Modulator-demodulator (4)

Skrenućemo malo sa telefonije ka kablovskim sistemima, gde internet paketi dele žicu sa TV kanalima

Kao najjeftinije, a ujedno i najbrže rešenje za broadband (širokopojasni) pristup Internetu do pre nekoliko godina bio je kablovski Internet. U paketu se dobija i bezbroj TV programa, te su i ukućani bili presrećni. Instalaciju vam rade ljudi iz tehničke podrške kablovskog operatera naoružani teškim hardverom za bušenje zidova (bušilicom „hilti”). Provuku vam koaksijalni kabl, postave vam kutijicu u sobi i vi ste spremni za hvatanje kablovskih internet talasa. Međutim, da li ste se zapitali kako sve to funkcioniše tolikom brzinom, a da su ujedno i ukućani mirni uz TV programe?

Gužva u kablu

Već kod ISDN tehnike imali smo deljenje propusnog opsega, jer su kroz istu žicu išli glas i internet paketi. Ova pojava kod kablovskog Interneta pretvorila se u pakovanje signala kroz kabl – poput sardina. Kada biste presekli žicu koja dovodi TV kanale do televizora, koristeći određene instrumente primetili biste da kroz nju prolaze signali, koji mogu da imaju frekvenciju od 0 do 1000 MHz. Jedan TV program uzima „debljinu” frekventnog opsega 6–8 MHz (zove se kanal), što nas dovodi, teoretski, do preko 160 TV kanala. Internet komunikacija vrši se dvojako. Downstream (podaci koje prima korisnik) pakuje se u kanale kroz koje putuju i TV programi, a modulacijom se postiže to da se kvalitet programa ne naruši. Obično se za to koristi frekventni opseg od 50 do 750 MHz. Za upstream (podaci koje šalje korisnik) rezervisan je manji deo, od 5 do 42 MHz. Dakle, internet podaci putuju kroz kabl poput TV programa, u frekventnim odsečcima (ili kanalima) od po 6 MHz za downstream, dok je odsečak širine opsega od 2 MHz sasvim dovoljan za potrebe upstreama.

Da bi se ovo postiglo, potrebno je da sa korisnikove strane postoji kablovski modem, dok se na drugom kraju kabla, kod kablovskog operatera, nalazi CMTS (Cable Modem Termination System).

Kablovski modem

Interesantno je napomenuti to da se kablovski modem može naći u tri oblika – kao eksterni ili interni uređaj, ali i kao deo posebnog uređaja koji, uz pomoć televizora kao monitora, tastature i miša, glumi kompjuter za surf. Mađutim, u bilo kom obliku da se pojavi, on ima manje-više standardni skup delova (slika 1). Hajdemo polako putem internet podataka...

Podaci iz kabla idu direktno u tjuner, kome se veoma često dodaje i spliter, dodatak koji odvaja TV programe i internet signal. Odvojeni signal dolazi do demodulatora. Kao i kod klasičnog modema, on demoduliše signal koristeći QAM tehniku, vraća ga u originalni oblik, koji preuzima A/D konvertor i prevodi ga u digitalni oblik. U ovom stadijumu uključuje se korekcija grešaka, kao i kod običnog modema. Interesantno je to da su u većini slučajeva podaci spakovani u MPEG format, poput filmova snimljenih na običnom DVD-u.

Naravno, modulator radi obrnutu stvar, pa se on sastoji iz tri dela: deo za uključivanje koda za korekciju greške, modulator i D/A konvertor. Uprošćeno – podacima koje korisnik šalje ka Internetu biće pridodat kôd za korekciju greške, zatim će se takav digitalni signal modulisati QPSK ili sličnom modulacijom i prevesti iz digitalnog u analogni oblik putem DA konvertora. Zašto sada QPSK, a ne QAM? Jednostavno, pri nižim frekvencijama javlja se pojačan šum, kao i ostale smetnje (interferencija ili „mešanje” radio-talasa), pa je potrebna sigurnija modulacija, koja je ujedno i sporija.

Kao glavni saobraćajac, koji diriguje šta je za slanje a šta za primanje, služi MAC. Ovo je skraćenica od Medium Access Control, a u pitanju je deo koji, pored do sada navedenog, kontroliše i protokole. Ovaj deo može se sresti i kod bilo kog mrežnog uređaja (mrežne kartice, na primer), a odrađuje i još mnogo toga u saradnji sa procesorom. Uloga samog procesora varira u zavisnosti od oblika uređaja, a najveću ulogu ima kada je kablovski modem samostalan, a na njega se priključuju tastatura, miš i televizor. Tada on priprema podatke za prikaz na televizoru, prima podatke i komande sa ulaznih uređaja, obrađuje ih i šalje nazad ka kablovskom internet provajderu. Ukoliko nije samostalan uređaj, onda CPU, koji je najčešće RISC arhitekture (sa redukovanim setom instrukcija), samo pomaže MAC-u u „regulisanju saobraćaja”. Mrežni deo može da podrazumeva i LAN ruter za povezivanje više računara na kablovski modem.

A na drugom kraju...

Rekli smo da se na drugom kraju kabla nalazi CMTS. Njegova prvenstvena uloga jeste u tome da objedini saobraćaj signala koji šalju svi korisnici (na primer u zgradi). Objedinjeni saobraćaj dalje se rutira, tj. preusmerava ka delu gde je kablovski provajder povezan na Internet. Taj deo podrazumeva servere koji kontrolišu logovanje korisnika, koji drže podatke o nalozima korisnika, vrše administraciju IP adresa i kontrolu protokola kojim komuniciraju kablovski modemi i kablovski operater kroz kabl – CableLabs Certified Cable Modems (ranije poznat kao Data Over Cable Service Interface Specifications ili skraćeno DOCSIS). Naravno, kad podaci „prođu” servere, onda su oni krenuli da „plove” van kablovske mreže na Internet.

U suprotnom smeru, downstreamu, podaci putuju do svih korisnika, kao kod Ethernet mreže. Kablovski modem, pored ignorisanja TV kanala, ignoriše i Internet pakete koji nisu za njega. Ne berite brigu, kada je upstream u pitanju, on ne dolazi do komšijinog kablovskog modema.

• • •

CMTS je u stanju da opsluži do 1000 korisnika kroz jedan kanal „debljine” 6 MHz. Pošto je ukupna brzina svakog kanala koju dele korisnici oko 27 Mbit/s, jasno je što pri priključivanju prevelikog broja korisnika dolazi do takvog zagušenja da je i dial-up modem brži i bolji. U svakom slučaju, vi sami procenite koliko je bolji od DSL-a, kojim ćemo se baviti u sledećem nastavku. Dakle, vraćamo se telefonskom broadbandu...

Dušan STOJIČEVIĆ