Optika až domů, FTTH, po japonsku

Optické přístupové sítě jsou stále na okraji statistik rychlých přípojek k Internetu. Přitom se jedná o cílové řešení širokopásmové první míle v podobě FTTH (Fiber To The Home) nebo obecněji FTTP (Fiber To The Premises), bez kapacitních omezení a s možností nabídky kapacity přesně podle potřeb zákazníků.

Do optiky se ale provozovatelům moc nechce, protože pořizovací náklady nejsou zrovna malé. Na druhou stranu ale už provozovatelé vědí, že s optikou rozhodně ušetří na provozních nákladech a s dobrou nabídkou služeb mohou v budoucnu na optických přípojkách také slušně vydělat. Malý útlum přenosu optickou sítí také umožňuje provozovatelům ušetřit na nákladech na umístění zařízení: mohou totiž koncentrovaně umístit více zařízení a snížit počet místních ústředen.

Provozovatele zatím odrazují nejen náklady, ale i dostupnost optoelektronických rozhraní a managementu na zařízeních u zákazníků (CPE, Customer Premises Equipment). Výrobci se ale snaží vyvinout vysoce integrované optické čipy pro masovou výrobu právě pro snížení cen optických rozhraní. Jedním z klíčových a zatím velmi nákladných prvků FTTH je tzv. triplexor, který slouží k oddělení vlnových délek v domácnosti a jejich převodu na elektrický signál. Pro jeho výrobu pro dosažení přijatelné ceny bude potřeba vylepšit stávající nebo dokonce vyvinout nové technologie, protože mikrooptika nebo běžné okruhy PLC (Planar Lightwave Circuit) nestačí.

DSL bez optiky také nejde

Jakkoli je vývoj v oblasti DSL snahou o maximální využití měděné místní smyčky a oddálení nákladného přechodu na optickou přístupovou síť, ani provozovatelé DSL se optice zdaleka nevyhnou. S rostoucími požadavky na kapacitu přípojek je potřeba výrazně posílit páteřní síť (bakhaul), a to bez optických sítí není vůbec myslitelné. Optika se tak i pro účely modernějších verzí xDSL, jako VDSL (nabízející 100 Mbit/s) a ADSL2+ (s 20 Mbit/s dopředně a 1 Mbit/s zpětně), dostává stále blíže ke koncovým uživatelům (typicky v podobě Fiber to the node). Odtud je již jen krůček k FTTP.

Základní architekturu pasivní optické sítě, která tvoří jak základ moderních kabelových sítí, DSL, tak FTTP, naznačuje následující obrázek:

FTTH v Japonsku

Pokud se hovoří o nasazování optických přístupových sítí a o zvyšování kapacity přípojek, tradičně se nezačíná nikde jinde než v Asii, v tomto případě v Japonsku. Však také Japonsko samo spotřebuje 15% celosvětových dodávek optických kabelů.

Porovnání jednotlivých regionů s ohledem na odhadovaný a předpokládaný celkový obrat z optického přístupu v letech 2004-2008 uvádí obrázek.
Země vycházejícího slunce se totiž chlubí nejrozšířenějším nasazením FTTH na světě. Díky konkurenčnímu tržnímu prostředí a také podpůrné politice vlády je širokopásmový přístup také výrazně nejlevnější: 0,14 euro (0,18 dolaru) za 100 kbit/s, zatímco v USA je to 2,86 dolaru a v Británii dokonce 7,18 dolarů. Za takovýchto podmínek není divu, že zákazníků přibývá rychlostí až 90 tisíc měsíčně!

Historicky byl japonský trh v oblasti FTTP vždy napřed. Zatímco zájem na optické přípojce je třeba v USA spíše na straně provozovatelů, nikoli uživatelů: místní telekomunikační provozovatelé se snaží postupně nasazovat optiku do přístupových sítí, aby mohli konkurovat MSO (MultiService Operator) a o optiku se také snaží městské úřady a rozvodné společnosti. V Japonsku je to ale přesně naopak: opravdu rychlá přípojka je dnes známkou vysokého postavení ve společnosti, takže jsou to právě uživatelé, kteří si žádají optické přípojky. Pro ně přípojka o 3 Mbit/s není prostě přijatelná.

NTT East a NTT West jsou přední provozovatelé, kteří vedou v nasazování optických přípojek. NTT již investoval do optické sítě pro FTTH miliardy dolarů: vloni to bylo 2,6 miliard a letos to bude 2,9 miliard. Cílem NTT je 30 miliónů uživatelů FTTH do roku 2010. Nejvíce se používá FTTH zařízení od společnosti Hitachi. Původní topologie byla založená na dvoubodových spojích s konvertorem médií. Na konci roku 2002 se přešlo na architekturu BPON (Broadband Passive Optical Network), specifikovanou v ITU v rámci konceptu FSAN (Full Service Access Network), aby se využila rozšířená infrastruktura ATM (Asynchronous Transfer Mode). V polovině roku 2003 se provozovatel rozhodl nevyžadovat poplatek za instalaci (100-125 dolarů), čímž samozřejmě přilákal značné množství nových zájemců.

