730.основы природопользования цели термины структура история связи стратегиче...
603.принципы организации современных широкополосных сетей интегрированных услуг учебное пособие
1. 1
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова
А.И. Русаков
Ю.А. Зеленков
Принципы организации
современных широкополосных
сетей интегрированных услуг
Учебное пособие
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета
для студентов направления подготовки
Прикладная математика и информатика
Ярославль 2006
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. 3
Оглавление
1. ВВЕДЕНИЕ.....................................................................................................5
1.1. ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННОГО ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО РЫНКА .....5
1.2. ИНФРАСТРУКТУРА. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ...............................................8
1.2.1. Международные и междугородные каналы ..................................8
1.2.2. Архитектура транспортных сетей.............................................14
1.2.3. Городские опорные сети и сети доступа....................................18
Кабельные сети доступа.................................................................22
Сети доступа на основе DSL..........................................................24
Волоконно-оптические сети доступа............................................26
Архитектура городских сетей и сетей доступа............................28
1.3. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ПРИЛОЖЕНИЙ И УСЛУГ........................................31
1.4. ЛИТЕРАТУРА .............................................................................................35
2. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ОБЛАСТИ
ШИРОКОПОЛОСНЫХ СЕТЕЙ
ИНТЕГРИРОВАННЫХ УСЛУГ ...........................................................40
2.1. МОДЕЛИ ВОЗМОЖНЫХ ИНФРАСТРУКТУР СЕТЕЙ ДОСТУПА ......................44
2.1.1. Предоставление доступа поверх существующей
инфраструктуры ..............................................................................44
2.1.2. Применение технологии xDSL с использованием
существующих медных пар..............................................................45
2.1.3. Предоставление сервиса поверх волоконно-оптических сетей
с использованием широкополосных
интегрированных технологий .........................................................45
2.1.4. Гибридная оптоволоконно-медная технология...........................46
Особенности устройств передачи данных HFC....................46
2.1.5. Использование радиошлейфа (RITL).............................................47
2.1.6. Доступ с использованием спутниковых технологий ..................47
2.2. СЕТИ КАБЕЛЬНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ............................................................47
2.2.1. Стандартизация сетей кабельного телевидения......................50
2.2.2. Особенности архитектуры сетей кабельного телевидения....52
2.3. СЕТИ НА ОСНОВЕ АБОНЕНТСКОЙ ЛИНИИ – XDSL ...................................53
2.3.1. Виды xDSL технологий...................................................................55
2.3.2. Технические принципы ADSL..........................................................56
2.3.3. Стандарты в ADSL ........................................................................59
2.3.4. Адаптация ATM к ADSL.................................................................60
2.4. ОПТОВОЛОКОННЫЕ СЕТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ATM ..................................63
2.4.1. Краткая характеристика ATM ....................................................63
2.4.2. Некоторые экономические аспекты ATM сервиса ....................65
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4. 4
2.5. БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ .................................................................69
2.5.1. Особенности архитектуры беспроводных сетей доступа ......72
Кольцевая топология......................................................................74
2.5.2. Спектр оказываемых услуг ............................................................75
2.6. ПЕРСПЕКТИВЫ НАИБОЛЕЕ ДИНАМИЧНО РАЗВИВАЮЩИХСЯ
ТЕХНОЛОГИЙ ДОСТУПА ...........................................................................76
2.6.1. Один из возможных вариантов плана выделения каналов
при мультиформатной DWDM-HFC сети ....................................78
2.6.2. Недостатки дешевых высокоскоростных технологий
доступа – DSL и кабельных модемов.............................................79
2.7. ПРИМЕР УСПЕШНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ СЕТЕЙ ДОСТУПА ................................80
2.8. ЛИТЕРАТУРА .............................................................................................81
3. IPV6. НЕОБХОДИМОСТЬ И МЕТОДИКА ПЕРЕХОДА..................83
3.1. ИСТОРИЯ ВОПРОСА...................................................................................83
3.1.1. История возникновения и развития протокола IPv6
и мотивация его разработки...........................................................83
3.2. ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ДЕЛ В ОБЛАСТИ ВНЕДРЕНИЯ ПРОТОКОЛА IPV6 ...87
3.2.1. Основные этапы перехода от IPv4 к IPv6
и их временные рамки .......................................................................87
3.2.2. Опыт практического использования протокола IPv6...............89
3.3. СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОТОКОЛА IPV6..........................................................92
3.3.1. Архитектура адресации в IPv6 .....................................................92
3.3.2. Структура пакета IPv6.................................................................96
3.3.3. Особенности маршрутизации IPv6 ..............................................99
3.3.4. Механизмы автоконфигурации хостов IPv6 .............................102
3.3.5. Механизмы обеспечения «качества обслуживания» (QoS).....103
3.3.6. Механизмы защиты информации и обеспечения сетевой
безопасности...................................................................................103
3.4. ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ СОПРЯЖЕНИЯ УЧАСТКОВ СЕТЕЙ IPV4 И IPV6
ВО ВРЕМЯ ПЕРЕХОДНОГО ПЕРИОДА .......................................................104
3.5. ЛИТЕРАТУРА ...........................................................................................108
4. НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ .........111
4.1. РАЗВИТИЕ НОВЕЙШИХ ИНТЕРНЕТ-ПРИЛОЖЕНИЙ..................................113
4.1.1. РАЗВИТИЕ IP-ТЕЛЕФОНИИ ...................................................................113
4.1.2. Session Initiation Protocol (SIP) ....................................................115
4.1.3. Передача видеоизображения через Интернет .........................118
4.2. ИНТЕРНЕТ КАК ЕДИНАЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННАЯ СРЕДА .................120
4.2.1. Мультиплексирование по длине волны (Wavelength division
multiplexing) .....................................................................................121
4.2.2. Dynamic Packet Transport Protocol ..............................................126
Реализации прототипов новой транспортной среды.................130
4.3. ЛИТЕРАТУРА ...........................................................................................134
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5. 5
1. Введение
1.1. Особенности современного
телекоммуникационного рынка
Телекоммуникационная отрасль является одним из наиболее
динамичных и перспективных сегментов глобального рынка и
большинства национальных рынков. В качестве ее основных со-
ставляющих могут быть выделены: телекоммуникационные ин-
фраструктуры (сети), телекоммуникационное оборудование и ус-
луги (рис. 1). При этом сети играют ключевую роль, выступая и в
качестве технической базы для предоставления телекоммуника-
ционных услуг конечным пользователям, и в качестве основного
потребителя телекоммуникационного оборудования [1].
Рис. 1 Структура телекоммуникационного рынка
(традиционная модель)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6. 6
В последние годы рынок телекоммуникаций претерпевает
значительные и быстрые изменения, в результате которых тради-
ционная модель (рис. 1) становится все менее применимой для
его анализа (см. раздел 1.3. и рис. 5).
Одним из наиболее важных факторов, обусловливающих эти
изменения, является процесс демонополизации данной отрасли.
Указанный процесс начался около 15 лет назад, когда в США
произошло разделение AT&T на компанию-оператора дальней
связи и семь региональных компаний-операторов [1]. В России
либерализация рынка связи началась существенно позже, в нача-
ле 90-х годов. Однако она сопровождалась чрезвычайно быстрым
ростом числа компаний, предоставляющих различного рода услу-
ги связи: передача данных, междугородная и международная те-
лефония, услуги мобильной связи, доступ в Интернет и IP-теле-
фония. В 1999 г. общий годовой доход, полученный новыми опе-
раторами связи, составил свыше 70% от валового дохода отрасли.
