Optyka ostatniej mili
- Adam Urbanek,
- 05.03.2007
Rozwój sieci teleinformatycznych w ostatnim dziesięcioleciu spowodował gigantyczny wzrost transmitowanych danych, jednakże techniki światłowodowe zostały tak udoskonalone, że przesyłanie informacji przez światłowód na dowolne odległości nie stanowi dzisiaj problemu. Na małym dystansie w relacjach FTTH (Fiber to the Home) największą szansę mają pasywne sieci optyczne EPON z transmisją sygnałów protokołem IP.
Rozwój sieci teleinformatycznych w ostatnim dziesięcioleciu spowodował gigantyczny wzrost transmitowanych danych, jednakże techniki światłowodowe zostały tak udoskonalone, że przesyłanie informacji przez światłowód na dowolne odległości nie stanowi dzisiaj problemu. Na małym dystansie w relacjach FTTH (Fiber to the Home) największą szansę mają pasywne sieci optyczne EPON z transmisją sygnałów protokołem IP.
Zapotrzebowanie na multimedia
Potrzeba rozszerzania pasma indywidualnym klientom oraz małym firmom SOHO (Small Office Home Office) nie podlega dzisiaj dyskusji. Krytyczna sytuacja powstaje w sieci dostępowej, gdzie interaktywne potrzeby abonentów mieszkaniowych wymagają nie tylko dużej przepływności dosyłowej (downlink), ale także wzrostu transmisji w stronę sieci (uplink). Zwłaszcza że multimedialne potrzeby szerokopasmowego dostępu z mieszkań dopiero zaczynają się kształtować w wyniku narastającej pracy zdalnej (telepraca) i upowszechniania się interaktywnej rozrywki oraz gier.
Trudności potęguje powszechne oczekiwanie użytkowników mieszkaniowych na transmisję aplikacji obrazowych przebiegających w czasie rzeczywistym, wśród których lwią część pasma pochłaniają telewizyjne i filmowe przekazy o wysokiej rozdzielczości obrazu (HDTV), a także interaktywna telewizja IPTV. Oferowanie zaawansowanych usług wideo lub wideotelefonicznych stawia na innym poziomie wymagania techniczne odnośnie do sieci, zarówno po stronie operatora (w sieci agregacyjnej), jak i w części dostępowej po stronie użytkownika. Do najważniejszych należą: większe zapotrzebowanie na pasmo i sposoby jego ograniczania oraz wiele kwestii związanych z jakością usługi (stopień utraty pakietów, opóźnienie sygnału i kompensacja echa).
- dodatkowe usługi telefonii stacjonarnej (telefonia internetowa VoIP, telefonia IP, telekonferencje audio i wideo);
- szerokopasmowy dostęp do Internetu (strony WWW, poczta elektroniczna, transfer plików, przekaz muzyki, gry, transmisje wideo);
- usługi telewizyjne (aplikacje rozsiewcze, telewizja wysokiej jakości HDTV, telewizja interaktywna lub cyfrowa);
- elektroniczny przewodnik po programach;
- płatne serwisy telewizyjne PPV (usługa wideo na żądanie, usługa wideo prawie na żądanie oraz dostawa serwisów tematycznych);
- interaktywne gry sieciowe (online);
- muzyka na życzenie MoD (Music on Demand);
- inne interaktywne aplikacje obrazowe (w tym usługi komercyjne, reklamy oraz elektroniczna sprzedaż towarów i usług).
Czym jest usługa IPTV?
