Więcej

    Fiber to the Cabinet – jak działa FTTC?

    W tym artykule przedstawię Ci jak działa technologia Fiber to the Cabinet (FTTC). Zanim przejdziemy do tego tematu opiszę najpierw w skrócie podstawowe zasady działania dwóch technologii. Pierwsza z nich to telefonia stacjonarna PSTN (Public Switched Telephone Network). Druga to DSL (Digital Subscriber Line), czyli technologia wykorzystująca PSTN dla zapewnienia abonentowi stałego łącza internetowego.

    Telefonia stacjonarna PSTN

    Ogólne zasady działania sieci telefonicznej generalnie nie zmieniły się na przestrzeni ostatnich stu lat. Pracę, którą kiedyś wykonywały panie telefonistki w centrali, w późniejszych latach przejęły przekaźniki elektromechaniczne. Z kolei dzisiaj tę robotę wykonują całkowicie zautomatyzowane centralki telefoniczne sterowane zdalnie z zewnątrz. Sprawia to, że nieprzerwana fizyczna obecność człowieka w budynku centrali stała się całkowicie zbędna.

    Głównym operatorem w Wielkiej Brytanii jest British Telecommunications (BT), a dokładniej jej spółka córka, która przyjęła nazwę Openreach. Nazwa ta składa się z dwóch angielskich słów: open (otwarty) i reach (zasięg).

    O co chodzi w tej nazwie? Fizyczna sieć telefoniczna dochodzi do praktycznie każdego miejsca w kraju. Jest ona dostępna dla wszystkich operatorów telekomunikacyjnych działających w UK. Mowa tu o na przykład BT, Sky, TalkTalk, Vodafone, EE i wielu innych.

    Krytycy uważają jednak, że nazwa Openreach jest mocno na wyrost. BT jako właścicielowi Openreach’a zarzuca się, że faworyzuje swoich klientów i zapewnia im pierwszeństwo w dostępie do własnej sieci.

    Bliższe spojrzenie na PSTN

    Sercem sieci telefonicznej jest budynek centrali (ang. exchange), do którego podłączone jest około kilku tysięcy linii telefonicznych.

    Budynek centrali telefonicznej (exchange)
    Budynek centrali telefonicznej (exchange)


    Linia telefoniczna składa się z układu wyjściowego umieszczonego w budynku centrali i gniazdka telefonicznego umieszczonego w domu klienta. Elementy te łączy jedna para przewodów miedzianych zapewniając przepływ prądu elektrycznego pomiędzy nimi.

    Linia telefoniczna
    Linia telefoniczna

    Na rysunku powyżej mamy następujące elementy:

    1. Układ wyjściowy w centrali,
    2. Para przewodów miedzianych (długa linia),
    3. Gniazdko telefoniczne w domu klienta.

    Wszystkie układy wyjściowe skoncentrowane są w jednej matrycy połączeniowej zwanej tutaj MDF (Main Distribution Frame).

    Main Distribution Frame
    Main Distribution Frame

    Następnie około kilkuset linii wychodzących z MDF podłączone jest do kabla zbiorczego zawierającego kilkaset par przewodów miedzianych.

    Kabel zbiorczy
    Kabel zbiorczy

    Skrzynka węzłowa PCP

    Kabel zbiorczy podłączony jest z kolei do oddalonej o kilka kilometrów skrzynki węzłowej PCP (Primary Cross Connection Point). Skrzynka ta nazywana jest również cabinet. PCP znajduje się przeciętnie około kilkuset metrów od domu klienta.

    PCP / cabinet
    PCP / cabinet

    Następnie około kilkudziesięciu linii telefonicznych jest podłączone mniejszymi kablami zbiorczymi zawierającymi kilkadziesiąt przewodów miedzianych do punktów dystrybucyjnych (ang. Distribution Point). DP znajduje się przeciętnie kilkanaście metrów od domu klienta. Połączony z gniazdkiem telefonicznym prostym kablem zawierającym jedną parę przewodów kablem z gniazdkiem telefonicznym.

