G.fast - תקן חדש המאפשר ביצועים של סיבים אופטיים על זוגות נחושת

G.fast - תקן חדש המאפשר ביצועים של סיבים אופטיים על זוגות נחושת
 מאת: צבי שחם, 25.8.13, 22:45
 
ארגון ITU החל לפתח תקן חדש (הנקרא בשם זמני G.fast), שיאפשר הורדות (Download) בקצבים של עד 1 Gbps, על זוגות נחושת קיימים. זה יאפשר לחברות התקשורת לספק ביצועים סופר-מהירים למרחקים עד 250 מטר, ולחסוך (או לעכב) התקנת סיבים אופטיים עד הבית.
 
באתר זה תארנו מספר פעמים את המעבר מגישה מבוססת כבלי נחושת לגישה מבוססת סיבים אופטיים, הידועה בשם FTTH (Fiber-to-the-Home). ראו כאן, כאן וכאן.

הסיבה לכך היא מובנת: הביקוש ההולך וגדל לרוחב סרט עקב הרחבת השימוש בסמארטפונים, מחשבים נישאים, ובמיוחד יישומי וידיאו. התוצאה היא, שהגידול מתבטא בהכפלת התנועה פי 10 בכל 5 עד 6 שנים, או במילים אחרות פי 100 בעשור הקרוב.
 
כדי לעמוד בגידול דרמטי כזה, תעשיית התקשורת פיתחה לאורך השנים טכנולוגיות חדשות להגדלת הקיבול והיכולות של תשתיות הנחושת הקיימות (תקני xDSL). במשך כ-20 שנה שלטו טכנולוגיות ה-XDSL  במערכות הגישה, וקצבי העבודה שלהן עלו בהתמדה והכפילו את יכולתם פי 50 באותו פרק זמן (ראה איור מס' 1).
 

איור מס' 1: התפתחות מערכות xDSL
 
אולם, מומחי התקשורת חשו, שפתרונות גישה אלה הגיעו לקצה גבול היכולת שלהם, ולא יוכלו עוד לספק את הדרישה הגוברת לרחבי-סרט. בנוסף, פתרונות אלה פועלים לרוב בשיטה א-סימטרית, כלומר רוחב סרט גדול למטה וקטן מאד למעלה, ולכן אינם מתאימים לדרישות הקיימות והעתידיות.

התעורר הצורך במציאת פתרון מסוג אחר, והוא – מעבר ממערכות גישה מבוססות נחושת (xDSL, Cable Modems) למערכות גישה אופטיות, הנקראות באופן כוללני FTTx . מערכות אופטיות אלה מסוגלות לספק רחבי סרט גדולים מאד, סימטריים וא-סימטריים, ומאפשרות תמיכה במגוון שירותים במקטע של ה-Last-Mile  (נכון יותר ה-- First-Mile כי הלקוח תמיד ראשון...(
 
נראה היה, שעולם הנחושת סיים את תפקידו, והמלך החדש הוא הסיב האופטי, כמו שנאמר – "אדם לאדם סיב"...
 
אולם, במפתיע, טכנולוגיית הגישה על חוטי הנחושת קיבלה זריקת עידוד (אולי אחרונה): ארגון ITU החל לפתח תקן חדש (הנקרא בשם זמני G.fast), שיאפשר הורדות (Download) בקצבים של עד 1 Gbps, על זוגות נחושת קיימים. זה יאפשר לחברות התקשורת לספק ביצועים סופר-מהירים למרחקים עד 250 מטר, ולחסוך (או לעכב) התקנת סיבים אופטיים עד הבית.
 
לפני כחודש (יולי 2013) אושר התקן G.9700, שהוא השלב הראשון בדרך לאישור הסופי של G.fast. התקן שאושר מתייחס לשיטות למניעת הפרעות הדדיות בין ציודי G.fast לבין שידורי FM, וזה סולל את הדרך לאישור הסופי של תקןG.fast  הצפוי בתחילת 2014.
 
בניסוי ,G.fast שנערך ע"י טלקום אוסטריה במשותף עם אלקטל-לוסנט בתחילת יולי 2013, הודגמה היכולת להעביר 1.1 Gbps עד למרחק של 70 מטר על זוג בודד של חוטי נחושת חדשים, וכן 800 Mbps למרחק של 100 מטר. על חוטי נחושת ישנים הביצועים ירדו ל- 500 Mbps למרחק של 100 מטר. בעקבות הצלחת הניסוי הכריזו טלקום אוסטריה וכן חברתSwisscom  על כוונתן להשתמש בטכנולוגיה זו לכשתהיה זמינה (כנראה לקראת 2015). חברות תקשורת נוספות עוקבות בעניין אחר התפתחות התקן.
  
אחת התכונות החשובות של G.fast היא היכולת של הלקוח להתקין בעצמו את המודם בביתו, ללא סיוע של טכנאי שירות. ספקי התקשורת יחסכו את הצורך בשליחת טכנאי להתקנת ציוד בבתים, והלקוחות לא יאלצו לתאם ולהמתין שעות לטכנאי. חברות התקשורת תוכלנה לספק שירותים בקצבים של סיבים אופטיים, יותר מהר ויותר יעיל מאשר בשיטות אחרות.
 
יתרון נוסף הוא הגמישות בבחירת הקצבים למטה/למעלה, עד 1 Gbps בסה"כ, כולל קצבים סימטריים (למשל 500M / 500M) שלא מתאפשרים בפתרונות xDSL קיימים.
 
הארכיטקטורה המתוכננת נראית באיור מס' 2:

איור מס' 2: ארכיטקטורת FTTdp (Fiber-to-the-distribution point)
 
איור מס' 2 מתאר פריסה של סיבים אופטיים בשיטת PON או Ethernet ptp עד לנקודת הפילוג (dp = distribution point)  ומשם האותות מגיעים לבית המנוי על כבלי נחושת בעזרת מודמי G.fast. בציור מתוארת גם אפשרות של הזנת המודם הרחוק על ידי המודם הביתי על אותו זוג כבלי נחושת, בשיטה הדומה מאד להזנה המקובלת מזה זמן רב במתגי אתרנט POE. דבר זה יפשט במידה ניכרת את ההתקנות החיצוניות, ויחסוך את "כאב הראש" באספקת חשמל לארונות התקשורת שיותקנו בחוץ.
 
אולם לטכנולוגית G.fast יש גם חסרונות:

1. הטווח שבו הטכנולוגיה תפעל במיטבה יהיה עד 100 מטר, אם כי התקן יאפשר עבודה בטווחים עד 250- 200 מטר בביצועים מופחתים. 
2. סביר להניח, שאיכות זוגות הנחושת (שחלקם מאד ישנים) תשפיע על הביצועים ועל המרחקים.
3. על ספקי התקשורת יהיה להקים, להתקין ולתחזק כמות גדולה של ארונות בשכונות המגורים (כפי שנעשה בפרויקטי xDSL מהדורות הקודמים). מדובר במבצע לוגיסטי לא פשוט, שעלותו טרם ידועה.

 כאמור, תקן G.fast טרם נסגר, ועדיין לא ידועים ביצועיו הסופיים. ה- ITU מתכנן לאשר את התקן בתחילת 2014, והדבר יוצר דילמה אצל ספקי התקשורת: האם להמשיך בפריסת רשתות FTTx, או להמתין "ולמשוך זמן" עד שהתקן יאושר?
 
יהיה מעניין.
 
מאת: צבי שחם, M.Sc, אוגוסט 2013.
מרצה ויועץ, מחבר הספר תקשורת בעידן ה- IP
zvi.shacham@gmail.com
www.zvish.com