Широкополосные сети доступа с интеграцией услуг
Силин М.В.

---

Я хотел бы остановиться на технологических аспектах, которые лежат в основе концепции развития телекоммуникационно-информационной инфраструктуры города. Технология доступа к информационным средствам в значительной мере определяет возможности информационного обеспечения современного города и определяет пути его развития. В наше время одним и тем же термином «широкополосные сети» называются две совершенно различные технологии доступа, которые являются и рассматриваются как основные конкуренты. Под широкополосными сетями сейчас понимают цифровые сети, построенные на основе высокоскоростных линий, главным образом, на основе технологий АТМ или высокоскоростной технологии ADN, либо таким же термином называются совершенно другие сети, построенные на основе гибридной волоконно-коаксиальной технологии. Это сети, в которых используется аналоговый способ передачи информации, а не цифровой. И, как оказывается, эти сети обладают рядом удивительных возможностей в плане информационного доступа. Мы говорим о профессиональном доступе к информационным системам, который организуется для бизнес-абонентов, корпоративных абонентов либо для жителей города.

Разработка современных средств доступа из квартиры является одним из важнейших аспектов, который определит на долгие годы развитие информационных услуг в городе и отношение людей к этим услугам.

Гибридные волоконно-коаксиальные сети – каким образом осуществляется доступ к информационным средствам? Это информационные средства, в которых могут быть заинтересованы жители города: телевидение, информационные системы, а также телефонные сети пользования.

Между магистральными транспортными средствами распространения информации и абонентом строятся гибридные волоконно-коаксиальные сети. Принцип их действия заключается в следующем. Между узлом транспортной сети и ее вторичным узлом информация передается по гибридным волоконно-оптическим линиям связи. На вторичном узле сигнал из оптической формы преобразуется в электрическую и по двунаправленной гибридной коаксиальной сети поступает к абоненту. На первичном узле сигнал преобразуется в оптическую форму и передается на вторичный узел с использованием двух волокон. По одному волокну информация передается к абоненту, по второму – от абонента. На вторичном узле сигнал преобразуется из оптической в электрическую форму и через коаксиальную сеть поступает на абонентские устройства, которые могут быть самыми различными. Коаксиальная сеть строится по древовидному принципу и к одной абонентской розетке могут быть подключены разные устройства: телевизионный приемник, компьютер или телефон. Все устройства, кроме телевизора, подключаются с использованием специальных приставок. Это либо кабельные модемы, либо специальные модемные системы, которые позволяют организовать доступ на формирование выделенных каналов, в частности, для предоставления услуг телефонии. Информация через один коаксиальный кабель передается с помощью частотного разделения услуг каналов. Стандартный частотный план сети кабельного телевидения формируется таким образом, что в нем выделяются области частот, по которым передаются телевизионные несущие и специальные области частот, в которых передается цифровая информация. Стандартный частотный план может выглядеть следующим образом: нижняя область частот находится в диапазоне от 5 до 30 МГц по российскому стандарту, причем верхняя граница будет постепенно увеличиваться и достигнет в соответствии с новым стандартом 55 единиц. Здесь осуществляется передача информации от абонента к узлу – это обратный канал. В полосе частот от 47 МГц до 862 МГц осуществляется передача информации в прямом направлении – от узла к абоненту. Весь диапазон частот прямого канала разбивается на ряд участков, каждый из которых выделяется под какие-то вполне определенные услуги. То, что мы называем нижним диапазоном с частотой от 47 до 88 МГц – это телевизионные каналы. Скорее всего, при расширении полосы обратного канала этот диапазон частот не будет использоваться для прямого канала. Затем идет диапазон частот, в котором ведется так называемое стереофоническое радиовещание. Следующий диапазон частот выделяется под аналоговые телевизионные несущие, которые непосредственно принимает телевизионный приемник. И, наконец, верхняя область частот выделяется под цифровые несущие самого разного плана. Это может быть цифровое телевидение или несущие, с помощью которых организуется доступ к Интернету или предоставление услуг телефонии. Точка, в которой происходит разграничение аналоговых и цифровых несущих, условна. Сегодня это может быть 560–600 МГц, завтра – 400 МГц, а через десять лет аналогового телевидения, может быть, не останется вовсе. Если будет передаваться минимальное число каналов, то граница уйдет на 150 МГц. Подобная гибкость, когда за счет изменения частот, на которых передаются те или иные сигналы, меняется вид предоставляемых услуг, определяет в целом гибкость самой системы, ее экономическую эффективность и перспективность. Построив такую систему, мы обеспечим на долгие годы возможность предоставления перспективных услуг. По оценкам специалистов, в мире, как минимум, на ближайшие 7–10 лет нет альтернативы данной системе, которая была бы столь же эффективна в экономическом плане.

