Сети HFC .

Сети HFC.

Важными отличительными чертами информационных сетей нового поколения является их широкополосность, интерактивность и интеллектуальность, как необходимые условия интеграции предоставляемых услуг. Мировая практика показывает, что наиболее рациональной инфраструктурой многофункциональных информационно-телекоммуникационных сетей является сеть, включающая сети телевидения и радиовещания. Уровень развития техники и технологии позволяет реализовать такую систему наиболее экономично и в достаточно сжатые сроки путем строительства гибридных волоконно-коаксиальных сетей (ГВКС).

Гибридные оптико-коаксиальные сети (hybrid fiber-coax, HFC) – наиболее распространенные в настоящее время широкополосные сети передачи данных.

В настоящее время гибридные волоконно-коаксиальные телекоммуникационные сети кабельного телевидения все больше завоевывают право на существование.

Сети HFС позволяют оператору предоставлять абонентам как базовые услуги (стандартные аналоговые ТВ каналы), так и расширенный сервис – платное аналоговое и цифровое телевидение, телефонную связь, доступ в Интернет.

Эти сети интегрировано включают в себя несколько систем информации и связи, имеется ввиду телевизионное и радиовещание, телефонию и комплекс интерактивных услуг. Формируется самостоятельный, новый раздел инженерного оборудования территории современного населенного места, который нуждается не только в концептуальных и юридических нормативных актах, но и в полном пакете нормативно-технической документации, регламентирующее проектирование и строительство ГВКС.

Варианты построения HFC- cетей

В Европе, США и других развитых странах в 1990-е гг. стали внедряться гибридные сети с применением волоконно-оптических и коаксиальных кабелей. Широкополосные и протяженные магистрали строятся на волоконно-оптических кабелях, а домовые сети - на коаксиальных. Подобные сети позволяют довести до пользователей ТВ-программы метрового (МВ) и дециметрового (ДМВ) диапазонов, радиовещательные программы (в полосе 76…108 МГц), а при необходимости сеть может быть уплотнена сигналами передачи данных и телефонией. Гибридные сети технически позволяют организовать обратные каналы, для которых, обычно, отводится полоса 5…40 МГц.

В традиционном варианте HFC оптическое волокно прокладывается до оптического распределительного узла вблизи от группы домов, а конечная разводка осуществляется с помощью коаксиальной сети. Один оптический распределительный узел рассчитан на 300-3000 абонентов.

Один из вариантов решений

Таким образом, для реализации кабельной сети с полным набором услуг использовать старые схемы практически невозможно и нецелесообразно как с технической, так и с экономической точки зрения, ибо это потребует замены не только кабелей, но и всех усилительных и развязывающих элементов сети (ответвителей, сумматоров, усилителей и др).

DOCSIS

Data Over Cable Service Interface Specifications (DOCSIS) — стандарт передачи данных по коаксиальному (телевизионному) кабелю. В 1998 г. на сессии рабочей группы ITU в Женеве был одобрен основополагающий стандарт J.112, определяющий методы передачи данных по сетям кабельного телевидения. Базируясь на основе стандартов ITU J.112 и J.83, консорциумом CableLabs в сотрудничестве с широким кругом производителей оборудования был разработан единый международный стандарт, известный под названием Data Over Cable Service Interface Specification (DOCSIS).

Этот стандарт предусматривает передачу данных абоненту по сети кабельного телевидения с максимальной скоростью до 42 Мбит/с. (при ширине полосы пропускания 6 МГц и использовании многопозиционной амплитудной модуляции 256 QAM) и получение данных от абонента со скоростью до 10,24 Мбит/с. Он призван сменить господствовавшие ранее решения на основе фирменных протоколов передачи данных и методов модуляции, несовместимых друг с другом, и должен гарантировать совместимость аппаратуры различных производителей.

Принятые ITU документы содержат также три приложения, учитывающие специфические особенности американского, европейского и японского рынков услуг CATV и используемые в этих регионах стандарты (NTSC, PAL, SECAM).

Существует несколько версий спецификации DOCSIS:

DOCSIS 1.0

DOCSIS 1.1

DOCSIS 2.0

DOCSIS 3.0

EuroDOCSIS

EuroDOCSIS регламентирует принятое для Европы распределение частот прямого и обратного канала, оговаривает работу c полосой 8 МГц.

Стандарт DOCSIS 1.1 дополнительно предусматривает наличие специальных механизмов, улучшающих поддержку IP-телефонии, уменьшающих задержки при передаче речи (например, механизмы фрагментации и сборки больших пакетов, организации виртуальных каналов и задания приоритетов).

DOCSIS имеет прямую поддержку IP протокола с нефиксированной длиной пакетов, в отличие от DVR-RC, который использует ATM Cell transport для передачи IP пакетов (то есть, IP пакет сначала переводится в формат ATM, который затем передаётся по кабелю; на другой стороне производится обратный процесс).

Таблица скоростей

Максимальная скорость синхронизации (Максимальная используемая скорость)

Передача данных «сверху вниз» — к пользователю, или в Downstream-канале — выполняется передающим устройством головного оборудования, называемым CMTS — Cable Modem Termination System. Иначе говоря, вся полоса делится между всеми пользователями, которые в данный момент принимают данные, поэтому доступная в каждый момент времени полоса для конкретного пользователя может «плавать» в очень широких пределах. Передача информации «снизу вверх» (в Upstream-канале) может выполняться кабельным модемом, который отвечает техническим требованиям, предъявляемым Предприятием, или сертифицирован на соответствие стандарту DOCSIS, а в качестве протокола доступа реализована процедура МДВР (многостанционный доступ с временным разделением каналов) или МДКР (многостанционный доступ с кодовым разделением каналов). До появления стандарта DOCSIS 3.0 полоса на одного пользователя в Downstream-канале составляла примерно не более 25 Мбит/с, в Upstream-канале — не более 10 Мбит/с. Это обусловлено невозможностью выделения всех тайм-слотов на одно абонентское устройство.

Главное отличие DOCSIS 3.0 от 2.0 в том, что в DOCSIS 3.0 каналы на кабельном модеме можно объединять, тем самым увеличивая скорость доступа. Объединяются до 16 прямых и 8 обратных (2008 г.). Также в DOCSIS 3.0 появилась поддержка multicast, шифрования AES и др.