FITL (Fiber In The Loop) - оптоволоконная система абонентской сети Последним предложением мировых телекоммуникационных концернов являются оптико-волоконные абонентские системы, позволяющие одновременно предоставлять различные телекоммуникационные и телевизионные услуги. К системам этого типа относится известная система под названием FITL, т.е. Fiber In The Loop (пер. оптическое волокно в абонентской линии). FITL позволяет сконструировать общую сеть для обслуживания абонентов телефонных и телевизионных линий с ограниченным использованием либо без медных кабелей, применявшихся до сих пор. Системы FITL предназначены для удовлетворения постоянно растущих требований к операторам публичных телекоммуникационных сетей. Кроме оказания основных телекоммуникационных услуг, таких как телефонная связь, всё чаще говорится об оказании услуг, выходящих за пределы стандартного перечня, таких как услуги мультимедиа: видео по требованию, видеоконференции, видеотелефон, быстрый доступ в сеть Интернет, электронные покупки и тому подобное. Система FITL широко использует оптико-волоконную технологию, признанную и проверенную в кабельных линиях теле-трансмиссии. Она предполагает использование оптических носителей в основном в магистральной и распределительной части традиционной сети доступа. В зависимости от расположения оптической сетевой единицы ONU (Optical Network Unit) различают три архитектуры сети: FTTB (Fibre To The Building), FTTC (Fibre To The Curb) и FTTH (Fibre To The Home). Название архитектуры указывает на место расположения ONU. Все эти решения для доступа к узлу услуг могут использовать транспортную часть телекоммуникационной сети, которая также основана на оптико-волоконном кабеле.

Модель для архитектуры FITL

Система FITL состоит из следующих элементов:

А) OLT (Optical Line Termination) - оконечное оборудование оптической линии иногда называемое HDT (Host Digital Termination),
b) ONU (Optical Network Unit) - оптический сетевой блок,
c) ODN (Optical Distribution Network) - оптическая распределительная сеть.

Оконечное оборудование оптической линии OLT представляет собой вид стыка сети доступа с точкой доступа к телекоммуникационным услугам (в зависимости от конфигурации сети это может быть узел доступа либо непосредственно обслуживающий узел напр. коммутатор). Физическое соединение между OLT и одной или более единиц оптической сети ONU осуществляется посредством распределительной сети ODN на одном или двух световодах, в зависимости от используемого метода передачи данных (возможны дуплекс, диплекс или симплекс). Блок ONU, передаёт между ODN и абонентом пользовательскую информацию данной телекоммуникационной услуги. Точкой стыка пользователя и сетью доступа является абонентская розетка.

Спецификация архитектур FTTC, FTTB, FTTH

В зависимости от расположения модуля ONU в сети доступа различают три архитектуры сети FITL:

А) FTTC - Fiber To The Curb,
b) FTTB - Fiber To The Building,
c) FTTH - Fiber To The Home.

Здесь следует подчеркнуть, что указанные выше спецификации определяют степень глубины проникновения оптоволоконного носителя в сеть доступа. Передача данных от ONU к абоненту основана на традиционной сети доступа, т.е. традиционной медной паре, использующей одну из существующих технологий передачи данных xDSL. Все перечисленные выше решения обеспечивают достаточную полосу как для существующих, так и будущих интерактивных, распределительных, узкополосных или широкополосных приложений.

Спецификация архитектур FITL

FTTC – это эффективное по цене решение для группы построек и жилых районов. В этом случае оптико-волоконный кабель доходит до устойчивого к изменчивым атмосферным условиям оконечного устройства, уличного шкафа при дороге, часто устанавливаемого на месте окончания бывших медных магистральных линий. Это позволяет использовать существующие медные абонентские соединения и проводные каналы для дальнейшего соединения с абонентом. Следует подчеркнуть, что предоставляемая для пользования полоса до пользователя, и тем самым диапазон предоставляемых услуг мультимедиа зависит здесь от длины и качества медных проводов и применяемой технологии передачи данных на этом отрезке (напр. HDSL, SDSL, ADSL). В уличных шкафах устанавливается также аварийное питание (аккумуляторы) позволяющее продолжить работу ещё в течение нескольких часов после исчезновения питания от электросети. Преимуществом FTTC является то, что стоимость этого решения делится между многими абонентами. Как следствие тарифы можно удерживать на низком уровне, что ведёт к более быстрому распространению услуг.

FTTB представляет собой идеальную архитектуру для оказания высокотехнологичных мультимедийных услуг абонентам в многоэтажных зданиях, например, офисных зданиях, гостиницах, центрах бизнеса и промышленных предприятиях. Сходство с FTTC заключается в том, что подключение к пользователям на последнем отрезке реализовано с помощью медной пары, а расходы по проводке и содержанию сети ложатся на многих пользователей. Отличие состоит в том, что распределительная сеть заканчивается в здании, обычно в подвале или в консервационном канале. Это облегчает конфигурацию и подключение абонентов к внутренней, строительной телекоммуникационной инфраструктуре, а также защищает эти устройства от влияния атмосферных явлений и неправомочного доступа. Условия внутри здания значительно более стабильны, и их проще поддерживать. Однако, с другой стороны, установка устройства в здании означает необходимость вести переговоры с администратором каждого объекта, в котором нужно разместить блок ONU. В случае, если создаваемая сеть полностью находится на территории, принадлежащей одной фирме, кооперативу, эта задача нетрудная. В противном случае вопросы согласования места расположения, переговоры с каждым администратором и владельцами участков могут значительно продлить период подготовки инвестиции и увеличить затраты.

