Tecnologia Ethernet e reti via cavo. DOCSIS: qual è la tecnologia di Rostelecom

I precursori della Specifica Data Over Cable Service Interface (DOCSIS) sono apparsi nel 1998, quando l'Unione Internazionale delle Telecomunicazioni (ITU) ha approvato lo standard fondamentale J.112, che definisce i metodi per la trasmissione di dati su reti televisive via cavo. Successivamente, sulla base degli standard J.112 e J.83, il consorzio CableLabs ha sviluppato un unico norma internazionale DOCSIS. Prevede la trasmissione dei dati all'abbonato tramite una rete televisiva via cavo ad una velocità massima fino a 42 Mbit/s (con una larghezza di banda di 6 MHz e utilizzando la modulazione di ampiezza multiposizione 256 QAM) e la ricezione dei dati dall'abbonato ad una velocità velocità fino a 10,24 Mbit/s. Come concepito da CableLabs, è destinato a sostituire le soluzioni precedentemente dominanti basate su protocolli di trasferimento dati proprietari e metodi di modulazione incompatibili tra loro e devono garantire la compatibilità di apparecchiature di diversi produttori. L'ultima versione fino ad oggi, DOCSIS 3.0, consente di aumentare la velocità di trasferimento dati sul canale forward - fino a 400 Mbit/s, sul canale reverse - fino a 120 Mbit/s. Per fare un confronto, la velocità sul canale di andata del protocollo DOCSIS 2.0 è di 50 Mbit/s e 30 Mbit/s sul canale di ritorno.

Falsa partenza russa

La tecnologia DOCSIS è usata raramente in Russia. Il direttore tecnico della JSC Akado-Stolitsa Mikhail Medrish ritiene che ciò avvenga principalmente a causa della semplice ignoranza. Quando la tecnologia si stava sviluppando attivamente nel mondo, in Russia non c’erano abbastanza grandi investitori disposti a rischiare di investire fondi significativi nello sviluppo di reti via cavo bidirezionali utilizzando la tecnologia HFC/DOCSIS. “Di conseguenza, in Russia negli anni '90, le reti costruite utilizzando la tecnologia Ethernet iniziarono ad essere utilizzate per fornire servizi Internet a una vasta gamma di utenti. Sono stati costruiti in condizioni di mancanza di fondi, hanno installato attrezzature che non erano destinate alle attività degli operatori, ricorda il signor Medrish. - Le transizioni dei cavi aerei sono state realizzate utilizzando cavo in rame non schermato. E solo allora, dopo diversi anni, hanno iniziato a passare all'ottica, a installare interruttori gestiti, ecc. Cioè, questo è uno sviluppo così ampio. Non ci sono stati investimenti “salvo” in infrastrutture, tranne, probabilmente, “Corbina” e “Centel”. Quindi, nel 2003-2004, dopo diversi passi nello sviluppo della tecnologia ADSL e nell'emergere di dispositivi di abbonato economici, il mercato dei servizi di accesso a Internet utilizzando la tecnologia ADSL basato sull'infrastruttura del cavo in rame degli operatori telefonici tradizionali ha iniziato a svilupparsi attivamente. Ancora una volta, poche persone hanno pensato alla tecnologia HFC”.
Gli esperti notano che le differenze tra Ethernet e DOCSIS dovrebbero essere discusse solo tenendo conto delle circostanze storiche, poiché non è del tutto corretto confrontare le tecnologie stesse senza tenere conto delle condizioni per la loro implementazione. "Se non prendiamo in considerazione le capacità delle tecnologie stesse, la loro differenza sta nella loro origine e implementazione in condizioni specifiche", spiega Roman Shumatov, capo del dipartimento di progettazione della società "R2" di San Pietroburgo. - DOCSIS, come DSL, è stato sviluppato per l'utilizzo nelle reti esistenti, sopra un'infrastruttura via cavo già operativa. Ethernet, che originariamente non era destinata all’uso di massa sulle reti di accesso, viene implementata sulla nostra infrastruttura di nuova costruzione”.

