Обратный канал

Вадим Баженов

Сегодня, техническое задание на интерактивную СКТ - систему кабельного телевидения - должно разбиваться на две части: задание на распределительную сеть (прямой и обратный каналы) и задание на параметры оборудования. И самое главное, необходимо, чтобы сеть была правильно спроектирована для работы в двух направлениях. Решающим значением будет затухание сигнала от головной станции к абоненту и обратно, а также соотношение сигнал/шум в обоих направлениях, особенно это касается обратного канала. В такой сети будет работать любое оборудование.

Таким образом, вопрос о проектировании и строительстве широкополосных (5-862 МГц) интерактивных сетей является актуальным.

Одним из главных направлений развития СКТ являются:

увеличение числа транслируемых каналов;

предоставление абонентам других информационных услуг:

подключение к телефонной сети;

подключение к системам передачи данных;

доступ к интернету;

сбор информации с разного рода датчиков;

видео на заказ и т.д.

Все это ведет к расширению спектра частот, занимаемого в сети передаваемыми сигналами. Обеспечение высокого качества сигнала у абонента предъявляет соответствующие требования к головному, магистральному и абонентскому оборудованию.

Для передачи данных из компьютерной сети в СКТ, необходимо оборудование головной станции кабельных модемов. Как правило, это два устройства - головной модем, являющийся мостом между обычной компьютерной сетью и сетью передачи данных по телевизионному кабелю, и транслятор каналов, обеспечивающий передачу данных из прямого в обратный канал и наоборот.

При передаче информации от станции к кабельному модему (DOWNSTREAM) несущая частота модулируется стандартной для телевизионных сигналов полосой частот (6 МГц), на которую накладывается несущая частота (от 42 до 750 МГц). Такой сигнал передается в СКТ вместе с сигналами кабельного телевидения и не мешает телепередачам, а от абонента в сеть (обратный канал, Upstream). Телевизионные сети - однонаправленны (только к абоненту), поэтому трудности связаны с построением обратного канала.

В январе 1996 года группа крупнейших американских операторов создала организацию под названием MCNS(Multimedia CableNetwork System), которая в марте 1997 года запустила первую версию стандарта DOСSIS(Data Over Cable Service Interface Specification).

Сертификацией соответствия со стандартом, и с тестированием оборудования от разных производителей, занялась организация CableLabs(США).

Развитие технологии и появление на рынке интерактивных мультимедийных услуг вызвало необходимость изменений в стандарте DOCSIS, с целью обеспечить операторам возможность предоставления этих услуг.

DOCSIS1.0 обеспечивал поставку данных от абонентских кабельных модемов к головному модему.

DOCSIS1.1 позволял обеспечивать качество услуг (QoS- QualityofService):

полную совместимость услуг в сети, таких как интерактивное ТВ;

телевидение, видео и аудио по заказу, игры в сети, IP-телефония и т.п.;

высокий уровень безопасности пересылаемых данных;

запрет неавторизированного доступа к услугам в сети.

DOCSIS2.0 увеличил производительность вверх (обратный канал, Upstream) к 30 Mb/s,.Спецификация DOCSIS2.0 определила новые методы передачи и цифровой обработки сигнала (протоколы A-TDMA, S-CDMA), что в несколько раз увеличило помехозащищенность и скорость передачи в обратном канале. При этом была обеспечена полная совместимость с ранее выпущенным оборудованием версии DOCSIS1.0/1.1.

Ожидается, что DOCSIS3.0 увеличит способность минимум 160 Mb/s (downstream) к абонентам и минимум 60 Mb/s вверх (Upstream) от них.

Стандарт DOCSISиспользует модуляцию QAM 64 и QAM 256, передачи шириной 6 MHz и модуляцию QPSKи QAM16 в обратном канале с регулируемой шириной диапазона от 300 kHz до 3,2 MHz.

По потребности европейского рынка была создана версия под названием EuroDOCSIS, отличающаяся на физическом уровне передачи. Сертификацией соответствия с этим стандартом занимается tComLabs. Использование оборудования EuroDOCSISвыгодно в связи с использованием более широкой полосы передачи в прямом канале, позволяющем увеличить пропускную возможность по отношению к DOCSIS(8 MHz – PAL/SECAM, вместо 6 MHz - NTSC), и увеличением частотного диапазона обратного канала (до 5-65 MHz с 5-42 MHz). Расширение диапазона позволяет использовать для передачи частоты с меньшим уровнем помех и увеличить количество обратных каналов.

Стандартизация спецификаций DOCSIS

Все три изданных версии спецификаций DOCSISбыли формально одобрены национальными, региональными, и международными организациями развития стандартов, типа Общества кабельных телекоммуникационных инженеров (СКТ), европейского Телекоммуникационного института стандартов (ЭТСИ), и Международного телекоммуникационного союза (ITU).