Особо следует отметить, что именно указанные операторы доми-
нируют на рынке услуг передачи данных (75%).
Другой, не менее существенной причиной эволюции теле-
коммуникационного рынка является интенсивное внедрение но-
вых технологий, таких как волоконно-оптические линии связи
(ВОЛС), кабельное телевидение и др. Однако наибольшее влия-
ние на развитие данной отрасли в последние годы, несомненно,
оказали Интернет-технологии. Следует отметить, что в экономи-
ческом отношении к настоящему времени Интернет в своем раз-
витии достиг такого уровня, что ряд исследователей сочли необ-
ходимым выделить в качестве объекта изучения новый сектор
экономики, получивший название «Интернет-экономика» [4].
При этом значительная часть телекоммуникационной отрасли
стала рассматриваться как составляющая «Интернет-экономики».
При анализе «Интернет-экономики» используются специаль-
ные экономические показатели (индикаторы): Internet Economy
Revenues Indicator и Internet Economy Jobs Indicator, предназна-
ченные для оценки объема продаж Интернет-ориентированных
продуктов и услуг, а также численности работающих в соответ-
ствующих структурах. Расчет этих показателей осуществляется в
рамках новой «Интернет-ориентированной» стратиграфической
экономической модели [4]. Данная модель, разработанная спе-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7. 7
циалистами Техасского университета (США), выделяет четыре
основных составляющих, или, в терминах этой модели, «уровня»
данного сектора экономики: инфраструктура, приложения, по-
средники, коммерция (табл. 1).
Т а б л и ц а 1
Модель «Интернет-экономики»
Тип компании Основные категории Примеры
Уровень 1. Инфраструктура
Производство
продуктов и
предоставление
услуг для соз-
дания и экс-
плуатации ин-
фраструктуры
IP-сетей и ор-
ганизации
электронной
коммерции
Операторы опорных IP-сетей Qwest, MCI Worldcom
Операторы IP-сетей Mindspring, AOL,
Earthlink
Производители сетевого обо-
рудования и программного
обеспечения
Cisco, Lucent, 3Com
Производители средств вы-
числительной техники (рабо-
чие станции, серверы и др.)
Dell, Compaq, HP
Защита информации Axent, Checkpoint,
Network Associates
Производители оптоволокна Corning
Канало-образующее оборудо-
вание
Ciena, Tellabs, Pairgain
Уровень 2. Приложения
Продукты и ус-
луги, предпола-
гающие ис-
пользование
инфраструкту-
ры IP-сетей и
обеспечиваю-
щие использо-
вание послед-
них для реше-
ния конкрет-
ных задач
Специализированные консал-
тинговые компании
USWeb/CKS, Scient,
etc
Интернет-ориентированные
программные продукты
Netscape, Microsoft,
Sun, IBM
Мультимедийные приложения RealNetworks, Macro-
media)
Программное обеспечение для
Web-разработчиков
Adobe, NetObjects, Al-
laire, Vignette
Поисковые системы Inktomi, Verity
Дистанционное обучение Sylvan Prometric, As-
symetrix
Web-ориентированные базы
данных
Oracle, IBM DB2, Mi-
crosoft SQL Server
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
8. 8
Тип компании Основные категории Примеры
Уровень 3. Посредники
Содействие по-
вышению эф-
фективности
электронного
рынка путем
организации
взаимодействия
через Интернет
продавцов и
покупателей
товаров и услуг
Организация рынка VerticalNet, PCOrder
Бюро путешествий online TravelWeb.com,
1Travel.com
Online брокеры E*Trade, Schwab.com,
DLJDirect
Агрегация информационных
ресурсов
Cnet, ZDnet, Broad-
cast.com
Создание и поддержка инфор-
мационных ресурсов и порта-
лов
Yahoo, Excite, Geoci-
ties
Реклама online Yahoo,
ESPNSportszone
Уровень 4. Коммерция
Продажа через
Интернет това-
ров и услуг ин-
дивидуальным
и корпоратив-
ным потреби-
телям
Розничная электронная тор-
говля
Amazon.com,
eToys.com
Продажа оборудования online Cisco, Dell, IBM
Подписка и приобретение
электронных и печатных изда-
ний
thestreet.com, WSJ.com
Продажа авиа билетов online
Развлечения и профессиональ-
ные услуги online
1.2. Инфраструктура. Тенденции развития
1.2.1. Международные и междугородные каналы
По мнению экспертов [6], в ближайшие годы именно разви-
тие волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), являющихся до-
минирующей коммуникационной средой, будет оставаться одним
из основных факторов, оказывающих влияние на рынок телеком-
муникационных услуг. В свою очередь стимулом развития ин-
фраструктуры и технологий ВОЛС служит наблюдающийся в по-
следние годы непрерывный рост трафика. В результате этого
роста к середине 90-х годов появились первые признаки исчерпа-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9. 9
ния смонтированной емкости ВОЛС даже в странах с хорошо
развитой телекоммуникационной инфраструктурой, например в
США. Во многом это было связано с тем, что большинство смон-
тированных в 80-х годах в США ВОЛС имели 16 волокон, а
32 волоконные линии были довольно редки [7], поскольку в пе-
риод проектирования и создания указанных ВОЛС доминирую-
щим был голосовой трафик, и рост загрузки каналов происходил
достаточно медленно. Поэтому не было никаких оснований пред-
полагать, что имеющаяся резервная емкость будет исчерпана в
обозримом будущем.
Однако в 90-х годах произошло кардинальное изменение си-
туации [7]. На фоне плавного увеличения голосового трафика
(8% в год) стал наблюдаться резкий рост суммарного трафика
данных (35% в год), причем его составляющая, связанная с Ин-
тернет, росла со скоростью 100% в год. В частности, американ-
ская компания Pacific Bell уже в 1995 г. сообщила, что трафик
данных стал преобладающим.
Не менее важным явилось и то обстоятельство, что к этому
моменту на телекоммуникационном рынке сформировалась ус-
тойчивая положительная связь между стоимостью услуги и спро-
сом на нее, то есть снижение стоимости передачи на x% приво-
дило к росту трафика на величину (x+y)%, обеспечивая, таким
образом, увеличение прибыли на y%. Наличие такой связи по-
служило мощным стимулом внедрения новых технических реше-
ний, понижающих себестоимость трафика и цены на телекомму-
никационные услуги. Все это привело к дальнейшему ускорению
роста трафика и загрузки сетей.
Еще более усугубило ситуацию и то, что в эти же годы опера-
торы дальней связи интенсивно осуществляли внедрение кольце-
вой SONET-топологии, позволяющей сохранить работоспособ-
ность сети в случае повреждений кабеля, но обеспечивающей это
ценой потери 50% кабельной емкости.
Уже в середине 90-х годов перед телекоммуникационными
операторами встала задача быстрого и значительного повышения
пропускной способности ВОЛС. Данная задача решалась и про-
должает решаться как путем создания новых линий, так и путем
внедрения новых технологий, обеспечивающих повышение ско-
рости передачи данных и емкости существующих ВОЛС. Одно-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10. 10
временно с увеличением протяженности и емкости ВОЛС на-
блюдается и тенденция к расширению зон обслуживания транс-
портных сетей.
