Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Сказать, что данная отрасль находится в стадии бурных изменений — значит не сказать ничего. Посмотрим, что будет лет через пять. Скорее всего,изменигся очень многое. Кабел ьное телевидение Мы уже изучили более или менее подробно стационарные и беспроводные телефонные системы. Они, безусловно, будут играть важную роль в сетевых технологиях будущего. Тем не менее, все популярнее становится альтернативная стацио- Кабельное телевидение 207 нарйая сетевая система, а именно кабельное телевидение.
Многие уже получают доступ в Интернет и телефонные услуги по кабельным сетям, и их операторы стремятся расширить потребительский рынок. В следующих разделах мы будем обсуждать кабельное телевидение как сетевую структуру и как альтернативу телефонной системе, которую мы только что изучили. Дополнительную информацию по этой теме можно получить в изданиях (1доЪасЪ и др., 2001; Еоп!з, 2002; Очат11а, 2002; ЯшйЬ, 2002). Абонентокоетелевидение Кабельное телевидение впервые появилось в конце 1940-х годов и было способом улучшить прием сигнала в отдаленных поселках и горной местности. Система изначально состояла из большой антенны, расположенной на вершине холма и улавливающей телевизионный сигнал, усилителя, называющегося распределительным устройством, и коаксиального кабеля, по которому сигнал доставлялся непосредственно к абонентам, как показано на рпс.
2 40. Распределитель Ответвление Коаксиальный кабель Рис. 2.40. Первая система кабельного телевидения Вначале такая система называлась абонентским телевидением, или телевидением с коллективной антенной. Ее могло содержать даже какое-нибудь маленькое частное семейное предприятие. Любой предприниматель, немножко знакомый с электроникой, мог установить у себя в населенном пункте оборудование, и ему оставалось только найти клиентов, готовых оплачивать услуги.
По мере роста числа абонентов необходимо было добавлять кабели и усилители. Передача была исключительно односторонней: от распределителя к пользователям. К 1970 году появились тысячи независимых систем. В 1974 году корпорация Типе основала новый канал под названием «Домаш- и"я билетная кассаь, который представлял собой кабельное кино. Затем появились другие подобные тематические каналы: спортивный, кулинарный, новостной и т. д.
Это привело к двум изменениям в данной отрасли. Во-первых, крупные "орпорации стали скупать существующие кабельные системы и прокладывать евон кабели для привлечения новых клиентов. Во-вторых, со временем появи"ась необходимость в объединении систем, зачастуто расположенных в различ- 208 Глава 2, Физический уровень ных городах, с целью основания новых кабельных каналов. Различные кабельные компании стали объединять свои сети, организуя единые региональные и национальные сети. Примерно то же самое происходило восемьюдесятью годами ранее с телефонными сетями.
Изолированные друг от друга телефонные станции стали объединяться, что позволило организовывать междугородные звонки. Кабельный Интернет В течение долгих лет кабельная система расширялась, и обычные кабели между городами стали заменяться оптоволоконными с высокой пропускной способностью. Примерно то же самое стало происходить в телефонной сети. Система, использующая оптическое волокно на длинных магистралях и коаксиальный кабель для подвода сигнала к домам, получила название НЕС (НуЬгЫ Р1Ьег Соах— комбинированная оптокоаксиальная кабельная система). Электрооптические преобразователи, реализующие интерфейс между оптической и электрической частями сети, называются оптоузлами. Поскольку пропускная способность оптических кабелей гораздо выше, чем коаксиальных, один оптоузел может обслуживать несколько низкоскоростных линий.
Часть современной системы НЕС показана на рис. 2А1, а. В последнее время многие операторы кабельных сетей решили, что пора начать проникновение в бизнес предоставления доступа в Интернет. Некоторые, впрочем, захотели заняться также кабельной телефонией. Технические различия кабельного телевидения и телефонии определили инженерные задачи, которые предстояло решить. Прежде всего необходимо было заменить все односторонние усилители двухсторонними.
Между тем есть еще одно существенное различие между НЕС (рис. 2.41, а) и телефонной системой (рис. 2.41, 6), которое устранить гораздо сложнее. Кабель может быть один на несколько домов, а телефонный провод местной линии в каждую квартиру подводится свой. Когда речь идет о широковещательном телевидении, особой разницы нет. Все телепрограммы распространяются по кабелю, и не важно, 10 или 10 000 абонентов будут подключены к нему. Но когда один и тот же кабель используется для доступа в Интернет, то один клиент, скачива|ощий очень большой файл, потенциально может тем самым отнимать существенную часть пропускной способности у всех остальных.