Come tutto è iniziato

Roman Shumatov osserva che alla fine degli anni '90 DOCSIS aveva qualche vantaggio: la televisione via cavo era in crescita, gli investitori non risparmiavano denaro per il suo sviluppo. Allo stesso tempo, le apparecchiature Ethernet (le reti erano costruite principalmente su concentratori - hub) erano molto più costose e l'industria nazionale per la produzione di cavi ottici era rappresentata da due o tre fabbriche, che non fornivano un'ampia selezione di tipi di cavi ad un prezzo accessibile "Tuttavia, nonostante il fatto che DOCSIS sia stato sviluppato dal consorzio CableLabs per l'uso sulle reti televisive via cavo esistenti, in Russia non esistevano reti adatte allo scambio bidirezionale di informazioni, quindi l'intera costruzione delle reti DOCSIS è iniziata da zero", spiega Roman Shumatov .
"È anche importante notare le condizioni legislative nelle quali in linea di principio sono state costruite tutte le reti", ricorda Roman Shumatov. - Le reti HFC venivano implementate, di regola, con un'attenta progettazione e successivo esame dei progetti, ottenendo e implementando tutti i tipi di approvazioni - lentamente ma inesorabilmente. Inoltre, queste reti hanno seguito le procedure del 113esimo ordine a Svyaznadzor e hanno ricevuto le ambite carte blu. Gli operatori Ethernet spesso non si sono preoccupati di tali procedure: il protocollo di trasmissione dei dati non è così impegnativo per il mezzo di distribuzione fisico e, di conseguenza, per la progettazione della rete, e la concorrenza ha spinto per uno sviluppo più rapido dei territori e un ritorno più rapido sui fondi investiti nella rete . Pertanto, tutte le questioni procedurali sono state risolte a posteriori, ottenendo l'autorizzazione per i servizi di comunicazione telematica secondo la procedura semplificata dell'appendice "A" dell'ordinanza 113."
In ogni caso, Shumatov ricorda che la maggior parte degli operatori via cavo che hanno iniziato a svilupparsi verso le reti di dati all'inizio degli anni 2000, di norma, hanno optato per DOCSIS, implementandolo su reti ibride in fibra ottica (HFC, Hybrid Fiber Coax). "L'ideologia delle reti HFC presupponeva che l'ottica all'interno dell'isolato raggiungesse una profondità di penetrazione di 500...3000 appartamenti", spiega Roman Shumatov. - Successivamente, le reti coassiali furono implementate dal nodo ottico, portando il segnale televisivo in ogni casa. Il costo di costruzione di tali reti ha raggiunto i 50 dollari per appartamento nell’area di copertura della rete (la cosiddetta HP - Homes Passed).”
L'ulteriore coesistenza delle reti DOCSIS ed Ethernet è avvenuta in un contesto di più rapido declino il costo delle apparecchiature Ethernet, aumentando la disponibilità dell'ottica e riducendo i costi di installazione, che alla fine ha portato all'emergere di innumerevoli operatori di diverso calibro, concorrenza e tariffe più basse per i servizi. "Gli operatori DOCSIS hanno subito perdite significative in questa guerra, raggiungendo il limite massimo delle capacità della tecnologia nella versione 2.0 di queste specifiche", afferma Roman Shumatov. "L'opportunità per un'ulteriore competizione nella corsa di velocità si è presentata nella versione 3.0 di DOCSIS, ma per questo l'operatore deve cambiare la flotta di modem utilizzati, sia head-end che abbonati." A San Pietroburgo, ad esempio, oggi solo un operatore ha deciso di sviluppare ulteriormente la tecnologia: TKT. "Tutti gli altri hanno iniziato a implementare reti di livello FTTx in parallelo con le loro reti con reti parallele di televisione unidirezionale convenzionale (beh, forse con l'aggiunta di canali digitali in formato DVB-C) e reti Ethernet, lasciando DOCSIS agli abbonati regolari senza pretese e inerti ”, Roman è sicuro di Shumatov.

Esperienza TKT

TKT ritiene che la tecnologia DOCSIS fosse la soluzione più razionale al momento della costruzione della rete aziendale. Presso TKT, che storicamente è un operatore televisivo via cavo e opera sulla base degli HFC, dal 2004 viene utilizzato lo standard DOCSIS. "Nella prima fase, la tecnologia DOCSIS è stata introdotta nel sito sperimentale della regione di Mosca", ha affermato Ruslan Evseev, direttore generale della televisione via cavo di San Pietroburgo OJSC. - Dopo il successo dei test, è avvenuta l'implementazione industriale in tutta la rete. Lo standard DOCSIS ha diverse versioni. Al momento dell'implementazione della tecnologia in TKT esisteva solo la prima versione: DOCSIS 1.0. Questa versione è stata utilizzata in TKT fino al 2005. Nel 2005 è avvenuto il passaggio alla versione DOCSIS 2.0, che ha migliorato notevolmente la qualità della fornitura del servizio. In particolare è stata aumentata la velocità per gli abbonati. La fase successiva dello sviluppo è stata il passaggio alla fine del 2009 alla versione DOCSIS 3.0. Attualmente, tre quartieri della città operano secondo questo protocollo. Entro la fine del 2010 è previsto il passaggio completo al nuovo protocollo. Nozioni di base vantaggio competitivo Rete HFC: la capacità di fornire una gamma molto più ampia di servizi su un cavo: il cavo per un normale segnale analogico è sufficiente per essere installato una volta e in futuro non sarà necessario alcun lavoro nell'appartamento dell'abbonato per connettere Internet, televisione digitale (telefonia), ecc. È anche importante che ciascuno nuova versione DOCSIS ti consente di aumentare significativamente la velocità di trasferimento dei dati. Il protocollo DOCSIS 2.0 consente di ottenere velocità fino a 10 Mbit/s sul modem dell'abbonato e con il protocollo DOCSIS 3.0 la velocità può essere aumentata fino a 100 Mbit/s."
L'implementazione di tutte le versioni di DOCSIS sulla rete TKT è stata effettuata dagli specialisti tecnici dell'azienda. Nei lavori di installazione sono stati coinvolti gli specialisti dell'azienda V-LUX. La rete TKT utilizza apparecchiature Arris. “I tecnici hanno completato un corso di formazione specializzato sull'installazione e la gestione delle attrezzature. Parte della formazione è stata svolta a fianco dei partner TKT, all’estero”, ha detto Ruslan Evseev.
TKT non annuncia investimenti nella sua rete.
"L'investimento complessivo è determinato dalle dimensioni della rete", spiega ingegnere capo- vice direttore generale CJSC "Reti via cavo integrate televisive" (TV-ICS) Alexey Kholmetsky. - Il costo è determinato principalmente dal costo del CMTS (stazione centrale modem via cavo) e dalle apparecchiature server. In media, gli investimenti per abbonato connesso sono di circa 25-30 dollari."

