Проникновение интернета в городах миллионниках по данным ФОМ на начало 2015 года уже составляло 80%. Сетью охвачены жители практически всех многоквартирных домов. За бортом остаются лишь жители частного сектора. Для операторов связи именно освоение частных домохозяйств может стать вариантом расширения своей абонентской базы, однако и здесь все не так просто. Взять этот сегмент через FTTB-сети не так-то просто, DSL безнадежно устарел, Wi-Fi быстр и легален только в глянцевых проспектах. Зато xPON успел подешеветь буквально до неприличия. На нем и остановимся подробней.
Выгода использования xPON на сегодня очевидна, как никогда: с одной точки присутствия можно все дома подключить в радиусе нескольких километров без установки активных узлов связи. С резким снижением цены на технологию такой вариант становиться приемлемым для многих компаний.
Прежде чем останавливаться на вариантах использования xPON (примеры оборудования EPON или GPON), стоит подчеркнуть, что такие вендоры, как BDCOM, Eltex и HUAWEI уже давно предоставляют устройства, работающие на обеих ветках развития PON. Различие в ценниках, скоростях и возможностях между ними не принципиально. Разве что на EPON подключается до 64 абонентских устройств на порт, а GPON позволяет подключить 128 абонентов. При этом на рынке уже появились чипы для EPON, позволяющие включать до 128 ONU на порт. Сейчас решение есть только у Eltex в их TurboGepon, да и то, с отличиями от стандарта, однако относить данную особенность к реальным проблемам не имеет особого смысла.
И вот почему. Бюджет, полагающийся на решение со 128 ONU, должен отлично подходить для многоэтажек, но здесь есть свои нюансы. Типовой уровень проникновения обычно достигает 10-15%. При том заранее предсказать места появления абонентов невозможно. Тянуть же внутридомовую разводку к каждому новому клиенту персонально нельзя — PON очень чувствительна к качеству сварки и монтажа.
Рассмотрим схему разводки для типовой многоэтажки.
Схема с использованием оптического деления 1:128
Для того чтобы было комфортно использовать для EPON “деление на 128”, необходимо взять концевые делители с запасом — тогда квартирная емкость будет покрыта на 50%. Например, на этаж, где располагается 8 квартир ставится делитель на 4. При другом варианте ставим делитель на 8 через каждый этаж.
На уровне дома усредненная статистика все же даст результат — реально подключенных абонентов будет не более 25%, от числа квартир в доме, что дает 64 клиента с PON-порта. Порт GPON в этом случае останется загруженным только наполовину.
Частный сектор
Жилой сектор, застроенный малоэтажным строительством, в целом не имеет кардинальных отличий от многоэтажных домов. В качестве примера возьмем небольшой город Сысерть в Свердловской области. Частный сектор здесь составляет большую часть застройки. Разводка в этом районе сделана для покрытия с учетом проникновения 50%. В качестве магистрального используется восьмижильный кабель.
Буквально несколько лет назад подобные районы не привлекали внимание компаний. Низкая плотность вкупе с большими расстояниями делали строительство сети дорогим и нерентабельным. Сделать все сразу, с запасом как в многоквартирнике — долго и дорого. Поэтому работы ведутся от случая к случаю, разными кабелями и, что важнее, разными руками. Как следствие, оптический бюджет не выдерживает «деления на 128». А раз так, то при выборе между GPON и EPON, особой разницы нет.
Делители
Принципиальных отличий в многообразии делителей нет. Все они видны на рисунках ниже.
Приведем самые популярные модели и ориентировочные цены на них:
Как это выглядит в муфтах?
Вот так выглядит проходная муфта с установленным делителем первого уровня 1:8
Если имеется необходимость, то в муфте можно разместить два делителя. При таком раскладе включение близлежащих абонентов позволяет обойтись без распределительной коробки.
Вот пример с делителями первого уровня 1:8 и одновременно делителя второго уровня 1:8
Такое размещение подразумевает герметизацию вывода абонентских кабелей с помощью подручных средств.
Если использовать распределительную коробку, то все выглядит еще проще.
Вид подключения абонентских окончаний.
Пример подключения абонента с проходной муфты.
Скорость
Размер аппетита абонента по потреблению трафик существенно зависит от социального профиля. Понять насколько поможет таблица ниже.