Используя EuroDOCSIS, можно получить лучшие параметры сети передачи данных и обслужить большее количество абонентов. Поэтому многие производители оборудования стали стремиться к поддержке этого стандарта. Раньше провайдер был привязан к производителю, зато теперь он получил возможность установить мощную головную станцию от одного, а клиентам предлагать кабельные модемы стандарта DOCSIS от других производителей.

Конкуренция прекрасно сказывается на цене используемых кабельных модемов. Только в Северной Америке на середину 2000 года насчитывалось более 3 млн установленных кабельных модемов. В России также намечаются шаги в этом направлении, но все осложняется качеством кабельных коммуникаций. СКТВ с обратным каналом можно пересчитать по пальцам. Тем не менее, в Москве система уже работает, и в некоторых районах поставлена на коммерческую основу. Недавно запущена в тестовую эксплуатацию система передачи данных на одном из участков двунаправленной кабельной TV-сети города Красноярска. Проект был реализован компанией INLINETechnologiesсовместно с телекоммуникационным холдингом "ГолденТелеком".

В качестве головной станции кабельных модемов использовался маршрутизатор Cisco uBR7246 c установленной модемной картой MC11C, а в качестве абонентского оборудования – кабельные модемы 3Com HomeConnectи модемы уровня SOHO Cisco uBR924с интегрированными голосовыми портами. К достоинствам модема Ciscoможно отнести наличие голосовых портов и способность работать в качестве полноценного маршрутизатора. Однако он довольно дорог и представляет интерес, прежде всего, для офисов, желающих подключить свою локальную сеть к интернет через сеть кабельного телевидения. Модем 3Com HomeConnect- простое недорогое абонентское устройство, которое может работать в качестве моста. Модем рассчитан на индивидуального пользователя и очень прост в установке.

Была протестирована возможность передачи голоса между кабельными модемами с использованием технологии Voice-Over-IP, и модем uBR924 успешно справился с этой задачей. Сервером, обеспечивающим все необходимые для работы кабельных модемов сервисы, послужил ПК с установленной ОС Linux RedHat 6.0. В качестве голосового шлюза с городской телефонной сетью использовался маршрутизатор Cisco2610 с установленными FXO-модулями для подключения к местной АТС. Полученная схема представлена на рисунке. Один из кабельных модемов Cisco был установлен в компьютерном клубе и сконфигурирован на работу в качестве маршрутизатора для локальной сети из 8 ПК. На нем же запущен механизм трансляции IP-адресов (NAT) для экономии адресного пространства.

Головная станция кабельных модемов CISCO UBR 7246VXR

UBR 7246VXRпостроен на базе головной станции кабельных модемов UBR 7246 и высокопроизводительного универсального маршрутизатора 72хх серии, что позволяет осуществить двустороннюю передачу данных, голоса (VoIP) и видео по гибридным кабельным сетям (HFC). Станция модулирует цифровой сигнал в радиочастотный (RF) для передачи по гибридной кабельной сети к удаленному кабельному модему подписчика, поддерживает широкий спектр протоколов маршрутизации для различных сред передачи данных - Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, последовательный, высокоскоростной последовательный (HSSI), Packet over SONET (POS) OC-3c/STM-1c, DPT OC-12c/STM4c и режим асинхронной передачи (ATM). Cisco uBR7246VXR представляет собой надежный и проверенный маршрутизатор и CMTS. Высокая производительность и масштабируемость позволяет использовать это устройства в средних и больших сетях для передачи данных, голоса и видео.

Для применения данного устройства на сети КТВ потребуется дополнительный Up-конвертер для переноса сигналов Downstream в необходимую полосу частот в соответствии с частотным планом оператора.

Устройство аналогично описанному ниже CMTS BSR64000 от компании Моторола, но уступает ему по возможностям расширения и создания отказоустойчивых конфигураций.

Головная станция кабельных модемов Motorola BSR6400

Головной кабельный модем Motorola BSR6400 представляет собой новейшее решение для обслуживания сетей кабельного ТВ (в том числе HFC) с большим числом абонентов. BSR6400 Motorola предоставляет операторам передовой инструмент для расчета, конфигурирования и управления услугами широкополосной связи. Фильтрация, адресация, подготовка данных для систем биллинга, классификация и управление потоками, осуществляются аппаратными средствами со скоростью передачи потока, благодаря чему, функциональная задержка в BSR6400 сокращается до практически неуловимой продолжительности.

Эта головная станция обладает рядом особенностей:

• Конфигурация в расчете на обеспечение высокого качества голосовой связи;

• ГС выполнена на базе открытых стандартов поддерживает спецификации DOCSIS 1.1 и EuroDOCSIS 1.1;

• Встроенная система управления спектром Advanced Spectrum Management;

• Встроенные функции управления и классификации потоков SmartFlowQoS;

• "Горячее" резервирование основных модулей;

• Поддержка протоколов VoIP Н.323.

