Организация доступа в Internet по существующим сетям кабельного телевидения

услуги на абонента. На базе Series 2000 вполне можно организовать

безопасную сеть кокой либо не очень большой компании, причем любой

сотрудник сможет получить доступ к этой сети прямо из дома используя модем

Series 2000.

Motorola

Компания Motorola также приложила усилия, чтобы создать кабельный модем,

который назвала Cybersurfer этот модем - часть программы Motorola Cable

Data. Программа Motorola Cable Data была разработана для предоставления

быстродействующих коммуникаций для on-line услуг, таких как: доступ в

Интернет, телеконференции и других услуг для домашнего и делового

использования.

CyberSURFER, как и многие другие модемы оснащен 10 Base T Ethernet

соединением. При помощи Ethernet wiring hub интерфейса, один CyberSURFER

может давать IP адреса сразу нескольким персональным компьютерам.

Передатчик RF и приемник в CyberSURFER обеспечивают соединение через HFC

сеть.

Данные от абонента(upstream) передаются на скорости 768 kbps по 600 кГц

каналу. downstream - 30 Mbps канал, который использует 6 MHz диапазон и

обеспечивает максимум 10 Mbps производительность каждому абоненту.

Системы модуляции использованные в CyberSURFER - DQPSK для upstream, и 64

QAM для downstream.

Phasecom

SpeedDemon Phasecom как и большинство других модемов использует Ethernet

10Base T

Интерфейс, для соединения с HFC. Модем использует QAM модуляцию для

downstream и QPSK модуляцию для upstream. В SpeedDemon применена Time

Division Multiple access (TDMA) технология, с помощью которой достигается

скорость в 30 Mbps downstream, и 2.56 Mbps для upstream.Модем требует

ширину диапазона в 6 MHz для downstream и 2 MHz upstream. Этот модем был

разработан для использования в малых офисах и для домашних компьютеров.

Также модем может функционировать как мост, таким образом, позволяя

нескольким пользователям получить соединение, использовав лишь один

клиентский модем.

BayNetwork LANcity(последнее - подразделение BayNetwork)

компания BayNetworks имеет широкий диапазон изделий, которые включают

кабельные модемы, аппаратные маршрутизаторы switchи. Их кабельные модемы

обеспечивают 10 Mbps для downstream и достаточно большой upstream. Эти

скорости могут стабильно поддерживаться на расстоянии до 200 миль, без

каких либо потерь данных. Модемы компании BayNetwork LANcity поддерживают

технологию plug and play(в операционных системах windows98 и старше не

требуют установки каких либо специальных драйверов, а могут потребовать

лишь перезагрузки, для того чтобы операционная система "увидела" их), они

используют SNMP-агента и имеют встроенную Operations Support Systems /

Business Support System (OSS/BSS). Предпринимая подобный шаг, компания

BayNetworks пыталась обеспечить низкую цену на установку и обслуживание их

изделий.

Кабельный модем LANcity поддерживает до 16 пользователей.

3COM [1]

Системные и коммуникационные возможности.[pic]Поддерживает различные

стандартные сетевые протоколы, включая , IPX, AppleTalk и

NETBEUI.[pic]Поддерживает любые приложения, взаимодействующие с

поддерживаемыми уровнями TCP или UDP

Физические интерфейсы

Компьютер: RJ-45 (10BASE-T) и USB

Абонентская линия кабельного телевидения: разъем F-типа, гнездо

Питание: от внешнего источника постоянного тока (в комплекте)

Светодиодные индикаторы: питание, установка соединения, передача данных,

многофункциональный индикатор для функций, заданных оператором (FCN)

Входящая связь

Диапазон частот: 91-857 МГц

Полоса частот канала: 6 МГц

Модуляция: 64 QAM или 256 QAM

Скорость передачи: 5.056 млн. символов/с или 5.361 млн. символов/с

Скорость передачи информации: 23.96 Мбит/с или 30.8 Мбит/с

Рабочий диапазон приемника: от +15 до -15 дБмВ

Номинальный уровень входного сигнала: +0 дБмВ

Импеданс: 75 Ом (номинальное значение)