Отдельно хотелось бы разобрать потребление трафика при пользовании услугой IPTV. Практически каждый оператор в среднем предоставляет своим абонентам 150-200 каналов. Суммарный трафик при этом легко достигает отметки в 1000 Мбит/c. Загрузка же на один PON-порт определяется только количество каналов, которые смотрит абонент с конкретного порта. Статистика говорит нам о том, что их количество не превышает 20. Доля “тяжелых” HD-каналов будет составлять примерно 50% от этого числа.
Битрейт для HD будем считать 15 Мбит/с, битрейт для SD-каналов — 5 Мбит/с. Посчитаем итоговое потребление: 10*15 + 10*5 =200 Мбит/с. Итоговое среднее потребление для одного PON-порта при 100% активности всех клиентов (с учётом включения с делением на 64) будет равна 64*4,5 Мбит/с + 200 Мбит/с=488 Мбит/с. При включении 128 клиентов — 128*4,5 Мбит/с + 200 Мбит/с= 776 Мбит/с. Это загрузка одного порта при самом оптимистичном сценарии, когда все клиенты подключены и активны.
Как видно из расчетов скорости, EPON вполне достаточно, а скорость GPON хоть и выше, но никакого реального преимущества нам не дает. Соответственно, и в этом случае никакой особой разницы между разновидностями технологии нет.
Первоначальные вложения
Как правило, сеть строится либо прокладкой магистралей с организацией точек деления клиентов, либо “ковровым” способом. При первом варианте узлы возникают хаотично и организуются монтажниками, выполняющими работы. Здесь много минусов. Один из них — это высокий уровень затухания. Выборка по 20 провайдерам позволяет сказать, что затухание при таком подходе колеблется от 24 до 30+ дБ при построении сети с делением 1:64. В таком случае получить работоспособную сеть с коэффициентом 1:128 будет вряд ли возможно.
Во втором случае в районе сразу же устанавливается оборудование, исходя из оптимистичного уровня проникновения. Это позволяет правильно организовать магистральный уровень, сделать качественный монтаж и получить реальное затухание близкое к расчетному. При таком варианте построения сети легко добиться деления 1:128 на один PON-порт.
При первом варианте строительства сети оборудование приобретается за счет денег, полученных за подключение абонента. Поэтому предпочтение будет отдаваться оборудования с низкой стоимостью. Какие же существуют решения с точки зрения цены?
Выбор между EPON и GPON в рублях
Сравнение цены проведем на примере четырехпортового решения. Сравнивать будем среднюю цену по рынку в рублях по состоянию на 1 ноября 2016 года.
EPON:
BDCOM P3310C с двумя БП и четырьмя SFP-модулями PX-20+, обойдется в ~70000 рублей.
GPON:
Eltex — LTP-4X с двумя БП и четырьмя SFP-модулями C+, обойдется в ~125 000 рублей.
Huawei – MA5608T c БП AC/DC, 8 GPON-портами с восемью SFP+ модулями C+ обойдется в ~160000 рублей.
В качестве ONU/ONT будем рассматривать однопортовые модели, как самые бюджетные и востребованные.
BDCOM P1501C1 обойдется в ~2046 рублей.
Eltex NTU-1 обойдется в ~2533 рублей.
Huawei HG8310M обойдется в ~2150 рублей.
Стоимость на одного клиента посчитаем по формуле Sкл=(Solt/Qp/N)+Sont, где:
Solt- стоимость OLT, Sont — стоимость ONT, Qp- количество PON портов, N – количество клиентов с одного PON порта.
Количество портов для Huawei будем считать равным 4, для приведения к единой конфигурации. Для наглядности результаты сведем в таблицу:
Из таблицы наглядно видно, что с точки зрения цены, EPON более выгоден по сравнению с GPON-решениями.
Учитывать перспективы
При строительстве xPON-сети нужно учитывать, что не все “железо” совместимо между собой. Именно поэтому некоторые вендоры запрещают использовать оборудование конкурентов вкупе со своим. Поэтому и по ряду других причин свой выбор лучше останавливать на оборудовании для которого совместная работа с альтернативным железом другой “фирмы” не станет камнем преткновения.