    Punkt dystrybucyjny i gniazdko telefoniczne
    Po lewej punkt dystrybucyjny, po prawej gniazdko telefoniczne u klienta

    Podsumowując – linia telefoniczna PSTN wygląda zatem następująco :

    Schemat ideowy linii telefonicznej PSTN
    Schemat ideowy linii telefonicznej PSTN

    Elementy, które znajdziemy na diagramie powyżej to kolejno:

    1. MDF (układ wyjściowy),
    2. Para przewodów o długości do kilku lub kilkunastu kilometrów,
    3. Skrzynka węzłowa PCP (cabinet),
    4. Para przewodów o długości przeciętnie do kilkuset metrów,
    5. DP – punkt dystrybucyjny,
    6. Para przewodów o długości około kilkunastu metrów,
    7. Gniazdko telefoniczne u klienta.

    Połączenie pomiędzy centralą a gniazdkiem nazywane jest połączeniem ostatniej mili.

    Poznaliśmy pierwszy element, który pozwoli nam lepiej zrozumieć jak działa technologia Fiber to the Cabinet. Przyjrzyjmy się teraz drugiemu elementowi.

    Technologia DSL (Digital Subscriber Line)

    W 1988 roku pracownicy firmy Bellcore opracowali metodę transmisji danych przez linię telefoniczną. Wykorzystali przy tym fakt, że transmisja rozmowy telefonicznej ma miejsce w paśmie do 3400 Hz, podczas gdy częstotliwości powyżej nie są wykorzystywane. Dlatego też postanowiono zagospodarować pasmo powyżej 3400 Hz do transmisji danych. Na początku omówimy wersję ADSL (Asymmetric DSL).

    Najważniejszym urządzeniem jest Multiplexer DSLAM (DSL Access Multiplexer), który w wersji ADSL umieszczony jest w centrali telefonicznej przy MDF.

    Schemat poglądowy DSLAM
    Schemat poglądowy DSLAM

    Dane przeznaczone dla wielu odbiorców dochodzą główną magistralą danych A, a następnie poszczególne pakiety danych wysyłane są na porty (1,2,3…….n). Każdy port podłączony jest do jednej, konkretnej linii telefonicznej w następujący sposób:

    Schemat poglądowy DSLAM
    Schemat poglądowy połączenia DSLAM

    Na obrazku powyżej znajdziemy następujące elementy:

    1. Układ wyjściowy na MDF,
    2. Port DSLAM,
    3. Splitter sumujący.

    Splitter to nic innego jak prosty filtr o częstotliwości granicznej 4000 Hz. Jego zadaniem jest zsumowanie sygnału telefonicznego ze strumieniem danych DSL w jeden połączony sygnał, który później 'powędruje’ do gniazdka telefonicznego.

    Sytuacja po stronie klienta

    Po stronie klienta mamy do czynienia z następującą sytuacją:

    Omówienie technologii Fiber to the Cabinet - schemat poglądowy po stronie klienta
    Schemat poglądowy splittera po stronie klienta

    Po lewej widzimy obrazek gniazdka telefonicznego oraz splittera separującego po stronie klienta. Pozostałe elementy jakie znajdziemy na diagramie to kolejno:

    1. Gniazdko,
    2. Splitter separujący,
    3. Modem DSL,
    4. Telefon.

    Splitter podłączony do gniazdka wykonuje operację odwrotną niż ten w centrali, czyli odseparowuje on od siebie składowe harmoniczne poniżej 4000 Hz (rozmowa telefoniczna) i powyżej 4000 Hz (strumień danych DSL).

    Technologia ADSL jest dość prostą i tanią metodą zapewnienia stałego łącza o prędkości kilku Mbit/s. Większa prędkość nie jest możliwa ponieważ jest ona wytracana wraz ze zwiększającą się rezystancją elektryczną, a więc co za tym idzie wraz z odległością.

    Problemem jest również fakt, że kable zbiorcze w wielu wypadkach nie były wymieniane przez ostatnie kilkadziesiąt lat. Niszczejąca izolacja poszczególnych przewodów powoduje powstawanie pętli, zwarć i szeregu innych uszkodzeń spowalniających i destabilizujących przepływ danych pomiędzy DSLAM i modemem.

