VDSL2 - "удлинитель оптики"
Сергей Прокопенко
, #07/2005
Технический комитет Международного союза электросвязи (МСЭ-Т) опубликовал новый стандарт VDSL2, который позволит производителям выпускать совместимое DSL-оборудование, обеспечивающее передачу данных по телефонному кабелю со скоростью до 100 Мбит/с в обоих направлениях на расстояниях до 350 м.
Новый стандарт получил неофициальное название "удлинитель оптики", поскольку предполагается, что соответствующее оборудование будет использоваться для обеспечения передачи данных внутри жилых домов и офисных зданий. Концентрирующее оборудование (DSLAM) будет подключаться к узлам доступа в транспортные сети по оптике. Представители МСЭ-Т считают, что новый стандарт наилучшим образом обеспечит предоставление населению услуг Triple Play. Интерес к этой технологии сегодня большой, в том числе в России, где ряд провайдеров начали коммерческое внедрение данного комплекса услуг, включающих HDTV, видео по требованию, видео-конференц-связь, высокоскоростной доступ в Интернет и различные голосовые сервисы, включая VoIP.
Стандарт обеспечивает также обратную совместимость с оборудованием ADSL2/2+, что позволяет устройствам VDSL2 на дальностях свыше 350 м работать со скоростью порядка 12 Мбит/с. Напомним, прежний стандарт, VDSL, на таких расстояниях обеспечивал быстродействие 70 Мбит/с в прямом канале (к абоненту) и 30 Мбит/с в обратном (задействованный спектр частот - 12 МГц).
Принятые спецификации VDSL2 (рекомендация МСЭ-Т носит название ITU-T G.993.2) основаны на технологии DMT (Discrete Multi-tone Modulation - дискретная мультитоновая модуляция), которая интегрирует в себе преимущества ADSL2+, чтобы увеличить скорость стандартного VDSL с асинхронных 70/30 Мбит/с до 100 Мбит/с в обе стороны. Эта максимальная скорость поддерживается на расстоянии до 3,5 км за счет того, что полоса пропускания увеличена с 12 МГц до 30 МГц. На больших расстояниях, впрочем, может понадобиться прокладка к пользователю нескольких кабелей.
VDSL2 более эффективно использует полосу пропускания
Основные положения метода модуляции DMT были сформулированы и запатентованы еще в начале 1990-х годов специалистами фирмы Amati Communications (приобретенной в 1998 году компанией Texas Instruments). С 1993 года технология стандартизирована Американским национальным институтом стандартизации (ANSI) в качестве метода линейного кодирования для систем передачи данных. Метод основывается на принципе разделения диапазона частот, в котором осуществляется передача данных (от 35 кГц до 1,4 МГц), на 256 поддиапазонов шириной в 4 кГц. В каждой такой полосе используется квадратурная амплитудная модуляция (Quadrature Amplitude Modulation - QAM), в которой на одну посылку (бод) приходится 3 бит информации. Достоинство DMT в том, что возможно независимое изменение числа бит, передаваемых за одно изменение сигнала, для каждого из поддиапазонов. Имеет смысл использовать менее емкие посылки, так как их можно принимать с большей надежностью. Да и потеря при этом не столь критична, поскольку теряется меньше бит. Подробно этот метод модуляции описан в стандартах ITU G.992.1 (G.dmt) и ANSI T1.413 Issue 2. Там же определены требования к характеристикам и способу действия соответствующих модемов. Кроме того существует отдельный стандарт, регламентирующий процедуру установления соединения (handshake) - ITU G.994.1 (G.hs). В нем определяется процесс выбора общего режима работы сторон, от которого зависит скорость.
