Основой при построении такой сети могут служить широкополосные сети кабельного телевидения (КТВ).

Известно, что для работы Internet нужна двунаправленная передача данных: к абоненту (прямой канал, Downstream) и от абонента (обратный канал, Upstream). Телевизионные же сети по своей идеологии однонаправленны (только к абоненту). Для организации обратного канала с минимальными затратами пригодна городская телефонная сеть (рис. 1).

Рис. 1. Передача данных через сеть КТВ: обратный канал организован через городскую телефонную сеть (ГТС)

Абонентам сети необходимо устанавливать кабельный модем, а также модем или ISDN-адаптер для передачи данных через ГТС (существуют кабельные модемы со встроенным телефонным модемом, так, модель 3Com VSP Plus имеет встроенный 56-кбит модем для передачи исходящего трафика).

Кабельный модем подключают коаксиальным кабелем к телевизионной разводке компании-оператора КТВ с помощью разветвителя. Второй выход разветвителя соединяется с телевизором абонента. К компьютеру кабельный модем подключают через порт Ethernet 10Base-T. Сейчас также применяют USB-интерфейс, не требующий установки сетевой платы в компьютер пользователя. Конечно, таким образом можно подключить и целые локальные сети. У провайдера Internet в этом случае устанавливается головная станция кабельных модемов (CMTS — Cable Modem Termination System), способная обслуживать несколько тысяч пользователей. В кабельной сети модемы взаимодействуют только с головной станцией провайдера, а не между собой. Головная станция, используя временное мультиплексирование, работает с каждым кабельным модемом в соответствии с его классом обслуживания.

Недостатками описанной схемы являются небольшая пропускная способность обратного канала, зависимость от компании, предоставляющей телефонные услуги, невозможность пользоваться телефоном при работе в Internet. Однако эта схема не требует перестройки существующих сетей кабельного телевидения, а также провайдер может использовать уже отлаженные механизмы авторизации пользователей в сети.

Двунаправленную передачу данных через сеть КТВ можно организовать и иначе.

Схема, представленная на рис. 2, обеспечивает постоянный высокоскоростной доступ к ресурсам Internet в режиме on-line при свободной телефонной линии. Провайдер в этом случае получает возможность круглосуточно проводить мониторинг сети, контролировать состояние модемов, что позволяет выявлять возможные неисправности на ранней стадии. При такой схеме легко подключить к сети локальные сети офисов (или небольшие «квартирные» сети), возможна установка серверов Internet и у абонентов. Однако подобная организация обратного канала передачи данных требует больших начальных затрат, установки дополнительного оборудования. Кроме того, необходимо выстроить систему оплаты, учитывающую трафик, создаваемый абонентами, что является более сложной задачей, нежели учет времени соединения. Вероятно, большинство компаний, желающих предоставлять услуги связи по сетям КТВ, пойдут по пути постепенного развития, реализовав сначала первую схему, а постепенная модернизация существующей кабельной сети позволит перейти ко второй схеме.

Рис. 2. Двунаправленная передача данных через сеть КТВ

Прямой канал организуется в диапазоне частот от 50 до 860 МГц, обратный — от 5 до 50 МГц. Однако станции обычно «излучают» на промежуточной частоте 44 МГц. Это сделано для того, чтобы каждый кабельный оператор имел возможность адаптировать станцию для работы в своей сети согласно утвержденному частотному плану. Прямой канал занимает полосу одного телевизионного канала; для преобразования частоты несущей устанавливается Upсonverter — отдельное устройство, которое иногда интегрируется в корпус головной станции.

Обратных каналов, как правило, несколько. Это связано с тем, что в обратном канале заметно влияние различных помех, скажем, от работающих вблизи кабельной сети радиопередатчиков, неплотно состыкованных соединений и разъемов.Физическое разделение обратных каналов (например, «приходящих» из разных микрорайонов) исключает их взаимное влияние. В прямом канале, работающем на более высокой частоте, таких проблем не бывает: на коротком отрезке сигнал может передаваться даже по воздуху.

Высокая скорость передачи данных, постоянный доступ к ресурсам Internet в режиме on-line при свободной телефонной линии и главное — сравнительно низкая стоимость кабельных модемов и услуг по доступу к широкополосной сети дают основания полагать, что этот сектор телекоммуникационных услуг завоюет в ближайшее время большую популярность.

ОБ АВТОРЕ

Данила Хорохоров — ведущий специалист отдела глобальных сетей и оборудования компании RRC.


Оборудование для подключения к сети КТВ

Следует отметить, что возникновение новой технологии вызвало на свет целый ряд кабельных модемов, таких как LANcity (Nortel Networks), SurfGate (ECI Telecom) и др. Эти модемы не взаимозаменяемы, каждая система имеет свои характеристики, и провайдер может предложить пользователям работу только с определенным набором кабельных модемов конкретного производителя.

С появлением международного стандарта ITU-T J.112 сертификацию оборудования на соответствие стандарту DOCSIS проводит международная организация CableLabs. Многие производители оборудования стали стремиться к поддержке этого стандарта.

К настоящему времени CableLabs (www.cablelabs.com) сертифицировало три головные станции: Cisco, Motorola и Arris (Nortel Networks), а также ряд моделей таких производителей кабельных модемов, как Cisco, Samsung, 3Com, Arris.

Следование международному стандарту, с одной стороны, из-за возникающей конкуренции заставляет производителей снижать цены на свои устройства. Так, стоимость кабельных модемов Samsung и E-Tech уже сегодня сопоставима с ценой хорошего модема для обычных телефонных линий. С другой стороны, теперь провайдер может приобрести мощную головную станцию одного производителя, а абонентское оборудование — другого. Однако опыт работы показывает, что нельзя вводить в эксплуатацию несертифицированные устройства.

Большинство кабельных модемов работают как мост, некоторые более дорогие модели способны работать и в качестве маршрутизатора (Cisco uBR904). В любом случае для инициализации модема провайдер должен обладать некоторым минимальным набором сетевых сервисов: DHCP-сервис, TOD (Time of Day, не путать с NTP), TFTP-сервис. При включении модем формирует широковещательный запрос по кабельной сети. Головная станция перенаправляет этот запрос на DHCP-сервер. Сервер «сгружает» кабельному модему набор параметров, необходимых для дальнейшей работы: IP-адрес (исключительно для управления работой модема, например, по SNMP); адрес TOD-сервера (для синхронизации текущего времени в кабельной сети); адрес TFTP-сервера; название конфигурационного файла, расположенного на этом TFTP-сервере (для настройки качества обслуживания для каждого модема).

Параметрами качества обслуживания являются максимальная скорость в прямом канале, максимальная скорость в обратном канале, гарантированная скорость, приоритет модема и т. д. Internet-провайдер может сформировать набор различных качеств обслуживания для своих абонентов и предоставлять им тот или иной сервис по выбору и по различным расценкам. Можно также предоставить пользователям возможность самостоятельно выбирать услуги с помощью Web-интерфейса.

Согласно стандарту DOCSIS скорость передачи данных по направлению к абоненту может достигать 38 Мбит/с в зависимости от модуляции. Но реально она ограничивается интерфейсом Ethernet кабельного модема и числом работающих в этот момент пользователей. От абонента передача данных возможна на скорости до 10 Мбит/с (на реальных сетях будет меньше).

В случае организации обратного канала по кабельной сети мы получаем независимость от организаций, предоставляющих телефонные услуги, и высокую скорость передачи данных.

Среди компаний, реально предлагающих в настоящий момент доступ в Internet через сеть КТВ, можно отметить московскую телекоммуникационную корпорацию «КОМКОР». Сегодня стоимость подключения к Internet через кабельную сеть «КОМКОР» составляет 240 долл. Сюда входит установка кабельного модема E-Tech ICE-200, его подключение и настройка. Абонентская плата составляет 30 долл./мес при скорости прямого и обратного каналов соответственно 128 и 64 кбит/с.Телефон при этом остается свободным. Однако этой услугой могут воспользоваться только те микрорайоны Москвы, где развернута сеть доступа «КОМКОР».

2134