    Pamiętaj jednak, że kilkadziesiąt lat temu prawie nikt nie myślał jeszcze o internecie…

    FTTC – Fiber to the Cabinet

    Przejdźmy teraz do sedna tego artykułu i spójrzmy na to jak działa technologia Fiber to the Cabinet. W celu zminimalizowania przepływu danych przez miedziane kable telefoniczne postanowiono usprawnić odcinek ostatniej mili wprowadzając technologię VDSL (Very High Speed DSL).

    Inna nazwa to tytułowy FTTC (Fiber to the Cabinet). Aby to zrealizować w bliskim sąsiedztwie wspomnianej wcześniej skrzynki węzłowej PCP umieszcza się drugą podobnie wyglądającą skrzynkę DSLAM Cabinet. Ta z kolei mieści w swym wnętrzu multiplexery DSLAM.

    DSLAM Cabinet łączymy światłowodem z urządzeniami wyższej hierarchii znajdującymi się w budynku centrali, które to głównymi magistralami danych (również światłowodami) podłączamy do internetu.

    Sprzęt instalowany w DSLAM Cabinet w sieci BT Openreach pochodzi wyłącznie od dwóch dostawców: chiński Huawei oraz izraelski ECI.

    Omówienie technologii Fiber to the Cabinet - cabinet DSLAM firmy Huawei
    Cabinet DSLAM firmy Huawei

    Na powyższym rysunku (otwarty cabinet) widzimy zainstalowane z lewej strony 48- portowe multiplexery H80 BVCMM1 firmy Huawei. Pod nimi znajduje się układ zasilający (DSLAM wymaga zasilania 230V ). Po prawej zobaczysz z kolei splittery sumujące (kolor biały, maksymalna liczba 288, po 48 na jeden multiplexer).

    Omówienie technologii Fiber to the Cabinet - splittery sumujące
    Splittery sumujące

    Na obrazku powyżej widzimy po lewej splitter firmy 3M do multiplexerów ECI, a po prawej splitter firmy Huawei.

    Omówienie technologii Fiber to the Cabinet - splitter H80 BVCMM1
    Splitter H80 BVCMM1

    Z kolei powyżej możesz zobaczyć jak wygląda 48-portowy multiplexer VDSL2 firmy Huawei.

    Bliższe spojrzenie na DSLAM w Fiber to the Cabinet

    Spójrzmy teraz na ideowy schemat cabinetu DSLAM:

    Omówienie technologii Fiber to the Cabinet - schemat ideowy cabinetu DSLAM
    Schemat ideowy cabinetu DSLAM

    Na rysunku powyżej znajdziesz następujące elementy:

    • A – światłowód łączący DSLAM z urządzeniami wyższej hierarchii w budynku centrali,
    • B – płyta główna (motherboard) posiadająca 6 slotów na 48-portowe multiplexery (1…6),
    • C – splitter sumujący (maksymalna ilość 288),
    • D – port danych DSL splittera (para przewodów),
    • E – port sygnału telefonicznego PSTN splittera (para przewodów),
    • F – port sygnału połączonego splittera (para przewodów).

    Oczywiście powyższy rysunek dotyczy tylko jednej z wersji cabinetu DSLAM. Stosuje się również inne typy multiplexerów, na przykład:

    • H83D0BVDLF01, H83D00VCLF01, H805VDMF firmy Huawei
    • VTUC64V3Y33564 firmy ECI

    Schemat ideowy PCP

    Powróćmy jeszcze na chwilę do ostatniego rysunku. Dwie pary przewodów E i F od każdego z 288 splitterów doprowadzamy kablem zbiorczym do opisanego w pierwszym rozdziale, oddalonego o kilkanaście metrów cabinetu węzłowego PCP (który nazywamy w brytyjskim żargonie spaghetti junction :D)

    Omówienie technologii Fiber to the Cabinet - kabel zbiorczy
    Kabel zbiorczy
    Omówienie technologii Fiber to the Cabinet - cabinet węzłowy PCP
    Kabinet węzłowy PCP (spaghetti junction)

    Na rysunku powyżej zawartość szafy podzieliłem niebieską linią na dwie części. Pozwoli Ci to lepiej zrozumieć schemat ideowy PCP, który wygląda następująco:

    Omówienie technologii Fiber to the Cabinet - schemat ideowy PCP
    Schemat ideowy PCP