Сравнение производительности DSL-технологий
Пример реализации VDSL2-приложения
Практически сразу несколько производителей микросхем представили чипы, поддерживающие новую технологию. Одной из первых соответствующую линейку продуктов выпустила компания Infineon Technologies AG, нынешний лидер рынка DSL-микросхем. Кстати, по поводу лидерства компании Infineon следует сделать небольшую оговорку. По данным аналитической фирмы In-Stat/MDR, доля германской компании снизилась до 70% и менее (данные 2004 года) и, по прогнозам, будет сокращаться дальше. Дело в том, что рынок DSL-микросхем стал более конкурентным.
В частности, сегодня что называется на пятки Infineon наступают сразу несколько производителей, наиболее сильны позиции у американской фирмы Ikanos Communications и израильского вендора Metalink.
Относительно анонсированной Infineon системной логики VDSL2, семейство чипсетов VINAX задействует весь определенный стандартом G.993.2 спектр частот. Обратная совместимость со стандартом ADSL2+ позволяет с помощью DSLAM, построенных на элементной базе VINAX, предоставлять услуги абонентам, использующим модемы как стандарта VDSL2, так и ADSL2+. Первый чипсет (PEF88102/88601) двухканальный, с двумя конфигурируемыми ядрами, позволяет организовать два потока VDSL2 от провайдера по одной линии. Второй (PEB83000) - одноканальный, предназначенный для использования в клиентском оборудовании. PEF88102/88601 поддерживает 4096 тонов; программируемое пространство работы примерно 4 или 8 кГц; мощность сигнала до 20 дБм; обработка сигнала - гашение эха; агрегация двух портов; AAL5 interworking. PEB83000 имеет все характеристики старшей модели по сигналу, поддерживает интерфейсы Ethernet MII, ATM UTOPIA-L2, MDIO, POSPHY, Parallel host, FLASH, JTAG. Сегодня оба чипсета доступны в виде инженерных образцов, массовые поставки запланированы на III квартал этого года.
О массовом производстве линейки VDSL/VDSL2-чипсетов объявила также компания Conexant Systems. В чипсетах Accelity применяется стандартная технология DMT. По информации Conexant, благодаря тому, что ее решения созданы на платформе ISOS (Integrated Software on Silicon), производители коммуникационного оборудования смогут создавать недорогие системы передачи. Так, чипсеты для операторского оборудования предлагаются по $15, а клиентские - по $17 за порт (в партиях по 100 тыс. портов).
Что касается готового оборудования на основе новой технологии DSL, оно, как правило, выходит на рынок позже чипсетов. На сегодня, по крайней мере, компания Alcatel анонсировала продукт с поддержкой VDSL2, что уже неплохо. Новая платформа французского производителя, 7302 Intelligent Services Access Manager (ISAM), - это мультиплексор IP DSLAM с неблокирующей архитектурой и поддерживающий услуги Triple Play в сетях агрегации IP и Ethernet.
Кстати, еще до объявления этой платформы Alcatel считался сильным игроком на рынке устройств IP DSLAM для высокоскоростных интернет-услуг. Новая платформа, скорее всего, укрепит позиции Alcatel в данной отрасли. Платформа поддерживает все существующие типы широкополосных технологий (READSL2, ADSL2plus, VDSL2, PON, voice-DSL combo). Первая поставка платформы 7302 ISAM запланирована на лето и предназначена для центрального офиса и отделений компании Swisscom. Еще одним заказчиком новой платформы стал китайский оператор связи China Telecom. Разумеется, о стремительном коммерческом внедрении речи пока не идет - известно, что эксплуатация VDSL2-оборудования Alcatel в пилотном режиме, к примеру, в компании Swisscom начнется в ноябре.
Мультиплексор IP DSLAM производства Alcatel, поддерживающий стандарт VDSL2
С точки зрения оператора, VDSL2 имеет два главных преимущества. Во-первых, совместимость с существующим ADSL-оборудованием позволит операторам постепенно и безболезненно мигрировать на новую технологию. Во-вторых, VDSL2-оборудование может работать как в сетях ATM, так и IP - такая возможность заложена, например, в новую платформу Alcatel.
