Згідно з відповідними даними, частка користувачів широкосмугового доступу FTTH/FTTP/FTTB у світі досягне 59% у 2025 році. Дані, надані дослідницькою компанією Point Topic, показують, що ця тенденція розвитку буде на 11% вищою за поточний рівень.
Point Topic прогнозує, що до кінця 2025 року у світі налічуватиметься 1,2 мільярда користувачів фіксованого широкосмугового доступу. За перші два роки загальна кількість користувачів широкосмугового доступу в світі перевищила позначку в 1 мільярд.
Приблизно 89% цих користувачів розташовані на 30 провідних ринках світу. На цих ринках FTTH та пов'язані з ним технології переважно захоплять частку ринку у xDSL, а частка ринку xDSL знизиться з 19% до 9% протягом прогнозованого періоду. Хоча загальна кількість користувачів оптоволоконного зв'язку до будівлі (FTTC) та гібридного оптоволоконного/коаксіального кабелю (HFC) на основі VDSL та DOCSIS має зрости протягом прогнозованого періоду, частка ринку залишатиметься відносно стабільною. Серед них FTTC становитиме приблизно 12% від загальної кількості підключень, а HFC - 19%.
Поява 5G має стримувати застосування фіксованого широкосмугового зв'язку протягом прогнозованого періоду. До фактичного розгортання 5G все ще неможливо передбачити, наскільки це вплине на ринок.
У цій статті буде порівняно технологію доступу до пасивної оптичної мережі (PON) та технологію доступу до активної оптичної мережі (AON) на основі характеристик житлових комплексів у моїй країні, а також проаналізовано переваги та недоліки її застосування в житлових комплексах Китаю. Роз'яснюючи кілька важливих проблем у застосуванні технології доступу FTTH у житлових районах моєї країни, буде коротко обговорено відповідні стратегії моєї країни щодо розвитку технології застосування FTTH.
1. Характеристики цільового ринку FTTH моєї країни
Наразі основним цільовим ринком для FTTH у Китаї, безсумнівно, є мешканці житлових масивів у великих, середніх та малих містах. Міські житлові масиви, як правило, є житловими масивами садового типу. Їхніми відмінними рисами є: висока щільність домогосподарств. Житлові масиви з одним садом зазвичай мають 500-3000 мешканців, а деякі навіть десятки тисяч домогосподарств; житлові масиви (включаючи комерційні будівлі) зазвичай обладнані приміщеннями для встановлення обладнання для доступу до зв'язку та передачі ліній по всій громаді. Така конфігурація необхідна для того, щоб оператори телекомунікацій могли конкурувати один з одним та інтегрувати різні телекомунікаційні послуги. Відстань від комп'ютерної кімнати до користувача зазвичай менше 1 км; великі оператори телекомунікацій та оператори кабельного телебачення, як правило, прокладають оптичні кабелі з невеликою кількістю жил (зазвичай від 4 до 12 жил) до комп'ютерних кімнат житлових кварталів або комерційних будівель; житловий зв'язок та доступ до кабельного телебачення в громаді належать кожному оператору. Ще однією характеристикою цільового ринку FTTH моєї країни є існування галузевих бар'єрів у наданні телекомунікаційних послуг: операторам зв'язку не дозволено надавати послуги кабельного телебачення, і цей статус-кво не може бути змінений протягом значного періоду часу в майбутньому.
2. Вибір технології доступу FTTH у моїй країні
1) Проблеми, з якими стикається пасивна оптична мережа (PON) у застосуваннях FTTH у моїй країні
На рисунку 1 показано структуру мережі та розподіл ідеальної пасивної оптичної мережі (Пасивна оптична мережа - PON). Її основні характеристики: оптичний лінійний термінал (Оптичний лінійний термінал - OLT) розміщується в центральній комп'ютерній кімнаті оператора зв'язку, а пасивні оптичні розгалужувачі (Сплітери) розміщуються якомога ближче до оптичного мережевого блоку (Оптичний мережевий блок - ONU) на стороні користувача. Відстань між OLT та ONU дорівнює відстані між центральною комп'ютерною кімнатою оператора зв'язку та користувачем, що аналогічно сучасній відстані доступу до стаціонарного телефонного зв'язку, яка зазвичай становить кілька кілометрів, а сплітер зазвичай знаходиться на відстані від десятків до сотень метрів від ONU. Така структура та компонування PON підкреслюють переваги PON: вся мережа від центральної комп'ютерної кімнати до користувача є пасивною мережею; економиться велика кількість волоконно-оптичних кабельних ресурсів від центральної комп'ютерної кімнати до користувача; оскільки це один-до-багатьох, кількість обладнання в центральній комп'ютерній кімнаті зменшується та масштабується, зменшуючи кількість проводів у центральній комп'ютерній кімнаті.