Коррекция ошибок: ITU J.83-B по MCNS-RFI

Частота ошибок с учетом коррекции (BER): 10-8 при отношении сигнал/шум 23.5

дБ для 64 QAM, 10-8 при отношении сигнал/шум 30.0 дБ для 256 QAM

Исходящая связь

Диапазон частот: 5-42 МГц

Полоса частот канала: 200-3200 Кгц

Модуляция: QPSK или 16 QAM

Скорость передачи символов: 160-2560 тыс. символов/c

Скорость передачи информации: 128 - 9000 Кбит/с

Диапазон сигналов передатчика: От +8 до +58 дБмВ

Импеданс: номинал 75 Ом

Коррекция ошибок: Код Рида-Соломона

Частота ошибок с учетом коррекции (BER): 10-8 при отношении сигнал/шум 16

дБ

Соответствие стандартам

Электромагнитное излучение FCC Part 15, Class B EU EMC Directive VCCI

Безопасность UL CSA TUV

Стандарты DOCSIS SP-CMCI SP-CMTRI SP-OSSI P-RFI SP-BPI

Технические тесты (источник журнал CMPC)

Одновременная передача данных в двух направлениях

| |Производ|Скорость|

| |ит. | |

| |(Mbit/s)| |

|Com21 |3.547 |0.887 |

|Nortel|2.130 |0.532 |

|3Com |0.975 |0.244 |

|Int | | |

|3Com |0.973 |0.243 |

|Ext | | |

|Toshib|0.819 |0.205 |

|a | | |

Рис.5 График теста на скорость и производительность различных

модемов при передаче данных в двух направлениях

Downstream

| |Производ|Скорость|

| |ит. | |

| |(Mbit/s)| |

|Nortel|5.795 |1.449 |

|Com21 |5.749 |1.437 |

|3Com |5.743 |1.436 |

|Ext | | |

|3Com |5.680 |1.420 |

|Int | | |

|Toshib|2.525 |0.631 |

|a | | |

Рис.6 График теста на скорость и производительность различных

модемов при передаче данных в прямом направлении

FTP-HTTP

| |Производ|Скорость|

| |ит.(Mbit| |

| |/s) | |

|Nortel|3.545 |20.317 |

|3Com |2.712 |27.774 |

|Ext | | |

|3Com |2.708 |27.870 |

|Int | | |

|Com21 |2.640 |28.652 |

|Toshib|1.912 |13.278 |

|a | | |

Рис.7 График теста на скорость и производительность различных

модемов при использовании FTP и HTTP протоколов

Upstream

| |Производ|Скорость|

| |ит.(Mbit| |

| |/s) | |

|Com21 |2.625 |0.656 |

|Nortel|0.534 |0.133 |

|3Com |0.492 |0.123 |

|Int | | |

|3Com |0.491 |0.123 |

|Ext | | |

|Toshib|0.383 |0.095 |

|a | | |

Рис.8 График теста на скорость и производительность различных

модемов при передаче данных в обратном направлении

Как можно видеть из приведённых графиков по параметрам Upstream,

Downstream, а также по двунаправленной передачи данных модемы компании

BayNetwork (LANcity) уступают модемам других производителей, но по более

важному параметру – скорости при использовании FTP-HTTP протоколов модемы

этой фирмы намного опережают своих конкурентов, невысокая цена этих модемов

(около 260 долларов США), а так же головного оборудования (порядка 1600

долларов США(HUB на 250 абонентов)), наличие огромного числа сервисных

функций, а так же высокая интегрированность этой фирмы на Российский

рынок, склоняют к использованию модемов именно этой фирмы.

4.2 Устройство и функции кабельного модема. [5]

Основной функцией кабельных модемов является передача данных по сети КТВ.

Подключение кабельного модема осуществляется обычно через разделитель.

Разделитель, в соответствии со своим названием, делит сигнал между

телевизором и кабельным модемом. К одному из выходов разделителя и

подключается кабельный модем. Несмотря на многочисленные отличия в

Рис. 9. Устройство кабельного модема

конструкции, все модемы имеют одну и ту же базовую архитектуру

К разделителю (фактически — телевизионной антенне) модем подключается через

тюнер. Обычно тюнер имеет встроенный диплексор для приема и передачи

сигналов. Принятый сигнал подается на демодулятор. Данный блок выполняет

функции преобразования сигнала из аналоговой в цифровую форму, демодуляции

QAM-64/256, синхронизации кадров MPEG и коррекции ошибок в соответствии с

кодом Рида-Соломона.

Его двойником является пакетный модулятор; он соответствующим образом

модулирует сигнал для его последующей передачи на оконечную станцию и

выполняет все те же операции, но в обратной последовательности. Исходящий

сигнал пропускается через задающий усилитель для обеспечения требуемой

мощности сигнала. Часто и демодулятор, и модулятор реализуются в виде одной

микросхемы.

