Также значимым событием 2004 года являет-

ся объявление компанией Draka Holding N.V.

о завершении транзакции, связанной с объе-

динением своего бизнеса с французской ком-

панией Alcatel в области оптических волокон

и телекоммуникационных кабелей. Эта тран-

закция привела к формированию новой ком-

пании, которая станет одним из главных иг-

роков на этом рынке. Новая

компания называется Draka

Comteq B.V., в которой 50,1%

акций принадлежит компании

Draka, а 49,9% – компании

Alcatel. Датой совершения тран-

закции считается 1 июля

2004 года. Данное решение, по-

видимому, также направлено на

укрепление позиций на рынке

оптического волокна.

Динамика изменения цен по-

казывает стабилизацию их

уровня в Европе на

стандартные оптические волокна на отмет-

ке 11–13 долл./км и дальнейшее небольшое

снижение цен на многомодовые оптические

волокна (сейчас цена на многомодовое во-

локно 50/125 составляет

41–43 долл./км; на многомодовое волокно

62,5/125: 62–63 долл./км). Наибольшее чис-

ло продаж в 2004 году приходится на стан-

дартное одномодовое оптическое волокно –

ITU-T G.652 по классификации ITU4 (рис. 2).

Однако стандарт ITU-T G.652 разделяет

стандартные оптические волокна на четыре

подтипа: G.652.A, G.652.B, G.652.C,

G.652.D. Оптические волокна G.652.C/D от-

носятся к волокнам «с пониженным пиком

воды», у которых снижен уровень оптичес-

ких потерь на длине волны 1380 нм, что

позволяет увеличить спектральный диапа-

зон для передачи данных. Объем продаж

оптических волокон G.652.C/D в 2004 году

превысил объем

продаж волокон G.652.A/B, и, как показы-

вают прогнозы, этот разрыв будет увеличи-

ваться. Динамика ежегодных продаж для

различных типов телекоммуникационного

оптического волокна относительно 2001 го-

да приведена на рис. 3 [5,9]. Приведенные

графики показывают резкое снижение объ-

емов продаж в 2002 году, но последний год

дает надежду на положительную перспек-

тиву. Кроме того, кризис волоконной отрас-

ли не отразился на объемах продаж много-

модовых оптических волокон, что также яв-

ляется положительным фактом.

На рис. 4 и 5 приведены удельное распре-

деление методов производства заготовок

для оптического волокна в 2004 году и ди-

намика применения различных методов в

2002–2004 годах. Наибольшее рапростра-

нение в настоящее время имеет техноло-

гия VAD, применяемая японскими произво-


Кабели


Стандартное одномодовое90,64%

Одномодовоес ненулевой смещенной

дисперсией3,80%

Многомодовое4,64%

Специальное0,92%

Рис. 2. Распределение долейпродаж различных типов опти�ческого волокна в 2004 году

240

220

200

180

160

140

120

100

80

60

40

20

2000 2001 2002 2003 2004

Стандартное одномодовоеОдномодовое с ненулевойсмещенной дисперсиейМногомодовоеСпециальноеВсего оптического волокна

Рис. 3. Динамика ежегодных продаж для различных типовоптического волокна относительно 2001 года, %

VAD39,98%

MCVD17,32%

APVD, PCVD,PEMCVD& IVPO16,25%

OVD26,45%

Рис. 4. Удельное распре�деление методов произ�водства заготовок для оп�тического волокна в 2004году

2002 2003 2004

OVD VAD MCVD Другие*

* К другим методам относятся APVD, PCVD, PEMCVD & IVPO

Про

цент

исп

ольз

ован

ия м

етод

а и

згот

овле

ния

заго

тово

к, %

45

40

35

30

25

20

15

10

Рис. 5. Динамика применения различных методовпроизводства заготовок для оптического волокна

3 FALCON (англ.) – СОКОЛ.4 International TelecommunicationUnion, ITU (англ.) – Международныйсоюз электросвязи (МСЭ).


Кабели

дителями заготовок для оптического во-

локна. Снижение применения технологии

MCVD и увеличение использования техно-

логии OVD производства заготовок, по-ви-

димому, можно связать с окончанием сро-

ка действия основных патентов компании

Corning Inc., так как многие производства,

ориентированные только на технологию

MCVD, стали использовать OVD-техноло-

гию в процессе производства заготовок.

Технология OVD позволяет производить за-

готовки большого объема, что способству-

ет снижению себестоимости продукции и

является менее технологически сложной,

чем VAD-технология.

Мировой потребительский рынок оптическо-

го волокна еще только выходит из глубокого

кризиса, носившего затяжной характер (рис.

6а) [5,8,9,10]. Следует отметить, что миро-

вой кризис перепроизводства оптического

волокна практически не затронул Россию.

И в отличие от стран Северной Америки, За-

падной Европы и Японии снижение объемов

потребления оптического волокна российс-

кими кабельными заводами в 2002 году на

21% не имело длительный характер (рис.

6б) и совпало по времени с завершением

основного строительства ЗАО «Компания

«ТрансТелеКом» ведомственной волоконно-

оптической линии связи Министерства путей

сообщения Российской Федерации.

На большинстве российских кабельных за-

водов даже в период глубокого мирового

кризиса увеличивались производственные

мощности и расширялась номенклатура

выпускаемых оптических кабелей, закупа-

лось и монтировалось дополнительное

технологическое оборудование. По дан-

ным Ассоциации «Электрокабель» и МНТК

«Световод», уже в 2003 году объемы пот-

ребления оптического волокна выросли на

37% по отношению к 2002 году и значи-

тельно превысили объемы потребления

докризисного периода, а к концу 2004 года

объем потребления оптического волокна

российскими кабельными заводами соста-

вил более 1,39 млн. км. Общий объем пот-

ребления оптических волокон кабельными

заводами России и Украины в 2004 году

составил 1,57 млн. км и превышает прог-

ноз в 1,4 млн. км, который дали специа-

листы ОАО «ВНИИ КП» [10]. В соответ-

ствии с увеличением спроса на оптичес-

кий кабель в России введены в эксплуата-

цию новые современные производства оп-

тических кабелей – ЗАО «ОКС-01» в 2002

году и ООО «Еврокабель-1» в

2003 году, планируется запуск

нового завода в Новосибирске в

2005 году. На постсоветском

пространстве кроме

ОАО «Одескабель» (Украина) в

конце 2004 года введен в строй

новый завод «Союз-кабель» в

Витебске (Беларусь) и цех по про-

изводству оптического кабеля на

заводе «Южкабель» в Харькове

(Украина). За последние 10 лет

ежегодный процент прироста пот-

ребления оптического волокна на

российском рынке значительно

превосходит мировой. Положи-

тельная динамика роста потреб-

ления оптического волокна

в России в процентах к мировому

потреблению приведена на

рис. 6в. Появление новых кабель-

ных заводов приведет к еще

большему увеличению объемов

потребления оптического волокна

в России и на постсоветском

пространстве. Только в России бла-

годаря вводу новых кабельных за-

водов и увеличению объемов пот-

ребления имеющихся заводов ожи-

даемый объем потребления опти-

ческого волокна в 2005 году превы-

сит 2 млн. км, а к 2007 году превы-

сит 2,7 млн. км в одноволоконном

исчислении.

Все вышесказанное свидетельству-

ет о стабильном увеличении рынка

оптического волокна в России, что напря-

мую связано с продолжением высоких тем-

пов роста отрасли информационно-комму-

никационных технологий и услуг (ИКТ). Это

было отмечено министром по информати-

зации и связи Л.Д. Рейманом на традици-

онном ежегодном Всероссийском совеща-

нии отрасли информационных технологий

и услуг [11]. Рост объемов российского

рынка по всем секторам в 2004 году соста-

вил 30,5%, что в четыре с лишним раза

превышает общие темпы роста экономики

РФ. Такое стабильное развитие привело к

полуторакратному росту доли ИКТ в вало-

вом внутреннем продукте (ВВП) России по

отношению к 2000 году – с 3,2% до 4,9%, а

в 2008 году прогнозируется рост до 8% и

более [12]. Объем российского рынка ин-

формационных технологий (ИТ) в 2004 го-

ду оценивается в сумме 255,6 млрд. руб.,

что на 20% выше показателей предыдуще-

го года. Российский рынок информацион-

ных технологий может превысить

300 млрд. руб. и войти в десятку крупней-

ших европейских ИТ-индустрий [11].

Избыточные мощности, созданные произ-

водителями оптических волокон в США,

Японии, Южной Корее и Китае, вынужда-

ют их искать новые рынки сбыта. Мировые

производители прекрасно понимают по-

тенциальную емкость российского рынка

оптического волокна и прикладывают

серьезные усилия для укрепления здесь

своих позиций. Одним из маркетинговых

мероприятий ведущих мировых произво-

дителей явилась покупка части акций (до-

ли) некоторых российских кабельных заво-

дов: ЗАО «Москабель-Фуджикура»

(Fujikura), ЗАО «Трансвок» и ЗАО «СОКК»

(Corning Inc.), ЗАО «ОФС Связьстрой-1

120 000100 000

80 00060 000

40 000

20 000

1999 2001 2002 2003 2004 2005 20000

1999 2001 2002 2003 2004 2005 2000

1999 2001 2002 2003 2004 2005 2000

1999 2001 2002 2003 2004 2005 2000

2500

2000

1500

1000

500

0

4

3

2

1

0

0

80 %

%

60

40

20

тыс.км.

тыс.км.

74380

105093 107909

62110 59039 60794 ~ 65000

прог

ноз

прог

ноз

прог

ноз

прог

ноз

> 2000

> 3,0 %

1397,1

860,0628,7

796,1703,8343,7

2,30%

1,46%1,01%0,74%0,67%0,46%

76,6%61,1%

44,9%31,3% 35,7%

~ 25,0%

+ 4

8,8%

+ 4

1,3%

+ 2

,7%

– 42

,7%

– 4,

5%

+ 3

,0%

+ 9

2,4%

+ 1

04,8

%

+ 1

3,1%

– 21

,0%

+ 3

6,8%

+ 6

2,5%

Рис. 6. а) Потребление оптического волокна вмире и % прироста к предыдущему годуб) Потребление оптического волокна в Россиии % прироста к предыдущему годув) Потребление оптического волокна в Россиив % по отношению к мировому потреблению.г) Доля потребления оптического волокнароссийских предприятий, имеющих иностранногоучастника, в % к общему объему потребленияоптического волокна в России

а)

б)

в)

г)

ВОКК» (OFS). Это привело к определенно-

му влиянию на данные кабельные заводы

в вопросах закупки волокна, т.е. факти-

чески иностранные компании – производи-

тели оптического волокна продвигают че-

рез них продукцию собственного произво-

дства. На рис. 6г представлено изменение

доли потребления оптического волокна

российскими предприятиями, имеющими

иностранного участника по отношению к

общему объему потребления волокна в

России. С укреплением позиций за пос-

ледние годы таких российских заводов,

как ЗАО «ОКС-01», ООО «Еврокабель-1»,

ЗАО «Севкабель-оптика», ЗАО «Саранск-

кабель-оптика» и некоторых других, доля

заводов с иностранным участием неуклон-

но снижается и есть основания полагать,

что данная тенденция продолжится.

Однако до настоящего времени рынок теле-

коммуникационных оптических волокон в

России представлен только продуктами за-

рубежных компаний, за исключением неко-

торых типов специальных оптических воло-

кон, выпуск которых в ограниченных коли-

чествах освоен на некоторых российских

предприятиях. Мы также надеемся на даль-

нейшее развитие проекта «Лисма» по орга-

низации производства в Саранске и Гусь-

Хрустальном.

Таким образом, несмотря на большое коли-

чество заводов по производству оптическо-

го волокна в мире, в России данная область

деятельности пока остается свободной.

Литература1. Дианов Е.М. От Тера5эры к пета5эре //

Вестник Российской академии наук, 2000,

т. 70, № 11, с. 1010–1015.

2. Liu F. et al. 1.6 Tbit/s (40x42.7Gbits/s) trans5

mission over 3600 km UltraWaveTM fiber with

all5Raman amplified 100 km terrestrial spans

using ETDM transmitter and receiver //

OFC2002 Proceedings, postdeadline paper

FC751.

3. Charlet G. et al. Cost5optimized 6.3 Tbit/s5

capacity terrestrial link over 17x100 km using

phase5shaped binary transmission in a conven5

tional all5EDFA SMF5based system //

OFC2003, PD2551.

4. Bigo S. et al. 10.2 Tbit/s (256x42.7 Gbit/s

PDM/WDM) transmission over 100 km

TeraLightTM fiber with 1.28 bit/s/Hz spectral

efficiency // OFC2001, PD2551.

5. CRU International, OPTICAL FIBRE &

FIBRE OPTIC CABLE MONITOR, March 2005.

6. http://www.rccnews.ru/Rus/Plastics/?ID=

=51656&4Print=1

7. Гнедин А.А., Стародубцев В.И. Инвести5

ции в волоконно5оптические технологии //

ИнформКурьерСвязь, 2004, № 12,

с. 79–80.

8. CRU International, OPTICAL FIBRE &

FIBRE OPTIC CABLE MONITOR, March 2004.