Быстрый рост волоконно-оптических сетей в последние годы
во многом был обусловлен появлением (в результате изменения
законодательства в этой области) новых операторов, вступающих
в острую конкуренцию с компаниями, традиционно лидирующи-
ми на телекоммуникационном рынке как в области предоставле-
ния услуг дальней связи, так и на уровне региональных сетей. В
частности, в результате появления новых операторов суммарная
доля ведущих американских компаний (таких как AT&T, MCI,
Sprint, WorldCom и др.) в общем объеме ежегодно монтируемых
ВОЛС непрерывно снижалась.
Не менее важным фактором, обеспечивающим быстрый рост
волоконно-оптических сетей, стало появление принципиально
новой услуги – предоставление в пользование (на условиях IRU-
indefeasible right to use) «сырого» оптического волокна (dark
fiber).
Однако в дальнейшем ожидается снижение темпов увеличе-
ния протяженности междугородных ВОЛС в Северной Америке,
так как ведущие сетевые операторы этого региона завершили со-
ответствующие программы и обеспечили достаточные на бли-
жайшие годы резервы канальной емкости.
Одной из причин снижения темпов роста транспортных во-
локонно-оптических сетей является активное внедрение новых
технологий, обеспечивающих повышение скорости передачи
данных и емкости существующих ВОЛС, например, путем уве-
личения числа спектральных каналов по технологии WDM
(Wavelength Division Multiplexing – уплотнение по длине волны)
[8, 9]. Данная технология в последние годы интенсивно развива-
ется, а соответствующее серийно выпускаемое оборудование бы-
стро совершенствуется [7]. Достигнутые результаты, наряду с
экономическими факторами, позволяют рассматривать WDM как
наиболее перспективное направление развития волоконно-
оптических сетей.
Структуру и перспективы развития рынка WDM-систем в
США иллюстрирует таблица 2, составленная на основании ре-
зультатов исследования [12], проведенного компанией Communi-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
11. 11
cations Industry Researchers, Inc. Как видно из таблицы, в настоя-
щее время WDM-системы используются, главным образом, в
транспортных сетях на междугородных ВОЛС (около 90% рын-
ка).
Таблица 2
Структура и прогноз развития рынка WDM-систем
в США (млн. дол. США)
Область ис-
пользования
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Междугород-
ные каналы и
транспортные
сети 921 1468 1906 2664 2993 2971 3005 3043 3093 3147
Городские
сети и сети
доступа 112 240 374 617 989 1681 2561 3419 4287 5133
Корпоратив-
ные распре-
деленные се-
ти (WAN) 48.0 51.5 57.6 75.8 88.9 97.8 53.2 32.4 15.8 13.9
Локальные
WDM-сети
(LAN) 0.2 0.3 0.7 0.8 1.7 9.4 19.8 38.8 58.8 63.0
Общий объем
продаж 1081 1760 2338 3358 4073 4760 5639 6533 7454 8357
Согласно другому, более позднему, исследованию [13] при-
веденные выше оценки являются заниженными, и объем рынка
WDM уже в 1999 г. превысил 3,5 млрд. дол. США, а в 2003 г.
достиг 7,9 млрд. дол. США. Кроме того, в результате этого ис-
следования была выявлена новая перспективная группа потреби-
телей – операторы сетей кабельного телевидения. В настоящее
время указанная группа занимает второе место после домини-
рующей группы потребителей – операторов IP-сетей (3,3 млрд.
дол. США).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
12. 12
Сходные тенденции характерны и для другого крупного те-
лекоммуникационного рынка – европейского, на котором недос-
таток канальной емкости стал ощущаться к 1997 г. [14]. Следует
отметить, что более позднее начало модернизации европейских
ВОЛС было обусловлено не только отставанием от США в росте
общего объема трафика, но и меньшей длиной междугородных
линий (например, в Великобритании средняя протяженность
100 км) а следовательно, и меньшими затратами на аппаратуру
усиления при монтаже новых линий.
Начиная с января 1998 г. более 20 европейских операторов
глобальных сетей анонсировали свои планы модернизации и по-
строения сетей на базе ВОЛС [15]. Не менее многочисленная
группа операторов объявила о намерении арендовать непосредст-
венно ВОЛС или часть их емкости для предоставления услуг
своим пользователям. Таким образом, общее число общеевропей-
ских операторов, предоставляющих услуги с использованием
ВОЛС, составило около 40 [15]. Наряду с собственно европей-
скими компаниями в данном регионе активно развивали свою се-
тевую инфраструктуру и компании США, такие как Level 3,
Qwest, MCIWorldcom и Metromedia Fiber Network [16].
Следует особо отметить то обстоятельство, что, основываясь
на тенденциях североамериканского телекоммуникационного
рынка, опережающего европейский, компании США (такие как
COLT и MCIWorldcom) не ограничивались созданием в Европе
опорных инфраструктур, являющихся продолжением их сетей на
американском континенте, но и приняли активное участие в фор-
мирование городских сетей [16].
Основываясь на устойчивом и высоком спросе на емкость,
европейские операторы при монтаже новых сетей использовали
ВОЛС с большим числом волокон, как правило около 100 (96 –
для междугородных каналов и 144 – для городских сетей). Это
позволило многим из них частично скомпенсировать затраты на
инсталляцию, продавая и сдавая в аренду часть волокон другим
операторам. Кроме того, при создании новых сетей в данном ре-
гионе приблизительно в 75% случаев использовалось [15] NZDS-
волокно (non-zero dispersion-shifted), оптимальное для использо-
вания WDM-технологий.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
13. 13
Хотя массированное внедрение WDM-технологий в Европе
было начато несколько позднее, чем в США, но уже в 1997 –
1998 гг. ведущие европейские производители телекоммуникаци-
онного оборудования (Ericsson, Lucent, Pirelli, Ciena, GPT-Sie-
mens, Alcatel, Nortel, и DSC) предлагали операторам свои WDM-
системы. Первыми европейскими телекоммуникационными опе-
раторами, использовавшими данную технологию, были Cable and
Wireless Communications (CWC), British Telecom (BT), Telecom
Finland, Telenor и Telefonica de Espana [14]. К 2000 г. все операто-
ры общеевропейских волоконно-оптических сетей приступили к
инсталляции DWDM-систем.
Одним из примеров наиболее масштабного использования в
этом регионе данной технологии может служить транспортная
сеть одного из ведущих европейских операторов Global
TeleSystems (GTS), известного ранее, как Hermes Europe Railtel
(HER). GTS широко использовала WDM не только в своей транс-
портной сети, общей протяженностью свыше 5000 км, но и в
принадлежащих этой компании городских сетях [17]. Промыш-
ленная эксплуатация WDM-систем показала, что данная техноло-
гия позволяет не только повысить транспортную емкость, но и
обеспечивает возможность реализации различных сетевых архи-
тектур, таких как наложенные SDH- и IP-сети. Технико-экономи-
ческий анализ, проведенный специалистами компании, показал
высокую эффективность использования WDM-технологии, осо-
бенно на междугородных ВОЛС [17].
