Назначение сегментов спектра КТВ для обратного трафика

На рис. 14.7 приведен спектр радиочастот ниже некоторой частоты, занятой отдельными каналами. Прямой трафик (к пользователю) начинается с часто­ты 54 МГц и увеличивается сегментами по 6 МГц. Обратный трафик (в Ин­тернет) начинается с 5 МГц и продолжается до 40 МГц. Полоса 40-54 МГц считается защитной и служит для изоляции прямого и обратного трафика.

Рис. 14.7. Низкочастотная часть спектра радиосигнала в сервисе КТВ.

Рассмотрим группы пользователей по 250 человек, пусть каждая группа обслуживается одним узлом. Для обеспечения обратного сервисного трафи­ка, каждый узел имеет свой собственный сегмент на коаксиальном кабеле. У нас 4 узла, имеющие сегменты А, В, С и D с полосой 5-40 МГц. Эти сегменты передаются на центральный узел, который конвертирует их в по­лосы, размещаемые в агрегатной полосе в диапазоне 5-200 МГц. Сформиро­ванный агрегатный сигнал далее амплитудно модулирует лазерный диод, формируя оптический эквивалент этого сигнала. Указанная процедура транс­ляции агрегатного сигнала показана на рис. 14.8. Каждая агрегатная группа передается в концентратор (хаб) по сравнительно короткому ВОК. Концен­тратор является интерфейсным устройством типа мультиплексора ввода-вы­вода, который обрабатывает (мультиплексирует) световые сигналы локаль­ных групп от узлов и передает их на магистральное волокно, связанное с головной телестанцией.

Рис. 14.8. Блок трансляции 4 сегментов групповых спектров, ширина поло­сы частот каждого сегмента равна 35 МГц.

Магистральный ВОК обычно реализован в виде оптоволоконного коль­ца для улучшения надежности и доступности. Этот подход иллюстрируется рис. 14.9.

Некоторые реализации таких систем используют технологии SONET или SDH для поддержки кольцевой оптоволоконной архитектуры. Другие могут использовать DOCSIS (спецификация интерфейса передачи данных по ТВ кабелю) или DAVIC (спецификация Совета по цифровым аудиовизуальным технологиям), которые также обеспечивают необходимый формат сигнала, позволяющий использовать оптоволокно (включая технику МАС-адресного доступа). Технологии SONET/SDH не обеспечивают такой доступ.

Рис. 14.9. Кольцевая оптоволоконная архитектура, соединяющая головную телестанцию КТВ с различными концентраторами, доставляющи­ми сервис пользователям с помощью системы узлов. Обозначения на рисунке: Н - концентратор, N - узел.

Допустим, что плотность в расчете на узел возросла до 500 для данного географического региона, так что теперь группа из 4 узлов обслуживает 2000 пользователей. Скорость в расчете на несущую осталась прежней — 256 кбит/ с (допустим, что используется модуляция BPSK и 1 бит соответствует 1 Гц, т.е. используется полоса 256 кГц). Если мы предположим, что полоса рассчитана на использование синус-квадратного фильтра, то a — 0,25. Наша полоса тогда в расчете на несущую станет 320 кГц. В этом случае, учитывая результаты, полученные выше, 35 МГц полоса может обслуживать только 109 несущих одновременно. То есть, можно будет обслуживать порядка 100 одновременно работающих пользователя (при 100% нагрузке). Причем эти вычисления не включают время на установку/конфигурацию цепей и де­монтаж оборудования. Заметим, что здесь предполагается использование метода множественного доступа с частотным разделением (FDMA), требую­щего, вероятно, наиболее широкой полосы.

Напомним, что большинство реализованных оптоволоконных сегментов используют два волокна: одно - для прямого трафика, второе - для обрат­ного. Это значит, что нет ограничений на полосу пропускания, тогда как при использовании коаксиальных кабелей необходимо находить компро­миссы между требуемой полосой, шумом и искажениями сигнала. Это дела­ет коаксиальный кабель узким местом в тракте передачи.

Указанный раздел описывает средства увеличения числа пользователей в расчете на один узел (имеется ввиду обратный трафик и связанные с ним проблемы). В качестве ориентира рекомендуется начать с достаточно низ­кой цифры в 250 пользователей на каждый сегмент с коаксиальным кабе­лем, чтобы иметь возможность адаптироваться к новым сервисам и расши­рениям клиентской базы.

Ниже приведены те меры, которые могут быть приняты с целью увеличения числа пользователей в расчете на единичный сегмент полосы пропускания.

- Метод доступа: Мы предпочитаем TDMA, хотя CDMA также нужно рассматривать. Таймирование и синхронизация — два важных вопроса в обоих случаях.

- Использование QPSK, а не BPSK, а, возможно, и 8-PSK, дающей, тео­ретически, 3 бита/Герц. Это одно из наиболее гарантированных реше­ний в плане увеличения числа пользователей.

- Уменьшение скорости передачи обратного трафика в расчете на пользо­вателя с ростом новых сервисов, таких как VPN, сервис IP-сообщений и Frame Relay. Увеличение скорости передачи обратного трафика для быстрой обработки запросов, передаваемых в сеть Интернет. Дополни­тельную полосу для передачи обратного трафика можно получить пу­тем последовательного контроля полос передачи прямого трафика и переназначения свободных каналов в другие сегменты. Это переназна­чение должно осуществляться каналами/блоками по 6 Мбит/с.

Для достижения еще большей емкости, следует обратить внимание на квадратурные методы оптимизации эффективности передачи информации. Эти методы позволяет осуществить такой телевизионный протокол, как DOCSIS. Для прямой передачи он использует методы модуляции 64- или 256-QAM; а для обратной передачи — QPSK или 16QAM. Более подробно об этом см. в руководстве [14.6], а материалы о DOCSIS в работе [14.7].