oldi

Последняя верста

Николай Прокофьев

Технологии последней мили

   Неугомонный xDSL

   Оптические атмосферные линии передачи данных

   Интернет по каналам кабельного телевидения — встречайте MMDS!

 

Проблеме последней мили мы неизбежно посвящаем немалую часть нашей рубрики. Год ушедший стал годом признания xDSL. Практически никто всерьез не рассматривает перспективу прокладывания собственного канала для подключения к Интернету — помилуй бог, зачем? У нас есть телефонная лапша, которая легко позволяет организовать 5-6 Мбит нисходящего трафика и 0,5-0,7 Мбит восходящего. Этого за глаза хватает для организации до 200 человек при наличии разумных ограничений на использование канала.

Прорывом в области организации последней мили, кроме xDSL, стали и технологии организации радиоканала обмена данными. Мое знакомство с ними началось еще в студенческие годы, когда для доступа в Интернет у нас использовался радиоканал. О переменах погоды, дожде и прочих осадках мы узнавали быстрее бабушек, сидящих на лавочках. При этом прогнозы позволял делать старый добрый ping: если сбойных пакетов 20%, то на улице дождь, если 50% — снег. Ну а если количество сбойный пакетов приближается к 100%, то техники или опять споткнулись о кабель, или усиленно режутся в Quake. В следующий раз с радиоканалом я столкнулся в бытность свою системщиком крупного издательского дома. В нашем здании находилась молодежная радиостанция, со службой технической поддержки которой мы регулярно праздновали очередную пятницу. За два года канал выходил из строя по разным причинам не более 10 раз, однако восстановление его работоспособности занимало значительное время. Тем не менее преимущества радиоканала (отсутствие необходимости прокладки физической среды передачи данных) затмевали все недостатки и являлись гарантией продолжения выделения фондов для проведения исследований. Однако пара модемов всегда стояла наготове на случай аварии.

Технологии последней мили

Неугомонный xDSL

При всех своих недостатках модем имеет одну особенность, которая и предопределила успех этой технологии: для организации последней мили используется обыкновенная телефонная линия, за функционирование которой отвечает местная телефонная компания, решающая вопросы, связанные с ее нормальной работой. Вот только бы полосу пропускания расширить немножко — и все было бы просто замечательно. Именно на этой идее и основано семейство технологий xDSL. Однако ее применение возможно только при тесном сотрудничестве с местной телефонной компанией, ведь на каждую АТС приходится устанавливать дополнительный комплект оборудования, к чему все телефонные компании относятся крайне негативно. Идеологически подключение по технологии xDSL выглядит следующим образом: на АТС снимаются фильтры полосы пропускания и устанавливается дополнительное оборудование (сплиттер), позволяющее более полно использовать пропускную способность медной пары. При этом выделяются диапазон передачи данных, не пересекающийся со стандартным частотным диапазоном обыкновенной телефонии, что дает возможность организовать на одной паре два независимых канала. На практике это означает, что по одной физической паре можно одновременно работать в Интернете и говорить по обычному телефону. Вот и сбылась мечта пользователей — телефон и Интернет одновременно, и по одной телефонной линии. Но и это еще не все. Расширение полосы пропускания позволило наконец достичь мегабитных скоростей на обычной медной паре, при этом все преимущества модемных соединений (такие, в частности, как делегирование ответственности за канал телефонной компании) сохранились.

Примером плодотворного сотрудничества провайдера и телефонной компании является проект «Точка.ру», успешная реализация которого в прошлом году обозначила новые перспективы использования уже существующей медной пары. Применение технологии ADSL позволило достичь немыслимых прежде скоростей — до 8 Мбит/с на прием и 1,5 Мбит/с на отправку по обычной телефонной линии. При этом и канал связи (обычная телефонная медная пара), и оконечное оборудование (как на стороне провайдера, так и абонента) являются собственностью провайдера, который отвечает за качество предоставляемой услуги. Однако у этой рождественской сказки есть некая неафишируемая подоплека. Прежде всего «Точка.ру» является совместным проектом всемогущего монополиста МГТС и компании «ПТТ-Телепорт», 100% акций которой принадлежат МГТС. Официальное распоряжение руководства МГТС об ограничении выдачи спецузлом связи прямых кабельных линий альтернативным операторам свидетельствует об абсолютном монополизме. Аналогичная ситуация в США привела к развитию сетей кабельного телевидения и развертыванию на их базе сетей доступа к Интернету. Что будет у нас — покажет время.

Естественно, этот опыт применения расширенной полосы пропускания для увеличения скорости передачи данных не нов. Однако новизна все же есть, — она заключается в искусственном расширении полосы пропускания уже существующей «медяшки», опутавшей большую часть современного мира. Эта технология дала возможность телефонным компаниям предоставлять относительно дешевый доступ к Интернету по сравнению с выделенными каналами, но с сопоставимыми с ними скоростями. Кроме того, это позволило телефонным компаниям вести более активную борьбу за клиента, предоставляя ему дополнительные услуги по организации последней мили. Эта новинка серьезно подорвала позиции провайдеров традиционного коммутируемого доступа, вынудив их искать дополнительные способы конкурентной борьбы со всемогущими хозяевами медной телефонии. Действительно, владея необходимой инфраструктурой, телефонные компании имеют возможность перекрыть кислород любому провайдеру, работающему на ее линиях, что практически исключает возможность честной конкуренции. Именно поэтому некоторые компании всерьез увлеклись идеей широкополосного доступа на другом физическом уровне. Именно так появились беспроводные сети передачи данных.