В целом, как говорят специалисты, линии VDSL2 стоит рассматривать не как альтернативу для оптоволоконных каналов, а как дополнение к ним. Естественно, оптическая среда на порядок перспективнее для передачи сигнала, чем медь, однако организация последней мили на базе VDSL2-оборудования - более выгодный вариант с точки зрения экономии средств (достаточно сравнить хотя бы порядок цен на конечное оборудование).
Российский рынок имеет свою специфику, проявляется она и в отношении использования DSL-технологий. Конечно, теоретически возможности нового решения выглядят заманчиво, но ключевое значение здесь имеет историческое наследие.
Очевидно, что еще долгое время на нашем рынке будет господствовать технология ADSL. Абсолютное большинство российских операторов еще несколько лет вряд ли станут предоставлять доступные для массового пользователя услуги широкополосного доступа свыше 4 Мбит/с.
Такие низкие скорости не требуют перехода на ADSL2+, тем более на VDSL. Тем не менее постепенно все большее количество DSL-мультиплексоров (DSLAM) в российских сетях доступа будет поддерживать ADSL2+ по одной простой причине - установленная база DSLAM чрезвычайно мала, а все новые DSLAM, поступающие на рынок (за редким исключением), изначально поддерживают более скоростную технологию ADSL2+. Это легко проследить на примере ADSL-сети компании МГТС. После "перевооружения" ее на новые DSLAM производства Nokia и Huawei все DSL-концентраторы в сети московского оператора будут поддерживать технологию ADSL2+, однако реальное количество портов ADSL2+ в ближайшие два-три года вряд ли превысит одну четверть.
Технология VDSL будет востребована меньше: ее внедрение имеет перспективу лишь внутри зданий - в первую очередь в гостиницах и деловых центрах, где не всегда возможна прокладка дополнительной Ethernet-сети.
В целом же динамика рынка DSL-оборудования в мире хорошая. На это указывают результаты исследования рынка операторского DSL-оборудования за I квартал 2005 года, проведенного компанией Infonetics Research. В нем рассматриваются две группы оборудования: DSLAM и выносы абонентской емкости. Первые принесли производителям 61% выручки, вторые - 39%. В I квартале этого года на рынке операторского DSL-оборудования наблюдалось некоторое затишье. Если в IV квартале 2004 года количество отгруженных устройств (в расчете на DSL-порты) увеличилось на 9%, а рост доходов производителей составил 14%, то квартал спустя показатели составили 2% (всего поставлено 16,6 млн DSL-портов) и -2%, то есть доходы производителей уменьшились (до $1,4 млрд). Исследователи отмечают, что вплоть до 2008 года объемы поставок DSLAM в абсолютном выражении будут расти, а вот доходы от их продажи стабилизируются уже в этом году. Число подписчиков на услуги DSL-доступа во всем мире в течение 2004 года выросло на 70% - до 98,6 млн. По прогнозам, в 2008 году будет эксплуатироваться около 195 млн DSL-линий, то есть в два раза больше, чем в конце прошлого года.Любопытно, что 37% дохода за отчетный период было получено от продаж в регионе EMEA, еще 29% принесли страны Азиатско-Тихоокеанского региона. Всего в эти два региона были поставлены DSLAM общим числом почти 13 млн DSL-портов - это 75% от мирового объема. В соревновании поставщиков первые три места занимают компании Alcatel, Huawei и Siemens (как по количеству портов, так и по доходам), причем первые две удерживают свои позиции уже на протяжении года.
Кроме этого, аналитики отмечают тенденцию перехода производителей DSLAM с технологии ATM на IP. Так, количество произведенных ATM DSLAM за квартал не увеличилось, а выручка от их продаж упала на 7%. В то же время в секторе IP DSLAM наблюдался 20%-ный рост в денежном выражении и 15%-ный в пересчете на порты.