9. Потапов В.Т. Мировой рынок оптическо5

го волокна: состояние и перспективы // Фо5

тон5Экспресс, 2003, № 2, с. 2–4.

10. Ларин Ю.Т., Ильин А.А., Нестеренко

В.А. Анализ и прогноз развития ВОЛС в

России и СНГ // Фотон5Экспресс, 2004, №

7–8, с. 6–9.

11. Связь в России: сегодня и завтра // Фо5

тон5Экспресс, 2005, № 3, с. 6–9.

12. Cвязь и инвестиции в России 2005 // Фо5

тон5Экспресс, 2005, № 3, с. 10–13.


Кабели


Можно и нужно ли создавать в России производство оптического волокна? Эти вопросы, поднятые встатьях В.Н. Спиридонова «Можно ли организовать в России производство оптических волокон» иА.А. Гнедина, У.Г. Ахметшина, М.О. Забежайлова «Оптическое волокно: реальность и перспективы»,

нельзя оставить без ответа. Несомненно то, что развитие волоконно-оптических сетей в России будет идти все возрастающимитемпами и потребности в волокне будут расти. Несомненно и то, что в нашей стране назрела настоятельная необходимостьстимулировать развитие высокотехнологичных производств. Вопрос заключается в правильном выборе точки приложенияусилия. Создавать производство волокна или активного оборудования сетей связи? А может быть, в первую очередь сосредо-точиться на развитии кабельных заводов, на освоении ими производства новейших типов кабеля? Редакция считает необходи-мым продолжить дискуссию на эту тему и приглашает читателей к активному участию в ней. Нас и 4-тысячную аудиториючитателей журнала очень интересует позиция Минсвязи, руководства кабельных заводов и крупнейших операторов связи.

ОТ РЕДАКЦИИ:

ВТОРОЕ

ВЫСШЕЕ

ОБРАЗОВАНИЕ

В МГУ им. М.В. ЛОМОНОСОВА

Отделение дополнительногообразования физического

факультета МГУобъявляет прием слушателей

для обучения по специальности«Оптическая передача информации»

Продолжительность обучения 1,5 годаПо окончании обучения слушатели

получают дипломгосударственного образца

Запись по тел.: (095) 939#15#14,

(095) 939#41#40


Измерительная техника

СКОТ САМНЕР (SCOTT SUMNER), менеджер партнерских программ в компании EXFO

Популярность услуг Ethernet на предприяти-

ях продолжает расти, что вызывает необхо-

димость в широкомасштабном внедрении

VoIP (Voice over Internet Protocol – голоса по

интернет-протоколу или интернет-телефо-

нии). При переходе к VoIP абоненты ожида-

ют как хорошего качества голосовой связи,

так и высокоскоростной передачи инфор-

мации по линиям Ethernet. В Соглашениях

об уровне услуг SLA (см. врезку 1) между

операторами связи и абонентами ука-

зываются критерии производительности,

надежности и качества предоставляемых

услуг. Эти соглашения помогают привле-

кать и удерживать клиентов, но в то же

время в случае их нарушения провайдер

выплачивает потребителю штрафы или

снижает плату за предоставление услуг.

Для Best Effort услуг Ethernet (см. врезку 1)

в SLA часто содержится только требование

к надежности линии – указывается допусти-

мое время простоя, необходимое для ее

восстановления. Если же по линии Ethernet

предоставляются чувствительные к задерж-

кам пакетов услуги: VoIP, видеоконферен-

ции, удаленное хранение информации – то

SLA оговаривают требования к их качеству

(QoS) гораздо детальнее.

Операторы связи могут быть уверены в вы-

полнении этих требований, только если линия

тщательно тестировалась перед вводом в

эксплуатацию. Если же проводились лишь

элементарные проверки функционирования

Ethernet-линии (доступность адресатов

(PING), возможность подключения и т.д.), то

при подключении абонентов могут возникать

сложные ситуации, связанные с плохой рабо-

той сети. Зная о существовании этой пробле-

мы, но не обладая достаточной измеритель-

ной базой, некоторые провайдеры решают ее

за счет повышения пропускной способности

сети Ethernet до более высокого уровня, чем

требуется по SLA. Чтобы избежать связанных

с этим лишних затрат, нужно четко опреде-

лить производительность линии до начала

предоставления конкретной услуги.

Для полного тестирования сети доступа

Ethernet необходимо знать, для каких целей

она будет использоваться. Если только для

доступа в Интернет, виртуальных частных се-

тей (virtual private LANs) и удаленного резер-

вирования, то отличной спецификацией про-

цедуры проверки может служить стандарт

IETF для соединительных устройств сети –

RFC-2544 (см. врезку 2). В RFC-2544 изложе-

ны критерии проверки пропускной способнос-

ти, задержек и потерь при передаче пакетов.

Все эти требования обычно указываются в

непростых Соглашениях об уровне услуг.

Услуги интернет-телефонии и передачи ви-

део по IP чувствительны к внутрипакетным

задержкам (искажению пакетов) и рассогла-

сованию пакетов (нарушению порядка сле-

дования пакетов). Учитывая, что речевой

трафик сосуществует с другими потоками

информации, приложения, требующие зна-

чительной части пропускной способности

линии (передача файлов или удаленное ре-

зервирование), могут заметно ухудшать ка-

чество VoIP. Этой проблемы можно избе-

жать, имитируя реальный трафик до ввода

линии в эксплуатацию. Такая имитация поз-

воляет правильно определить параметры

работы сети для чувствительной к искаже-

ниям пакетов технологии VoIP.

Важнейшие тестыдо начала предоставления VoIPПри подготовке к предоставлению услуг VoIP

необходимо проверить работу линии связи и

обратить при этом особое внимание

ПОДГОТОВКА ETHERNET&ЛИНИИК ПРЕДОСТАВЛЕНИЮ УСЛУГ VOIP

SLA (Service Level Agreement) – это контракт, регламентирующий отношения междусервис-провайдером и его клиентом. Это правообразующий документ. Именно в SLAзакреплено партнерство продавца и потребителя услуг. На данный момент не существуетстандартных норм и устоявшихся отечественных обычаев делового оборота для регулиро-вания качества предоставляемых информационных сервисов. Поэтому Соглашения обуровне услуг (SLA) – единственный путь для установления взаимных прав, обязанностей,гарантий и компенсаций [2]. Типовая модель SLA включает следующие разделы:• определение предоставляемого сервиса, стороны, вовлеченные в соглашение, и срокидействия соглашения;• дни и часы, когда сервис будет предлагаться, включая тестирование, поддержкуи модернизации;• число и размещение пользователей и/или оборудования, использующих данный сервис;• спецификации целевых уровней качества сервиса, включая среднее время откликасервиса, среднюю пропускную способность и др.;• описание платежей, связанных с сервисом;• ответственность сторон, процедура разрешения рассогласований, связанных с предос-тавлением сервиса, и т.д.Чтобы описать качество предоставляемых услуг (QoS) связи, ETSI (EuropeanTelecommunications Standards Institute – Европейский институт стандартизации электросвязи) врамках проекта TIPHON (Telecommunications and Internet Protocol Harmonization over Networks –Телекоммуникации и гармонизация интернет-протокола в сетях связи) разработал системуоценок QoS по схеме «золото – серебро – бронза». Оценка «золото» присваивается высокомукачеству обслуживания, которое сопровождается высокими тарифами, а «бронза» – чащевсего Best Effort услугам, которые предоставляются с максимально возможным доступным наданный момент качеством (т.е. на предоставление Best Effort услуг идут все доступные ресур-сы сети, «оставшиеся» после предоставления услуг более высокого качества) [1].Сервис-провайдеры стараются предоставлять стандартные SLA, но определенногошаблона составления Соглашения не существует. SLA строятся вокруг бизнес-требова-ний конкретного клиента, и на их составление иногда может уходить до 3 недель [2].




на возникновение пяти ключевых со-

бытий (см. таблицу 1). Учет этих со-

бытий (ошибок) также очень важен

при выявлении и устранении непола-

док в сети, которая уже предоставля-

ет услугу VoIP. В зависимости от ко-

личества этих ошибок, их комбинации

и частоты возникновения можно оп-

ределить ту или иную неполадку в ли-

нии связи. Например, скачкообразно

изменяющееся число потерянных па-

кетов указывает на ошибки их комму-

тации или на нарушение маршрутиза-

ции, а потери большого числа пакетов

вызваны перегрузками при передаче обрат-

ного потока данных. Имея результаты обшир-

ных измерений, опытная группа установщи-

ков способна в короткие сроки обеспечить

оптимальную работу абонентской линии.

Чаще всего к плохому функционированию

линии связи приводит:

Внезапное изменение маршрутизации. В се-

ти зачастую меняются пути, по которым па-

кеты направляются абонентам. Это может

быть вызвано перегрузками в линии или

плохой организацией трафика. Изменение

маршрутизации приводит к ухудшению каче-

ства связи у некоторых абонентов и может

стать результатом задержек в линии, пере-

дачи искаженных и ошибочных пакетов.

Перегрузка линии доступа. Если для VoIP не

выделена отдельная полоса частот или от-

дельная очередь с приоритетной обработкой

пакетов, то другие приложения, требующие

постоянного или периодически уплотняемого

трафика, могут существенно ухудшить каче-

ство голосовой связи или даже прервать ее.

Примерами таких приложений, мешающих ра-

боте VoIP, могут служить скачивание файлов

большого размера, удаленное резервирова-

ние, проведение видеоконференций. Плохая

пропускная способность линии или потеря па-

кетов – признаки перегрузки линии. Эту проб-

лему зачастую можно решить путем реорга-

низации системы коммутации.

Перегрузки при передаче обратного пото5

ка данных. О возникновении этой пробле-

мы можно судить по большим задержкам

при отклике и уменьшению пропускной

способности линии.

Проводя измерения, анализируя ошибки в

работе системы, оценивая их длительность

и частоту возникновения, провайдеры могут

четко установить, какие изменения или

улучшения следует сделать в сети, чтобы

она удовлетворяла требованиям качества,

описанным в SLA.

Имитация абонентской сетиЧтобы правильно смоделировать и провес-

ти анализ взаимодействия различных услуг,

предоставляемых на данной линии, исполь-

IETF (Internet Engineering Task Force) – комитет по инженерным вопросам Интернет. Этовходящая в IAB открытая общественная организация сети Интернет, в которой обсужда-ются технические проблемы развития Сети и ее архитектуры и создаются рабочие группыдля их решения. IETF разрабатывает стандарты и протоколы Интернет, выпускает RFC.Этот комитет возник по инициативе IAB в 1986 году. IAB (Internet Architecture Bureau) – Совет по архитектуре Интернет. Это один из руководя-щих органов Интернет, входящий в ISOC. IAB утверждает новые протоколы, стандарты,проекты развития Сети, правила выдачи адресов и т.д. Он работает на общественных на-чалах, однако членами Совета могут стать только лица, имеющие квалификацию и авто-ритет. IAB руководит комитетами IANA (Центр по присвоению номеров Интернет) , IETF ,IRTF (рабочая группа Интернет по исследованиям).ISOC (Internet Society) – Сообщество Интернет – один из руководящих органов Интернет.Сообщество образовано в 1992 году. Оно занимается контролем разработки сетевыхстандартов и протоколов. В его состав входит более 150 организаций, в том числе IAB.RFC (Request for Comments – запрос на комментарий) – серия документов IETF (стандар-тов, инструкций, отчетов рабочих групп и т.д.), определяющих «устройство» Интернет, вчастности стандарты TCP/IP. Любой член ISOC может представить на рассмотрение доку-мент для его публикации в RFC. При публикации документ получает номер. Опубликован-ный вариант никогда не изменяется, измененный вариант получает новый номер.Текст RFC-2544 («Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices» – «Методика про-ведения оценочных испытаний для соединительных устройств сети») можно найти на сайте [3].

Событие (ошибка)Неясная

речьХлопки/щелчки

Задержки/прерывания

Искажение пакета Х Х

Потери пакетов Х Х Х

Уменьшениепроизводительности Х Х

Задержки при передачепакетов Х

Ошибочные пакеты Х

Таблица 1

Искажения при передаче речи

по интернет-протоколу



зуемые измерительные приборы должны

быть способны воссоздать конфигурацию

сети доступа как на локальном (LAN), так и

на глобальном уровне (WAN).

Для эмуляции сети, располагающейся в

зданиях абонентов, необходимо создать

искусственную нагрузку в линии и смоде-

лировать процесс управления потоком

данных. Чтобы убедиться, что сгенериро-

ванный тестовый трафик передается с

тем же приоритетом и по тому же марш-

руту, которые будут иметь место в реаль-

ности, нужно делать виртуальное тегиро-

вание (сопровождение данных тегами)

тестового трафика. Кроме того, чтобы

удостовериться в том, что линия пригодна

для предоставления различных услуг свя-

зи (мультисервисная), нужна многопоточ-

ная проверка трафика. То есть необходи-

мо сгенерировать тестовый поток инфор-

мации для каждого вида услуг.

