Διαθέσιμες FTTH τεχνολογίες και παράμετροι για τον...

Ημερίδα “Οπτική Ίνα στο Σπίτι”, 18/06/2012, Λευκωσία – Κύπρος 1

Διαθέσιμες FTTH τεχνολογίες και παράμετροι για τον καθορισμό καταλληλότερης τεχνολογίας

ΧΡΗΣΤΟΣ Ι. ΜΠΟΥΡΑΣΚΑΘΗΓΗΤΗΣ

Τμήμα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πατρών και Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών και Εκδόσεων “Διόφαντος”

email: [email protected]://ru6.cti.gr/bouras/


Εθνικά σχέδια ευρυζωνικότητας (National Broadband Plans)


Κατάσταση στην Ευρωπαϊκή Ένωση, τον Ιούλιο 2011

• Το DSL ήταν η πιο κοινή ευρυζωνική τεχνολογία με μερίδιο 76.8%– Μερίδιο κάτω οπό 50% σε Βουλγαρία, Τσεχία, Εσθονία, Λετονία, Λιθουανία, Ουγγαρία,

Ρουμανία and Σλοβακία (εντάχθηκαν στην ΕΕ το 2004 ή το 2007)– Μερίδιο πάνω από 90% σε Ελλάδα (100%), Ιταλία (98%) και Γαλλία (93%)

• Οι συνδέσεις καλωδιακής τηλεόρασης ήταν η δεύτερη πιο κοινή ενσύρματη ευρυζωνική τεχνολογία με μερίδιο 16.2%

– Ευρέως διαδεδομένη σε Βέλγιο (46%), Ουγγαρία (44%), Μάλτα (44%), Ρουμανία (44%), Ολλανδία (41%) και Πορτογαλία (40%)

• Οι ευρυζωνικές συνδέσεις γίνονται ταχύτερες αλλά η πρόσβαση με υπερ-υψηλές ταχύτητες είναι ακόμη σπάνια

– 42.2% από τις σταθερές ευρυζωνικές συνδέσεις παρείχαν ταχύτητες τουλάχιστον 10 Mbps (download)

– 88.0% των σταθερών ευρυζωνικών συνδέσεων ήταν τουλάχιστον 2 Mbps (download)– Μόνο 6.5% των σταθερών ευρυζωνικών συνδέσεων ήταν τουλάχιστον 30 Mbps, – και 0.9% ήταν τουλάχιστον 100 Mbps (download). – Η ΕΕ είναι ακόμη πολύ μακριά από τους στόχους της 100% κάλυψης με 30 Mbps, και του

50% των νοικοκυριών με 100 Mbps το 2020.• Σχετικά με την πρόσβαση νέα γενιάς η ΕΕ υστερεί πίσω από Ιαπωνία, Νότια Κορέα και

ΗΠΑ– Σε σύγκριση με τις ΗΠΑ, Νότια Κορέα, Ιαπωνία και Κίνα, η ΕΕ έχει το μικρότερο αριθμό FTTH

συνδέσεων και θα υπάρξει μόνο μέτρια αύξηση τα επόμενα έτη– Στην ΕΕ, 2.0% των ευρυζωνικών συνδέσεων είναι FTTH


Τρέχουσα κατάσταση για σταθερές ευρυζωνικές συνδέσεις

Fixed broadband lines by speed, July 2011

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%

80,0%

90,0%

100,0%

BE BG CZ DK DE EE EL ES FR IE IT CY LV LT LU HU MT NL AT PL PT RO SI SK FI SE UK EU

Above 144 Kbps and below 2 Mbps 2 Mbps and above and below 10 Mbps 10 Mbps and above and below 30 Mbps

30 Mbps and above and below 100 Mbps 100 Mbps and above

Fixed broadband lines - technology market shares, July 2011

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Other % 1% 57% 40% 17% 1% 35% 0% 2% 1% 9% 2% 1% 55% 64% 1% 17% 3% 3% 2% 22% 9% 57% 17% 45% 13% 28% 0% 7%

Cable modem % 46% 14% 21% 26% 12% 21% 0% 19% 6% 22% 0% 10% 6% 7% 9% 44% 44% 41% 29% 27% 40% 13% 26% 11% 16% 19% 20% 16%

