Стремление получать данные из сети Интернет
с помощью низкоскоростных технологий
подобно попытке высосать желе через соломинку.

Традиционная телефонная сеть общего пользования (ТФОП) позволяет передавать голос в и данные в пределах узкой полосы частот (300 -3400) Гц. Быстрый рост сети Интернет и самый распространённый доступ к ней с помощью стандартных аналоговых модемов вызывают перегрузку ТФОП, поскольку последняя не рассчитана на нагрузку Интернет, которая характеризуется большим средним временем сеанса связи и большей неравномерностью по сравнению с телефонной нагрузкой. Вторая проблема состоит в том, что для комфортного доступа пользователей к услугам существующей сети (и в первую очередь сети Интернет) скорости передачи, которые могут обеспечить аналоговые модемы, уже недостаточны. Это относится не только к частным (резидентным) пользователям, но и ко всё более увеличивающейся категории пользователей из сферы бизнеса, которые работают в своих домашних офисах и которым необходимо соединяться с корпоративными сетями со значительно более высокой скоростью передачи данных, чем могут обеспечить традиционные аналоговые модемы.

Сложность достижения необходимой скорости соединения с сетью Интернет заключается в основополагающих принципах построения телефонных сетей, которые по природе своей не предназначены для высокоскоростной передачи данных. Когда Александр Белл изобрел телефон, его фантазия не шла дальше предоставления людям, физически находящимися в разных местах, возможности разговора друг с другом. Кроме того, что традиционная телефонная (то есть голосовая) связь осуществляется в очень узкой полосе частот, она еще и допускает значительно большее затухание сигнала, чем это возможно при передаче данных. При этом самая большая проблема лежит (в прямом смысле этого слова) между телефонной станцией и домом абонента. За время развития телефонной связи пройден огромный путь от ручных коммутаторов до современных цифровых телефонных станций, предоставляющих абонентам большое количество разнообразных услуг, но между станцией и абонентом проложена все та же витая пара, что и на заре телефонии. И таких витых пар по всему миру уже почти миллиард.

По мере того, как стоимость пользовательского оборудования, позволяющего получать доступ в сеть Интернет, постепенно уменьшается, на первый план выходит пропускная способность соединения и его стоимость. Каждый, кто пользуется сетью Интернет, вынужден ждать (ждать и еще раз ждать), пока будет найден нужный сайт и загружена требуемая страница. Ситуация ухудшается еще больше, если необходимо загружать большие файлы (например, фотографии или видео). Более того, чем большее количество пользователей одновременно работает в сети Интернет, тем меньше становится скорость работы каждого из них в отдельности, потому что резкий рост трафика приводит к значительному возрастанию нагрузки на телефонные сети. При полной реализации всех потенциальных возможностей Интернет в областях дистанционного обучения, коммерции и развлечения обязательно необходимо преодолеть препятствие в виде недостаточной скорости соединения (и его слишком высокой стоимости). Пользователь хочет одного — высокоскоростного и постоянно работающего доступа. Однако, несмотря на то, что сеть высокоскоростной передачи данных в той или иной степени охватывает всю страну, доступ к ней конечных пользователей (та самая «последняя миля») может быть сопряжен с техническими и экономическими сложностями. Магистральные линии передачи данных позволяют передавать гигабиты информации, но очень маленькое количество конечных пользователей имеет возможность передавать данные хотя бы со скоростью нескольких сотен килобит. Тянуть к каждому пользователю оптико-волоконную линию очень дорого. Коаксиальные кабели (кабельное телевидение) позволяют осуществлять высокоскоростную передачу, но в основном в одном направлении. Телефонные линии в том виде, в котором они используются в настоящий момент для телефонной связи, имеют низкую скорость передачи данных. Доступ с необходимой высокой скоростью могут обеспечить только широкополосные технологии, которые являются будущим телекоммуникационной индустрии.

Телекоммуникации будущего базируются на предоставлении каждому пользователю возможности высокоскоростной передачи данных. Но как же передавать данные с высокой скоростью по критической «последней миле»? Существует несколько технологических направлений, позволяющих преодолеть это препятствие. (Хотя, одно только наличие нескольких альтернативных технологий, призванных решить одну и ту же проблему, вовсе не означает, что пользователь имеет широкий выбор равноценных вариантов, из которых будет выбирать самый лучший. В большинстве случаев пользователю будет доступен только один единственный вариант.)

Основными кандидатами на решение проблемы «последней мили» являются следующие технологии. Это цифровая абонентская линия хDSL, кабельные модемы, а также беспроводные и спутниковые технологии.

Ни одна из этих технологий не может быть признана идеальным решением проблемы «последней мили». Многие вообще говорят о том, что существует только две технологии, которые способны решить проблему «последней мили» — кабельные модемы и хDSL. Обе эти технологии базируются на использовании уже существующих кабельных сетей, которые, что совсем немаловажно, охватывают практически всех потенциальных пользователей. Еще одна технология — стационарная беспроводная связь (иногда называемая беспроводной абонентской линией) — отстает от двух технологий, упомянутых выше, поскольку требует создания определенной инфраструктуры, позволяющей начать полноценное обслуживание.

Другие технологии передачи данных либо просто не решают проблему «последней мили» (не обеспечивая достаточной скорости передачи), либо слишком дороги для большинства потенциальных пользователей. К первым относятся соединения с использованием привычных всем аналоговых модемов, которые уже достигли предельной скорости передачи данных по традиционной витой паре телефонных проводов. Ко вторым относятся оптико-волоконные кабели. Есть люди, выступающие за полную замену всей телефонной кабельной сети на новые оптико-волоконные кабели, которые способны поддерживать передачу данных с очень высокой скоростью. Однако, не только в настоящее время, но и в обозримом будущем такая повсеместная замена не будет осуществлена из-за своей высокой стоимости. Даже для вполне благополучных с точки зрения телекоммуникаций Соединенных Штатов по самым оптимистическим прогнозам широкое внедрение волоконных технологий займет не один десяток лет. В то же время существуют определённые конфигурации сети доступа (например, когда достаточно большая группа пользователей удалена от местной станции на значительное расстояние), при которых применение оптического кабеля экономически выгодно уже сейчас. Следует подчеркнуть, что в последнем случае речь идёт о групповом использовании оптического кабеля, т.е., об его уплотнении.

Ошибкой было бы пытаться рассматривать процесс решения проблемы «последней мили», как вопрос выбора какой-либо одной технологии. На практике эти технологии изначально находятся в неравных условиях. Не все провайдеры занимают одинаковое положение в структуре тех сетей, которые они предполагают использовать. Поэтому, те операторы, которые владеют кабельными телефонными сетями, вряд ли будут использовать кабельные модемы, а операторы, которые специализируются на создании инфраструктуры беспроводной связи, вряд ли вложат деньги в хDSL. С другой стороны, благодаря возможности использовать на «последней миле» различные технологии, операторы, владеющие крупными и разветвленными сетями, имеют возможность предлагать своим клиентам различные варианты организации высокоскоростного доступа. Например, технологии хDSL и беспроводную систему доступа, или хDSL и кабельные модемы.

Те регионы, где широкое развитие получили сети широкополосных коаксиальных кабелей, а в дальнейшем и гибридные оптико-коаксиальные сети HFC (hybrid fiber/coaxial) предназначенных для подключения абонентов к сети кабельного телевидения, существует мощная платформа для предоставления высокоскоростного доступа пользователям домашнего сектора.

Передача эфирного телевизионного вещания по коаксиальным кабельным сетям была предложена американцем Э. Парсоном в 1948 году. Первая такая система была создана в Сиэтле и была рассчитана на распределение 5 телевизионных (ТВ) каналов. Внедрение систем кабельного телевидения позволило отказаться от многих недостатков, присущих эфирному ТВ, и в первую очередь обеспечить качественным ТВ зоны неуверенного приёма телевизионного сигнала по эфиру. Первые системы КТВ представляли собой системы коллективного приёма, работавшие сначала в метровом диапазоне волн (47 — 240 МГц), а затем и в дециметровом (550 — 862 МГц в Европе и 600 — 750 МГц в США). Эти системы были сравнительно просты и содержали коллективную антенну, головную станцию (headend), а также коаксиальный тракт передачи с необходимым числом ответвителей и усилителей (магистральных и домовых). Строго говоря, это были ещё не сети КТВ, а скорее системы коллективного приёма телевизионных программ. Естественно, что и по способу модуляции (АМ) и по положению на шкале частот эти системы были идентичны соответствующим параметрам эфирного телевизионного сигнала, поскольку были рассчитаны на приём стандартными телевизионными приёмниками. По мере укрупнения систем КТВ падала их надёжность, в связи с чем весьма остро встал вопрос эксплуатационного обслуживания этих систем. Поэтому системы КТВ стали дополняться системами дистанционного контроля, позволявшими контролировать состояние этих систем и в первую очередь параметры магистральных усилителей. Для передачи информации о состоянии системы на головную станцию использовалась часть спектра ниже рабочего диапазона частот (как правило, 5—30 МГц или 5—50 МГц). Альтернативной возможностью передачи служебной информации на головную станцию является использование для этой цели стандартного телефонного модема телефонной сети общего пользования (ТФОП). Так в системах КТВ появилась принципиальная возможность оказания пользователю интерактивных сетевых услуг.