Gli esperti ritengono che DOCSIS sia più semplice e conveniente per il TCT nelle condizioni attuali. "Quella risorsa amministrativa, quella posizione di mercato, ereditata dal TKT di San Pietroburgo dalla KTV di San Pietroburgo, ha costituito nel modo più conveniente la base della rete costruita: non ci sono problemi con il collegamento alle reti di alimentazione - linee che in precedenza venivano utilizzate per collegare amplificatori d'antenna o linee appena posate nelle stesse condizioni; di norma non ci sono problemi con l'accesso e il posizionamento delle apparecchiature, con la posa dei cavi tra gli edifici; non ci sono problemi con la riscossione delle quote di abbonamento: i pagamenti sono inclusi nelle fatture del VTsKP servizi pubblici dai tempi della TV via cavo di San Pietroburgo, e non è così facile rifiutare il servizio”, elenca Roman Shumatov. - Inoltre, data la portata della rete TKT, a mio avviso difficilmente è ragionevole sostituire semplicemente una tecnologia con un'altra. Somme significative sono state investite nella modernizzazione della rete. Nel corso di 2-3 anni, il piano di frequenza è stato modificato più volte per adattarlo versioni diverse DOCSIS, e ogni volta dovevo cambiare l'attrezzatura di amplificazione e i filtri. Ora è iniziato il passaggio alla versione 3, che comporterà nuovamente la sostituzione delle apparecchiature di rete lineari in connessione con il prossimo ampliamento dell'offerta di canali inversi, nonché, cosa più spiacevole, la sostituzione dei modem via cavo head-end e del sostituzione graduale dei modem degli abbonati. I modem delle versioni precedenti possono funzionare solo entro i limiti delle loro capacità e non possono essere aggiornati. Inoltre, la sostituzione della tecnologia richiederà un cambiamento delle qualifiche personale di servizio, che, secondo i miei dati, non è rovinato dall'alto salari. Trovare un tale numero di personale di linea non è realistico: le risorse lavorative sono piene di carenza di dipendenti "tecnico di apparecchiature di comunicazione", "installatore di apparecchiature di comunicazione".

Esperienza Akado

A Mosca, la rete AKADO fornisce servizi televisivi, Internet e di telefonia utilizzando la tecnologia HFC/DOCSIS. "L'area di copertura della rete bidirezionale HFC/DOCSIS supera i 2,1 milioni di appartamenti", ha affermato Mikhail Medrish. - L'implementazione di DOCSIS è iniziata presso AKADO nel 2000, come uno dei progetti di un'azienda che fornisce servizi televisivi su una rete via cavo bidirezionale. Oggi la rete AKADO fornisce a centinaia di migliaia di abbonati servizi televisivi analogici e digitali, accesso a Internet e servizi telefonici. La tecnologia utilizzata consente di fornire tutti questi servizi attraverso un unico cavo. C’è un solo cavo, la stessa tecnologia e, di conseguenza, un funzionamento poco costoso”.
Mikhail Medrish ha fornito un esempio: “Per gestire la nostra rete Ethernet esistente, manteniamo un addetto alle riparazioni per circa 1 - 1,2 mila abbonati con una penetrazione del 15-20% dei servizi di accesso a Internet. Per gestire la rete HFC/DOCSIS, abbiamo 1 riparatore ogni 3-4mila abbonati. Va tenuto presente che in questo caso la rete fornisce l'intera gamma di servizi. Quali sono questi risparmi? Dal fatto che per servire la rete HFC, la visita all'abbonato in quasi tre quarti dei casi termina con il lavoro all'interno dell'appartamento dell'abbonato o vicino al suo appartamento quando si collega al montante. Cosa succede lì: il cavo è stato forato accidentalmente, il cavo è stato tirato accidentalmente e lo schermo è stato strappato, a volte ci sono apparecchiature danneggiate. Naturalmente, ci sono atti vandalici e cavo coassiale danneggiato nel montante, ma molto spesso il lavoro viene completato nell'appartamento dell'abbonato. Ma con Ethernet, in 3/4 dei casi, al contrario, devi andare in soffitta o nel seminterrato dove si trova l'interruttore, devi capire se qualcosa si è ossidato o meno lì, bruciato o semplicemente "congelato" ”, perché l'attrezzatura attiva si trova proprio a casa. Nel caso di DOCSIS, la stazione modem via cavo (dispositivo di rete intelligente) si trova su un nodo grande, con una buona alimentazione, protezione, anche fisica, dietro una porta di ferro, con aria condizionata. Nel mezzo ci sono solo l'infrastruttura via cavo e gli amplificatori. Tali sistemi funzionano in modo molto affidabile”.

DOCSIS "Disegno".

“DOCSIS si basa sulla divisione di frequenza dei flussi di dati trasmessi dal modem via cavo principale (CMTS, Cable Modem Termination System) al modem dell'abbonato nella gamma 47/54/87...862 MHz (downstream) con segnali modulati QAM e dall'abbonato nella gamma 5...30 /42/65 MHz (upstream) segnali modulati QPSK o QAM", afferma Roman Shumatov. - Inoltre, il flusso downstream è comune a tutti gli utenti all'interno dell'area di copertura del segmento fisico di un particolare CMTS, ovvero l'intera larghezza di banda è divisa tra gli utenti attivi che ricevono i dati in un dato momento. A seconda della versione della specifica DOCSIS, la velocità nel canale in avanti è di 55,6 Mbit/s, la versione 3.0 consente di raggiungere 220 Mbit/s o più. Il flusso upstream utilizza il principio della divisione temporale del canale, che consente la trasmissione dei dati a velocità fino a 30 Mbit/s, nella versione 3.0 - 120 Mbit/s."

