услуг телефонии и CATV без выезда на место (дистанционный мониторинг и управление с головного узла). Имеется дополнительный слот, в который может быть установлен или модем Ethernet, или модуль ISDN, или дополнительно до двух телефонных линий.
МногопользовательскоеU устройство интеграции услуг (MISU).U
Используется для подключения абонентов при их высокой территориальной концентрации (в многоэтажных домах, на предприятиях и т. п.) и предоставляет через HFC следующие виды услуг: телефонию, подключение местных телефонов-
автоматов, Ethernet /Internet (до 512 кбит/с), Е1 транспорт, ISDN BRI, каналы Е&М, аварийную сигнализацию.
MISU имеет различные варианты исполнения от 12 до 96 телефонных линий и модульную структуру, причем все порты между HISU и различными MISU - взаимозаменяемые. MISU может устанавливаться в колодец, на подвесной кабель, в стойку, в распределительный шкаф и т. д. Питание локальное или дистанционное по коаксиальной сети,
СистемаU контроля и управления сосредоточенаU в головном узле и обеспечивает полный контроль и управление всеми элементами сети Homeworx. Имеющаяся в настоящее время система управления обеспечивает интерфейс управления к одиночному элементу или ко всем компонентам уровня управления элементами сети (сервер EML). Дистанционная диагностика и контроль, предотвращение ошибок, локализация повреждений необходимы для нормального функционирования телекоммуникационной магистрали. Одним из элементов системы управления является узел сетевого мониторинга и управления (NMCS), который собирает и обрабатывает сигналы аварии и сигналы статус-индикаторов из центрального офиса, оптического распределительного узла коаксиальных усилителей и ISU. В частности, сервер EML может быть установлен отдельно для системы управления телефонией и для учета времени телефонных переговоров.
Структура потоков и транспортные характеристики Homeworx
Восходящие потоки (от абонента к центральному офису) передаются в полосе 5-42 МГц. Под нисходящие потоки (от центрального офиса к абоненту) отведена полоса частот 50-750 (862) МГц. Полоса 750-1 ГГц зарезервирована под будущий двунаправленный широкополосный сервис (видеотелефония и др.).
Для передачи телефонных каналов применяется технология OFDM (orthogonal frequency division multiplexing), позволяющая получить эффективную плотность передачи 4,2 бита символьного потока на один герц. Передача каналов осуществляется в окне 6 МГц, в котором располагается 480 поднесущих (тонов). Система коррекции сигнала обеспечивает малый коэффициент ошибок (BER=10-P 9P ) при скорости передачи 2 Мбит/с. В полосе 6 МГц размещается 240 каналов DSO (64 кбит/с). Для восходящих телефонных каналов отводится полоса шириной 18 МГц (12-30 МГц ), поэтому максимальное число восходящих телефонных каналов в одном коаксиальном сегменте равно 720 (3х240).
Полоса частот 5-12 МГц является служебной и предназначена для осуществления мониторинга сети, передачи информации статус-контроля и управления удаленными элементами сети.
Полоса 54-550 МГц отводится под нисходящие аналоговые телевизионные каналы, В этой полосе размещается 60 каналов системы PAL, SECAM или 110 каналов NTSC, Полоса частот 625-750 МГц отводится под нисходящие телефонные потоки, при этом канальная емкость нисходящего потока в четыре раза больше, чем восходящего (2880 каналов DSO 64 кбит/с). При доминировании видеосервиса полоса частот 550-750 МГц может использоваться для передачи 400 цифровых видеоканалов, сжатых по алгоритму MPEG-2.MPEG-3 до 3 Мбит/с, с использованием алгоритмов модуляции VSB-16 или QAM-256.
ПочемуU используется технология OFDM?U Помехи при передаче цифровых сигналов бывают двух видов. Узкозонные помехи (как подразумевает название) проявляются в окрестностях определенной частоты, и оказывают длительное влияние. Импульсные (широкозонные) помехи, напротив, имеет широкую спектральную зону, но небольшое время действия. Основной причиной узкозонных помех служат широковещательные сигналы, например сигнал любительского радио. Такая помеха может также появляться непреднамеренно от электромагнитных излучений со стороны работающих электронных устройств. Хотя теоретически HFC и защищена от такого рода сигналов, любой полезный сигнал, распространяясь в коаксиальном кабеле, может испытывать интерференцию с этим шумовым фоном. Импульсный шум, приводящий к широкозонным помехам, может появляться от эпизодически появляющихся наводок, например, вследствие электромагнитного сигнала, возникающего в момент зажигания при запуске двигателя или при включении определенных электрических приборов.
Восходящий поток в сети HFC сильней подвержен влиянию шумов по сравнению с нисходящим. При этом главным источником шума являются узкозонные помехи.