Применение данного оборудования на начальном этапе внедрения позволит без замены базового оборудования - только путем установки дополнительных модулей - нарастить мощность центрального узла до уровня мощного операторского центра. Кроме головного оборудования Motorola производит и абонентские устройства.

Абонентский кабельный модем SURFboard SB5100 Motorola

Кабельный модем SURFboard SB5100 - первый модем, спроектированный на основе последней версии стандарта DOCSIS - DOCSIS 2.0. SB5100 может работать в сетях, построенных на оборудовании разных производителей, кроме того, модем обратно совместим с DOCSIS 1.0/1.1, что позволяет операторам оснастить сети данными аппаратами уже сегодня. Процессор и полностью переработанная аппаратная часть модема обеспечивают высокую скорость доступа к сети интернет.

Особенности:

• Базируется на DOCSIS 2.0;

• Технологии A-TDMA и S-CDMA позволяют увеличить пропускную способность обратного канала;

• Поддерживает все функции стандартов DOCSIS 1.0/1.1/2.0;

• Возможность менеджмента по протоколам SNMP и TFTP, а также загрузка фирменного ПО через головной модем;

• Наличие соединений Ethernet и USB облегчают подключения модема к компьютеру пользователя;

• Поддержка до 32 пользователей Ethernet.

Кабельные модемы D-Link

Кабельный модем DCM-201

D-Link DCM-201 - это модем с поддержкой двунаправленной передачи данных в сетях кабельного телевидения с портами USB и 10/100 Мбит/с Ethernet, сертифицированный DOCSIS™ 1.1 CableLabs®. DCM-201 обеспечивает высокоскоростной доступ в Интернет и может подключаться к компьютеру через порт Ethernet или USB.

Кабельный модем DCM-202 для DOCSIS 2.

Высокоскоростной кабельный модем D-Link DCM-202, сертифицированный по стандарту DOCSIS® 2.0. При помощи ПО увеличения полосы пропускания TurboDOX™ DCM-202 увеличивает скорость загрузки до 20 раз, позволяя наслаждаться популярными приложениями интернет, такими как совместный доступ к файлам, просмотр и прослушивание потокового аудио и видео.

Кабельный модем ZyXELPrestige 964

Prestige 964 - это кабельный модем с интегрированным 4-портовыswitch/hub, который обеспечивает доступ по сетям кабельного типа. Режим bridge/router позволяет использовать данный модем для разных задач, в том числе подключение группы пользователей к сети интернет, благодаря встроенной возможности SUA/NAT (Internet Single User Account/Network Address Translation). Модем универсальный, способен работать по кабельным сетям стандарта DOCSIS/EuroDOCSIS (версий 2.0/1.1/1.0).

Распределение полосы пропускания

Полоса пропускания upstream- и downstream-потоков разделена между всеми пользователями, и использование этой полосы намного более эффективно, чем альтернативная ей связь типа точка-точка. Большую часть времени, линии связи оказываются не задействованными. Путем разделения и объединения общей полосы пропускания, можно распределять потоки данных между пользователями, что позволит активным пользователям использовать по своему усмотрению всю доступную емкость потоков, освобожденную от неактивных пользователей. Для определения информационных услуг служит термин "статистическое мультиплексирование" и часто используется для описания роста эффективности за счет разделения полосы пропускания. Преимущества статистического мультиплексирования тем больше, чем больше полос пропускания удается объединить. Например, удвоение емкости канала влечет за собой увеличение эффективной емкости в 2.5 раза. Этот фактор по существу умножает выгоды от перехода на DOCSIS 2.0 и 3.0 для кабельных операторов.

Безопасность и секретность

Данные от любого пользователя проходят через компьютеры пользователей, расположенных в том же секторе разводки, стандарты DOCSIS гарантируют, что данные каждого пользователя сохранят конфиденциальность, это достигается благодаря шифрованию. Кроме того, DOCSIS 1.1, 2.0 и 3.0 обеспечивают дополнительные инструменты безопасности, включающие механизмы предотвращения воровства услуг, процедуры подтверждения подлинности (цифровое свидетельство), безопасный способ загрузки нового программного обеспечение для модема, а также методы шифрования конфиденциального широковещательного сообщения и передачи ключей декодирования только тем клиентам, которые подтвердили свою подлинность.