    Na prawo od niebieskiej linii widzimy doprowadzone kablem zbiorczym porty E i F splitterów sumujących zainstalowanych w DSLAM Cabinet. Na lewo od niebieskiej linii widzimy około kilkuset połączeń telefonicznych XY:

    Omówienie technologii Fiber to the Cabinet - pojedyncze połączenie telefoniczne
    Pojedyncze połączenie telefoniczne

    Dochodzimy do sedna sprawy. Instalacja VDSL polega na tym, że przecinamy połączenie XY:

    Omówienie technologii Fiber to the Cabinet - przecięcie połączenia kablowego
    Przecięcie połączenia kablowego

    Następnie przełączamy połączenia kablowe w następujący sposób:

    Omówienie technologii Fiber to the Cabinet - przełączenie połączeń kablowych
    Przełączenie połączeń kablowych

    W ten sposób z portu F splittera sumującego wychodzi sygnał połączony (sygnał telefoniczny + strumień danych DSL), a następnie para przewodów Y dochodzi do gniazdka telefonicznego w domu klienta:

    Omówienie technologii Fiber to the Cabinet - splitter u klienta
    Splitter u klienta

    U klienta podobnie jak w opisanej wcześniej technice ADSL dołączamy do gniazdka splitter separujący. Rozdziela on połączony sygnał na dwie wyżej wymienione składowe. Do splittera podłączamy odpowiedni modem VDSL i… szafa gra.

    Konsekwencje stosowania Fiber to the Cabinet

    Przybliżenie multiplexerow DSLAM do domów klientów spowodowało dość znaczne
    (przeciętnie 10–krotne) w stosunku do ADSL przyspieszenie transmisji danych. Chociaż dość często zdarza się, że przyspieszenie osiąga znacznie większą wartość. W jednym przypadku, gdy do dość oddalonej wsi podłączono DSLAM, u jednego z klientów internet przyspieszył z 0,2 Mbit/s w wersji ADSL do 80 Mbit/s w wersji VDSL, a więc… 400-krotnie.

    Można by więc wysnuć wniosek, że ADSL można odłożyć na półkę i zastąpić tę technologię całkowicie przez VDSL. Inżynierowie z BT uznali jednak, że obydwie technologie są potrzebne i dobrze się uzupełniają. Wielu klientów nie ma dużych wymagań odnośnie prędkości internetu, jeżeli np. nie oglądają filmów na YouTube. Poza tym jeżeli odległość DSLAM od domu klienta przekroczy pewien dystans (ok. 3 kilometrów) to VDSL traci swoje przyspieszające właściwości.

    Paradoksalnie w takich przypadkach prędkość VDSL potrafi być niższa od ADSL. Często też połączenie między DSLAM a modemem traci synchronizację i komunikacja między nimi staje się niemożliwa. Powoduje to, że wielu mieszkańców oddalonych samotnych brytyjskich farm musi zadowolić się prędkością poniżej 1 Mbit/s jaką oferuje im ADSL.

    Również klienci VDSL wciąż niestety skazani są na pogarszającą się z roku na rok jakość przewodów miedzianych na odcinku pomiędzy PCP a domami. Kable te zostały zainstalowane kilkadziesiąt lat temu z myślą o telefonii stacjonarnej, a nie o internecie.

    Fiber to the House

    Włodarze BT Openreach nie są zainteresowani wymianą kabli miedzianych na nowe, ponieważ traktują technologię ADSL/VDSL jako tymczasowy zamiennik przed planowaną ekspansją technologii FTTH (Fiber to the House). Jednak na tym polu osiągnięcia Brytyjczyków nie są imponujące, nawet w skali całej Europy. Dostępność FTTH w Wielkiej Brytanii jest na poziomie poniżej 10%, pozostając w tyle za krajami takimi jak Francja, Bułgaria, Dania, Rumunia czy Portugalia (30%). Tymczasem w krajach takich jak Japonia, Korea Południowa czy Singapur poziom dostępności FTTH przekroczył 90% gospodarstw domowych.

    Jako przeciętni użytkownicy internetu mamy niestety ograniczony wpływ na rozwój technologiczny. Najważniejsze decyzje nadal podejmuje się na szczeblu rządowym w porozumieniu z wielkimi koncernami telekomunikacyjnymi.