"Le reti Ethernet utilizzano un metodo di accesso al mezzo di trasmissione dati, chiamato metodo CSMA/CD (carrier-sense-multiply-access with collision detector)", spiega Alexey Kholmetsky. - Ciò impone restrizioni sul diametro rete locale non più di 200 m dallo switch e, nel caso di un canale esterno stretto, rallenta il processo di accesso dei computer alle risorse esterne. La tecnologia DOCSIS utilizza la divisione temporanea dell'accesso dei modem client via cavo alle risorse di rete, che consente di ridistribuire l'accesso alla rete esterna tra modem via cavo e mantenere la velocità di accesso specificata a un livello costante, fornendo la QoS necessaria.

Questione di personale

Come notano gli esperti, un normale installatore può facilmente gestire la manutenzione di una rete TV via cavo con un canale di ritorno. "L'esperienza si acquisisce nel processo di lavoro", afferma Alexey Kholmetsky.
"Le qualifiche del personale di linea senza formazione specifica (ma con esperienza) sono sufficienti per mantenere la rete in condizioni di lavoro", afferma Roman Shumatov. - Poiché per una rete lineare (in realtà dalla stazione centrale all'abbonato) i segnali della rete di trasmissione dati sono equivalenti ai normali segnali di trasmissione televisiva, per servirla è sufficiente lo stesso personale che in precedenza serviva una normale rete televisiva : sapere cos'è un “decibel” e con cosa viene fornito è sufficiente mangiarlo senza condimenti particolari. Se l'abbonato ha la televisione, nella maggior parte dei casi non dovrebbe avere problemi con la comunicazione. Per speciale casi complessi basta un ingegnere altamente qualificato per capirlo."

Difficoltà

“Spesso chi tenta di costruire da zero una rete DOCSIS incontra non pochi problemi. Sputano e dicono: qui non è possibile costruire una rete bidirezionale”, nota subito Mikhail Medrish non tanto per le caratteristiche storiche quanto per quelle culturali. - Questo è tutto. Decidono che sarebbe meglio costruire Ethernet. Perché sembra che sappiano come costruirlo: è più facile. Ma il motivo sta proprio lì caratteristiche tecnologiche, nella conoscenza o nell'ignoranza di queste caratteristiche. Pertanto, quasi nessuno sta costruendo reti HFC bidirezionali in nessuna parte della Russia.
“Il problema principale quando si introduce questa tecnologia è la disponibilità grande quantità interferenze radio nella banda di frequenza del canale di ritorno, specialmente nella sua regione a bassa frequenza (fino a 15 MHz), osserva Alexey Kholmetsky. "Se durante la costruzione della rete si utilizzano materiali di alta qualità con schermatura profonda e si installano speciali dispositivi di filtraggio sui rubinetti degli abbonati che non utilizzano il servizio di accesso a Internet, il problema può essere superato."
Punti deboli Tecnologie DOCSIS Roman Shumatov vede nella divisione della banda verso l'abbonato e la dipendenza dal carico di questo canale, che richiede un'attenta pianificazione del carico su uno a valle e/o la presenza di una riserva di entrambe le linee fisiche (fibre ottiche in arrivo nel nodo ottico) e apparecchiature piuttosto costose (modem head-end, moduli aggiuntivi per questi modem principali, nodi ricetrasmettitori upstream e downstream).
"DOCSIS, con una rete costruita e gestita normalmente, causa pochi problemi", spiega Roman Shumatov. - I problemi sorgono quando il carico su un singolo modem principale raggiunge il massimo entro i limiti forniti piani tariffari. In questo caso è necessario investire fondi piuttosto consistenti nella segmentazione della rete: un nuovo modem principale DOCSIS 2.0 nella configurazione 1 downstream/4upstream costa circa 14-20 k$, alle tariffe attuali su un tale modem vengono terminati fino a 2mila abbonati. Inoltre, sono ancora necessari investimenti nei trasporti: i nodi ricetrasmettitori a monte e a valle possono costare altri 4mila dollari (per uno di questi modem principali). Scalare una rete Ethernet non è così doloroso.”

