2004 г.

G.SHDSL - новый лидер

Константин Изварский,
«Экспресс-Электроника» , # 5/2004

У любой технологии своя непростая история появления на рынке. Технология G.SHDSL пришла на наш рынок не сегодня, — соответствующий стандарт был принят еще три года назад — но именно к настоящему времени ее стали более активно использовать поставщики телекоммуникационных услуг. Такую задержку объясняют периодом адаптации технологии — естественным для любого решения, пробивающего себе дорогу. Хорошо это или плохо, но для G.SHDSL он уже позади, и это не единственная причина, по которой мы говорим о новом игроке.

Для начала не лишне вспомнить, какая ситуация сложилась на рынке DSL-оборудования к моменту ратификации G.SHDSL в феврале 2001 года. На первый взгляд, она напоминает ситуацию, когда спросу не угнаться за предложением. В самом деле, еще недавно системы высокоскоростной передачи по медным линиям были диковинкой, но прошло всего десятилетие — и уже далеко не каждый специалист уверенно ориентируется во всем их разнообразии.
При таком избытке технологий (часть из них даже не стандартизована) смысл появления G.SHDSL, пожалуй, в том, чтобы получить стандарт, который обеспечивал бы совместимость оборудования, избавив тем самым поставщиков услуг от головной боли. Конечно, среди достоинств новой технологии не только стандартизация, и об остальных преимуществах этого решения мы поговорим дальше. На сегодня же G.SHDSL единственная симметричная DSL-технология, стандартизованная Международным союзом электросвязи (ITU). В разработке данного стандарта принимали участие многие ведущие производители сетевого оборудования, что само по себе редкость — слишком мало случаев, когда единая идея оказывалась важнее частных интересов крупных компаний.
В результате такого объединения усилий мы имеем еще один симметричный вариант DSL. Как и любая симметричная DSL-технология, G.SHDSL ориентирована, главным образом, на корпоративный сектор, поскольку именно он нуждается в симметричном доступе — голосовые каналы, удаленный доступ к сети предприятия, веб-серверы и другие приложения требуют передачи одинаковых по объему потоков в обе стороны.
Вообще продолжая тему корпоративного сектора, стоит сказать, что наибольшее распространение здесь получило оборудование HDSL. Технология HDSL предусматривает симметричную передачу данных на скорости 2 Мбит/с по двум или трем парам и линейное кодирование 2 Binary 1 Quaternary (2B1Q) или Carrierless Amplitude Phase modulation (CAP). Популярность удалось завоевать и системам MSDSL — они появились в конце 1990-х годов и получили распространение в том числе в России. Эти системы с автоматически настраиваемой скоростью передачи (до 2,048 Мбит/с) позволяют добиться наилучшего сочетания скорости и дальности передачи.
В основу G.SHDSL положены основные идеи HDSL2, получившие дальнейшее развитие (надо сказать, работа над стандартизацией HDSL2 ввиду разногласий между основными производителями не окончена и стандарт существует как рабочая версия). Технология позволяет двум устройствам обмениваться данными по обычной телефонной линии со скоростью до 2,3 Мбит/с. Применение системы кодирования TC-PAM (Trellis coded PAM) и смещения частот для нисходящего и восходящего трафика предоставляет возможность оптимально использовать всю полосу частот для передачи трафика. Такой метод модуляции гарантирует почти предельную скорость передачи информации по линии. В отличие от кодирования 2B1Q или CAP, которые применяются в HDSL, спектр сигнала локализован в более узкой полосе частот. Это помогает избежать перекрестных помех (при совместной работе на одном кабеле) с оборудованием, функционирующем как по другим DSL-технологиям, так и по самой G.SHDSL (рис. 1).
В G.SHDSL эффективно используется адаптация скорости передачи, способная изменяться с шагом 8 кбит/с от 192 кбит/с до максимального значения 2,32 Мбит/с, соответствующего скорости канала E1. Для этого с помощью протокола G.hs.bis, инкапсулированного в стандарт, в процессе установления соединения модемы на обоих концах линии тестируют условия распространения сигнала и, в результате обмена сообщениями, определяют максимальную скорость передачи, допустимую при данных условиях (это особенно важно для определения типа обслуживания передаваемого трафика и формата передаваемых кадров), причем максимальная длина соединения (7,5 км при скорости 192 кбит/с и более 3 км при 2,32 Мбит/с) оказывается больше, нежели у других симметричных DSL-технологий, работающих при тех же скоростях передачи. Применение эхоподавления обеспечивает полнодуплексную связь при всех значениях скорости.
В G.SHDSL предусмотрена возможность использования для передачи данных одновременно двух пар, что позволяет увеличить предельную скорость передачи до 4624 кбит/с и обеспечивает необходимый уровень резервирования. Но главное, можно удвоить максимальную скорость — ее удается получить на реальном кабеле, по которому подключен абонент (рис. 2).
Стандартом ограничена максимальная задержка данных в канале передачи — она составляет не более 500 мс. Дополнительно снизить задержки в канале можно за счет оптимального выбора протокола во время инициализации. Например, для IP трафика устанавливается соответствующий протокол, что позволяет отказаться от передачи избыточной информации.