Можно констатировать, что использование ВОЛС в соче-
тании с WDM-технологией, доминирующее в настоящее время
на двух ведущих региональных рынках, североамериканском и ев-
ропейском, становится характерным и для глобального теле-
коммуникационного рынка.
Следует отметить, что данная тенденция оказала значитель-
ное влияние и на эволюцию общей архитектуры транспортных
сетей. В частности, как будет показано ниже (раздел 1.2.2), логи-
ческим итогом развития WDM-технологий и интенсивного роста
IP-трафика явилось появление концепции «оптической Интернет-
сети» (IP/DWDM-сети).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
14. 14
1.2.2. Архитектура транспортных сетей
Как было показано в предыдущих разделах, развитие Интер-
нет, а также соответствующих приложений и услуг, базирующих-
ся на IP-протоколе, оказывает существенное влияние на телеком-
муникационную отрасль как в экономическом, так и в технологи-
ческом отношении. В частности, тот факт, что практически все
виды телекоммуникационных услуг, предоставляемых конечному
пользователю, в настоящее время могут быть реализованы на ба-
зе TCP/IP-протокола, заставляет рассматривать IP-уровень в ка-
честве перспективной базы для конвергенции всех видов трафика
в телекоммуникационных сетях. В то же время сетевая инфра-
структура, созданная в предыдущие годы, ориентирована на
транспорт голосового трафика. Хотя предоставление данной ус-
луги по-прежнему обеспечивает значительную долю дохода те-
лекоммуникационных операторов, трафик данных стал к настоя-
щему времени доминирующим не только по объему, но и по раз-
меру генерируемого дохода (см. раздел 1.1). Специалистами
предсказывается сохранение этой тенденции и связанное с ней
увеличение спроса на канальную емкость по некоторым оценкам
более чем на два порядка [21]. Все это в последние годы сделало
актуальным поиск новых технических решений, адекватных но-
вым требованиям. Целенаправленные и массированные усилия,
направленные на удовлетворение этих требований, были пред-
приняты в 90-х годах в рамках программы ACTS (Advanced
Communications Technologies), 4-й Рамочной программы Евро-
пейской Комиссии [22]. В частности, был реализован ряд проек-
тов (табл. 3), посвященных развитию оптических сетей.
Параллельно с развитием собственно IP-технологии (см. раз-
делы 3 и 4) значительный успех на этом направлении был дос-
тигнут и в совершенствовании технологий канального уровня, в
первую очередь WDM [8, 9]. Быстрое внедрение WDM в транс-
портных сетях (см. раздел 1.2.1) было обусловлено не только тем,
что данная технология предоставляет возможность оперативно
варьировать в пределах очень широкого диапазона предостав-
ляемую потребителю емкость, что является одним из ключевых
требований современного рынка телекоммуникационных услуг.
Не менее важным явилось и то обстоятельство, что WDM обес-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
15. 15
печивает одновременную поддержку нескольких независимых
протоколов на одной волоконно-оптической сети. Это позволяет
оператору осуществить плавную миграцию к новой, более про-
грессивной сетевой архитектуре, отвечающей, в частности, доми-
нирующей роли IP-трафика.
Т а б л и ц а 3
Перечень проектов оптических сетей программы ACTS
Номер
Краткое
название
Полное название проекта
AC029 WOTAN
Wavelength-Agile Optical Transport and Access
Network
AC043 KEOPS Keys to Optic al Packet Switching
AC050 PLANET Photonic Local Access Network
AC058 HORIZON Horizontal Action on Optical transport Networks
AC066 OPEN Optical Pan-European Network
AC069 COBNET Corporate Optical Backbone Network
AC073 METON Metropolitan Optical Network
AC084 PHOTON Pan-European Photonic Transport Overlay Network
AC209 MEPHISTO Management of Photonic Systems and Networks
AC231 MOON Management of Optical Networks
Можно выделить три основных подхода, использующихся в
настоящее время телекоммуникационными операторами для ор-
ганизации IP-транспорта в волоконно-оптических сетях: IP/ATM/
SONET, IP/SONET и IP/WDM. Сравнительный анализ этих под-
ходов приведен в таблице 4. Согласно результатам исследования
[23] наиболее перспективным является последний из перечислен-
ных подходов, хотя ATM-технология сохранит свое значение как
средство для обслуживания потребителей, предъявляющих по-
вышенные требования к управлению качеством сервиса (QoS).
Что касается наиболее распространенного в настоящее время ре-
шения IP/SDH, то в ближайшие годы ожидается его вытеснение
более эффективной в техническом и экономическом отношении
IP/WDM-архитектурой.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
16. 16
Т а б л и ц а 4
Три основных подхода к организации IP-трафика
в волоконно-оптических сетях
IP/ATM/SONET IP/SONET IP/WDM
Организация
IP-трафика
IP-пакеты помеща-
ются ATM-ячейки,
передающиеся по-
верх SONET-инфра-
структуры
IP-пакеты пере-
даются непосред-
ственно поверх
SONET-инфра-
структуры
IP-пакеты пере-
даются непосред-
ственно по
WDM-каналам
Преимущест-
ва
Высокие QoS-
характеристики. Раз-
витая технология
Отсутствие по-
терь емкости,
связанных с ис-
пользованием
ATM
Отсутствие по-
терь емкости,
связанных с ис-
пользованием
SONET
Недостатки
Потери емкости
(«Cell tax»).
Необходимость ис-
пользования высо-
копроизводительных
процессоров для ор-
ганизации виртуаль-
ных каналов.
Высокая стоимость
оборудования
Посредственный
уровень под-
держки QoS
Недостаточно
развитая техно-
логия защиты
Уровень раз-
вития техно-
логии
Развитая Коммерчески
доступная с
1999 г.
Развивающаяся
Перспективы
Сохранится для об-
служивания пользо-
вателей с высокими
требованиями к QoS,
но будет реализовы-
ваться параллельно с
IP/WDM на одних и
тех же ВОЛС.
Будет активно
использоваться в
ближайшие 5 лет
с возможным по-
следующим вы-
теснением
IP/WDM-
технологией
Доминирующий
способ организа-
ции IP-трафика с
ограниченными
требованиями к
QoS
В теоретическом плане существующие тенденции эволюции
сетевой архитектуры нашли свое отражение в появлении концеп-
ции построения «оптических сетей передачи данных» (Optical
Data Networking) [24]. Оптическая сеть передачи данных, соглас-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
17. 17
но определению OIF (Optical Internetworking Forum), представля-
ет собой оптимизированную для передачи данных сетевую ин-
фраструктуру, в которой коммутаторы и маршрутизаторы имеют
интегрированные оптические интерфейсы и соединены посредст-
вом оптического волокна напрямую или через оптические сете-
вые элементы (например, DWDM-мультиплексоры). Согласно
данной концепции существенной особенностью оптической сети
передачи данных является то, что данная инфраструктура являет-
ся нейтральной по отношению к сетевым протоколам и допускает
их одновременное использование.