Powtórne zainteresowanie optycznym dostępem mieszkaniowym nasiliło się w ostatnich latach w wyniku popularyzacji szerokopasmowych usług multimedialnych, wśród których prym wiedzie rynek interaktywnej telewizji przewodowej. Z definicji usługa IPTV (Internet Protocol TV) określa nową formę dostarczania sygnału telewizji cyfrowej, z rozbudowanymi możliwościami interakcji i usług na żądanie. Jako medium transmisyjne wykorzystuje się tu sieci szerokopasmowe obsługujące protokół IP, wśród których zdecydowanie dominują rozwiązania bazujące na różnych odmianach techniki xDSL, a od niedawna na włóknie światłowodowym doprowadzonym z sieci metropolitalnej bezpośrednio do użytkownika (FTTH). Operator telekomunikacyjny władający siecią dostępową może sam zaoferować usługi IPTV swym klientom bądź udostępnić swą sieć innym usługodawcom w celu ich szybszego wdrożenia.Popularność z usługi IPTV rośnie, gdyż do korzystania z tych aplikacji nie jest potrzebny komputer i wystarczy telewizor podłączony do sieci kablowej za pośrednictwem przystawki telewizyjnej (set-top-box) lub poprzez przewodową sieć szerokopasmową. Użytkownik ma możliwość kreowania treści odbieranego programu telewizyjnego wraz z doborem repertuaru i czasu emisji poszczególnych programów. Przy okazji uzyskuje się dostęp do innych usług dodatkowych, takich jak: gry sieciowe, wiadomości skrzynki pocztowej, informacje lokalne, a w najnowszych rozwiązaniach (np. Alcatel - Lucent) można na bieżąco komentować treści i wymieniać emocje - głosowo lub za pomocą systemu awatarów (graficzne wyobrażenie użytkownika używane w Internecie) lub emotikonów (piktogramy obrazujące stan emocjonalny nadawcy) z innymi widzami. Interesującą funkcją IPTV jest tzw. time shifting, czyli ogląd programów z przesunięciem czasowym - potrzebny w sytuacjach, kiedy widz przełącza się chwilowo na inny kanał, np. w celu obejrzenia serwisu informacyjnego i nie chce stracić fragmentu oglądanej uprzednio emisji.
w zasięgu 3,2 km bądź do 15 Mb/s w promieniu 1,5 km. Jakościowy przełom w transporcie sygnałów IPTV zapowiada dopiero wdrożenie miedzianej technologii VDSL2 (do 100 Mb/s na krótkim dystansie), a przede wszystkim instalacja abonenckich sieci optycznych, które umożliwiają transport w przedziale od 100 Mb/s do 1,2 Gb/s na znacznie większym dystansie (kilkanaście kilometrów).
Dostęp gigabitowy
Dzisiaj aplikacje multimedialne czasu rzeczywistego potrzebują transmisji nie mniejszej niż 25 Mb/s, dostępnej w zasięgu do kilkudziesięciu kilometrów od centrum lub metropolitalnych pierścieni transportowych. Mimo że technicznie zaczynają być one dostępne za pomocą okablowania miedzianego ADSL2+ (25 Mb/s) czy VDSL (do 50 Mb/s), zadowalające efekty uzyskuje się dopiero w technologiach optycznych, z o rząd wyższą przepływnością transportową - sięgającą ponad 1 Gb/s w węźle sieci dostępowej. Oznacza to, że projektanci nowych sieci dostępowych stoją teraz przed wyborem koncepcji technologicznej: czy będą to aktywne sieci optyczne czy też pasywne trakty typu PON (Passive Optical Network). Oba rozwiązania mają swoje plusy i minusy: sieć aktywna wymaga instalacji przełączników światłowodowych Ethernet lub ATM i przypomina raczej powszechnie stosowane rozwiązania w sieciach LAN, natomiast sieć PON korzysta jedynie z pasywnego rozdziału bądź konsolidowania kanałów optycznych pochodzących od wielu abonentów na terenie rozległym. Pojemność transmisyjna światłowodów jest olbrzymia, a oczekuje się, że produkowane w niedalekiej przyszłości światłowody będą oferowały pasmo o szerokości 100 THz (obecnie 25 THz). Wszystko w pojedynczym włóknie światłowodowym. Oferta przepływności sięgających 10 Gb/s lub 40 Gb/s w pojedynczym kanale światłowodowym (TDM) zakłada tworzenie przez sieci regionalne platform i pierścieni transmisyjnych w warstwie dostępowej działających w trybie pakietowym z protokołami IP i technologią ATM. W transporcie danych na duże odległości nadal dominuje jednak synchroniczna hierarchia transportowa SDH (Synchronous Digital Hierarchy) - stanowiąca kontynuację wcześniejszego systemu optycznego SONET i tworzona w oparciu o technologię wielofalową DWDM oraz całkowicie przeźroczyste sieci optyczne.