Телекоммуникационная сеть города Одинцово

Объект "Широкополосная интерактивная телекоммуникационная сеть кабельного телевидения" в городе Одинцово выгодно отличается от аналогичных тем, что заказчик (МУП "Центр телерадиокомпании "Одинцово") счел возможным осуществить заказ на двухстадийное проектирование - технико-экономическое обоснование и рабочая документация. Подробнейшим образом на многовариантной основе проработаны вопросы архитектуры сети, емкости и зонирования коаксиальных кластеров, выбора оборудования и волоконно-оптических и коаксиальных кабелей, а также дана технико-экономическая оценка предстоящего строительства и определен срок окупаемости капиталовложений.

Схема ГВКС города Одинцово

На этапе выбора оборудования центральной головной станции была произведена интегральная оценка технико-экономических показателей оборудования головных станций ряда производителей, а именно Barco - Бельгия, Teleste - Финляндия, Hirschmann - Германия. Все рассматриваемые типы головных станций относятся к 1-ому классу согласно классификации европейского стандарта CENELEC EN 50083-5.

В результате проделанной работы, в качестве оборудования линейного тракта волоконно-оптической и коаксиальной части телекоммуникационной сети, было выбрано оборудование финской фирмы Teleste. Наиболее целесообразным было - построение транспортной сети с использованием оптического оборудования, работающего на длине волны 1310 нм.

В настоящее время уже введена в эксплуатацию центральная головная станция и студия кабельного телевидения, волоконно-оптическое кольцо для зоны в 12500 абонентов, выполнен значительный объем работ по строительству транспортной магистрали и коаксиальных кластеров, начата эксплуатация сети как по прямому, так и по обратному каналу.

В качестве активного оборудования линейного тракта волоконно-оптической и коаксиальной части проектируемой телекоммуникационной сети также было выбрано оборудование финской фирмы Teleste. В качестве пассивного оборудования волоконно-оптической части сети - оборудование производства ООО "Волоконно-оптическая техника".

Одинцово может быть рассмотрено аналогом построения современной телекоммуникационной сети для множества городов России с типовым жилым фондом преимущественно строительства 70, 80, 90-х годов с количеством абонентов до 100 000.

Общеизвестно, как не существует двух одинаковых городов, так и не существует двух одинаковых широкополосных телекоммуникационных сетей. Тем не менее, Одинцово может являться аналогом для средних городов России (до 500 000 человек). Для малых городов в качестве примера можно рассматривать осуществленное строительство телекоммуникационной сети в городе Лосино-Петровский.

Схема ГВКС города Лосино-Петровский

Вся телекоммуникационная сеть города представляет собой сеть двухуровневой архитектуры, включающей на втором уровне волоконно-оптические сети доступа по кольцевой архитектуре и непосредственно коаксиальные распределительные сети. Коаксиальная сеть построена по тому же принципу, что и сеть города Одинцово: исходя из условий максимальной пропускной способности обратного канала наиболее оптимальной топологией построения коаксиальных участков сети принято "условное" разбиение территории застройки на участки около 2000 абонентов (с возможностью разделения в процессе эксплуатации на кластеры с количеством абонентов до 500 при активизации обратного канала). В центре данного участка предполагается размещение оптического узла. По аналогии с городом Одинцово на этапе выбора оборудования центральной головной станции также была произведена интегральная оценка технико-экономических показателей оборудования головных станций ряда производителей. В результате проведенного сравнительного анализа было выбрано оборудование немецкой фирмы Hirschmann. В качестве активного оборудования линейного тракта волоконно-оптической и коаксиальной части проектируемой телекоммуникационной сети также было выбрано оборудование немецкой фирмы Hirschmann. В качестве пассивного оборудования волоконно-оптической части сети - оборудование производства ООО "Волоконно-оптическая техника", для коаксиальной части - ЗАО "СтандарТелеком". По рассматриваемому объекту совместными усилиями заказчика и подрядчиков удалось выполнить весь объем строительства за 4 месяца. Современность и "продвинутость" сети позволит кабельному оператору на десятки лет "забыть" о необходимости модернизации сети и даст возможность без проблем вводить новые услуги. Распределение телевизионного сигнала не является единственной задачей современной кабельной сети.

Преимущества создания новой сети очевидны:

широкая полоса, позволяющая передавать аналоговые и цифровые сигналы;

наличие обратного канала;

обеспечение высококачественного многоканального сигнала у абонента;

предоставление разнообразных услуг и возможность многократного наращивания их объема.