DSL lines % 53% 29% 38% 57% 87% 45% 100 79% 93% 69% 98% 89% 39% 29% 90% 39% 53% 56% 69% 50% 51% 30% 57% 43% 71% 53% 80% 77%

BE BG CZ DK DE EE EL ES FR IE IT CY LV LT LU HU MT NL AT PL PT RO SI SK FI SE UK EU


Διείσδυση FTTH/B


Κατηγοριοποίηση αρχιτεκτονικών FTTx

• Point-to-point (σημείο-προς-σημείο)– Αρχιτεκτονικές Active Network (ενεργού δικτύου) με χρήση

Ethernet switches (σε μορφή δακτυλίου ή αστέρα)• κάθε χρήστης διαθέτει αφοσιωμένη οπτική ίνα μέχρι το σημείο όπου

βρίσκεται εγκατεστημένος ενεργός εξοπλισμός (συνήθως Ethernet switches), ο οποίος μετάγει από εκεί και πέρα την κίνηση πολλών χρηστών προς το κυρίως δίκτυο (backbone).

– Αρχιτεκτονικές τύπου “Home Run”• για κάθε χρήστη υπάρχει μια αφοσιωμένη οπτική ίνα που έρχεται

από το OLT και καταλήγει σε αυτόν

• Point-to-multipoint (σημείο-προς-πολλαπλά σημεία)– Δενδρικές αρχιτεκτονικές με χρήση τεχνολογιών Passive

Optical Network (PON)• Διάφορα πρότυπα


Ενεργό / παθητικό δίκτυο

• Ενεργό (active) δίκτυο (αρχιτεκτονικές Active Network)– περιλαμβάνει και ενεργούς κόμβους (τα switches), τα

οποία τροφοδοτούνται με ηλεκτρικό ρεύμα• Παθητικό δίκτυο (PON)

– χρησιμοποιούνται διατάξεις που δεν χρειάζονται ηλεκτρικό ρεύμα, και συγκεκριμένα χρησιμοποιούνται οπτικοί διαχωριστές (splitters), για να δώσουν τη δυνατότητα μία οπτική ίνα να διαμοιραστεί σε πολλαπλούς χρήστες. Το τελευταίο ενεργό στοιχείο στην περίπτωση του PON βρίσκεται στο δίκτυο κορμού (backbone)

Ημερίδα “Οπτική Ίνα στο Σπίτι”, 18/06/2012, Λευκωσία – Κύπρος 8ΕΥΡΥΖΩΝΙΚΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ 8

PON

• Ένα PON αποτελείται από την καλωδίωση οπτικών ινών, από παθητικούς διαχωριστές (splitters) και συνδετήρες (couplers) που κατανέμουν ένα οπτικό σήμα μέσω μιας διακλαδωμένης τοπολογίας «δέντρων» στους συνδετήρες που τερματίζουν κάθε τμήμα ινών


Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του ΡΟΝ

Πλεονεκτήματα ΜειονεκτήματαΔεν είναι ενεργός κανένας

απομακρυσμένος κόμβος

Το ίδιο εύρος ζώνης πρέπει να διαιρεθεί μεταξύ διάφορων χρηστών

Πλήρως παθητικό δίκτυο Η οπτική ισχύς διαχωρίζεται μεταξύ των θυρών εξόδου, γεγονός που περιορίζει την μέγιστη απόσταση

Επιτρέπει την εύκολη μετάδοση βίντεο και

δεδομένων

Το ίδιο οπτικό σήμα παραλαμβάνεται από όλες τις μονάδες (ONUs), εγείροντας ανησυχίες για την

ασφάλεια δικτύων

Υλοποίηση με το λιγότερο δυνατό αριθμό πομποδεκτών

Το εύρος ζώνης που χρησιμοποιείται για uploading δεν είναι broadcast (λιγότερο εύρος ζώνης από πλήρες

P2P)

