Síť VHCN je v podstatě lepší síť NGA

Stále více se hovoří o sítích VHCN (Very High Capacity Networks – sítě s velmi vysokou kapacitou). Téma souvisí s novým kodexem elektronických komunikací [1], s novým programovým obdobím EU, s novými ambicemi a cíli vytyčenými v rámci jednotného digitálního trhu EU. Zatím se tématem VHCN zabývá úzká skupina osob. Časem se ale téma dotkne každého provozovatele sítě, každého poskytovatele připojení k internetu, přímo i nepřímo řady dodavatelů produktů a služeb elektronických komunikací. V neposlední řadě bude mít vliv i na spotřebitele a koncové zákazníky na trhu. Jenom o tom většina z nich ještě neví. Bude to obdobné, jako když se u nás před pěti lety začalo hovořit o vysokorychlostním internetu a sítích NGA.

HCN jsou sítě s velmi vysokou kapacitou. Myšlena je kapa-cita přenosová. Tu vystihuje přenosová rychlost, kterou je síť schopna dosahovat. Lépe řečeno poskytovat zákazníkům na síti.

VHCN – připojení pro Gigabitovou společnost
Jestliže pro vysokorychlostní sítě je rozhodujícím atributem rychlost stahování dat (download) 30 Mbit/s a více, tak pro sítě VHCN je to rychlost download o magické hodnotě rychlosti 1 Gbit/s. Vysokorychlostní sítě jsou často ztotož-ňovány se sítěmi NGA (Next Generation Access), s přístupo-vými sítěmi příští generace, pro které se vžilo označení sítě nové generace. Označení sítě nové generace se používá také pro NGN (Next Generation Networks) [2].

Sítě NGA/NGN jsou založeny na internet protokolu (IP pro-tokolu) a využívají ve velké míře optická vlákna. Díky tomu jsou schopny dosahovat podstatně vyšších přenosových rychlostí, než tomu bylo před rokem 2010, než sítě NGA/NGN začaly nastupovat. Odtud je i pojem vysokorychlostní, což znamenalo prolomení hranice 30 Mbit/s download. 

Jaká však bude další generace sítě, co má přijít po sítích nové generace NGA/NGN? Jak tuto generaci pojmenovat? V čem má být generace lepší než běžný standard NGA? Na to mají přinést odpověď sítě VHCN definované novým kodexem elektronických komunikací [1].

VHCN referenční model je síť FTTB (Fiber to the Building)
Pokud budete hledat popis VHCN v českém textu nového kodexu elektronických komunikací [1], nečekejte jasný výsledek a přesné definice. Číst v českém překladu nového kodexu je jako luštit záhadné písmo dávných předků. Lze se jenom domnívat obsah sdělení a nelze si ověřit, zda smýšleli podobně jako my. Ještě že existuje anglický text. Anglický originál je dobré vodítko při investigativní činnosti každému, kdo se pokusí vypátrat, co je to VHCN. 

To, proč je popis nejasný, je částečně způsobeno obec-nými formulacemi anglického originálu a částečně nepro-fesionálním překladem do českého jazyka. V českému překladu nejsou příliš znát zkušenosti odborníka z oblasti SEK. 

Co s tím? Obecné formulace a přesné atributy VHCN doplní sdružení evropských regulátorů BEREC společně s Evropskou komisí v průběhu roku 2020. Nepřesnosti českého překladu bude vhodné korigovat v rámci implementace kodexu do připravované novely zákona č. 127/2005 Sb., o elektronických komunikacích. Stejně tak bude vhodné dopracovat navazující dokumenty a osvě-tové materiály pro odbornou veřejnost.

Pro první přiblížení k definici a parametrům VHCN nám postačí výklad odstavce (13) na str.38 kodexu [1]. Tento odstavec uvádí, že VHCN jsou sítě s optickým vláknem do distribuč-ního bodu DP (Distribution Point) v obslužném místě. V případě pevné sítě je to FTTB (Fiber to the Building), v případě mobilní sítě je to FTTA 
(Fiber to the Antena). Toto je však pouze obecný, referenční model. Podmínky VHCN splňují i jiné technologie a řešení sítě NGA, které dosahují stejných výkonnostních parametrů jako FTTB. Tato podmínka technologické neutrality, která připouští různé technologie pro dosažení cílo-vých výkonnostních parametrů sítě, se však nedá aplikovat, pokud neznáme přesné limitní hodnoty těchto parametrů. Znamená to, že pokud neznáme předepsané limity pro přenosové parametry, tak nejsme schopni rozhodnout, která technologie je VHCN kompatibilní nebo která síť je VHCN a která už není VHCN. 