Комментарии

Сергей Толмачевский

начальник департамента головного оборудования "Телко Групп"

Каждый, кто так или иначе столкнулся с интерактивной передачей данных в широкополосных кабельных сетях по стандарту DOCSIS, вынужден был бороться с шумами ингрессии в обратном канале. Процесс борьбы с этим неприятным явлением достаточно трудоемок и носит затяжной, а иногда перманентный характер. Памятуя об этой беде и учитывая требования, предъявляемые к качеству этого сервиса, в частности для IP-телефонии, многие кабельные операторы  останавливают свой выбор на технологии Ethernet, прокладывая параллельно с коаксиалом витую пару. Основное достижение стандарта DOCSIS 2.0 по сравнению с предыдущими версиями, это, на мой взгляд, не столько расширение полосы и информативности обратного канала, сколько возможность работать при соотношении сигнал/шум в обратном канале -7,5 дБ. Выигрыш по этому параметру по сравнению с DOCSIS 1.1 как минимум 8 дБ! Это как раз те децибелы, которых очень многим не хватает в часы максимальной загрузки сети. Без всякого сомнения новый подход к выбору системы мультиплекирования (S-CDMA) и более мощное помехозащищающее кодирование в DOCSIS 2.0, открывает новые возможности для расширения услуг на новом качественном уровне.

Анатолий Шмалюк

начальник участка эксплуатации ООО "НПО СКАТ", г. Абакан

Изначально обратный канал создан американскими операторами кабельного телевидения, дабы получить максимальную прибыль из существующих кабельных сетей, которые на момент создания самого стандарта были у них повсеместно.

Стоит ли начинающим кабельным операторам России использовать вчерашние американские технологии и покупать европейское оборудование, возможно бывшее в употреблении, так как прогресс на месте не стоит? Есть возможность сделать более технологически совершенную сеть на оптическом оборудовании, с действительно высокоскоростной передачей данных.

Если окунуться в историю, то сначала была передача данных - сигнальные костры, телеграф, а только потом появились телефон и телевидение. Зачем же делать передачу данных его "побочным продуктом"?

Наша компания услугу "Интернет по кабельной сети с использованием обратного канала" начали запускать в конце 2002 года. Путем проб и ошибок. Очень долго ждали, когда доставят наш первый кабельный модем, что он из себя представляет?

Это оказался ASUSTEK, даже с COM-портом, наличие которого, в последствии, очень выручило, так как не было ни одного прибора для измерения параметров обратного канала. Весь процесс подключения по шагам, и параметры сигнала отслеживали как раз с СОМ-порта этого модема с помощью старенького ноутбука. Несмотря на высокую цену, а она была в разы выше сегодняшней, мы остались весьма довольны и приятно удивлены такой скоростью работы.

И так прошло 3 года. Какие выводы?

В нашем городе в полосе первого частотного канала (48,5-56,5 МГц) работает мощный передатчик канала РТР. То есть верхняя полоса обратного канала "занята", полоса 5-15 МГц сильно подвержена бытовым шумам. Остается полоса 15-30 МГц.

В свое время, сеть была построена по "древовидной" технологии полностью на коаксиальном кабеле. В настоящее время, когда цены на кабельные модемы снижаются, а благосостояние абонентов растет и наблюдается рост подключений к услуге "Интернет по кабельной сети", обратный канал оказался сильно перегружен. В результате параллельно прокладывается оптическая сеть, для разделения существующей сети на участки. Стремимся получить теперь полноценную "Звезду".

Однако современные приложения уже требуют более высоких скоростей, чем позволяют возможности обратного канала. К тому же наступают xDSL технологии с услугами IPTV.

Это на момент 2002 года, исходя из стоимости оптического кабеля и активного оборудования, организация передачи данных по коаксиальной кабельной сети была более привлекательной. Соединить в городе между собой 2 точки, да еще с небывало высокой скоростью (по сравнению с Dialup-модемом) на расстоянии 6 км - конкурентов не было, в прочем, как и сейчас, если считать цену подключения. Но! Когда цена пары оптических 100 Мегабитных медиаконвертеров порядка 100 у.е. стоит задуматься о покупке головной станции ценой несколько десятков тысяч - и уж конечно - не рублей.

Оптимальное решение, я считаю, построение двух "параллельных" сетей на оптическом кабеле (использовать отдельные волокна). Одна – аналоговая для телевизоров "старого" парка, которые, несомненно, останутся у слабо обеспеченных слоев населения. Вторая сеть – для передачи данных, в том числе IP-телевидения, которое с каждым днем все стремительнее выходит на рынок телекоммуникационных услуг.

Игорь Баканов,

Технический директор компании "Видис", г. Нижний Новгород

Обратный канал – это, конечно, хорошо, но только на кластерах до 2-3 тысяч абонентов - когда количество жил на обратный канал не очень велико. Как только размер кластера уменьшается, например, на 500, то количество жил под обратный канал сильно возрастает, а если оптика до дома - то это вообще бред! Кроме того, необходимо это не только передать поток, но и принять - на головной станции будет много приемников обратного канала, а это просто рассадник.

Еще одна проблема – количество сварок, причем не только их цена, но и время, на них затраченное. Если 32-жильный кабель варить через 200 метров – это же ужас, сколько времени займет!

