Реферат: Организация доступа в Internet по существующим сетям кабельного телевидения
Для организации доступа в интернет посредством
существующих сетей кабельного телевидения необходимы специальные устройства –
кабельные модемы. Кабельные модемы располагаются на отводе кабельной магистрали
и выполняют функции различных устройств: модема, шифратора-дешифратора
информации, маршрутизатора, сетевого адаптера, SNMP-агента и даже концентратора
Ethernet. Однако такое устройство все равно остается модемом, поскольку, прежде
всего оно модулирует и демодулирует сигналы.
Обычно передача и прием информации с помощью кабельного модема осуществляется
разными способами. При передаче информации от станции к кабельному модему
(downstream) цифровые данные модулируются
стандартной для телевизионных сигналов частотой (6 МГц), на которую
накладывается несущая частота (от 42 до 750 МГц).
 |
Рис. 1. Устройства для обеспечения доступа в интернет посредством сетей кабельного телевидения.
Такой сигнал передается кабельной системе вместе
с сигналами кабельного телевидения и не мешает телепередачам. Есть несколько
схем модуляции, но наиболее популярны из них две - QPSK
(обеспечивает скорость передачи 10 Мбит/с) и QAM64 (до 36 Мбит/с).
Обратный сигнал от модема к станции (upstream) передавать сложнее. Это связано
с тем, что в обычной дуплексной кабельной сети обратный сигнал (Upstream) может передаваться на
частотах от 5 до 40 МГц. Такому сигналу могут помешать радиошумы и
радиопередачи, а также неподключенная антенна или плохое соединение
коаксиальных кабелей. Поскольку кабельная сеть имеет древовидную форму, все
шумы из всех ответвлений собираются вместе и препятствуют распространению
обратного сигнала. Большинство производителей планирует использовать QPSK или
аналогичную схему модуляции для передачи в прямом направлении, поскольку этот
метод лучше подходит для сильно зашумленной окружающей среды, чем
высокочастотные методы модуляции. Недостаток же QPSK очевиден - более низкая
скорость передачи, чем при использовании схемы модуляции QAM. Если кабельная
сеть не может передать обратный сигнал, (это случается из-за плохих проводов и
качества соединений), то это можно сделать с помощью сети ГТС или ISDN.
Кабельный модем работает как
приемник и передатчик телевизионных сигналов. Импульсы от станции по
коаксиальному кабелю поступают в кабельный модем, который передает их
компьютеру или в локальную сеть.
Есть несколько методов подключения модема к компьютеру. Самый распространенный
из них - технология Ethernet 10BaseT. В этом случае модем имеет встроенный
адаптер Ethernet, который подключается к локальной сети или компьютеру.
Естественно, на персональном компьютере также должен быть установлен адаптер
Ethernet и программное обеспечение, обслуживающее протокол TCP/IP. Установка
кабельного модема внутри
компьютера, возможно, обошлась бы дешевле, но для этого необходимо разработать
набор плат для всех существующих платформ.
Эра компьютерных интерактивных служб (КИС) [16] на базе сетей кабельного телевидения (КТВ) началась в конце 1996 года, когда в коммерческую эксплуатацию были запущены сразу три службы крупнейших в США операторов КТВ - TCI, Time Warner и Continental Cablevision. Первые КИС были открыты в Канаде в декабре 1995 года и в Австралии летом 1996 года, но грандиозная эпопея по массовому внедрению данной технологии началась в сентябре 1996 года. На сегодняшний день из 300 тыс. работающих в мире кабельных модемов две трети установлены в США и Канаде. Из 300 тыс. абонентов КИС 85% пользуются услугами двухсторонних сетей (с обратным каналом), а остальные - односторонними (обратным каналом служит телефонная линия). На сегодняшний день крупнейшей в мире КИС является @Home компании @Home Network. Учредителями этого предприятия являются крупнейший оператор КТВ в США - корпорация TCI, которая в настоящее время имеет 17 млн. подписчиков по всей стране и инвестиционная компания Kleiner Perkins Caufield & Byers. Совладельцами и с операторами службы являются еще семь американских и канадских компаний, в том числе четвертый и пятый по величине операторы КТВ в США, компании Comcast и Cox Communications. По состоянию на 1 мая 1999 года @Home имела более 160 тыс. подписчиков. Потенциально же услугами этой КИС могут воспользоваться 6-7 млн. абонентов КТВ. На втором месте (64 тыс. пользователей) находится КИС Road Runner.
3. Требования, предъявляемые к оборудованию доступа в Internet
3.1 Архитектуры передачи upstream данных [2, 13]
Существует две архитектуры передачи upstream
данных это симметричная и асимметричная архитектуры.
