G.fast: nada za DSL

Skloni smo tvrdnji da je DSL (Digital Subscribe Line) tehnologija u izumiranju i da se bakarne telefonske parice zamenjuju optičkim kablovima. Kada to nije moguće, rešenje je G.fast.

Bakarni kablovi su po mnogim karakteristikama inferiorni u odnosu na optiku. Najizrazitiji problemi su veliko slabljenje i preslušavanje (crosstalk), što znatno ograničava implementaciju pouzdanih širokopojasnih servisa. Telekomunikacioni operatori žele svuda da izgrade FTTH (Fiber To The Home) rešenja kako bi omogućili broadband servise, ali do nekih korisnika je teško doći. Šta ako stanari neke zgrade ili ulice ne dozvoljavaju polaganje optičkih kablova jer to zahteva bušenje zgrade i stanova ili zemljane radove kao što su sečenje asfalta i kopanje rovova? Šta se dešava ako je u blizini neko arheološko nalazište? U ovakvim slučajevima nije moguće realizovati FTTH rešenje, a korisnici i dalje žele pouzdane širokopojasne servise, posebno Internet servise velikih brzina u oba smera.

Giga DSL

Moguće rešenje je G.fast ili, kako se još popularno zove, giga DSL. G.fast je DSL tehnologija koja obezbeđuje veliki propusni opseg preko postojećih telefonskih linija ili preko UTP / koaksijalnih kablova.
Decembra 2014, međunarodna organizacija ITU (Internation Telecommunication Unit) objavila je standarde G.fast tehnologije za 106 MHz (generacija 1). Ti standardi su ITU-TG.9701 (specifikacija fizičkog sloja), G.9700 (specifikacija spektralne gustine snage) i G.997.2 (menadžment fizičkog sloja). Dodatni amandmani su objavljeni za prošireni frekvencijski opseg, sa graničnom frekvencijom od 212 MHz (generacija 2).

Kineski gigant Huawei je jedan od lidera razvoja G.fast tehnologije. Pre zvaničnog standarda, u avgustu 2013, Huawei je proizveo G.fast uređaje – MDU (Multi-Dwelling Unit) i CPE (Customer Premises Equipment). Već u septembru iste godine, Huawei i British Telecom započeli su testiranja u Ipsviču, u Velikoj Britaniji. Rezultati su bili očekivani: G.fast je omogućavao oko 1 Gbps preko postojećih bakarnih linija.

Huawei je nastavio testiranja i implementaciju 2013. i 2014. u Finskoj s njihovim najvećim operatorom TeliaSonera i u Švajcarskoj sa Swisscom-om. Laboratorije kompanija Huawei i Nokia dokazale su da je preko bakarnih telefonskih linija moguća brzina prenosa do 10 Gbps, koristeći frekvencije do 500 MHz. Danas se G.fast koristi širom sveta, gde god postoji problem sa FTTH implementacijom.

Osnove G.fast tehnologije

Za razliku od GPON ili XG(S)-PON FTTH rešenja, G.fast omogućava brzu i laku implementaciju s brzinom do 1 Gbps na rastojanjima manjim od 250 metara, u FTTx rešenjima kao što su FTTD (Fiber To The Door), FTTDp (Fiber To The Distribution point) i FTTB (Fiber To The Building). Ključne tehnologije koje su omogućile G.fast su:

• DMT (Discrete Multi-Tone) modulacija sa 2048 podnosilaca za 106 MHz, 4096 podnosilaca za 212 MHz,
• Proširenje gornje granične frekvencije na 106 MHz (gen 1) i na 212 MHz (gen 2),
• TDD (Time Division Duplex) – za razliku od prethodnih DSL tehnologija koje su koristile FDD (Frequency Division Duplex), ovim se omogućava definisanje, odnosno podešavanje vremenskog intervala za DS i US, dok kod FDD to nije moguće. TDD prozor je manji od 1 ms. Može se podesiti npr. odnos 1:9 (900 Mbps / 100 Mbps) ili 1:1 (500 Mbps / 500 Mbps), tj. saobraćaj se može usklađivati u realnom vremenu, i
• princip vektorizacije.

Jedan od glavnih problema svih DSL tehnologija jeste preslušavanje. Preslušavanje je posledica elektromagnetne sprege i povećava se s povećanjem frekvencije i s blizinom bakarnih parica. Postoji mnogo različitih tipova preslušavanja, ali su najizrazitiji NEXT (Near and Crosstalk) i FEXT (Far and Crosstalk). Korišćenjem principa vektorizacije, sistem eliminiše preslušavanje: sistem originalnom korisnom signalu doda „negativni signal preslušavanja“ koji potom poništava preslušavanje i na prijemnom kraju dobijamo samo koristan signal.