Революция в области телекоммуникационных сетей, связанная с появлением и широким внедрением оптических кабелей, коснулась и сетей кабельного телевидения. На этом этапе совершенствования сетей КТВ чисто коаксиальная среда передачи была заменена гибридной оптико-коаксиальной средой HFC. В архитектуре КТВ с использованием HFC сигналы телевизионного вещания и коммутируемого видео транспортируются по оптическому волокну от головного узла КТВ до оптического сетевого устройства ONU (optical network unit). Последний соединяет оптическую магистральную сеть с распределительной коаксиальной сетью. В ONU сигналы соответствующих каналов, несущих сигналы видео, речи и данных, переносятся в отведённый для них диапазон частот. Отметим, что коаксиальный сегмент сети HFC требует применения дуплексных усилителей, обеспечивающих двухстороннюю передачу сигналов. Плата оптической сети ONU (optical network unit) выполняет также некоторые дополнительные функции, к которым относится разделение «восходящего» (от абонентов к сети) и «нисходящего» (от сети к абонентам) сигналов. Проблемой использования архитектуры HFC для предоставления речевых телефонных услуг является недостаточно высокое качество речевых услуг, обусловленное в основном внешними помехами (ingress noise). При передаче данных основной проблемой также являются внешние помехи, создаваемые в «восходящем» канале бытовыми приборами типа печей СВЧ, холодильниками и др. Так, по имеющимся статистическим данным менее 5% сетей КТВ могут использовать этот диапазон по его прямому назначению, поскольку эта область частот сильно поражена помехами от бытовых электроприборов (холодильников, печей СВЧ и др.). Поэтому в качестве восходящего«канала сети КТВ целесообразно использование телефонной абонентской линии.

В середине 90-х операторы КТВ провели исследования возможности использования инфраструктуры сети КТВ для широкополосного доступа к услугам сети пользователей домашнего (residental) сектора. В результате появилось устройства, которые не совсем удачно были названы кабельными модемами. Кабельные модемы представляют собой устройства, обеспечивающие высокоскоростной доступ к сетям передачи данных через гибридную оптико-коаксиальную сеть HFC .

В отличие от традиционных модемов коммутируемой ТФОП кабельные модемы являются частью системы с топологией «точка — много точек» (»point — to — multipoint), в которой множество кабельных модемов разных пользователей подключены через гибридную оптико-коаксиальную среду к контроллеру головного узла оператора КТВ. Подобно модемам xDSL, кабельные модемы работают в режиме «always on», т.е., постоянно подключены к головному узлу.

Применение технологии кабельных модемов позволяет весьма изящно решить проблемы аналоговой абонентской телефонной линии, соединительных линий и ресурсов коммутационных станций телефонной сети общего пользования (ТФОП). Кабельные модемы передают трафик Интернет прямо на маршрутизатор Интернет, расположенный на головном узле системы КТВ. Достоинством технологии кабельных модемов является также то, что она (правда, далеко не всегда) может использовать существующую кабельную инфраструктуру систем КТВ. Кроме того, элементная база кабельных модемов доступна и сравнительно недорога, а также (и это, пожалуй, главное) позволяет обеспечить совместную работу кабельных модемов разных производителей. Большинство кабельных модемов представляют собой внешние устройства, подключенные к персональному компьютеру через стандартную карту 10Base-T Ethernet или порт USB; они могут быть выполнены также в виде платы, вставляемой в свободный разъём шины ISA, с использованием.ля установки технологии plug and play. Для доступа к сети передачи данных используется система Cable Modem Termination System (CMTS) на базе концентратора доступа.

Полоса частот «нисходящего» канала (от сети к абонентам) совместно используется всем множеством пользовательских кабельных модемов. Каждый стандартный телевизионный канал, занимающий 6 МГц радиочастотного спектра, обеспечивает нисходящий поток данных 27 Мбит/с при использовании квадратурной амплитудной модуляции 64 QAM; при использовании модуляции 256 QAM скорость передачи данных может быть увеличена до 36 Мбит/с. Каналы передачи данных в «восходящем» направлении теоретически позволяют передавать данные со скоростью от 500 Кбит/с до 10 Мбит/с при использовании технологий 16 QAM или QPSK (в зависимости от выделенной под обслуживание пользователей ширины частотного спектра). Частотные полосы, выделенные под передачу восходящего и нисходящего потоков данных, разделяются между всеми активными пользователями, подключенными к данному сегменту кабельной сети. Отдельный же пользователь может рассчитывать на скорость передачи данных в пределах от 500 Кбит/с до 1,5 Мбит/с — в зависимости от архитектуры сети и нагрузки (цифра существенная, особенно если сравнивать с аналоговыми модемами).

Системы КТВ, использующие кабельные модемы, базируется на платформе коллективного доступа. Из-за того, что пользователи данных систем делят между собой на время передачи данных доступную им всем полосу частот, по мере увеличения одновременно активных пользователей скорость передачи данных для каждого из них уменьшается. Казалось бы, простой расчет показывает, что при одновременном использовании канала передачи данных 27 Мбит/с двумястами пользователей, на долю каждого из них достанется в лучшем случае 135 Кбит/с. Чем же в таком случае данная система лучше соединения ISDN, обеспечивающего скорость 128 Кбит/с? Не все так просто. В отличие от традиционной телефонной связи, при которой абонент получает на время вызова выделенное соединение, кабельные модемы не занимают фиксированную частотную полосу в течение всего сеанса передачи данных. Как уже было сказано, полоса пропускания разделяется между всеми активными пользователями, которые используют сетевые ресурсы только во время реального приема или передачи данных. Поэтому, вместо жесткого закрепления 135 Кбит/с за каждым из 200 «активных» пользователей, вся полоса частот в каждую конкретную долю секунды делится только между теми пользователями, которые передают или принимают данные — скорость может возрасти в десятки раз (ведь те, кто загрузил, например, страничку Интернет и пытается разобраться, что к чему, в данный момент не являются «активными пользователями»). В случае же постоянной и высокой активности какой-либо группы пользователей кабельный оператор всегда может расширить частотную полосу передачи, выделив под передачу данных еще один канал 6 МГц. Другим вариантом увеличения средней скорости передачи данных для каждого пользователя является продвижение волоконно-оптических кабелей ближе к группам потенциальных пользователей. Это позволяет снизить количество пользователей, обслуживаемых каждым сегментом сети, что естественным образом приводит к увеличению полосы частот, доступной каждому из них.

Если обратиться к фактам, то в мире кабельные модемы пока имеют больше частных пользователей, чем, например, технология ADSL. К середине 1999 года по всему миру использовалось для высокоскоростной передачи данных около 1,3 миллиона кабельных модемов, 1 миллион из которых находился на территории США.

Компания In — Stat / MDR к концу 2002 года в США насчитала около 10,2 млн. пользователей кабельных модемов, в то время как DSL -линий — около 7,6 млн. (надо отметить, что абоненты США традиционно более активно используют кабельные модемы по сравнению с абонентами других стран).

Но, кроме явных достоинств, рассматриваемая технология обладает и существенными недостатками. Как уже указывалось выше, одним из недостатков кабельных модемов (в отличие, скажем, от технологий хDSL), является то, что такие линии передачи данных являются линиями коллективного использования. Полоса частот, доступная каждому отдельному пользователю, подключенному к определенному узлу, может снижаться по мере увеличения количества пользователей, которые подключены к тому же узлу. Еще одним недостатком является то, что данная система является «открытой» (т.е. каждому отдельному пользователю не предоставляется свое жестко закрепленное соединение). Это обстоятельство снижает привлекательность кабельных модемов для использования в сфере бизнеса. Кабельная система может рассматриваться как одна большая сеть ЛВС, поэтому (теоретически) существует определенная возможность соединения каждого с каждым и доступа к данным другого пользователя. Очевидно, что никто не захочет использовать одну коллективную систему передачи данных со своим конкурентом. Кроме того, кабельные модемы обеспечивают высокоскоростной доступ по линиям кабельного телевидения в основном для частных пользователей, потому что офисные здания и предприятия в большинстве случаев не подключены к сети кабельного телевидения.

Так же, как распространение сотовых и радиотелефонов освободило абонентов от кабеля, связывающего трубку с аппаратом, подключенным к телефонной сети, технология беспроводной абонентской линии WLL (Wireless Local Loop) открыла доступ к телефонной сети общего пользования для всех тех, кто уже потерял надежду подключиться к глобальной сети телефонной связи.

Наиболее точно данную технологию можно определить как использование радиодоступа для предоставления широкополосных сетевых услуг индивидуальным пользователям. Причем эта технология может использоваться не только в тех регионах, где недостаточно развита телефонная кабельная сеть, но и там, где уровень развития кабельных сетей достаточно высок. В этом случае операторы, использующие технологии широкополосного беспроводного доступа, уже выступают прямыми конкурентами операторов местной связи.

Широкополосные беспроводные линии могут использоваться для высококачественной передачи данных, видеосигналов и организации телефонной связи. Исторически для организации восходящего канала передачи данных использовалась телефонная линия, но в настоящее время операторы переходят к полностью дуплексной беспроводной системе. Скорость передачи данных определяется шириной доступного оператору спектра частот и схемой модуляции. Например, эффективность цифровых схем модуляции лежит в пределах от 0,7 бит/с на Гц при использовании модуляции двоичной фазовой манипуляции BPSK до 3,5 бит/с на Гц при использовании квадратурной амплитудной модуляции 16QAM.