Ідеальне розташування пасивної оптичної мережі (PON) у житловому районі: OLT розміщується в центральній комп'ютерній кімнаті телекомунікаційного оператора. Відповідно до принципу, що сплітер знаходиться якомога ближче до користувача, сплітер розміщується в розподільній коробці на підлозі. Очевидно, що таке ідеальне розташування може підкреслити притаманні переваги PON, але воно неминуче призведе до наступних проблем: по-перше, від центральної комп'ютерної кімнати до житлової зони, наприклад, 3000 житлових приміщень, розрахованих зі співвідношенням розгалужень 1:16, потрібен оптичний кабель з великою кількістю жил. Потрібен майже 200-жильний оптичний кабель, але наразі лише 4-12 жил, що дуже ускладнює збільшення прокладання оптичного кабелю; по-друге, користувачі не можуть вільно вибирати оператора, можуть вибирати лише послуги, що надаються одним телекомунікаційним оператором, і неминуче, що один оператор монополізує. Бізнес-ситуація не сприяє конкуренції кількох операторів, і інтереси користувачів не можуть бути ефективно захищені. По-третє, пасивні оптичні розподільники, розміщені в розподільній коробці підлоги, призведуть до значної розпорошеності розподільчих вузлів, що дуже ускладнить їх розподіл, обслуговування та управління. Це навіть майже неможливо; по-четверте, неможливо покращити використання мережевого обладнання та його портів доступу, оскільки в межах покриття однієї PON важко досягти 100% коефіцієнта доступу користувачів.
Реалістичне розташування пасивної оптичної мережі (PON) у житловому районі: OLT та сплітер розміщені в комп'ютерній кімнаті житлового району. Переваги такого реалістичного розташування полягають у наступному: від центральної комп'ютерної кімнати до житлового району потрібні лише низькожильні волоконно-оптичні кабелі, а існуючі ресурси оптичних кабелів можуть задовольнити потреби; лінії доступу всієї житлової зони прокладені в комп'ютерній кімнаті житлового району, що дозволяє користувачам вільно вибирати різних операторів зв'язку. Для операторів зв'язку мережу дуже легко призначати, обслуговувати та керувати нею; оскільки обладнання доступу та патч-панелі знаходяться в одній кімнаті стільникового зв'язку, це, безсумнівно, значно покращить використання портів обладнання, а обладнання доступу можна поступово розширювати відповідно до збільшення кількості користувачів доступу. Однак, таке реалістичне розташування має й очевидні недоліки: по-перше, найбільшою перевагою пасивних мереж є відмова від PON, а від центральної комп'ютерної кімнати до мережі користувача все ще залишається активною мережею; по-друге, це не економить ресурси волоконно-оптичного кабелю через PON; обладнання PON має високу вартість та складну структуру мережі.
Підсумовуючи, PON має дві суперечливі сторони у застосуванні FTTH у житлових кварталах: відповідно до ідеальної структури мережі та компонування PON, вона, безумовно, може дати відображення своїм початковим перевагам: вся мережа від центральної комп'ютерної кімнати до користувача є пасивною мережею, що значно економить ресурси центральної комп'ютерної кімнати. Щодо ресурсів волоконно-оптичного кабелю користувача, кількість та масштаб обладнання в центральній комп'ютерній кімнаті спрощуються; однак це також має майже неприйнятні недоліки: потрібне значне збільшення прокладання волоконно-оптичних кабельних ліній; розподільчі вузли розосереджені, а розподіл номерів, обслуговування та управління ними надзвичайно ускладнені; користувачі не можуть вільно вибирати операторів, що не сприяє конкуренції між операторами, а інтереси користувачів не можуть бути ефективно гарантовані; використання мережевого обладнання та його портів доступу низьке. Якщо прийняти реалістичне розташування пасивної оптичної мережі (PON) у житловому кварталі, існуючі ресурси оптичного кабелю можуть задовольнити потреби. Комп'ютерна кімната громади має рівномірну проводку, що дуже легко призначати, обслуговувати та керувати номерами. Користувачі можуть вільно вибирати оператора, що значно покращує використання портів обладнання, але водночас позбавляє двох основних переваг PON як пасивної мережі та економії ресурсів оптоволоконного кабелю. Наразі вона також має недоліки: високу вартість обладнання PON та складну структуру мережі.
