 |
 |
Оптические приемники для сетей КТВ. Тенденции и развитие.Авторы: Михеев О.Л., руководитель направления оптических технологий компании «Контур-М». |
|
 |
|
|
Дата публикации: 20 апреля 2009г. |
|
В данной статье я хотел бы продолжить разговор о современных тенденциях развития волоконно-оптического оборудования для сетей КТВ, в частности, оптических приемников. Большое разнообразие производителей этого сегмента оборудования, а также широкий спектр моделей приемников, представленных в настоящий момент на российском рынке, с одной стороны, способен удовлетворить самые изысканные потребности кабельных операторов, а с другой стороны, способен создать проблему выбора перед теми кабельными операторами, которые модернизируют свою оптическую сеть или строят ее впервые. |
|
| Статья была опубликована в журнале "Кабельщик" №3 2009г. |
|||
Первые оптические приемники для сетей КТВ появились немногим более десяти лет тому назад. С момента своего появления и развития они претерпели значительные изменения – как по техническим характеристикам, так и по стоимостным показателям. Напомню, что первые приемники – оптические узлы – как правило, имели в своем составе оптический передатчик обратного канала и были предназначены для интерактивных сетей с поддержкой протокола DOCSIS. Наличие передатчика обратного канала (и, соответственно, возможность установки такого оптического узла в сеть с поддержкой DOCSIS) объяснялось прежде всего тем, что в США и в большинстве стран Европы к тому моменту (примерно 2000 г.) уже была построена весьма мощная кабельная инфраструктура, существенно изменять и перестраивать которую никому не хотелось. Именно это и стало основной причиной быстрого развития технологии DOCSIS – она позволила с минимальными затратами и в самые короткие сроки модернизировать уже существующую сеть и сделать ее интерактивной. Те, первые оптические узлы, как правило, обслуживали большие коаксиальные кластеры (до 2–5 тысяч абонентов) и были весьма дорогими устройствами – цена на такие «железки» часто достигала двух тысяч долларов и даже выше!
Российские операторы поотстали от своих более «продвинутых» американских и западных коллег – к шумов ингрессии (особенно в полосе обратного канала), с другой стороны, активное оборудование (в частности, усилители) не было предназначено для организации обратного канала.
Но, как говорится, нет худа без добра – бум строительства кабельных сетей в России пришелся как раз на тот период, когда стали появляться оптические приемники без поддержки обратного канала, что позволило значительно упростить их конструкцию, а, следовательно, и существенно снизить цену. Более стремительное падение цен на приемники стало возможным также еще по двум основным причинам – значительно развилась технология производства оптического оборудования и, кроме того, на российский рынок, помимо оборудования известных американских и западных компаний, хлынул поток дешевого оборудования из стран азиатского региона, в первую очередь из Китая. Тогда же стали появляться и первые модели приемников отечественного производства. Появление на рынке таких недорогих оптических приемников и позволило, в конечном итоге, российским операторам начать строительство сетей «оптика в дом» (технологии FTTB/FTTH). Что же касается интерактивности и передачи данных – для этого стало использоваться сетевое оборудование – параллельно сети КТВ (на других волокнах) разворачивалась сеть передачи данных (оптический Metro-Ethernet).
Помимо отказа от передатчиков обратного канала, проявились две основные тенденции при разработке оптических приемников для сетей КТВ – во первых, на рынке стали появляться приемники с высоким выходным уровнем (порядка 107–110 дБмкВ и даже выше). Это послужило причиной появления и развития технологии FTLA – Fiber To the Last Active (последний активный элемент в сети). Название технологии говорит само за себя – после таких приемников с высокими выходными уровнями (при строительстве «оптика в дом») исчезла необходимость устанавливать домовые коаксиальные усилители. Использование относительно дорогих приемников с высокими выходными уровнями по сравнению с дешевыми приемниками, но имеющими низкие выходные уровни, имеет ряд как технических преимуществ, так и очень часто оправдано экономически (см. список публикаций к статье).
Впоследствии появилось желание получить оптический приемник класса FTTH (т.е. с высоким выходным уровнем), и при этом чтобы такой приемник мог работать при пониженных уровнях входной оптической мощности. Напомню, что первые приемники, обслуживающие большие коаксиальные кластеры, для достижения хорошего запаса по уровню сигнал/шум должны были иметь на входе оптический сигнал с уровнем порядка 1 мВт (0 дБм). Развитие технологии «оптика в дом» (FTTB/FTTH) значительно снизило требования по параметру сигнал/шум на выходе приемника – уровень входной оптической мощности стало возможным понижать до уровня -3 – -4 дБм (а иногда и ниже). Но вот беда – при снижении входной оптической мощности происходило и значительное снижение уровня ВЧ-сигнала на выходе приемника. Это уменьшение подчиняется правилу «один к двум» – при снижении входного уровня оптического сигнала на 1 дБм выходной ВЧ-сигнал уменьшается на 2 дБмкВ. Чтобы избежать такого уменьшения выходного уровня и вообще сделать его независимым от возможного изменения уровня оптического сигнала в сети, возникла идея использовать систему АРУ в составе оптического приемника.