Как и в случае организации эфирной телевизионной трансляции, беспроводные линии передачи данных организуются по принципу прямой видимости. Сигнал передается с антенны, обычно расположенной на возвышенности или на высоком здании, на специальные приемные антенны, установленные на зданиях пользователей. Получение достаточно чистого спектра частот может быть достаточно сложной задачей; другой проблемой является требование прямой видимости для большинства организуемых линий. Организация линии достаточно проста, потому что не требует, например, такого объема строительных (земляных) работ, как при прокладывании кабельных систем, но не может быть гарантировано, что организованная линия (исходя из требования прямой видимости) будет работать столько, сколько это необходимо. Например, построенный на пути прямой видимости дом может просто «обрубить» такую линию передачи данных. Как и в случае с телевизионным эфирным вещанием, любые препятствия (например, густые кроны деревьев, возвышенности, высокие здания и даже сильные атмосферные осадки) могут в определенной мере затруднить прием. Серьезно осложнить прием могут также искажения, обусловленные многолучевым распространением (являющимся результатом отражения сигнала от зданий и других объектов). Следует учитывать и расстояние, так как сигналы беспроводной связи могут приниматься только в пределах определенного расстояния от передатчика. Решением этой проблемы может быть установка сети ретрансляторов по всей зоне обслуживания (по принципу сотовой связи).

Организация сети на базе беспроводных линий подобна структуре кабельной сети. Основное отличие заключается в том, что сигнал цифровых данных (например, содержащий запрошенную из сети Интернет информацию), модулируется в радиочастотный канал, по которому осуществляется передача на антенну, установленную на здании пользователя. От антенны коаксиальный кабель идет к конвертеру, который преобразует сигнал из СВЧ-диапазона в частотный диапазон кабельного телевидения. После этого сигнал поступает на модем, расположенный в помещении пользователя. Модем демодулирует входящий сигнал данных и направляет его на персональный компьютер или на ЛВС.

Технология беспроводной абонентской линии имеет несколько преимуществ по сравнению с альтернативными технологиями доступа. Беспроводные линии могут быть развернуты в тех местах, где из-за невозможности проведения работ, плотности или «древности» застройки просто не может быть проложена кабельная линия. Во-вторых, для определенных расстояний и расположения населенных пунктов организация беспроводного доступа может быть просто гораздо более экономически эффективной по сравнению с альтернативными технологиями. Здесь необходимо учитывать и затраты труда, и длину абонентской линии.

Стоимость кабельных систем в значительной мере зависит от расстояния между зданиями и от степени концентрации групп абонентов. Стоимость беспроводных систем свободна от такой зависимости. Затраты на сооружения кабельных систем также в значительной мере зависят от стоимости труда, которая обычно постоянно растет. В то же время стоимость беспроводных систем зависит в основном от стоимости абонентского оборудования, которое имеет тенденцию к удешевлению по мере совершенствования технологий. Третьим положительным фактором технологии беспроводной связи является значительно более короткое время ввода системы в действие по сравнению с кабельной инфраструктурой.

Тот факт, что радиосистемы обеспечивают охват определенной зоны, означает гораздо более легкое планирование сети по сравнению с кабельными системами. Беспроводные системы позволяют гораздо более оперативно реагировать на изменения потребностей и количества пользователей, в то время, как планирование кабельных систем во многом базируется на предварительных оценках (хорошо еще, если оценки совпадут с действительностью).

Существуют и более прозаические соображения. Если пользователь откажется от ваших услуг и направит свое внимание на другого оператора, то при развитии кабельных технологий все инвестиции в данную кабельную линию будут потеряны. В то же время при использовании беспроводной технологии абонентское оборудование может быть просто снято и установлено в другом месте у нового абонента. Кроме того, поддерживать работу и сохранность правильно организованной беспроводной линии значительно проще, чем кабеля. Во многих странах, например, Африки, закопанные в землю медные кабели просто похищают (к сожалению, к этим странам можно причислить и Россию). Даже волоконно-оптические кабели имеют определенную ценность как вторичный продукт.

На практике возможность использования спутников для доступа в Интернет и высокоскоростной передачи данных разделяется на решение двух больших задач — организация магистральных линий передачи данных (что является частью большого бизнеса) и организация высокоскоростного доступа отдельных конечных пользователей. Под конечными пользователями следует понимать не только индивидуальных пользователей, но и большие корпорации, средние и малые предприятия, а также различные офисы (включая домашние офисы).

Если говорить коротко, спутниковые системы имеют несколько привлекательных черт с точки зрения предоставления услуг высокоскоростной передачи данных и доступа в сеть Интернет.

Спутниковые системы позволяют обойти «заторы» в наземных системах передачи данных. Они могут быть необходимым образом сконфигурированы, отражая асимметричную природу Интернет, как с точки зрения отдельных транзакций, так с географической точки зрения. Например, большая часть всего содержимого Интернет все еще находится на территории Соединенных Штатов. Некоторые отличительные особенности спутниковых систем делают их привлекательной технологией доступа. Прежде всего — это экономическая эффективность для провайдера. Зона охвата спутника такова, что он может обслуживать очень большое количество абонентов. Причем стоимость организации обслуживания совершенно не зависит от географического положения пользователя в пределах зоны охвата спутника. Спутниковый канал может приниматься в любой точке зоны охвата, независимо от условий местности.

Хотя спутниковые системы имеют много плюсов, позволяющих рассматривать их в качестве одной из технологий организации высокоскоростной передачи данных на «последней миле», имеются также и негативные аспекты.

Спутниковые системы доступа имеют не самую высокую скорость передачи данных (порядка 400 Кбит/с по направлению к пользователю) и при этом не очень быстро работают. Представьте себе, что вы хотите загрузить какой-либо материал на экран вашего компьютера. Щелкнув мышью, вы подаете сигнал запроса, который проходит по вашей телефонной линии, через провайдера и по обычному тракту в сети Интернет, а после ответа сигнал передается через спутник, проходя в общей сложности около 70 тысяч километров. Даже обладая скоростью света, такое средство доступа в Интернет остается достаточно медленным. Особенно это заметно при осуществлении двусторонней связи в режиме реального времени.

Вложения в системы спутниковой связи составляют многие миллиарды долларов, причем успех и получение прибыли совершенно не гарантированы. Следует упомянуть также и о безопасности трафика, слишком длительных циклах планирования для такой быстро изменяющейся индустрии, как телекоммуникации, а также нехватку частот, которые можно было бы легко использовать.

Кроме этого, к недостаткам спутниковых систем можно отнести и необходимость приобретения и настройки достаточно дорогостоящего оборудования. Впрочем, существует целый ряд экстремальных ситуаций, когда невозможно организовать доступ в сеть Интернет никаким другим образом, кроме как через спутник (например, для корабля, находящийся посреди океана).

Теперь остановимся на некоторых конкретных технологиях беспроводного широкополосного доступа. Начнём с краткого рассмотрения двух достаточно известных.

Среди множества технологий беспроводного доступа местная мультисотовая, «точка -много точек» («point to multipoint»), система распределения сигналов LMDS (Local Multipoint Distribution System) является одной из немногих систем, предоставляющих пользователю услуги широкополосного мультимедиа. LMDS работает в диапазоне частот (28…32) ГГц, выделенном Федеральной комиссией связи FCC США для работы систем широкополосного абонентского доступа. Эту систему иногда называют системой сотового КТВ («cellular cable TV»). Использование сотового принципа позволяет избежать многих проблем, связанных с условием прямой видимости, выполнение которого является обязательным в системе беспроводного широкополосного доступа MMDS, которая рассматривается ниже. Несущие соседних сот имеют одинаковые номиналы частот, но разную поляризацию. LMDS способна обеспечить пользователя самыми новыми видами услуг интерактивного мультимедиа, включая телефон и высокоскоростную передачу данных. Эта технология позволяет некоторым провайдерам (например, провайдерам услуг междугородной и международной связи), не имеющим собственной инфраструктуры абонентского доступа, предоставлять сравнительно недорого и очень быстро услуги связи пользователям из сферы бизнеса и индивидуальным пользователям. В архитектуре сети доступа LMDS так называемая «последняя миля» сети доступа является беспроводной. При этом антенна пользователя должна находиться в пределах прямой видимости LOS (Line of Sight) c сотовым узлом, подключённым к сети, обеспечивающей пользователя всеми необходимыми услугами связи.

Весьма вероятна возможность использования LMDS в сфере бизнеса для взаимодействия LAN в условиях города. Вероятно также, что использование LMDS для передачи телевизионных программ является слишком запоздалым решением. В LMDS, как и в рассматриваемой ниже технологии MMDS, отсутствует простая возможность увеличения пропускной способности. Эта проблема не является существенной в системах симплексного телевизионного вещания, где любой пользователь может принять любой канал. Однако для исходящего от пользователя трафика для систем LMDS не существует простого пути увеличения лицензированной пропускной способности. Подобная проблема существует и телефонной сотовой сети.

