Российский рынок xDSL-устройств

Человечество давно мечтало о высоких скоростях в компьютерных и телефонных сетях. Энтузиасты телекоммуникационной отрасли прогнозировали, что в будущем можно будет общаться друг с другом по видеотелефону, чье качество изображения не будет уступать телевизионному, или прямо на компьютер заказывать себе фильмы, прочитав их анонсы в утренней газете.

Да что там видеосвязь и интерактивное телевидение! Иногда очень хочется побродить по Internet ну хотя бы с той скоростью, которая доступна в локальной сети компании. Телефонные операторы и особенно передовые мэры, познавшие толк в кабельном телевидении, обещают нам через каких-нибудь пять семь лет довести до каждого дома оптоволокно и полностью удовлетворить наши все возрастающие телекоммуникационные потребности.

Между тем вот уже почти 10 лет существует метод, позволяющий передавать информацию по обычным телефонным проводам со скоростью от 128 кбит/с (наивысшее достижение технологии, которой сейчас увлечены все операторы, предоставляющие "высококачественные услуги связи") до 8 Мбит/с. Имя ему - DSL (см. врезку). О нем (или, вернее, о том, какие возможности имеются в России, чтобы им воспользоваться) и пойдет речь.

xDSL

В настоящее время существует множество разнообразных "DSL- образных" методов передачи информации по медным проводам. Все их принято объединять в семейство xDSL-технологий. По сравнению со своими предшественниками (телефонными модемами, ИКМ- и ISDN-оборудованием, модемами для физических линий и т. п.), xDSL-техника более эффективно использует возможности медной транспортной среды.

Для того чтобы достичь высоких скоростей передачи по обычной телефонной линии, на обеих ее концах необходимо установить специальные устройства, часто называемые xDSL-модемами. В нашем обзоре мы также будем употреблять этот термин, хотя он, по сути, не имеет никакого отношения к процессам, осуществляемым с помощью xDSL-оборудования. Последнее, в отличие от истинных модемов, не производит цифро-аналогового и обратного преобразования. В линии, организованной на базе xDSL-устройств, трафик передается только в цифровой форме.

xDSL-оборудование также не предназначено для соединения по телефонной сети двух конечных пользователей. Его применение скорее соответствует сетевой концепции, по которой звездообразно расположенные пользователи связываются с центральным сервером. В качестве такого сервера может выступать любой узел в Internet или сервер локальной сети (ЛС) организации.

HDSL/SDSL

HDSL, или технология высокоскоростной цифровой абонентской линии, - это первенец семейства xDSL, разработанный в конце 80-х гг. компанией Bellcore (после расчленения AT&T - научно-исследовательский центр региональных телефонных компаний США). Данная технология начала внедряться в американских сетях связи с 1991 г. Разработка нового метода цифровой передачи была вызвана стремлением телефонных компаний США найти более дешевый способ организации цифровых трактов, служащих для выноса абонентской емкости АТС, подключения к транспортным сетям ЛС и УПАТС.

Прежде для этого использовались линии Т1 (в Европе - Е1, более известные в России как системы ИКМ-30), чья технология передачи была создана еще в начале 60-х гг. Применявшийся в этих линиях алгоритм кодирования сигналов AMI (Alternate Mark Inversion) очень неэффективно использовал частотный спектр (до 1,5 МГц), в результате чего в таких линиях происходило сильное затухание сигнала. Для преодоления больших расстояний первый регенератор приходилось устанавливать через 2 км, последующие - через каждый километр. Такие системы дороги не только при установке, но и в ходе эксплуатации.

Кроме того, если во многожильном кабеле две пары выделялись под канал Т1, то обеспечить требуемое качество телефонной связи по остальным парам (а часто - и в соседних кабелях) было невозможно. Телефонным компаниям нередко приходилось отказывать клиентам в организации каналов Т1, требовавшей прокладки нового кабеля (в США не принято это делать за счет заказчика).

(1x1)

Короче говоря, детки Бэлла поручили Bellcore (что-то вроде нашего ЦНИИСа) создать более дешевое и эффективное решение. В результате появилась система, совместимая по основным параметрам с предыдущей. Однако за счет применения другого метода кодирования линии (был использован алгоритм 2B1Q, прошедший испытания в системах ISDN) и передового метода эхокомпенсации HDSL-системы позволили увеличить дальность связи без установки регенераторов (по кабелю с диаметром жилы 0,5 мм) до 6 км, т.е. в три раза. Благодаря этому преимуществу HDSL снизились не только объемы инвестиций в развитие системы связи, но и расходы на ее обслуживание. HDSL обладает и другими ценными особенностями:

• за счет адаптивной цифровой обработки сигналов повышается качество их передачи;
• потребление энергии на удаленном конце линии сокращается до такой степени, что становится возможным дистанционное питание оконечного устройства, а при длине линии более 6 км - и регенераторов;
• возможна передача по двум или трем парам прямых проводов (типа ТПП) без подбора параметров и симметрирования (естественно, качество кабеля должно соответствовать общепринятым нормам). Единственным непреодолимым препятствием является пупинизированная проводка, которая не позволяет организовывать HDSL-связь. Однако, по мнению российских экспертов, пупины (катушки индуктивности) практически не используются в отечественных телефонных сетях;
• отсутствие потребности в регенераторах на сравнительно больших расстояниях повышает общую надежность системы и ее производительность;
• для HDSL-оборудования не требуется отдельная диагностическая аппаратура;
• передовая схемотехника обеспечивает высокую устойчивость HDSL-линий к различного рода помехам, в том числе перекрестным. Производители провозглашают безошибочность передачи двоичной информации (BER) на уровне 10-7-10-11, что сопоставимо с показателями оптоволоконных линий, в которых BER составляет 10-10 (соответствует передаче одного ошибочного бита раз в неделю). При BER 10-7 ошибка происходит каждые 6-7 с.

Подобное качество передачи достигается за счет того, что сложные и высокоинтегральные сигнальные процессоры (DSP), применяемые в HDSL-устройствах (как, впрочем, и во всем остальном оборудовании семейства xDSL), все время поддерживают или восстанавливают целостность сигналов. Они создают математическую модель медного провода, благодаря чему компенсируется большинство разрушительных факторов, обусловленных этой транспортной средой. Компенсация происходит постоянно, поэтому с изменением состояния проводов или окружающей среды качество сигнала ухудшается незначительно.

Еще одно преимущество HDSL-устройств - слабое электромагнитное влияние на другие медные пары телефонного кабеля. Например, по заверению представителей НТЦ "Натекс", оборудование HDSL фирмы Schmid Telecom, в котором для передачи дискретных сигналов применяется амплитудно-фазовая модуляция с подавлением несущей (CAP), не создающая излучения на частоте свыше 250 кГц, позволяет использовать в многожильном кабеле до 80% пар (как известно, интенсивность перекрестных помех растет с частотой сигнала).

Работа над HDSL-оборудованием продолжалась и после 1991 г. Главное внимание уделялось сокращению требуемых для передачи пар проводов при сохранении повышенной (по сравнению с системами Т1/ИКМ-30) дальности связи без регенераторов. В середине текущего десятилетия появились системы, получившие наименование Single Line Digital Subscriber Line, или SDSL (оборудование цифровой абонентской линии для одной пары проводов). В этих устройствах, как правило, используются сигнальные процессоры и специальные микросхемы (ASIC), разработанные несколько раньше для устройств асимметричной DSL. В связи со стремлением некоторых производителей и журналистов подчеркнуть симметричный характер новых устройств (передача информации осуществляется в противоположных направлениях с одинаковой скоростью) большое распространение получила и другая расшифровка аббревиатуры SDSL - Symmetrical DSL.

Со временем часть производителей начала обозначать как SDSL и оборудование, по сути таковым не являющееся (поскольку оно не обеспечивает скоростей Т1/Е1 по одной паре проводов). К этой категории относятся устройства CROCUS SDSL, DSLPipe-S и SDSL-плата для сервера доступа MAX-TNT. Реально на российском рынке представлены только три устройства SDSL: WATSON-4 фирмы Schmid Telecom и два представителя семейства HotWire (модели 8775/7975 и 7915) производства Paradyne. В них используются микросхемы компании GlobalSpan и так и не ставшая стандартом модуляция CAP. За счет преимуществ этого алгоритма кодирования линии удается легче добиться высокого быстродействия по одной паре при сохранении достаточно большой дальности связи. Как подчеркивает генеральный директор НТЦ "Натекс" Дмитрий Мирошников, основные приложения SDSL те же, что и HDSL, поэтому в дальнейшем, рассказывая о HDSL/SDSL-оборудовании, мы будем использовать одну аббревиатуру - HDSL.

В России (как, собственно, и во всем мире) оборудование HDSL применяется, главным образом, для подключения УПАТС к ТфОП, базовых станций (БС) сотовых радиотелефонных сетей к центрам мобильной коммутации, филиалов организаций к центральным офисам, для соединения между собой удаленных ЛС и точек присутствия Internet-провойдеров, а также для организации цифровых абонентских выносов.

На нашем рынке представлены девять производителей HDSL-оборудования (табл. 1). Готовятся к выходу на него еще три фирмы - ADC, Orckit и Philips. Первая из них, несомненно, очень скоро "выбросит" на российский рынок собственный HDSL-модем, поскольку имеет здесь солидных дистрибуторов и 19 января текущего года открыла в Москве свое представительство (задержка объясняется только тем, что до последнего времени ADC выпускала HDSL-устройства с "неевропейской" пропускной способностью - 1,5 Мбит/с). Сказать что-нибудь определенное о двух других фирмах очень трудно. Дело в том, что, на наш взгляд, израильская компания Orckit неудачно выбрала в России партнера - фирму Batco International, которая вот уже полтора года с нулевым успехом продвигает xDSL-оборудование Orckit; компания Philips пока только присматривается к этому сектору российского телекоммуникационного рынка.

