Презентация "Сети широкополосного доступа"

NGN Сети широкополосного доступа Инфокоммуникационные услуги

Услуга	Полоса пропускания
Аудио по требованию	1,5 – 7 Мбит/с
Видеоконференция	800 Кбит/с
Теле- или Интернет обучение	1,5 – 7 Мбит/с
Телемедицина	1,5 – 7 Мбит/с
Видеотелефония	200 Кбит/с
Фильмы по требованию	1,5 – 7 Мбит/с
Телеигры	600 Кбит/с
Домашний магазин	1,5 – 7 Мбит/с
Электронные банковские операции	400 Кбит/с
Электронные газеты	2 Мбит/с
Цифровое телевидение	7 Мбит/с

Основные функциональные требования к ШПД NGN

• возможность поддержки набора механизмов качества обслуживания (уровень 2, уровень 3);
• возможность динамического выделения необходимой полосы пропускания по требованию приложения;
• возможность поддержки работы приложений в режиме multicast;
• возможность одновременной передачи трафика речи, видео и данных;
• возможность совместного использования одного широкополосного подключения несколькими пользователями;
• возможность поддержки функциональных возможностей VPN;
• возможность учета трафика и сбора статистики для поддержки биллинга услуг и верификации параметров SLA;
• возможность ограничения или блокировки доступа пользователей к определенным приложениям;
• возможность удаленного управления и конфигурирования пользовательского оборудования со стороны провайдера услуг;
• возможность обеспечения функций безопасности для оконечных пользователей, элементов сети провайдера услуг и инфраструктуры взаимодействующих операторов связи.

Принципы классификации технологий ШПД

• среда передачи;
• возможность использования существующей инфраструктуры сети;
• область применения;
• максимальная удаленность абонентов;
• ширина полосы пропускания;
• используемый диапазон частот;
• возможность мобильности абонента;
• стоимость реализации;
• и т.д.

Иерархия сетей ШПД в зависимости от области применения Схемы сетей доступа для технологий а) DSL, б) беспроводные, в) PON. Технология xDSL

• Аббревиатура xDSL обозначает семейство технологий, в котором для передачи информации предполагается использование незадействованных частот на существующих медных телефонных абонентских линиях (АЛ). При этом возможна одновременная передача речи и высокоскоростная передача данных по одной и той же телефонной линии.

Технология FTTH

• Технология FTTH представляет собой способ предоставления оконечному пользователю широкополосного доступа с использованием оптоволоконных линий связи.
• Технология FTTH является одной из семейства сетевых технологий, объединенных под общей аббревиатурой FTTx, где "x" определяет физическую точку, до которой фактически доходит оптический кабель.
• Могут существовать варианты доведения оптического кабеля до конкретного абонента (FTTH), жилого здания (FTTB), распределительного шкафа (FTTC), какого-либо выносного модуля (FTTR), узла (FTTN) и пр.
• В настоящее время существует две альтернативные технологии организации сетей FTTH:
• активная оптическая сеть;
• пассивная оптическая сеть.

Сеть AOEN

• Сеть AOEN задействует в своей архитектуре активное оборудование, использующее электропитание.
• Один комплект подобного оборудования обеспечивает работу 400‑500 пользователей и выполняет функции коммутации либо маршрутизации 2/3 уровня.
• Максимальная скорость передачи данных для одного абонента может составлять 1 Гбит/с (GE).
• В решении AOEN каждому пользователю предоставляется отдельная оптическая линия, а точки распределения управляются активным оптическим оборудованием.
• Существует два варианта организации активной оптической сети:
• волокно до дома (home run fiber architecture) – предполагает использование одного оптического кабеля на всем протяжении от центрального узла (OLT) оператора до абонентского терминала (ONT);
• активная звезда (active star architecture) – предполагает использование удаленных узлов между центральным узлом и абонентским терминалом.
• Максимальная удаленность абонентских терминалов от концентратора доступа в сетях AOEN может составлять 70‑80 км.

PON (Passive optical network) 

• Распределительная сеть доступа PON, основана на древовидной волоконно-кабельной архитектуре с пассивными оптическими разветвителями на узлах, представляет экономичный способ обеспечить широкополосную передачу информации.
• Основная идея архитектуры PON — использование одного приемопередающего модуля в OLT (optical line terminal) для передачи информации множеству абонентских устройств ONT (optical network terminal), так же называемых ONU (optical network unit) и приема информации от них.
• Для передачи потока информации от OLT к ONT — прямого (нисходящего) потока, как правило, используется длина волны 1550 нм. Наоборот, потоки данных от разных абонентских узлов в центральный узел, совместно образующие обратный (восходящий) поток, передаются на длине волны 1310 нм. В OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки.

