httpwww itl waw plczasopismatiti20081-271, ebook
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Krzysztof Borzycki
Światłowodowe sieci dostępowe
Światłowodowe sieci dostępowe
Krzysztof Borzycki
Wskazano, że szybki wzrost wymagań dotyczących przepływności łączy abonenckich i jakości usług zmusza
do budowy nowej infrastruktury dostępowej, przeważnie z wykorzystaniem włókien światłowodowych jako
medium transmisyjnego. Przedstawiono czynniki motywujące operatorów do budowy sieci światłowodowych,
rozwiązania techniczne sieci, ich klasyfikację oraz problemy związane z zapewnieniem dostępu do sieci
operatorom alternatywnym.
dostęp szerokopasmowy, sieci światłowodowe, sieci dostępowe, włókno światłowodowe, włókno mikrostrukturalne,
kabel światłowodowy, FTTH, FTTN, FTTx, DSL, regulacje, konkurencja
Wprowadzenie
Nowoczesne sieci telekomunikacyjne są najważniejszym elementem infrastruktury technicznej państwa
budującego gospodarkę opartą na wiedzy i jednym z podstawowych atutów konkurencyjnych w epoce
globalizacji i informatyzacji.
Większość infrastruktury technicznej (sieci drogowe, kolejowe i energetyczne, porty, lotniska,
rurociągi itp.) powstawała przez długi czas (40–150 lat), zgodnie z dość powolnie ewoluującą techniką.
Sieci telekomunikacyjne i teleinformatyczne natomiast wyróżniają się zmiennością standardów
technicznych; wymiana ich elementów przeważnie jest związana ze starzeniem się, a nie zużyciem.
Podobny los czeka stałe sieci dostępowe, zbudowane głównie z kabli z parami przewodów miedzianych
i projektowane dla analogowych usług głosowych o pasmie częstotliwości 3,4 kHz, przy długości
przyłącza abonenckiego do około 10 km.
Miejsce analogowych usług głosowych, telefaksów, dostępu wdzwanianego i usług ISDNBR zajmuje
stopniowo dostęp szerokopasmowy do internetu, telewizja, zwłaszcza wysokiej rozdzielczości (
High
Definition Television
– HDTV), gry sieciowe i inne usługi, wymagające łącza stałego o przepływności
do abonenta (
downstream
) co najmniej 10 Mbit/s. Dla usług HDTV będzie niezbędne wprowadzenie
dostępu abonenckiego o przepływności około 50 Mbit/s i budowa sieci nowej generacji (
New Generation
Network
– NGN).
Należy jednak odróżnić, stanowiącą przedmiot tego artykułu, sieć
dostępową
nowej generacji
(
Access NGN
) od sieci
szkieletowej
nowej generacji opartej na protokole internetowym (
Core NGN
).
Często mylone w różnych opracowaniach i wypowiedziach, te dwa typy NGN nie mają wspólnych
funkcji i elementów. Przykładowo, sieć 21CN (
21st Century Network
) budowana w Wielkiej Brytanii
przez British Telecom (BT) jest siecią NGN szkieletową; BT wyklucza budowę NGN dostępowej.
Dla Polski o gęstości linii abonenckich zaledwie 31% w porównaniu z 45–70% w krajach
„starej” UE [7, 21] konieczność ponownej budowy sieci dostępowej stanowi okazję do „przeskoczenia”
zapóźnień inwestycyjnych i wyrównania punktu startu.
1
Krzysztof Borzycki
Światłowodowe sieci dostępowe
Stan obecny
Dane OECD [32], przedstawione w tabl. 1 i na rys. 1 oraz 2, sytuują Polskę i inne nowe kraje UE
w dolnej grupie członków organizacji pod względem dostępności usług szerokopasmowych.
Tabl. 1
.
Gęstość abonentów szerokopasmowych i dochód narodowy w krajach OECD [32]
Państwa
Gęstość abonentów
szerokopasmowych stałych,
czerwiec 2007 r. [%]
PKB na osobę według
parytetu siły nabywczej,
2006 r. [USD]
Dania
34,3
36 087
Holandia
33,5
37 584
Szwajcaria
30,7
38 289
Korea Południowa
29,9
23 581
Norwegia
29,8
53 092
Islandia
29,8
39 259
Finlandia
28,8
33 045
Szwecja
28,6
34 006
Kanada
25,0
35 948
Belgia
23,8
34 624
Wielka Brytania
23,7
34 690
Australia
22,7
36 027
Francja
22,5
31 860
Luksemburg
22,2
77 841
USA
22,1
43 801
Japonia
21,3
31 918
Niemcy
21,2
32 407
Austria
18,6
36 209
Hiszpania
17,0
28 909
Nowa Zelandia
16,5
26 839
Włochy
15,8
29 145
Irlandia
15,4
40 990
Portugalia
14,7
20 938
Czechy
12,2
22 244
Węgry
11,6
18 453
Polska
8,0
15 077
Grecja
7,1
31 571
Słowacja
6,8
17 606
Turcja
5,2
8 571
Meksyk
4,6
11 539
OECD – średnia
18,8
Uwagi:
1. Za dostęp szerokopasmowy uznano łącze o przepływności minimum 256 kbit/s do abonenta.
2. Liczby w tablicy są sumą danych dla wszystkich technik dostępu stałego.
2
Krzysztof Borzycki
Światłowodowe sieci dostępowe
Rys. 1.
Gęstość abonentów szerokopasmowych w krajach OECD i udziały technik dostępu. Dane OECD
z czerwca 2007 r. [32]
Rys. 2.
Zależność między gęstością abonentów szerokopasmowych i realnym dochodem narodowym na jednego
mieszkańca w krajach OECD, liczonym wg parytetu siły nabywczej w 2006 r. Dane OECD z czerwca 2007 r. [32]
3
Krzysztof Borzycki
Światłowodowe sieci dostępowe
Zależność między poziomem dochodu narodowego a gęstością dostępu szerokopasmowego (rys. 2)
jest prawie proporcjonalna, gdyż w zglobalizowanej gospodarce wszędzie są dostępne te same
techniki i sprzęt po zbliżonych cenach, a konsumenci i firmy wydają podobną część wolnych środków
finansowych na usługi danego rodzaju. W efekcie, to poziom dochodu narodowego określa wydatki
konsumentów na usługi szerokopasmowe i przychody operatorów sieci. Na rys. 2 można zauważyć
kilka odstępstw od tej reguły:
– wyjątkowe rozpowszechnienie usług szerokopasmowych w średnio zamożnej Korei Południowej,
która zdecydowanie wyprzedziła USA, Japonię i Niemcy;
– zapóźnienie Irlandii, Norwegii i Grecji – ta ostatnia wypada gorzej od Polski;
– dość niską gęstość w USA, kraju bardzo zinformatyzowanym.
W połowie okresu realizacji strategii lizbońskiej UE, mającej uczynić gospodarkę unijną „najbar
dziej konkurencyjną na świecie” (2000–2011), kraje UE nie wyprzedzają innych członków OECD
o zbliżonym poziomie dochodu narodowego. Dobre wyniki krajów północnej Europy tłumaczy przede
wszystkim ich ogólna zamożność.
Podziw budzi postęp w Korei Południowej w porównaniu do państw UE o podobnej zamożności –
Grecji i Portugalii. Można spotkać się z opinią, że rozwój rynku koreańskiego to efekt traktowania
go przez miejscowe koncerny elektroniczne jako poligonu doświadczalnego i salonu wystawowego.
Na pewno, ale dlaczego takich wyników nie ma w Japonii i USA?
Motywy budowy sieci FTTx
Nowe usługi telekomunikacyjne
Szerokopasmowy dostęp stały zaowocował pojawieniem się wielu usług konsumenckich wcześniej
niemożliwych lub nieopłacalnych. Do najważniejszych z nich należą:
1) internetowe usługi telewizyjne (IPTV) włącznie z HDTV konkurujące z telewizją naziemną,
kablową i satelitarną oraz wypożyczalniami DVD;
2) interaktywne gry sieciowe, np. World of Warcraft;
3) telefonia, wizjotelefonia i radiofonia internetowa;
4) wymiana plików (
peertopeer
, p2p), generująca 30–80% transferu danych w sieciach, który
szybko rośnie z powodu wymiany plików wideo, o typowych rozmiarach 0,5–4 GB;
5) dystrybucja oprogramowania; przykładowe rozmiary plików: Windows Vista Enterprise: 1632 MB,
Microsoft Oce 2007 Professional: 2679 MB, Windows Vista SP1 x64: 730 MB, Adobe
Photoshop CS3: 337 MB;
6) serwisy wymiany treści multimedialnych (audio, foto, wideo): YouTube, Flickr i inne;
7) internetowa sprzedaż plików audio i wideo, np. iTunes;
8) serwisy społeczne (MySpace, Facebook) i „światy wirtualne” (SecondLife);
9) dostęp do bibliotek elektronicznych, w tym filmów, książek i dokumentów, encyklopedii (Wikipe
dia, Wikimedia) i serwisów edukacyjnych;
10) utrzymywanie kopii danych użytkownika na serwerach ISP, o pojemności do 100 GB;
11) poczta elektroniczna z załącznikami o dużych rozmiarach.