Например, для проверки услуги VoIP необхо-

дим высокоприоритетный сигнал, с периоди-

ческими уплотнениями трафика, в то время

как для удаленного резервирования доста-

точно низкоприоритетного сигнала с постоян-

ным трафиком. Учитывая то, что для точной

проверки линии необходимо сымитировать

все виды трафика, тестовые приборы долж-

ны обрабатывать нужное количество незави-

симых потоков данных. Обычно для точных

измерений перед вводом сети в эксплуата-

цию нужно максимум 10 таких потоков.

В процессе многопоточного тестирования

детально измеряются значения параметров

одного потока, в то время как у остальных

потоков, которыми нагружена линия, конт-

ролируются приоритетность, пропускная

способность и другие характеристики; такая

процедура позволяет имитировать трафик

при различных граничных условиях.

Специальные методы анализа VoIP часто не

соответствуют требованиям, предъявляе-

мым оператором связи перед вводом в

эксплуатацию Ethernet-линии. Эти инстру-

менты в основном нацелены на проверку

качества речи (например, средняя эксперт-

ная оценка (MOS – Mean Opinion Score), R-

фактор* и другие алгоритмы).

После проведения VoIP-анализа можно

определить, готова ли линия к предостав-

лению услуги, но в то же время отсутствует

детальная информация, которая необходи-

ма для поиска

и устранения

неполадок, а

также для

улучшения

параметров

сети. Перед

сдачей линии

в эксплуата-

цию, кроме

VoIP-тестов,

проверяющих

основные па-

раметры ее

функциониро-

вания, все же

следует про-

вести описан-

ные выше из-

мерения с по-

мощью ими-

тации трафи-

ка и тест

RFC-2544.

Измерения «однонаправленных»эффектовПоследний анализ, который необходимо

проводить перед вводом линии в эксплуа-

тацию, связан с направлением трафика.

Учитывая, что трафик в абонентских лини-

ях обычно несимметричен (т.е. информа-

ции больше скачивается, чем передается,

или наоборот), неполадки возникают в од-

ном направлении (проблемы либо при при-

еме, либо при передаче информации). Та-

кого рода «однонаправленные» проблемы

зачастую появляются при передаче речи

по VoIP: один абонент слышит эхо, преры-

вания связи, задержки, в то время как

качество звука, воспринимаемого вторым,

почти идеальное.

Чтобы убедиться в отсутствии «однонаправ-

ленных» эффектов, необходимо проводить

измерения независимо в обоих направлени-

ях. Хотя все предэксплуатационные тесты

включают в себя двустороннюю проверку

связи, некоторые операторы связи исполь-

зуют кольцевую конфигурацию (кольцевую

проверку) (рис. 1). Это значит, что сигнал

проходит тестируемую линию в прямом и

обратном направлении, и измерения его па-

раметров выявляют суммарные ошибки, на-

копившиеся при двойном проходе по линии.

Важно отметить, что задержку на отклик

нельзя измерить независимо в одном нап-

равлении без сложных схем синхронизации

(например, с использованием системы

GPS). Поэтому ее обычно тестируют с по-

мощью кольцевой конфигурации. Все ос-

тальные параметры линии, включая потери

пакетов, пропускную способность, уплотне-

ния трафика, следует измерять независимо

в обоих направлениях.

Тесты SLA помогают правильно выбрать

провайдера, предлагающего услуги

Ethernet. Они также привлекают новых кли-

ентов и удерживают старых. Благодаря SLA

абоненты переходят с ТфОП на VoIP, ведь

Соглашения гарантируют высокое качество

голосовой связи. Если перед сдачей линии

в эксплуатацию провести все необходимые

тесты, то требования SLA будут удовлетво-

рены и клиенты будут довольны.

Перевод с английского

Lightwave, March 2005

Литература, добавленная при переводе1. Соколов Н.А. Телекоммуникационные се5

ти. Монография в 4 ч. – М.: Альварес Паб5

лишинг, 2004, ч. 4.

2. Как правильно составить SLA в ИТ?

Материалы CNews.

www.cnews.ru/newcom/index.shtml?2004/07/0

9/161072

3. ftp://ftp.rfc5editor.org/in5notes/rfc2544.txt

Рис. 1. Кольцевое и однонаправленное тестированиев Ethernet�линии связи

* В практически значимом диапазоне MOS(от 2,5 до 4,4) R = 20 MOS [1] – Прим. пер.

Вспомогательноеустройство

Однонаправленнаяпроверка

Кольцеваяпроверка

СетьEthernet

обратное направление

прямое направление

обратное направление

прямое направление

Измерения параметров сигнала проводятся в двух направлениях. Основное уст-ройство передает тестируемый сигнал (в прямом направлении), а вспомогательноеустройство измеряет параметры этого сигнала после его прохода по линии в пря-мом направлении. Далее, вспомогательное устройство передает сигнал вместе срезультатами измерений (в обратном направлении), а основное устройство изме-ряет параметры сигнала после его прохода в обратном направлении.

Сигнал проходит тестируемую линию в прямом и обратном направ-лении. Измерения параметров сигнала выявляют суммарные ошиб-ки, накопившиеся при двойном проходе по линии. При этом вспомо-гательное устройство для измерений не используется. В такой схемеобнаружить «однонаправленные» ошибки невозможно.

Основноеустройство

Основноеустройство


Новые продукты


Компании Marconi Communication и

CoreOptics разработали новый 40-гигабит-

ный транспондер (рис. 1), ставший передат-

чиком третьего поколения. В отличие от уст-

ройств второго поколения, имеющих форму

«коробки для пиццы» («pizza box»), новые

транспондеры совместимы с оборудованием

платформы Multihaul 3000 компании Marconi,

которое сейчас успешно работает на линиях

T-Com (подразделение Deutsche Telekom).

Хотя в этом году еще не ожидается крупно-

масштабного перехода телекоммуникацион-

ных компаний на высокоскоростные 40-гига-

битные системы, так как на данный момент

действует большое количество 2,5-гигабит-

ных линий связи и многие компании хотят

сначала увеличить скорость передачи инфор-

мации до 10 Гбит/c. Кроме того, во многих су-

ществующих областных 10-гигабитных лини-

ях связи количество DWDM-каналов может

быть увеличено по мере возникновения пот-

ребностей в увеличении емкости линии.

Тем не менее переход на технологию переда-

чи информации со скоростью 40 Гбит/с в ко-

нечном счете неизбежен. Поэтому компании-

разработчики активно работают над упроще-

нием администрирования, управления и наст-

ройки (OAM&P – operation, administration,

maintenance & provisioning), а также над повы-

шением устойчивости к дисперсионным и не-

линейным искажениям сигнала, особенно к

поляризационной модовой дисперсии (ПМД).

40&ГИГАБИТНЫЕ ТРАНСПОНДЕРЫТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ

Рис.1. 40�гигабитный передатчиктретьего поколения, разработан�ный компаниями MarconiCommunications и CoreOptics

По мере развития пассивных оптических се-

тей (PON) часто возникает необходимость

удалять старые и создавать новые маршру-

ты для отключения или соединения абонен-

тов. В случае использования типовой PON-

топологии «дерево с пассивными промежу-

точными узлами» (P2MP) доступ к пассив-

ным разветвителям обычно затруднен (нап-

ример, они могут находиться под землей на

большом расстоянии от центрального узла).

Гораздо проще изменять маршруты, если

разветвители располагаются в центральном

узле, т.е. топология P2MP вырождается в

топологию «точка-точка» (P2P). Но даже в

этом случае при использовании традицион-

ных распределительных шкафов такое ре-

конфигурирование сети сопряжено с боль-

шими трудностями из-за перепутывания во-

локон. Для облегчения этого процесса ком-

пания OFS предложила расположить все

разъемы в распределительном шкафу по

окружности (см. рис. 1). Система распреде-

ления каналов, использующая такую схему

расположения разъемов, была названа ав-

торами Orbital Fiber Management System.

В конструкцию распределительного шкафа

Orbital™ Cabinet 384 входят разработанные

совместно компаниями OFS и Fitel четырех-

портовые MPO*-модули (см. рис. 2). К каждо-

му порту MPO-модуля подключается MPO-со-

единитель/разветвитель на 8 волокон

(см. рис. 2). В MPO-модуле сигналы обратного

потока, пришедшие по отельным волокнам

(максимум 32 волокна), с помощью делите-

ля/объединителя 1х32, выполненного на осно-

ве планарного волновода, вводятся в одно во-

локно. Сигнал прямого потока (от передатчи-

ка) делится этим же делителем/объедините-

лем на 32 части и вводится в отдельные во-

локна, ведущие к абонентам.

ORBITAL™ FIBER MANAGEMENT SYSTEMCABINET 384

Рис. 1. Распределительный шкафOrbital™ Cabinet 384

Рис. 2. Четырехпортовый MPO�мо�дуль и MPO�соединитель/разветви�тель 1х8

384 порта выхода (разъема) для соединениясо зданиями абонентов

MPO модули 1х32

* MPO (Multi-port Push On) – технология соедине-ния нескольких (обычно 4, 8, 12) волокон, объеди-ненных в один плоский кабель. В Orbital™ Cabinet384 используются MPO-соединители (см. рис. 2),подключающие к порту MPO-модуля 8 волокон.



Компания ITT Industries совместно с компа-

нией AimBridges разработала новый транси-

вер SFP-115E (рис. 1) для передачи дупле-

ксных электрических сигналов стандарта

SDH (Synchronous Digital Hierarchy – синх-

ронная цифровая иерархия) по коаксиаль-

ным кабелям со скоростью 155 Мбит/с.

Физические размеры приемопередатчика

удовлетворяют соглашению MSA (Multisource

Agreement) для трансиверов SFP (Small Form-

Factor Pluggable). Трансиверы SFP-155E и

STM-1 оптические SFP-модули полностью вза-

имозаменяемы. Это означает, что любое уст-

ройство, поддерживающее оптический STM-1,

теперь сможет поддерживать STM-1 в коакси-

альных кабелях. Электрический интерфейс

полностью удовлетворяет стандартам ITU-T

G.703 (ES1), к соответствующему выходу мож-

но подключать кабели с разъемами DIN 1.0/2.3

75-�. Трансивер разработан для применения

в SDH-мультиплексорах ввода-вывода нового

поколения, оптических оконечных устрой-

ствах, многофункциональных тестовых плат-

формах и системах коммутации.

Литература1. SFP full5duplex STM51 electrical transceiver

// Lightwave, February 2005.

2. www.fiberopticsonline.com/content/news

ТРАНСИВЕР STM&1ДЛЯ КОАКСИАЛЬНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ

Рис. 1. Трансивер SFP�155E

Многие компании обладают сетями 1-Gigabit

Ethernet, длина участков многомодового во-

локна в которых превышает 300 м, в то вре-

мя как для работы новых приложений им не-

обходим 10-Gigabit Ethernet. Для усовершен-

ствования этих сетей нужно прокладывать

или задувать новое волокно, а это совсем не

дешевый процесс. Компания Emcore предла-

гает гораздо более экономичное решение

этой проблемы. Разработанный ею приемо-

передатчик 10GBase-EX4 (рис. 1) способен

передавать сигналы по многомодовому во-

локну на расстояние более 300 м. Это дости-

гается за счет того, что EX4 использует тех-

нологию CWDM для разбиения 10-гигабитно-

го сигнала на 4 канала (1275, 1300, 1325 и

1350 нм), по каждому из которых сигнал пе-

редается со скоростью 3,125 Гбит/с.

Кроме того, устройство подходит и для ра-

боты с одномодовым волокном. В этом слу-

чае максимальное расстояние передачи

составляет 40 км. Поддержка двух типов

волокон поможет упростить процесс строи-

тельства или реконструкции линии передач,

так как появляется возможность использо-

вать меньшее количество устройств и иск-

лючается риск подключения многомодового

волокна вместо одномодового, и наоборот.

Приемопередатчик 10GBase-EX4 подходит

для разных условий эксплуатации и совмес-

тим с различным оборудованием.

ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК EMCOREС УВЕЛИЧЕННОЙ ДАЛЬНОСТЬЮ ПЕРЕДАЧИ

Рис. 1. Приемопередатчик10GBase�EX4

Дистрибьюторская компания ИМАГ на выс-

тавке «Связь-Экспокомм» представила но-

вый магистральный мультиплексор

AXXMETRO производства компании AXXES-

SIT ASA (Норвегия), применяемый на транс-

портной сети городского уровня для консоли-

дации трафика TDM и Ethernet. Высокопро-

изводительный мультиплексор AXXMETRO

обеспечивает консолидацию TDM и Ethernet-

трафиков, создавая условия для плавного

поэтапного перехода к концепции построе-

ния сетей следующего поколения IP/MPLS.

Конструктивно AXXMETRO представляет со-

бой 6U шасси для установки в 19" стойку и

имеет 21 слот расширения для интерфейсных

и системных модулей. Широкий набор агре-

гатных (до STM-64, CWDM) и трибутарных (E1,

E3, STM1/4/16, Ethernet, 10/100/1000Base-X,

SAN) интерфейсов с возможностью аппарат-

ного резервирования каналов позволяет ис-

пользовать AXXMETRO в любых сетевых то-

пологиях. Реализация концепции Ethernet-over-

SDH в сочетании с двухуровневой матрицей

кросс-коммутации делает AXXMETRO идеаль-

ным решением для оператора связи, обслужи-

вающего и объединяющего разнородный тра-

фик в сети уровня города или страны.