Χαμηλότερο κόστος κύκλου ζωής

Απαίτηση για έναν αυστηρό αλγόριθμο για την σύλληψη upstream κυκλοφορίας

Ελάχιστη ίνα Πιο σύνθετοι πομποδέκτες (οπτική ισχύς, δυνατότητα burst mode)


Αρχιτεκτονικές τύπου “home run”

• Η διαθέσιμη χωρητικότητα της οπτικής ίνας δεν διαμοιράζεται και άρα το μοντέλο αυτό προσφέρει τη μέγιστη δυνατή χωρητικότητα και άρα μελλοντική κλιμακωσιμότητα όσον αφορά τις ανάγκες του χρήστη


Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του home run

Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα

Μέγιστο εύρος ζώνης Μεγαλύτερο κόστος λόγω μεγαλύτερης ποσότητας οπτικής ίνας

Μέγιστη κλιμακωσιμότητα Ανάγκη για μεγαλύτερο χώρο στα PoP και τις σωληνώσεις

Εύκολη διάκριση παρόχου υποδομής και παρόχου

υπηρεσιών

Εκτενέστερες επισκευές σε περίπτωση βλάβης

Υλοποίηση με το λιγότερο δυνατό αριθμό πομποδεκτών

Ασφάλεια


Αρχιτεκτονικές ενεργού δικτύου (Active Node – Ethernet Switch)

• Η κύρια διαφορά ενός ενεργού δικτύου σε σχέση με το PON είναι η αντικατάσταση του παθητικού splitter από έναν ενεργό κόμβο


Αρχιτεκτονικές ενεργού δικτύου (Active Node – Ethernet Switch)

• Μια σημαντική συνέπεια είναι ότι είναι απαραίτητο ένα ηλεκτροφόρο καλώδιο (power line) μεταξύ του CO και του ενεργού κόμβου

• Εκτός από μια διακλαδισμένη δενδρική αρχιτεκτονική όπως χρησιμοποιείται σε ένα PON, ένα ενεργό δίκτυο μπορεί επίσης να υλοποιείται με μια αρχιτεκτονική δακτυλίου ή αστέρα

• Σε κάθε τελικό χρήστη παρέχεται αφιερωμένη σύνδεση που του παρέχει το συνολικό αμφίδρομο εύρος ζώνης– μπορεί να εφαρμοστεί χρησιμοποιώντας τεχνικές SDM (Space

Division Multiplexing) ή WDM


Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της χρήσης ενός ενεργού κόμβου


Υψηλότερο εύρος ζώνης Ανάγκη ενός ηλεκτροφόρου καλωδίου

Υψηλότερη πιθανή απόσταση Πιο πολύπλοκη υποδομή καλωδίων

Μεγαλύτερη ασφάλεια


Υβριδικές αρχιτεκτονικές

• Υβριδικά PON τα οποία αποτελούν ένα συνδυασμό ενός ενεργού κόμβου και μιας αρχιτεκτονικής PON

• Η εφικτή απόσταση είναι υψηλότερη από ότι στην περίπτωση χρησιμοποίησης ενός PON με διαμοίραση ισχύος. Παράλληλα, αυτό επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας μια απλούστερη υποδομή σε σχέση με μια απολύτως ενεργή τοπολογία


Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα ενός υβριδικού PON


Υψηλή εφικτή απόσταση Ανάγκη ενός ηλεκτροφόρου καλωδίου

Απλούστερη υποδομή απ' ότι στην ενεργή τοπολογία


Αρχιτεκτονική Reverse PON

• Υποδομές οπτικών ινών που συνδέουν τελικούς χρήστες και ανήκουν στους ίδιους

• Έρχεται σε «σύγκρουση» με τις υπάρχουσες κραταιές πολιτικές των τηλεπικοινωνιακών παρόχων και των service providers

• Reverse PON: Αποτελεί την αντιστροφή της κλασικής αρχιτεκτονικής PON, με τον εξοπλισμό του πελάτη να παρέχει διακριτές «συνδέσεις» με διάφορους service providers


Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα ενός Reverse PON


Υψηλή εφικτή απόσταση Ανάγκη για διαχείριση της οπτικής ίνας και του τερματικού εξοπλισμού από

