<-На зміст->

 

11.1 Доступ мережею кабельного телебачення

 

Мережі кабельного телебачення в містах за ступенем охоплення потенційних споживачів не поступаються телефонним (телевізійний кабель вже проведений майже в кожну квартиру), а пропускна здатність одного каналу МКТБ на два-три порядки вища, ніж в традиційних системах, які застосовують ТМЗК. Саме тому використання кабельних телевізійних мереж дозволяє надати послуги Інтернету, недоступні користувачам телефонних систем через низьку швидкість, і істотно згладити проблему абонентського доступу.
Для організації Інтернет-доступу поряд з передавальною телевізійною станцією встановлюється головне устаткування, яке формує канали передачі інформації і забезпечує обмін даними між провайдером і абонентами (рис. 11.1)  На абонентській стороні розміщується кабельний модем.

Рисунок 11.1 – Система Інтернет-доступу по МКТБ

Для передавання даних в прямому напрямі, як правило, виділяється один телевізійний канал дециметрового діапазону, ресурси якого діляться між абонентами шляхом часового розділення.
Зворотний канал організовується або по ТМЗК, або в смузі зворотного каналу кабельної мережі. Очевидно, що системи другого типу можуть впроваджуватися тільки в МКТБ із зворотним каналом, який забезпечує необхідну ширину смуги і необхідне підсилення.
Швидкість передачі інформації в різних системах значно відрізняється. Вона залежить, перш за все, від типу модуляції. Спектр прямого каналу вільний від завад. Це дає можливість використовувати в ньому високоефективні способи модуляції типу 64-КАМ або 256-КАМ. У реально існуючих системах застосовуються типи модуляції від QPSK (Quadrature-Phase-Shift-Keying – квадратурна фазова маніпуляція) до       64-КАМ. Нижче наведені орієнтовні значення швидкості передачі корисної інформації в смузі 1 Гц залежно від типу модуляції (табл. 11.1).

Таблиця 11.1 – Швидкість інформації залежно від типу модуляції

Зворотний канал в МКТБ організовується в смузі 30 - 70 МГц, яка часто буває зайнята зовнішніми шумами, тому в зворотному каналі передбачається використання модуляції QPSK або максимум 16-КАМ. Ширина смуги зворотного каналу у різних виробників значно відрізняється: одні, борючись з шумами, звужують смугу, а інші, бажаючи збільшити швидкість передачі, її розширюють.
Системи кабельних модемів різняться також протоколами доступу до ресурсів прямого та зворотного каналів. Деякі з них організовують роботу каналів на базі протоколу Ethernet. Інші використовують принцип АТМ (Asynchrone Transfer Mode – асинхронний режим доставки), що передбачає можливість організації різних рівнів сервісу.
Як конкретний приклад розглянемо систему Speed Demon фірми «Фейзіком» («Phasecom»). Загальна структура такої схеми, що використовує як кабельні лінії волоконно-оптичні, подана на рис. 11.2. Дана система окрім надання доступу до Інтернету в звичайному асинхронному режимі дозволяє збільшити пропускну здатність зворотного каналу і забезпечити симетричний сервіс, коли потрібна однакова ширина смуги в обох напрямах.
Проблема збільшення пропускної здатності зворотного каналу вирішується за допомогою так званої блок-конвертації, яка полягає в тому, що декілька зворотних каналів в діапазоні 5 - 42 МГц (що надходять до вузла від різних груп абонентів) конвертуються на вузлі вгору і «вкладаються в штабель», займаючи діапазон 5 - 244 МГц. Далі цей частотний «штабель» передається по одному волоконно-оптичному каналу на головну станцію, використовуючи один оптичний передавач. Встановлене на головній станції устаткування перетворить частоти зворотних каналів в їх первинні частоти. Якщо, наприклад, вузол обслуговує 2 тис. абонентів без використання блок-конвертації зворотних каналів, то всі користувачі працюють в одному діапазоні 5 – 42 МГц. Якщо
застосовується блок-конвертація, 2 тис. абонентів розбиваються на групи приблизно по 500 користувачів, і кожна з груп користується своїм зворотним каналом тієї ж ширини 5 - 42 МГц, тобто 2 тис. абонентів мають чотири звичайні зворотні канали.
Для забезпечення симетричного сервісу при проведенні відеоконференції або зв’язку між окремими ЛОМ через МКТБ використовуються трансвертери. Пояснимо їх призначення.

