Неиспользуемые оптоволоконные кабели

Введение

Неиспользованное оптическое волокно

Темное волокно, или неактивное волокно, – это неиспользуемое оптическое волокно, доступное для применения в волоконно-оптической связи. Темное волокно можно арендовать у поставщика сетевых услуг. Изначально термин "dark fibre" относился к потенциальной пропускной способности телекоммуникационной инфраструктуры. Поскольку дополнительные затраты на прокладку оптоволоконных кабелей очень невелики после того, как траншея вырыта или кабель-канал проложен, в США во время телекоммуникационного бума конца 1990-х – начала 2000-х годов было установлено значительное избыточное количество волокон. Этот избыток пропускной способности позднее стали называть темным волокном после краха доткомов в начале 2000-х годов, который временно снизил спрос на высокоскоростную передачу данных. Эти неиспользуемые оптоволоконные кабели впоследствии создали новый рынок для уникальных частных услуг, которые не могли быть реализованы на активных волоконно-оптических кабелях (то есть, кабелях, используемых в традиционной дальней связи).

Мотивация

Большая часть затрат на прокладку кабелей приходится на строительно-монтажные работы. Это включает в себя планирование и трассировку, получение разрешений, создание кабельных каналов и траншей, а также непосредственно установку и подключение. Обычно эти работы составляют основную часть расходов на развитие волоконно-оптических сетей. Например, при масштабной прокладке оптоволоконной сети в Амстердаме около 80% затрат пришлось на оплату труда, в то время как на само волокно – всего 10%. Поэтому целесообразно предусматривать и прокладывать значительно больше волокон, чем требуется для текущего спроса, чтобы обеспечить возможность будущего расширения и создать резервную сеть на случай выхода из строя отдельных кабелей. Многие владельцы волоконно-оптических кабелей, такие как железнодорожные компании и энергоснабжающие предприятия, всегда включали в проекты дополнительные волокна с намерением сдавать их в аренду другим операторам связи. Во время бума доткомов множество телефонных компаний построили сети оптического волокна, каждая из которых стремилась занять лидирующее положение на рынке телекоммуникаций, создав сеть с достаточной пропускной способностью для обслуживания всего существующего и прогнозируемого трафика в обслуживаемом регионе. Это основывалось на предположении, что объемы телекоммуникационного трафика, особенно трафика данных, будут продолжать экспоненциально расти в обозримом будущем. Появление технологии мультиплексирования с разделением по длинам волн (WDM) снизило спрос на волокно, увеличив пропускную способность одного волокна в сотню раз. По словам Джерри Баттерса, бывшего руководителя группы оптических сетей Lucent в Bell Labs, объем данных, передаваемых по оптическому волокну, удваивался каждые девять месяцев. Этот прогресс в области передачи данных по волокну снизил потребность в дополнительных волокнах. В результате оптовые цены на передачу данных резко упали, и ряд этих компаний были вынуждены обратиться за защитой от банкротства. Global Crossing и Worldcom – два известных примера в США. Подобно «железнодорожной лихорадке», неудача одного сектора рынка обернулась успехом для другого, и этот избыток мощностей привел к формированию нового сектора телекоммуникаций.

Much of the cost of installing cables is in the civil engineering work required. This includes planning and routing, obtaining permissions, creating ducts and channels for the cables, and finally installation and connection. This work usually accounts for most of the cost of developing fibre networks. For example, in Amsterdam's citywide installation of a fibre network, roughly 80% of the costs involved were labour, with only 10% being fibre. It therefore makes sense to plan for, and install, significantly more fibre than is needed for current demand, to provide for future expansion and provide for network redundancy in case any of the cables fail. Many fibre optic cable owners such as railroads and power utilities have always included additional fibres with the intention to lease these to other carriers. During the dot com bubble, a large number of telephone companies built optical fibre networks, each with the business plan of cornering the market in telecommunications by providing a network with sufficient capacity to take all existing and forecast traffic for the entire region served. This was based on the assumption that telecoms traffic, particularly data traffic, would continue to grow exponentially for the foreseeable future. The advent of wavelength division multiplexing reduced the demand for fibre by increasing the capacity of a single fibre by a factor of as much as 100. According to Gerry Butters, the former head of Lucent's Optical Networking Group at Bell Labs, the amount of data that could be carried by an optical fibre was doubling every nine months at the time. This progress in the ability to carry data over fibre reduced the need for more fibres. As a result, the wholesale price for data communications collapsed and a number of these companies filed for bankruptcy protection. Global Crossing and Worldcom are two high profile examples in the United States. Similar to the Railway Mania, the misfortune of one market sector became the good fortune of another, and this overcapacity created a new telecommunications sector.