В отличие от ADSL и VDSL, G.SHDSL как нельзя лучше подходит для организации «последней мили». Так, при максимальной скорости обеспечивается передача 36 голосовых каналов. Тогда как ADSL, где ограничивающим фактором является низкая скорость передачи от абонента к сети (640 кбит/с), позволяет организовать лишь 9 голосовых каналов, не оставляя места для передачи данных.
Еще одна задача, которая успешно решена в G.SHDSL, — снижение энергопотребления. Поскольку для дистанционного питания используется одна пара, важность этой задачи трудно переоценить.
Есть и другие достоинства. По сравнению с двухпарными вариантами, однопарные обеспечивают существенный выигрыш по аппаратным затратам и, соответственно, надежности изделия. Ресурс снижения стоимости составляет до 30% для модемов и до 40% для регенераторов — ведь каждая из пар требует приемопередатчика HDSL, линейных цепей, элементов защиты и т. п.
Казалось бы, новая технология станет панацеей, и спрос на все прочие симметричные DSL-решения исчезнет. Однако большинство специалистов отмечают, что G.SHDSL нельзя рассматривать как полную замену существующих симметричных технологий. Скорее, она является их дополнением. По этой причине в ближайшее время станут выигрывать аппаратные платформы, которые реализуют возможность использования всех основных технологий в рамках единой системы. Именно они позволят поставщику услуг выбирать для подключения абонента решение, оптимально соответствующее существующим условиям и решаемым задачам.
На первом этапе G.SHDSL-оборудование оказалось несколько дороже, чем обещали разработчики стандарта и производители микросхем. Впрочем, в последнее время ее стоимость динамично снижается. Что касается решений операторского класса, здесь цена систем ADSL и G.SHDSL практически сравнялась.
Изначально оборудование G.SHDSL предлагали даже небольшие фирмы. Объяснение этого факта простое — речь идет об оборудовании, частично выполняющем требования стандарта. Благодаря тому что оно реализует не все описанные в стандарте функции или реализует их с использованием упрощенных алгоритмов, стоит оно дешево.
Если говорить об оборудовании G.SHDSL, представленном на российском рынке, выбор весьма широкий: есть продукты как гигантов сетевой индустрии — Lucent Technologies, Alcatel, Cisco Systems, Siemens, так и менее крупных производителей — Schmid Telecom, RAD, Telindus, ZyXEL, Patton Electronics, CTC Union и других. Приятно, что среди производителей этого оборудования есть и российские компании: НТЦ «Натекс», «Зелакс», NSG, «Альфа-Телекс», «Гранч». Причем у каждой из фирм-изготовителей есть полная линейка решений. Фактически это означает, что на оборудовании одного поставщика можно организовать канал любой сложности. Конечно, это преимущество, ведь не нужно прибегать к оборудованию от разных компаний. С другой стороны, заложенная в стандарт совместимость оборудования различных производителей позволит оператору и пользователю легко менять поставщика или приобретать абонентское и станционное оборудование от разных поставщиков.
G.SHDSL представляет собой вполне эффективный и экономичный способ решения проблемы «последней мили», и с помощью этой технологии можно успешно решать не одну телекоммуникационную задачу.
Скорее всего, в своем нынешнем состоянии G. SHDSL претерпит изменения — известно, что ITU и ETSI сейчас работают над спецификацией G. SHDSL.bis, которая позволит увеличить скорость передачи данных по одной паре с 2,312 Мбит/с до 3,840 Мбит/с (улучшенный код модуляции TC-PAM16), а в дальнейшем — до 5,700 Мбит/с (TC-PAM32). В реальных шумовых условиях дальность работы на максимальной скорости устройств с модуляцией TC-PAM16 составляет порядка 1,7 км (для потока 3,8 Мбит/с), а с модуляцией TC-PAM32 — около 800 м (5,7 Мбит/с). Стоит надеяться, что такие усовершенствования пойдут на пользу технологии, и в конце концов от них выиграет конечный пользователь.
Напоследок о рынке DSL, для которого прошедший год был по-настоящему рекордным. Результаты исследования фирмы Point Topic, проведенного по заказу отраслевого консорциума DSL Forum, еще раз подтвердили тот факт, что на современном этапе развития телекоммуникаций технологии DSL являются самыми востребованными. По данным аналитиков компании Point Topic, из приблизительно 100 млн. широкополосных каналов, эксплуатировавшихся в мире в конце 2003 года, 63,84 млн (или 64%) приходилось на DSL-каналы. В прошедшем году DSL-пользователями стали почти 28 млн. новых частных и корпоративных клиентов. Это соответствует росту на 77,8%. Любопытно, что в мировые лидеры в области DSL выбился Китай: только за вторую половину 2003 года в этой стране введено в эксплуатацию более 5 млн. DSL-линий. Столь стремительный рост для России (как впрочем, и для всей Восточной Европы) может быть эталоном, ведь наша страна входит в самый недоразвитый в плане освоения DSL-технологий регион. По приблизительным оценкам, в России введено в эксплуатацию около 60 тыс. DSL-линий, что соответствует проникновению около 0,18%.