Vantaggi della tecnologia

“I vantaggi innegabili di DOCSIS sono che, analogamente a DSL, il servizio è disponibile dove c'è una rete, cioè qualsiasi abbonato di un operatore via cavo, senza costi aggiuntivi sotto forma di posa di un cavo separato all'appartamento, può anche abbonarsi al servizio di accesso a Internet (naturalmente questo richiede un modem via cavo), afferma Roman Shumatov. - Inoltre, tra l'abbonato e l'operatore non ci sono dispositivi attivi che possano "congelarsi" e che si trovino al di fuori della zona di accesso operativo del personale di servizio. Le apparecchiature attive utilizzate per la trasmissione del segnale televisivo e allo stesso tempo per la trasmissione dei dati sono disponibili per il backup dell'alimentazione remota tramite cavo coassiale, ovvero la rete lineare e il servizio su questa rete non dipendono dalla perdita di alimentazione elettrica agli ingressi vicini /case." “È molto semplice migliorare la tecnologia”, afferma Alexey Kholmetsky. - Vengono sostituiti i modem via cavo degli abbonati (questo può essere fatto gradualmente) e il CMTS centrale. Secondo fonti americane l'unico vero concorrente degli emergenti Tecnologia GPONè DOCSIS 3.0. La stampa ha riferito che nei laboratori Cisco System sono stati effettuati esperimenti sulla trasmissione di informazioni nella banda 8 MHz dello spettro delle radiofrequenze alla velocità di 1000 Mbit/s. Questa velocità è raggiunta grazie agli elevati indici di modulazione del segnale a radiofrequenza e all'utilizzo di nuovi materiali per i cavi coassiali. L'offerta televisiva standard russa contiene 100 canali TV con un'ampiezza dello spettro di 8 MHz. Non è difficile calcolare il rendimento di un cluster coassiale”.
“In effetti, lo stesso DOCSIS è una soluzione “in scatola”, che viene affinata localmente da un amministratore competente che non ha bisogno di approfondire le specificità della trasmissione dei segnali su una rete televisiva via cavo. Pertanto la durata del processo di introduzione della tecnologia dipende solo dalla durata dell'implementazione della rete televisiva via cavo, afferma Roman Shumatov. - A seconda degli approcci alla costruzione, degli schemi di rete, delle tecnologie di costruzione utilizzate, del numero del personale, del numero di appaltatori, la velocità di implementazione in aree di costruzione di massa di 10-15 mila appartamenti al mese per un grande operatore può essere considerata abbastanza "commestibile".

Fine

Gli esperti notano che nelle attuali realtà russe le prospettive per il DOCSIS sono vaghe. “Se le nostre autorità di regolamentazione iniziano a richiedere la conformità documenti normativi per proteggere le reti di comunicazione, e i proprietari di edifici residenziali e le società di gestione iniziano a riordinare lo spazio delle soffitte, dei canali a bassa corrente e del cielo tra le case, quindi, temo, gli operatori Ethernet saranno i primi a soffrirne, dice Roman Shumatov. - Neanche io cancellerei completamente DOCSIS. Ad esempio, TKT ha raccolto un buon raccolto nelle zone storiche del centro di San Pietroburgo, a causa delle difficoltà di posa delle reti Ethernet e delle linee di abbonato in questo patrimonio abitativo: dislivelli nelle vicinanze case in piedi, tetti spioventi, bassa densità di popolazione”.

Il gigante danese delle telecomunicazioni TDC tiene lavoro attivo modernizzare il vecchio cavo coassiale della rete televisiva per poter fornire Internet ad alta velocità agli edifici residenziali. Come osserva il direttore tecnico dell'azienda Carsten Breider, la tecnologia consente già di fornire la televisione via cavo ad una velocità di 3,6 Gbps, e dopo qualche tempo la cifra di 10 Gbps diventerà realtà.

TDC ritiene di aver trovato una soluzione unica per fornire un accesso veloce alla banda larga in tutta la Danimarca. Allo stesso tempo, l’azienda potrà risparmiare enormi quantità di denaro sulla strada per raggiungere il suo obiettivo. Come la maggior parte degli operatori di linea fissa in tutto il mondo, TDC sa che estendere la fibra a ogni casa è quasi l’unica soluzione decisione giusta, quindi superveloce banda larga raggiunto ogni casa. Tuttavia, estendere la fibra a ogni casa è costoso.

Fortunatamente per TDC, l'operatore ha un ricco patrimonio sotto forma di una rete televisiva via cavo coassiale che già fornisce canali di programmi a 1,4 milioni di famiglie in tutta la Danimarca.

Attualmente, TDC ha già compiuto progressi significativi nella sua modernizzazione. Allo stesso tempo, il miglioramento non riguarda direttamente il cavo coassiale: all'ingresso della casa è installata l'elettronica, in grado di accelerare l'accesso alla banda larga a velocità molto decenti. TDC prevede di utilizzare la propria rete televisiva via cavo come spina dorsale di una rete nazionale che fornirà una banda larga da 1 Gbps alla maggior parte delle famiglie in Danimarca entro la fine del 2017, e possibilmente 10 Gbps nel corso del tempo. Secondo le previsioni dell'operatore, le prime case dovrebbero ricevere 1 Gbps a partire dall'inizio di dicembre 2016.

La società rileva che nel prossimo futuro la rete televisiva via cavo TDC sarà il principale fornitore di Internet ad alta velocità per gli utenti dell'operatore, a differenza dell'attuale rete in fibra ottica, che può fornire solo il 10% delle case.

Più veloce ed economico della fibra

"Il cavo coassiale può trasmettere segnali a velocità molto più elevate rispetto alla fibra," - osserva Karsten Breider. - GPON ha una velocità massima di 2,4 Gbps e per il cavo coassiale della rete TDC utilizziamo l'ultima implementazione DOCSIS."

DOCSIS 3.1 Dimostrazione

La sigla DOCSIS difficilmente lascerà perplessi gli addetti ai lavori, ma la spiegheremo comunque per completezza. Lo standard, utilizzato da quasi vent'anni dagli operatori di tutto il mondo, prevede la trasmissione dei dati all'abbonato tramite una rete televisiva via cavo con una velocità massima fino a 42 Mbit/s (con larghezza di banda di 6 MHz e l'uso della modulazione di ampiezza multiposizione 256 QAM) e la ricezione dei dati dall'abbonato con velocità fino a 10,24 Mbit/s. Come previsto, è progettato per sostituire le soluzioni precedentemente dominanti basate su protocolli di trasferimento dati proprietari e metodi di modulazione incompatibili tra loro e deve garantire la compatibilità di apparecchiature di diversi produttori.