FTTH состоит в подводке отдельного оптико-волоконного кабеля к дому каждого абонента (узел ONU/NT размещается непосредственно у пользователя). Это - решение сетевого доступа на завершающем отрезке, обеспечивающее полную ширину оптоволоконной полосы каждому пользователю. В результате в отношении полосы передачи данных это решение является самым эластичным, обеспечивающим абоненту по существу неограниченный диапазон оказываемых услуг. Это, в то же время, самое дорогое решение, поскольку требует строительства полностью новой инфраструктуры сети доступа и по этой причине реже всего используется. Для квартирных абонентов в настоящий момент и, вероятнее всего, в течение следующих нескольких лет, такая структура сети будет мало привлекательной. Следует, таким образом отметить, что FTTH является конфигурацией будущего.

Оптико-волоконный кабель

Оптико-волоконный кабель - это носитель для передачи данных, представляющий собой чистое стеклянное кварцевое волокно, изготовленное из двуокиси кремния, круглый в поперечном сечении, в котором сердечник заключен в непрозрачную защитную оболочку. Для световых лучей с частотой близкой к диапазону инфракрасного излучения, коэффициент отражения света в оболочке выше, чем в сердечнике, что обеспечивает полное внутреннее отражение луча и его передачу вдоль оси волокна.

Волоконный световод состоит из:

(1) сердечника - кварцевое стекло SiO2 с добавлением GeO2,
(2) оболочки - чистое кварцевое стекло SiO2,
(3) первичного покрытия - акриловая оболочка (CPC) с внешним цветным слоем отверждённым УФ-облучением.

Оптоволокна делят на одномодовые и многомодовые. Это разделение обусловлено количеством передаваемых мод (лучей светового пучка). Лучи световода представляют собой характеристику волокна и определяют распределение поля и физическую форму светового пучка, формируемого в оптоволоконном кабеле. Повышенный коэффициент преломления света по оси сердечника по отношению к окружающей его оболочке приводит к тому, что световой пучок идущий по оптоволоконному кабелю имеет тенденцию оставаться непосредственно в сердечнике. Одномодовое волокно работает в окнах передачи данных 1310нм и 1550нм, причём показатель дисперсии минимален для окна 1310нм. Одномодовые волокна со смещённой дисперсией оптимизированы для работы в окне передачи данных 1550нм и обеспечивают более широкую полосу передачи от одномодового оптоволокна том же окне. Это позволяет конструировать более длинные отрезки оптоволоконных линий без применения регенерации сигнала (100-150км). Одномодовые оптоволокна используются в сетях с большой дальностью покрытия и локальных сетях, и в частности, для работы с системами передачи данных высокой кратности, обеспечивая низкий показатель затухания сигнала и широкую передаточную полосу.

Самое широкое применение находит оптоволокно со ступенчатым профилем показателя преломления света, в котором может распространяться только одна мода, т.н. основная мода. Количество мод, переносимых в ступенчатом оптоволокне зависит от показателя т.н. нормированной частоты оптоволокна, которая определяется как:

Чем меньше значение V, тем меньше мод проводит оптоволокно. Волокно является одномодовым при V < 2,405. Чтобы это условие соблюдалось, одномодовое волокно должно иметь достаточно малый диаметр сердечника, малую разницу коэффициентов преломления и большую длину передаваемой волны. Поскольку по одномодовому волокну распространяется только одна мода, в нем отсутствует межмодовая дисперсия. В настоящее время в оптоволоконной телекоммуникации с большой дальностью покрытия применяется исключительно этот тип волокна.

В каких случаях FITL?

Тогда, когда нужны разные услуги, то есть проводка только одной интегрированной оптической сети вместо нескольких специализированных. Кроме того, в настоящее время имеет смысл только одновременное инвестирование в оптоволоконные кабели, оборудование и услуги. Если существующая сеть состоит из старых медных кабелей, их замена на оптоволокно является безопасной инвестицией и сегодня, и на будущее. В настоящее время применение оптоволоконной связи по всей сети доступа, до самых абонентских терминалов является экономически нецелесообразным или не рентабельным. Однако диапазон применения оптической связи в сетях доступа постоянно расширяется.

Основные преимущества, которые даёт применение технологии FITL, это:

- Снижение общих инвестиционных затрат на абонентские сети, поскольку мы имеем дело с одной, интегрированной сетью для всех услуг;
- Снижение расходов по надзору и управлению сетью - большая прочность оптоволоконного кабеля по сравнению с медным, более простое содержание и ремонт интегрированной сети, общая система надзора за сетью;
- Благодаря высокой физической избыточности оптоволокна (от нескольких до нескольких десятков волокон в кабеле) возможно интегрирование многих из предлагаемых услуг, а также избежание ограничений при введении новых широкополосных услуг в будущем;
- Разные объёмы, предлагаемые в отдельных вариантах решений (FTTC/B/H), при дальности покрытия около 20 км, позволяют применять системы FITL в зонах с разной степенью плотности абонентов, а также при дифференцированном спросе на услуги.