В начало В начало

Оптические атмосферные линии передачи данных

Идея оптических линий передачи данных (беспроводных оптических каналов связи, БОКС) берет свое начало от первых микроволновых систем. Отличие между ними заключается только в длине волны используемого излучения, а также в инфраструктуре соединения клиента с опорной сетью. Сразу скажем о недостатках таких систем. Прежде всего к ним относятся невозможность гарантировать неизменность характеристик среды передачи данных (а следовательно, и достижения предельной скорости, возможной для используемого оборудования), а также зависимость скорости канала от погодных условий. Таким образом, реальная скорость канала может быть значительно меньше предельно возможной для используемого оборудования. Кроме того, в мегаполисе (а ведь именно на применение там рассчитано абсолютное большинство таких систем) существует проблема смога, а также имеются сложности с выделением части доступного (и весьма густо заселенного) частотного диапазона для организации канала. Однако все эти недостатки сполна перекрываются преимуществами беспроводного доступа — прежде всего независимостью от кабельной инфраструктуры в местах развертывания системы. Это особенно важно в условиях мегаполиса, где прокладка кабеля всего-навсего на пару километров чревата непомерными трудозатратами. Вторым преимуществом беспроводного пути являются быстрота развертывания системы (порядка 2-3 часов) и возможность оперативного сворачивания и переноса на новое место, например в случае переезда. И наконец — никакой ежемесячной абонентской платы за канал, если каналообразующее оборудование является вашей собственностью.

Наиболее эффектно обойти существующие ограничения позволяют оптические линии передачи данных, использующие частоты инфракрасной области спектра. Самое большое преимущество инфракрасных линий заключается в отсутствии утомительной процедуры лицензирования оборудования и согласования проекта в таких инстанциях, как Госкомсвязи и Санэпиднадзор. Однако следует отметить, что по сравнению с микроволновыми системами инфракрасные приемопередатчики более чувствительны к состоянию атмосферы и требуют тщательной проработки условий их установки с учетом специфики местности. Наличие осадков способно сильно снизить видимость и эффективность оптической связи. Не следует забывать, что указываемое во всех спецификациях максимальное расстояние между приемопередатчиками определяется как максимально возможное расстояние для обеспечения непрерывного и стабильного соединения в летний период при умеренном уровне осадков. Поэтому при менее благоприятных условиях (метель, дождь, туман и т.д.) реальное предельное расстояние будет ниже максимально возможного. Установка же оборудования выше уровня облачности (например, на крыше высотного здания) способно привести к нестабильной работе при наличии облаков, в то время как при ясной погоде канал будет работать идеально. Лазерные технологии передачи данных обладают колоссальным запасом прочности, однако даже он может оказаться недостаточным в случае непродуманного выбора оборудования и точек установки аппаратуры. Поэтому все факторы, способные повлиять на работу канала, необходимо учесть еще на этапе планирования системы и закупать оборудование с соответствующим запасом прочности. Спектр предлагаемого на рынке оборудования достаточно широк — существующее оборудование позволяет достигать гигабитных скоростей при предельном расстоянии 6 км. Да-да, я не оговорился! Гигабит по ИК-каналу — уже давно пройденный этап. Современные системы позволяют достичь скоростей порядка 2,5 Гбит/с, которые при мультиплексировании увеличиваются до 10Гбит/с. И это еще не предел, поскольку скоростные характеристики ИК-канала определяются исключительно техническими параметрами усилителей и используемых диодов.

Каналообразующая аппаратура состоит из двух приемопередающих модулей, размещенных на жесткой опоре. По внешнему виду оборудование весьма напоминает модные ныне камеры наружного наблюдения, часто устанавливаемые на офисных зданиях Москвы. При первоначальной установке производится взаимное «нацеливание» модулей. В дальнейшем все необходимое техническое обслуживание сводится к периодической очистке линз.

В начало В начало

Интернет по каналам кабельного телевидения — встречайте MMDS!

Своим появлением технология MMDS обязана искренне любимой американцами свободе. По большому счету, именно относительная легкость (по сравнению со странами тогда еще существовавшего социалистического лагеря), с какой в Америке можно было получить разрешение на организацию телевизионного вещания в определенном округе, и средства, которые можно было заработать при этом на рекламе и предоставлении дополнительных услуг, обусловили стремительный рост частных телевизионных компаний. Однако на пути этого роста стояли весьма серьезные юридические, политические и другие проблемы, связанные с прокладкой кабельного канала по муниципальным, государственным и частным владениям1. Именно поэтому рост кабельных телевизионных сетей в городах был крайне медленным, в сельской же местности их вообще не было. Конечно, выходом могла стать аренда уже существующих каналов (или части их полосы пропускания), однако это не избавляло от основного недостатка кабельных коммуникаций — отсутствия гибкости и наличия сложностей с увеличением зоны охвата. В этом аспекте беспроводные системы, подобные современным системам сотовой связи, имели бы бесспорные преимущества. Разумеется, все вышесказанное не означает, что все местные студии телевещания тут же начали переходить на беспроводное вещание. Те из них, которые являлись дочерними образованиями местных телефонных и энергетических компаний, просто прокладывали свой кабель, грубо говоря, на одном столбе с телефонными и энергетическими коммуникациями соответственно. А вот их конкурентам приходилось очень тяжко. И именно на них первоначально ориентировались разработчики новой технологии.