Дополнительную информацию можно

получить на сайте компании ИМАГ

http://www.emag.ru/.

НОВЫЙ МАГИСТРАЛЬНЫЙМУЛЬТИПЛЕКСОР SDH

Рис.1. Внешний вид магистрально�го мультиплексора АXXMETRO




ВведениеИнтеллектуальные кроссы – это относитель-

но новое направление развития в кроссо-

вом оборудовании. Современное оптичес-

кое кроссовое оборудование отличает как

высокая емкость и плотность числа портов,

так и легкость, с которой производится пе-

рекроссировка и замена патчкордов. Одна-

ко основная нагрузка на кроссовое оборудо-

вание приходится из-за необходимости час-

тых (ежегодных или еще более частых) пе-

реключений, вызванных необходимостью

измерений как оптической среды передачи,

так и оптической части системы передачи

информации. В результате таких измерений

возникают ошибки, приводящие к переры-

вам и ошибкам в работе систем.

Одной из первых решение для измерения

параметров линии без вмешательства в

систему передачи (неразрушающие измере-

ния) предложила американская корпорация

ADC – мировой лидер в производстве опти-

ческих и электрических кроссов. Эти реше-

ния оказались востребованными рынком, и

в 2002 году от ADC отпочковалась специа-

лизированная компания Alcon Technologies,

производящая кроссовую продукцию для

неразрушающих измерений под торговой

маркой iVAM и интеллектуальные переклю-

чатели для автоматизации удаленных не-

разрушающих измерений – торговая марка

FSXExpert.

Неразрушающие измерениясреды передачиНеразрушающие измерения сре-

ды передачи, или попросту опти-

ческого волокна, производятся

при выводе части оптической

мощности из линии (вводе в ли-

нию), при котором передача в

данном волокне продолжает осу-

ществляться.

Простейшей реализацией данного

подключения является применение

разветвителя, отводящего часть (5–10%)

оптической мощности (рис. 1). Таким обра-

зом, к отведенному каналу возможно

подключение различных измерительных

приборов – от оптического ваттметра до

измерителя протокола. Реализация ответ-

вителя может осуществляться как с выво-

дом на лицевую часть панели, так и с

подключением сзади.

Также разветвители применяют в сетях ка-

бельного телевидения и PON, и потому их

удобное расположение в составе кроссово-

го оборудования уже давно стало стандар-

том де-факто.

Более сложные модули мультиплексора по

длинам волн и т.д. позволяют проводить

другие типы измерений – например рефлек-

тометрические. Реализация модульной

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ КРОССЫ

Рис. 1. Схема подключения отвод�ного сплиттера для проведениятестирования без прерывания ра�боты системы связи

Рис. 3. Нормальное подключение. Осуществляетсяконтроль работы через ответвление и неразрушаю�щие измерения

Рис. 4. Разрыв А (Split A). Осуществляется контрольнаправления A и неразрушающие измерения B

Рис. 2. Общий вид шасси iVAM

В настоящей статье рассмотрены новые возможности, представляемые интеллек-туальными кроссами. Приводится разъяснение принципов их работы на примерепродукции компании Alcon (США).

Д.Д. ШЕРБАТКИН, Н.К. САБИНИН, компания Оптиктелеком, [email protected]



структуры в платформе iVAM позволяет осу-

ществлять замену вышедшего из строя обо-

рудования с наименьшими затратами.

В существенной мере расширяет способ-

ности измерений без вмешательства в ра-

боту линии линейка продуктов FSXpert. В

состав данной линейки входит целый набор

модулей, выполняющих различные задачи

по обеспечению тестирования линии.

FSXpert позволяет обеспечить не только не-

разрушающие изме-

рения, но и удален-

ные измерения по спе-

циальному сценарию,

обеспечивая подклю-

чение прибора к нужным волокнам и осуще-

ствляя необходимую для теста систему ком-

мутации для проведения тестов.

Это модули оптического переключения для

возможности перебора и подключения к во-

локнам (OTAU), модули попарной коммута-

ции (переключатели 2х2), модули монито-

ринга оптической мощности, модули перек-

лючения на резервный канал (AB Switch) и

наиболее развитые модули ODSX.

Рис 7. Закольцовка EF (Loopback EF). Осуществляетсязакольцовывание оборудования с обоих концов самогона себя с возможностью неразрушающих измеренийобоих колец

Рис. 8. Разрыв E (Split E). В закольцовке EF (см. выше)осуществляется разрыв E кольца

Рис. 9. Разрыв F (Split F). Аналогично разрыву E но в кольце F

Рис. 10. Разрыв EF (Split EF). В закольцовке Ef осущес�твляется разрыв обоих колец

Рис. 5. Разрыв B (Split B). Аналогично разрыв A Рис. 6. Разрыв AB (Split AB). Осуществляется полныйконтроль обоих направлений




Модули ODSXМодули ODSX обеспечивают подключение

необходимой измерительной аппаратуры к

дуплексной линии передачи. Модули имеют

6 портов подключения – 4 порта для тран-

зита приема-передачи и 2 порта для подк-

лючения измерительной аппаратуры. Схе-

ма подключения может быть реализована в

приведенных на рис. 3–10.

Модули OTAUМодули OTAU – это переключатели оптичес-

ких волокон, предназначенные для коммута-

ции одного или нескольких волокон с одной

стороны на несколько/много волокон

с другой.

Различают переключатели OTAU 2х2, вы-

полненные в виде однопозиционного моду-

ля в шасси iVAM, аналогичного по своим

размерам модулю ODSX, и переключатели

1xN и сдвоенные переключатели

2�1x(N/2), где N ограничивается только

размером коммутационной панели и для

разъемов типа LX5 равно 96 (для более

Характеристика < 26 портов > 26 портов

Полоса пропускания, нм 1270 – 1670

Вносимые потери � = 1310, 1550, 1625 нм

Средние, дБ 1,0 1,4

Максимальные, дБ 1,4 1,8

Развязка (ORL)� =1310,1550,1625 нм

55 дБ 45 дБ

Время переключения, среднее 15 мс

Перекрестные шумы (Cross Talk), дБ – 80 дБ

Максимальное 75 мс

Воспроизводимость, дБ

Средняя, дБ 0,1 0,2

Максимальная, дБ 0,5 0,8

Наработка на отказ, млн.операций

10

Таблица 1

Характеристики OTAU 1xN

без учета соединительных разъемов

Рис. 11 Внешний вид модуля ODSX

Рис. 12. Схема OTAU 2x2 коммутация измерительногооборудования с использованием пары OTAU 2�1xN

Характеристика Значение Примечания

Длина волны (нм) 1310/1550

Динамический диапазон – 3 дБм ,,, – 48 дБм

Разрешение 0,1 дБм макс.

Стабильность + 2 дБм макс.

Точность + 0,5 дБм макс.+ 0.2 дБм относительная(типовое значение)

Период измерения мощности на входах 1 с

Вносимые потери1,0 дБ макс., 0,6 дБтиповое значение

С учетом потерьна коннекторах

Обратные потери 50 дБ макс. Для обоих направлений

Оптическая изоляция на входе – 60 дБ

Мощность излучения на входе 300 мВт макс. При постоянной мощности

Поляризационно зависимые потери + 0,1 дБ макс.Исключая потери на кон-некторах

Время переключения8 мс макс., 5 мс ти-повое значение

Время жизни переключателя10 миллионов цик-лов мин.

Пороги срабатывания переключателя – 3 дБм … – 48 дБмМогут задаваться пользо-вателем

Повторяемость + 0,05 дБ макс.

Таблица 2

Характеристики AB Protection Switch



стандартных разъемов SC – 48). Модули

OTAU 1xN выполнены в 4-позиционном

форм-факторе, т.е. занимают 2 слота по

высоте и 2 слота по ширине, а также осна-

щены цифровым дисплеем, отображаю-

щим текущее подключение, и кнопками

ручного управления переключениями.

В целом переключатели фирмы Alcon от-

личаются высоким качеством, а именно

низкими потерями на соединении, малой

скоростью. Фотография модуля OTAU

2�1x12, и функциональная схема приведе-

ны на рис 13.

Модули A/B Protection SwitchМодуль A/B Protection Switch обеспечивает

автоматическое или ручное переключение

между двумя волоконными линиями. В ав-

томатическом режиме при потере сигнала в

одной из линий происходит автоматическое

переключение на другую.

Таким образом, модули A/B

Protection Switch позволяют

реализовать защиту ВОЛС

от обрывов оптического во-

локна и отказов оборудова-

ния передачи.

Конструктивно модуль

представляет собой авто-

матический оптический пе-

реключатель 1х2 с управля-

ющей микросхемой, к пор-

там А и В которого через

оптические ответвители подк-

лючены измерители мощнос-

ти. Режимы работы модуля

отображаются посредством

светодиодной сигнализации

на его лицевой панели. Порог

срабатывания может быть

выбран из диапазона –3 … –48 дБм, время

переключения не более 8 мс (что является

очень хорошим показателем, так как в тре-

бованиях, предъявляемых к системам

резервирования ВОЛС, оно обычно состав-

ляет <50 мс).

Модуль мониторинга оптическоймощности.Модуль мониторинга оптической мощности

реализует принцип, приведенный в начале

статьи на рис.1, мониторит до 4 каналов и

обладает характеристиками, приведенными

в таблице 3.

Все модули системы, установленные в ин-

теллектуальное шасси iVAM, управляются

удаленно через контроллер iVAM, имеющий

Ethernet-порт 10BaseT и порты RS232.

Работа iVAM легко программируется и наст-

раивается, используя Telnet и т.д.

Рис. 15. Варианты подключения к линии модуляА/В Protection Switch

Рис. 14. Принципиальная схема модуля А/ВProtection Switch

Рис. 13 Фотография модуля OTAU2·1x12 и его функциональнаясхема

Характеристика

Полоса пропускания, нм 1310±20; 1550±20

Пределы мониторинга по мощности, дБм – 1 – 40

Разрешение по относительной мощности, дБ 0,02

Точность измерения, дБ 0,05

Время измерения на канал, среднее 250 мс

Вносимое затухание на канал, с учетом разъемов,среднее, дБ

0,6

Максимальное 1

Развязка (ORL) � =1310,1550, без разъемов 55 дБ

Таблица 3

Характеристики 4-канального модуля мониторинга

оптической мощности




Анализатор поляризационной модовой

дисперсии (ПМД) компании Agilent

Technologies (рис. 1) – первый и единствен-

ный портативный анализатор ПМД, осно-

ванный на методе поиска собственных зна-

чений матриц Джонса, который стал «золо-

тым стандартом» при лабораторных изме-

рениях ПМД. Компания Agilent Technologies

ускорила этот способ измерения и, глав-

ное, сделала его пригодным для использо-

вания в полевых условиях за счет

значительного уменьшения влияния

перемещения и вибрации волокна

на результаты измерений.

Преимущество метода матриц Джон-

са заключается в том, что в процессе

измерений определяется зависи-

мость разницы групповых задержек

(РГЗ) ортогонально поляризованных

мод от длины волны [1]. Более под-

робно метод матриц Джонса для из-

мерения ПМД будет описан в одном

из ближайших номеров журнала.

Разница групповых задержек двух

ортогонально поляризованных мод

приводит к искажению сигнала при его

прохождении по волокну [2]. Величина

ПМД, измеряемая другими методами,

является усредненным значением РГЗ по

всему рабочему спектру длин волн.

Детальная информация о значении распре-

деления РГЗ по длинам волн позволяет оп-

тимизировать работу систем связи,

использующих плотное спектральное муль-

типлексирование (DWDM) [3].

Дело в том, что статистические характе-

ристики и временные зависимости РГЗ

оказываются различными для разных

спектральных каналов [3]. Некоторые

спектральные каналы показывают в сред-

нем более высокое значение ПМД, чем

другие. И наоборот, можно выбрать спект-

ральный канал (или группу каналов) с ми-

нимальным средним значением РГЗ.

Именно такие каналы следует использо-

вать для перехода на более высокие ка-

нальные скорости передачи информации

по мере развития сети связи.

Литература1. Derickson D. Fiber Optics Test and

Measurement. New Jersey, Prentice Hall PTR,

1998.

2. Наний О.Е., Гладышевский М.А.,

Щербаткин Д.Д. Влияние поляризационной

модовой дисперсии на распространение

световых импульсов в оптическом волокне.

В сб.: Волоконная оптика, с. 95.

3. Бродский М. и др. Шарнирно5секционная

модель ПМД // LWRE, 2005, № 1, с 24.

ПЕРВЫЙ ПОРТАТИВНЫЙ АНАЛИЗАТОР ПМДНА ОСНОВЕ МЕТОДА МАТРИЦ ДЖОНСА

Рис. 1. Анализатор ПМД Agilent N3909A

Дистрибьюторская компания ИМАГ на выс-

тавке «Связь-Экспокомм» представила но-

вое сетевое интерфейсное устройство

Radiance R821 производства компании

METRObility Optical Systems. Устройство раз-

работано специально для провайдеров ши-

рокополосных услуг, разворачивающих опти-

ческие сети доступа EFM (Ethernet на «пер-

вой миле»). Устройство Radiance R821

(рис. 1) представляет собой интеллектуаль-

ный конвертор среды передачи «медь-опти-

ка» или «оптика-оптика», который функциони-

рует на границе сети доступа и является точ-

кой демаркации сетей провайдера и клиента.