In realtà esistono diverse versioni di DOCSIS:

• DOCSIS 1.0
• DOCSIS 1.1
• DOCSIS 2.0
• DOCSIS 3.0
• DOCSIS 3.1

DOCSIS può diventare una vera “chiave d'oro” per le porte dei potenziali abbonati, perché con una rete coassiale ben costruita che copre un'area significativa, questo standard può essere un vero inizio, che non richiederà seri interventi nella fisica del processo.

È proprio questa rete di cavi coassiali sviluppata che ha TDC, che è stata una delle prime a implementare DOCSIS 3.1 sulle sue reti.

"DOCSIS 3.0 ci consente di raggiungere velocità di 3,6 Gbps e con DOCSIS 3.1 alla fine di quest'anno saremo in grado di offrire 10 Gbps ai nostri abbonati", - dice Bryder. Ciò significa che l'azienda dispone di una rete che supporta servizi quattro volte più veloci di GPON.

Modem per il funzionamento nello standard DOCSIS 3.1 ASKEY-TCG310

A proposito, già nel settembre 2015 anche la società tedesca Unitymedia ha iniziato a lavorare attivamente per preparare le proprie reti all'implementazione di DOCSIS 3.1, programmando l'uso commerciale dello standard anche per il 2016. Anche gli operatori russi hanno esperienza con DOCSIS, ma lo standard non è ampiamente utilizzato nel nostro Paese.

Ma torniamo ai nostri danesi.

Rostelecom danese

TDC è unica nel suo genere perché dispone di una capillare rete telefonica fissa e di una rete televisiva via cavo. Questa ricchezza è arrivata all'operatore grazie all'unificazione globale delle regioni compagnie telefoniche V operatore nazionale Tele Danmark nel 1995, alla quale alla fine successe TDC.

Il cavo era molto popolare in Danimarca. Il motivo, come nella maggior parte degli altri centri TV via cavo in Europa e America del Nord all'epoca, il motivo era che i consumatori volevano più canali. Ad esempio, un tempo, i residenti rurali degli Stati Uniti si abbonavano alla TV via cavo per ricevere servizi dalle grandi città vicine e per poter vedere i canali a sud dei confini di stato. I danesi volevano la stessa cosa: una scelta più ampia di canali televisivi.

Fino al 1988 in Danimarca esisteva un solo canale televisivo e, naturalmente, questa situazione non si adattava del tutto al pubblico televisivo del paese, che cominciò a desiderare molto di più programmi di intrattenimento, il che significa più canali.

Il risultato furono estese reti televisive via cavo coassiale, che consentirono ai danesi di guardare i canali delle vicine Germania e Svezia. Questa vasta rete è ora gestita da TDC, il che significa che la danese Rostelecom ha un enorme potenziale per organizzare l'accesso a banda larga quasi in tutto il paese senza investimenti significativi nell'installazione di reti in fibra ottica.

Processo di modernizzazione

"Interagiamo con la televisione degli abbonati e questo ci obbliga a stare attenti. In definitiva, la modernizzazione della rete porterà a una significativa riduzione dei costi dell'azienda, nonostante abbiamo abbastanza costi associati alla gestione dei DOCSIS esistenti, dal momento che la rete era costruito diversi decenni fa e la sua qualità lascia molto a desiderare," - osserva Bryder.

Secondo lui la rete modernizzata sarà decentralizzata, a differenza dell'architettura di rete odierna.

"Ora disponiamo di un'architettura di rete molto centralizzata, quindi saremo costretti a decentralizzarla. Ciò significa che il nostro cliente sarà più vicino alla rete, il che ci permetterà di trasmettere il segnale a una velocità maggiore. Inoltre nuova rete- questa è una riduzione dei costi manutenzione", dice Brayden.

Il nuovo progetto cambia radicalmente la strategia di marketing dell'azienda. Molti prodotti obsoleti non hanno più la stessa redditività, quindi l’azienda prevede di abbandonarli. Offerte per i consumatori come DSL, cavo, fibra o comunicazioni mobili sarà presentato sotto l'unico marchio YouSee.

Rapido sviluppo dello standard DOCSIS in Danimarca e modernizzazione delle reti via cavo obsolete per soddisfare le esigenze dei consumatori moderni fulgido esempio come migliorare significativamente la qualità dei servizi erogati riducendo i costi degli investimenti e della successiva manutenzione della rete.

È interessante notare che il colosso danese delle telecomunicazioni non è l’unico operatore europeo che ha messo gli occhi sullo standard DOCSIS 3.1. Oltre a TDC anche colossi come Telenet e Altice stanno preparando le loro reti per il passaggio al nuovo standard.

Secondo uno studio condotto dall'agenzia di analisi ABI, in Europa entro il 2017 il numero di famiglie che utilizzeranno la tecnologia DOCSIS 3.1 raggiungerà i 9 milioni di persone. Inoltre, molti noti sviluppatori dispongono già di attrezzature pronte per l'uso.

"In definitiva, per le famiglie e le imprese già collegate internet via cavo, dal punto di vista economico è molto più vantaggioso modernizzare le tecnologie via cavo piuttosto che passare alle reti in fibra ottica. E questo dà alla tecnologia DOCSIS 3.1 un chiaro vantaggio sul mercato. Guardando al futuro, la continua implementazione delle reti a banda ultralarga apre la possibilità agli operatori via cavo di passare completamente dalle reti DOCSIS alla tecnologia IPTV, abbandonando la tecnologia di trasmissione QAM legacy. Tuttavia nessuno dei principali operatori ha ancora iniziato ufficialmente a studiare questa possibilità." , afferma l'amministratore delegato e vicepresidente di ABI Research Sam Rosen.

