Asiaankuuluvien tietojen mukaan FTTH/FTTP/FTTB-laajakaistan käyttäjien osuus maailmanlaajuisesti nousee 59 prosenttiin vuonna 2025. Markkinatutkimusyritys Point Topicin toimittamat tiedot osoittavat, että tämä kehitystrendi on 11 prosenttia nykytasoa korkeampi.
Point Topicin ennusteen mukaan maailmanlaajuisesti on 1,2 miljardia kiinteän laajakaistan käyttäjää vuoden 2025 loppuun mennessä. Kahden ensimmäisen vuoden aikana maailmanlaajuisten laajakaistan käyttäjien kokonaismäärä ylitti miljardin rajan.
Noin 89 % näistä käyttäjistä sijaitsee maailmanlaajuisesti 30 suurimman markkina-alueen joukossa. Näillä markkinoilla FTTH ja siihen liittyvät teknologiat valtaavat pääasiassa markkinaosuuksia xDSL:ltä, ja xDSL-markkinaosuus laskee 19 prosentista 9 prosenttiin ennustejaksolla. Vaikka rakennukseen tulevan valokuituyhteyden (FTTC) ja VDSL:n sekä DOCSIS-pohjaisen hybridikuitu-/koaksiaalikaapelin (HFC) käyttäjien kokonaismäärän pitäisi kasvaa ennustejaksolla, markkinaosuus pysyy suhteellisen vakaana. Näistä FTTC:n osuus on noin 12 % liittymien kokonaismäärästä ja HFC:n osuus 19 %.
5G:n yleistymisen pitäisi estää kiinteän laajakaistan sovelluksia ennustejaksolla. Ennen 5G:n varsinaista käyttöönottoa on vielä mahdotonta ennustaa, kuinka paljon se vaikuttaa markkinoihin.
Tässä artikkelissa vertaillaan passiivisen optisen verkon (PON) käyttötekniikkaa ja aktiivisen optisen verkon (AON) käyttötekniikkaa maani asuinalueiden ominaisuuksien perusteella ja analysoidaan sen soveltamisen etuja ja haittoja Kiinan asuinalueilla. Selventämällä useita merkittäviä ongelmia FTTH-käyttötekniikan soveltamisessa maani asuinalueilla, käsitellään lyhyesti maani asianmukaisia strategioita FTTH-sovellusteknologian kehittämiseksi.
1. Maani FTTH-kohdemarkkinoiden ominaispiirteet
Tällä hetkellä FTTH:n pääasiallinen kohdemarkkina Kiinassa on epäilemättä suurten, keskisuurten ja pienten kaupunkien asuinalueiden asukkaat. Kaupunkien asuinalueet ovat yleensä puutarhatyyppisiä asuinalueita. Niiden erityispiirteitä ovat: korkea kotitalouksien tiheys. Yhden puutarhan asuinalueilla on yleensä 500–3000 asukasta, ja joissakin on jopa kymmeniä tuhansia kotitalouksia; asuinalueilla (mukaan lukien liikerakennukset) on yleensä tietoliikennelaitteiden huoneita tietoliikennelaitteiden asentamista ja linjojen vaihtoa varten koko alueella. Tämä kokoonpano on välttämätön, jotta teleoperaattorit voivat kilpailla keskenään ja integroida useita televiestintäpalveluita. Etäisyys tietokonehuoneesta käyttäjään on yleensä alle 1 km; suuret teleoperaattorit ja kaapelitelevisio-operaattorit ovat yleensä asentaneet pienen johdinmäärän (yleensä 4–12 johdinta) optisia kaapeleita asuinalueiden tai liikerakennusten tietokonetiloihin; asuinalueiden tietoliikenne- ja kaapelitelevisioyhteydet yhteisössä kuuluvat kullekin operaattorille. Toinen maani FTTH-kohdemarkkinoiden ominaispiirre on alan esteiden olemassaolo telepalvelujen tarjoamisessa: teleoperaattorit eivät saa tarjota kaapelitelevisiopalveluita, eikä tätä nykytilaa voida muuttaa pitkään aikaan.
