Dostęp kablowy

Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Podstawą zdalnego i szerokopasmowego dostępu do zasobów w sieci od lat były i nadal są miedziane modemy kablowe. Analogie pomiędzy pracą tradycyjnych modemów korzystających z linii telefonicznych (300-3400 KHz) a działaniem modemów kablowych ograniczają się do wspólnej zasady wykorzystania dodatkowych (jednej lub wielu) częstotliwości nośnych, leżących wewnątrz lub poza zakresem tzw. pasma podstawowego w torze przesyłowym oraz do podobnych niekiedy metod modulacji częstotliwosci nośnych. Ze względu na zakres objęty przez pasmo sygnału modulowanego modemy kablowe są jednak urządzeniami wielkiej częstotliwości, a ich pasma robocze z reguły mieszczą się w zakresach powyżej 5 MHz.

Wybór zakresów częstotliwości pracy modemów wynika tu bezpośrednio z własności transmisyjnych obu typów torów kablowych:

• szybko rosnącym – wraz z częstotliwością – tłumieniem pary telefonicznej, pozbawionej regeneratorów sygnału na odcinku abonenckim;
• nieznacznie zmieniającym się tłumieniem kabla koncentrycznego w paśmie w.cz. o szerokości kanału telewizyjnego, dodatkowo wyrównywanym przez wzmacniacze liniowe sieci CATV.

Stosowanie wzmacniająco-korekcyjnych elementów czynnych w sieci kablowej TV zapewnia równocześnie korzystne warunki dla transmisji danych w postaci odpowiednio modulowanych sygnałów nośnych. Środowisko transmisyjne dla modemów kablowych jest optymalizowane pod względem zniekształceń intermodulacyjnych i szumów termicznych, co wynika z wysokich wymagań, jakie musi spełniać tor przesyłowy telewizji kablowej przy przenoszeniu analogowych kanałów telewizyjnych.

Przekazy przez sieć hybrydową według technologii HFC (Hybrid Fiber Coax) są udostępniane przez operatorów i dostawców telewizji ­kablowej CATV (Cable TV). Oferta ta powstała w wyniku modernizacji istniejących – z natury jednokierunkowych – kanałów dosyłowych telewizji kablowej z centrum nadawczego do abonenta i doposażenie ich o interakcyjny kanał zwrotny w stronę operatora sieci. Hybrydowa sieć optyczno-współosiowa w tej technologii składa się z dwukierunkowych łączy światłowodowych w części magistralowej (szkieletowej) do połączenia ze stacją czołową oraz niewielkich odcinków aktywnego kabla współosiowego o drzewiastej topologii połączeń, między zakończeniem optycznym sieci a punktem odbioru u abonenta w domu.

Do dystrybucji sygnałów na najniższym poziomie hierarchii sieciowej wykorzystuje się instalacje telewizji kablowej CATV, której cechą jest analogowy charakter transmisji, związany z przekazem sygnałów telewizyjnych. Przekaz informacji cyfrowych (telefonia, dane) przez wspólne z TV medium transmisyjne wymaga konwersji sygnałów cyfrowych do postaci analogowej, w standardzie i pasmie akceptowalnym w sieciach CATV. Konwersja i wplatanie tych sygnałów do wspólnego nośnika przebiega po obydwu stronach łącza: w stacjach czołowych dzięki instalacji wydzielonych i dwukierunkowych urządzeń modulujących oraz przemienników pasma, po stronie odbiorczej zaś za pomocą aktywnych dwustronnych terminali zakończenia sieciowego.

Z punktu widzenia transmisji danych przez takie sieci możliwy jest przekaz danych w szerokim pasmie do 1 GHz (łączna przepływność kilka Gb/s), lecz największe ograniczenie pasma stanowią nie sieci światłowodowe, lecz już istniejące, zainstalowane kable koncentryczne telewizji kablowej CATV. Wiele znanych sposobów aktywnie korygujących dwukierunkową charakterystykę przenoszenia umożliwia transport kilkudziesięciu kanałów telewizyjnych w pasmie dosyłowym (downstream) 47–860 MHz (w Europie najczęściej od 65 do 860 MHz) oraz pasmie zwrotnym (upstream) w następujących zakresach częstotliwości: 5–30 MHz, 5–42 MHz, 5–55 MHz lub 5–65 MHz. Uzyskanie tak wysokich przepływności w ograniczonym pasmie medium transmisyjnego przesądza o potrzebie stosowania wysoko wydajnych sposobów kodowania sygnału dosyłowego za pomocą modulacji 64/256 QAM, ­zapewniających skuteczność widmową do 6 b/s/Hz, oraz modulacji QPSK/16QAM w kanałach powrotnych.

Problem dwukierunkowego szybkiego dostępu (nie tylko do Internetu) za pomocą systemu HFC rozwiązują stacje czołowe znajdujące się u operatora i szerokopasmowe modemy kablowe nowej generacji, o przepływności w zakresie 10–40 Mb/s, instalowane u abonenta. Wiele niekompatybilnych systemów i produktów kablowych pierwszej generacji, pochodzących od różnych firm, zostało praktycznie zastąpione drugą generacją urządzeń – w zdecydowanej większości zgodnych (marzec 1997) z coraz bardziej popularnym standardem DOCSIS (Data Over Cable System Interface Specification). Najnowsza wersja DOCSIS 1.1 (1998 r.), uzupełniona o elementy kontroli jakości usługi QoS, spełnia wymogi bezpieczeństwa transmisji danych z możliwością szyfrowania według normy DES 56. W Europie obowiązuje wersja EURO-DOCSIS, stanowiąca równocześnie podstawę do oferowania usług głosowych VoIP abonentom telewizji kablowej.

Terminal Set-Top-Box

Przystawka telewizyjna – STB (Set-Top-Box) – to najtańszy sposób przewodowego komunikowania się użytkownika ze światem zewnętrznym Internetu, bez potrzeby używania komputera. Proste i niewielkie urządzenie dostępowe STB jest przyłączone z jednej strony do domowego odbiornika telewizyjnego TV, a z drugiej strony do linii telefonicznej lub gniazda sieci telewizji kablowej (CATV). Urządzenie spełnia funkcję terminalu pośredniczącego w odbiorze danych, głosu lub obrazu i umożliwia interaktywne nadawanie poleceń użytkownika w kierunku sieci za pomocą klawiatury pilota.

W praktyce istnieją dwa rozwiązania przystawek pośredniczących Set-Top-Box, różniące się sposobem instalacji interfejsu komunikacyjnego, zapewniającego transmisję dwukierunkową. W wersji całkowicie przewodowej komunikacja w obie strony dokonuje się przez łącze internetowe, zrealizowane przez klasyczny (wbudowany) modem analogowy standardu V.90 lub V.92 i tradycyjną linię telefoniczną z aktywnym dostępem do Internetu. Możliwa jest również dwukierunkowa łączność za pośrednictwem karty sieciowej włączonej do lokalnej sieci LAN (Internet) lub modemu kablowego (pasmo 10 MHz), zapewniającego dostęp do Internetu przez sieć telewizji kablowej CATV. W wersji telewizyjnej używa się kanału dosyłowego, korzystając z istniejących technologii transmisji obrazu satelitarnego lub telewizji kablowej – na zasadach podobnych do przekazów teletekstowych (telegazeta). Interakcja użytkownika przez kanał zwrotny jest realizowana klasycznie przez Internet. Rozwiązanie to stosuje się wykorzystując transmisję cyfrową prowadzoną przez platformy telewizji cyfrowej.