Итак, примерно три-четыре года назад в общих чертах произошло формирование рынка оптических приемников, основные типы которых мы наблюдаем и сейчас:
– оптические узлы-приемники с возможностью установки передатчиков обратного канала. Стоимость – примерно от 200–300 USD для «выходцев» из стран азиатского региона, до 700–1000 USD для их более благородных «братьев»;
– дешевые оптические приемники без обратного канала, относительно простые по конструктивному исполнению и с выходными уровнями 100–110 дБмкВ (происхождение, как правило, Китай);
– приемники, специально предназначенные для сетей «оптика в дом» – без обратного канала, c высоким выходным уровнем (107–115 дБмкВ) и встроенной функцией АРУ. Такие приемники часто имеют дополнительные «навороты», о которых мы поговорим чуть позже. Стоимостной показатель – от 120–130 до 230–250 USD.
Хочу заметить, что вышеприведенная градация условна и не ставит целью жестко систематизировать все те модели, которые есть на рынке. Первый класс приемников в настоящий момент стал относительно редким – как правило, оптические узлы применяются только в сетях, которые ориентировались на поддержку протокола DOCSIS (либо уже построены, либо модернизируются).
Что касается второго класса приемников, то большую часть рынка этих приемников в настоящий момент занимают приемники из стран азиатского региона, хотя есть модели и отечественного производства, и известных зарубежных брендов. Эти приемники – самые простые и самые дешевые, цена на некоторые из них опускается до 70–80 USD. Приемники этого класса долго оставались самыми востребованными, пока не появились приемники следующего поколения, которые составили им ощутимую конкуренцию.
Первым известным приемником этого нового поколения стал приемник Lambda Pro 50 (Vector). Высокий выходной уровень, наличие функции АРУ, а также удобный функционал сделали этот приемник на пару лет фактически фаворитом рынка – стремления других производителей (в том числе и азиатского региона) сделать более дешевый аналог долгое время не имели значительного успеха.
Однако жизнь не стоит на месте, и в последние год-полтора появились несколько новых моделей из этого класса приемников, о которых мне хотелось бы рассказать подробнее.
Приемники CXE800/CXE880 (TELESTE)
Одной из известных фирм-производителей, работавших над созданием эффективных приемников класса «оптика в дом», была европейская компания Teleste. Продукция этой компании давно известна не только во всем мире, но и на российском рынке. Свою большую популярность оборудование Teleste получило не только благодаря превосходным техническим характеристикам, но и благодаря своей исключительной надежности. Хочется отметить, что Финляндия – страна с суровым климатом, и ее оборудование как нельзя лучше подходит для тех российских операторов, кто предъявляет повышенные требования по климатическим условиям. Внешний вид приемника CXE800 и его структурная схема представлены соответственно на рис. 1 и 2.
Приемник CXE800 (Teleste) имеет один ВЧ-выход (второй выход может быть легко задействован при установке специальной вставки-делителя или ответвителя). Это типичный приемник класса FTTH, не имеющий обратного канала и относительно простой по своей идее. Выходной каскад приемника организован по технологии GaAs MESFET, благодаря чему достигается высокий выходной уровень (до 118 дБмкВ). CXE800 имеет встроенную систему АРУ по уровню входной оптической мощности, благодаря чему достигается постоянство высокого уровня ВЧ-сигнала при изменении входного оптического сигнала (глубина АРУ составляет -7–0 дБм). Металлический литой корпус значительно повышает теплоотдачу при работе приемника и снижает риск его перегрева. Приемник имеет местное питание (165–255 В) и отличается очень широким диапазоном рабочих температур – от -40 до +55°С – мало кто из производителей может похвастать такими значениями! Кроме того, хочется отметить высокую защищенность CXE800 от электромагнитных наводок и грозовых разрядов – Teleste гарантирует устойчивость к импульсным наводкам с потенциалом до 6 кВ!
Для тех операторов, кто использует технологию DOCSIS, специально выпущена версия приемника на базе CXE800 – оптический узел CXE880, который имеет встроенный FP-передатчик обратного канала. Этот узел отличается относительной простотой конструкции по сравнению со многими конкурентными моделями других известных производителей и, соответственно, более низкой ценой. Узел CXE880 может иметь местное или дистанционное питание – в зависимости от требований заказчика.
Хочется отметить, что приемники CXE800 уже успешно используются во многих российских сетях. Именно этот приемник был выбран группой компаний «Стрим ТВ» как основной приемник для строительства оптических сетей во многих городах России.