LMDS особенно хорошо подходит для городских условий с высокой плотностью населения, а следовательно, и потенциальных пользователей, где малые габариты передатчика и малая площадь соты являются вполне приемлемыми и где благодаря этому цены за предоставляемые услуги являются привлекательными для пользователя. Однако столь малые размеры сот могут оказаться неприемлемыми в пригородных и сельских районах, где потребуется иметь большое число передатчиков для выполнения условия прямой видимости.

Другой достаточно известной системой широкополосного беспроводного доступа является многоканальная многоточечная или микроволновая многоточечная распределительная система абонентского доступа MMDS (Multichannel (Microwave) Multipoint Distribution System (Service)) Эта система очень похожа на LMDS, но работает в диапазоне частот 2,4 ГГц, причём рабочий диапазон частот MMDS ограничен по сравнению с LMDS. В настоящее время диапазон частот MMDS используется провайдерами кабельного телевидения (КТВ) для подачи широковещательного аналогового телевизионного сигнала пользователям через головные узлы сети КТВ. В результате процесса либерализации услуг связи этот диапазон частот открыт также для предоставления других услуг, включая телефон и множество интерактивных услуг.

В отличие от LMDS, MMDS менее чувствительна к внешним воздействиям в виде дождя и грозы. Поэтому требования к допустимому удалению от сотового узла являются менее строгими по сравнению с LMDS. Так, MMDS покрывает площадь в радиусе около 80 километров, в то время как LMDS имеет радиус действия не более 10 километров.

Полоса частот 2,2—2,7 ГГц в системе MMDS используется для передачи видеосигналов 33-х телевизионных каналов от передающих антенн к приёмным антеннам пользователей. Абоненты в пределах зоны радиусом около 50 километров могут принимать эти сигналы. При цифровой обработке и компрессии видеосигналов количество каналов может быть увеличено до 100—150 .

MMDS может использоваться для передачи как аналоговых, так и цифровых видеосигналов. Приём аналогового телевизионного сигнала требует относительно простой антенны, установленной на крыше дома пользователя, и Set top box, которая содержит преобразователь линейного телевизионного сигнала в видеосигнал и дескремблер. В случае цифрового варианта MMDS необходим более сложный и дорогой преобразователь. В производимом в настоящее время оборудовании MMDS предусмотрена возможность не только передачи телевизионных сигналов, но и предоставление услуг передачи речи и высокоскоростной передачи данных.

В качестве ещё одного примера технологий беспроводного широкополосного доступа остановимся на системе прямого спутникового вещания DBS (Direct Broadcast Satellite) Это новое поколение оборудования спутникового телевизионного вещания. При использовании цифровых методов преобразования и передачи телевизионных сигналов и малогабаритной приёмной антенны эта технология становится очень привлекательной для пользователей. Декодирование принятого в цифровом формате сигнала происходит в блоке разделения/объединения и преобразования сигналов оборудования пользователя STB (Set Top Box), имеющем встроенные интеллектуальные функции, которые обеспечивают предоставление множества новых услуг — таких, как интерактивное телевидение и предоставление информации по требованию.

Технология прямого спутникового вещания BSS (Broadcast satellite servises) работает в части Кu — диапазона, занимая спектр частот 12,2 — 12,7 ГГц. Пользователи DBS могут принимать 150 — 200 видеоканалов, используя компрессию типа MPEG - 2. Кроме передачи видео, некоторые провайдеры сетевых услуг планируют широкополосную передачу данных в Кu — диапазоне. Современные системы DBS поддерживают передачу данных от сети Интернет к абоненту со скоростью до 400 Кбит/с, а для передачи сигналов управления от абонента к сети используют стандартный канал тональной частоты (тч).

Перейдём теперь к краткому рассмотрению наиболее популярных в настоящее время технологий проводного широкополосного доступа типа xDSL.

хDSL представляет собой семейство технологий высокоскоростного доступа к сетевым услугам по существующей медной абонентской телефонной линии. В аббревиатуре хDSL символ «х» используется для обозначения конкретного типа технологии цифровой абонентской линии DSL (Digital Subscriber Line). Любой абонент, пользующийся в настоящий момент телефонной связью, имеет возможность с помощью технологий хDSL значительно увеличить скорость своего соединения, в первую очередь с сетью Интернет. Благодаря многообразию технологий DSL, пользователь может выбрать подходящую именно ему скорость передачи данных — от 32 Кбит/с до более чем 50 Мбит/с. При этом скорость передачи данных зависит только от параметров и протяженности этой линии.

Почему-то считается, что абонентская телефонная линия имеет полосу пропускания в 4 кГц. Это совершенно неправильно. Абонентская линия имеет ограниченную полосу пропускания, потому что это предусмотрено ее конструкцией, а не из-за того, что витая пара не способно пропускать высокочастотные сигналы. С помощью соответствующих схем кодирования технологии хDSL позволяют достигать мегабитовой скорости передачи данных.

Самой старой и наиболее медленной технологией из семейства xDSL является IDSL (цифровая абонентская линия IDSN), а наиболее быстрой и «молодой» — VDSL (сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия). Между ними расположились другие технологии, в частности, технология HDSL (высокоскоростная цифровая абонентская линия) и технология ADSL (асимметричная цифровая абонентская линия); последняя имеет наибольший потенциал на рынке массового потребителя.

Технологии DSL позволяют достичь высокой скорости передачи данных. Например, ADSL обеспечивает нисходящий поток данных 1,5 — 8 Мбит/с, а восходящий поток данных 640 Кбит/с — 1,5 Мбит/с. VDSL обеспечивает при выборе асимметричной схемы нисходящий поток данных 13 — 52 Мбит/с, а восходящий поток данных 1,5 — 2,3 Мбит/с (для симметричной VDSL скорость передачи данных составляет 13 — 26 Мбит/с). Скорость передачи данных при использовании технологий DSL зависит от расстояния; с увеличением расстояния скорость передачи данных уменьшается. Например, для ADSL при длине линии 3 км может быть достигнута скорость передачи более 8 Мбит/с, а для длины линии 6 км может быть достигнута скорость передачи данных 1,5 Мбит/с. Для VDSL эти цифры примерно такие. Скорости 52 Мбит/с соответствует длина линии порядка 300 метров, а скорости 13 Мбит/с соответствует длина линии порядка 1,5 км. При этом данные технологии обеспечивают одновременно телефонную связь, высокоскоростной доступ в сеть Интернет, видео по запросу и один (для ADSL) или три (для VDSL) телевизионных канала качества DVD. Другие технологии DSL могут использоваться для передачи голоса и высокоскоростного доступа в сеть Интернет, но не подходят для передачи высококачественных видеосигналов в режиме реального времени.

Технологии DSL имеют определенные преимущества. Любой абонент, подключенный к телефонной сети общего пользования, имеет медную телефонную линию, которая может быть использована для развертывания линии передачи данных. То есть не требуется создавать новую инфраструктуру. Для работы системы необходимы только два устройства ADSL (на станции и в помещении пользователя) и витая пара проводов (к сожалению, следует учитывать, что характеристики линии DSL ухудшаются по мере увеличения расстояния от станции или ухудшения качества линии). Линия DSL обеспечивает надежное и постоянно установленное (в отличие от аналоговых модемов) соединение. По сравнению с другими технологиями доступа DSL требует значительно меньших инвестиций при учете достигаемой скорости передачи данных.

Технологии xDSL позволяют наиболее экономичным образом удовлетворить потребность пользователей в высокоскоростной передаче данных. Различные варианты технологий DSL обеспечивают различную скорость передачи данных, но в любом случае эта скорость гораздо выше скорости самого быстрого аналогового модема.

Разнообразие технологий DSL позволяет использовать конкретную технологию для конкретной категории пользователей. В частности, асимметричная технология ADSL наилучшим образом подходит для частных пользователей, которые являются в большей мере потребителями информации, в то время как симметричные технологии больше подходят представителям бизнеса, для которых потоки передаваемой и принимаемой информации близки по объему. Кроме того, при использовании технологии ADSL сохраняется аналоговый телефон и/или канал основного доступа ISDN (BRI ISDN). Первое свойство позволяет сохранить обычную телефонную связь при повреждении оборудования ADSL, а второе позволяет защитить инвестиции оператора связи. Технологии хDSL могут рассматриваться как серьезный конкурент для кабельных модемов. Теоретически, кабельные модемы обеспечивают большую скорость передачи данных, чем, к примеру, технология ADSL, но реально большинство кабельных сетей не способно обеспечить доступ через кабельные модемы с использованием всей полосы частот коаксиального кабеля. В тех же случаях, когда кабельные системы обеспечивают «восходящий» канал передачи данных, этот канал делится между всеми пользователями. Развитие гибридных волоконно-коаксиальных систем позволяет смягчить эту проблему, но такие системы пока еще достаточно дороги и потребуется достаточно длительное время, пока они не разовьются в достаточной степени. Следовательно, технологии xDSL остаются наиболее жизнеспособным на данный момент решением проблемы «последней мили».