2. FTTH-yhteystekniikan valinta maassani
1) Passiivisen optisen verkon (PON) kohtaamat ongelmat FTTH-sovelluksissa maassani
Kuva 1 esittää ihanteellisen passiivisen optisen verkon (Passive Optical Network-PON) verkon rakenteen ja jakauman. Sen pääominaisuudet ovat: optinen linjapääte (Optical Line Terminal-OLT) sijoitetaan teleoperaattorin keskustietokonehuoneeseen ja passiiviset optiset jakajat (Splitter) sijoitetaan mahdollisimman lähelle käyttäjän puolella olevaa optista verkkoyksikköä (Optical Network Unit - ONU). OLT:n ja ONU:n välinen etäisyys on yhtä suuri kuin teleoperaattorin keskustietokonehuoneen ja käyttäjän välinen etäisyys, joka on yleensä samanlainen kuin nykyinen kiinteän puhelinverkon käyttöetäisyys, joka on yleensä useita kilometrejä, ja jakaja on yleensä kymmenistä metreistä satoihin metreihin ONU:sta. Tämä PON:n rakenne ja asettelu korostavat PON:n etuja: koko verkko keskustietokonehuoneesta käyttäjälle on passiivinen verkko; suuri määrä valokuitukaapeliresursseja keskustietokonehuoneesta käyttäjälle säästyy; koska se on yksi-moneen-periaatteella, keskustietokonehuoneen laitteiden määrä vähenee ja skaalautuu, mikä vähentää keskustietokonehuoneen johdotuksen määrää.
Passiivisen optisen verkon (PON) ihanteellinen sijoittelu asuinalueella: OLT sijoitetaan teleoperaattorin keskustietokonehuoneeseen. Periaatteen mukaisesti jakaja sijoitetaan lattiajakolaatikkoon, jossa jakaja on mahdollisimman lähellä käyttäjää. Tämä ihanteellinen sijoittelu korostaa PON:n luontaisia etuja, mutta se tuo väistämättä mukanaan seuraavat ongelmat: Ensinnäkin keskustietokonehuoneesta asuinalueelle, kuten 3000 asuinalueelle, tarvitaan paljon johdinta sisältävä valokuitukaapeli, jonka haaroitussuhde on 1:16. Tarvitaan lähes 200-johtiminen valokuitukaapeli, mutta tällä hetkellä vain 4–12-johtiminen, joten optisen kaapelin asettamista on erittäin vaikea lisätä. Toiseksi käyttäjät eivät voi vapaasti valita operaattoria, vaan voivat valita vain yhden teleoperaattorin tarjoaman palvelun, ja on väistämätöntä, että yksi operaattori monopolisoituu. Liiketoimintatilanne ei edistä useiden operaattoreiden kilpailua, eikä käyttäjien etuja voida tehokkaasti suojella. Kolmanneksi, lattiajakokoteloon sijoitetut passiiviset optiset jakolaitteet aiheuttavat jakeluverkkojen hajanaisuuden, mikä vaikeuttaa allokointia, ylläpitoa ja hallintaa. Se on jopa lähes mahdotonta. Neljänneksi, verkkolaitteiden ja niiden liitäntäporttien käyttöasteen parantaminen on mahdotonta, koska yhden PON-verkon peittoalueella käyttäjien käyttöastetta on vaikea saavuttaa 100 %.
Asuinalueen passiivisen optisen verkon (PON) realistinen asettelu: Sekä OLT että Splitter on sijoitettu asuinalueen tietokonehuoneeseen. Tämän realistisen asettelun etuja ovat: keskustietokonehuoneesta asuinalueelle tarvitaan vain matalajohtimisia valokuitukaapeleita, ja olemassa olevat optiset kaapeliresurssit voivat vastata tarpeisiin; koko asuinalueen liitäntälinjat on kytketty asuinalueen tietokonehuoneeseen, jolloin käyttäjät voivat vapaasti valita eri teleoperaattoreita. Teleoperaattoreille verkko on erittäin helppo määrittää, ylläpitää ja hallita; koska liitäntälaitteet ja kytkentäpaneelit ovat samassa soluhuoneessa, se epäilemättä parantaa merkittävästi laitteiden porttien käyttöastetta, ja liitäntälaitteita voidaan laajentaa vähitellen käyttäjien määrän kasvun mukaan. Tällä realistisella asettelulla on kuitenkin myös ilmeisiä puutteita: Ensinnäkin PON:n hylkääminen verkkorakenteessa on passiivisten verkkojen suurin etu, ja keskustietokonehuone käyttäjäverkkoon nähden on edelleen aktiivinen verkko; toiseksi se ei säästä valokuitukaapeliresursseja PON:n vuoksi; PON-laitteilla on korkeat kustannukset ja monimutkainen verkkorakenne.