È stato approvato lo standard fondamentale J.112 che definisce le modalità di trasmissione dei dati sulle reti televisive via cavo. Sulla base degli standard ITU J.112 e J.83, il consorzio CableLabs, in collaborazione con un'ampia gamma di produttori di apparecchiature, ha sviluppato un unico standard internazionale noto come "Specifiche dell'interfaccia del servizio dati via cavo"(DOCSIS).

Questo standard prevede la trasmissione di dati all'abbonato tramite una rete televisiva via cavo ad una velocità massima fino a 42 Mbit/s (con una larghezza di banda di 6 MHz e l'uso della modulazione di ampiezza multiposizione 256 QAM) e la ricezione di dati dall'abbonato ad una velocità fino a 10,24 Mbit/s. È progettato per sostituire le soluzioni precedentemente dominanti basate su protocolli di trasferimento dati proprietari e metodi di modulazione incompatibili tra loro e deve garantire la compatibilità tra apparecchiature di diversi produttori.

I documenti adottati dall'ITU contengono anche tre allegati che tengono conto delle caratteristiche specifiche dei mercati americano, europeo e giapponese dei servizi CATV e degli standard utilizzati in queste regioni (NTSC, PAL, SECAM).

Esistono diverse versioni della specifica DOCSIS:

• DOCSIS 1.0
• DOCSIS 1.1
• DOCSIS 2.0
• DOCSIS 3.0
• EuroDOCSIS

EuroDOCSIS regola la distribuzione delle frequenze dei canali diretti e inversi adottati per l'Europa, prevedendo il funzionamento con una banda di 8 MHz.

DOCSIS 1.1 fornisce inoltre meccanismi speciali, migliorando il supporto alla telefonia IP, riducendo i ritardi nella trasmissione vocale (ad esempio, meccanismi di frammentazione e assemblaggio di pacchetti di grandi dimensioni, organizzazione di canali virtuali e definizione delle priorità).

DOCSIS ha il supporto diretto per il protocollo IP con una lunghezza di pacchetto variabile, a differenza di DVR-RC, che utilizza il trasporto ATM Cell per trasmettere pacchetti IP (ovvero, il pacchetto IP viene prima tradotto in formato ATM, che viene poi trasmesso via cavo; dall'altro si esegue il procedimento inverso).

• DOCSIS 3.1.

Introdotta per la prima volta nell'ottobre 2013, la specifica DOCSIS 3.1 regola la velocità del canale di andata di 10 Gbit/s o più e di 1 Gbit/s del canale di ritorno, attraverso l'uso di uno schema di modulazione 4096 QAM. Qui, invece della divisione di frequenza dei canali con una larghezza di 6 MHz e 8 MHz, con il multiplexing OFDM vengono utilizzate sottoportanti con una larghezza da 20 kHz a 50 kHz. Possono essere posizionati in uno spettro largo fino a 200 MHz. Il DOCSIS 3.1 regola anche gli strumenti di gestione dell'energia che ridurranno l'intensità energetica del settore della televisione via cavo.

YouTube enciclopedico

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Sottotitoli

Tabella della velocità

Velocità massima sincronizzazione (velocità massima utilizzata), Mbit/s

Versione	DOCSIS		EuroDOCSIS
	Canale diretto (Giù)	Canale di ritorno (su)	Canale diretto (Giù)	Canale di ritorno (su)
1.x	42,88 (38)	10,24 (9)	55,62 (50)	10,24 (9)
2.0	42,88 (38)	30,72 (27)	55,62 (50)	30,72 (27)
3.0 4 canali	+171,52 (+152)	+122,88 (+108)	+222,48 (+200)	+122,88 (+108)
3.0 8 canali	+343,04 (+304)	+122,88 (+108)	+444,96 (+400)	+122,88 (+108)

La trasmissione dei dati “dall'alto al basso” - verso l'utente, o in un canale downstream - viene effettuata da un dispositivo trasmittente dell'apparecchiatura principale, denominato CMTS - Cable Modem Termination System. In altre parole, l'intera larghezza di banda è divisa tra tutti gli utenti che al momento ricevere dati, in modo che la larghezza di banda disponibile in un dato momento per un particolare utente possa "fluttuare" su un intervallo molto ampio. La trasmissione delle informazioni “bottom-up” (in un canale upstream) può essere effettuata tramite un modem via cavo che soddisfi i requisiti tecnici stabiliti dall'Enterprise, oppure sia certificato per essere conforme allo standard DOCSIS e al TDMA (Time Division Multiple Access) oppure la procedura CDMA è implementata come protocollo di accesso (accesso multiplo a divisione di codice). Prima dell'avvento dello standard DOCSIS 3.0, la larghezza di banda per utente nel canale downstream non superava approssimativamente i 25 Mbit/s, nel canale upstream non superava i 10 Mbit/s. Ciò è dovuto all'impossibilità di assegnare tutte le fasce orarie a un dispositivo dell'utente.

Molto presto i moscoviti potranno utilizzare Internet ad altissima velocità, in cui lo scambio di dati può accelerare fino a 400 Mbit/s. Tali capacità di comunicazione Internet possono essere ottenute attraverso la tecnologia DOCSIS 3.0.