U VHCN se evidentně stupňují nároky na výkon-nostní parametry sítě. Konkrétně lze očekávat například hodnoty:

•     Rychlost přenosu downstream .........1 Gbit/s
•     Rychlost přenosu upstream  ........100 Mbit/s
•     Zpoždění (latence) ..................... 25 ms
•     Kolísání zpoždění (jitter) ................. 8 ms
•     Ztrátovost přenosu ................... 0,01 %

Výše uvedené hodnoty rychlostí pro gigabitovou společnost jsou pouze odhadované autorem článku. Zbylé tři hodnoty QoS parametrů (zpoždění, kolí-sání zpoždění, ztrátovost) jsou rovněž odhadované a jsou převzaty z doporučení MEF 23.1 kategorie Regional CoS High, ze které čerpá také ČTÚ [5]. Konkrétní limity VHCN stanoví až sdružení evrop-ských regulátorů BEREC v první polovině roku 2020.

Referenční schéma sítě VHCN
V úvodním článku [6] bylo citováno referenční schéma sítě NGA/NGN [2]. Toto schéma prošlo od roku 2016 jistým vývojem a bylo aktualizováno pro potřeby VHCN [3]. Základní stavební bloky zůstaly stejné a změnily se jen některá označení a byly doplněny určité detaily. Aktuální stav je na obr. 1.

Obr. 1 Referenční schéma sítě NGA/NGN/VHCN
Převzato ze zdroje Grant Thornton 
a MPO [3] a mírně doplněno autorem.

Páteřní síť propojuje důležité uzly transportních, regionálních a metropolitních sítí. Tyto uzly, ozna-čované jako PoP (Point of Presence) představují technologické prostory, kde jsou umístěny aktivní technologie, servery atd. Základním uzlem každé přístupové sítě je centrální stanice CO (Central Office) za kterého je pokryta příslušná oblast,  zpravidla o velikosti obce, nebo několika sousedí-
cích obcí, nebo velikosti okresního města. Pokud se uzel CO nenachází v bodě, kde je zároveň uzel PoP, tak je konektivita přivedena pomocí přípojné části přístupové sítě (často jako optická konektivita) do CO. Z uzlu CO vede k účastníkům distribuční část přístupové sítě, která může mít obecně až tři části -    primární, sekundární a terciální část sítě, obdobně jako tomu je například v televizních kabelových rozvodech. Jako uzly mezi jednotlivými částmi dis-tribuční sítě lze označit distribuční body. Distribuční body (DP) se nacházejí mezi koncovým účastníkem (koncovým bodem sítě) v určitém adresním místě AM a centrální stanicí CO. Protože DP zajišťují distribuci datových toků k účastníkům a zároveň koncentraci provozu, bývají někdy označovány jako koncentrátory nebo soustřeďovací body. Poslední úsek přístupové sítě směrem k účastníkovi má často charakter účastnického vedení nebo domovního rozvodu, tedy komunikačního vedení uvnitř budovy, které využívá fyzickou infrastrukturu uvnitř budovy. V daném adresním místě AM je zřízen přístupový bod budovy, který u bytových domů s více byty má často funkci distribučního bodu DP v budově. Pro účastníka je zakončena síť v koncovém bodě sítě NTP (Network Termination Point) a služba je předána na demarkačním bodě služby UNI (User-
-    to-Network Interface).

