Технологии использующие кабельные телевизионные сети

Использование сетей кабельного телевидения (КТВ) для построения интерактивных сетей доступа к мультимедийным услугам стало возможным с появлением в 1997 году стандарта DOCSIS (Data over Cable Service Interface Specification), разработанного по инициативе организации операторов кабельных сетей Северной Америки MCNS (Multimedia Network System Partners Ltd.). Для построения гибридных (HFC – Hybrid Fiber Coaxial) сетей КТВ сегодня имеется 5 стандартов:

- три американских (DOCSIS 1.0, DOCSIS 1.1 и DOCSIS 2.0),

- один европейский (Euro-DOCSIS)

- один международный (Рек. J.112 ITU-T), объединяющий требования американских и европейского стандартов.

Дальнейшее развитие европейского (IPCableCom) и американского (PacketCable) вариантов спецификаций на HFC-сети продолжается в части создания дополнительных возможностей и внедрения новых услуг.

Для организации прямого канала в сетях КТВ США применяется полоса частот 6 МГц (Рек. J.83.B. ITU-T) в диапазоне частот 88-860 МГц. При использовании модуляции 256QAM скорость передачи данных в прямом канале достигает 42 Мбит/с. В Европе для этих целей занимается полоса частот 8 МГц (Рек. J.83.A ITU-T) в диапазоне частот 108-862 МГц, а скорость передачи составляет 52 Мбит/с.

Отличие европейских и американских сетей КТВ не ограничивается только указанными характеристиками. Они разнятся также методами сигнализации и организации интерфейса V5, методами обеспечения безопасности и т.д. В целом эти различия и определили появление двух стандартов на обратный канал в интерактивных сетях КТВ [24, 27]:

- DOCSIS,

- EuroDOCSIS.

Рассмотрим различные реализации данных стандартов.

DOCSIS 1.0. Этот стандарт был создан для сетей КТВ США. Он определяет физический и МАС-уровни, уровень управления для кабельных модемов и головных станций, принципы обеспечения сетевой безопасности и качества обслуживания. Для организации обратного канала используется диапазон 5…42 МГц. Метод доступа к обратному каналу – TDMA, методы модуляции – QPSK и QAM-16, скорость передачи – до 1 Мбит/с. Для защиты информации используется стандарт цифрового шифрования DES с длиной ключа 40 бит. Модель обеспечения качества обслуживания основана на классах обслуживания QoS. Прямой канал с полосой частот 6 МГц (Рек. J.83.B ITU-T) может быть организован в диапазоне частот 88…860 МГц. Методы модуляции в прямом канале – QAM-64 и QAM-256, скорости передачи соответственно 30,34 и 42,88 Мбит/с.

DOCSIS 1.1. Вторая версия стандарта была создана в 1999 г. В ней была увеличена скорость передачи в обратном канале до 5 Мбит/с, улучшена эффективность использования пропускной способности обратного канала за счет введения механизмов фрагментации пакетов и подавления заголовков, повышена сетевая безопасность благодаря введению аутентификации кабельных модемов.

DOCSIS 2.0. В третьей версии стандарта, опубликованной в 2002 г., пропускная способность обратного канала увеличена до 30,72 Мбит/с при ширине полосы частот до 6,4 МГц. В качестве метода доступа к обратному каналу используются варианты Advanced TDMA (A-TDMA) или Synchronous CDMA (S-CDMA). В обратном канале дополнительно используются методы модуляции QAM-8, QAM-32, QAM-64, а также QAM-128 с решетчатым кодированием.

Euro-DOCSIS. Эта спецификация представляет собой вариант американского стандарта DOCSIS, адаптированного к европейским кабельным сетям. Для организации обратного канала выделен диапазон 5…65 МГц, для прямого канала - 108…862 МГц. Полоса частот в прямом канале – 8 МГц (Рекомендации J.83.A ITU-T). Методы модуляции  в прямом  канале – QAM-64  и QAM-256, скорости передачи соответственно около 37 и 52 Мбит/с.

Рек. J.112. В 1998 г. версия DOCSIS 1.0 была принята ITU-T в качестве международного стандарта J.112. Расширения этого стандарта изложены в опубликованных позднее приложениях А, В и С.

Разработки европейской спецификации технологии интерактивных НFС-сетей ведется в настоящее время под общим названием IPCablcCom. В США подобная разработка проводится в лаборатории CableLabs в рамках проекта PacketCable. Совершенствование этих технологий идет но пути создания дополнительных возможностей и внедрения новых услуг. Основные отличия спецификации связаны с особенностями построения телекоммуникационных сетей в Европе и США.