Отличный пример — это устройства EPON BDCOM. Совместимо с другими вендорами, поддерживающими спецификацию CTC 2. е, кто уже работал с OLT BDCOM, знают об альтернативных моделях ONU, которые успешно работают совместно с ОЛТ. Совместно с OLT Huawei успешно работают ONU от ZTE, Fiberhome и другие. На момент написания статьи OLT от Eltex не позволял работать с ONU сторонних производителей. Возможно, в будущем это измениться, но сейчас на это стоит обращать внимание.
Потребление трафика растет с каждым годом и момент, когда скорости xPON будет уже недостаточно, уже грядет. Впрочем на рынке доступны решения 10G xPON (под 10G xPON следует понимать XG-PON и 10G-EPON), позволяющие обеспечить 10G нисходящего и 2.5G восходящего трафика. Поскольку 10G xPON для работы использует другие длины волн, то возможен поэтапный перевод клиентов с xPON на 10G xPON. Распределения длин волн для разных поколений PON можно наглядно видеть на рисунке ниже.
Постепенный переход с xPON на 10G xPON возможен с установкой дополнительного OLT, поддерживающее 10G xPON или дополнительную плату (если вы используете шасси, например, Huawei). Сигнал с портов нового устройства при помощи фильтров добавить в существующую xPON сеть и раздать новые ONU, переводимым на 10G xPON клиентам. К сожалению, текущая цена на 10G xPON выше обычной почти в десять раз, что создаёт серьезные препятствия для массового внедрения. Поэтому, скорее всего, переход на 10G xPON в ближайшие пять лет возможен лишь многоэтажках.
Имеется в виду не “чистый” 10G xPON, а работа в совмещенном режиме. Это связано с тем, что 90% трафика генерируют 10% абонентов, поэтому экономически обосновано перевести на новый PON именно их, а также подключения юр. лиц. Также возможен вариант использовать 10G xPON на уровне агрегации. При таком раскладе вместо часто применяемого кольца с STP строится кольцо из двух независимых кабелей для получения схемы 1+1 (type B). Данный метод позволяет обеспечить энергонезависимое, двухлучевое подключение каждого коммутатора.
Несмотря на то, что в Китае начался массовый переход на XG-PON (что создает дефицит EML лазеров вот уже два года, который ощутили все, кто заказывает CWDM или DWDM модули свыше 40км) в России, на наш взгляд, перспективы использования 10G xPON в секторах малоэтажных и частных домов, в ближайшие 5 лет маловероятны. В данном сегменте стоимость оборудования наиболее важна и многократное увеличение цены неприемлемо. В случае нехватки скорости xPON, операторы предпочтут перейти на схему включения 32 пользователя на порт. Сделать это не меняя кабельную инфраструктуру поможет технология TWDM PON. Технология TWDM PON позволяет организовать несколько каналов PON в одном волокне, используя разные длины волн. Специально для этого выделяются диапазоны 1270-1280/1570-1580 нм, 1535-1540/1553-1558 и 1535-1540/1570-1580 нм.
Подводя итог под вышесказанным, попробуем разобраться, насколько справедливы некоторые распространённые утверждения:
- GPON быстрее, чем EPON. Безусловно, максимально допустимая нисходящая скорость в GPON больше, однако, если подключать 128 клиентов на луч, то удельная скорость у одного клиента будет равна варианту с EPON, в то время как восходящая скорость будет даже меньше. Кроме того, выше мы рассмотрели потребление трафика, характерное для разных типов клиентов, и получили необходимую скорость, которую может обеспечить как EPON, так и GPON. По этой причине будем считать ничья.
- GPON более функциональный, чем EPON. Возможности у GPON шире, но если отбросить передачу TDM, так как распространение E1 крайне низок. У GPON, за счет использования детальной настройки скоростей и приоритетов для каждого GEM порта, можно лучше управлять сервисами и трафиком для них. Однако это существенно усложняет настройку и для малых операторов, не имеющих систему управления конфигурациями интегрированную с биллингом, это скорее минус, чем плюс. Что касается широко используемого функционала, то он одинаково представлен в обоих вариантах.
- GPON позволяет подключать 128 клиентов на один порт, что делает его в итоге дешевле. В разделе сравнение «EPON и GPON в рублях» мы смогли увидеть, что EPON получается дешевле решений GPON, даже при условии включения 128 клиентов с одного PON порта.