Следует отметить, что пока в России возможности получения высокоскоростного доступа на основе технологии ADSL ограничены. Очень важную роль играет территориальное (можно сказать, географическое) положение пользователя, но это далеко не единственное препятствие. Даже если потенциальный пользователь охвачен сетью кабельного телевидения или имеет телефонную линию, это совсем не означает, что эти линии технически могут использоваться для высокоскоростной передачи данных. Много будет также зависеть и от того, кто предоставляет обслуживание. Некоторые кабельные и телефонные компании успешно развивают и предоставляют услуги высокоскоростной передачи данных, в то время как другие предпочитают себя не утруждать. Такое пренебрежение некоторых операторов связи к развитию высокоскоростной передачи данных объясняется тем, что примерно 90% доходов операторов связи составляет предоставление услуг телефонной связи.

Возможность выбора является отличительной чертой современного цифрового мира телекоммуникаций. Причем все новые технологии в определенной мере конкурируют друг с другом, что позволяет ожидать роста качества предоставляемых услуг и снижения их стоимости.

Несмотря на конкуренцию между провайдерами, продвигающими на рынок различные технологии, нет оснований предполагать, что, в конце концов, какая-либо из технологий одержит победу. Все технологии, в силу своих основополагающих различий, имеют шанс на существование и на свою долю пользователей. Выбор остается за пользователями.

Оптимальная технология доступа должна быть достаточно дешёвой, требуя дополнительных затрат только при добавлении новых пользователей; она должна предоставлять пользователю не только высокую пропускную способность, но и обеспечивать необходимое качество передачи QoS (Quality of Service) для заказанной услуги (например, время задержки сигнала не более максимально допустимого, гарантированную неравномерность этой задержки в полосе частот передачи сигнала, требуемую надёжность и т.д.). Все методы доступа, включая медные или оптико-волоконные кабели, кабельные модемы или беспроводные системы, отвечают в той или иной мере этим требованиям. К сожалению, ни одна из технологий не отвечает всем требованиям сразу.

В заключение отметим ещё одну знаковую тенденцию эволюции сетей широкополосного абонентского доступа, которая вытекает из общей тенденции увеличения пропускной способности сети доступа и заключается в появлении оптимальных решений, представляющих собой комбинацию в пределах одной сети и даже линии доступа нескольких способов доступа. К таким технологиям можно отнести, например, смешанную оптико-радио-коаксиальную технологию доступа HFRC, а также технологию VDSL, предполагающую по существу применение в сети абонентского доступа смешанной медно-оптической среды передачи.

Последней милей в провайдинге называют участок линии связи от коммутирующего устройства провайдера до коммутирующего устройства клиента. Проще говоря — оборудование “последней мили” соединяет узел связи поставщика услуг Интернета с вашей квартирой или вашим офисом. И организовывается эта самая миля на сегодняшний момент самыми разнообразными способами — как проводными, так и беспроводными.

Организация “последней мили” всегда подразумевает наличие следующих компонентов: коммутационного оборудования для получения и отправки сигналов и среды передачи информации.

Общие принципы организации “последней мили”

1. Коммутационная точка провайдера должна располагаться в достаточной близости от места обитания клиентов. Расстояние рассчитывается в зависимости от степени затухания сигнала в среде передачи.
2. Клиент должен иметь соответствующее оборудование, способное соединиться с коммутационной точкой провайдера. Вид оборудования зависит от способа организации “последней мили”.

Технологии организации “последней мили” разделяются на беспроводные и проводные в зависимости от характера среды передачи информации. Нетрудно догадаться, что беспроводные сети — это те, в которых информация передается прямо по воздуху (разнообразные волновые способы передачи: WiFi, WiMAX, радиопередача, оптическая беспроводная связь).

Кабельные сети, соответственно, включают кабельные магистрали: волоконно-оптические или металлические ( , телефонный кабель, PLC, коаксиальный кабель).

Рассмотрим три наиболее распространенных на сегодняшний день технологии прокладки “последней мили”.

1. Беспроводное соединение WiFi. Преимущества беспроводного соединения очевидны: это удобно, не требует прокладки кабельных трасс, позволяет подключаться к каналу сразу нескольким компьютерам клиента без дополнительного оборудования. Недостатки такого решения: зона покрытия WiFi нестабильна, неоднородна и подвержена влиянию самых разнообразных помех.
2. Соединение при помощи медной витой пары. Самый распространенный способ подключения. Дешево и сердито: витая пара ( UTP категории 5е) прокладывается от коммутатора, расположенного в здании, до компьютеров пользователя. Несмотря на простоту монтажа и низкую стоимость материалов, такой способ организации сети имеет определенные ограничения: витую пару можно, но не желательно прокладывать по улице. Для уличной прокладки используется специальный экранированный кабель FTP с дополнительной защитной оболочкой, однако и он недостаточно надежен в долгосрочной перспективе. Медный кабель подвержен воздействию электромагнитных наводок, поэтому нельзя располагать кабель вблизи источников электромагнитного излучения, вдоль электропроводки. Длина трассы между коммутатором провайдера и пользователя не должна превышать 100 метров.
3. Волоконно-оптическое соединение. Преимущества волоконно-оптических технологий: полностью диэлектрическая среда передачи информации ( не подвержен влиянию электромагнитного поля), меньше ограничений по протяженности трассы (можно развести сеть по многоэтажному протяженному зданию от одного коммутационного узла без дополнительных ретрансляторов, можно объединять несколько зданий), долговечность (ВОК будет надежно выполнять свою функцию 25 лет и более) и значительно большая пропускная способность (10, 40 и более гигабит в секунду). Однако организация “последней мили” на оптическом волокне — дорогое удовольствие. Волоконно-оптический дуплексный кабель сам по себе недорог, но услуги по его прокладке могут влететь в копеечку. К тому же волоконно-оптическая сеть требует специального оборудования для преобразования оптического сигнала в электрический. В то же время при подведении линий связи к офисам в современном мегаполисе рациональнее применять наиболее современные и перспективные волоконно-оптические технологии.

Помимо этих способов все еще пользуется спросом передача сигнала по телефонному кабелю (уже практически не применяющийся DialUp и все еще довольно распространенный ADSL). Однако ввиду удобства более современных технологий эти варианты прокладки “последней мили” уже постепенно уходят в прошлое вслед за Интернетом по коаксиальному кабелю. За рубежом набирает обороты технология PLC — передача информации по электрическим проводам, но у нас она пока не нашла своего покупателя.

Понятие «последняя миля» в электроэнергетике России появилось в 2006 году как результат реформы в сфере энергетики. Помимо прочих результатов названной реформы, произошло распределение электрических сетей между федеральной и региональными компаниями: магистральные электросети (с напряжением от 110 кВ) попали в распоряжение Федеральной сетевой компании (ФСК ЕЭС), а распределительные сети отошли соответствующим Межрегиональным распределительным сетевым компаниям (МРСК). В итоге рядовые потребители платили за энергию и ФСК, и МРСК, но в этой схеме было небольшое упущение: ряд крупных потребителей в итоге вышли на прямые договоры с ФСК, что снизило их собственные затраты на электроэнергию, но привело к увеличению тарифной нагрузки на прочих потребителей. Для ликвидации сложившегося дисбаланса законом № 250-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с осуществлением мер по реформированию Единой энергетической системы России» и были введены так называемые договоры «последней мили» в электроэнергетике. Согласно данным договорам, ФСК передает в аренду межрегиональным сетевым компаниям небольшие участки магистральных сетей или иные объекты электросетевого хозяйства (подстанции, распределительные пункты и т.п.). Как результат – прямые договоры с ФСК для корпораций стали недоступными. По словам действующего министра энергетики Сергея Шматко, механизм «последней мили» в электроэнергетике был разработан во избежание скачкообразных изменений тарифов в энергетике регионов и увеличения нагрузки на конечных потребителей. Договоры «последней мили» в электроэнергетике были введены в качестве временной меры – до утверждения новой политики тарифообразования в рамках реформирования Единой энергосистемы России.

При этом многие эксперты называют «последнюю милю» в электроэнергетике узаконенным пиратством и говорят о непродуманности и неэффективности подобного подхода. По сути, «последняя миля» в электроэнергетике — это форма скрытого налога на промышленность. По некоторым данным, доля дополнительной нагрузки крупных предприятий составляет на сегодня порядка 30% их затрат на электричество. Не случайно в стране начались судебные разбирательства о признании незаконными договоров «последней мили» в электроэнергетике, и о взыскании с МРСК неосновательного обогащения. Например, компании «Русал» в начале 2010 года удалось оспорить порядка 800 миллионов рублей, выплаченных Красноярским алюминиевым заводом в пользу МРСК Сибири в условиях действия договора «последней мили» в электроэнергетике. На возмещение свыше 9 млрд. рублей, уплаченных МРСК Центра, претендует и «Новолипецкий металлургический комбинат», и это далеко не единичные случаи.

Согласно Концепции экономического развития России на период до 2020 года, договоры «последней мили» в электроэнергетике должны функционировать до 2014 года, после чего данный механизм перекрестного субсидирования прекратит свое действие, и тарифы на электроэнергию для населения достигнут рыночного уровня. Понятно, что в случае отказа от механизма «последней мили» в электроэнергетике, недополученные МРСК средства будут распределены по мелким потребителям, и это может привести к резкому росту тарифов, особенно в случае, если в регионе высокая доля крупных потребителей. Поэтому параллельно с этим планируется реализация механизма адресной поддержки малоимущих групп населения, однако, как отмечает председатель комитета Государственной Думы по энергетике Юрий Липатов, конкретные методы социальной защиты на данный момент не проработаны. Остается рассчитывать, что данному вопросу еще будет уделено внимание в ближайшие два года, пока последняя миля в электроэнергетике еще действует.