τον τελικό χρήστη

Μεγαλύτερη ασφάλεια Υψηλό αρχικό κόστος απόκτησης

Υψηλότερο εύρος ζώνης και πλήρως διαχειρίσιμο

Ευελιξία στην επιλογή services


Πλεονεκτήματα για τα οποία οι πάροχοι προτιμούν τις αρχιτεκτονικές PON σε

σχέση με τις point-to-point• Εξοικονόμηση ινών πρόσβασης• Εξοικονόμηση θυρών στο σημείο παρουσίας (POP) του

παρόχου • Broadcast μετάδοση • Δεν χρειάζεται παροχή ηλεκτρικού ρεύματος• Οικονομικότερη επισκευή βλαβών από home run• Μειώνει το αρχικό κόστος


Μειονεκτήματα για τις αρχιτεκτονικές PON σε σχέση με τις point-to-point

• Κοινό εύρος ζώνης • Απαιτείται κρυπτογράφηση • δεν μπορεί να υπάρξει διάκριση χρηστών στο φυσικό

επίπεδο αλλά μόνο σε ένα λογικό επίπεδο• Δυσκολότερη ανίχνευση λαθών και συντήρηση • Πιθανή ασυμβατότητα με νέες τεχνολογίες (π.χ. 10-Gbps

PON)


Πλεονεκτήματα αρχιτεκτονικών Ethernet FTTx

• Ουσιαστικά απεριόριστο εύρος ζώνης • Προσιτότητα (ίνες τεχνολογίας 100BX ή

1000BX μπορούν να διανύσουν έως και 10 χιλιόμετρα χωρίς ενίσχυση)

• Δυνατότητα Επέκτασης • Ευκολία αναβάθμισης εύρους ζώνης • Ασφάλεια • Μικρότερο λειτουργικό κόστος


Σύγκριση τεχνολογιών PON, active network και home run

Χαρακτηριστικό B(G) PON(σε παρένθεση για το

GPON)

E(GE) PON Active Ethernet Home Run

Τύπος δικτύου διανομής

Παθητικό Παθητικό Ενεργό

Πρότυπο ITU-T G.983 (G.984) IEEE 802.3ah IEEE 802.3ah

Χωρητικότητα Μέχρι 32 (64) χρήστες ανά δέντρο

16 χρήστες ανά δέντρο

Εμβέλεια 20 km από OLT 20 km 10 km από ενεργό κόμβο

Εξαρτάται από τον εξοπλισμό

Ρυθμοί μετάδοσης Μέχρι 2,4 Gbps ανά PON

Μέχρι 1,2 Gbps ανά PON

Μέχρι 1,2 Gbps ανά χρήστη

Εξαρτάται από τον εξοπλισμό

Αξιοποίηση bandwidth

Υψηλή Χαμηλή Χαμηλή Χαμηλή

Κλιμακωσιμότητα για επιπλέον χρήστες

Περισσότερη οπτική ίνα και εξοπλισμός

Περισσότερη οπτική ίνα και εξοπλισμός

Επιπλέον εξοπλισμός

Απεριόριστη θεωρητικά χωρητικότητα

Αποδοχή Μεγάλοι πάροχοι ειδικά στην Αμερική

Μεγάλοι πάροχοι ειδικά εκτός Αμερικής

Δήμοι και υπηρεσίες

Εγκατάσταση νέων δικτύων (αντί για εξέλιξη ήδη υπαρχόντων)


Το κόστος του FTTH είναι απαγορευτικό

• Νέες τεχνολογίες εγκατάστασης οπτικών καλωδίων– Συρρίκνωση του κόστους οπτικής σύνδεσης ανά οικία

• Κάλυψη 1.000.000 νοικοκυριών– Το κόστος μπορεί να πέσει κάτω από 1.000 € / οικία

• Επένδυση με ορίζοντα 30 ετών• Οικονομικές παράμετροι

– Μειωμένο κόστος λειτουργίας– Αξιοπιστία οπτικών συνδέσεων


Παράγοντες Κόστους

– Αρχιτεκτονική FTTH– Τιμή Υλικών– Διαθεσιμότητα Υποδομών

(υπόγεια/εναέρια)– Χαρακτηριστικά εδάφους/υπεδάφους– Κόστος εργατικών– Urban/Suburban/Rural (σπίτια/km2)– Average Revenue per User– Πυκνότητα νοικοκυριών


