Состояние развития магистральных волоконно-оптических сетей России и необходимость их модернизации в период 2020 – 2030 годов

Согласно данным статистического портала ЕМИСС, в 2019 году в России общий объем магистральных ВОЛС, включая внутризоновые линии, превысил 1 млн км. С учетом того, что их внедрение стартовало в начале 90-х годов прошлого века, ряд магистралей используется уже более 20 лет и требует обновления оптического кабеля. По оценке J’son & Partners Consulting, в 2020 – 2030 годах всего в стране предстоит заменить более 400 тыс км волоконно-оптического кабеля, причем наиболее сильно этот процесс затронет сети крупных операторов связи.

В России развитие волоконно-оптических сетей связи стартовало в начале 90-х годов. На конец 2020 года, по оценке J’son & Partners Consulting, протяженность магистральных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) крупных операторов достигла около 700 тыс. км (Рис. 1). Критическим фактором для продолжения эксплуатации оптических кабелей является исчерпание их срока службы, который сегодня оценивается как 20 – 25 лет в зависимости от качества оптического волокна. Свежим мировым примером стало прекращение эксплуатации известной трансатлантической системы ТАТ-14 в декабре 2020 года, срок службы которой составил лишь 19 лет.

Процесс физического старения оптического волокна сопровождается снижением его оптических свойств в процессе эксплуатации. Однако сегодня не менее важным фактором является моральное старение, которое выражается в невозможности применения мощных систем передачи следующих поколений оборудования спектрального уплотнения, например, со общей скоростью передачи информации 16 или 32 Тбит/с (или 200 – 400 Гбит/с на одну длину волны - лямбду) на старых оптических волокнах. Понятно, что в первую очередь это коснется магистральных линий, передающих огромные потоки трафика. Сегодня В России на них эксплуатируются приемо-передающие системы с максимальной скоростью передачи до 4 – 8 Тбит/с, однако этого может быть недостаточно в будущем при широком использовании цифровых технологий в стране и, в частности, при намеченном внедрении сетей 5-го поколения мобильной связи. Для осознания актуальности этой задачи можно привести международные примеры внедрения мощных передающих систем. Так, в 2021 – 2022 годах между США и Европой будут проложены волоконно-оптические кабельные системы Dunant и Amitie с общей пропускной способностью каждой соответственно 360 и 448 Тбит/с. В результате они не только повысят эффективность передачи трафика (снижения стоимости транзита), но и существенно ускорят процесс морального старения кабельных систем, ранее установленных в Атлантике.

Как было отмечено выше, волоконно-оптические кабели стали применяться в России с начала 90-х годов, при этом можно выделить 4 стадии ускоренного увеличения протяженности магистральных оптических сетей в нашей стране:

- Начало внедрения волоконно-оптических сетей традиционными операторами связи в начале 90-х годов (Ростелеком, региональные компании Связьинвеста);

- Появление конкурентных альтернативных операторов магистральных сетей (ТрансТелеКом и другие) в 1998 – 2001 годах;

- Региональная экспансия мобильных операторов (МТС, Мегафон, Вымпелком) и рост проникновения услуг ШПД в 2007 – 2009 годах;

- Начало реализации программы по устранению цифрового неравенства и субсидирования строительство ВОЛС в удаленных и сельских районах в 2015 – 2016 годах.

Следует отметить, что замедление строительства ВОЛС после 2012 года носит объективный характер. К этому времени все крупные операторы в основном сформировали свои национальные сети. Следует обратить также внимание, что с этого момента фактически начинается и задача модернизации национальной волоконно-оптической инфраструктуры со сроком службы более 20 лет.

По мнению J’son & Partners Consulting, в ближайшем будущем требования к волоконнооптической инфраструктуре будут возрастать. Так, по оценке TeleGeography, в перспективе ближайших 5 – 7 лет ежегодный рост спроса на глобальную магистральную емкость будет увеличиваться до 40 – 45% в год. В свою очередь, это требует применения еще более мощных передающих систем, использующих когерентные технологии обработки оптических сигналов, интегральные оптоэлектронные решения и оптическое волокно улучшенного качества. Согласно данным компании Huawei, сегодня в стадии исследований и в разработке находится оборудование, которое будет способно обеспечивать общую скорость передачи трафика по паре оптических волокон до 64 Тбит/с при скорости передачи от 800 – 1000 Гбит/ с на лямбду (Рис.2.).

Новые системы потребуют реализации расширенного оптического спектра в оптических волокнах, что очевидно невозможно в устаревших оптических кабелях со сроками эксплуатации 20 – 25 лет и более.

Ключевыми проектами Национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» являются, в частности, построение сетей 5-го поколения мобильной связи, создание региональных дата-центров и улучшение магистральной инфраструктуры отечественной связи. При этом волоконно-оптическая инфраструктура является важным связующим звеном данных проектов и можно ожидать дальнейшего роста инвестиций в данный сегмент рынка, в том числе и в модернизацию существующих линий связи. В первую очередь это коснется магистральных линий крупных операторов. Однако волоконнооптические кабели используются не только на операторских сетях связи общего назначения, их давно и активно используются на железных дорогах, в энергетике, при транспортировке нефти и газа. Таким образом, модернизация волоконно-оптической инфраструктуры охватит широкий перечень критически важных отраслей экономики.

Обновленная версия отчета, подготовленная ком