Способность сигнала противостоять влиянию шумов во многом зависит от используемой модуляционной техники. Как отмечалось ранее, для восходящего потока обычно используется техника временного мультиплексирования TDM с модуляциями QPSK или QAM-16 высокой степени избыточности. Так, большое число сигналов емкостью DSO помещается на один радиочастотный (RF) носитель. Узкозонная помеха, появившаяся в любой части носителя, может привести к повреждению всех сигналов на носителе. Это создает серьезные проблемы при использовании мультиплексирования TDM, поскольку узкозонные помехи большой амплитуды могут создаваться довольно часто.
Один из основных способов борьбы против узкозонной помехи - смещение частоты носителя и соответственно всего RF блока сигнала в другую спектральную область, где помеха не сказывается. К сожалению, это требует резервирования в точности такой же области, как и размер RF блока. Резервирование таких больших областей может серьезно уменьшить и без того уже ограниченную полную емкость восходящего канала.
Системы частотного мультиплексирования FDM (в частности, OFDM) используют другой подход, Каждый из каналов DSO помещается на свой индивидуальный RF носитель, рис. 9.7. Индивидуальные RF несущие продолжают подвергаться влиянию узкозонных помех, но реально одна такая помеха, которая ранее блокировала десятки каналов DSO (когда был один но-
ситель при TDM/QPSK), теперь может влиять только на один DSO канал, не затрагивая остальные каналы. Таким образом, необходимо дополнительно зарезервировать только небольшой спектральный сегмент, в который при возникновении помех будут смещаться те каналы DSO, на несущей частоте которых возникает помеха, В результате значительно увеличивается эффективность использования предоставленной полосы в восходящем потоке.
Рис. 9.7. Рост эффективности канала при использовании TDM (OFDM) с множеством несущих
Система спектрального смещения
Обычно в ODN осуществляется частотное мультиплексирование восходящих потоков от четырех коаксиальных ветвей и дальнейшее преобразование в выходной оптический сигнал, модулируемый в области спектра 5-42 МГц. Это накладывает ограничение на предоставляемые абонентам спектральные окна в восходящем потоке; абоненты, независимо от того, подключены они к одной коаксиальной ветви или к разным, не могут использовать одну и ту же несущую частоту.
В силу дуплексной связи по БОК, восходящий поток от ODN к головному цифровому терминалу может использовать ту же область спектра, что и нисходящий поток (подобное не допустимо по отношению к коаксиальному кабелю). Этот факт позволяет в четыре раза увеличить полную пропускную способность восходящего потока в расчете на один ODN посредством спектрального смещения принимаемых потоков от трех из четырех ветвей (рис. 9.8). Радиочастотные сигналы, принимаемые ODN в диапазоне от 5 до 42 МГц от ветвей 2, 3 и 4, перед частотным мультиплексированием испытывают смещение в более высокую область спектра, в результате чего происходит спектральное уплотнение в диапазоне от 5 до 200 МГц. Поскольку головной цифровой терминал рассчитан на работу с восходящими потоками от 5 до 42 МГц, выполняется обратное спектральное смещение и распараллеливание потоков в центральном офисе. Использование системы спектрального смещения позволяет предоставлять на каждую коаксиальную ветвь весь спектральный план от 5 до 42 МГц.
Рис. 9.8. Блок-схема ODN, поддерживающего спектральное смещение для восходящих потоков
Сценарии развертывания платформы Homeworx
Модульная архитектура платформы дает возможность строить сети различного уровня сложности. Построение сети можно начинать с небольшого количества абонентов и использовать только один вид сервиса (например, только телевещание). Платформа позволяет плавно наращивать количество абонентов и поэтапно вводить новые виды сервиса, по мере роста числа абонентов и их потребностей.
Строительство сети, в зависимости от приоритета в развитии того или иного сервиса, может развертываться по трем основным сценариям: обеспечение видеосервиса; обеспечение телефонии; обеспечение видеосервиса и телефонии одновременно.
ТолькоU видеосервис.U Установка платформы Homeworx состоит из следующих этапов:
−прокладка одномодового волоконно-оптического кабеля и строительство распределительной коаксиальной кабельной сети (можно использовать существующие коммуникации, например, распределительную коаксиальную сеть местной студии кабельного телевидения;
−установка оборудования платформы Homeworx в головном узле: головного контроллера и оптических передатчиков (один передатчик может обслуживать несколько ODN при использовании ответвителей);
−установка оборудования на оптических распределительных узлах (оптических приемного телефонного и восходящего передающего модулей);
−установка оборудования на абонентской стороне (требуется установление абонентского телевизионного устройства STU, если планируется прием платных, кодированных телевизионных каналов);
−подключение к центрам кабельного и общественного телевидения;
−ввод системы в эксплуатацию.