Μοντέλα κόστους

– Η κοινότητα εξυπηρετείται ήδη από υποδομές χαλκού ή ομοαξωνικού καλωδίου

– Ο πάροχος τοποθετεί αρκετή οπτική ίνα στο δίκτυο διανομής για όλο τον πληθυσμό ακόμα και αν μόνο ένα μικρό μέρος των κατοίκων γίνεται συνδρομητής στην υπηρεσία (καθώς το κόστος για εκ των υστέρων τοποθέτηση είναι μεγάλο)

– Στο τελευταίο τμήμα μέχρι τα σπίτια τοποθετείται οπτική ίνα μόνο για τους συνδρομητές

– Το μοντέλο κόστους διαφέρει ανάλογα με το αν μιλάμε για αστική, ημιαστική ή αγροτική περιοχή


Αρχικά κόστη ανά γεωγραφική έκταση που καλύπτεται

• Κατασκευαστικά κόστη: πυλώνες ή τοποθέτηση υπόγειας υποδομής

• Κόστη οπτικής ίνας: οπτικές ίνες, ικριώματα, διαχωριστές, συγκολλήσεις

• Κόστη real estate, τερματισμού οπτικής ίνας (π.χ. πλήθος οπτικών ινών που έρχονται στο CO στην περίπτωση του HFR)

• Κόστη remote terminals:– PON: Μέτριο κόστος λόγω παθητικού εξοπλισμού

(splitters)– Active networks: κόστη για ρευματοδότηση των

ενεργών στοιχείων, για εξαερισμό κλπ.


Στην Κύπρο

• Ολοκληρώθηκε η δημόσια διαβούλευση αναφορικά με τη Στρατηγική Ρύθμισης του ΓΕΡΗΕΤ για την ανάπτυξη υποδομών ευρυζωνικής πρόσβασης νέας γενιάς (ΝGA) στην Κύπρο

• Στη Στρατηγική Ρύθμιση «προκρίνεται» η επιλογή μιας τοπολογίας Point-to-Point (P2P)

• Το ΓΕΡΗΕΤ προσανατολίζεται – στην προσέγγιση της επένδυσης σε δίκτυα νέας γενιάς ως έργου

‘μακράς πνοής’– στη διαμόρφωση ενός χρονοδιαγράμματος μετάβασης από

τεχνολογία χαλκού σε τεχνολογία οπτικής ίνας στο δίκτυο πρόσβασης σε χρόνο πριν το 2020

• τουλάχιστον σε ό,τι αφορά στους εσωτερικούς δακτυλίους του ANFP


Επισημάνσεις

• Η εγκατάσταση της νέας υποδομής– Να μην οδηγήσει σε προβλήματα (κανονιστικά/ανταγωνιστικά)– Είναι έργο κάποιων ετών– Κάποιων εκατοντάδων χιλιάδων EURO (περίπτωση Κύπρου)

• Χρειάζεται Κρατική Παρέμβαση – Σε χρήματα– Σε κανονιστικό / ρυθμιστικό πλαίσιο

• Υπάρχουν διάφορα σχήματα – ΣΔΙΤ (μερική Κρατική παρέμβαση)– Πλήρης Κρατική Παρέμβαση– ή … συνδυασμός των παραπάνω

• Ποια είναι η θέση της αγοράς;


Βρείτε νέα και ενημέρωση για την ευρυζωνικότητα στο:http://broadband.cti.gr/

Ευχαριστώ πολύ!ΧΡΗΣΤΟΣ Ι. ΜΠΟΥΡΑΣ

ΚΑΘΗΓΗΤΗΣΤμήμα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πατρών και

Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών και Εκδόσεων “Διόφαντος”email: [email protected]

http://ru6.cti.gr/bouras/

Διαθέσιμες FTTH τεχνολογίες και παράμετροι για τον...

Documents

Transcript of Διαθέσιμες FTTH τεχνολογίες και παράμετροι για τον...