В Radiance R821 реализованы расширен-

ные возможности управления, администри-

рования и обслуживания в процессе

эксплуатации (OAM) в полном соответ-

ствии со стандартом IEEE802.3ah. Это пре-

доставляет провайдеру возможность мони-

торинга и настройки широкого спектра па-

раметров, как самого удаленного устрой-

ства, так и физического канала связи. Под-

держка различных режимов управления

оборудованием и соответствие модели ус-

луг Metro Ethernet Forum (MEF) позволяют

провайдеру обеспечить выполнение согла-

шений об уровне обслуживания SLA и пре-

доставить широкий спектр услуг для самых

требовательных клиентов.

При организации оптической сети доступа

Ethernet на «первой миле» с использовани-

ем оборудования Radiance R821/ R851 про-

вайдер получает полностью контролируе-

мый канал связи и возможность управления

удаленными устройствами с одновремен-

ным использованием IP-протокола, SNMP-

стека и ОАМ-функций стандарта

IEEE802.3ah, что позволяет безболезненно

интегрировать его в существующие систе-

мы управления и поддержки операций OSS.

Дополнительную информацию можно

получить на сайте компании ИМАГ

http://www.emag.ru/.

НОВОЕ СЕТЕВОЕ ИНТЕРФЕЙСНОЕУСТРОЙСТВО FAST ETHERNET

Рис. 1. Внешний вид сетевого интер�фейсного устройства Radiance R821



Компания Big Bear Networks (Саннивейл,

Калифорния) недавно представила на ры-

нок новый транспондер Kodiak 40/43G,

первый 40-гигабитный приемопередатчик

массового производства, удовлетворяю-

щий требованиям MSA (Multiservice

Agreement). Прибор разработан в основ-

ном для объединения телекоммуникацион-

ных систем, например, для передачи сиг-

налов между центральными маршрутиза-

торами и наружными передающими систе-

мами или внутри офисов. Тем не менее

его можно использовать и в магистраль-

ных линиях связи, состоящих из большого

количества участков. Фотография транс-

пондера приведена на рис. 1.

Центральный блок мультиплексирования

(ЦБМ), находящийся в передающей

части транспондера, производится

компанией Big Bear Networks по тех-

нологии 7HP (из кремния и герма-

ния) и соответствует требованиям

стандарта SFI-5 (Serializer

/Deserializer Framer Interface Level 5).

ЦБМ включает в себя три генерато-

ра, позволяющих изменять скорость

передачи от 39 до 45, а иногда даже

до 50 Гбит/с.

Приемная часть транспондера сос-

тоит из фотодиода с низким уров-

нем шума, трансимпедансного уси-

лителя (ТИУ) (выходное напряжение

которого линейно пропорционально

входному току) с широкой и достаточ-

но равномерной кривой усиления,

усилителя-ограничителя и устойчивого к слу-

чайным искажениям блока восстановления

данных (БВД) (рис. 2). Чувствительность при-

емника составляет 3–5 дБ в зависимости от

перепадов температуры и напряжения.

Транспондер Kodiak 40/43G – первый

MSA-приемопередатчик, который прошел

квалификационный тест Telcordia GR-468.

Литература1. Fuller M. Big Bear bullish on 40G //

Lightwave, February 2005.

2.www.bigbearnetworks.com/products/Produ

ct-Brief-BBNTR4005.pdf

ПЕРВЫЙ 40&ГИГАБИТНЫЙMSA&ТРАНСПОНДЕР МАССОВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Рис. 1. Транспондер Kodiak 40/43G

УсилительМодулятор

Лазер

Волокно

Волокно

Фотодиод

ТИУУсилитель-

ограничитель

МультиплексорЦБМ

ДемультиплексорБВД

Рис. 2. Схема транспондера. ЦБМ – центральныйблок мультиплексирования, БВД – блок восстанов5ления данных, ТИУ – трансимпедансный усилитель

В 1913 году У.Л. Брэгг и Г.В. Вульф устано-вили одновременно и независимо друг отдруга условие, связывающее период распо-ложения отражающих плоскостей периоди-ческой среды с направлением эффективнодифрагирующих лучей и длиной волны из-лучения. Уильям Лоренс Брэгг (1890–1971)– английский физик, сын Уильяма ГенриБрэгга (1862–1942). Георгий (Юрий) Викто-рович Вульф (1863–1925), российский крис-таллограф, профессор Варшавского уни-верситета, член-корреспондент РАН (1921).Обнаруженное российским и английскимучеными условие, названное впоследствии

условием Брэгга – Вульфа, не только сталоосновой рентгеновского структурного ана-лиза, но оно применимо к дифракции волнлюбой природы в периодических средах. Воптике дифракцию света на объемных пе-риодических решетках показателя прелом-ления называют брэгговской дифракцией.Оптические волокна, оболочка которыхпредставляет собой периодически располо-женные концентрические кольца, называ-ются брэгговскими волокнами. Отражаю-щие периодические структуры в полупро-водниковых лазерах называются брэгговс-кими отражателями.

Условие Брэгга – Вульфа имеет следую-щий вид:

2d Sin = m�, где d – расстояние между отражающимикристаллографическими плоскостями, –угол между падающим лучом и отражаю-щей плоскостью, � – длина волны излуче-ния, m – целое положительное число (поря-док дифракции).

Литература1. Наний О.Е., Павлова Е.Г. Фотонно5крис5таллические волокна // Lightwave RussianEdition, 2004, № 3, с. 47–53.

УСЛОВИЕ БРЭГГА — ВУЛЬФАИсправляя ошибку, допущенную в нашей статье [1], приводим краткую справкуоб авторах условия БРЭГГА — ВУЛЬФА.

О.Е. НАНИЙ, Е.Г. ПАВЛОВА

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА




Компания Eblana Photonics Ltd. представила

свою новую разработку EP1530-FP-T

(рис. 1) – полупроводниковый лазер с резо-

натором Фабри – Перо (ППЛФП), обладаю-

щий слабой чувствительностью к изменени-

ям температуры окружающей среды. Цент-

ральная длина волны излучения 1530 нм

изменяется незначительно при работе в

температурном диапазоне от –40 до +85 °C.

Он разработан для применения в широкопо-

лосных сетях доступа: в системах «волокно к

дому» (FTTH), «волокно к зданиям» (FTTP), в

пассивных оптических сетях (PON). EP1530-

FP-T удовлетворяет требованиям T-1000 к

диапазону рабочих температур.

(Стандарт T-1000 разработан Комитетом по

телекоммуникационной технике (TTC –

Telecommunication Technology Committee)

для 100-мегабитных оптических Ethernet-со-

единений с топологией «точка-точка» для

сетей FTTH).

Новый лазер обеспечивает экономичное ре-

шение для систем PON и FTTH, особенно в

тех случаях, когда требуется стабильная ра-

бота в нестандартных погодных условиях.

EP1530-FP-T сделан из материала InAlGaAs,

его выходная мощность в непрерывном режи-

ме при токе 15 мА составляет более 5 мВт.

Трансмиттер, в комплектацию которого входит

также фотодиод, производится в двух вариан-

тах: для работы со скоростью 155 и 622 Мбит/с

и со скоростью 1,25 и 2,5 Гбит/с. На выходе

может устанавливаться плоская прозрачная

пластинка или круглая выпуклая линза.

Литература1. Laser is temperature5intensive for access

network applications // EuroPhotonics,

June/July 2004.

2. ww.eblanaphotonics.com/products/EP15305

FP5T.pdf

АТЕРМАЛЬНЫЙ ЛАЗЕР ДЛЯ СЕТЕЙ ДОСТУПА

Рис. 1. Атермальный лазерEP1530�FP�T

Компания Civcom Inc. представила на выс-

тавке OFC/NFOEC-2005 свой новый продукт

Glassic (рис. 1) – самый маленький в мире

перестраиваемый оптический компенсатор

дисперсии (TODS – Tunable Optical Dispersion

Compensator). Glassic создан на базе уни-

кальной SFS (Solid Free Space) технологии

компании Civcom Inc. Компенсатор можно

интегрировать в 300-pin MSA (Multi-Service

Application) транспондер для повышения

дальности передачи последнего, а также ис-

пользовать как автономный компонент.

TODS полностью покрывает C- или L-диапа-

зон частот, вносимые компенсатором поте-

ри не превышают 2 дБ, а потребляемая

мощность достаточно мала. Glassic может

компенсировать как положительную, так и

отрицательную дисперсию при скоростях пе-

редачи информации вплоть до 12,5 Гбит/с,

соответствующая величина компенсации

дисперсии лежит в интервале от

–1700 пс/нм до +1700 пс/нм.

Glassic может компенсировать дисперсию в

одном и в нескольких частотных каналах.

Кроме того, его можно использовать для

имитации волокна.

Литература1) www.civcom.com/Technology/glassic.htm

САМЫЙ МАЛЕНЬКИЙ В МИРЕПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ

КОМПЕНСАТОР ДИСПЕРСИИ

Рис. 1. Перестраиваемый оптичес�кий компенсатор дисперсииGlassic

ВПЕРВЫЕ В дни проведения выставки ВКСС

(9–11 декабря 2005 года, Москва, Ленинские горы, МГУ)

• Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, журнал Lightwave Russian Edition организуютсеминар повышения квалификации специалистов, обслуживающих оптические сети связи.

• Лекторы – преподаватели ведущих вузов России и специальных учебных центров.

Предварительные заявки принимаются по E#mail: info@lightwave#russia.comСправки по телефону 505#57#53



Компания Syntune AB представила новый перестраиваемый в ши-

роком диапазоне лазер S1500 (рис. 1), работающий в непрерывном

режиме. Лазер разработан на основе собственной запатентованной

технологии MG-Y (Modulated Grating Y-branch) (рис. 2).

Он представля-

ет собой моно-

литное устрой-

ство и похож

на классичес-

кий полупро-

водниковый

лазер с расп-

ределенным

брэгговским

отражателем

(SG-DBR) [2]. В

S1500 решетки

показателя

преломления

располагаются по одну сторону от нее, параллельно друг другу

(см. рис. 2). При такой конструкции лазера излучение на выходе

не поглощается на отражателе, что приводит к большей и более

стабильной выходной мощности. Активная область MG-Y-лазера

имеет меньшую длину, это увеличивает расстояние между мода-

ми резонатора, что, в свою очередь, приводит к большему коэф-

фициенту подавления боковых мод.

В состав MG-Y-лазера входит многомодовый интерферометр (MMI)

и два фазовых модулятора. В одном из них (Differential Phase

Section) создается необходимая разность фаз между двумя волна-

ми, идущими к разным отражателям, а в другом (Common Phase

Section) происходит фазовое согласование мод резонатора и интер-

ференционных максимумов.

Выходная мощность S1500 может регулироваться от 2 до 10 мВт,

вариации мощности при постоянном токе не превышают 1,5 дБ, а

коэффициент подавления боковых мод больше 40 дБ.

Устройство подходит для использования в современных DWDM-сис-

темах, для которых важна «гибкость» источника в полосе частот

1530–1610 нм, при преобразовании частот и маршрутизации, в пе-

рестраиваемых мультиплексорах ввода-вывода и т.д. Его также

можно применять в оптических волоконных сенсорах, газовой

спектроскопии, а также при тестировании оптических компонентов.

Электронный механизм перестройки обеспечивает очень быстрое

переключение частоты, до 50 нс. В качестве опции в комплект мо-

дуля может входить поддерживающий поляризацию волоконный

пигтейл для подключения внешнего модулятора Маха – Цандера.

В герметичную оболочку лазера также помещен оптический изо-

лятор и устройство привязки частоты, так называемый частот-

ный локер, обеспечивающий высокую точность частоты. Диапа-

зон перестраиваемых частот составляет 40 нм (5 ТГц) и лежит в

C- и L-областях.

Литература1. Wesstrom J.5O. et al. State5of5the5art performance of widely tunable

modulated grating Y5branch lasers. Optical Fiber Communication

Conference on CD5ROM, TuE2, 2004.

2. Наний О.Е. Оптические передатчики // Lightwave Russian Edition,

2003, № 2, с. 48–51.

3. www.syntune.com/s1500.html

ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ЛАЗЕРС ПРИВЯЗКОЙ ЧАСТОТ

Рис. 1. Перестраиваемый лазер S1500

Right reflector

Left reflector

Differential phaseMMI

Common phase

GainFrontfacet

Рис. 2. Схема MG�Y лазераFront facet – передняя грань (выход лазера),Gain – активная область,MMI – многомодовый интерферометр,Left/Right reflector – левый/правый отражатель,Common/Differential phase – фазовые модуляторы

ОПТИЧЕСКИЕ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕИЗДЕЛИЯ ВЫСШЕГО КАЧЕСТВА

Патч-корды, пиг-тейлы, кабельные сборки

Разветвители и оптические мультиплексоры

ООО "ОПТЕЛ"Москва, 111672, а/я 120Тел. (095) 786-3497, 673-2955, 673-3352Факс (095) 234-1725E-mail: [email protected], http://www.optel.ru

ООО "НПФ "ОПТЕЛ""61106, Харьков, ул. Индустриальная, д. 3Тел./факс: (057) 717-66-81, (0572) 54-46-24E-mail:[email protected]://www.optel.com.ua

Сертификат соответствия Системы сертификации «Связь»: ОС/1-ОК-362

Сертификат соответствия Системы сертификации «Связь»: ОС/1-ОК-402

Кроссовые панели стоечныеи настенные, шкафы, стойки

Одномодовые, многомодовые, с полировкой PC, SPC, UPC, APC, с разъемами FC, SC, ST, LC, MU, MT-RJ,FDDI, DIN, E2000…, тестированы по затуханию, обратному отражению и по параметрам геометрииповерхности торцов ферулов.Сертификат соответствия Системы сертификации «Связь»:ОС/1-ОК-403.


