Choć to nieunikniony kierunek rozwoju systemów telekomunikacyjnych, trudno przewidzieć, które z wielu rozwijanych obecnie technologii NGA znajdą masowe zastosowanie.

Nowa generacja systemów światłowodowych o wysokiej przepustowości NGA (Next Generation Access) to ogólne hasło, za którym kryje się przynajmniej kilka rozwijanych obecnie technologii. Mają one udostępnić elementy i rozwiązania pozwalające na budowę odpowiedniej infrastruktury. Oznacza to nie tylko techniczną możliwość uzyskania wymaganej przepustowości, ale również realizację tego celu wraz z redukcją kosztów instalacji i utrzymania sieci. Dlatego też analizowane są różne rozwiązania, które mogą zapewnić spełnienie takich wymagań.

W przypadku modernizacji sieci dostępowej obsługującej pojedynczych użytkowników (np. osiedla domków jednorodzinnych) z praktycznego punktu widzenia pierwszym krokiem w kierunku NGA powinno być przejście z ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) do FTTN-VDSL (Fiber to the Node - Very High Bitrate Digital Subscriber Line), a następnym dopiero do FTTH. Umożliwia to rozłożenie kosztów całkowitego przejścia z infrastruktury miedzianej na światłowodową. W szczególności dotyczy to obszarów, gdzie jest możliwość wykorzystania istniejących duktów lub zastosowania instalacji napowietrznych. Jeśli modernizowana ma być sieć dochodząca do bloków mieszkalnych, to względny koszt instalacji łącza FTTB (Fiber To The Bulding) jest niewielki i dlatego dobrym rozwiązaniem może być FTTBVDSL lub PON (Passive Optical Network).

Budowa łączy światłowodowych jako infrastruktury podstawowej jest oczywiście najlepszym rozwiązaniem na obszarach, w których brak jest jakiejkolwiek instalacji sieciowej. Można w ten sposób uniknąć kolejnych inwestycji po krótkim czasie od momentu zainstalowania pierwszego łącza oraz zredukować koszty operacyjne sieci w porównaniu do obszarów, gdzie wymagane jest skorzystanie z rozwiązań pośrednich (FTTN-VDSL), a dopiero później przejście na FTTH.

Optymalne rozwiązanie

FTTH, które z pewnością oferuje największe zalety pod względem szybkości transmisji, wydaje się być preferowanym rozwiązaniem zastępującym sieć miedzianą. „Jednak koszty budowy takiej sieci wciąż pozostają bardzo wysokie” - twierdzi Valerie Chaillou z IDATE. AT&T oraz Verizon szacują, że przeciętny koszt budowy jednego łącza FTTH wynosi obecnie ok. 1000 USD, choć spada on systematycznie średnio o 10% rocznie. Aż 70% tych kosztów jest związanych z niezbędnymi pracami ziemnobudowlanymi. Pod tym względem jedyną alternatywą dla sieci FTTN/FTTH pozostaje upgrade istniejących sieci kablowych. „Połączenie modemu kablowego DOCSIS 3.0 oraz rozwiązań sieci światłowodowej daje możliwość zaoferowania prędkości przekraczających ADSL2+, np. 30 Mb/s” - dodaje Valerie Chaillou.

Wybór optymalnej technologii powinien być oparty o analizę istniejącej sieci telefonicznej, analizę demograficzną obszaru objętego projektem oraz analizę topograficzną terenu, która pozwala ocenić ewentualne możliwości wykorzystania istniejących instalacji, np. rur ściekowych, współdzielenia infrastruktury sieciowej z innym dostawcą lub zastosowania kabli napowietrznych na pewnym odcinku sieci.

Dość często firmy telekomunikacyjne bagatelizują rolę władz lokalnych, a potencjalnie mogą one istotnie ułatwić dostęp do już istniejącej infrastruktury, co wiąże się ze zmniejszeniem kosztów prac ziemno-budowlanych, a czasami bezpośrednio wesprzeć finansowo takie przedsięwzięcia. Mogą również pośredniczyć w negocjacjach z właścicielami budynków i promować pilotażowe testy nowych łączy i usług.

Dalsza perspektywa

Podczas gdy technologia GPON (Gigabit Passive Optical Network) dopiero w niektórych krajach zaczyna być wdrażana, producenci sprzętu już debatują nad tym, ja Światłowód kie sieci będą stanowić następny krok w ewolucji. Przez moment wydawało się, że WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing - Passive Optical Network) będzie kolejnym etapem, jednakże 10GPON (10 Gb/s PON) wydaje się być bardziej efektywny pod względem kosztów. „Systemy WDM-PON kosztują obecnie 2-3 razy tyle, co GPON” - twierdzi Marcus Weldon z Alcatel-Lucent. „Aby znacząco zmniejszyć koszty komponentów sieci, nie wystarczy ulepszanie istniejącej technologii, bo tu chodzi o produkcję zupełnie nowych elementów” - dodaje.

Przeciwnicy WDM-PON słusznie zauważają, że kolejny upgrade sieci z 10GPON na WDM-PON jest niepotrzebny i polegałby głównie na kosztownej wymianie sprzętu bez widocznych ulepszeń dla abonenta. Natomiast zwolennicy tych rozwiązań twierdzą słusznie, że aktualnie GPON nie jest jeszcze na tyle popularny, aby mówić o wymianie na szeroką skalę. Ponadto, aby ominąć dodatkowy, kosztowny etap ewolucji sieci, lepiej jest przejść z GPON na WDM-PON, zamiast z GPON na 10GPON, ponieważ w dalszej przyszłości WDM-PON będzie mógł zaoferować większą przepustowość niż 10GPON oraz znacznie większą skalowalność sieci i bezpieczniejszą transmisję niż protokół TDM. Sieci WDM-PON oferują bowiem połączenia PtP na współdzielonej architekturze pasywnej na zasadzie dedykowania jednej długości fali jednemu odbiorcy.

Badania i rozwój

Nowe technologie PON są od wielu lat nieustannym tematem dyskusji i przedmiotem wzmożonych badań (np. projekty SUCCESS, SARDANA, BBPhotonics, PIEMAN). W polu zainteresowań znajdują się obecnie następujące rozwiązania:

• WDM-PON oparte pasywny dzielnik (maks. współczynnik podziału 1:32)
• WDM-PON oparte o demultiplexer WDM-AWG (1:40)
• CWDM-PON oparte o demultiplexer CWDM (1:8)
• System PON oparty o kaskadę AWG (1:40)
• DWDM-PON ze wzmacniaczem optycznym (1:40)
• CWDM-TDMA-PON (1:64)
• DWDM-TDMA-PON (1:160)
• TDMA-PON ze wzmacniaczem optycznym (1:320)

Sieci z największym współczynnikiem podziału mogą zapewnić najmniejsze pasmo, maks. 1 Gb/s, podczas gdy sieci WDM-PON do 10 Gb/s. Obok techniki WDM, wykorzystanie wzmocnienia optycznego pozwala na znaczne zwiększenia pasma przypadającego na jeden terminal ONT (Optical Network Termination), zróżnicowanie prędkości transmisji na różnych kanałach falowych, a także zwiększenie zasięgu sieci w porównaniu z GPON. Nowe sieci będą mogły wykorzystać również różne architektury: gwiazda, drzewo, pierścień, magistrala i mieszane.