Накануне 2014 года актуальной и острой в электроэнергетике снова стала проблема «последней мили». А если быть более точным, то свою остроту она не теряла и с самого начала существования. Сейчас об этом заговорили более громко, потому что правительством России на 2014 год был поставлен вопрос о ее видоизменении, либо ликвидации. Для того, чтобы понять всю сложность проблемы, давайте проанализируем ситуацию с начала ее возникновения.

Понятие «последняя миля» неразрывно связано с перекрестным субсидированием – это механизм установления тарифов на электроэнергию, при котором снижение платежей для населения происходит за счет повышения тарифов для крупных потребителей. Таким примером перекрестного субсидирования и является договор «последней мили». Этот механизм в электроэнергетике России появился в 2006 году и предполагался временной мерой, пока не будут утверждены новые тарифы. Но, как говорится, нет ничего более постоянного, чем временное.

Договоры «последней мили» стали инициативой реформаторов РАО «ЕЭС России». При разделении энергетики по видам бизнеса магистральные сети отошли к ФСК (Федеральной сетевой компании), а распределительные – МРСК (Межрегиональным распределительным сетевым компаниям). Как итог - потребители платили за энергию и ФСК, и МРСК. Но в этой системе была одна недоработка. Некоторые крупные предприятия, поняв свои очевидные минусы в этом вопросе, стали заключать прямые договоры с ФСК, естественно – это снизило их затраты на электроэнергию, но автоматом увеличилась тарифная нагрузки на прочих потребителей. Для решения сложившегося дисбаланса был введен закон № 250-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с осуществлением мер по реформированию Единой энергетической системы России» и были разработаны так называемые договоры «последней мили».

По условиям этих договоров ФСК передает в аренду межрегиональным сетевым компаниям небольшие участки магистральных сетей или другие объекты электросетевого хозяйства (подстанции, распределительные пункты и т.п.). Соответственно, в этом случае заключение прямых договоров с ФСК крупными потребителями, как они делали это раньше, стало невозможным. Проще говоря – это добавило еще одно звено в цепочку между производителем электрической энергии и ее потребителем, для того, чтобы увеличить стоимость потребления электроэнергии для последнего. Данные меры предусматривали снижение тарифной нагрузки с мелких потребителей за счет крупных предприятий.

Естественно, что такое положение вещей не могло устроить крупных потребителей электроэнергии. Многие эксперты называют «последнюю милю» в электроэнергетике узаконенным пиратством и говорят о том, что данный подход непродуман и неэффективен. Если разобраться, то «последняя миля» по сути - это скрытый налог на промышленность. По исследованиям экспертов, дополнительная нагрузка больших предприятий составляет на сегодняшний день около 30% их затрат на электричество. С появлением «последней мили», например, такая компания, как «Сибур» стала расходовать на электроэнергию на 300 млн. руб. в год больше, чем раньше, а завод UC Rusal - Красноярский алюминиевый - на 1 млрд. руб. Эксперты энергетического центра «Сколково» в 2012 году объем «последней мили» оценили в 58 млрд. руб. Межрегиональные сетевые распределительные компании получают дополнительный доход без больших затрат и имеют возможность несколько снизить платежи для населения. Искусственность механизма «последней мили» правительство признало в 2011 году, но ввиду сложности всей ситуации, не найдя возможностей для ее решения, курировавший в то время энергетическую отрасль Игорь Сечин, перенес решение вопроса на 2014 год.

Конечно, все это время промышленники пытаются уйти от этой системы, затевая долгие судебные тяжбы с МРСК. Предприятия предъявляют иски против сетевых компаний, чтобы получить обратно огромные, ранее выплаченные деньги. Например, СУАЛу удалось через суд отказаться от выплаты МРСК Урала 393 млн. руб., ОК «Русал» таким же образом получил обратно 9 млрд. руб. Но в данном вопросе суды чаще становятся на сторону сетевых компаний. Это в большинстве связано с тем, что система «последней мили» позволяет уменьшить тариф на передачу электроэнергии для населения. МРСК же, в свою очередь, не сидят сложа руки и пытаются отсудить пропавшие доходы у региональных властей, которые, по их мнению, неправильно рассчитали тарифы.

Если решать проблему просто отменой договоров «последней мили», то МРСК будут терять до 40 млрд руб. в год. Недостающие деньги нужно будет откуда-то брать. Сделать это можно будет через увеличение тарифов для своих потребителей, в данном случае – компаний мелкого бизнеса и населения. Конечно же, это приведет к значительному росту счетов за электроэнергию для последних, ведь в некоторых регионах на крупных потребителей приходится до 40-60% всего объема продаваемой энергии. В данной ситуации ничего не теряет только ФСК, потому что она берет с МРСК минимальную арендную плату, передавая в ведение региональной компании лишь небольшой участок сети. На сегодняшний день у ФСК 70 договоров «последней мили», а их действие или отмена никак не скажется на доходах компании.

Пытаясь решить проблему, Минэнерго России в свое время предлагал крупным потребителям добровольно продлевать договоры «последней мили» с сетевыми компаниями. Но исход тут очевиден изначально – никто из потребителей не согласится отдавать свои деньги и идти в механизм «последней мили». Министр энергетики Александр Новак предложил свой вариант решения проблемы. Он заключается в том, что компаниям нужно запретить прямое подключение к сетям ФСК, но при этом для потребителей на высоком напряжении нужно установить понижающие коофициенты – 20-30% стоимости тарифа МРСК. Губернаторы получат право дополнительно снизить тариф. Но такой вариант не устроил самих потребителей. «С Минэнерго мы обсуждали различные формы понижающего коэффициента и способы его применения. Но в редакции законопроекта, который был представлен ко второму чтению, нет ни сроков решения проблемы, ни величины скидок, ни критериев оценки необходимости эту скидку получить», - так комментировал ситуацию НП «Сообщество потребителей энергии» Василий Киселев. Против предложений Александра Новака выступило и Минэкономразвития. «Решение, которое предлагает Минэнерго, означает перенос всей тяжести принятия ответственности из федерального центра в регионы. Это фактически консервация проблем регионов, за которые потом будет расплачиваться Москва», - рассказал в интервью агентству Прайм замглавы Минэкономразвития Сергей Беляков. Минэкономразвития будет настаивать на собственном проекте ликвидации «последней мили». Он заключается в том, чтобы установить два тарифа - для населения и для предприятий, а руководство этими тарифами возложить на ФСТ.

Проблему попытались решить 7 ноября текущего года. Официально появилась информация о подписании президентом Владимиром Путиным закона, отменяющего «последнюю милю» в России с 1 января 2014 года. Механизм прекращения действия перекрестного субсидирования обозначен в ФЗ от 6 ноября 2013 года №308-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об электроэнергетике» и статье 81 «Об акционерных обществах». Президент разделил УрФО «последней мили», чтобы не произошел тарифный скачок. Ее действие отменяется в Курганской и Свердловской областях. Из закона также следует, что на территории четырех регионов УрФО «перекресток» будет сохранен. А именно, до 1 июля 2017 года «последняя миля» будет действительна в 16 субъектах РФ, среди которых Тюменская и Челябинская области, ХМАО-Югра и Ямал. До 1 июля 2029 года она сохранится в Амурской области, Еврейском АО, Бурятии и Забайкальском крае. Для местных потребителей тут будет действовать специальный тарифный уровень напряжения, состоящий из тарифа ФСК и средней ставки перекрестного субсидирования в регионе.

Еще в законе отмечено, что ставка перекрестного субсидирования в 2014 году в соответствующем регионе будет зависеть от деления величины перекрестного субсидирования на объем полезного отпуска электроэнергии потребителям, не относящимся к населению или приравненным к нему лицам. С 1 июля 2017 года ставка рассчитывается ежегодно как разница показателя предыдущего года и величины, составляющей не менее 7% от определенной по состоянию на 1 января 2014 года.

Председатель комитета по энергетике Госдумы РФ Иван Грачев в интервью «Правде УРФО» подчеркнул, что при разработке законопроекта и выделении регионов, где процесс отказа от «последней мили» будет смягчен, законодатели исходили из того, что в субъектах федерации «есть большие разбросы в переходах к выплатам от промышленности до населения».

«Из 20 регионов у одних надолго остается перекрестное субсидирование, у некоторых же – через три года кончается, были прописаны суммы, которые выделяются на компенсацию. Хороший это или плохой вариант, судить очень трудно, поскольку, если бы мы этот закон не приняли, а к этому шло из-за сопротивлений крупных компаний, вроде БазЭла, железной дороги, то тогда во всех регионах пошел бы одномоментный обвал с существенным ростом тарифа для населения. Они хотели бы быстро сбросить нагрузку на население, а сами регионы начали писать письма, бить в барабаны, что нельзя их бросить сразу без «последней мили». На что сумели – на то все вместе и договорились. Был выбран компромиссный вариант, наверное, не самый лучший на свете, но как есть уж».