На практике большинство из положений упомянутой выше
концепции реализуются в настоящее время при построении
IP/WDM-сетей, не использующих SONET/SDH и ATM и полу-
чивших название «Оптический Интернет» [25, 26]. Одним из пер-
вых примеров создания крупной оптической Интернет-сети мо-
жет служить канадская научная и образовательная сеть CA*net3
(см. раздел 4.2.2), введенная в эксплуатацию уже в 1998 г. [27]
Планы создания оптических Интернет-сетей анонсированы и ря-
дом крупных телекоммуникационных операторов, таких как
Teleglobe, Hermes, Sprint, Frontie, Global Center и Enron. Основной
причиной для принятия такого решения явилось значительное
снижение инсталляционных и эксплуатационных затрат по срав-
нению с традиционными сетями, использующими SONET и
ATM. Согласно экспертным оценкам [28] при создании новых се-
тей оптического Интернет снижение капитальных затрат по срав-
нению с традиционными Интернет-сетями может составлять от
50% до 90%, а эксплуатационных – до 60%. Кроме того, оптиче-
ская Интернет-сеть может быть легко оптимизирована в соответ-
ствии с типичной для Интернет асимметрией потоков данных
[29 – 31], варьирующихся от 3:2 до 16:1. Следует также упомя-
нуть о том, что в последние годы достигнут значительный про-
гресс в ряде компонентов оптических сетей, в том числе и в сни-
жении показателя цена/производительность [32].
Все это позволяет рассматривать оптический Интернет в ка-
честве наиболее перспективной архитектуры транспортных се-
тей, способной обеспечить в ближайшие несколько лет значи-
тельное снижение стоимости Интернет-услуг [33].
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
18. 18
1.2.3. Городские опорные сети и сети доступа
Наряду с быстрым ростом числа пользователей и расширени-
ем зон обслуживания основной тенденцией развития городских
опорных сетей и сетей доступа является повышение скорости пе-
редачи данных. По данным [34] The Strategis Group уже в 1998 г.
78% малых компаний США активно использовали Интернет. При
этом 14% из них арендовали для этой цели T1/DS-1 линии, еще
недавно арендовавшиеся исключительно крупными компаниями.
В ближайшие годы ожидается [35] дальнейшее быстрое повыше-
ние спроса на высокоскоростной доступ вследствие развития и
распространения новых приложений, таких как IP-телефония, се-
тевые видеоконференции, видео по заказу (video-on-demand) и др.
Следует отметить, что рост спроса на эту категорию услуг
наблюдается не только со стороны корпоративных пользовате-
лей, но и со стороны частных лиц. Тенденция увеличения доли
частных лиц среди пользователей Интернет характерна для
большинства развитых стран. Так, по данным исследования [36],
проведенного International Research Institutes (IriS) в 18 странах,
во многих из них число пользователей, имеющих доступ в Ин-
тернет из дома, превышает число пользователей, имеющих дос-
туп в Интернет со своего рабочего места (табл. 5). При этом пер-
вая из названных категорий пользователей является потенциаль-
ным массовым потребителем услуг высокоскоростного доступа.
Например, по последним оценкам [37] услуги высокоскоростного
доступа желают приобрести около 23 млн. граждан США при ус-
ловии, что стоимость данной услуги не будет превышать 40 дол.
в месяц. По другим данным [38] уже в настоящее время в Север-
ной Америке число домовладельцев, арендующих каналы досту-
па емкостью 1,5 Мбит/с и выше, составляет приблизительно
1,6 млн. человек и должно возрасти в ближайшем будущем до
31,7 млн.
Суммарное число потребителей различных видов высокоско-
ростного доступа (посредством кабельных модемов, DSL-
оборудования, каналов спутникового вещания и беспроводных
средств связи) в 1998 г. увеличилось на 185% и достигло 1,9 млн.,
а общий годовой доход операторов от предоставления этой услу-
ги составил 580 млн. дол. США [37].
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
19. 19
Т а б л и ц а 5
Относительная численность пользователей
(от общего числа опрошенных), осуществляющих доступ
в Интернет из дома и с рабочего места
Страна Дом Рабочее место
Дания 37% 33%
Швеция 36% 27%
Австралия 31% 25%
Канада 29% 21%
Финляндия 21% 24%
Нидерланды 19% 10%
Швейцария 18% 26%
Великобритания 15% 14%
Франция 7% 10%
Германия 11% 13%
Основной особенностью рынка услуг высокоскоростного
доступа является наличие конкуренции различных технологий
(раздел 2), использующихся для подключения конечного пользо-
вателя – так называемая «битва за последнюю милю». Перечень и
характеристики основных конкурирующих технологий приведе-
ны в таблице 6. В настоящее время наиболее острая конкуренция
имеет место между технологиями, базирующимися на использо-
вании унаследованных телекоммуникационных инфраструктур,
таких как кабельные системы (кабельные модемы) и медные па-
ры выделенных телефонных линий (DSL-модемы). Однако, как
будет показано ниже, в ближайшем будущем обеим названным
технологиям предстоит вступить в конкуренцию с технологией,
использующей в качестве физической среды «последней мили»
волоконно-оптический кабель (табл. 6). Следует подчеркнуть, что
важным фактором в конкуренции перечисленных технологий на
конкретных региональных рынках является развитость соответ-
ствующих телекоммуникационных инфраструктур в конкретном
регионе.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
20. 20
Т а б л и ц а 6
Сравнительные характеристики технологий,
использующихся в сетях доступа
Техноло-
гия
Функции
Скорость
потоков
данных
(Mбит/с)
Преимуще-
ства
Ограничения
Воло-
конно-
оптиче-
ский
ввод
Передача данных и
видеотоков (ТВ) в
одном канале или
на другой длине
волны
от не-
скольких
сот до
1000
Наиболее
высокая
скорость
передачи
данных
Стоимость созда-
ния
DSL
(Digital
subscri-
ber line)
Передача данных
по выделенным те-
лефонным линиям
в полосе частот,
отличной от ис-
пользуемой для
передачи голоса
нисходя-
щий: 6-8
восходя-
щий: до
1.5
Использу-
ются суще-
ствующие
телефонные
линии
Максимальная
длина линии до
АТС – 5,5 км.
Верхний предел
скорости дости-
жим только на ко-
ротких линиях
Кабель-
ный
модем
Передача нисхо-
дящего потока
данных по коакси-
альному кабелю в
полосе частот од-
ного из ТВ кана-
лов. Восходящий
поток – в более
низкой полосе час-
тот или по теле-
фонным каналам
Типичные
скорости:
Нисхо-
дящий –
около 1
Восхо-
дящий –
0.1-0.5
Использу-
ется суще-
ствующая
кабельная
система
Доступная каждо-
му пользователю
скорость понижа-
ется по мере роста
числа пользовате-
лей. Может быть
реализована не на
всех кабельных
системах. Плохая
защита информа-
ции
Беспро-
водные
системы
(назем-
ные)
Передача данных и
видеосигнала по
микроволновому
каналу между дву-
мя антеннами
Прибли-
зительно
те же, что
и для DSL
Не требует
монтажа
кабельных
систем
Интерференция с
отраженным сиг-
налом и сигналами
других передатчи-
ков. Блокировка
сигнала препятст-
виями и в резуль-
тате атмосферных
явлений. Ограни-
ченная дальность
передачи
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
21. 21
Беспро-
водные
системы
(спутни-
ковые)
Передача по мик-
роволновому кана-
лу между спутни-
ковой и наземной
антеннами. Может
быть реализована в
качестве дополне-
ния к обычным
системам спутни-
кового вещания
либо на базе низ-
коорбитальных
спутниковых сис-
тем
Подлежат
опреде-
лению
Не требует
кабельных
систем и
локальных
вещатель-
ных антенн
Ориентированы на
однонаправленное
вещание на боль-
шие территории.