Yhteenvetona voidaan todeta, että PONilla on kaksi ristiriitaista puolta asuinalueiden FTTH-sovelluksissa: PONin ihanteellisen verkkorakenteen ja asettelun mukaan se voi varmasti hyödyntää alkuperäisiä etujaan: koko verkko keskustietokonehuoneesta käyttäjään on passiivinen verkko, mikä säästää paljon keskustietokonehuoneen resursseja käyttäjän valokuitukaapeliresurssien osalta. Keskustietokonehuoneen laitteiden määrä ja laajuus yksinkertaistuvat. Se tuo kuitenkin mukanaan myös lähes hyväksymättömiä haittoja: valokuitukaapelilinjojen asennusta on lisättävä huomattavasti; jakelupisteet ovat hajallaan, ja numeroiden allokointi, ylläpito ja hallinta on erittäin vaikeaa; käyttäjät eivät voi vapaasti valita operaattoreita, jotka eivät edistä useiden operaattoreiden kilpailua, eikä käyttäjien etuja voida tehokkaasti taata; verkkolaitteiden ja niiden liitäntäporttien käyttöaste on alhainen. Jos asuinalueella käytetään realistista passiivisen optisen verkon (PON) asettelua, olemassa olevat optiset kaapeliresurssit voivat vastata tarpeisiin. Yhteisön tietokonehuone on yhtenäisesti johdotettu, mikä tekee numeroiden osoittamisesta, ylläpidosta ja hallinnasta erittäin helppoa. Käyttäjät voivat vapaasti valita operaattorin, mikä parantaa merkittävästi laitteiden porttien käyttöastetta, mutta samalla se poistaa PON:n kaksi suurinta etua passiivisena verkkona ja valokuitukaapeliresurssien säästämisen. Tällä hetkellä sen on myös kestettävä PON-laitteiden korkeiden kustannusten ja monimutkaisen verkkorakenteen haitat.
2) FTTH-yhteystekniikan valinta asuinalueilleni - Point-to-point (P2P) -yhteystekniikka aktiiviselle optiselle verkolle (AON) asuinalueilla
PON-tekniikan edut ilmeisesti katoavat tiheästi asutuilla asuinalueilla. Koska nykyinen PON-teknologia ei ole kovin kehittynyttä ja laitteiden hinta on edelleen korkea, uskomme, että FTTH-yhteyteen on tieteellisempää ja toteuttamiskelpoisempaa valita AON-teknologia, koska:
－Tietokonehuoneita perustetaan yleensä yhteisöön;
-AON:n P2P-teknologia on kehittynyttä ja edullista. Se voi helposti tarjota 100M tai 1G kaistanleveyttä ja toteuttaa saumattoman yhteyden olemassa oleviin tietokoneverkkoihin;
-Keskuskonehuoneesta asuinalueelle ei ole tarvetta lisätä optisten kaapeleiden asennusta;
- Yksinkertainen verkkorakenne, alhaiset rakennus-, käyttö- ja ylläpitokustannukset;
-Keskitetty johdotus yhteisön tietokonehuoneessa, helppo numeroida, ylläpitää ja hallita;
-Antaa käyttäjien valita operaattorit vapaasti, mikä edistää useiden operaattoreiden kilpailua ja käyttäjien etuja voidaan tehokkaasti suojata kilpailun avulla;
——Laiteporttien käyttöaste on erittäin korkea, ja kapasiteettia voidaan vähitellen laajentaa käyttäjien määrän kasvun mukaan.