Мы сами решили начать с оптического Ethernet 3 года назад: купили головной модем, попробовали – работает. Так и развивались, прокладывали оптику - 300-500 абонентов или 3-4 дома на узел. А потом встал вопрос возможности предоставления абонентам интернета. На тот момент у нас в интернет был только в центре города, но там плотная застройка и Ethernet отлично подходил для этого. Но тут встала необходимость подключить район на выселках, в нем живет 13 тысяч человек практически на одной улице. Прокладывать новую оптику на 32-48 жил и куститься – это масса денег и времени. А тут как раз появилось оборудование для пассивных оптических сетей - PON - и мы решили уже попробовать его. Получилось, что всего в 2-х новых жилах раздали сигнал в 64 дома, то есть PON экономит жилы. При этом скорость в магистрали 1 Гбит, на доме 100 Мбит, в обратную сторону немного меньше - 600-800 Мбит, но это все же не жалкие крохи обратного канала. Если бы мы делали 1 Гигабит на оптике по звезде, то на 100 домов надо было бы 100 Гигабит - ну и чем это "коммутить"?! У нас что - пентагон или домовая сеть? Тем более, что при такой цене трафика это было бы очень дорого для абонентов, а у нас получилось более экономичное решение.

Еще один важный момент – ремонт. Обратный канал - медленная технология под инфраструктуру коаксиального кабеля (а ведь оптика наступает!). Обслуживание коаксиальных сетей как минимум вдвое сложнее обслуживания оптических.

В общем, наши PON-сети охватили уже 30 тысяч квартир, и мы продолжаем их развивать.

Андрей Пастушенко,

директор по маркетингу "ЦТС-ТВ", г. Ростов-на-Дону

Наша компания, как оператор КТВ, является дочерним предприятием крупного телекоммуникационного холдинга, поэтому вопрос обратного канала для нас - это просто расширение уже существующей абонентской базы пользователей. В Ростове у ЦТС более 10000 точек подключения ADSL и выделенных линий.

Мы отказались от идеи интернета по телевизионному кабелю в пользу второй кабельной разводки по дому - обычной витой парой на стомегабитном Ethernet'e. Это более привычно и не требует крупных финансовых вложений в модернизацию телевизионной инфраструктуры, а собственная оптика по городу дает возможность легко подходить к интересующим микрорайонам.

Пользователи нас поддерживают: во-первых, существует довольно много желающих подключить высокоскоростной интернет, не становясь абонентом КТВ, и мы обязаны это учитывать, во-вторых, проблема отключения - если абонент отказался от ТВ, оставив интернет, абонента легко физически отсоединить, оставив вторую услугу на втором кабеле.

Колпаков И.А.

директор компании "Контур-М"

История предоставления услуг в полосе обратного (реверсного) канала операторами кабельного телевидения России уходит своими корнями во вторую половину 90-х годов прошлого столетия и является закономерным процессом эволюции классических сетей кабельного телевидения. Российские операторы опирались на положительный опыт операторов СКТ в США и странах западной Европы (на Западе, уже тогда, услуги передачи данных и телефонии, как правило, входили в базовый набор услуг, предоставляемых оператором КТВ). Главным двигателем процесса было естественное желание кабельного оператора увеличить свои доходы. Опыт проектов, реализованных нашей компанией, показывает, что оператор кабельного телевидения только при предоставлении услуги передачи данных в полосе обратного канала увеличивает свои доходы на 30…40%, и это при 3…5% подписчиков от числа потенциальных абонентов. Передача данных и доступа в Internet – это гарантированно востребованная услуга, но в большинстве случаев, как верно подметили авторы статьи, возможности обратного канала на этом не ограничиваются. Где-то будут актуальны услуги телефонии или VOD, где-то телеметрии или охранных систем и видеонаблюдения. Поэтому тем, кто только собирается строить сеть кабельного телевидения или ведет модернизацию существующей сети, мой совет – стройте сети с возможностью предоставления услуг в полосе обратного канала, за интерактивными услугами будущее операторов кабельного телевидения и не только их.