PON

• Пассивная оптическая сеть (PON) предполагает использование пассивных сплиттеров (не требующих электропитания) для распределения оптического сигнала оконечным пользователям.
• При этом один оптоволоконный канал может оптически разделяться между определенным числом абонентских терминалов (например, 16, 32 или 64).
• Распределительная сеть PON в отличие от AOEN не поддерживает функций коммутации и маршрутизации и строится по принципы "точка-многоточка".
• Максимальная удаленность абонентских терминалов от концентратора доступа в сетях PON может составлять 20 км.

AOEN PON Сравнительный анализ технологий PON

Характеристика	APON/BPON	EPON	GPON
Стандарт	G.983.x МСЭ‑Т	IEEE 802.3ah	G.984.x МСЭ‑Т
Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с	155/155 622/155 622/622	1000/1000	1244/155, 622, 1244 2488/622, 1244, 2488
Максимальный радиус сети, км	20	20	20
Максимальное число узлов на одно волокно	32	16	64

Технология HFC

• Технология HFC представляет собой метод организации сети широкополосного доступа, при котором сеть доступа объединяет в себе элементы, как оптических, так и коаксиальных линий связи.
• Коаксиальная составляющая подключает к сети от 100 до 2000 абонентов, используя топологию типа "дерево". На коаксиальном участке сети через определенные интервалы устанавливаются радиочастотные усилители, которые компенсируют затухание в кабеле и потери от деления сигнала.
• Оптический узел сети HFC (оптикоэлектрический преобразователь) осуществляет преобразование оптических сигналов в электрические сигналы, и наоборот. Оптические кабели соединяют оптический узел с удаленной головной станцией оператора или концентратором.

Общая структура сети доступа, построенной на базе технологии HFC Технология PLC/BPL

• Технология PLC (Power Line Communication) – это телекоммуникационная технология, использующая силовые электросети для высокоскоростной передачи информации.
• Узкополосные системы PLC работают в диапазоне частот 3‑148,5 КГц, в то время как широкополосные системы PLC функционируют в диапазоне 1‑30 МГц.

Технология FTTH

• Технология FTTH представляет собой способ предоставления оконечному пользователю широкополосного доступа с использованием оптоволоконных линий связи.
• Технология FTTH является одной из семейства сетевых технологий, объединенных под общей аббревиатурой FTTx, где "x" определяет физическую точку, до которой фактически доходит оптический кабель.
• Могут существовать варианты доведения оптического кабеля до конкретного абонента (FTTH), жилого здания (FTTB), распределительного шкафа (FTTC), какого-либо выносного модуля (FTTR), узла (FTTN) и пр.
• В настоящее время существует две альтернативные технологии организации сетей FTTH:
• активная оптическая сеть;
• пассивная оптическая сеть.

Технология			Спектр используемых частот	Максимальная ширина полосы пропускания, Мбит/с	Максимальная удаленность абонентов от узла/точки доступа, км	Достоинства	Недостатки
xDSL	ADSL2+		до 2,2 МГц	Downstream: 26 (до 0,3 км) 20 (до 1,5 км) 7,5 (до 2,7 км) > 2,7 км ≡ ADSL	2,7 > 2,7 км – технология ADSL2+ эквивалентна ADSL	Использование существующей инфраструктуры	Зависимость скорости передачи данных от расстояния
	VDSL2		до 30 МГц	100 (до 0,35 км) 50 (до 1 км) > 1,6 км ≡ ADSL2+	1,6 > 1,6 км – технология VDSL2 эквивалентна ADSL2+	Возможно использование существующей инфраструктуры	Зависимость скорости передачи данных от расстояния; необходимость использования оптики в решении FTTx
FTTH	AOEN		ТГц	1000	80	Практически неограниченная ширина полосы пропускания	Необходимость развертывания новой инфраструктуры оптоволоконных линий
	PON	APON	ТГц	622/622	20
		BPON	ТГц	622/622	20
		EPON	ТГц	1000/1000	20
		GPON	ТГц	2488/2488	20
HFC			7‑860 МГц	40/30 (DOCSIS 2.0) 160/120 (DOCSIS 3.0)	100 (с использованием усилителей)	Частичное использование существующей инфраструктуры сети кабельного телевидения	Общая полоса пропускания разделяется между большим числом пользователей

Технологии персональных сетей доступа

• Персональные сети доступа (PAN) представляют собой беспроводные сети связи малого радиуса действия (обычно около 10 м), предназначенные, главным образом, для поддержки работы портативных либо мобильных устройств, таких как персональные компьютеры, принтеры, коммуникаторы, мобильные телефоны и другая персональная электроника.
• Наиболее распространенными на текущий момент вариантами WPAN являются следующие технологии:
• Bluetooth (стандарт IEEE 802.15.1);
• ZigBee (стандарт IEEE 802.15.4);
• UWB (стандарт IEEE 802.15.3).