Tyypillinen AON-pohjainen FTTH-verkon rakenne. Olemassa olevaa matalajohtimista valokuitukaapelia käytetään teleoperaattorin keskustietokonehuoneesta yhteisön tietokonehuoneeseen. Kytkentäjärjestelmä sijoitetaan yhteisön tietokonehuoneeseen, ja point-to-point (P2P) -verkkotila otetaan käyttöön yhteisön tietokonehuoneesta käyttäjäpäätteelle. Sisääntulevat laitteet ja kytkentäpaneelit sijoitetaan tasaisesti yhteisön tietokonehuoneeseen, ja koko verkko käyttää Ethernet-protokollaa kypsällä teknologialla ja alhaisilla kustannuksilla. AON:n point-to-point FTTH -verkko on tällä hetkellä Japanissa ja Yhdysvalloissa yleisesti käytetty FTTH-yhteystekniikka. Maailman nykyisistä 5 miljoonasta FTTH-käyttäjästä yli 95 % käyttää aktiivista kytkentäistä P2P-tekniikkaa. Sen merkittäviä etuja ovat:
--Suuri kaistanleveys: helppo toteuttaa vakaa kaksisuuntainen 100M laajakaistayhteys;
-Se voi tukea laajakaistayhteyttä, kaapelitelevisioyhteyttä ja puhelinyhteyttä sekä toteuttaa kolmen verkon integroinnin tukiasemaverkkoon;
－－Tukea tulevaisuudessa ennakoitavissa olevaa uutta liiketoimintaa: videopuhelin, VOD, digitaalinen elokuva, etätoimisto, verkkonäyttelyt, TV-opetus, etälääketieteellinen hoito, tietojen tallennus ja varmuuskopiointi jne.;
- Yksinkertainen verkkorakenne, kypsä teknologia ja alhaiset käyttökustannukset;
－－Vain yhteisön tietokonehuone on aktiivinen solmukohta. Keskitä tietokonehuoneen johdotus ylläpitokustannusten vähentämiseksi ja laitteiden porttien käytön parantamiseksi.
-Antaa käyttäjille mahdollisuuden valita operaattorin vapaasti, mikä edistää teleoperaattoreiden välistä kilpailua;
-Säästä tehokkaasti valokuitukaapeliresursseja keskustietokonehuoneesta yhteisölle, eikä valokuitukaapeleiden asentamista keskustietokonehuoneesta yhteisölle tarvitse lisätä.
Uskomme, että on tieteellisempää ja toteuttamiskelpoisempaa valita AON-teknologia FTTH-yhteyksiin, koska PON-standardien ja -teknologioiden kehityksessä on vielä epävarmuutta:
-Standardi on juuri ilmestynyt useina versioina (EPON ja GPON), ja standardien välinen kilpailu tulevaisuuden edistämisen kannalta on epävarmaa.
– Merkitykselliset laitteet vaativat 3–5 vuoden standardoinnin ja kypsymisen. Seuraavien 3–5 vuoden aikana on vaikea kilpailla nykyisten Ethernet P2P -laitteiden kanssa kustannusten ja suosion suhteen.
-PON-optoelektroniset laitteet ovat kalliita: tehokkaat ja nopeat purskeiden lähetykset ja vastaanotot; nykyiset optoelektroniset laitteet eivät läheskään pysty täyttämään edullisten PON-järjestelmien tuotantovaatimuksia.
-Ulkomaisten EPON-laitteiden keskimääräinen myyntihinta on tällä hetkellä 1 000–1 500 Yhdysvaltain dollaria.
3. Kiinnitä huomiota FTTH-teknologian riskeihin ja vältä sokeasti pyytämästä tukea täyden palvelun käyttöoikeudelle
Monet käyttäjät tarvitsevat FTTH:n tukemaan kaikkia palveluita ja samanaikaisesti tukemaan laajakaistaista internetyhteyttä, kaapelitelevisioyhteyttä (CATV) ja perinteistä kiinteää puhelinyhteyttä eli triple play -yhteyttä, toivoen saavuttavansa FTTH-yhteystekniikan yhdellä askeleella. Uskomme, että on ihanteellista voida tukea laajakaistaista internetyhteyttä, rajoitettua televisioyhteyttä (CATV) ja tavallista kiinteää puhelinyhteyttä, mutta todellisuudessa siihen liittyy valtavia teknisiä riskejä.