Что касается якобы запредельно сложных технических проблем возникающих в полосе обратного канала… У меня на этот вопрос сугубо практический взгляд, за плечами нашей компании десятки реализованных проектов и, поверьте на слово, не так страшен черт, как его малюют. Если при выполнении проектных работ и выборе оборудования были учтены требования, предъявляемые к обратного каналу, и произведены все необходимые расчеты; если строительно-монтажные и пусконаладочные работы выполнены качественно и в соответствии с нормативной документацией; если у оператора имеется подготовленный персонал, то проблем никаких не возникнет. Можно, конечно, попытаться забить в бетонную стену гвоздь при помощи молотка для того, чтобы повесить картину, но при этом возникнут проблемы… Однако разумный человек возьмет перфоратор, просверлит отверстие, вставит дюбель, ввинтит саморез и без всяких проблем повесит картину. То же самое и с обратным каналом. Если оператор попытается дать услугу передачи данных в DOCSIS1.0 при ДРС, собранных на УАР-ах, у него будут сплошные проблемы, т.к. техническое решение для этого не предназначено, надо использовать DOCSIS2.0 или проводить модернизацию ДРС! Падает скорость – расширяйте CMTS или проводите сегментацию зон обслуживания оптических узлов! Не знаете ответа не риторический вопрос: "ЧТО ДЕЛАТЬ?" - обращайтесь в "Контур-М"! Поможем!

Наша компания накопила большой опыт по внедрению услуг в обратном канале, и мы готовы поделиться с читателями методами и практическими решения, возникающих при этом проблем.

Какие же технические проблемы и задачи приходится решать при построении и эксплуатации обратного канала? Перечислим их кратко.

 Расчет обратного каналаизначально необходимо вести по действующему стандарту DOCSIS2.0, а не по устаревшим версиям 1.0 и 1.1. Очевидно, что этот стандарт, как де-факто, уже давно стал мировым. А выходящая 3-я версия стандарта DOCSISпозволит многократно увеличить скорость доступа.

 При построении новой СКТнеобходимо правильно подойти к сетевой конфигурации в части волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

 При внедрении услуг интерактивного сервиса(особенно телефонии и систем видеонаблюдения) желательно иметь и систему сетевого менеджмента (NMS).

 Скорости цифровых потоковдолжны рассчитываться для наилучшего и наихудшего случаев. Необходимо очень четкое знание и понимание каждой из причин возможного снижения скоростей в обратном направлении: канальное отношение несущая/шум (C/N), число абонентов в кластере (сегменте), число используемых каналов, полоса канала и используемый формат модуляции, защитное отношение (FEC), число и рациональная расстановка приемников-демодуляторов, правильный расчет энергетических уровней в узловых точках, качество монтажных работ, качество соединительных коннекторов и др.

 Пути увеличения скоростей цифровых потоков в обратном направлении:

реализация максимально возможного C/N;

правильная сетевая топология;

использование не коллективных, а индивидуальных кабельных модемов (СМ);

увеличение числа карт приемников-демодуляторов, входящих в состав головной станции кабельных модемов (CMTS), то есть уменьшение размера зоны, обслуживаемой одним восходящим потоком (Upstream);

отказ от суммирования восходящих потоков  как по ВЧ (т.е. в коаксиальном кластере), так и в ВОЛС (каждый из оптических передатчиков обратного направления должен работать только по отдельной оптической жиле на свой приемник-демодулятор CMTS), использование оптических узлов с несколькими модулями передатчиков обратного канала.

 Максимизация отношения C/N, от которого в значительной степени зависит скорость цифрового потока. Для максимизации C/Nтщательно следует рассмотреть такие вопросы как: способы подключения коллективных и абонентских СМ, защита от шумов ингрессии, топологическое исполнение конфигурации сети, правильный выбор типа и режима эксплуатации усилителей обратного канала, уровень транслируемых сигналов, правильный расчет узловых точек соединения, правильный режим эксплуатации ВОЛС в обратном направлении и др.

 Защита от шумов ингрессиипредставляет собой особенно важную задачу при проведении проектных работ. Дело в том, что скорости цифровых потоков зависят от C/N, которое в очень значительной степени определяется именно шумами ингрессии. Искусство проектировщика - правильно принять все возможные меры защиты от шумов ингрессии в зависимости от конкретной ситуации исполнения сети.

Основными способами защиты от шумов ингрессии являются:

использование ВЧ кабелей с высоким коэффициентом радиоэкранирования;

качественное выполнение монтажных работ;

правильный выбор конфигурации домовой сети, и особенно, стояков;

установка абонентских разветвителей в металлические ящички;

использование параллельных сетей для "активных" абонентов;

использование диапазонных режекторных фильтров.

 Правильный расчет уровней сигналов в обратном направлении по всем точкам сети и правильный расчет интермодуляционных искажений. Как видим, спектр рассматриваемых вопросов довольно широк и для правильного проектирования обратного канала необходимо решать целый комплекс взаимосвязанных задач, которые под силу только мощной проектной организации, владеющей современными программными методами проведения расчетов.

С уважением ко всем читателям журнала "Кабельщик".

Обратный канал в MMDS. За и против

Перкис Игорь Львович, старший инженер АСК ЗАО "Космос ТВ"

Организация обратного канала в MMDSсети позволяет оператору расширить перечень своих услуг и предложить клиентам доступ к интерактивным телевизионным услугам, доступ к интернет-ресурсам, услуги по передаче данных и IP-телефонию, организацию виртуальных частных сетей (VPN).

