Кабельные модемы. Описание

Термин «кабельный модем» относится к устройству, которое предназначено для работы через сеть обычного кабельного телевидения. Кабельный модем подключается к выходному разъему сети кабельного телевидения со стороны абонента, а со стороны компании кабельного телевидения (головной станции) для подключения к сети используется специальное оборудование терминальной системы кабельного модема (CMTS). Функционально кабельный модем совершенно аналогичен интерфейсному оборудованию локальной сети, LAN.

Скорость передачи данных кабельным модемом составляет, как правило, от 3 до 50 Мбит/с. В ряде случаев кабельный модем способен передавать данные на расстояние 100 км и более. Терминальное оборудование системы кабельных модемов, CMTS, способно обмениваться информацией со всеми кабельными модемами, подключенными к нему, однако кабельные модемы способны вести обмен только с терминальным оборудованием системы кабельных модемов, CMTS, но не между собой. Если обмен должен осуществляться между двумя кабельными модемами, сообщения должны предаваться через терминальное оборудование системы кабельных модемов, CMTS. На рис. 12.2 приводится схема соединения кабельных модемов.

Рис. 12.2.Система кабельных модемов

Первые разработки кабельных модемов представляли запатентованные системы и принцип их работы не основывался на широко распространенных (и открытых) стандартах. Модели кабельных модемов второй волны основывались на стандарте MCNS/DOCSIS 1.0/1.1 (используемом в Соединенных Штатах) и стандарте DVB/DAVIC 1.3/1.4/1.5 (используемом в странах Европы). Кабельные модемы различных производителей будут работать совместно при условии, что при их разработке и производстве использовались одни и те же стандарты. Версия 1.0 стандарта MCSN установила, что в качестве единственного допустимого интерфейса по данным является стандарт Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/с. В противоположность ему стандарт DVB/DAVIC является полностью открытым и позволяет использовать любые типы интерфейсов. Другие типы интерфейсов, включая Универсальную последовательную шину (англоязычная аббревиатура — USB), включены в версию 1.1 стандарта MCSN, позволяя расширить состав используемых кабельных модемов.

Стандарт DOCSIS предназначен для использования в Соединенных Штатах, однако в него внесены незначительные изменения, подпадающие под требования европейского стандарта. Европейская версия стандарта получила обозначение Euro-DOСSIS, а нисходящий поток данных кодируется в соответствии со стандартом MPEG, чтобы быть совместимым с цифровым телевещанием (см. табл. 12.1).

Таблица 12.1.Кабельный модем стандарта DOCSIS

Большая часть сетей кабельного телевидения являются объединенными волоконно-оптическими и коаксиальными, или опто-коаксиальными, гибридными системами (англоязычная аббревиатура — HFC). Сигналы передаются по оптоволоконному кабелю от терминального оборудования системы кабельных модемов, CMTS, до точки, расположенной в непосредственной близости от абонента локальной сети. В этой точке сигнал из оптического преобразуется в электрический для передачи по коаксиальному кабелю, который подводится к домам абонента.

Терминальное оборудование системы кабельных модемов, CMTS, способно управлять работой до 2000 кабельных абонентских модемов одновременно, используя для этого один телевизионный канал. В случае если требуется использовать большее количество модемов, то необходимо использовать большее количество телевизионных каналов.

Кабельный модем может быть как встроенным, так и внешним. Внешний кабельный модем может подключаться к нескольким компьютерам с использованием обычного сетевого соединителя Ethernet. Другим типом интерфейса, применяемого во внешних кабельных модемах, является Универсальная последовательная шина, USB, но она позволяет подключать только один компьютер одновременно. Встроенный кабельный модем обычно представляет плату расширения, которая вставляется внутрь компьютера. Такой тип кабельных модемов может быть использован только в настольных компьютерах и, следовательно, не может быть электрически изолирован от сетевого источника питания. Поэтому в ряде стран, а также ряде сетей кабельного телевидения оказывается невозможным использовать встроенный кабельный модем по техническим или законодательным причинам.

Интерактивная приставка к телевизионному приемнику также представляет собой кабельный модем и используется совместно с телевизионным приемником. Его первейшей функцией является обеспечить увеличенное количество телевизионных каналов при использовании минимального количества частот несущей. Это оказывается возможным за счет использования кодирования цифрового телевизионного сигнала. Интерактивная телевизионная приставка обеспечивает обратный канал связи, обычно в виде отдельной телефонной линии, которая обеспечивает абоненту доступ к Интернету, а также возможность пользования электронной почтой, когда экран телевизора выполняет функцию дисплея.

Оператор кабельного телевидения взыскивает определенную цену за подписку на пользование кабельным модемом и принимает на себя роль поставщика Интернет-услуг (англоязычная аббревиатура — ISP).