Предположитель-
но – ограниченная
скорость
Необходимо также отметить, что, несмотря на высокие тем-
пы роста, рынок услуг высокоскоростных сетей доступа в целом
характеризуется высокой степенью хаотичности [39]. Эта хао-
тичность обусловлена как уже упоминавшейся острой конкурен-
цией между различными технологиями и незавершенным процес-
сом стандартизации оборудования, так и значительными отли-
чиями в мотивации участников рынка. В частности, в консер-
вацию хаотичности данного рынка определенный вклад внесло и
то обстоятельство, что вместо предсказываемого в прошлом
уменьшения числа операторов IP-сетей за счет их консолидации
и укрупнения наблюдается обратный процесс. Например, в США
число операторов IP-сетей в 1998 г. увеличилось более чем на
4000 [40], так как наряду с собственно операторами IP-сетей ус-
луги Интернет стали предлагать операторы местной и междуго-
родной телефонной связи, операторы кабельных и беспроводных
сетей и даже производители средств вычислительной техники.
Одновременно, по мере появления новых приложений, происхо-
дила и диверсификация спектра услуг «классических» операторов
IP-сетей.
Конкуренция упомянутых выше технологий наиболее объек-
тивно может быть охарактеризована объемами годового валового
дохода от продажи соответствующего оборудования и услуг.
Ниже будут приведены такого рода данные для двух ведущих те-
лекоммуникационных рынков – Северной Америки и Западной
Европы.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
22. 22
Кабельные сети доступа
На мировом рынке кабельных модемов наблюдается быстрый
рост продаж. Согласно прогнозу [42] Cahners In-Stat Group, к
концу 2002г. число пользователей кабельных модемов во всем
мире превысило 9,5 млн. человек. Общий доход от продаж ка-
бельных модемов в 1999 г. оценивался в 700 млн. дол. США. Для
данного рынка в 1999 г. было характерно увеличение доли обо-
рудования в стандарте DOCSIS (EuroDOCSIS на европейском
рынке). Число продаж оборудования, соответствующего этому
стандарту, составило 275 тыс. в 3 квартале и 40% годового объе-
ма продаж. По оценкам аналитиков [41] в 2000 г. их доля соста-
вила 80%. Оставшиеся 20% рынка распределены между различ-
ными системами, в том числе и системами европейского стандар-
та DVB/DAVIC (Digital Video Broadcasting). В дальнейшем
конкурентоспособность кабельных модемов как средства высоко-
скоростного доступа будет определяться в первую очередь тем-
пами модернизации кабельных сетей, обеспечивающей возмож-
ность организации восходящих потоков данных.
В Северной Америке, где к кабельным сетям подключено бо-
лее 110 млн. домов, число пользователей кабельных модемов в
1999 г. составило 1,8 млн. человек и, как ожидалось [42] удвои-
лось к концу 2000 г. Общий объем (оборудование и услуги) рын-
ка кабельных модемов в США в 1999 г. равнялся 860 млн. дол.
США [38]. Согласно оценкам экспертов [37], общий годовой до-
ход операторов от предоставления услуг высокоскоростного дос-
тупа в США будет продолжать расти. В 2004 г. он достиг
7,67 млрд. дол. К этому моменту лидирующее место на рынке
(46% пользователей) заняла именно технология, предполагающая
использование кабельных модемов, хотя альтернативные техни-
ческие решения, базирующиеся на DSL-технологии, все еще ос-
таются достаточно распространенными (40%). Увеличение рынка
кабельных модемов может происходить также за счет привлече-
ния корпоративных пользователей. Хотя в настоящее время в
США пользователями кабельных сетей являются лишь 50% орга-
низаций, их число может быстро увеличиться, так как при сред-
них затратах на подключение порядка 4000 дол. США сокраще-
ние затрат на услуги связи может достигать 80% [43].
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
23. 23
Характеристики кабельных сетей ряда европейских стран
приведены в таблице 7. Для европейского рынка объем годового
валового дохода от продажи кабельных модемов составлял в
1998 г. 33 млн. дол. США и, как прогнозировалось, достиг в
2003 г. приблизительно 550 млн. [44] Ожидается также снижение
цен на это оборудование. В настоящее время эти цены приблизи-
тельно в два раза выше, чем в США.
Общая численность пользователей данного вида сервиса в
Западной Европе в настоящее время приблизительно в 10 раз ни-
же, чем в США. Это является следствием не недостаточной раз-
витости соответствующей инфраструктуры, а, в первую очередь,
более низкого спроса на услуги Интернет. Так, например, из
1,54 млн. датских пользователей системы кабельного телевиде-
ния United Pan-European Communications (UPC) лишь 25 тыс. ис-
пользуют ее для доступа в Интернет [44].
Т а б л и ц а 7
Сети кабельного телевидения ряда европейских стран
Страна Число подключенных домов (млн.)
Германия 18,3
Франция 2,0
Бельгия 3,7
Нидерланды 6,0
Великобритания 3,4
Швейцария 3,6
Швеция 2,2
Италия 0,3
Итого 44
Несмотря на то, что предсказать окончательный итог конку-
ренции двух рассматриваемых технологий на европейском рынке
по описанным выше причинам довольно трудно, некоторые тен-
денции в этой области уже проявились довольно явно. В частно-
сти, отчетливо проявляется тенденция к концентрации усилий
операторов кабельных сетей на обслуживании частных лиц, тогда
как услуги DSL предлагаются, главным образом, корпоративным
пользователям [44].
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
24. 24
Одной из немногих тенденций, направленных на структури-
зацию данного рынка, явился отказ операторов от обслуживания
одновременно двух основных групп пользователей, а именно
корпоративных и индивидуальных, требования которых значи-
тельно отличаются. В частности, ряд операторов, таких как Sprint
и Netcom, сконцентрировали свои усилия на обслуживании кор-
поративных клиентов, тогда как другие, например MindSpring и
EarthLink, стали специализироваться на предоставлении доступа
частным лицам [40]. Такая специализация стала возможна в ре-
зультате интенсивного роста численности обеих категорий поль-
зователей, выявления их интересов к различным видам сервиса и,
как следствие, появления возможности сделать достоверные за-
ключения о специфике обслуживания каждой из групп [45].
Сети доступа на основе DSL
Изначально DSL-технология, предназначенная для использо-
вания поверх существующей инфраструктуры телефонных сетей
(медные пары), была предложена в качестве временного техниче-
ского решения для обеспечения высокоскоростного доступа ча-
стных пользователей в период до завершения формирования ин-
фраструктур FTTH (fiber to the home) и/или HFC (hybrid fiber
coax), которое, как полагали тогда, потребует значительных ка-
питаловложений и займет длительное время.
Интересно, что первые апробации xDSL-технологий были
проведены региональными операторами компании Bell (США) и
министерствами связи ряда европейских стран уже в начале
1990-х годов [46]. В этот период необходимость внедрения xDSL
мотивировалась появлением таких перспективных с точки зрения
потребительского рынка приложений, как видео по запросу
(VOD – video on demand) и интерактивное телевидение (ITV).