2) Вибір технології доступу FTTH для житлових комплексів у моїй країні – технологія доступу «точка-точка» (P2P) для активної оптичної мережі (AON) у житлових кварталах
Очевидно, що переваги PON зникають у житлових комплексах з високою щільністю населення. Оскільки сучасна технологія PON ще не дуже розвинена, а ціна на обладнання залишається високою, ми вважаємо, що більш науково обґрунтованим та доцільним є вибір технології AON для доступу FTTH, оскільки:
— Комп’ютерні класи зазвичай облаштовуються в громаді;
-P2P-технологія AON є зрілою та недорогою. Вона може легко забезпечити пропускну здатність 100 Мбіт/с або 1 Гбіт/с та реалізувати безперебійне з'єднання з існуючими комп'ютерними мережами;
-Немає потреби збільшувати прокладання оптичних кабелів від центрального машинного залу до житлової зони;
Проста структура мережі, низькі витрати на будівництво, експлуатацію та обслуговування;
-Централізоване електропроводження в комп'ютерній кімнаті спільноти, легке у призначенні номерів, обслуговуванні та управлінні;
- Дозволити користувачам вільно вибирати операторів, що сприяє конкуренції з боку кількох операторів, а інтереси користувачів можуть бути ефективно захищені завдяки конкуренції;
——Рівень використання портів обладнання дуже високий, і пропускну здатність можна поступово розширювати відповідно до збільшення кількості користувачів доступу.
Типова структура мережі FTTH на базі AON. Існуючий низькожильний оптоволоконний кабель використовується від центральної комп'ютерної кімнати оператора зв'язку до кімнати громадських комп'ютерів. Комутаційна система розміщена в кімнаті громадських комп'ютерів, а мережевий режим "точка-точка" (P2P) застосовується від кімнати громадських комп'ютерів до терміналу користувача. Вхідне обладнання та патч-панелі рівномірно розміщені в кімнаті громадських комп'ютерів, а вся мережа використовує протокол Ethernet зі зрілою технологією та низькою вартістю. Мережа "точка-точка" FTTH від AON наразі є технологією доступу FTTH, яка зазвичай використовується в Японії та Сполучених Штатах. Серед 5 мільйонів користувачів FTTH у світі, що наразі налічують 5 мільйонів, понад 95% використовують технологію активної комутації P2P. Її видатні переваги:
－－Висока пропускна здатність: легко реалізувати стабільний двосторонній широкосмуговий доступ до 100 Мбіт/с;
-Він може підтримувати широкосмуговий доступ до Інтернету, доступ до кабельного телебачення та телефонний доступ, а також реалізувати інтеграцію трьох мереж в мережу доступу;
－－Підтримувати передбачувані нові види бізнесу в майбутньому: відеофон, відео на вимогу, цифровий кінотеатр, віддалений офіс, онлайн-виставки, телевізійна освіта, дистанційне медичне лікування, зберігання та резервне копіювання даних тощо;
Проста структура мережі, зріла технологія та низька вартість доступу;
－－Активним вузлом є лише комп’ютерна кімната в спільноті. Централізуйте проводку комп’ютерної кімнати, щоб зменшити витрати на обслуговування та покращити використання портів обладнання;
- Дозволити користувачам вільно вибирати операторів, що сприяє конкуренції між операторами зв'язку;
-Ефективно економити ресурси оптоволоконного кабелю від центральної комп'ютерної кімнати до громади, і немає потреби збільшувати прокладання оптоволоконних кабелів від центральної комп'ютерної кімнати до громади.
Ми вважаємо, що більш науково обґрунтованим та доцільним є вибір технології AON для доступу FTTH, через невизначеність у розвитку стандартів та технологій PON:
-Стандарт щойно з'явився, має кілька версій (EPON та GPON), і конкуренція стандартів щодо майбутнього просування є невизначеною.
－Відповідні пристрої потребують 3-5 років стандартизації та зрілості. Буде важко конкурувати з сучасними пристроями Ethernet P2P з точки зору вартості та популярності в наступні 3-5 років.
Оптоелектронні пристрої PON є дорогими: потужні, високошвидкісні пакетні передачі та прийому; сучасні оптоелектронні пристрої далеко не здатні задовольнити вимоги виробництва недорогих систем PON.
-Наразі середня ціна продажу іноземного обладнання EPON становить 1000-1500 доларів США.