Tällä hetkellä maailman 5 miljoonasta FTTH-käyttäjästä yli 97 % FTTH-verkkojen käyttäjistä tarjoaa vain laajakaistayhteyksiä, koska perinteisen kiinteän puhelintekniikan tarjoaminen FTTH:lla on paljon kalliimpaa kuin nykyisen kiinteän puhelintekniikan kustannukset, ja perinteisen kiinteän puhelintekniikan siirtämisessä optisen kuidun avulla on myös puhelimen virransyöttöongelma. Vaikka AON, EPON ja GPON tukevat kaikki triple play -yhteyttä, EPON- ja GPON-standardit on kuitenkin vasta julkaistu, ja teknologian kypsyminen vie aikaa. EPONin ja GPON:n välinen kilpailu ja näiden kahden standardin tuleva edistäminen on myös epävarmaa, eikä sen passiivinen point-to-multipoint-verkkorakenne sovi Kiinan tiheästi asuttuihin asuinalueisiin. Lisäksi EPON- ja GPON-laitteet vaativat vähintään 5 vuoden standardoinnin ja kypsyyden. Seuraavien 5 vuoden aikana on vaikea kilpailla nykyisten Ethernet P2P -laitteiden kanssa kustannusten ja suosion suhteen. Tällä hetkellä optoelektroniset laitteet eivät läheskään pysty täyttämään alhaisia tuotantovaatimuksia. Kustannus-PON-järjestelmävaatimukset. Voidaan nähdä, että sokea pyrkimys FTTH:n täyden palvelun verkkoon EPONin tai GPONin avulla tässä vaiheessa tuo väistämättä mukanaan valtavia teknisiä riskejä.
Liityntäverkossa on väistämätön trendi, että optinen kuitu korvaa erilaisia kuparikaapeleita. Optinen kuitu tulee kuitenkin korvaamaan kuparikaapelit kokonaan yhdessä yössä. On epärealistista ja mahdotonta kuvitella, että kaikkiin palveluihin päästäisiin optisten kuitujen kautta. Kaikki teknologinen kehitys ja sovellukset tapahtuvat vähitellen, eikä FTTH ole poikkeus. Siksi FTTH:n alkuvaiheen kehityksessä ja edistämisessä optisen kuidun ja kuparikaapelin rinnakkaiselo on väistämätöntä. Optisen kuidun ja kuparikaapelin rinnakkaiselo voi antaa käyttäjille ja teleoperaattoreille mahdollisuuden välttää tehokkaasti FTTH:n tekniset riskit. Ensinnäkin AON-liityntätekniikkaa voidaan käyttää varhaisessa vaiheessa FTTH-laajakaistayhteyden saavuttamiseksi edullisesti, kun taas kaapelitelevisio ja perinteiset kiinteät puhelimet käyttävät edelleen koaksiaalista ja kierrettyä parikaapelia. Yksityisten tahojen osalta kaapelitelevisioyhteys voidaan saavuttaa samanaikaisesti optisen kuidun kautta edullisesti. Toiseksi Kiinassa on alan esteitä telepalvelujen tarjoamisessa. Teleoperaattorit eivät saa tarjota kaapelitelevisiopalveluita. Päinvastoin, kaapelitelevisiooperaattorit eivät saa tarjota perinteisiä telepalveluita (kuten puhelinta), ja tämä tilanne tulee kestämään vielä pitkään. Aikaa ei voida muuttaa, joten yksi operaattori ei voi tarjota triple play -palveluita FTTH-access-verkossa. Optisten kaapeleiden käyttöikä voi olla jopa 40 vuotta, kun taas kuparikaapeleiden käyttöikä on yleensä 10 vuotta. Kuparikaapeleiden käyttöikä on kuitenkin päättymässä. Kun tiedonsiirron laatu heikkenee, kaapeleita ei tarvitse asentaa. Alkuperäisten kuparikaapeleiden tarjoamien palveluiden tarjoamiseksi tarvitsee vain päivittää valokuitulaitteet. Itse asiassa, kunhan teknologia on kypsää ja kustannukset ovat hyväksyttävät, voit päivittää laitteet milloin tahansa. Optiset kuitulaitteet tarjoavat uuden FTTH-teknologian tarjoaman mukavuuden ja suuren kaistanleveyden.
Yhteenvetona voidaan todeta, että nykyinen optisen kuidun ja kuparikaapelin rinnakkaiselo on AON:n FiberP2P FTTH:n käyttö laajakaistayhteyden saavuttamiseksi, kun taas kaapelitelevisio ja perinteiset kiinteät puhelimet käyttävät edelleen koaksiaalista ja kierrettyä parikaapelia, mikä voi tehokkaasti välttää FTTH-teknologian riskit. Samalla uuden FTTH-yhteysteknologian tarjoamasta mukavuudesta ja suuresta kaistanleveydestä voi nauttia mahdollisimman pian. Kun teknologia on kypsä, kustannukset ovat hyväksyttävät ja alan esteet on poistettu, kuituoptisia laitteita voidaan päivittää milloin tahansa täyden FTTH-palvelun saavuttamiseksi.
Julkaisun aika: 10. huhtikuuta 2021