В настоящее время системы MMDS позиционируются на рынке как альтернатива классическим кабельным сетям. На данный момент в мире развернуто большое количество MMDS-систем, предоставляющих как классическое кабельное телевидение, так и расширенные сервисы (например, доступ в Интернет, интерактивное телевидение и прочие широкополосные услуги). Именно возможность интеграции существующей MMDS-инфраструктуры с высокоскоростным беспроводным обменом цифровыми данными позволяет предоставлять на базе этой технологии услугу организации последней мили. Стоит отметить, что данная услуга предоставляется как бы на десерт — в качестве дополнения к услугам трансляции местных телевизионных каналов.

В России эта технология позволяет решить сразу несколько проблем. Во-первых, российские условия (леса, болота, озера и пр.) в ряде случаев затрудняют прокладку кабельных коммуникаций (сколько денег стоило бы проложить в каждую деревню и каждый хутор хотя бы по одной медной паре!). Во-вторых, в условиях мегаполиса развернуть свою кабельную инфраструктуру доступа к Интернету практически невозможно. Поэтому использование этой технологии позволит сэкономить средства. В-третьих, необходимо отдавать себе отчет в том, что любая развернутая на местности кабельная инфраструктура по своей сути является одноразовой, то есть при переезде в другой офис вам придется тянуть ее заново. Это затруднительно даже в масштабах офиса, а представьте себе, что вы хозяин студии кабельного телевидения и что целый район обслуживаемого вами города сносят под строительство стадиона, а все жители переезжают в другое место. В этом случае все вложения в кабельную инфраструктуру обесцениваются, а перед вами встает необходимость повторного создания кабельной инфраструктуры уже на новом месте. В случае же использования MMDS-технологии все эти проблемы будут сведены к свертыванию базовой станции, вещающей на этот район, ее перевозке на машине типа популярной «Газели» в новый район и развертыванию на новом месте, с чем бригада монтажников справится за 2-3 часа. При этом переезжающие пользователи самостоятельно перевезут свое клиентское оборудование и после переезда продолжат работать так, как будто никуда и не переезжали.

Уже сегодня технология MMDS близка к тому, чтобы стать «народной». При стоимости подключения порядка 200 долл. и ежемесячной абонентской плате в 20-50 долл. у нее есть все шансы потеснить станции кабельного вещания. Однако и здесь есть подводные камни, и в первую очередь — «навязанный» монополизм. Действительно, компания, получившая разрешение на использование частотного диапазона MMDS в отдельно взятом районе, автоматически становится монополистом со всеми вытекающими отсюда последствиями. Выходом из ситуации могло бы стать разделение MMDS-диапазона на части между конкурирующими операторами (что недавно было сделано с сотовыми компаниями; многие помнят, как у компаний «Би Лайн» и MTС отобрали часть частот GSM-диапазона и передали их третьему оператору сотовой связи Москвы — компании «Соник Дуо»). Другой сложностью является неготовность населения платить ощутимые суммы за дополнительные телевизионные каналы. Развитая сеть государственного телевидения пока удовлетворяет потребностям большинства зрителей, и идея платить за просмотр тех же «Семнадцати мгновений весны», но в цифровом качестве, за 20-60 долл. в месяц представляется достаточно дикой. Однако в городах с повышенной концентрацией предприятий частного сектора, зачастую нуждающихся в оперативном получении новостей из-за рубежа, эта услуга находит своего потребителя. Кроме того, многих привлекают не столько предоставляемые телевизионные каналы, сколько дополнительные сервисы (такие, как организация последней мили по сети кабельного телевидения). Ряд предприятий среднего бизнеса подключились к сети «Космос-ТВ» в основном для активного использования именно этой услуги.

Проблема организации высокоскоростной линии подключения к Интернету имеет приемлемые решения — как говорится, быстро и недорого. Но платить 200-700 долл. в месяц может позволить себе не каждый. Да и невыгодно это. Посудите сами: если вы постоянно не скачиваете большие объемы информации из Интернета, то в большинстве случаев большую часть времени канал будет простаивать. Не лучше ли разделить один канал между несколькими пользователями? В результате плата за канал будет равномерно распределяться между всеми пользователями. Такая концепция реализована в современных домашних сетях, рассмотрению которых мы посвятим отдельный материал в одном из ближайших номеров нашего журнала. Для нас же важно то, что отныне скоростное подключение к Интернету стало действительно доступным среднему пользователю.

КомпьютерПресс 2'2002