3. Зверніть увагу на ризики технології FTTH та уникайте сліпих запитів на підтримку для повного доступу до послуг
Багатьом користувачам потрібен FTTH для підтримки всіх послуг та одночасної підтримки широкосмугового доступу до Інтернету, доступу до кабельного телебачення (CATV) та традиційного стаціонарного телефонного зв'язку, тобто триразового доступу, сподіваючись досягти технології доступу FTTH за один крок. Ми вважаємо, що ідеально мати можливість підтримувати широкосмуговий доступ до Інтернету, обмежений доступ до телебачення (CATV) та звичайний стаціонарний телефонний зв'язок, але насправді існують величезні технічні ризики.
Наразі серед 5 мільйонів користувачів FTTH у світі понад 97% мереж доступу FTTH надають лише послуги широкосмугового доступу до Інтернету, оскільки вартість FTTH для забезпечення традиційного стаціонарного телефонного зв'язку значно вища, ніж вартість існуючої технології стаціонарного телефонного зв'язку, а використання оптичного волокна для передачі традиційного стаціонарного телефонного зв'язку також має проблему живлення телефонів. Хоча AON, EPON та GPON підтримують потрійний доступ, стандарти EPON та GPON щойно були оприлюднені, і для дозрівання технології знадобиться час. Конкуренція між EPON та GPON та майбутнє просування цих двох стандартів також невизначені, а їхня пасивна мережева структура типу "точка-багато точок" не підходить для застосування у житлових районах з високою щільністю населення Китаю. Крім того, пристрої, пов'язані з EPON та GPON, потребують щонайменше 5 років стандартизації та дозрівання. Протягом наступних 5 років буде важко конкурувати з сучасними пристроями Ethernet P2P за вартістю та популярністю. Наразі оптоелектронні пристрої далеко не здатні задовольнити низькі виробничі вимоги до вартості системи PON. Можна побачити, що сліпе прагнення до повносервісного доступу FTTH з використанням EPON або GPON на цьому етапі неминуче призведе до величезних технічних ризиків.
У мережі доступу неминуча тенденція до заміни оптичного волокна різними мідними кабелями. Однак оптичне волокно повністю замінить мідні кабелі за одну ніч. Нереалістично та немислимо, щоб усі послуги були доступні через оптичне волокно. Будь-який технологічний прогрес та застосування є поступовими, і FTTH не є винятком. Тому на початковому етапі розвитку та просування FTTH співіснування оптичного волокна та мідного кабелю є неминучим. Співіснування оптичного волокна та мідного кабелю може дозволити користувачам та операторам зв'язку ефективно уникнути технічних ризиків FTTH. По-перше, технологію доступу AON можна використовувати на ранній стадії для досягнення широкосмугового доступу FTTH за низькою ціною, тоді як кабельне телебачення та традиційні стаціонарні телефони все ще використовують коаксіальний доступ та доступ до витої пари. Для вілл доступ до кабельного телебачення також можна досягти одночасно через оптичне волокно за низькою ціною. По-друге, існують галузеві бар'єри у наданні телекомунікаційних послуг у Китаї. Телекомунікаційним операторам не дозволено надавати послуги кабельного телебачення. Навпаки, операторам кабельного телебачення не дозволено надавати традиційні телекомунікаційні послуги (такі як телефон), і така ситуація триватиме ще довго. Час не можна змінити, тому один оператор не може надавати послуги потрійного доступу в мережі FTTH; знову ж таки, оскільки термін служби оптичних кабелів може сягати 40 років, тоді як мідних кабелів зазвичай 10 років, то коли термін служби мідних кабелів знижується, немає потреби прокладати кабелі. Вам потрібно лише оновити волоконно-оптичне обладнання, щоб забезпечити послуги, що надаються оригінальними мідними кабелями. Фактично, якщо технологія є зрілою, а вартість прийнятною, ви можете оновити волоконно-оптичне обладнання в будь-який час. Скористайтеся зручністю та високою пропускною здатністю, які забезпечує нова технологія FTTH.
Підсумовуючи, за поточного вибору співіснування оптичного волокна та мідного кабелю, використання FiberP2P FTTH від AON для забезпечення широкосмугового доступу до Інтернету, кабельне телебачення та традиційні стаціонарні телефони все ще використовують коаксіальний доступ та доступ з витою парою, що дозволяє ефективно уникнути ризиків, пов'язаних з технологією FTTH. Водночас, можна якомога швидше насолоджуватися зручністю та високою пропускною здатністю, які забезпечує нова технологія доступу FTTH. Коли технологія стане зрілою, вартість прийнятною, а галузеві бар'єри будуть усунені, волоконно-оптичне обладнання можна буде модернізувати в будь-який час для реалізації повноцінного доступу до FTTH.
Час публікації: 10 квітня 2021 р.