Чем болыпе пользователей, тем жестче конкуренция между ними в этом смысле. В телефонной системе такого нет: передача большого файла по каналу АП5) никак не влияет пропускную способность соседнего канала. С другой стороны, пропускная способность коаксиального кабеля много выше, чем витой пары. Как же была решена эта проблема? Довольно просто; длинные кабели были разделены на короткие участки, напрямую подключаемые к оптоузлу.
Доступная полоса пропускания на участке от распределителя до каждого оптоузла очень велика, и, поскольку в одном сегменте кабеля обычно не бывает большого числа абонентов, трафик вполне управляем. Обычный кабельный сегмент охватывает 500-2000 домов, однако все больше лгодей подключается к кабельному Интернету, поэтому иногда требуется более мелкое разбиение, что приводит к появлению дополнительных оптоузлов.
Кабельное телевидение 209 Высокоскоростная Коммутатор оптическая дФцЖя$ ~11%6 файф Коаксиальный магистраль ИВ "'Вй йа '"аи Щй ' ВЯ або Междугородная Высокоскоростная станция оптическая магистраль Местная витая пара б Рис. 2.41.
Кабельное телевидение (ай стационарная телефонная система (б) Распределение спектра Если выкинуть все телевизионные каналы и использовать кабельную инфраструк- ТУРУ исключительно для доступа в Интернет, это приведет к появлению большого числа недовольных пользователей, поэтому никто так не делает. Более того, в большинстве городов существуют определенные ограничения, не позволяющие так сделать, даже если какая-нибудь компания и захочет. Значит, нужно было найти какой-то способ совместного существования телевизионного сигнала и цифРовых данных на одном кабеле. 210 Глава 2.
Физический уровень Кабельное телевидение в Северной Америке традиционно занимает частоты с 54 до 550 МГц (за исключением диапазона с 88 до 108 МГц, отданного г М-радио). Ширина полосы каждого канала составляет 6 МГц, включая защитные полосы. В Европе нижний предел обычно ограничен 65 МГц, а каналы имеют ширину полосы 6-8 МГц, что позволяет увеличить разрешение, требуемое системам РАЕ и БЕСАМ, однако это не очень принпипиально. Нижняя часть спектра не используется. Современные кабели хорошо работают на частотах свыше 550 МГц, часто до 750 МГц и выше. Было принято решение выделить под исходяшие каналы частоты 5-42 МГц (чуть вьппе в Европе), а высокие частоты использовать для входящих каналов.
Распределение спектра в кабельных системах показано на рис. 2.42. 8 42 8488 Частоты входящих каналов о И и ю в У~ й о Рис. 2.42. Распределение частот в типичной системе кабельного телевидения, используемой для доступа а Интернет Обратите внимание: поскольку телевизионный сигнал целиком идет только водном направлении (входяшем), можно использовать исходящие усилители, работающие только в диапазоне 5 — 42 МГц, а входящие — в диапазоне 54 МГц и выше, как показано на рисунке.
Итак, входящий и исходяший спектры имеют сильный дисбаланс благодаря тому, что основная доля графика приходится на телевидение и входящие интернет-каналы. И операторы кабельного телевидения, и компании, занимающиеся кабельным Интернезом, остались довольны таким распределением. Как мы уже говорили, телефонные компании часто предлагают асимметричный Р5(.-сервис, хотя у них нет особых технических оснований, чтобы так делать.
Длинные коаксиальные кабели не лучше местных телефонных линий, когда Речь идет о передаче цифровых данных. Поэтому здесь также нужна аналоговая модуляция. Обычно применяется схема, при которой берутся каждые 6 или 8 МГц входяшего канала и модулпруются с помощью ОАМ-64 или (если кабель отменного качества) ()АМ-256. При канале шириной 6 МГц и методе ЯАМ-64 мы получаем скорость около 36 Мбиту'с.
Если вычесть накладные расходы, чистая скорость передачи данных составит 27 Мбит/с. При использовании ЯАМ-256 чистая скорость повышается до 39 Мбит/с. Европейские значения на треть выше. Кабельное телевидение 21 1 Для исходящих потоков даже ЯАМ-64 не очень подходит. Слишком много на соответствуюших частотах помех от микроволновых устройств, СВ-радиостанций и других источников. Исходя из этого применяют более медленную, но надежную схему — АБРЕК, Этот метод (см. рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
