Arhitektura omrežja HFC

Hibridna kabelska omrežja HFC (Hybrid Fiber-Coax) so večinoma sestavljena tako, da imamo center, od katerega potekajo optične povezave do večjih naselij oziroma vozlišč, od tu naprej do uporabnika pa povezave potekajo prek koaksialnih kablov. In prav to je največja slabost kabelskih omrežij. Od vozlišča naprej je namreč le en kabel, ki si ga deli več odjemalcev – uporabnikov. Prav zaradi tega je znotraj kabelskih omrežij veliko kompromisov in, kar je morda še najbolj žgoče, a manj poznano, hitrost prenosa podatkov, ki je na voljo uporabniku, ni vedno konstantna (več o tem nekoliko pozneje).

Najvišja frekvenca večine kabelskih omrežij je 750 MHz. Pri nekaterih novejših omrežjih je ta zgornja meja dvignjena na 860 MHz, še višje, 1000 MHz, pa je običaj le na bolj obremenjenih delih omrežja. Uporaben frekvenčni pas je razdeljen na dva dela. Območje med 5–42 MHz je namenjeno prenosu podatkov od uporabnika, ostalo, območje med 54–750 MHz (ali višje) pa za prenos podatkov do uporabnika. To območje je razdeljeno na kanale. V Ameriki (standard DOCSIS) je kanal širok 6 MHz, v Evropi (Euro DOCSIS) pa 8 MHz. Izraženo v Mb/s to pomeni 42,88 oziroma 55,62 Mb/s. Tako »visoke« hitrosti so mogoče zaradi uporabe različnih shem modulacije, ki pa za razumevanje tega, kar počne UPC Telemach, niso pomembne. Pomembno je, da gre pri tem za tako imenovane bruto hitrosti, saj vsebujejo kontrolne podatke, tako da je uporabniku na voljo približno 38 oziroma 50 Mb. Kot je razvidno na sliki 2, kabelsko omrežje vsebuje le en podatkovni tok, znotraj katerega so kanali, ki so služijo različnim namenom. Od prenosa podatkov v obeh smereh ali pa TV-programov bodisi v analogni ali digitalni obliki. Razlika v primerjavi z optičnimi omrežji je precejšnja, saj je pri optičnih omrežjih na voljo več podatkovnih tokov hkrati, zato je tudi zmogljivost omrežja neprimerno višja.

GOR ...

Arhitektura kabelskega omrežja predvideva optiko do vozlišča, od tu naprej pa koaksialni kabel, ki si ga lahko deli več uporabnikov hkrati. Za prenos podatkov (v smeri k uporabniku) je vsem namenjen en kanal. To pa pomeni naslednje: če je uporabnikov, ki so vsi naročeni na kabelski internet, na neki veji 100, ima vsak od njih na voljo povprečno le 0,5 Mb/s (50 Mb/s deljeno s 100) pasovne širine. V praksi je sicer nekoliko drugače, saj vsi ne uporabljajo podatkovnih poti ves čas in gre pri izračunu le za malo verjeten scenarij. Namreč, ko beremo že naloženo spletno stran, smo res v spletu, vendar ne sprejemamo podatkov in ne obremenjujemo povezave. Drugače kot pri prenosu datotek, kjer neprestano uporabljamo podatkovno pot. Zato mora operater zelo pametno načrtovati, kolikšna pasovna širina je na voljo na določeni veji in koliko uporabnikov bo nanjo »obesil«, da bo povezava za uporabnike še smiselna.

Operater se odloča na podlagi podatkov o pretekli uporabi, ki jih ima na voljo. Vse je v statistiki. Med kabelskimi operaterji velja pravilo, da lahko na vejo obesijo uporabnike v razmerju 100 proti 1, pa večina od teh ne bo opazila, da ne dobijo hitrosti, ki jo dejansko plačujejo. V praksi to pomeni naslednje: Če je 100 naročnikom na veji obljubljena hitrost 10 Mb/s (kar je v praksi veliko število), bi operater teoretično potreboval pasovno širino 1000 Mb/s, v praksi pa zaradi prej omenjenega pravila le 10 Mb/s (petina zmogljivosti kanala). Ker se vzorec uporabe interneta spreminja, se spreminja tudi omenjeno pravilo. Zelo pomembno pa je tudi, koliko interesentov za kabelski internet ima operater na določenem območju, kako kakovostno je tam njegovo omrežje in ali je pripravljen v investicijo nadgradnje omrežja, če je to potrebno.

DOL …

Bolj žgoče pa je zagotavljanje hitrost prenosa podatkov v smeri od uporabnika. Določeno frekvenčno območje je neprimerno manjše. Del ga zasedejo povratni podatki kabelskih modemov (in sprejemnikov STB), potem so tu še nadzorni signali iz vozlišč, ojačevalci signalov, del pa je namenjen prenosu energije za delovanje omrežne opreme. To frekvenčno območje je tudi občutljivejše na motnje (signali radioamaterjev, radijskih postaj električnega omrežja …), še posebej med 5 in do 15 ali celo do 20 MHz. Zato večina operaterjev za prenos podatkov uporablja frekvenčno območje med 20 in 40 MHz, ki pa tudi ni v celoti neobčutljivo na motnje. Zato so za prenos podatkov v tej smeri uporabljene robustnejše modulacijske sheme ali drugače povedano, prepustnost je le okoli 30 Mb/s na kanal.

Standard Euro DOCSIS 3 prinaša novost v tem, da omogoča združevanje več kanalov za prenos podatkov, v primerjavi s starejšimi različicami, ki so temu namenili en sam kanal. To združevanje pa gre na račun prenosa televizijskih programov, kar je načeloma bistvena dejavnost kabelskih operaterjev. En kanal na primer vsebuje 10 programov standardne ločljivosti, in če tega operater uporabi za podatkovni prenos, gre to na račun manj programov. Takih omejitev optična omrežja nimajo. Res pa je, da tudi telekomunikacijski operaterji gradijo tako imenovana omrežja FTTx, kjer optika pride do vozlišča, naprej pa gre signal po bakrenem kablu, vendar to zaradi drugačnega načina distribucije IP-televizije ni tako velika ovira. Zaključek tako ni v prid kabelskim omrežjem. Fizikalne omejitve jim niso v prid in naj še tako izboljšujejo svoje omrežje, optike ne bodo dosegli!

Primerjava med prenosi v omrežjih HFC in FTTH (optika do doma).

Moj mikro, Julij-Avgust 2009 | Marjan Kodelja |