IP přes všechno, vše přes IP
Internet protokol (IP) přes různá média je jasný požadavek doby i podmínkou moderních sítí elektronických komunikací. Druhým trendem SEK je konvergence všech služeb do internet protokolu (IP), tzn. jinými slovy, jakákoliv služba přes internet protokol (IP). IP protokol je nejrozšířenějším a zůstává nejoblíbenějším prostředkem datových přenosů SEK. Proto i VHCN jsou založeny na TCP/IP protokolu.  V posledním úseku sítě jsou tak využívána různá přenosová média. Je známo, že připojení optic-kým vláknem je ideální a cílové řešení přípojky 
v pevném místě. Nicméně pokládka nové optické kabelové trasy ke všem zákazníkům je věc natolik nákladná, že častokrát se provozovatel sítě spokojí s provizoriem stávající metalické kabelové přípojky a snaží se z omezené šířky pásma metalického kabelu dostat co největší přenosovou kapacitu pří-pojky. Perspektivní jsou také moderní bezdrátové přenosy. Všechny tyto příklady uvedené na obr. 2 jsou schopny pomocí moderních přenosových technologií poskytovat na přípojce rychlosti 1 Gbi-t/s a více. Jsou proto perspektivní i pro sítě VHCN.

Obr. 2 
Různé možnosti připojení k internetu. 
Převzato ze zdroje Grant Thornton  a MPO [3] a následně doplněno autorem.

Koncový bod sítě vymezuje síť směrem k zákazníkovi.
Veřejná síť elektronických komunikací končí na koncovém bodě sítě NTP (Network Termination Point) u zákazníka viz obr.1. Za koncovým bodem sítě je zákaznická LAN (Local Area Network), která je plně v režii koncového uživatele. Na LAN se už nevztahuje regulace uplatňovaná na veřejné sítě. S koncovým bodem sítě je spojen i předávací bod služby, často označovaný jako rozhraní UNI (User-to-Network Interface). UNI je rozhodujícím demarkačním bodem služby, na kterém poskytovatel služby elektronických komunikací deklaruje a garantuje kvalitativní parametry QoS (Quality of Service) koncovému uživateli. Na kvalitu zákaznic-kého prožitku QoE (Quality of Experience) má vliv nejen kvalita služby QoS na předávacím bodě UNI, ale také kvalita zákaznického zařízení CPE (Custo-mer Premise Equipment) a kvalita LAN kabeláže v prostorách zákazníka.

Obr. 3 
UNI (User-to--Network Interface) má často význam koncového bodu sítě.
Převzato ze zdroje BEREC BoR (19) [4].

Neveřejné sítě následují rozvoj veřej-ných VHCN
Prioritně se téma VHCN vztahuje na veřejné sítě elektronických komunikací (veřejné SEK) a na veřejně dostupné služby elektronických komu-nikací. Lze očekávat, že rozvoj VHCN a nasazení nových technologií budou významně ovlivňovat i modernizaci neveřejných sítí. I když neveřejné sítě slouží úzkému nebo omezenému okruhu zákazníků, většinou tyto sítě využívají standard-ních, komerčně dostupných technologií pře-nosu dat, tedy úplně stejných jako veřejné SEK. Často také veřejné i neveřejné sítě sdílí stejnou kabelovou trasu, stejné přenosové médium. Například optická vlákna mohou být fyzicky oddělena, přitom umístěna ve stejné kabelu, jen jiná vlákna pro veřejnou a jiná neveřejnou síť. Optická vlákna v kabelu veřejné SEK mohou posloužit k vybudován neveřejné sítě a naopak. Neveřejná SEK se může snadno stát součástí veřejné sítě, například pronájmem tras nebo vlá-ken, prodejem části sítě nebo změnou majitele. Lze očekávat společný rozvoj veřejných a neve-řejných sítí.

Závěr
Po všech disputacích uvedených v tomto článku nelze skončit jinak než lakonickým konstatováním, že VHCN jsou v podstatě jen lepší NGA/NGN. Lepší jsou díky tomu, že mají více optických vláken. Lepší jsou v přenosových parametrech, jako je rychlost, zpoždění, kolísání zpoždění, ztrátovost přenosu, ale také v dalších parametrech jako je dostupnost služby a spolehlivost sítě. O kolik lepší přesně budou, to se brzy dozvíme. A vrátíme se 
k tomu v některém z příštích čísel magazínu.

Celý článek můžete najít v časopise na této adrese.