Технология GPON: как подключить тысячи пользователей, избежав огромных расходов на кабели
Вообразите инфраструктуру, протянувшуюся на многие километры, но почти не нуждающуюся в постоянном обслуживании, сложном оборудовании и километрах проводов. Именно такие возможности предоставляет «пассивная» оптическая сеть GPON, ставшая для операторов связи эталонным решением. Каким образом эта технология позволяет превратить первоначальные вложения в стабильный доход?
Принцип работы сети GPON
GPON представляет собой разновидность пассивных оптических сетей (Passive Optical Network, PON), где между оборудованием провайдера и конечным пользователем применяются оптические волокна и пассивные делители (сплиттеры), а не активные коммутационные устройства.
Схема организации достаточно понятна. На стороне оператора устанавливается головной коммутатор, от которого оптический сигнал по кабелю передаётся через коммутационные шкафы и распределительные коробки к абоненту. Скорость и качество передачи зависят от характеристик этого коммутатора, используемого кабеля, а также параметров установленных сплиттеров.
За счёт чего GPON позволяет оператору снизить издержки при развёртывании сети
Существует два основных подхода к построению линий связи: комбинированный — с использованием оптоволокна и витой пары, и полностью волоконно-оптический. Второй вариант требует больших первоначальных затрат, однако низкие эксплуатационные расходы со временем полностью окупают эту разницу.
Более того, при грамотном планировании, проектировании и монтаже можно добиться существенной экономии, приблизив итоговую стоимость такой сети к затратам на решение на основе медных кабелей. Более детально этот вопрос будет рассмотрен далее.
Основные достоинства технологии GPON
- Сокращение активных устройств. Пассивная архитектура устраняет потребность в активных коммутаторах и электропитании на протяжении всей линии, что ведет к снижению капитальных вложений и операционных расходов.
- Сокращение затрат на кабельную систему. Одно волокно в сочетании со сплиттером заменяет множество индивидуальных волоконных линий, уменьшая расходы на прокладку кабеля, использование каналов и техническое обслуживание.
- Снижение энергопотребления и упрощение обслуживания. Пассивные сплиттеры не нуждаются в электропитании, что сокращает затраты на электроэнергию и упрощает эксплуатацию сети по сравнению с активными аналогами.
- Легкость масштабирования и адаптивность. При увеличении числа пользователей или расширении зоны охвата можно подключать новые ONT без кардинальной перестройки магистрали — достаточно установить сплиттеры и задействовать свободные порты OLT. Это уменьшает затраты на модернизацию и позволяет развивать сеть поэтапно.
- Быстрая окупаемость вложений. Относительно невысокие капитальные затраты, низкие эксплуатационные расходы и возможность подключения множества клиентов одновременно обеспечивают оператору экономическую эффективность и ускоренный возврат инвестиций.
Варианты решений и архитектурные схемы: выбор для оператора связи
Схема №1, традиционная для массового рынка и частных пользователей: коммутатор — оптический кабель — сплиттер 1:64 — подъезд/этаж — конечный абонент.
Ключевые параметры:
- разделение одного оптического волокна на 32 или 64 абонента в зависимости от требуемой скорости: 1:32 или 1:64;
- максимальное расстояние до абонента: до 20 км;
- скорость нисходящего потока: 2.5 Гбит/с;
- скорость восходящего потока: 1.25 Гбит/с;
- средняя суммарная нагрузка на абонентов: 40–80 Мбит/с.
Область применения: многоквартирные дома, частные домовладения, массовое подключение по технологии FTTH.
Схема №2 — распределенная (многоуровневое разделение): коммутатор — магистральный сплиттер 1:4 — сплиттеры 1:16 — абонент.
Применяется:
- при обширной и рассредоточенной зоне покрытия;
- когда необходимо максимально экономить оптическое волокно;
- при наличии ограничений по пропускной способности кабельных каналов.
Преимущества: минимальное использование волокна в магистрали, создание резерва для будущего расширения.
Схема №3 — FTTB/корпоративная (точечное подключение): коммутатор — прямое оптическое соединение до серверной стойки — разветвленная абонентская часть, позволяющая обслуживать большее число пользователей (либо меньшее, но с повышенной пропускной способностью).
На стороне объекта ONT обеспечивает:
- функции DHCP / PPPoE;
- управление VLAN;
- контроль качества обслуживания (QoS);
- режим аварийного переключения (Failover).
Область применения: бизнес-центры, промышленные предприятия, логистические комплексы.
Наиболее выгодное решение для операторов в текущих условиях
Наиболее целесообразным сегодня является строительство сетей на основе технологии GPON, даже несмотря на более высокие первоначальные затраты и не всегда радикальное снижение эксплуатационных расходов. Этому способствует ряд факторов.
- Обслуживание в процессе использования. Отпадает необходимость в техобслуживании множества узлов подключения (таких как коммутационные шкафы, распределительные коробки и прочие).
- Снижение коммунальных расходов. Это означает малое энергопотребление и компактные размеры устанавливаемого оборудования.
- Высокий запас для развития. Существует возможность наращивания мощности сети с незначительными дополнительными вложениями.
Ни одна из альтернативных технологий создания коммуникационных и интернет-сетей не обладает перечисленными достоинствами.
Для эффективного сокращения расходов на монтаж сети следует руководствоваться несколькими принципами.
- Качественное проектирование с учётом всех исходных условий. Возможно, затраты на разработку проекта будут выше, но это даст существенную экономию на материалах и монтажных работах.
- Характеристики кабеля. Правильный подбор длины, ёмкости и производителя кабеля помогает сберечь крупные суммы инвестиций.
- Особое внимание к финальному кабельному оснащению. Шкафы: чем больше портов вмещает шкаф, тем меньше понадобится вспомогательных элементов вроде распределительных коробок и компактных шкафчиков. Также разные поставщики предлагают различные варианты конечных шкафов. Следует изучить все доступные предложения и выбрать оборудование, оптимально соответствующее поставленным задачам. Кабель: важно определить метод укладки (разные способы прокладки имеют разную стоимость, требуют разной длины кабеля и технического резерва), а также минимизировать количество стыковочных участков. Ёмкость кабеля также играет значительную роль.
- Монтажные работы. Выбор надёжного исполнителя, который сможет оптимизировать все виды затрат.