Рисунок 11.2 – Система Інтернет-доступу по МКТБ фірми («Phasecom»)

Як вже наголошувалося, весь спектр, використовуваний в МКТБ, ділиться на діапазон зворотного каналу 5 - 42 МГц і діапазон прямого каналу 50–860 МГц. Припустимо тепер, що є два модеми в мережі, які передають якусь інформацію на деякій частоті в діапазоні 5 - 42 МГц (до головної станції) і приймають на заданій частоті в діапазоні 50 - 860 МГц (від головної станції). Нехай один модем передає на частоті 22 МГц і приймає на частоті 500 МГц, тоді як інший модем передає на частоті        32 МГц і приймає на частоті 600 МГц. Очевидно, що сигнал, посланий першим модемом на частоті 22 МГц, може бути сприйнятий другим модемом лише на частоті 600 МГц після конвертації вгору. Таким чином, сигнал з частотою 22 МГц повинен бути конвертований на частоту          600 МГц (і, можливо, знадобиться ремодуляция, якщо способи модуляції в прямому і зворотному каналах відрізняються). Цю процедуру якраз і забезпечує трансвертер на головній станції.
На рис. 11.3 показана система, що забезпечує симетричний сервіс зв’язку два ЛОМ. Мінімальний склад системи включає: 1) два кабельні інтерфейси Р545 (один на локальній мережі, інший на головній станції або віддаленій мережі); 2) програмне забезпечення під Windows-NMS (Network Management System), що дозволяє здійснювати дистанційний контроль і адміністрування системи, включаючи зміну конфігурації і діагностування; 3) трансвертер, який встановлюється на головній станції.
У кабельному модемі Р545 застосовується КАМ-модуляція. Займана при цьому смуга спектра складає 1,5 МГц, що дає можливість використовувати один телевізійний канал для декількох модемних ліній.
Дана система ідеально підходить для будь-яких з’єднань між невеликими ЛОМ. Вона також може застосовуватися для доступу користувачів в Інтернет, забезпечуючи через МКТБ швидкість передачі інформації 2,048 Мбіт/с.

Рисунок 11.3 – Симетрична система передачі даних в МКТБ

Сьогодні паралельно створюється два стандарти високошвидкісної передачі даних кабельними мережами. Один з них – DOCSIS – розробляється консорціумом MCNS (Multimedia Cable Network System). Цей стандарт оптимізований під передачу IP-пакетів і "не прив’язаний" до інших стандартів передачі мультимедіа. Ширина прямого каналу 6 МГц відповідає ширині телевізійного каналу в стандарті NTSC. Типи модуляції 64-КАМ або 256-КАМ дозволяють передавати сумарний потік близько 30 або 42 Мбіт/с, відповідно.
Для виділення зворотного каналу відведений діапазон 5 - 12 МГц. Ширина смуги зворотного каналу може набувати п’яти різних значень, причому допускається модуляція QPSK або 16-КАМ. Максимальна швидкість в зворотному каналі - 10 Мбіт/с. Як транспортний протокол використовується Ethernet.
Інший стандарт входить до сім’ї DVB. Він припускає передачу даних за допомогою транспортних пакетів MPEG-2, сумісних з протоколом АТМ.
Прямий канал організовується в смузі телеканалу шириною 6, 7 або          8 МГц, в якому може поєднуватися передача телевізійного сигналу і даних. Допустимі типи модуляції в такому каналі – від 16-КАМ до 256-КАМ, а максимально досяжна швидкість передачі – 56 Мбіт/с.
Крім того, стандарт передбачає можливість створення окремих «немовних» каналів передачі даних шириною від 200 кГц до 2 МГц. В них застосовується модуляція QPSK. Максимальна швидкість передачі в таких каналах складає 3 Мбіт/с.
Ширина зворотного каналу може коливатися від 200 кГц до 4 МГц. Заданий стандартом тип модуляції QPSK дає можливість отримати максимальну швидкість 6 Мбіт/с.
На відміну від DOCSIS, стандарт DVB не має жорсткої орієнтації на Інтернет, а визначає передачу різнотипних даних в інтерактивних DVB-мережах. Конструкція систем кабельних модемів DVB жорстко "не прив’язана" до конкретних фізичних параметрів мережі. Правда, така відкритість робить їх конструкцію складнішою порівняно з системами стандарта DOCSIS.
Обидва стандарти мають свої плюси і мінуси, і обидва знаходяться у стадії становлення. Проте, якщо системи кабельних модемів DVB знаходяться в експериментальній фазі, то системи DOCSIS 1.0 – першого варіанту стандарту MCNS – вже випускаються серійно.
В даний час системи, що реально діють, створені не тільки в США і Канаді. Фінська компанія «Телеком Фінленд» («Telecom Finland») відкрила першу кабельну мережу для високошвидкісної передачі даних з Інтернету тисячам жителів району Лаппінранта, розташованого в 200 км. на схід від Хельсінкі. За 79 дол. США в місяць користувачі дістають необмежений доступ в Інтернет. Представники компанії пояснили, що в цю суму також входить оплата оренди кабельного модема Zenith, що підтримує швидкість 4 Мбіт/с, і вартість мережевої плати для персонального комп’ютера.
В Угорщині послуги Інтернету надають п’ять операторів МКТБ. Наприклад, будапештський оператор TVNET, обслуговуючий 21 тис. абонентів МКТБ, має, за його даними, 75 корпоративних абонентів на послуги Інтернету. Залежно від класу обслуговування квартирний доступ в Інтернет   коштує   40 - 240 дол.   США  в  місяць.  Розроблені  плани  щодо