Блок контроля доступа к среде передачи (Media Access Conrol, MAC) служит, с

одной стороны, начальной точкой для исходящего пути, а с другой — конечной

точкой для входящего пути. Ввиду сложности применяемых алгоритмов

реализация функций уровня MAC требует применения микропроцессоров. Для

этого используются микропроцессоры PowerPC компании Motorola или другие

RISC-процессоры.

После обработки в блоке MAC данные передаются на компьютер через интерфейс.

Помимо Ethernet на 10 Мбит/с это может быть также USB, PCI (в случае

встроенного модема) и др.

4.3 Устройство сети [13]

Топология сети кабельного телевидения имеет древовидную (графа без циклов)

структуру. В узлах дерева (не листьях), т. е. на головных станциях

операторов, располагаются оконечные системы кабельных модемов (Cable Modem

Termination System, CMTS), а на его листьях, т. е. в доме или на квартире у

подписчиков, находятся собственно кабельные модемы. Связывающая их

инфраструктура представляет собой коаксиальную или гибридную (Hybrid Fiber-

Coaxial, HFC) сеть.

ма

УМ

ЧР

УД

HUB

РС РС

[pic] [pic]

Рис. 10 Общая топология сети

ГС КТВ- Головная станция кабельного телевидения

ГС INTERNET- Головное оборудование передачи данных включает в себя:

- Головной модем

- Транслятор

- Маршрутизатор

- WEB, Mail серверы

ОМ- Ответвитель магистральный

УМ- Усилитель магистральный

УД- Усилитель домовой

ЧР- Частотный разделитель

LCP- Кабельный модем

УАР- Оконечное устройство для подключения абонентов кабельного телевидения

РС- Рабочая станция абонента компьютерной сети

ТВ- телевизионные приемники абонентов кабельной сети

На рисунке 10 показан только один сегмент сети. Остальные сегменты

подключаются к магистрали аналогично через магистральные ответвители.

С противоположной стороны кабельные модемы подключаются к оборудованию в

помещении заказчика(HUBу). Таким оборудованием является обычно одиночный

ПК. Вообще говоря, кабельные модемы позволяют обеспечить доступ в Internet

и для небольшой домашней сети. Наиболее популярным интерфейсом для

подключения ПК является Ethernet на 10 Мбит/с.

Оконечная система на головной станции передает поступающие от кабельных

модемов запросы на маршрутизатор IP. От него же она получает данные для

передачи абонентским устройствам. Такая передача осуществляется в

широковещательной рассылке, и каждый из модемов извлекает предназначенные

для него данные. При передаче данные объединяются с телевизионными

сигналами.

CMTS(HUB) и маршрутизатор составляют минимальную сетевую конфигурацию для

передачи данных на головной станции; вместе они называются

распределительным концентратором (Distribution Hub). Кроме того, на

головной станции могут располагаться кэширующие серверы для ускорения

предоставления информационного наполнения и снижения нагрузки на

магистральные каналы доступа.

Разрабатываемую сеть планируется развернуть в микрорайоне Заречный.

Сеть КТВ охватывает в микрорайоне 5 тыс. квартир. Она имеет три ветки,

каждая – протяженностью до 3 км. Максимальное число магистральных

усилителей на одной ветке – 7, расстояние между ними – около 350 м.

Используется магистральный кабель разных типов: PK-75-17, PK-75-19, PK-75-

24, Sat-703, RG-11 и др.

В сети используются магистральные и домовые усилители преимущественно серии

300 (соответственно УМ-311 и УД-311). Еще до начала эксплуатации сети

большинство ее магистральных усилителей поддерживало обратный канал.

Напротив, почти все домовые усилители его не обеспечивали, поскольку для

трансляции программ КТВ он был не нужен. Сейчас производится постепенная

реконструкция сети и устанавливаются усилители фирмы Hirshman (800 MГц) с

обратным каналом.

Для организации интрасети на инфраструктуре КТВ (как замечалось выше) были

выбраны кабельные модемы серии LANcity компании Bay Networks. Для передачи

данных используются два телевизионных канала на несущих 227 MГц (прямой

канал) и 24 MГц (обратный канал). В каждом их них задействуется полоса 6

МГц.

Модемы LANcity обеспечивают быстродействие в обоих направлениях до 10

Мбит/с, т.е. являются симметричными. Аппаратная часть системы передачи

данных по сети КТВ включает в себя головное оборудование и хотя бы один

пользовательский модем.

Головное оборудование состоит из головного модема (LCb) и транслятора

(LCt). Головной модем рассчитан на обслуживание 2000 пользователей и

подключается к маршрутизатору или компьютеру по интерфейсу AUI, а к

транслятору – при помощи коаксиального кабеля. Этот модем может

использоваться и как пользовательский корпоративный модем. Настройка режима

его работы (в качестве головного или пользовательского модема)

осуществляется при помощи программного обеспечения.

Транслятор служит для связи головного модема с сетью КТВ. Он включает в

себя усилитель и конвертор частот прямого и обратного каналов. Головное

оборудование передачи данных подключается параллельно ГС кабельного

телевидения до первого магистрального усилителя. (рис. 10)

Необходимо также специальное ПО, одной из функций которого является

формирование конфигурационных файлов для пользовательских модемов. В состав

ПО входит также SNMP-менеджер, поскольку по этому протоколу осуществляется

управление оборудованием и его диагностика. ПО поддержки SNMP входит в

комплект поставки.

В настоящее время один пользовательский модем LCP компании Bay Networks

способен обслуживать до 16 пользователей. Подключение абонентов

осуществляется следующим образом: непосредственно после выхода домового

усилителя устанавливается разветвитель на две ветки, одна из которых уходит

на домовую телевизионную разводку, а вторая - на кабельный модем. (рис. 10)

При помощи витой пары к последнему подключен концентратор. Далее домовая

разводка системы передачи данных осуществляется при помощи витой пары или

коаксиального кабеля. При этом учитываются ограничения на дальность связи,

которые накладывает протокол Ethernet.

Как правило, устанавливается один кабельный модем на многоквартирный дом

или группу близлежащих домов. Во втором случае промежуток между домами

преодолевается "по воздуху" – с помощью коаксиального кабеля. Другими

словами, в доме (нескольких домах) строится локальная сеть (ЛС) Ethernet, а

кабельный модем служит коллективным устройством доступа в сеть КТВ,

которая, в свою очередь, позволяет решить проблему "последней мили". Для

предоставления услуг доступа в Internet необходимо проложить магистраль до

первичного провайдера. В качестве первичного провайдера выступает компания

УралРелком, которая выделяет 10Мб канал для доступа в Internet.

На начальном этапе предлагается установить сервер на основе windowsNT,

который будет выполнять функции Web- сервера,Mail-сервера и первичного

концентратора, подключить к нему головной кабельный модем, сетевую карту, и

установить соответствующее программное обеспечение. Далее потребуется

компьютер – маршрутизатор для которого на начальном этапе достаточно

конфигурации 486/32mb озу,2 сетевые карты, без винчестера и монитора. На

период инсталляции Freesco(см. ниже) можно взять монитор с windowsNT

сервера, дальнейшая работа маршрутизатора будет осуществляться с дискеты.

Маршрутизатор предлагается соединить с winNT сервером при помощи «витой

пары» (одна сетевая карта на маршрутизаторе и сетевая карта на winNT

сервере необходимы именно для этой цели, вторая же сетевая карта на

маршрутизаторе предназначена для подключения к более крупному провайдеру).

Далее будет необходимо соединить головной кабельный модем с телевизионной

сетью. Для организации обратного канала необходимо настроить усилители

обратного сигнала. После чего остаётся подключение компьютеров

пользователей к сети КТВ при помощи кабельных модемов. Минимальные

требования к компьютеру пользователя это процессор не ниже 486, 4Мб ОЗУ,

любой монитор и установленная Ethernet карта. Если на компьютере

пользователя установлена O.С. windows9x/windowsNT/windows2000, то

необходимо будет сконфигурировать лишь tcp/ip настройки OS (так как

предполагается использование модемов компании BayNetworks, которые обладают

интерфейсом plug and play и модем будет найден сразу после включения и

перезагрузки). В случае же систем на базе Linux а так же dos, ещё перед

этим некоторые временные затраты вызовет настройка драйверов, хотя и в этих

O.С. работа с кабельным модемом возможна, более того в последних версиях

пакетов уже включена поддержка кабельных модемов, и перекомпиляция ядра

будет произведена автоматически.

4.4 Настройка сети

1. Сборка схемы на столе, без использования кабельных усилителей.

Необходимо добиться загрузки головного и пользовательского модемов, понять

принцип работы оборудования.

2. Добавление к схеме кабельного усилителя. Этот этап позволяет понять, как

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7