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

Группа компаний

ТЕЛЕКОМ ТРАНСПОРТОборудованиеи материалыдля монтажа,строительстваи тестирования ВОЛС

www.tt.ru

SYRUS SYSTEMSКонтрольно$измерительноеоборудование, системымониторинга, системныерешения с подробнымтехническим описанием.

www.syrus.ru

Компания

«ОПТИКТЕЛЕКОМ»Материалы, технологии и решениядля строительстваи эксплуатации ВОЛС

www.optictelecom.ru

Компания

«Сарансккабель-

Оптика»Производство волоконно$оптических и медныхкабелей для внутреннейи внешней прокладки

www.sarko.ru

Компания

EXFOКомплексные решениядля диагностики, контроляи мониторингапри строительстве,пусконаладкеи техническойэксплуатации ВОЛС

www.exfo.com

Фонд

УСПЕХИ ФИЗИКИУчрежден нобелевскимлауреатом 2003 годапо физике ВиталиемЛазаревичем Гинзбургомс целью сохраненияи развития РоссийскойФизической Школы.

www.uspekhi-fond.ru

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

www.ofsoptics.com


Адресная книга

ТЕЛЕКОМ ТРАНСПОРТ

Aдрес: Россия, ГСП57, 117997 Москва, ул. Профсоюзная, 84/32,корп. Б252, офис 27–30

Тел.: +7 095 78755550Факс: +7 095 33353300E-mail: [email protected]Сайт: www.tt.ru

Миссия группы компаний Телеком Транспорт(компания Тералинк, компания КонцептТехнологии) – поиск, разработка и внедре-ние перспективных технологий на сетях свя-зи отечественных операторов и корпоратив-ных сетях. Специалисты компании с 1994года занимаются проектированием и строи-тельством систем связи.

OFSOPTICS

Aдрес: Россия, 103104 Москва,

Спиридоньевский пер., 9

Бизнес5центр «Марко Поло»,

офис 315

Тел.: +7 095 202 76 59

E-mail: [email protected]

Сайт: www.ofsoptics.com

www.ofssvs1.ru

Компания OFS (Optical FiberSolutions – Оптико-Волоконные Решения)– разработчик, производитель и постав-щих оптических волокон, оптических ка-белей, компонентов и специальных фо-тонных устройств для широкого диапазо-на применений в телекоммуникационнойиндустрии. OFS, бывшее оптико-волокон-ное подразделение Lucent Technologies.OFS имеет головной офис и головной за-вод в г. Норкроссе, шт. Джорджия, США, атакже предприятия и офисы в ряде стран,включая Россию. В Москве с 2001 г. рабо-тает представительство OFS. В Воронежев 1998 г. было создано совместное предп-риятие по производству волоконно-опти-ческих кабелей «ОФС-Связьстрой-1 Воло-конно-Оптическая Кабельная Компания».

ОПТИКТЕЛЕКОМ

Aдрес: Россия, 127236 Москва,

Дмитровское ш., 71

Тел.: +7 095 90159186 (многоканальный)

+7 095 75559088

+7 095 48750125

Факс: +7 095 90159186


Сайт: www.optictelecom.ru

Aдрес: Казахстан, 050004 Алматы,

ул. Маметовой, 67, офис 204

Тел.: +7 3272 6645002, 6645003

Факс: +7 3272 5075327

Компания «ОПТИКТЕЛЕКОМ»: материа-

лы, технологии и решения для строитель-

ства и эксплуатации ВОЛС.

PHOTONIUM

Aдрес: Photonium Oy, Sorronrinne 9Lohja FIN508500, FINLAND

Тел.: +358 19 357381Факс: +358 19 3573848E-mail: [email protected]Сайт: www.photonium.fi

Aдрес: Россия, 195273 Санкт5Петербург,Пискаревский, 63,OOO «ОТЕКС»

Факс: +7 812 2498841E-mail: [email protected]

Компания «Photonium» является ведущим

производителем и поставщиком оборудова-

ния для производства оптического волокна.

ОКС 01, Пластком

Aдрес: Россия, 198323 Санкт5Петербург,Волхонское шоссе, 115

Тел.: +7 812 38053901,Факс: +7 812 38053903E-mail: [email protected]Сайт: www.ocs01.ru

Aдрес: Россия, 198323 Санкт5Петербург,Волхонское шоссе, 115, литера Ж

Тел.: +7 812 14651761,Факс: +7 812 14651140E-mail: [email protected]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, рекомен-дациями при проектировании и строитель-стве линий связи, а также комплектной пос-тавке ОК и ЗПТ с необходимыми аксессуа-рами и принадлежностями.

SYRUS SYSTEMS

Aдрес: Россия, 107140, Москва,

35й Новый пер., 5

Тел.: 095 93755959, 26257744,

Факс: 095 26257744, 262 57764


Сайт: www.syrus.ru

SYRUS SYSTEMS – ведущий системный

интегратор на рынке инфокоммуникацион-

ных технологий России.

SYRUS SYSTEMS работает во всех основ-

ных секторах рынка телекоммуникаций и

является одним из лидеров в области конт-

рольно-измерительного оборудования, сис-

тем мониторинга телекоммуникационных

сетей, спутниковых систем связи и цифро-

вого телерадиовещания.

В числе выполняемых работ:

• Разработка проектов

• Создание мультисервисных сетей, сис-

тем управления и мониторинга различных

сетей связи

• Поставка, инсталляция и сопровождение

оборудования

• Отладка и ввод в эксплуатацию

оборудования

• Консультации персонала заказчика

• Гарантийное и послегарантийное

обслуживание

• Техническая поддержка

группа компаний


Основы ВОЛС


Что такое DWDM?DWDM (Dense Wavelength Division

Multiplexing – плотное волновое мультиплек-

сирование) заключается в том, что незави-

симые оптические информационные потоки

объединяются (мультиплексируются) и пере-

даются по одному волокну на разных дли-

нах волн (рис. 1). Это значит, что операторы

связи могут увеличить пропускную способ-

ность своих волокон без серьезных капита-

ловложений, связанных со строительством

или арендой (лизингом) новых волокон. Пе-

редавая сигналы на n длинах волн (т.е. по nканалам), можно увеличить пропускную спо-

собность сети в n раз и, таким образом, по-

высить возможный доход в n раз.

Основные факторы, определяющиеработу DWDM�линии связиВыходная мощность усилителя1 – Повыше-

ние мощности усилителя позволяет увели-

чить расстояние между линейными усилите-

лями (ILAs – in-line amplifiers) за счет увеличе-

ния отношения сигнал/шум2. Однако усиле-

ние нелинейных искажений сигнала наклады-

вает ограничение на максимальное значение

выходной мощности усилителя.

Расстояние между усилителями

(рис. 2) – Меньшее расстояние меж-

ду линейными усилителями (ILAs)

позволяет уменьшить необходимую

выходную мощность усилителей, по-

вышая тем самым устойчивость сиг-

налов к нелинейным эффектам.

Тип волокна – Новые поколения

оптических волокон обладают

меньшими потерями, чем старые,

поэтому сигналы можно передавать

на большие расстояния, не повышая

при этом выходную мощность усили-

телей. Кроме того, при выборе типа

волокон необходимо учитывать, что

различные волокна обладают разной дис-

персией и разными нели-

нейными свойствами.

Число каналов – Увеличе-

ние числа каналов повы-

шает пропускную способ-

ность сети, при этом уси-

ление сигналов, передава-

емых по каждому каналу,

должно быть примерно

одинаковым. Это значит,

что увеличение числа ка-

налов требует увеличения

необходимой суммарной

мощности усилителя.

Скорость передачи на канал (канальная

скорость) – Увеличение канальной скорости

также приводит к увеличению пропускной

способности линии. Но искажения сигналов

в DWDM-линии, например вследствие поля-

ризационной модовой дисперсии (ПМД),

сильнее сказывается на качестве связи при

больших скоростях передачи.

Частотное согласованиеЧастотный план ITU�T3

Для согласования работы различных участ-

ков телекоммуникационной сети возникает

необходимость преобразовывать частоты

передаваемых сигналов, так как на различ-

ных участках они могут передаваться на

различных длинах волн. Все компоненты

DWDM-систем работают на стандартизован-

Предлагаемая вниманию читателей статья представляет собой расширенный перевод учебных материалов (Tutorial)компании Xtera Communications Inc. [1]. Она дает наглядное и ясное определение основных понятий, описывает принципыработы и характеристики важнейших компонентов систем плотного спектрального мультиплексирования (DWDM). Статья«Компоненты DWDM�систем и их характеристики» является продолжением статьи [2], описывающей общие принципыработы WDM�систем передачи информации и входящих в них элементов (мультиплексоров, усилителей и т.д.). В даннойстатье уделяется особое внимание влиянию параметров компонентов DWDМ�систем на характеристики ее работы.

КОМПОНЕНТЫ DWDM&СИСТЕМИ ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1 Выходная мощность усилителя – это мощностьсигнала на выходе усилителя, PS out . Она опреде-ляется из соотношения PS out = G�PS in, где G – ко-эффициент усиления усилителя, PS in, – мощностьсигнала на входе усилителя.2 Отношение сигнал/шум (OSNR – optical signalto noise ratio) – это отношение мощности полезно-го сигнала к мощности шума в спектральном ин-тервале �� , определяемом полосой пропусканияфильтра или демультиплексора на приемной сто-роне [6].

Суммарныйинформационный

потокПередатчики Приемники

Передающее волокно

Мультиплексор(объединяет сигналы)

Демультиплексор(разъединяет сигналы)

� 1

� 2

� 3

� 4

� 5

� n

�1

�2

�3

�4

�5

�6

... ...

Рис. 1. Схематическое изображение DWDM�системы

Линия связи (Link)

Span 1 из n Span 2 из n Span n из n

Расстояние между регенераторами

Участок линии связи (Span)

Расстояние между ILAs

Рис. 2. Расположение линейных усилите�лей между регенераторамив DWDM�линии связи

3 Частотный план ITU-T – набор стандартных час-тот на основе базовой частоты 193 100 ГГц. Стан-дартные частоты располагаются выше и ниже этойчастоты с интервалом 100, 50 и 25 ГГц [14]. ITU –International Telecommunications Union –Telecommunications sector – Международный союзэлектросвязи – сектор телекоммуникаций (МСЭ).



ных частотах из частотного плана ITU-T.

Для преобразования электрического сигна-

ла на входе в DWDM-систему в оптический

сигнал на нужной ITU-частоте используют

•• DWDM-передатчики (рис. 3а).

Для соответствующего преобразования оп-

тического сигнала (до входа в DWDM-систе-

му его частота не входит в частотную сетку

ITU-T) применяют

•• DWDM-транспондеры (или частотные

адаптеры) (рис. 3б).

Наконец, если внутри DWDM-системы час-

тоты одного DWDM-устройства не совпада-

ют с частотами другого (при этом все эти

частоты входят в сетку ITU-T), для согласо-

вания работы этих устройств используют

•• волновые конвертеры4 (рис. 3в).

DWDM�мультиплексор/демультиплексор5

DWDM-мультиплексор (Mux)

•• Пространственно объединяет различные

оптические сигналы, пришедшие по раз-

ным волокнам, в один суммарный инфор-

мационный поток для передачи по одному

оптическому волокну (рис. 4).

•• Обычно DWDM-

мультиплексоры

поддерживают час-

тотный план ITU с

расстоянием между

каналами 100 ГГц

и 50 ГГц.

DWDM-демультип-

лексор (Demux)

•• Пространственно

разделяет сигналы,

входившие в суммар-

ный информационный

поток (см. рис. 4).

Технологии, применяемые при

создании Mux/Demux

•• тонкие пленочные свето-

фильтры;

•• волоконные брэгговские ре-

шетки;

•• дифракционные решетки;

•• решетки на основе массива волно-

водов (AWG – Arrayed Waveguide

Gratings);

•• сварные биконические разветвители.

Оптический мультиплексор ввода�вывода (OADM – optical add�dropmultiplexer) Зачем он нужен?

OADM добавляет или выводит из

суммарного многоканального инфор-

мационного потока отдельные частотные

каналы прямо в линии связи, выполняя

функцию ввода-вывода на оптическом

уровне (рис. 5). До появления OADM для

доступа к отдельной длине волны в линии

требовалось два последо-

вательных DWDM-терми-

нала. Большинство совре-

менных OADM добавляют

или выводят конкретные

каналы, в то время как

OADM нового поколения

позволят осуществлять

селективный ввод-вывод.