4
Krzysztof Borzycki
Światłowodowe sieci dostępowe
Wymagane parametry łącza abonenckiego, czyli przepływność, dobowy transfer danych i opóźnienia
transmisyjne dla poszczególnych usług, są bardzo różne, ale dla pełnego zaspokojenia potrzeb
wymagającego gospodarstwa domowego należy spełnić wszystkie.
Niezbędna przepływność łącza jest dyktowana przez usługi wizyjne, osiągając 2–6 Mbit/s dla każdej
usługi standardowej o rozdzielczości 576 x 720 lub podobnej (Standard Definition Television –
SDTV) i jakości identycznej z telewizją naziemną oraz 10–20 Mbit/s dla HDTV 1080p (1080 x
1920). Usługi wizyjne rozsiewcze są wrażliwe na zmienne opóźnienia transmisyjne. W zespołowych
grach sieciowych (
Massive Multiplayer Role Playing Game
– MMRPG) też nie dopuszcza się przerw
i opóźnień, gdyż czas reakcji uczestnika decyduje o wyniku.
Telefonia, wizjotelefonia i radiofonia internetowa mają niższą przepływność strumienia danych
(16–200 kbit/s), ale również wymagają transmisji w czasie rzeczywistym. Odmiennie, usługi wy
mienione w punktach 4–11 potrzebują transferu danych o wielkiej objętości, a tolerują zmienną
szybkość i opóźnienia. Miesięczny transfer danych generowany przez aplikacje p2p i telepracę, taką
jak wymiana grafiki komputerowej, edycja filmów czy skład czasopism, w skrajnych przypadkach
osiąga 500–1000 GB.
Ściągnięcie pliku o objętości 6 GB, która odpowiada zawartości dysku DVD z filmem fabularnym,
w ciągu 1 lub 2 h wymaga łącza o przepływności do abonenta odpowiednio 13,3 Mbit/s i 6,7 Mbit/s,
podobnej jak dla usług wizyjnych strumieniowych.
Dystrybucja programów TV wiąże się z przekazem podobnej objętości danych. Przesyłanie pro
gramu TV o przepływności 3 Mbit/s przez 4,5 h dziennie (średni czas oglądania TV deklarowany
w Polsce w 2006 r.) oznacza miesięczny transfer równy 186 GB; przy oglądaniu programu HDTV
12 Mbit/s w identycznym wymiarze czasu już 746 GB.
Usługi telewizyjne polegają głównie na rozsyłaniu ograniczonej liczby identycznych strumieni do wielu
użytkowników. Operator dokonuje grupowania ruchu wizyjnego na krawędzi sieci i silnie są obciążone
tylko segmenty bliskie użytkownikom. Popularność usług „wideo na życzenie”, generujących ruch nie
poddający się grupowaniu jest niewielka.
Brak tej możliwości w przypadku p2p, gdyż do i od każdego użytkownika przesyłane są inne dane.
Aplikacje p2p silnie obciążają sieć szkieletową i połączenia międzyoperatorskie, nie przynosząc
przychodów za dodatkowe usługi. Tłumaczy to skłonność dostawców do blokowania ruchu p2p
i żądań, aby firmy świadczące usługi związane z transferem dużych ilości danych, takie jak Google
lub BBC, uczestniczyły w kosztach rozbudowy ich sieci.
Dostęp do usług nowej generacji
Szacując przepływność łącza do abonenta trzeba uwzględnić, że gospodarstwo domowe może
mieć wiele urządzeń przyłączonych do sieci, takich jak PC, laptop, PDA, telewizor, cyfrowy
rejestrator TV (DVR), konsola do gier i inne, oraz korzystać z wielu usług równocześnie. Zestawienie
orientacyjnych parametrów usług zawiera tabl. 2.
Zaspokojenie potrzeb telekomunikacyjnych, zawodowych i rozrywkowych zamożnego gospodarstwa
domowego wymaga łącza o przepływności do abonenta 50–100 Mbit/s.
Trudniej oszacować przepływność w kierunku zwrotnym. Spośród usług z tabl. 2, ruch prawie
symetryczny generują: p2p, telepraca i transfer danych składowanych na serwerach sieciowych.
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]