подання доступу в Інтернет приватним особам, яким це обійдеться в 25 дол. США в місяць.
Декілька проектів готується в Москві. Так, московська телекомунікаційна корпорація «Комкор» в цьому місті планує надання інтерактивного відеосервісу, телефонних і мультимедійних послуг, а також високошвидкісного доступу в Інтернет по МКТБ. Вартість підключення однієї квартири обійдеться компанії в 300 дол. США.
Організовується доступ в Інтернет по МКТБ і в Києві. Спільними зусиллями компанії «Спейс гейт джи-ю телко» («Space Gate GU Telco») –дочірнього підприємства одного з провайдерів послуг доступу в Інтернет «Глобал Юкрейн» («GIobal Ukraine») – і мережі кабельного телебачення КТМ в Печерському районі міста абонентам забезпечений цей швидкісний спосіб доступу. Устаткування абонента складається з модема NeMo виробництва компанії «Нет гейм» («Nel Game») і мережевої карти Ethernet 10Base-T для комп’ютера. При гарантованій швидкості 64 кбіт/с, що дорівнює виділеній лінії, абонентська плата складе приблизно 10 720 грн. в місяць, а при вільному доступі без виділення ресурсу – близько 270 грн. (тобто відповідно 1950 і 50 дол. США).
Таким чином, всі двонаправлені системи, в яких обидва канали - приймання і передавання, – формуються в телевізійному кабелі, забезпечують істотно вищу швидкість обміну даними. Проте кабельна мережа є прекрасною приймальною системою для зовнішніх завад, які в діапазоні частот зворотного каналу достатньо інтенсивні. Крім того, в більшості кабельних мереж для формування зворотного каналу потрібне установлення в магістральних підсилювачах додаткових модулів, а використовується зворотний капал сьогодні тільки для забезпечення Інтернет-доступу.
Однонаправлені системи (зі зворотним каналом по телефонній лінії) можуть працювати практично в будь-якій МКТБ. Проте витрати абонента збільшуються через необхідність придбання ще і телефонного модема, а також оплати послуг телефонного доступу до провайдера. Вартість абонентського модема для кабельної системи вища, ніж для комутованої лінії, і складає не менше 350 дол. США.
Високі швидкість передачі даних і надійність устаткування, зручний інтерфейс дають можливість одним модемом обслуговувати декілька споживачів (локальну мережу). Масштабуючи головне устаткування, можна підвищити швидкість в зворотному каналі до 10 Мбіт/с і забезпечити передачу симетричного трафіку, що дозволить надавати послуги з інтегрованим сервісом, наприклад одночасну передачу даних і мови (телефонний зв’язок), проведення відеоконференцій.
У зв’язку з цим системи Інтернет-доступу по МКТБ мають гарні перспективи. Проте існують причини, стримуючі впровадження цих систем. Перш за все, для забезпечення двонаправлених систем магістральне устаткування МКТБ повинно забезпечувати передачу сигналів в зворотному каналі, що в більшості випадків потребує додаткових витрат від кабельного оператора. Іншим недоліком є те, що система Інтернет-доступу може надавати послуги в межах, обмежених кабельною мережею, а технічна можливість повноцінного об’єднання МКТБ різних операторів, як правило, відсутня.
Системи передачі даних по МКТБ справедливо відносяться до локальних міських систем. Проте потреба в Інтернеті існує і за межами міської межі, де немає можливості надати доступ по МКТБ, а якість телефонного зв’язку часто бажає кращого. Для вирішення цієї проблеми призначені різні безпроводові системи Інтернет-доступу, серед яких в першу чергу слід виділити системи доступу  супутниковими каналами прийому.

 

<-На зміст->