Приемники OD002 и OD100 (TERRA)
Оборудование компании Terra также хорошо известно кабельным операторам – оно отличается оптимальным соотношением цена-качество, европейским уровнем исполнения и высокой надежностью. Приемники OD002 и OD100 были разработаны компанией Terra специально как приемники для сетей «оптика в дом», которые не используют протокол DOCSIS и где передача данных осуществляется на параллельных волокнах (как правило, Metro-Ethernet). Модели OD002 и OD100 (рис. 3 и 4) – с местным питанием, имеют практически одинаковый функционал и в первом приближении отличаются только разными выходными уровнями ВЧ-сигнала. Как показала практика, не всем операторам необходим выходной уровень в 113 дБмкВ (именно такой рабочий уровень у OD100 при включенном АРУ) – зачастую можно обойтись более низким выходным уровнем, а стоимость приемника при этом может быть значительно снижена (менее мощный выходкаскад, меньшее энергопотребление и теплоотдача, соответственно и более простой корпус). Поэтому рабочий уровень у приемника OD002 – до 107 дБмкВ, что позволило снизить его стоимость более чем в полтора раза! Корпуса у приемников OD – литые, что улучшает их теплоотдачу и снижает риск перегрева. Приемники OD002 и OD100 – с одним ВЧ-выходом и имеют встроенную систему АРУ по уровню входного оптического сигнала. Диапазон работы АРУ весьма широк – от -7 до +2 дБм. Кроме того, эти приемники имеют очень хорошие шумовые параметры – как показала практика, возможно применение этих приемников при уровнях входного сигнала вблизи нижней границы диапазона АРУ (например, -6 дБм) и при этом не происходит существенного «зашумления» сигнала.
Хочется особо отметить наличие такой встроенной опции в семействе приемников OD, как наличие жидкокристаллического цифрового индикатора, который может служить для отображения уровня оптической мощности на входе приемника при помощи встроенной системы измерения. Кроме того, этот же индикатор служит для отображения параметров ВЧ-сигнала в режиме настройки. Интересно также и то, что настройка выходных параметров осуществляется без помощи модулей-вставок, с помощью встроенного микропроцессора и кнопочного управления. При отключении питания установки сохраняются в памяти приемника. Все это позволяет значительно упростить инсталляцию и настройку приемника и обойтись без дополнительного измерительного оборудования, что особенно важно при строительстве сетей с глубоким проникновением оптики, когда затраты на инсталляцию и обслуживание большого количества приемников становятся весьма существенными.
Приемник OD120 (TERRA)
Хотя приемник OD120 создан на базе модели OD100, думаю, что есть смысл выделить его особо, поскольку он является на данный момент одним из самых современных и функциональных устройств, представленных на сегодняшнем рынке. Этот приемник интересен тем, что в нем реализована возможность дистанционного мониторинга и управления его основными параметрами за счет применения интегрированного Ethernet-адаптера UD210. Еще одна интересная особенность модели OD120 состоит в том, что в конструкцию приемника добавлена плата цифрового интерфейса (рис. 5), которая осуществляет взаимодействие приемника с внешними устройствами. Так, в частности, на этой плате располагаются контакты для управления реле питания сетевого коммутатора (switch’а), и в случае «подвисания» коммутатора возможен его перезапуск. Кроме того, плата цифрового интерфейса служит для съема информации с датчика внешней сигнализации (например, датчика открытия ящика, в котором располагается оборудование), а также информации о режиме работы блока бесперебойного питания (UPS). Максимальное количество приемников OD120 в сети ограничено только количеством свободных IP-адресов в сети оператора. Приемник OD120 поставляется с уникальным описанием параметров (комплект MIB-файлов) для протокола SNMP (версия v2c). В этих MIB-файлах параметры разделены на три категории:
– только считываемые,
– считываемые и настраиваемые,
– передаваемые сообщения (TRAP).
При этом некоторые описания в MIB-файле (такие, как имя приемника и его местонахождение) может задавать оператор сети, что очень удобно при обслуживании сети.
К считываемым параметрам относятся серийный номер приемника, уровень входной оптической мощности, рабочая температура, напряжение на выходе блока питания и др. Вторая группа параметров – значения аттенюаторов и межкаскадного корректора, включение системы АРУ, пороговые значения параметров, при которых генерируются сигналы о нештатных ситуациях (алармы). Передаваемые сообщения (TRAP) – это сами алармы, сигнализирующие о неисправностях или отклонении параметров от предельно допустимых установленных значений. Комплект MIB-файлов позволяет интегрировать оптический приемник OD120 в систему мониторинга и менеджмента оператора сети. Параметры адаптера UD210, такие, как IP-адрес, маска сети, имя пользователя, пароль и т.п., можно легко установить, подключив компьютер с сетевой картой. Для подключения используется Telnet-клиент для Windows.
Возможность удаленного мониторинга и управления параметрами, реализованная в приемнике OD120, делает его крайне привлекательным решением для тех операторов, которые заботятся о надежности предоставления своих услуг и используют современные технические средства для контроля и обслуживания своей сети.
В заключение хотелось бы добавить, что представленное в настоящий момент на рынке большое разнообразие моделей оптических приемников способно удовлетворить практически любые требования оператора.
Авторы с удовольствием ответят на все вопросы по затронутой теме по тел.: +7 (495) 221-81-88 или E-mail:
