Глава 13: Подключение через сети КТВ
Основным достижением аналоговых сетей являются широкополосные сети кабельного телевидения. На сегодняшний день, используемый в этих сетях коаксиальный кабель, является одной из лучших сред передачи сигналов на высокой скорости.
Что касается передачи Интернет по этим каналам, то тут есть некоторая сложность. Принцип передачи сигналов по КТВ основан на односторонней передаче (т.е. сигнал на телевизор посылается, а от него не поступает). Примерно в 2005 году была предпринята попытка сделать обратный канал, используя коммутируемый доступ. Попытки не увенчались успехом. Сегодня этой технологией никто не пользуется.
Но попытки найти выход не прекращались и, в итоге, он был найден. Обратный канал был жизненно необходим, хотя бы для того, чтобы управлять линейными усилителями. В этой связи его внесли в нормы и его стало поддерживать активное оборудование. Российским стандартом определена узкая полоса частот: 5-30 МГц. Для работы провайдеров такой ширины вполне достаточно. Если нужно ее расширить, то зачастую, это сделать невозможно, связано это с тем, что системы часто имеют не модульные диплексоры в магистральных и домовых усилителях. Заменить полностью стоит очень дорого.
Сети кабельного телевидения появились на 10 лет раньше домашних Ethernet-сетей. Начали свою жизнь они, как и последние, благодаря энтузиазму, без больших денежных вложений. Начинали с малого - подключали квартиры в одном подъезде, затем в одну сеть стали подключать несколько домов, затем кварталов. Этот вид услуги резко стал набирать обороты: все больше пользователей хотели стать абонентами сети. Это вызвало бурный рост количества таких сетей.
На следующем этапе развития, сети стали укрупняться, качество услуги стало выше и проч. Обратим внимание еще раз на тот факт, что проекта построения сетей и капитальных инвестиций на этом этапе не было. Цель операторов была проста - поскорее всех "затянуть", никто не придавал особого значения качеству кабеля и оборудования.
В итоге, сегодня, мы имеем сети с головной станцией, которая занимается поканальной обработкой сигналов и конвертирует каналы по частоте. Результатом этой обработки является сигнал. Он принимается широкополосными магистральными и домовыми усилителями с полосой пропускания 40-240 МГц, не имеющими обратного канал. Сами кабеля изобилуют частотно-независимыми магистральными ответвителями разветвителями. Добавьте к этому упомянутое низкое качество используемых материалов и не профессиональный монтаж.
Согласно статистическим данным 2006 года, ситуация была следующая:
- СКПТ (системы коллективного приема телевидения, т.е. антенна на подъезд) 40%
- КСКПТ (крупные системы приема телевидения) 15%
- ГВКС (гибридные волоконно-коаксиальные сети) HFCN (500-3500) 20%
- ГВКС (гибридные волоконно-коаксиальные сети) HFCB (50-150) 5%
- IPTV 1%
- MMDS 5%
- Спутниковое TV 1-2%
- Эфирные антенны 5%
Исходя из полученных стат. данных можно сделать вывод, что 60% сетей КТВ требует реконструкции, вплоть до полной замены всей головной и магистральной части. Объясняется это тем, что сети СКПТ, КСКПТ, просто антенны просто не способны передавать поток информации на высокой скорости. На рынке широкополостных сетей мало доверия к старым гибридным сетям. Но надежда, все-таки, есть: раз в десять - двенадцать лет подходит срок для капитального ремонта и реконструкции сети кабельного телевидения. К этому сроку сети полностью амортизируются. Слава богу, пассивного оборудования без обратного канала уже не производят, а подвести телевидение в каждую квартиру необходимо. Вот таким образом в странах СНГ и происходит замена старых технологий на современные.
Ethernet-провайдеры не однократно пытались использовать сети кабельного телевидения, но успех возымели лишь некоторые из них. В основном проекты заканчивались убытками. Реальной возможностью применения этой технологии является использование каждым абонентом индивидуального кабель-модема. Она оказалась не эффективной, когда создается параллельный стояк изернет сети и используется коллективный кабель-модем.
Но ставить точку в этой истории еще рано.
Следующим этапом в развитии широкополосного кабельного телевидения стало повсеместное внедрение технологии, предусматривающей обратный канал, дающий 40-862 МГц в прямом направлении и 5-30 МГц - в обратном. Теперь уже вся сеть строилась с учетом вероятности передачи информации.
На этом же этапе КТВ постепенно заменяет старые кабеля на оптоволокно. Такая процедура сильно бьет по карману провайдеров: решить задачу с передачей аналогового сигнала, да еще и широкополостного, по оптоволокну стоит больших капиталовложений. Оцифровка видеосигнала так же влетит в копеечку. Если сравнивать суммы затрат на организацию Ethernet с КТВ, то разница будет огромной.
Но какими бы они не были, свойства оптоволокна, весьма, универсальны. С его помощью объединяют коаксиальне сегменты, оно очень удобно при росте сетей, его применяют, когда хотят развить дополнительные сервисы. Вот так появилась, нынче пользующаяся большой популярностью, гибридная сеть. В ней совмещены оба вида кабеля: оптоволокно и коаксиал. Из первого делают магистральную часть, из второго - абонентскую часть.
Такой метод позволяет убрать многие головные станции и оставить лишь основные - узловые. Теперь сигнал, без труда раздается по множеству точек с единственной головной станции. Благодаря этим свойствам, технология и приобретает растущую популярность.
Данная технология была поделена на два направления. Суть первой заключается в следующем: по оптоволокну вся информация, состоящая из данных, речи и видео, движется единым потоком по одному каналу. Когда поток переходит на коаксиал, то он делится по диапазону частот на несколько каналов. Для возможности двухсторонней передачи сигналов на коаксиальном отрезке устанавливаются дуплексные усилители. Этот тип называется Hybrid Fiber Coax(HFC).
Технология получила свое воплощение в Hybrid Fiber Passive Coax(HFPC). Согласно этой технологии, отрезки коаксиала делают как можно более короткими, т.е. стараются подвести оптоволокно максимально близко к объекту. Благодаря этому происходит экономия на активном оборудовании. Такая сеть дает очень высокий КПД, а расходы на обслуживание значительно снижаются. Проблемой остается только стоимость оборудования для оптико-коаксиального преобразования. Она, по-прежнему, остается очень высокой.
Второй тип. Суть второго варианта в следующем: предлагается по оптоволокну передавать только видео. Остальные виды данных транслировать отдельно по другому кабелю, или на другом канале того же оптоволокна. Сливать сигналы в единый поток только при вхождении в коаксиальный отрезок.
HFPC не предусматривает взаимодействие с кабельными моделями, работающими по коаксиальному кабелю. Если оптоволокно подведено достаточно близко к объектам, то значительно дешевле разделить поток отдельным кабелем по Ethernet. Исключение необходимости установки головной станции и кабельных модемов, на много сократит расходы оператора.
В результате, технология HFPC может преобразоваться в ряд сетей Ethernet. Такой подход позволит снизить стоимость построения сети, но снизить ее на более чем 20-30% невозможно. Есть еще один минус - в процессе эксплуатации такой сети могут возникнуть организационные сложности. Они могут быть значительными, что поставит под угрозу весь экономический эффект.
На основе приведенных фактов, можно заключить, что будущая судьба гибридных сетей кабельного телевидения в области передачи данных, не однозначна. Подобные проекты пользуются большим успехом в маленьких населенных пунктах и в Москве. В этих городах сеть кабельного телевидения строится при поддержке государства, услуга Интернет идет как сопутствующая.
Безусловно, существуют сети кабельного телевидения, которые сами реализуют услугу доступа Интернет. Такие сети своими силами проводили модернизацию всего оборудования и кабелей. Но таких сетей очень мало. Для примера, в Екатеринбурге все подобные проекты оказались убыточными и прекратили свое существование.
Существует не большое число удачных решений. Давайте их рассмотрим.
Cisco uBR7200 это самое популярное среди операторов оборудование для таких сетей. Он является хорошим маршрутизатором, т.к. поддерживает широкополосной сигнал и большое количество интерфейсов для подключения к локальным или глобальным сетям. Эта модель является модификацией Cisco 7200VXR, поэтому имеет ряд схожих черт с классическими маршрутизаторами Cisco.
Основное отличие заключается в следующем: uBR7200 поддерживает кабельный модем. Это значит, что оборудование имеет весь необходимый набор плат, расширений и т.п. для соединения с оборудованием стандарта DOCSIS. "Окно" составляет 6 МГц и 8 МГц (ширина полосы для Северной Америки и Европы соответственно.)
Через это окно данные движутся со скоростью 30-42 Мбит/с, все зависит от типа модуляции. Все пользователи сети, которые используют этот вид услуги, пользуются пропускной способностью канала совместно. Не прилагая усилий, каждый абонент имеет канал в 0,5-1,5 Мбит/с.
Upstream всех абонентов канала достигает скорости 5-10 Мбит/с, передача происходит в диапазоне 5-42 МГц. На скорости обратного трафика влияет метод коммуляции сигнала.
Принцип подключения новых абонентов следующий: во-первых, кабельные модемы устанавливают сразу на весь дом или на магистраль; во-вторых, по квартирам разводку делают при помощи Ethernet. Таким образом, решаются многие проблемы.
Вот некоторые проблемы, решенные таким способом: исключается проблема с ингресс-шумом, технология значительно удешевляется, не требуется срочной реконструкции внутридомовых сетей.
Часть операторов считают, что групповой кабель-модем - это грубая ошибка при построении сети. И это мнение, вполне, обосновано, т.к. операторы вынуждены обслуживать и второй подъездный стояк. В сравнении с езернет сетями, из-за этого значительно сокращаются его преимущества: безопасность и деление полосы пропускания.
Если пользоваться услугой Интернет в конкретном доме изъявило желание на менее 20% жителей, то строительство стояка сети кабельного телевидения себя оправдает.
В конце следует отметить, что DOCSIS и Ethernet дополняют друг друга. Объясняется это тем, что проникновение выше 25% выгодно Ethernet, все, что находится ниже - область DOCSIS.