Регенератор(повторитель)Зачем он нужен?

Оптический усилитель

производит одно «восстанавливающее

действие» (1R6) (рис. 6) по отношению к

сигналу – усиление, в процессе которого

усиливается также и шум. На каждом

участке линии после усилителя усиленный

шум суммируется, что приводит к ухудше-

нию отношения сигнал/шум и, соответ-

4 Волновой конвертер может, например, осущес-твлять полностью оптическое преобразованиедлины волны приходящего сигнала в другую дли-ну волны. Принцип действия такого преобразова-ния (�-конверсии) основан на эффектах нелиней-ного взаимодействия (например, четырехволново-го смешения – см. ниже) исходного оптическогосигнала со специальным сигналом от лазера на-качки, в результате чего образуется излучение но-вой длины волны [4].5 Более подробно об устройстве и работемультиплексоров/демультиплексоров можнопрочитать в [2].

DWDM-передатчик

Электрический

сигнал

Оптический сигнал

на частоте ITU-�1

DWDM-транспондер

сигнал (не DWDM)

Оптический сигналОптический


Волновой конвертер





Рис. 3. Схемы частотного согласования навходе в DWDM�систему (а, б) и внутри DWDM�системы (в)

Суммарныйинформационный

поток

DWDM Mux DWDM Demux

� 1

� 2

� 3

� 4

� 5

� 6

� n

� 1

� 2

� 3

� 4

� 5

� 6

� 7

... ...

Рис. 4. Схема мультиплексирования/демультип�лексирования каналов в DWDM�системе

DWDMMux

Optical Add/DropMultiplexer

(OADM)

Выводканалов

Вводканалов

«Экспресс»-каналы

DWDMDemux

� 1

� 2

� 3

� 4

� 5

� 6

� n

� 1

� 2

� 3

� 4

� 5

� 6

� n

Рис. 5. Схема мультиплексора ввода�вывода

Исходный импульс

Усиление

Регенерация

1R1R

3R3R

Полученный импульс

Исходный импульс Полученный импульс Восстановленныйимпульс

Усиленный импульс

Рис. 6. Усиление и регенерация импульсов

6 R – от англ. Regeneration – восстановление:1R – Re-amplification – усиление; 2R – Re-amplification & Re-shaping(восстановление формы), 3R – Re-amplification,Re-shaping & Re-timing (восстановлениесинхронизации).

а)

б)

в)




ственно, к ухудшению качества сигнала.

После того как сигнал прошел через нес-

колько усилителей (их количество опреде-

ляется при проектировании конкретной ли-

нии связи), требуется регенератор для

восстановления первоначальной формы

сигнала. Регенератор производит тройное

«восстанавливающее действие» (3R) (см.

рис. 6) по отношению к сигналу: восста-

новление формы, восстановление синхро-

низации и усиление. При использовании

современных технологий это тройное

действие осуществляется оптоэлектрооп-

тическим преобразованием. Возможно, в

будущем это можно будет сделать пол-

ностью оптическим путем.

Блок компенсации дисперсии(DCU – dispersion compensation unit) Зачем он нужен?

DCU компенсирует дисперсию передающего

(телекоммуникационного) волокна. Чтобы

компенсировать «расплывание» (уширение)

импульса под действием положительной дис-

персии передающего волокна, используется

DCU с отрицательной дисперсией (рис. 7).

Передающее (телекоммуникационное)

волокно

•• Стандартное одномодовое волокно

(SSMF)7 обладает положительной дисперси-

ей (более короткие «синие» длины волн

распространяются быстрее, чем более

длинные «красные»).

•• Значение дисперсии на длине волны

1550 нм для SSMF равно 17 пc/нм�км.

Блок компенсации дисперсии

(DCU)

•• Обычно применяется компенси-

рующее дисперсию волокно.

•• Действие отрицательной диспер-

сии (более короткие «синие» дли-

ны волн распространяются мед-

леннее, чем более длинные «крас-

ные») нейтрализует действие по-

ложительной дисперсии в переда-

ющем волокне, т.е. позволяет отс-

тавшим компонентам частотного

спектра догнать опередившие.

•• Волокна, используемые в

DCU, имеют большое значение

коэффициента хроматической дисперсии

на единицу длины, что позволяет делать

их значительно короче, чем передающее

волокно.

Оптическое усилениеЗатухание света в волокне ограни-

чивает дальность передачи рассто-

янием, на котором уровень сигнала

падает ниже уровня чувствитель-

ности приемника. Усиление позво-

ляет увеличить дальность передачи

(рис. 8). К сожалению, усилители

при этом увеличивают шум и раз-

личные искажения импульса.

Усилитель мощности (бустер, postam-

plifier)

Устанавливается сразу после передатчика

(например, лазерного диода) и предназна-

чен для дополнительного усиления переда-

ваемого сигнала.

Линейный усилитель (ILA)

Устанавливается в промежуточных точках

линии связи, примерно через каждые

80–100 км8, нужен для усиления сигнала, ос-

лабленного из-за затухания в оптоволокне

или других компонентах линии. ILA работает

с сигналом только в оптическом диапазоне

и выполняет только одно «восстанавливаю-

щее действие» (1R) – усиление.

Предусилитель (preamplifier)

Устанавливается непосредственно перед

приемником для усиления сигнала до уров-

ня, входящего в диапазон чувствительности

приемника

Стандартные типы усилителей

•• эрбиевые волоконные усилите-

ли (EDFA – erbium doped fiber

amplifiers);

•• рамановские (ВКР) волоконные

усилители (ВКР – вынужденное

комбинационное рассеяние);

•• полупроводниковые оптические

усилители (SOA – semiconductor

optical amplifiers).

Эрбиевый волоконный усили-

тель (EDFA – Erbium doped fiber

amplifier)9

Преимущества эрбиевых волоконных

усилителей

•• эффективная накачка;

•• минимальная зависимость от поляризации;

•• высокая выходная мощность;

•• низкий уровень шума;

•• минимальные вносимые искажения и пе-

рекрестные помехи.

Недостатки эрбиевых волоконных усили�

телей

•• работают только в C- и L-областях;

9 Подробнее см. в [6,15].

Исходныйимпульс

Импульсс дисперсией

Передающее волокно

Отрицательнаядисперсия

Положительнаядисперсия

Расстояние

Дис

перс

ия

n км0 км

Импульспосле компенсации

DCU

Рис. 7. Компенсация дисперсии в DCU

Предусилитель

Длина участка линии связи

Чувствительностьприемника

Бустер

Мощ

ност

ь си

гнал

а

Линейныйусилитель


Рис. 8. Усиление сигнала в DWDM�линии связи

Активное волокно,легированное эрбием

Выходной изолятор

Лазер накачки

Входной изолятор

Селективныйволновой

соединитель

� накачки

Усиленные �

Рис. 9. Схема волоконного эрбиевогоусилителя

7 Стандартное одномодовое волокно – SSMF –standard single-mode fiber. Более подробно о неми о других типах волокон написано ниже.

8 Приведено типичное значение для линий связис эрбиевыми оптическими усилителями. Исполь-зование комбинации эрбиевых и рамановскихусилителей позволяет увеличить расстояние меж-ду ILAs до 150–160 км.



•• менее эффективны, чем рамановские

усилители, при большой мощности накач-

ки (при использовании большого числа

каналов).


Источником накачки обычно служит лазер,

излучающий на длине волны 980 или

1480 нм (рис. 9).

Волокно, легированное эрбием

Одномодовое волокно, легированное ио-

нами эрбия, служит активной средой,

преобразующей излучение накачки в из-

лучение на частоте сигнальной волны

(см. рис. 9).

Селективный волновой соединитель

(coupler)

Вводит излучение лазера накачки с длиной

волны 980 или 1480 нм в активное волокно,

при этом вносит минимальное затухание

сигнала (см. рис. 9).

Изолятор

Пропускает излучение, распространяюще-

еся в прямом направлении (направлении

распространения сигнала) и препятствует

распространению света во встречном нап-

равлении. В частности, выходной изолятор

препятствует попаданию в усилитель излу-

чения, отраженного от внешних элементов

линии связи (см. рис. 9).

Рамановский оптичес-

кий усилитель

(рис. 10)

Физика усиления

Рамановские усилители

построены на эффекте

вынужденного комбина-

ционного рассеяния

(ВКР)10, при котором

мощность накачки преоб-

разуется в излучение на

частоте сигнальной вол-

ны.

Преимущества рамано�

вских усилителей

•• Широкий спектр усиле-

ния, позволяющий приме-

нять рамановские усили-

тели в C-, L- и S-областях.

•• Рамановское усиление

можно получить в стан-

дартных волокнах.

•• Большая, чем у EDFA,

эффективность при

больших мощностях накачки (возможность

применения при большем числе каналов).

Недостатки рамановских усилителей

•• Меньшая, чем у EDFA, эффективность при

меньших мощностях накачки (неудобство

применения при небольшом числе каналов).

Полупроводниковый оптический усили-

тель (SOA)

Физика усиления

Как и в полупроводниковом лазере, в

SOA накачка активной среды создается

инжекцией носителей заряда в рабочую

область. Для предотвращения возникно-

вения паразитной генерации на торцы ак-

тивного элемента наносят антиотражаю-

щие покрытия.

Преимущества полупроводниковых

усилителей

•• Усилитель представляет собой маленькое

полупроводниковое устройство, что позволя-

ет интегрировать его в другие элементы и де-

лает возможным его массовое производство.

•• Широкий спектр усиления.

Недостатки полупроводниковых усилителей

•• большой уровень шума по сравнению с

эрбиевыми или рамановскими усилителями;

•• низкая выходная мощность;

•• большие перекрестные помехи между ка-

налами;

•• чувствительность к поляризации входяще-

го света;

•• большие вносимые потери;

•• трудности соединения SOA с передающим

волокном.

Искажения сигналов в DWDM�системе Фазовая самомодуляция (ФСМ)11

Физика процесса

Показатель преломления волокна зависит

от интенсивности оптического сигнала (эф-

фект Керра), что приводит к зависимости

набега фазы от интенсивности. ФСМ приво-

дит к частотному сдвигу на переднем и зад-

нем фронте спектра им-

пульса (рис. 11), так как в

этих областях интенсив-

ность, а значит, и набег

фаз меняются.

Как это влияет на каче�

ство сигнала?

В присутствии дисперсии

этот частотный сдвиг может

привести к сужению, расши-

рению или другому искаже-

нию формы импульса.

Поляризационная модовая дисперсия

(ПМД)

Физика эффекта

В одномодовом волокне на самом деле

распространяются две моды с ортогональ-

ными поляризациями. Эти поляризации

называются собственными состояниями

поляризации (ССП). Например, в сохраня-

ющем поляризацию волокне ССП совпада-

ют с осями двулучепреломления. В пере-

дающем волокне двулучепреломление ме-

няется сложным образом под действием

случайных факторов (неидеальности кру-

говой симметрии сердцевины волокна,

микроизгибов, условий окружающей сре-

ды), поэтому направления ССП также слу-

10 В англоязычной литературе ВКР называетсяэффектом Рамана. Более подробно об этом эф-фекте можно прочитать в [3].

Активное волокно

Выходной изолятор


Входной изолятор

� накачки


Соединитель

Передающееволокно

Выходнойизолятор


Входнойизолятор Соединитель

Узел 2Узел 1



накачки �


Рис. 10. Схемы рамановских усилителей(а – дискретного, б – распределенного)

Импульс после ФСМ

Частотный сдвигв «красную» область спектра

Частотныйсдвиг в

«синюю»областьспектра

Исходный импульс

Рис. 11. Частотные сдвиги на переднем и заднемфронтах импульса вследствие ФСМ

11 Более подробно об этом эффекте можно про-читать в [3].

a)

б)




чайным образом меняются вдоль волокна.

Различие скоростей распространения све-

товых импульсов, поляризованных вдоль

быстрой и медленной оси ССП (т.е. ско-

ростей двух поляризованных мод) приво-

дит к отставанию одной моды от другой –

к разности групповых задержек (РГЗ)

между модами (рис. 12). Усредненное зна-

чение РГЗ и есть поляризационная модо-

вая дисперсия (ПМД)12.

Как это влияет на качество сигнала?

ПМД приводит к уширению импульса, что

повышает вероятность ошибок при рас-

познавании сигнала. ПМД – основной

фактор, ограничивающий дальность пере-

дачи при высоких скоростях передачи

(10 Гбит/с и выше).

Почему так трудно ослаблять эффект

ПМД?

Потому что условия окружающей среды

(температура, вибрации), которые приводят

к случайным изменениям направления ССП

вдоль передающего волокна, сами случай-

ным образом меняются со временем.

Хроматическая дисперсия (ХД)13

Что это такое?

Уширение формы сигнала при его распрост-

ранении в волокне из-за различия группо-

вых скоростей его спектральных составля-

ющих (рис. 13).

Что вызывает хроматическую дисперсию?

Вклад в хроматическую дисперсию вно-

сят два механизма: материальная дис-

персия и волноводная дисперсия. Дис-

персия материала возникает вследствие

того, что показатель преломления мате-

риала волокна (кварцевого стекла) изме-

няется в зависимости от длины волны

оптического излучения. Волноводная

дисперсия – это зависимость задержки

светового импульса от длины волны, свя-

занная с изменением скорости его расп-

ространения в волокне из-за волноводно-

го характера распространения.