Существует два варианта реализации такого проекта. По наземным телефонным линиям и по радиоканалу. Очевидно, что в первом варианте возможно реализовать только асимметричные услуги, когда низкоскоростные потоки данных от абонента к провайдеру передаются через dial-upсоединение, а высокоскоростные потоки данных от провайдера к абоненту через MMDS-радиоканал. Отличительной особенностью этого способа является необходимость использования абонентских терминалов (SetTopBox) со специализированным программным обеспечением и встроенным модемом для "дозвона" на модемный пул оператора.

Существенным недостатком первого варианта является тот факт, что во время пользования интерактивными приложениями или во время доступа к сети телефонная линия абонента оказывается занятой.

По этой причине, конечно же, второй вариант (с использованием обратного радиоканала) выглядит более привлекательным.

Давайте рассмотрим, как работает подобная схема.

На стороне оператора это выглядит следующим образом. Приходящие от абонента запросы на получение данных или доступа к интерактивным приложениям принимаются по радиоканалу посредством приёмной антенны и связанного с ней приёмника обратного канала. Далее запросы поступают на головной модем (происходит демодуляция сигнала), откуда передаются в локальную вычислительную сеть провайдера услуг, к которой подключены, как правило, ряд обслуживающих серверов. Обычно это сервер приложений (необходимый для функционирования телевизионных интерактивных приложений), почтовый сервер и WEBсервера для доступа к ресурсам провайдера. Естественно, что сеть провайдера так же имеет выход в глобальную сеть интернет. После обработки запросов соответствующие данные направляются на головной модем, где они модулируются и затем передаются в эфир посредством передатчика прямого канала и передающей антенны. Тип модуляции сигналавыбирается оператором при проектировании сети в зависимости от того, какое оборудование было выбрано в качестве оконечного, типов передаваемых цифровых сервисов, зашумлённости эфира и прочих факторов.

На стороне абонента схема организации двусторонней MMDSпередачи выглядит следующим образом. Потоки данных от абонентских телевизионных терминалов, индивидуальных или коллективных эфирно-кабельных модемов на частотах обратного канала передаются по стандартной коаксиальной кабельной сети на трансивер. Эфирно-кабельный модем – это устройство сопряжения, которое с одной стороны имеет Ethernetинтерфейс для подключения к компьютеру или локальной компьютерной сети абонента, а с другой стороны интерфейс для подключения к телевизионной коаксиальной сети. Трансивер же представляет собой интегрированный приёмопередатчик, обычно небольшой мощности, который состоит из повышающего конвертора и усилителя обратного канала, понижающего конвертора прямого канала, а также входного и выходного диплексеров.

Принятые трансивером по радиоканалу сигналы понижаются по частоте из MMDSдиапазона до частот телевизионного диапазона прямого канала и направляются по коаксиальной сети на абонентские телевизионные терминалы и эфирно-кабельные модемы. Как показывает практика, в одной коаксиальной сети может работать большое количество STBи модемов, не оказывая значительного влияния друг на друга. Однако необходимо помнить, что желательно использовать именно эфирно-кабельные, а не обычные кабельные модемы ввиду того, что последние не предназначены для работы с эфирными системами, основное отличие которых состоит в определённой нестабильности частоты сигнала, связанной с большим количеством преобразований частоты, а так же нестабильностью амплитуды и фазы вызванной переотражением сигнала и другими факторами.

К сожалению, реализация обратного канала в MMDS-сетях связана с рядом технических и финансовых трудностей. Основная проблема – это нехватка частотного ресурса. Дело в том, что помимо необходимости выделения частотного ресурса для передачи обратного канала "по эфиру", необходимо так же выделить неиспользуемые частоты для организации так называемого защитного интервала. Это связано с тем, что сигналы большой мощности прямого канала перекрывают слабомощные сигналы от абонентских передатчиков. Существует вариант организации обратного радиоканала на частотах вне MMDS-диапазона, однако в этом случае необходимо получить в регулирующих органах пакет разрешительной документации на использование этих частот, что часто вызывает у операторов значительные трудности.

Существенным препятствием к реализации концепции двустороннего MMDSявляется относительная дороговизна абонентского приёмо-передающего оборудования по сравнению с обычной приёмной MMDS-антенной, что снижает для клиента привлекательность подобной услуги. На мой взгляд, в современных реалиях, учитывая значительный всплеск предложений по доступу к интернет ресурсам наземными операторами (это и городские телевизионные кабельные сети, и локальные Ethernetсети, и сети доступа, использующие xDSLтехнологии) целесообразным использование обратного канала в MMDSсетях будет только в тех регионах, где доставка сигналов по проводным линиям связи затруднена.