Arhitektura sistema

Kompletan G.fast sistem čini OLT (Optical Line Terminal) u CO, optička distributivna mreža od CO do zgrade (FTTB), stana (FTTD) ili distribucione tačke (FTTDp) gde se nalazi MDU, zatim od MDU uređaja bakarna infrastruktura (telefonski, UTP ili koaksijalni kablovi) do korisničkog CPE uređaja. MDU je uređaj namenjen za povezivanje većeg broja korisnika preko bakarne infrastrukture. Zbog toga ima veliki broj interfejsa, a njihov tip zavisi od vrste prenosnog medijuma. Može se instalirati u indoor ili outdoor okruženja, s lokalnim ili daljinskim napajanjem od više korisnika – RPF (Reverse Power Feeding).

Laboratorije kompanija Huawei i Nokia dokazale su da je preko bakarnih telefonskih linija moguća brzina prenosa do 10 Gbps, koristeći frekvencije do 500 MHz

FTTB ili FTTC se obično realizuju s jednim nivoom deljenja optičkog vlakna, najčešće 1:4 ili 1:8. Razlog ovako malog broja deljenja nije u optičkom budžetu, već u propusnom opsegu. Uplink konekcija je GPON ili XG(S)-PON standard.

OLT se može koristiti za različite FTTx scenarije, bitno je da se ne mešaju PON portovi. Pravilo glasi: jedan PON port, jedan FTTx scenario. Ukoliko bi preko jednog istog PON porta bila realizovana i FTTH i FTTB/FTTC rešenja, OLT bi potpuno ravnopravno tretirao MDU koji je namenjen za više korisnika, i ONT namenjen samo jednom korisniku, što bi uzorkovalo probleme s propusnim opsegom.

Rešenje kompanije Nokia

Nokia u svom portfoliju nudi OLT Lightspan serije FX (FX-4, FX-8 i FX-16), MDU Lightspan serije MX, SX i DX i 7368 ISAM CPE F-010G-C. Lightspan MX je modularni MDU, velikog kapaciteta. Poseduje šest slotova za linijske kartice, koje mogu da podržavaju više servisa – voice, DSL, G.fast i P2P servise. MDU podržava XG(S)-PON, GPON ili P2P uplink-ove. Nizak nivo buke i širok raspon radne temperature omogućavaju montažu u indoor ili outdoor kabinetima.

Lightspan SX je integrisano MDU rešenje namenjeno za outdoor montaže, a Lightspan DX je više namenjen instalacijama u indoor ormanima. Obe varijante mogu biti sa 4, 8 ili 16 portova, na koji se mogu povezati bilo koji tipovi bakarnih kablova. Podržavaju lokalno ili RPF napajanje. Uplink konekcija se realizuje na isti način kao kod Lightspan MX MDU. 7368 ISAM CPE F-010G-C je Nokia CPE uređaj koji podržava G.fast i VDSL2. Jednostavno i brzo se instalira kod korisnika. Ima mogućnost povezivanja UTP kablova preko RJ45 interfejsa ili telefonskih linija preko RJ11 porta. Koristi se u FTTDp scenariju, na rastojanjima manjim od 250 m, omogućavajući do 1 Gbps sa G.fast tehnologijom. Korišćenjem VDSL2 tehnologije, maksimalne brzine prenosa podataka su do 300 Mbps.

Gotovo svi PON lideri imaju u svojim ponudama i G.fast asortiman. Tako je i s kompanijom Huawei, koja za G.fast implementaciju koristi OLT-ove i MDU uređaje serije MA56xx ili MA58xx, s različitim varijantama CPE uređaja. Uglavnom, reč je o uređajima sličnih karakteristika kao u ponudi kompanije Nokia.

Šta da očekujemo

U novembru 2017, Huawei je na svetskom forumu širokopojasnih tehnologija u Berlinu predstavio narednu generaciju DSL tehnologije – NG-fast ili XG.fast. Bio je to prvi prototip DSL tehnologije koji je omogućavao brzinu prenosa podataka do 10 Gbps preko postojećih telefonskih linija. Huawei MDU prototip za NG-fast imao je četiri porta. Svaki port omogućava oko 5,1 Gbps u oba smera na rastojanjima oko 30 metara ili 3,4 Gbps u oba smera na rastojanjima oko 100 metara. Gornja granična frekvencija je 212 MHz, ali i 424 MHz i 848 MHz. Ovo rešenje je skuplje od prethodnih DSL rešenja. Upoređujući sa GPON ili XG(S)-PON FTTH, G.fast omogućava brzu, laku i jeftinu implementaciju i jednostavnu migraciju sa VDSL2. Problem je cena terminalne opreme, koja je znatno veća od GPON opreme.

G.fast je DSL tehnologija koja obezbeđuje veliki propusni opseg preko postojećih telefonskih linija ili preko UTP / koaksijalnih kablova

Tendencija je da svako domaćinstvo bude optički povezano u FTTH, ali danas smo i dalje veoma daleko od toga. To je utopija. G.fast je veoma dobro rešenje svuda gde se ne može realizovati FTTH GPON/XG(S)-PON. Mnogo važnije od optičke konekcije jeste pružanje širokopojasnih servisa svakom domaćinstvu i zbog toga danas mnogi operatori širom sveta imaju u ponudi i G.fast rešenja.

Autor: Vladimir Grozdanović