Как ХД влияет на качество сигнала?

Из-за расширения сигнала, вызванного ХД

в линии, повышается вероятность возникно-

вения ошибок.

Можно ли ее контролировать?

Дисперсионные характеристики волокна зави-

сят от его типа. В некоторых волокнах более

короткие длины волн могут отставать от бо-

лее длинных (это значит, что волокно имеет

отрицательное значение дисперсии), в других

волокнах все может быть наоборот. Хромати-

ческую дисперсию можно компенсировать,

добавляя в линию блок компенсации диспер-

сии (DCU).

Четырехволновое смешение

(ЧВС)14

В чем проявляется ЧВС?

Взаимодействие соседних каналов

в WDM-системах приводит к появ-

лению паразитных (комбинацион-

ных) пиков, которые, в свою оче-

редь, вызывают перекрестные помехи

в соседних каналах (рис. 14).

Что приводит к ЧВС?

При взаимодействии каналов комбинацион-

ные пики появляются на расстояниях, зави-

сящих от частот этих каналов. При уменьше-

нии расстояния между каналами эффект

усиливается. Четырехволновое смешение

также увеличивается при повышении мощ-

ности сигнала. Хроматическая дисперсия в

сигнале уменьшает эффект ЧВС. Поэтому

он особенно сильно проявляется вблизи ну-

левой дисперсии волокна.

Вынужденное комбинационное (рамано-

вское) рассеяние (ВКР)15

В чем проявляется ВКР?

ВКР проявляется в перекачке мощности от

сигнала с меньшей длиной волны к сигналу

с большей длиной волны.

Что приводит к ВКР?

Взаимодействие световых волн с колеблющи-

мися молекулами кварца приводит к их рассе-

янию, при котором энергия перекачивается от

одной волны к другой. Эффективность про-

цесса увеличивается с ростом мощности, за-

висит от разности частот и достигает

максимального значения при разности

частот 13,2 ТГц.

Как ВКР влияет на качество сигнала?

ВКР приводит к перекрестным поме-

хам между каналами, и, что особенно

важно, к неравномерному распреде-

лению мощности по частотному диа-

пазону DWDM-системы: на одном кон-

це частотного интервала (в «красной»

области) каналы усиливаются боль-

ше, чем нужно, а на другом конце

спектра (в «синей» области) – наоборот,

быстрее «истощаются».

Фазовая кросс-модуляция (ФКМ)16

Физика процесса

Показатель преломления волокна зависит

от интенсивности оптического сигнала

(эффект Керра). При распространении

различных каналов по одному волокну из-

Разность групповых задержек (РГЗ)

Медленная ось ССП Быстрая ось ССП

t3 tnt0 t1 t2

Рис. 12. Изменение направленияССП вдоль волокна. Разность груп�повых задержек (РГЗ)

t0 tn

Рис. 13. Уширение импульса из�захроматической дисперсии

f0 f1 f2 f3

Частота

Комбинационный пик приводит кперекрестным помехам в частотном канале f0

Каналы f1, f2 и f3взаимодействуют и

приводят к появлениюкомбинационного пикана частоте (f1 + f2 - f3)

Рис. 14. Проявление эффекта ЧВС

Неравномерное распределениемощности после ВКР

Каналы

Мощ

ност

ь

Мощ

ност

ь

Каналы

Изначальное равномерноераспределение мощности

Рис. 15. Проявление эффекта ВКР

12 Подробно о ПМД написано в [7–11].13 Подробнее о ХД можно прочитать в [12–13].

14, 15, 16 Подробнее об этих эффектах можнопрочитать в [3].



менения показателя преломления, вызван-

ные световой волной одного канала, могут

создавать зависимые от времени фазовые

сдвиги в соседних каналах. Изменяющие-

ся во времени фазовые сдвиги равносиль-

ны частотным сдвигам, таким образом, в

спектре испытывающего действие эффек-

та ФКМ-канала изменяется «цвет».

Как ФКМ влияет на качество сигнала?

Эффект ФКМ похож на эффект фазовой са-

момодуляции. При наличии дисперсии час-

тотные сдвиги могут приводить к уширению

или другому искажению импульса.

Распространенные типы одномодовыхволокон Стандартное одномодовое волокно

(SSMF – standard single-mode fiber)

Особенности

Стандартное одномодовое волокно, или

ITU-T G.652 (ITU-T – International

Telecommunications Union –

Telecommunications sector, Международный

союз электросвязи – сектор телекоммуника-

ций), обладает нулевой дисперсией в облас-

ти 1310 нм, таким образом, в области при-

менения DWDM-систем оно обладает значи-

тельным уровнем дисперсии. Для эффек-

тивной передачи данных при современных

скоростях передачи (2,5 Гбит/с на

канал и более) и числе каналов

(40–80 и более) в частотном интер-

вале DWDM необходимо тщатель-

но управлять эффектом ХД. Для

этого используются блоки компен-

сации дисперсии (DCU).

Сколько SSMF введено в эксплу�

атацию?

SSMF составляет более одной

трети всего эксплуатирующегося

в США волокна для наземных

систем дальней связи. Сегодня в

общем объеме прокладываемого во

всем мире волокна доля SSMF

превышает 90%.

Волокно со смещенной диспер-

сией (DSF – dispersion shifted

fiber)


DSF было разработано с целью

оптимизации волоконных систем

дальней связи. Уровень нулевой

дисперсии DSF смещен с длины

волны 1310 нм в область на-

именьших потерь для квар-

цевого волокна – 1550 нм.

По этому волокну, получив-

шему обозначение ITU-T

G.653, возможно передать

единичный оптический сигнал

на огромное расстояние без

регенерации. Однако в DWDM-систе-

мах искажения сигнала из-за четы-

рехволнового смешения и других не-

линейных эффектов максимальны в

области нулевой дисперсии. Следо-

вательно, при попадании уровня ну-

левой дисперсии в C-область DCF

перестает быть пригодна для

DWDM-передачи в C-области.

Сколько DCF введено в эксплуатацию?

DSF составляет небольшую часть исполь-

зуемого в США волокна и более не вво-

дится в эксплуатацию. В больших количе-

ствах DSF проложено в Японии, Италии и

Мексике.

Волокно с ненулевой смещенной диспер-

сией (NZ-DSF – Non-Zero Dispersion

Shifted Fiber)


После неудачи с DSF стало очевидно, что

некоторое ненулевое значение хромати-

ческой дисперсии необходимо для ослаб-

ления нелинейных эффектов, таких, как

четырехволновое смешение и др. Были

разработаны волокна, у которых длины

волн нулевой дисперсии выведены за

пределы C-области и смещены либо в

сторону длинных волн относительно

1550 нм, либо в сторону коротких. В C-об-

ласти дисперсия таких волокон не нуле-

Результат действия ФКМ

Сигнальный импульсСигнальный импульс

Взаимодействующийимпульс

Взаимодействующийимпульс

Результат действия ФКМ

Рис. 16. Проявление эффекта ФКМДлина волны, нм

1310

0

7

1550

Дис

перс

ия, п

с/нм

/км

Рис. 18. Дисперсионная кривая для DSF


+ NZDSF

- NZDSF

14251400 1450 1475 1500 1525 1575 1600 1625

-6

0

-2

-4

-8

-10

2

4

6

8

10

1550

Дис

перс

ия, п

с/нм

/км

Truelight TrueWave RS

LEAF

TrueWave +

SMF - LSTrueWave Classic

Рис. 19. Дисперсионные кривые для NZ�DSF


Кривая потерь SSMF

Зат

ухан

ие, д

Б/к

м

1300

0,2

0,3

0,4S C L

0,5

1400 1500 1600

Рис. 20. Спектральные областиDWDM�систем


1310

0

7

1550

Дис

перс

ия, п

с/нм

/км

Рис. 17. Дисперсионная кривая для SSMF




вая, но в то же время ее значение было

существенно меньше, чем в стандартном

одномодовом волокне. Обозначение

NZ-DSF применяется ко всем волокнам,

удовлетворяющим требованиям

стандарта ITU-T G.655, хотя они могут

существенно отличаться друг от друга по

своим дисперсионным характеристикам.

Сколько NZ�DSF введено в эксплуатацию?

Впервые появившееся в 1996 году, NZ-DSF

сегодня составляет около 60% волокна для

систем дальней связи в США. Его популяр-

ность в США достаточно высока, но в

общем объеме выпускаемого во всем мире

волокна его доля сокращается.

Спектральные области в DWDM�системах Области спектра вблизи третьего окна

прозрачности кварцевого волокна (1550 нм)

разбиты на три спектральных диапазона: S-

область (1485–1520 нм), C-область

(1530–1562 нм) и L-область (1570–1610 нм).

S-область

Определение

S-область – это коротковолновая (S –

short, «короткая») область DWDM-переда-

чи, занимающая интервал от 1485 до

1520 нм. При добавлении «S+» области

это спектральное окно можно расширить

в область < 1485 нм.

Преимущества S�области

Низкая восприимчивость к потерям из-за

микроизгибов волокна. Самая низкая дис-

персия для волокна SSMF.

Пропускная способность S�области

S-область имеет спектральную ширину,

близкую по размерам к C-области, и, со-

ответственно, сравнимую пропускную

способность.

C-область


C-область – это центральная и традицион-

ная (C – conventional) область DWDM-пере-

дачи, занимающая интервал от 1530 до

1562 нм. Все DWDM-системы, введенные в

эксплуатацию до 2000 года, работали в C-

области.

Преимущества C�области

Самые маленькие потери для SSMF волок-

на. Низкая восприимчивость к потерям из-

за микроизгибов волокна. Эрбиевые усили-

тели работают в C-области.

Пропускная способность C�области

В соответствии со стандартами ITU опре-

делены следующие частотные интервалы

между каналами: 50 ГГц, 100 ГГц,

200 ГГц. Количество каналов для C-об-

ласти в реальных DWDM-системах сос-

тавляет от 16 до 96.

L-область


L-область – это длинноволновая (L –

long, «длинная») область DWDM переда-

чи, занимающая интервал от 1570

до 1610 нм.

Преимущества L�области

EDFA могут работать в L-области

Пропускная способность L�области

L-область имеет спектральную ширину,

близкую по размерам к C-области, и, соот-

ветственно, сравнимую пропускную спо-

собность.

Литература (добавлена при переводе)1. http://63.120.210.50/solutions/tutorials.cfm,

2. Наний О.Е. Основы технологии спект5

рального мультиплексирования каналов пе5

редачи // Lightwave Russian Edition, 2004,

№ 2, с. 47.

3. Агравал Г. Нелинейная волоконная опти5

ка. М.: Мир, 1996.

4. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно5оптические

сети. М.: ЭКО5ТРЕНДЗ, 2000.

5. Жирар А. Руководство по технологии и

тестированию систем WDM / Пер. с англ.

под ред. А.М. Бродниковского, Р.Р. Убайдул5

лаева, А.В. Шмалько. Общая редакция

А.В. Шмалько. – М.: EXFO, 2001.

6. Убайдуллаев Р.Р. Протяженные ВОЛС на

основе EDFA // Lightwave Russian Edition,

2003, № 1, с. 22.

7. Гладышевский М.М., Щербаткин Д.Д. По5

ляризационная модовая дисперсия в опти5

ческом волокне // Lightwave Russian Edition,

2005, № 1, с. 48

8. Гладышевский М.М., Щербаткин Д.Д. Чем

опасна поляризационная модовая диспер5

сия? // Lightwave Russian Edition, 2004,

№ 4, с. 33.

9. Гладышевский М.М., Щербаткин Д.Д. Из5

мерения ПМД в России // Lightwave Russian

Edition, 2005, № 1, с. 38.

10. Бродский М. и др. Шарнирно5секционная

модель ПМД // Lightwave Russian Edition,

2005, № 1, с. 24.

11. Оде Фрэнсис. ПМД, ее источники и из5

мерение в полевых условиях // Lightwave

Russian Edition, 2004, № 2, с. 38.

12. Наний О.Е. Методы компенсации хрома5

тической дисперсии. В сб.: Волоконная оп5

тика, с. 52.

13. Гладышевский М.А. и др. Измерение

дисперсии. В сб.: Волоконная оптика, с. 82.

14. ITU5T Rec. G.694.1, Study Groyp 15,

«Spectral grids for WDM applications: DWDM

frequency grid», Juny, 2002.

15. Курков А.С., Наний О.Е. Эрбиевые воло5

конно5оптические усилители // Lightwave

Russian Edition, 2003, № 1, с. 14.


Кривая потерьSSMF

Зат

ухан

ие, д

Б/к

м

1300

0,2

0,3

0,4

S-областьот 1485 до 1520 нм0,5

1400 1500 1600

Рис. 21. S�область



Зат

ухан

ие, д

Б/к

м

1300

0,2

0,3

0,4

L-областьот 1570 до 1610 нм

0,5

1400 1500 1600

Рис. 23. L�область



Зат

ухан

ие, д

Б/к

м

1300

0,2

0,3

0,4

C-областьот 1530 до 1562 нм

0,5

1400 1500 1600

Рис. 22. С�область

Documents

Lightwave 2005 02