    A jak wygląda sytuacja u Ciebie? Jakiego operatora używasz i w oparciu o jaką technologię jest dostarczone Twoje łącze internetowe? No i najważniejsze – jakimi prędkościami możesz się pochwalić?

    🗳 Jak przydatna była ta publikacja?

    Średnia ocena 4.8 / 5. Ilość głosów: 11

    Brak ocen. Bądź pierwszy!

    Dziękujemy za ocenę! Zapraszamy Cię do obserwowania NSS w mediach społecznościowych!

    Przykro nam, że ta publikacja okazała się być dla Ciebie nieprzydatna!

    Uwaga: Twój głos będzie liczony tylko jeśli udzielisz feedbacku używając formularza poniżej.

    Jak możemy poprawić tę publikację?

    Grzegorz Smoleń
    Autor gościnny na łamach Na Styku Sieci

    11 KOMENTARZE

    guest
    11 - Ilość komentarzy
    Sortuj wg najstarszych
    Sortuj wg najnowszych Sortuj wg najlepszych
    Inline Feedbacks
    View all comments
    Adrian

    Super artykuł przeczytałem od deski do deski! 🙂

    Prywatnie jestem użytkownikiem VDSL, na kablach Orange przez Netię. No i niestety na razie brak szans na zmianę/poprawę. Jedna z firm, starała się podejść ze światłem, ale trafili na jakieś trudności (oni ogólni siedzą w Gponie).

    Na VDSL wyciągam 23Mbps down. Jest to mało i czasami przeszkadza, jednak stabilność tego rozwiązania jest na wysokim poziomie. Awarii brak, dostępność jest cały czas, stabilność ok, niski jitter. Na radyjko/GSM się nie przesiądę.

    Damian

    Cieszę się, że się spodobało! Podziękowania przede wszystkim dla autora, czyli Grzegorza za przygotowanie tak interesującego materiału 🙂

    Ja osobiście jestem szczęśliwym użytkownikiem FTTH, obecnie na symetrycznym 300Mbps 🙂 Plus mieszkania w centrum Wrocławia!

    Marcin

    Po dwukrotnym przeczytaniu artykułu wszystko stało się jasne i klarowne 🙂 dzięki za nową porcję wiedzy

    Damian

    Do usług Marcin! 🙂

    Joanna

    Logiczny i przejrzyście napisany artykuł – nawet dla laika, który o Internecie wie tyle ile wynosi jego abonament 😁. Od wzrokowców ukłon za przejrzyste schematy i przykładowe zdjęcia.

    Łukasz Kowalski

    W imieniu autora, Grzegorza, serdeczne dzięki Joanna! 🙂

    ckm

    trochę dziwne połączenie słów \”splitter sumujący\” ?

    Damian Michalak

    Ciężko czasem uniknąć języka polangielskiego w świecie IT… Będę wdzięczny za sugestię jak można by to zgrabniej ująć 🙂

    Krzysztof

    Mój speedtest:
    https://www.speedtest.net/result/9584461886
    kiedy zakładam FTTH i widzę uśmiechnięte twarze graczy to aż się chce pracować 🙂

    Damian Michalak

    Gracze chyba najbardziej obecnie napędzają zapotrzebowanie na rozwiązania FTTH 🙂

    Przygotowujesz się do certyfikacji CCNA?

    Zapisz się na nasz NSSletter, a co tydzień we wtorek rano otrzymasz porcję sieciowej wiedzy oraz porady dotyczące certyfikacji.

    Uzupełniając powyższe pole wyrażasz zgodę na otrzymywanie od GetGoodNet Damian Michalak z siedzibą we Wrocławiu newslettera zawierającego treści edukacyjne. Zgodę możesz wycofać w każdym czasie.

    NSS na Social Media

    1,611FaniLubię
    72ObserwującyObserwuj
    133ObserwującyObserwuj
    1,220SubskrybującySubskrybuj

    Najnowsze artykuły

    spot_img

    Może Cię też zainteresować...

    11
    0
    Co sądzisz na temat tej publikacji? Zostaw proszę komentarzx
    ()
    x