Операторы телефонных сетей рассматривали внедрение xDSL как
важный фактор в предстоящей конкурентной борьбе за этот ры-
нок с операторами сетей кабельного телевидения. Впоследствии
эти ожидания не оправдались, и работы по внедрению данной
технологии практически прекратились. Они были возобновлены
лишь в 1995 г. с появлением спроса на высокоскоростной доступ
в Интернет.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
25. 25
Еще одной причиной, замедлившей внедрение xDSL, явилось
опасение операторов телефонных сетей в том, что распростране-
ние данной технологии приведет к снижению доходов от предос-
тавления традиционной услуги – аренды выделенных линий, в
частности T1 (1,5 M) каналов. Многочисленные примеры, иллю-
стрирующие намеренное «сдерживание» распространения xDSL-
технологии компаниями США, приведены в статье [47].
Тем не менее, несмотря на эти обстоятельства, число пользо-
вателей указанной технологии во всем мире в 1999 г. возросло на
150%, а к концу 2000 г. превысило 2 млн. человек [48, 49]. При
этом североамериканский сегмент данного рынка в ближайшие
годы сохранит свое лидирующее положение. В частности, в
2003 г. 50% всех потребителей DSL составили пользователи
США [48].
Основным стимулом развития DSL-рынка США является
спрос на высокоскоростной доступ в Интернет. В 1999 г. около
4850 (то есть приблизительно 31%) операторов IP-сетей в США
объявили о предоставлении DSL-услуг [50, 51]. Число xDSL-
линий, введенных в промышленную эксплуатацию этими опера-
торами, к концу 1999 г. достигло приблизительно 1,3 млн. [51].
Для сравнения можно указать, что в 1998г. в эксплуатации нахо-
дилось лишь 50 – 60 тыс. таких линий [52, 53]. В отличие от ев-
ропейского рынка, где DSL-сервис ориентирован, главным обра-
зом, на корпоративных пользователей [44], в США по данным
International Data Corporation в середине 1999 г. 70% xDSL-линий
обслуживало частных пользователей [52].
Другим отличием американского DSL-рынка от европейского
является существование на нем более сильной конкуренции со
стороны ISDN, имеющего в США хорошо развитую инфраструк-
туру и традиционно использующегося для целого ряда приложе-
ний [53], в том числе таких, как доступ в Интернет, видеоконфе-
ренции, электронная коммерция и др. Общий объем североаме-
риканского рынка xDSL, включая продажу оборудования и услуг,
по оценкам Communications Industry Researchers [54], увеличился
с 252 млн. дол. США в 1999 г. до 10,4 млрд. дол. США в 2003.
Внедрение DSL-технологии на европейском рынке сдержи-
валось теми же факторами, что и в США. Тем не менее растущая
конкуренция со стороны операторов кабельных сетей заставила в
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
26. 26
середине 1999 г. европейские телефонные компании, в том числе
и крупнейшие (British Telecom, France Telecom, Deutsche Tele-
kom), приступить к внедрению DSL, хотя это, по их мнению,
должно привести к существенному снижению дохода от таких
традиционно предоставляемых ими услуг, как аренда выделен-
ных линий и ISDN [44]. С целью компенсации предполагаемых
потерь этими операторами были значительно увеличены тарифы
для данного вида сервиса. Так, например, British Telecom в нояб-
ре 1999 г. увеличил ежемесячную плату за DSL-линию с 50 до
80 дол. США с одновременным понижением скорости с 2 Мбит/с
до 511 Кбит/с. Такая политика, по-видимому, не позволит опера-
торам телефонных сетей использовать на данном этапе конку-
ренции с операторами кабельных сетей свое основное преимуще-
ство – более развитую инфраструктуру.
Волоконно-оптические сети доступа
Наряду с технологиями, использующими для организации
высокоскоростного доступа пользователей уже существующие
инфраструктуры телефонных и кабельных сетей, появилась и
развивается технология волоконно-оптических сетей доступа:
FTTH (fiber to the home) и FTTB (fiber to the building). Данная
технология имеет ряд привлекательных особенностей (табл. 6),
таких как более высокая по сравнению с конкурирующими тех-
нологиями скорость передачи данных, низкая стоимость эксплуа-
тации и нечувствительность к электромагнитным воздействиям.
По данным исследований [55] рынок волоконно-оптических
сетей доступа в США увеличился за 4 года более чем в два раза
(от 925,5 млн. в 2000 г. до 2538,2 млн. в 2004 г.). Доминирующей
группой потребителей на этом рынке в ближайшие годы останут-
ся корпоративные пользователи. Уже в настоящее время боль-
шинство крупных офисных и производственных зданий имеют
волоконно-оптические вводы. Согласно имеющимся оценкам
[56], число таких зданий в США составило в 2003 г. 136 тыс. По
мере развития рынка волоконно-оптических сетей доступа ожи-
дается [55] и изменение его внутренней структуры (рис. 2), в ча-
стности, резкий рост сектора, связанного с созданием волоконно-
оптических сетей внутри зданий.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
27. 27
Рис. 2. Развития рынка волоконно-оптических
сетей доступа (США)
Так же как и в описанном выше случае транспортных сетей,
основные тенденции развития рынка городских опорных сетей и
сетей доступа аналогичны для Северной Америки и Европы. Об-
щее число созданных и обслуживаемых общеевропейскими опе-
раторами городских сетей возросло от 1 в 1993 г. до 35 в 1999 г.
В течение 2000 г. (рис. 3) в европейских городских сетях смонти-
ровано не менее 600 000 км ВОЛС [16], и их протяженность про-
должает расти высокими темпами.
Немаловажным стимулом для инвестиций в создание сетей
данного типа является и то обстоятельство, что они представляют
фактически естественную монополию. В силу специфики данно-
го рынка оператор, создавший региональную инфраструктуру во-
локонно-оптической сети доступа, обеспечивает себе монополь-
ное положение в данном регионе на ближайшие несколько деся-
тилетий, так как дублирование этой инфраструктуры является
экономически бессмысленным [57].
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
28. 28
Рис. 3. Динамика развития европейских
волоконно-оптических городских сетей
Перспективы развития волоконно-оптических сетей доступа
и распространение технологий FTTH и FTTB во многом будут
определяться тем, какая из архитектур сетей доступа станет до-
минирующей.
Архитектура городских сетей и сетей доступа
Несколько лет назад международная группа, состоящая из
20 компаний, телекоммуникационных операторов и производите-
лей оборудования, в том числе British Telecom, BellSouth, France
Telecom Nippon Telegraph and Telephone, GTE и SBS, предприня-
ла попытку разработать необходимую спецификацию для воло-
конно-оптических сетей доступа, способных обеспечивать пре-
доставление широкого спектра телекоммуникационных услуг,
требующих как низкоскоростной, так и высокоскоростной пере-
дачи данных [58]. В рамках этой инициативы, получившей назва-
ние FSAN (Full Service Access Network), были рассмотрены раз-
ные стратегии реализации сетей доступа, FTTx : Fiber to the Curb
(FTTC), Fiber to the Cabinet (FTTCab), Fiber to the Building
(FTTB), Hybrid Fiber Coax (HFC) и Fiber to the Home (FTTH).
Предложения FSAN были приняты ITU и существенно стимули-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
29. 29
ровали развитие волоконно-оптических сетей доступа, так как
производители оборудования получили в свое распоряжение на-
бор необходимых стандартов.