Эталонная модель сети высокоскоростного абонентского доступа

Системно-сетевые решения ШПД

Организация широкополосного доступа с использованием телефонных абонентских линий

Организация широкополосного доступа с использованием волоконно-оптических линий связи

Состав решения ШПД

• мультиплексор доступа (DSLAM);
• шлюз доступа (AG);
• коммутатор доступа Ethernet (EAS);
• сервер широкополосного доступа (BRAS);
• сервер аутентификации, авторизации и учета (AAA).

• Узел широкополосного доступа – xDSL (УДШ-X)
• Мультиплексор доступа DSLAM (устанавливается в здании АТС, в контейнере или в шкафу)
• Узел доступа мультисервисный (УДМ)
• DSLAM, шлюз доступа AG (устанавливаются в здании АТС, в контейнере или в шкафу)
• Узел широкополосного доступа – Ethernet (УДШ-E)
• Коммутатор доступа Ethernet EAS (устанавливается в шкафу)
• Узел доступа пограничный (УДП)
• Сервер широкополосного доступа BRAS, сервер аутентификации, авторизации и учета AAA, DSLAM, AG (устанавливаются в здании АТС)

Узел широкополосного доступа – xDSL

Узел доступа мультисервисный

Узел широкополосного доступа – Ethernet

Узел доступа пограничный

• Узел широкополосного доступа – xDSL (УДШ-X)
• Подключение оконечного оборудования к сети связи с целью предоставления услуг высокоскоростного доступа. Используются технологии: ADSL, ADSL2, ADSL2+, VDSL2, SHDSL.
• Передача трафика услуг телефонной связи в направлении узла сети телефонной связи, базирующейся на технологии коммутации каналов.
• Подключение удаленных узлов доступа (УДШ-X, УДШ-E) в качестве выносов по интерфейсам Ethernet.
• Взаимодействие с системой управления сетью связи, в том числе для выполнения функций конфигурирования оборудования и сбора статистических данных.

Узел доступа мультисервисный

• Подключение оконечного оборудования по аналоговым абонентским линиям и интерфейсам ISDN PRI с целью предоставления услуг телефонной связи.
• Подключение средств связи по интерфейсам ISDN BRI и V5.2.Передача информации о телефонных вызовах в модуль СОРМ.
• Маршрутизация вызовов к узлам обслуживания вызова экстренных оперативных служб при потере связи с контроллером шлюзов (MGC).
• Подключение оконечного оборудования к сети связи с целью предоставления услуг высокоскоростного доступа. Используются технологии: ADSL, ADSL2, ADSL2+, VDSL2, SHDSL.
• Подключение удаленных узлов доступа (УДШ-X, УДШ-E) в качестве выносов по интерфейсам Ethernet.
• Взаимодействие с системой управления сетью связи, в том числе для выполнения функций конфигурирования оборудования и сбора статистических данных.

• Узел широкополосного доступа
• Подключение оконечного оборудования к сети связи с целью предоставления услуг высокоскоростного доступа. Используется технология Ethernet.
• Взаимодействие с системой управления сетью связи, в том числе для выполнения функций конфигурирования оборудования и сбора статистических данных.

• Узел доступа пограничный
• Подключение оконечного оборудования по аналоговым абонентским линиям и интерфейсам ISDN PRI с целью предоставления услуг телефонной связи.
• Подключение средств связи по интерфейсам ISDN BRI и V5.2.
• Передача информации о телефонных вызовах в модуль СОРМ.
• Маршрутизация вызовов к узлам обслуживания вызова экстренных оперативных служб при потере связи с контроллером шлюзов (MGC).
• Подключение оконечного оборудования к сети связи с целью предоставления услуг высокоскоростного доступа. Используются технологии: ADSL, ADSL2, ADSL2+, VDSL2, SHDSL.
• Подключение удаленных узлов доступа (УДШ-X, УДШ-E) в качестве выносов по интерфейсам Ethernet.
• Агрегация трафика услуг высокоскоростного доступа, включая сеансы пользователей PPP, IP и VPN.
• Управление полосой пропускания и качеством обслуживания, которые доступны пользователям услуг высокоскоростного доступа.
• Осуществление функций аутентификации/авторизации сеансов пользователей.
• Динамическое назначение IP-адресов оконечному оборудованию.Формирование записей CDR с целью обеспечения учета объема оказанных высокоскоростных услуг.
• Выполнение функций маршрутизатора IP и функций граничного маршрутизатора MPLS.
• Взаимодействие с системой управления сетью связи, в том числе для выполнения функций конфигурирования оборудования и сбора статистических данных.

архитектура абонентского шлюза, предложенная организацией HGI