По оценке электронного сообщества "Телеком-Форум", ведущие позиции на российском рынке занимает HDSL-продукция швейцарской фирмы Schmid Telecom. По данным ее дистрибутора НТЦ "Натекс", на базе оборудования этой фирмы (семейство Watson) в России установлено свыше 2,5 тыс. HDSL-линий. Крупнейшими потребителями данной продукции являются операторы Global One, "Мобильные ТелеCистемы" (Москва) и "Кубань-GSM" (Краснодар).

Несмотря на солидную поддержку таких известных на российском рынке компаний, как "Информсвязь", "ЮНИ", Diamond Communications и Race Communications, менее заметны успехи крупного производителя HDSL-техники израильской компании RAD. На состоявшемся в конце февраля семинаре этой фирмы ее старший менеджер Михаэль Суконников не смог мне назвать количество установленных в России HDSL-линий. По оценке ЭС "Телеком-Форум", их число не превышает полутора сотен.

Судя по всему, еще более скромных успехов добились как старожилы российского рынка HDSL, компании Nokia и PairGain, так и его новички - Ascend, LG Information & Communications, Paradyne и TAINET. Вряд ли может похвастаться хотя бы одной инсталляцией фирма Telindus - она вышла на этот рынок с HDSL-продуктами только в текущем году.

Главным препятствием на пути HDSL-техники в Россию остается ее цена. За полтора года она снизилась в среднем на 300 дол. (рекордсменом является Megabit Modem производства PairGain, который подешевел за тот же период приблизительно на 1500 дол.). За это же время в США цены на HDSL-аппаратуру упали приблизительно в два раза и у большинства производителей опустились ниже отметки в 1000 дол.

По данным вице-президента уже упоминавшейся компании Orckit Дана Араззи, опубликованным в журнале Data Communications, организация цифрового тракта на оборудовании его фирмы стоит 1800 дол. (правда, ростовской "Электросвязи" компания Batco International предлагала эти модемы по цене 1500 дол. за штуку, т.е. только оборудование для одной линии обошлось бы ростовчанам в 3 тыс. дол.). Кроме того, Араззи утверждает, что на установку HDSL-линии требуется шесть человеко-часов, в то время как на прокладку (включая земляные работы) новой телефонной линии протяженностью 5 км два специалиста потратят месяц, и обойдется эта работа вместе с оборудованием в 4 тыс. дол. Однако в России только покупка двух 2-Мбит/с HDSL-модемов обойдется в 4 тыс. дол. (см. табл. 1), а ведь нужны еще деньги на АЦП/ЦАП, поскольку, в отличие от Запада и Востока, наши АТС - обычно аналоговые.

Вот почему многие телефонные предприятия предпочитают уплотнять свои линии не HDSL-техникой, а с помощью более дешевого (на один телефонный номер) ИКМ/АДИКМ-оборудования типа Multigain-2000 фирмы Tadiran. Если же без новой линии никак не обойтись, то "пробрасывается" аналоговая радиорелейка или ищутся деньги на оптоволокно. Некоторые "электросвязи" (типа подмосковной) готовы ждать этих денег вплоть до 2005 г.

При существующих ценах на HDSL-оборудование его основными покупателями еще долгое время будут сотовые операторы и компании вроде "СеверГазПром", "Лукойл-Информ" и "Мострансгаз". Однако у телефонных операторов постепенно появляются цифровые АТС. Кроме того, некоторые из них надеются получить доступ к освобождающимся линиям связи Министерства обороны. Может быть, на этих линиях найдет себе применение HDSL-технология?

Неплохие перспективы в приложениях объединения ЛС и подключения филиалов имеет, по всей видимости, Megabit Modem фирмы Pairgain. Во-первых, цена модема в компаниях Race и Diamond практически не отличается от американской (внешний модем стоит 995 дол., встраиваемый в ПК - 795 дол.), а у "ЮНИ" она немного больше, но тоже терпима. Во-вторых, в числе других HDSL-устройств производства PairGain этот модем адаптирован к российскому рынку (о чем фирма объявила 27 января сего года). В-третьих, он располагает Ethernet-интерфейсом и функцией статической маршрутизации, что позволяет подключать его к небольшой ЛС, не имеющей в своем составе выделенного маршрутизатора; пользователи машин под Windows 95 и NT могут обращаться к нему совместно. Далее, функция моста стандарта 802.1d обеспечивает обмен трафиком между ЛС всех распространенных протоколов.

Единственным слабым местом этого устройства является, на наш взгляд, сравнительно небольшое расстояние связи (3,75 км) при скорости 768 кбит/с. Фактическое расстояние на местности окажется еще короче. Насколько часто различные подразделения компании находятся так близко друг от друга?

ADSL/RADSL/UADSL

Технология ADSL - второй отпрыск семейства xDSL - разрабатывалась в начале 90-х гг., а появилась в американских телефонных сетях в 1993 г. Первоначально планировалось обеспечить с ее помощью предоставление телефонными компаниями услуг видео по запросу. С этой целью перед разработчиками была поставлена задача добиться быстродействия в 6 Мбит/с (на такой скорости возможна трансляция "живого" видео). Системы ADSL с сам