Сергей Бейден, аналитик ФК «Открытие», находит большие проблемы в реализации этого закона: «Риски того, что закон может быть реализован, не очень большие. Понятно, почему на Урале и в Западной Сибири «последнюю милю» оставили. Поскольку, по моим оценкам, по «МРСК Урала» «последняя миля» составляет порядка 13–14% выручки. Понятно, почему механизм оставили в Челябинской области, если убрать 14% от выручки, то это будет существенным ударом, и нужно плавно снижать операционные издержки, чтобы компенсировать отмену перекрестного субсидирования. В тех регионах, где перекрестка отменена, чтобы ее компенсировать, предусмотрен дополнительный 7% рост тарифа с 1 января 2014 года, что вызывает большие сомнения. Потому что тарифы уже повысились на 8–9% с 1 июля, поэтому, если еще повысится тариф, то общий рост тарифа достигнет 15–16%. Притом что есть ограничение на конечный рост цены на уровне инфляции. Риск того, что это будет сделано, достаточно большой», – говорит аналитик. Учитывая опасность последствий принятого закона, сетевые компании уже подсчитывают убытки. Если выпадающие доходы не будут компенсированы, они могут потерять, по оценкам Минэнерго РФ, 46 млрд. руб.

Вряд ли в этом случае уместно говорить про компромисс. Энергетики, как ни крути, остаются в очевидном минусе. Не совсем ясны и последствия для мелких компаний и населения. Понятно одно - это еще далеко не последний этап решения проблемы. А вообще, складывается впечатление, что вопрос «последней мили» становится вечным.

Технологии «последней мили» — это технические средства, позволяющие обеспечить связью оконечного пользователя. В настоящее время развитие технологий связи сопровож­дается активным ростом «аппетита» абонентов, исполь­зующих ресурсоемкие приложения, все более требователь­ные к производительности и пропускной способности сетей передачи данных. Поэтому перед операторами все отчет­ливее вырисовывается вопрос: «Как выгоднее и эффективнее организовать инфраструктуру доступа для существующих и новых абонентов?»

• К 2000 г. стандарт Ethernet как наиболее доступный и удобный стал основной техно­логией организации доступа для домашних и корпора­тивных абонентов, поскольку операторские и клиентские устройства, работающие на базе этого протокола, обеспе­чивали достаточную скорость передачи данных при не­высокой стоимости оборудо­вания. Ethernet последователь­но предоставлял скорости пе­редачи данных в 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с и 10 Гбит/с, удовлетворяя большую часть запросов пользователей своего времени.
• Технологиче­ские особенности Metro Ether­net определили и область при­менения стандарта: крупные города и населенные пункты с высокой плотностью населе­ния и небольшими расстоя­ниями от узла связи до абонен­та.
• В то же время задача ликви­дации цифрового неравенства, особенно актуальная для Рос­сии, вынуждает операторов искать решения для организа­ции высокоскоростного досту­па по всей стране. В допол­нение к этому многие операто­ры вплотную подошли к необ­ходимости модернизации уста­ревшей медной инфраструкту­ры, и с учетом сложившейся ситуации выбор в пользу Ethernet выглядит уже не столь очевидным. Высокие требо­вания абонентов и необходи­мость поиска экономически эффективных решений в кон­курентных условиях заставля­ют даже лидеров рынка при­смотреться к новым техноло­гиям, позволяющим не только решить задачи сегодняшнего дня, но и сформировать базу для будущего развития сетей.

В частности, технологии PON могут стать основой для пре­доставления доступа в малона­селенных регионах, когда ус­тановка дополнительных уст­ройств концентрации является нецелесообразной.

Технологии для подключения абонентов

Российские операторы ак­тивно развивают несколько технологий подключения або­нентов к своим сетям, и каждая из них имеет свои преимуще­ства и недостатки. Выбор тех­нологии определяется не­сколькими факторами: потреб­ностями абонента, техниче­скими условиями и экономиче­ской целесообразностью реа­лизации доступа со стороны провайдера.

Согласно исследованиям, проведенным компанией J’son & Partners Consulting в 2010 г., наиболее популярной техноло­гией подключения абонентов в России оставалась DSL. За ней следовали Metro Ethernet и DOCSIS.

Чтобы разобраться в отли­чиях, рассмотрим более под­робно каждое семейство тех­нологий.

xDSL — просто и доступно

Если необходимо обеспе­чить доступ абонента к ресур­сам Интернета, проще всего использовать уже имеющуюся инфраструктуру, которая была создана при прокладке теле­фонных линий, сети элект­ропередач, радиоточек или других коммуникаций. Именно поэтому семейство технологий DSL (Digital S ubscriber L ine) получило столь широкое рас­пространение во всем мире. Оператору необходимо лишь установить на своей стороне специальные мультиплексоры DSLAN, а на стороне абонента — DSL-модем.

Очевидным недостатком xDSL является физическое ог­раничение скорости передачи данных.

Наиболее популярный стан­дарт ADSL 2+ может обеспе­чить поток лишь 24 Мбит/с к абоненту при соблюдении иде­альных условий подключения, а с учетом качества и протя­женности медных проводов, используемых на постсоветс­ком пространстве для органи­зации телефонной связи, ре­альная скорость передачи дан­ных составляет в среднем 1-5 Мбит/с. Преодоление этого скоростного барьера в рамках технологий xDSL представля­ется сегодня весьма дорого­стоящей и сложной задачей, а организация связи на расстоя­нии более 5 км от места уста­новки концентратора и вовсе недостижимой целью.

MetroEthernet — популярная технология для новых се­тей

Вторым по популярности методом подключения являет­ся стандарт Ethernet. Его ис­пользование требует проклад­ки отдельного кабеля к каж­дому абоненту, но зато позво­ляет решить вопрос с пропуск­ной способностью инфра­структуры доступа. В качестве физического носителя здесь по-прежнему используется «медь», точнее, одна или не­сколько витых пар проводов. Благодаря протоколу Fast Ethernet, достаточно доступ­ному и работающему со скоро­стью 100 Мбит/с, значительно обгоняя провайдеров xDSL, многие поставщики успешно решили проблему организации инфраструктуры доступа, од­нако уже сегодня ресурсов созданных сетей не хватает. Даже рядовые абоненты ак­тивно переходят на безлимит­ные тарифы со скоростью пе­редачи данных до 30 Мбит/с и выше, а это означает, что для предоставления требуемых параметров необходимо после­довательно переходить к обо­рудованию, поддерживающему протоколы GbE (1 Гбит/с) и 10GbE (10 Гбит/с).

К недостаткам технологии Metro Ethernet (FTTB) следует отнести малую дистанцию подключения (расстояние ме­жду операторским и абонент­ским оборудованием). В боль­шинстве крупных городов при плотной застройке данная про­блема вряд ли актуальна, одна­ко в сельских районах, дачных, коттеджных поселках приме­нение технологии Metro Ethernet существенно увели­чивает расходы на оптоволок­но.

Потребности в более высо­ких скоростях ведут к непро­порциональному росту затрат оператора при увеличении абонентской базы, так как оборудование стандартов GbE, lOGbE, а также грядущих 40GbE и lOOGbE оказывается весьма дорогостоящим.

По словам создателя стан­дарта Ethernet Боба Меткалфа, технология передачи данных протокола Ethernet со скоро­стью 1 Тбит/с будет разрабо­тана к 2015 г., но при этом по­требует решения множества проблем, связанных с физиче­скими явлениями.

Коаксиальные сети — традиционный подход

Третьим по популярности ме­тодом подключения является использование коаксиальных сетей DOCSIS, использующих телевизионный кабель. В отли­чие от ADSL технология DOCSIS 2.0 позволяет обеспе­чить передачу данных с боль­шими скоростями — до 43 Мбит/с к абоненту и до 30 Мбит/с от абонента. При этом провайдеру, как и при исполь­зовании технологии DSL, не приходится прокладывать до­полнительные кабели; нужно только установить на стороне клиента терминальное устрой­ство, позволяющее подклю­чить компьютер или беспро­водной роутер. Впрочем, инве­стиции в инфраструктуру пере­дачи данных, включая комму­тационные устройства и про­межуточные усилители, могут также оказаться значительны­ми.

Беспроводные сети — там, где другие не смогут

В тех случаях, когда про­кладка кабеля оказывается за­труднительной, операторы прибегают к применению бес­проводных технологий связи. Несмотря на определенные попытки продвижения Wi-Fi в России эта технология в каче­стве средства обеспечения свя­зи «последней мили» не при­жилась. Способные обслужи­ть на одной точке доступа несколько абонентов одновре­менно, точки доступа наиболее поздней вариации протокола 802.1 In обеспечивают ско­рость передачи данных 300 Мбит/с. Впрочем, на практике она редко достигается, по­скольку ограничена параметра­ми окружающей среды. Ско­рость доступа также снижается по мере удаления абонента от базовой станции, и уже на рас­стоянии примерно 500 м огра­ничивается параметрами 802.11b — 11 Мбит/с. Соедине­ние возможно и на больших расстояниях-до 10 км, но для этого требуется применение весьма дорогостоящих направ­ленных антенн.

