tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Сказать, что данная отрасль находится в стадии бурных измспений — значит не сказать ничего. Посмотрим, что будет лет через пять. Скорее всего, изменится очень многое. Кабельное 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 парная 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 следую|цих 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 (ЬацЬасЬ и др,, 2001; Ьоц!з, 2002; Очаг!!а, 2002; Бш!гЬ, 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 иа рис.
2АО. Рвспредепнтепь Ответвление Коакснапьный кабель Рнс. 2.40. Первая система кабельного телевидения Вначале такая система называлась абонентским телевидением, или телевидением с коллективной антенной. Ее лгогло содержать даже какое-нибудь маленькое частное семейное предприятие. Любой преднрнниматсль, немножко знакомый с электроникой, мог установить у себя в населенном пункте оборудование, и ему оставалось только найти клиентов, готовых оплачивать услупь !1о меРе Роста числа абонентов необходимо было лобавлять кабели и усилители. Передача была исключительно одностороннси: от распределителя к пользователям. К 1970 году появились тысячи независимых систем, В 1974 году корпорация Т|те основала новый капал под названием «Домашняя билетная касса», 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 корпорации стали скупать существующие кабельные системы и прокладывать евон кабели для привлечения новых клиентов. Во-вторых, со временем появи"ась необходимость в объединении систем, зачастую 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 тслефонныс станции стали объединяться, что позволило организовывать междугородные звонки.
Кабельный Интернет В течение долгих лет кабельная система расширялась, и обычные кабели мсжду 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 коакспальный кабель для подвода сигнала к домам, получила название НРС (НуЬгЫ ЕЬег Соах— комбинированная оптокоаксиальная кабельная система). Электрооптичсские преобразователи, реализующие интерфейс между оптической и элсктричсской частями сети, называются оптоузламн.
Поскольку пропускная способность оптических кабелей гораздо выше, чем коаксиальных, один оптоузел может обслуживать несколько низкоскоростных линий. Часть соврсмсшюй системы НРС 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 тслевидсния и телефонии определили инженерные задачи, которые предстояло рсшить. Прежде всего необходимо было заменить все односторонние усилители двухсторонними. Между тем есть еще одно существенное различие между НРС (рис.
2А1, а) и телефонной системой (рис. 2А1, б), которое устранить гораздо сложнее. Кабель может быть один на несколько домов, а телефонный провод местной линии в каждую квартиру подводится свой. Когда речь пдст о широковещательном телевидении, особой разницы нет. Все телепрограммы распространяются по кабелю, и не важно, 10 или 1О 000 абонентов будут подклк>чены к нему. Но когда один и тот же кабель используется для доступа в Интернет, то олин клиент, скачивающий очспь большой файл, потенциально можст тем самым отнимать сущсственную часть пропускной способности у всех остальных.
Чем больше пользователей, тем жестче конкуренция между ними в этом смысле. В телефонной системе такого нет: передача большого файла по каналу А()51 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, посколъку в одном сегменте кабеля обычно не бывает большого числа абонентов, график вполне управляем.
Обычный кабельный сегмент охватывает 500-2000 домов, однако все больше людей подключается к кабельному Интернету, поэтому иногда требуется более мелкое разбиение, что приводит к появлению дополнительных оптоузлов. Кабельное телевидение 209 Высокоскоростная Комм ато оптическая ~11%В ~91~ 4.'ВФ Коаксиальный магистраль аа я((г (аа ащ ащ ща б Междугородная Высокоскоростная станция оптическая магистрал~ Местная Медная витая пара б Рис. 2.4т. кабельное телевидение (ай стационарная телефонная система (б) Распределениеспектра Если выкинуть все телевизионные каналы и использовать кабельную инфраструктуру исключительно для доступа в Интернет, это приведет к появлению большого числа недовольных пользователей, поэтому никто так не делает.
Более того, в большинстве городов сушествуют определенные ограничения, не позволяюшие так сделать, даже если какая-нибудь компания и захочет, Значит, нужно было "айти 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 РМ-радио). Ширина полосы каждого канала составляет 6 МГц, включая защитные полосы. В Европе нижний прелел 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 принципиально. Нижняя часть спектра не используется.
Современные кабели хорошо работают на частотах свыше 550 МГц, часто ло 750 МГц и выше. Было принято решение выделить под исходящие каналы частоты 5-42 МГц (чуть выше в Европе), а высокие частоты использовать для входящих каналов. Распределение спектра в кабельных системах показано на рис. 2 42, 8 428488 Йп 6 а Рис.
2.42. Распределение частот а типичной системе каоельного телевидения, используемой для доступа е Интернет Обратите внимание: поскольку телевизионный сигнал целиком идет только в одном направлении (входящем), 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 исходящий спектры имеют сильный лисбаланс благодаря тому, что основная доля трафика приходится на телевидение и входящие интернет-каналы.
И операторы кабельного телевидения, и компании, занимающиеся кабельным Интернетом, остались довольны таким распределением. Как мы уже говорили, телефопныс компании часто предлагают асимметричный ПЯЕ-серннс, 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 входящего канала и модулируются с помощью ЯАМ-64 пли (если кабель отменного качества) ОЛМ-256. При канале тпириной 6 МГц и методе ЯАМ-64 мы получаем скорость около 36 Мбиттгс.
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 211 Для исходящих потоков даже ОАМ-64 не очень подходит. Слишком много на соответствующих частотах помех от микроволновых устройств, СВ-радиостанций и других источников. Исходя из этого применяют более медленную, но надежную схему — ОРЯК.
Этот метод (см. рис. 2.21) использует всего лишь два бита на бод вместо 6 или 8, которые используются методами ОАМ на входящем потоке. Таким образом, асимметрия между пропускной способностью входящих и исходящих каналов даже выше, чем можно предположить исходя из рис. 2,42 Кроме обновления усилителей, оператору нужно обновить и распределительное устройство на входе системы. Вместо латентного усилителя нужно поставить интеллектуальное цифровое вычислительное устройство с высокоскоростным оптоволоконным интерфейсом к провайдеру. Иногда обновляется даже имя этого устройства: вместо распределителя его называют СМТЯ (СаЫе Мобеш Тегш(паг!оп Вузтсш — оконечное устройство кабельного модема). Далее мы воздержимся от столь значительного обновления и будем по-прежнему называть распределитель распределителем.
Кабельные модемы Для доступа в Интернет нужен кабельный модем — устройство, имеющее два интерфейса: один к компьютеру, второй — к кабельной сети. В первые годы существования кабельного Интернета у оператора связи были свои модемы, которые устанавливались у абонента специалистом службы технической поддержки. Однако затем стало понятно, что открытый стандарт может позволить создать рынок конкурентоспособных кабельных модемов, снизить цены на них и тем самым привлечь клиентов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
