Arhitectura reţelelor de date cablate
Arhitectura reţelelor de date cablate este asemănătoare cu cea a unui birou LAN. Un CMTS oferă extinderea unei reţele Ethernet pe o rază de până la 100 de mile. Reţeaua cablată de date poate fi complet administrată de unitatea operaţională locală. Alternativ, toate operaţiunile pot fi integrate într-un centru de date regional pentru realizarea de economii de scară. O regiune geografică dată poate avea câteva reţele de cabluri de televiziune conectate prin fibră optică. Operaţiunile uzuale şi administrarea reţelei cablate de date pot fi realizate dintr-un singur loc, cum ar fi un super hub, în timp ce restul de terminale pot fi administrate mai ieftin ca basic hubs (vezi figura 1).
Un hub de distribuţie primar este o configuraţie minimală de reţea de date care există în interiorul unui terminal de cablu de televiziune. Un terminal tipic este echipat cu receptoare de satelit, fibre de conexiune către alte terminale regionale şi receptoare RF up-stream pentru servicii de date. Configuraţia minimă a unei reţele de date conţine un sistem CMTS care poate transporta date up-stream şi down-stream şi un router IP pentru conectarea la super hub (vezi figura 2).
Un super hub este un terminal de cablu cu posibilităţi suplimentare de control al temperaturii care conţine mai multe servere necesare pentru funcţionarea reţelei cablate de date. Serverele includ file transfer, autorizarea şi conturile utilizatorilor, controlul conectărilor (syslog), acordarea şi administrarea de adrese IP (servere DHCP), servere DNS şi servere de control a specificaţiilor interfeţelor serviciilor (DOCSIS). Suplimentar, un super hub poate oferi suportul operaţiilor şi sisteme de administrare a reţelei necesare pentru serviciile de televiziune şi pentru operaţiunile reţelei de date.
Datele utilizator de la basic şi super hub sunt primite la un centru regional de date pentru integrare şi distribuţie pe reţea (vezi figura 3). Un super hub suportă protocolul dinamic de configurare al gazdei (DHCP), DNS (Domain Name Server) şi servere de control al legăturilor necesar pentru administrarea reţelei cablate de date. Un centru regional de date oferă conectare la Internet şi la World Wide Web şi conţine servere necesare pentru serviciile Internet. Aceste servere includ e-mail, Web hosting, news, chat, proxy, caching şi servere pentru fişiere media.
Suplimentar faţă de reţelele cablate de date, un centru regional de date poate suporta şi servicii de dial-up (de exemplu serviciul de 56 kbps) şi servicii Internet business-to-business. O reţea de comutatoare, routere şi servere formează centrul de date regional pentru agregarea serviciilor dial-up, high-speed şi de afaceri Internet.
Un super hub şi un centru regional de date pot fi administrate împreună ca o singură afacere. Un super hub este administrat de furnizorul de servicii de televiziune prin cablu, iar centrul regional de date este administrat ca o afacere independentă. În anumite regiuni, un furnizor existent de servicii Internet (ISP – Internet Service Provider) poate oferi suport pentru centrul de date regional pentru mai multe basic şi super hub administrate de furnizori independenţi de reţele cablate de date.
Un centru regional de date este legat cu alte centre regionale de date printr-o reţea naţională (vezi figura 4). Suplimentar, fiecare centru regional de date este conectat la Internet şi World Wide Web. Traficul între reţelele regionale, Internet şi celelalte reţele regionale este agregat printr-un centru regional de date.
Standarde pentru reţele de date cablate
Un sistem cablat de date este format din mai multe tehnologii şi standarde diferite. Pentru dezvoltarea unei producţii de masă pentru modemurile cu cablu, produsele oferite de mai mulţi producători trebuie să fie compatibile.
Realizarea de sisteme compatibile – operatorii de televiziune prin cablu nordamericani au format o asociaţie, Multimedia Cable Network System (MCNS), şi au realizat un set iniţial de cerinţe pentru modemurile cu cablu (DOCSIS). MCNS a fost iniţial format din Comcast, Cox, TCI, Time Warner, Continental (acum MediaOne), Rogers Cable şi CableLabs. Cerinţele DOCSIS sunt acum administrate de CableLabs. Echipamentele conforme cu cerinţele DOCSIS şi testele de compatibilitate sunt acum administrate de un program de certificare CableLabs.
Pentru detalii suplimentare se poate merge la adresa http://www.cablemodem.com
Prezentăm câteva dintre cerinţele modemurilor cu cablu.
Nivelul fizic
Canalul de date downstream
La nivelul fizic al modemului cu cablu, canalul de date downstream se bazează pe specificaţiile video digitale nordamericane (de exemplu, International Telecommunications Union [ITU]-T Recommendation J.83 Annex B) include următoarele caracteristici:
• 64 şi 256 QAM;
• spectrul ocupat de 6 MHz compatibil cu celelalte semnale;
• concatenarea codului Reed-Solomon şi Trellis;
• suport pentru eşantionare cu lungime variabilă, servicii sensibile şi insensibile la întârziere;
• flux continuu de biţi seriali.
Canalul de date upstream
Canalul de date upstream este un canal partajat cu următoarele caracteristici:
• formate QPSK şi 16 QAM;
• rate multiple de simbol;
• rate de date de la 320 kbps la 10 Mbps;
• modem cu cablu flexibil şi programabil sub controlul CMTS;
• răspuns în frecvenţă;
• acces multiplu cu eşantionare;
• suport pentru protocoale de date cu cadru fix sau variabil;
• codare programabilă a blocului Reed-Solomon;
• preambuluri programabile.
Ing. Aurelian Blejan