Каким образом в этой сети образуется единый поток вещательной информации? Напомним, что к ней относятся аналоговая и цифровая информация, аналоговое и цифровое телевидение, цифровые несущие, а также дуплексные цифровые несущие от систем широкополосного доступа. Простейшая схема состоит из узла транспортной сети или первичного узла сети, куда из транспортной сети поступает вещательный однонаправленный телевизионный поток, дуплексной линии связи, дуплексной телекоммуникационной линии, которая обеспечивает доступ, например, к Интернету или телефонной сети. На первичном узле устанавливается головная станция системы широкополосного доступа, которая фрондирует несущую с использованием стандартного модема, высокоскоростную несущую и несущую, которая соответствует стандартам частотного плана кабельных сетей. Эта несущая должна по стандартам занимать те же 8 МГц полосы, что и телевизионный сигнал. Она смешивается с телевизионным сигналом и передается на один или на несколько волоконно-оптических передатчиков, каждый из которых обслуживает какую-либо зону. Оптимальной зоной считается набор до 10 коаксиальных сетей, каждая из которых обслуживает от 200 до 500 абонентов. Соответственно, от этой коаксиальной сети сигнал переходит на волоконно-оптический приемник, где происходит демодуляция потока и на интерфейсе, который подключен к транспортным средствам, формируется стандартный цифровой поток. Система позволяет гибко переконфигурировать его, практически без дополнительных затрат. При небольшом первоначальном количестве абонентов к одному и тому же входному потоку можно подключить сигналы от большого количества приемников обратного канала. Тогда ресурс обратного канала будет разделен между несколькими зонами и сможет обслуживать не 500 абонентов, а гораздо больше. При появлении новых услуг, которые потребуют повышенных скоростей, или при более высоком спросе на эти услуги, можно установить вторую головную станцию и несущие, скорость которых при использовании современных методов модуляции достигает 30 и более мегабит в секунду в полосе частот 6–10 МГц. Возникает вопрос – зачем нужны такие скорости, когда сегодня даже крупным корпоративным абонентам вполне достаточно нескольких сотен килобайт в секунду? По прогнозам, ожидается значительное увеличение спроса на телекоммуникационные услуги, включая не только доступ всех желающих к Интернету, но и видео в реальном времени через тот же Интернет, причем речь идет о полноформатном телевизионном сигнале, где для особо качественной передачи нужны скорости от 2 до 6 мегабит. Данная система позволяет с самого начала предоставлять услуги видео в реальном времени через Интернет. На этом принципе могут быть построены всевозможнейшие информационные системы. К примеру, одной из причин ограничения скорости доступа к сайту Интернета является наличие картинок. Чем их больше, тем длительнее время получения файла. При новой системе доступ к информации будет проходить для абонента незаметно. Естественно, это потребует определенным образом построить транспортные средства, а также необходима определенная локализация, достаточно мощные серверы, информационные системы, информационные базы рядом с системами широкополосного доступа. Тогда система может обеспечивать суммарный трафик для абонентов от узла транспортной сети в объеме нескольких гигабит в секунду. Построить такую систему для крупного города типа Москвы достаточно сложно и дорого. Есть более простые решения, когда мощные средства концентрируются около модемных систем и передача информации к абоненту осуществляется непосредственно с этих серверов. При этом также обеспечивается возможность передачи видео в реальном времени с высоким качеством. Именно эти системы наша компания и предлагает городу в качестве основы, на которой должна развиваться московская телекоммуникационная инфраструктура, так как их внедрение требует минимальных затрат. На начальном этапе необходимо просто построить небольшую сеть. Установка системы не требует никакого изменения действующей инфраструктуры, все кабели, которые проложены – волоконно-оптические, коаксиальные могут использоваться без каких бы то ни было изменений. Просто ставится дополнительное устройство у абонента, причем конфигурация доступа может очень гибко меняться с течением времени. Если абоненту достаточно 64 килобита, он будет иметь 64 килобита, если завтра ему понадобится 6 мегабит, центр управления произведет соответствующее переконфигурирование сети.

Сегодня уже начато производство дешевых микросхем для персональных компьютеров стандартной конфигурации, благодаря которым доступ к информации через гибридные волоконно-коаксиальные сети скоро станет для абонентов стандартным доступом с минимальными затратами.

---

&copy Информационное общество, 1999, вып. 4, с. 39 - 41.