В качестве наиболее перспективной архитектуры комитет
FSAN рекомендовал APON (ATM Passive Optical Network). В
1996 – 1997 гг. в результате реализации проекта ЕС PLANET/
ACTS (табл. 3) была разработана несколько отличная архитекту-
ра, названная SuperPON [59, 60]. Предложенная модель преду-
сматривала [61] синхронную поэтапную эволюцию опорной сети
и сети доступа (рис. 4) по мере роста зоны обслуживания, числа
пользователей, видов высокоскоростного сервиса и спроса на вы-
сокоскоростной доступ.
Рис. 4. Поэтапная эволюция сети доступа
Сравнительно недавно общепризнанной стала точка зрения,
согласно которой опорные и транспортные сети должны быть
многофункциональными (мультисервисными) и обеспечивать
поддержку целого ряда сервисов, включая телефонию, видео и
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
30. 30
передачу данных [62]. Реализуя эту концепцию, операторы и
производители оборудования инвестировали значительные сред-
ства в разработку и создание мультисервисных SONET/ATM-
сетей. Однако отчетливо проявляющиеся тенденции, такие как
быстрый рост доли IP-трафика, с одной стороны, и интеграция
различных видов сервиса на платформе Интернет, с другой, при-
вели к появлению кардинально новой концепции архитектуры
высокоскоростных сетей доступа, а именно архитектуры, ориен-
тированной исключительно на передачу IP-трафика [62, 63]. Дан-
ный подход можно рассматривать как распространение на сети
доступа описанной выше концепции «оптического Интернет».
Реализация этого подхода на практике фактически означает по-
явление на региональных рынках нового типа операторов, конку-
рирующих с операторами телефонной и кабельной сетей. Не-
смотря на относительную новизну данной концепции, в литера-
туре уже имеются данные техноэкономического анализа,
свидетельствующие о способности сетей доступа нового типа ус-
пешно выдержать эту конкуренцию [63, 64].
Высокая инвестиционная активность на рынке высокоскоро-
стных сетей доступа стимулировала в 90-х годах значительное
число исследований, посвященных разработке методов экономи-
ческого анализа этих инфраструктур. В частности, были изучены
существующие конкурирующие инфраструктуры и технологии,
которые могли бы стать базой для формирования высокоскорост-
ных сетей доступа [64 – 66]. Основной задачей на этом этапе яв-
лялось определение экономической целесообразности модерни-
зации существующих телекоммуникационных инфраструктур и
выбор стратегии, минимизирующей инвестиционные риски. Ме-
тодология для оценки с этой точки зрения различных техниче-
ских решений и стратегий была разработана в рамках проекта
TITAN (Tools for Intruduction Scenario and Techno-economic
Evaluation of Access Network), программы RACE (Research in
Advanced Communications in Europe) Комиссии Европейских Со-
обществ [67, 68]. Указанная методология довольно активно ис-
пользовалась на практике [69 – 72].
В заключение следует отметить, что наблюдающееся в по-
следние годы интенсивное развитие сетей доступа обусловлено
не только экономическими причинами, но и социальной значимо-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
31. 31
стью этих инфраструктур. Именно благодаря этому, их развитие
поддерживается, в том числе и финансово, городскими и регио-
нальными администрациями. О повышении интереса к городским
телекоммуникационным инфраструктурам со стороны органов
городского и регионального управления свидетельствует, в част-
ности, тот факт, что с апреля 1999 г. начал издаваться специаль-
ный журнал Journal of Municipal Telecommunications, в котором
рассматриваются организационные, правовые и технологические
аспекты данной проблемы.
1.3. Тенденции развития приложений и услуг
Основной задачей телекоммуникационной отрасли является
предоставление услуг, спрос на которые полностью определяется
конечным пользователем. Как уже неоднократно отмечалось вы-
ше, в настоящее время ключевым фактором, стимулирующим и
направляющим развитие этой отрасли как в технологическом, так
и в экономическом плане является возникновение и широкое рас-
пространение приложений, требующих передачи больших объе-
мов данных с высокой скоростью. Это, в свою очередь, является
следствием глобальных процессов конвергенции, протекающих не
только на технологическом, но и на экономическом уровне.
На уровне экономики в настоящее время происходит конвер-
генция (и даже интеграция) трех ранее независимых рынков: те-
лекоммуникационного рынка, рынка информационных техноло-
гий, а также объединенного рынка средств массовой информа-
ции, т.е. издательского рынка и рынка вещания (рис. 5).
Конвергенция протекает на двух уровнях: попарная конвергенция
рассматриваемых секторов и их полная интеграция с образовани-
ем нового рынка. Как ожидается [73], этот процесс через 10 –
15 лет приведет к формированию телекоммуникационного рынка
нового типа. Технологической базой и катализатором процесса
конвергенции, как видно из рисунка 5, является Интернет. Более
того, современный рынок Интернет рассматривается как микро-
модель будущего телекоммуникационного рынка [73].
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
32. 32
Рис. 5. Формирование телекоммуникационного рынка
нового типа путем конвергенции
По мнению аналитиков [74], на новом рынке доминирующую
роль будут играть мультимедийные приложения и услуги. Для
телекоммуникационных операторов подготовка к успешной ра-
боте на данном рынке предполагает существенную модерниза-
цию инфраструктуры, в том числе и с целью предоставления
мультимедийных услуг не только корпоративным пользователям,
но и частным лицам. На рисунке 6 приведена одна из моделей ор-
ганизации предоставления мультимедийных услуг названным ка-
тегориям пользователей [74].
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
33. 33
Рис. 6. Модель предоставления мультимедийных услуг различным
категориям пользователей
Потенциально наиболее распространенным, гибким и деше-
вым механизмом предоставления мультимедийных услуг, несо-
мненно, является Интернет. Закрепление за ним этой роли будет
определяться тем, насколько быстро и успешно будут решены
вопросы, связанные с расширением адресного пространства (раз-
дел 3), организацией передачи видео и аудио данных в режиме
реального времени, влиянием загрузки каналов на качество изо-
бражения и звука, а также способностью сетевой инфраструкту-
ры обеспечить передачу необходимого объема трафика. О пер-
спективности Интернет в качестве универсальной коммуникаци-
онной среды свидетельствует, в частности, ситуация на рынке
услуг видеоконференцсвязи. Сегмент этого рынка, связанный с
использованием IP-технологий по оценкам экспертов [64] должен
расти со скоростью 57%, валовой доход производителей соответ-
ствующего оборудования достиг в 2004 г. 235 млн. дол. США.
Для систем, базирующихся на ISDN, скорость роста в этот пери-
од составит всего лишь 7,7%, а пиковое значение валового дохо-
да не будет превышать 170 млн. дол. США.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
34. 34
Рис. 7. Конвергенция аппаратных средств
В заключение следует отметить, что характерной является
также конвергенция и интеграция на платформе Интернет суще-
ствующих аппаратных средств и электронных систем конечного
пользователя (рис. 7). При этом для новых систем типично ис-
пользование одного общего интерфейса, а именно World Wide
Web [76].
Таким образом, наиболее характерной тенденцией в области
современных телекоммуникаций является конвергенция, которая
протекает на нескольких уровнях: конвергенция рынков (эконо-
мическая конвергенция), конвергенция приложений и конверген-
ция аппаратных средств.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