В случае симметричной архитектуры оба сигнала -
прямой и обратный передаются по одному кабелю. Чтобы разделить прямой и
обратный сигналы, их необходимо передавать в различных диапазонах частот. Из-за
этого
прямая и обратная передачи происходят с разными скоростями. Стандартная
симметричная архитектура имеет и другие недостатки, которые будут рассмотрены
ниже. Поэтому некоторые фирмы, выпускающие кабельные
модемы, используют для своих устройств асимметричную архитектуру кабельной
сети, которая в свою очередь имеет ряд недостатков, во первых - скорость upstream канала оставляет желать
лучшего, во вторых - в связи возможным введением поминутной оплаты телефонных
линий, данная архитектура может оказаться не рентабельной, именно последний
аргумент сильно склоняет в сторону симметричной архитектуры. В случае
несимметричной архитектуры обратный канал предоставляется с помощью других
сетей, зачастую ГТС. Обе системы - симметричная и асимметричная могут хорошо
дополнять друг друга. В скором времени асимметричная архитектура будет
постепенно вытеснена симметричной архитектурой. Рассмотрим вопрос о том, какой
архитектуре можно отдать предпочтение.
Передача информации по кабельным сетям может
использоваться для различных целей. В промышленности, где кабельная сеть
создается самим предприятием для пересылки информации, разумно использовать
симметричную архитектуру, поскольку в этом случае скорость обратной и прямой
передачи одинакова. Для существующих модемов она составляет примерно 10 Мбит/с
(LANcity), т. е. сопоставима со скоростью передачи в Ethernet.
Существующая кабельная сеть, к которой можно подключить
домашний компьютер, предназначена для телевизионных сигналов и не позволяет
передавать обратный сигнал с достаточно высокой скоростью. Обычно пользователи
домашнего компьютера используют связь с Internet для доступа к WWW и
телеконференциям, а для этого требуется передача большего количества данных от
станции к пользователю, а не наоборот. Чтобы получать графические, звуковые и
видео файлы из Internet, требуются большие скорости передачи от станции к
клиенту. Выполнение же URL-запросов или передача электронной почты не порождают
большого потока данных от пользователя к станции.
Тем не менее, для подключения домашнего компьютера к Internet тоже нужно
использовать симметричную архитектуру, модернизация кабельных сетей для
организации обратного канала не так уж дорога, и в конечном итоге составит лишь
сто долларов США на клиента (в достаточно больших сетях(50> абонентов)), как
уже было упомянуто выше, в пользу этой архитектуры говорит, прежде всего, тот
факт что, с Июля 2001 работникам
ГТС вводится повременная оплата предоставляемых ими услуг.
На рис. 2, 3 изображена симметричная и асимметричная архитектуры передачи данных. [3]
 |
Рис. 2. Симметричная архитектура
|
Рис. 3. Асимметричная архитектура.
3.2 Стандарты модемов [7, 8]
Двумя основными стандартами на кабельные модемы являются MCNS/ DOCSIS и DVB/DAVIC. Однако если первый, американский, стандарт пользуется безоговорочной поддержкой американских производителей и операторов, то второй, европейский, стандарт сталкивается с все более жесткой конкуренцией европейского аналога DOCSIS — так называемого EuroDOCSIS (основное различие между американской и европейской версией DOCSIS связано с разной шириной телевизионных каналов в США и Европе и затрагивает только физический уровень).
Изначально эти стандарты были рассчитаны на поддержку разных приложений. Если Совет по цифровому аудио и видео (Digital Audio Visual Council, DAVIC) разрабатывал стандарт для предоставления интерактивных услуг на базе телевизионных приставок, то американские кабельные операторы (Multiservice Cable Operator, MCO), объединившиеся в MCNS, ориентировались, прежде всего, на предоставление в качестве дополнительной услуги передачи данных по кабелю.
Отсюда и их основные отличия. Стандарт DVB/DAVIC опирается на использование фиксированных ячеек ATM и стандартных для ATM методов обеспечения качества услуг. Поддержка передачи данных, в частности TCP/IP, обеспечивается с помощью AAL5. Стандарт DOCSIS предусматривает использование стандартных кадров Ethernet и поэтому лучше всего подходит для передачи пакетных данных.
При сравнении конкурирующие группы производителей часто прибегают к одному и тому же трюку, а именно — сопоставляют последнюю версию своего стандарта с предыдущей версией соперничающего с ним. Так, например, сторонники DVB/DAVIC напирают на поддержку качества обслуживания, хотя схожие возможности были включены в версию 1.1; а сторонники DOCSIS говорят об отсутствии в DVB/DAVIC защиты информации, хотя соответствующие средства были определены уже в DVB/DAVIC 1.4.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