NTT v konkurenčním tlaku dokonce došel tak daleko, že láká zákazníky na to, že jim dotáhne optiku prakticky „za dveře“, odkud si šikovný zákazník sám naváže vnitřní rozvody a provede si sám i vlastní instalaci optické služby. Tedy vskutku FTTH DIY (Do It Yourself), reálně konkurující samoinstalačním balíčkům DSL. NTT používá pro případ domácí instalace speciální optické vlákno, které lze snadno napojovat i ohýbat, a přitom stále pracuje s minimálními ztrátami. To je velice důležitý pokrok, protože dosud nejen zákazníci, ale často i technici zacházeli s optickými vlákny jako s telefonními linkami, což ovšem zákonitě vedlo v některých případech k horší přenosové kvalitě. NTT také přemýšlí o modelu, kdy zařízení ONT (Optical Network Termination) by patřilo nikoli provozovateli, ale samotnému zákazníkovi, který by se o něj také musel náležitě starat. A podobně jako se STB u kabelové sítě by si ONT s sebou mohl odnést při stěhování do jiného bytu.

Pro zajímavost: optický přístup od NTT láká především zákazníky ADSL (32% dnešních zákazníků FTTP přešlo od ADSL), zatímco od kabelovek přešlo na optiku jen 7% všech dnešních zákazníků FTTP.

O rychlý přístup a o služby se stará někdo jiný

Téměř v protikladu ke všem debatám o nutnosti poskytovat co nejvíce různorodých služeb z celé škály datových, hlasových a videa stojí fakt, že v Japonsku se ujal model poskytování jen samotného rychlého přístupu, typicky bez jakýchkoli doplňkových služeb. Jinými slovy: provozovatel dodá kapacitu připojení a pak nastoupí poskytovatelé služeb (ISP) a obsahu.

I když v některých případech provozovatel nabízí třeba VoD (Video on Demand), je to jen prostředek, jak motivovat zákazníky, aby si přípojku pořídili, a není tato služba myšlena jako další zdroj příjmů pro provozovatele. Ovšem zde hraje roli také národní regulace, protože velcí telekomunikační provozovatelé prostě nesmějí poskytovat služby video vysílání; něco jiného je právě VoD. V Japonsku je populární v domácnostech jedna sdílená obrazovka pro počítačové aplikace i pro VoD, což v dalších zemích rozhodně není běžné, neboť počítač je určen především pro datové aplikace a nemá nijak zvlášť privilegované postavení v domácnosti. Co se jiných služeb týká, má NTT zájem na poskytování hlasových služeb po pasivních optických sítích (PON) v některých oblastech, především kvůli konkurenci ze strany Yahoo! Broadband, který poskytuje VoIP.

O penetraci rychlého připojení k Internetu jsme již mnohokrát hovořili, jen pro připomenutí: v polovině loňského roku (podle japonských statistik) bylo v zemi 12,7 miliónů DSL přípojek, 2,7 miliónů kabelových přípojek a 1,4 miliónů FTTH (opravdu do domácnosti!). DSL se stalo opravdu komoditou, modem dostávají uživatelé jako dárek v metru nebo na nádražích a přitom běžná rychlost je 40 Mbit/s. Jenže rychlosti DSL přípojek samozřejmě dosahují svého maxima jen v omezené vzdálenosti od DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer), takže se na DSL dívají uživatelé hodně spatra. Vždyť FTTH nabízí 50 Mbit/s všem připojeným uživatelům, bez ohledu na jejich vzdálenost od ústředny. Navíc distribuce obyvatelstva v Japonsku přímo vyzývá k dovedení optiky do domů, protože se jedná o bytové domy, kde lze připojit rovnou mnoho domácností, a nikoli o rodinné domky jako třeba v USA. Náklady na optickou přípojku pak sdílejí všichni připojení účastníci.

Regulace někde pomáhá

Regulace v asijských zemích zasahuje přísněji do nasazování širokopásmových přípojek než třeba v USA. Trhu se nenechává volnost, aby se zachoval podle návratnosti investic, naopak proaktivně se nabízejí motivační programy pro nasazování optiky. Iniciativa eJapan, zahájená v roce 2001, chce do roku 2006 dosáhnout pomocí FTTP 30 miliónů rychlých přípojek (30 Mbit/s) a 10 miliónů ultrarychlých přípojek (100 Mbit/s). Aby se dosáhlo ještě vyšší výkonnosti vláda nedávno rozhodla o povinném přechodu z BPON na GE-PON, tedy pasivní optické síti založené na Gigabit Ethernetu, který je levnější a poskytuje větší šířku pásma. Takže všechny budoucí FTTH přípojky budou na bázi GE—PON, což plně odpovídá postupnému příklonu k architektuře IP/Ethernetu. Pro video služby se ze stejných důvodů rovněž doporučuje GE—PON, pouze tam, kde nejsou potřeba tyto služby, se mohou nadále uplatňovat konvertory médií.

18. 4. 2005

Autor: Ing. Rita Pužmanová, CSc., MBA