Альтернативой Wi-Fi при обслуживании абонентов на обширных пространствах яв­ляется WiMAX -технология, позволяющая предоставить доступ в Интернет со скоро­стью до 75 Мбит/с на каждого абонента в радиусе 25-80 км. Разрабатываемый сегодня стандарт WiMAX 2 позволит преодолеть барьер в 1 Гбит/с, работая уже на расстояниях до 150 км. Однако в любом случае оборудование WiMAX остает­ся дорогостоящим и требует тщательной настройки антенн для получения оптимальных результатов и высокой скоро­сти работы инфраструктуры доступа.

Но самым популярным ви­дом беспроводной связи в Рос­сии являются сети 3G сотовых операторов, постепенно пере­ходящие к 4G — более высоким скоростям передачи данных. Для подключения абонентов в данном случае требуются лишь покрытие соответствующей плотности и USB-модем, кото­рый, в свою очередь, устанав­ливается в роутер или непо­средственно в ПК. Впрочем, тарифная политика операторов такова, что без снижения ско­рости передачи данных сего­дня можно работать только с каналами 256 или 512 Мбит/с -в остальных случаях при за­грузке через сотового операто­ра определенного количества гигабайт скорость снижается до 64 или даже 32 кбит/с.

Оптоволоконные сети — большие перспективы

Оптические волокна обла­дают уникальной особенно­стью передавать сигнал на зна­чительные расстояния с высо­кой скоростью. Так, в сентябре 2012 г. японская ком­пания NTT продемонстрирова­ла передачу данных со скоро­стью 1 Пбит/с (1 000 000 Гбит/с) на расстояние в 52,4 км по одному жгуту оптоволокна без использования проме­жуточного оборудования, до­казав, что ресурсы данной тех­нологии еще долго останутся неисчерпанными.

Топология оптоволоконной сети может быть организована в виде «кольца», инфраструк­туры «точка -точка» или «де­рева», причем дерево может быть построено на базе ак­тивных либо пассивных узлов. Для организации абонентского доступа больше всего подходят пассивные оптические сети PON (Passive Optical Networks), позволяющие подключить максимальное количество або­нентов при минимальных за­тратах на оборудование и ка­бели. В данном случае множе­ство абонентов обслуживает единый центральный коммута­тор OLT (Optical Line Terminal), пассивные ретранс­ляторы обеспечивают передачу всего потока данных к абонен­там, а клиентские устройства ONT (Optical Network Terminal) выхватывают из него только адресованную им ин­формацию. Все абонентские узлы ONT ведут передачу в обратном потоке на одной и той же длине волны, используя концепцию множественного доступа с временным разделе­нием TDMA (Time Divided Multiple Access).

Технология передачи дан­ных по оптическим сетям, без­условно, обладает большими возможностями за счет исполь­зования минимального количе­ства активных компонентов и ресурсов оптических сетей. Однако на начальном этапе ее развитие сдерживалось отсут­ствием принятых стандартов и высокой стоимостью оборудо­вания.

Консорциум FSAN, созданный в 1995 г., сформировал первую спецификацию пассивной пе­редачи данных в оптических сетях GPON только в 2003 г. В процессе развития первой вер­сии PON на базе стандарта ATM скорость передачи дан­ных росла с 155 Мбит/с до 622 Мбит/с на абонента. Переход к базовому протоколу Ethernet в 2004 г. позволил создать стан­дарт EPON, предлагающий скорости до 1 Гбит/с, но обла­дающий значительно меньшим потенциалом для контроля ка­чества предоставления сервиса QoS. А наиболее популярный сегодня стандарт GPON под­держивает до 128 абонентских узлов на одно волокно и обес­печивает скорость передачи данных до 2,5 Гбит/с к абонен­ту и 1,6 Гбит/с от абонента, значительно обгоняя конкури­рующие технологии по соот­ношению скорость/затраты. Длительное время распростра­нение технологии xPON сдер­живалось дороговизной кли­ентских устройств ONT, кото­рые постепенно становятся все дешевле. Например, в среднем абонентское устройство GPON за три года стало доступнее на 30% при цене в 11 тыс. руб. против 17 тыс. в 2009 г., и эта тенденция продолжает наби­рать обороты. Компания QTECH в настоящее время вы­пускает самые доступные тер­миналы ONT, которые факти­чески просто обладают интер­фейсом Ethernet, конвертируя сигнал в доступный для рабо­ты на любом ПК или ноутбуке либо для подключения роутера.

Наиболее перспективной для развертывания сетей на малозаселенных территориях на сегодняшний день становится технология GPON.

Перспективы GPON

Наиболее перспективной для развертывания сетей на мало­заселенных территориях на сегодняшний день становится технология GPON. Например, федеральный оператор «Росте­леком» использует именно GPON для расширения воз­можностей сетей широкопо­лосного доступа в различных регионах России. Высокая ско­рость передачи данных, кото­рая составляет 2488 Мбит/с к абоненту и 622, 1244 или 2488 Мбит/с от абонента (в зависи­мости от конкретной модели устройства), обеспечивает ка­чественное расширение поло­сы доступа в Интернет для ка­ждого абонента. Возможности оптического уплотнения по­зволяют операторам дополни­тельно увеличить полосу про­пускания, а также добавлять и удалять абонентские устройст­ва без изменения существую­щей инфраструктуры сети, предлагая абонентам в точно­сти те скорости, за которые последние готовы платить.

Применение пассивных оп­тических сетей обеспечивает оператору помехоустойчивость каналов связи, а также исполь­зование всех популярных про­токолов и технологий комму­никаций IGMP, DHCP, STP, TCP/IP и т. д. В отсутствие промежуточных активных элементов управление або­нентскими устройствами и об­новление их программного обеспечения осуществляются централизованно и автомати­чески, благодаря чему сохра­няются инвестиции в новое оборудование.

Новое оборудование - новые возможно­сти

Современные устройства GPON — коммутаторы OLT и клиентские устройства ONT -стали функциональными. Различные размеры и плот­ность портов дают возмож­ность операторам выбирать те решения, которые позволят им соблюсти баланс между количеством подключаемых абонентов и затратами. К при­меру, компактные модели коммутаторов QTECH (GPON OLT) форм-фактора 1U оснащаются восемью портами GPON и восемью интер­фейсами 10/100/1000Base-T или 1000Base-X), позволяя подключить до 256 абонентов через однопортовые терми­налы ONT. Более масштабные коммутаторы форм-фактора

4U GPON OLT, в свою оче­редь, совмещают высокую плотность портов с возможно­стями резервирования. В таких моделях предусмотрены две платы управления, два блока питания и четыре платы, обес­печивающие коммутацию GPON-плат. Таким образом, оператор получает возмож­ность подключить до 1024 абонентов на одном коммута­торе, одновременно гарантируя отказоустойчивость коммуни­кационной среды.

Что касается терминалов ONT, то операторы предостав­ляют их клиентам в аренду, в лизинг или просто продают в рассрочку, а в некоторых слу­чаях используют один терми­нал для обслуживания сразу нескольких абонентов, кото­рые подключаются уже через интерфейс Ethernet устройства ONT (у многих современных моделей терминалов имеется встроенный концентратор ло­кальной сети). В случае с дос­тупными терминалами QTECH также перспективной является возможность прямого подклю­чения конечных потребителей по технологии GPON. При этом не требуется никаких до­полнительных надстроек или согласования протоколов -пассивные оптические сети позволяют сразу же предоста­вить доступ к интернет-ресурсам в привычном режиме, но с более высокой скоростью и меньшими затратами со сто­роны оператора.

Каждая из технологий по­зволяет решить определенные задачи при построении инфра­структуры доступа для различ­ных категорий абонентов. Что­бы получить преимущества от каждой из них, операторам не­обходимо сформулировать ак­туальную стратегию развития сетей с учетом региональных особенностей и технических характеристик уже созданной инфраструктуры.

Бесспорно, решения на базе DSL будут по-прежнему ис­пользоваться для подключения удаленных от магистральных сетей связи объектов, но уже имеющих медную инфра­структуру, а также для органи­зации выхода в Интернет для частных абонентов по невысо­ким тарифам с невысокой ско­ростью подключения.

Адаптеры Ethernet, встроен­ные во все современные пер­сональные компьютеры, обес­печат широкое применение данной технологии для под­ключения конечных устройств. Увеличение скорости про­токола Ethernet позволит эф­фективно развивать инфра­структуру доступа для объек­тов с небольшой численностью абонентов и ограниченными расстояниями. В таком случае не нужно будет устанавливать большое количество активных концентраторов.

Беспроводные сети по-прежнему будут обеспечивать связь для труднодоступных объектов и использоваться для комфортного подключения конечных устройств в совме­щении с другими техноло­гиями, такими как Ethernet, DSL и оптические сети.

Технологии xPON, долгое время находившиеся в тени, становятся все более актуаль­ными за счет широких воз­можностей масштабирования, высокой скорости передачи данных и активного снижения стоимости абонентских терми­налов. Пожалуй, именно эти решения способны удовлетво­рить растущие требования абонентов к скорости, од­новременно решая задачу опе­ратора по снижению сложно­сти и повышению надежности инфраструктуры доступа. Осо­бую роль технологии PON мо­гут сыграть в рамках строи­тельства сетей передачи дан­ных для удаленных и малона­селенных регионов, где воз­можность выделения широкой полосы передачи данных на значительные расстояния без дополнительного оборудова­ния является ключевым факто­ром успеха.

Ист. Тематическая подборка «Технология Ethernet. IP-сети.»