Рынок

В течение многих лет действующие местные операторы связи отказывались продавать темное волокно конечным пользователям, опасаясь, что продажа доступа к этому ключевому активу подорвет их другие, более прибыльные услуги. В Соединенных Штатах от действующих операторов требовали продавать темное волокно конкурентным местным операторам в качестве отдельных элементов сети (UNE), однако им удалось добиться смягчения этих требований к существующему волокну и полного исключения их для нового волокна, проложенного для сетей FTTP (оптоволокно до дома). Обмен волокном между конкурентами – обычная практика. Это позволяет расширить зону покрытия сети там, где присутствует конкурент, в обмен на предоставление емкости волокна в тех местах, где конкурент отсутствует. Эта практика в отрасли известна как "кооппетиция". В то же время появились другие компании, специализирующиеся на предоставлении услуг темного волокна. Темное волокно стало более доступным, когда после периода телекоммуникационного бума конца 1990-х – начала 2000-х годов возник значительный избыток мощностей. Рынок темного волокна стал более напряженным с возобновлением капитальных вложений в активацию существующего волокна, а также в результате слияний и поглощений, приведших к консолидации поставщиков темного волокна.

Сети

Темные волокна могут использоваться для создания частной оптической сети, управляемой непосредственно оператором по арендованным или приобретенным у другого поставщика темным волокнам. Это отличается от покупки пропускной способности или емкости арендованной линии в существующей сети. Сети темных волокон могут использоваться для организации частных сетей, доступа в Интернет или сетевой инфраструктуры Интернет. Сети темных волокон могут быть реализованы по схеме «точка-точка», а также с использованием топологий «звезда», самовосстанавливающегося кольца или «сетка». Поскольку оба конца линии находятся под контролем одной организации, сети темных волокон могут использовать новейшие оптические протоколы, включая мультиплексирование по длине волны (WDM) для увеличения емкости при необходимости и обеспечения возможности модернизации технологий. Многие сети темных волокон в городских районах используют недорогое оборудование Gigabit Ethernet с CWDM вместо дорогостоящих кольцевых систем SONET. Они обеспечивают очень высокую производительность на вложенные средства для пользователей сети, которым требуется высокая производительность, например, Google, использующий сети темных волокон для передачи видео- и поисковых данных, или для тех, кто хочет управлять собственной сетью по соображениям безопасности или другим коммерческим причинам. Однако сети темных волокон обычно доступны только в районах с высокой плотностью населения, где оптоволокно уже проложено, поскольку затраты на прокладку волокна в новых местах часто являются непомерно высокими. По этим причинам сети темных волокон обычно развертываются между центрами обработки данных и другими объектами с существующей волоконной инфраструктурой.

Вариации

Управляемое темное волокно – это форма доступа с разделением по длине волны к темному волокну, в которой поставщик волокна передает в волокно пилотный сигнал для целей управления, используя транспондер, настроенный на назначенную длину волны. Виртуальное темное волокно с использованием мультиплексирования по длине волны позволяет поставщику услуг предлагать отдельные длины волн. Другие длины волн на том же волокне сдаются в аренду другим клиентам или используются для других целей. Как правило, это делается с использованием CWDM – грубого разделения по длине волны, поскольку более широкое расстояние между волновыми полосами в 20 нм делает эти системы гораздо менее подверженными воздействию помех.