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

Согласно данным статистического портала ЕМИСС, в 2020 году в России общий объем магистральных ВОЛС, включая внутризоновые линии, превысил 1,05 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 (ВОЛС) стартовало в начале 90-х годов. На конец 2020 года, по оценке J’son & Partners Consulting, протяженность магистральных волоконно-оптических линий связи 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.

Процесс физического старения оптического волокна сопровождается снижением его оптических свойств в процессе эксплуатации. Однако сегодня более важным фактором для магистральных ВОЛС является моральное старение оптического волокна, проложенного более 20 лет назад. Оно выражается в невозможности полноценного применения 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) и выше. Сегодня такие системы начали устанавливаться отечественными операторами на международном европейском направлении, однако, на большом числе региональных участков эксплуатируются приемо-передающие системы с максимальной скоростью передачи до 4 – 8 Тбит/с. 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. В настоящее время рост спроса на транзитную емкость увеличивается на 45% ежегодно согласно данным компании TeleGeography. В 2021 – 2022 годах между США и Европой будут проложены волоконно-оптические кабельные системы Dunant и Amitie с общей пропускной способностью каждой 360 и 448 Тбит/с соответственно. В результате они существенно снизят удельную стоимость транзита передаваемого трафика и ускорят процесс морального старения кабельных систем, ранее установленных в Атлантике. Свежим примером этого стало прекращение эксплуатации известной трансатлантической системы ТАТ-14 в декабре 2020 года, срок службы которой составил лишь 19 лет.

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 (УЦН) по субсидированию строительства ВОЛС в удаленных и сельских районах, которая продлиться до 2030 года (УЦН 2.0) в рамках развития инфраструктуры Национальной программы "Цифровая экономика РФ".

По мнению J’son & Partners Consulting, в ближайшем будущем требования к волоконно-оптической инфраструктуре будут возрастать из-за 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 по всей территории страны. 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 волоконно-оптические 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 компанией J’son & Partners Consulting, предназначена для предприятий-изготовителей оптического волокна и волоконно-оптических кабелей, дистрибьютеров данной продукции, крупных телекоммуникационных и ведомственных операторов связи, а также инвестиционных компаний.

Проведенное исследование основано на анализе собственной базы данных строительства магистральных и внутризоновых волоконно-оптических линий связи, начиная с 1995 года. В новой версии отчета добавлен также раздел по оценке рынка оптического волокна и производства волоконно-оптических кабелей в России и сделан его прогноз до 2030 года.