Lo standard tecnologico DOCSIS - Data Over Cable Service Interface Specifiche - è stato originariamente creato per fornire la trasmissione di dati ad alta velocità su linee di comunicazione ibride in fibra ottica nel Nord America. Lo sviluppatore del sistema è il consorzio CableLabs. Gli utenti Internet di due continenti apprezzano da tempo tutti i vantaggi di DOCSIS. Ad esempio, i fornitori europei forniscono Internet ad alta velocità a quasi 40 milioni di famiglie in America, questa cifra è tre volte superiore; A proposito, oggi gli esperti americani stanno discutendo un nuovo standard - DOCSIS 3.1, in cui Downstream può raggiungere 10 Gbit/s e Upstream 1 Gbit/s. L'adozione dello standard è prevista entro la fine di quest'anno, mentre il rilascio a livello mondiale dei primi dispositivi per DOCSIS 3.1 è previsto per la metà del 2014.

Nel giugno di quest’anno abbiamo completato a Mosca un lavoro su larga scala per modernizzare EuroDOCSIS. La capitale ha tradizionalmente un'alta concentrazione di aziende e imprese, un gran numero di utenti Internet di individui che scaricano ogni giorno terabyte di informazioni varie. Con l’aumento dei contenuti Internet crescono anche le esigenze degli abbonati: gli utenti hanno bisogno di informazioni sempre aggiornate buona qualità. Ora i residenti della capitale potranno scaricare qualsiasi dato da Internet molto più velocemente a scapito di alte velocità. Nella fase iniziale abbiamo aggiornato la rete EuroDOCSIS 2.0, grazie alla quale la capacità totale della rete è aumentata di oltre il 40%. Successivamente abbiamo trasferito tutte le apparecchiature degli abbonati su EuroDOCSIS 2.0, che ha permesso di aumentare del 25% la larghezza di banda Internet per i clienti che già disponevano di modem. E infine, l’ultimo passo in questa direzione è stata la modernizzazione della rete secondo lo standard EuroDOCSIS 3.0. Abbiamo completato la transizione da EuroDOCSIS 2.0 a EuroDOCSIS 3.0 in un anno e mezzo. Il costo totale dell'opera ha superato i 500 milioni di rubli. Oggi la rete modernizzata copre 2,2 milioni di famiglie.

Lancio nuova tecnologia- è piccolo rivoluzione tecnologica: dopo tutto, con il miglioramento di EuroDOCSIS e il trasferimento della rete a nuovo modello l'efficienza della trasmissione delle informazioni aumenta fino a 24 volte grazie alla combinazione di diversi canali di frequenza: canali diretti Downstream (DS) e canali di ritorno Upstream (US). Inoltre, la tecnologia supporta il multicast, quando un pacchetto di rete viene inviato simultaneamente un certo importo destinatari e aumenta anche il livello di sicurezza durante l'utilizzo di Internet. Con EuroDOCSIS l'operatore ha la possibilità di fornire Di più servizi per l'utente finale come DVB-C ( televisione digitale) e IPTV su DOCSIS (televisione IP che utilizza la tecnologia DOCSIS).

EuroDOCSIS è conveniente perché non richiede l'installazione di una grande quantità di apparecchiature attive in casa. Se valutiamo i vantaggi della tecnologia per l'operatore, allora, senza dubbio, stiamo parlando di minori costi di manodopera nel fornire agli abbonati elevate velocità per il trasferimento dei dati online. Ad esempio, se installi Internet ad alta velocità in quelle zone dove è già posato un cavo coassiale tra le case, EuroDOCSIS è l'opzione più accettabile: altre tecnologie, che consentono anche di aumentare la velocità di scambio delle informazioni, richiedono cavi ottici, costi aggiuntivi per il collegamento ai sistemi di alimentazione, e non mancano sono altre sfumature tecniche.

Per quanto riguarda il nostro Paese, le nuove tecnologie per fornire un accesso a Internet ancora più veloce attraverso la modernizzazione del livello di rete raggiungeranno la capitale russa, molto probabilmente, tra la fine del 2014 e l'inizio del 2015. Sviluppo di EuroDOCSIS in meno principali città dipende dalle capacità materiali e tecniche delle società operative e dallo sviluppo delle infrastrutture. Ma in ogni caso, gli abbonati attivi del World Wide Web e gli utenti torrent non dovrebbero preoccuparsi: lo standard EuroDOCSIS 3.0 ha una riserva larghezza di banda, sufficienti a soddisfare le esigenze degli utenti Internet più esigenti nei prossimi anni.

Le reti dei fornitori secondo lo standard (Specifiche dell'interfaccia del servizio Data Over Cable) organizzano la trasmissione dei dati utilizzando un cavo televisivo (coassiale). Il sistema è in grado di sviluppare velocità di trasmissione dati televisiva e Internet fino a 500 Mbit/s in downstream e fino a 300 Mbit/s in upstream.

Essenzialmente, DOCSIS è uno dei tipi di rete: un cavo coassiale va dal nodo centrale all'abbonato, mentre il cavo in fibra ottica viene utilizzato come cavo dorsale (fino a casa). Questa configurazione permette di modificare ulteriormente il sistema senza interferire con il percorso dei cavi esterni, consente di risparmiare denaro ed è di rapida installazione.

Come funziona

Dal server del fornitore di servizi, il segnale viene inviato al modem CMTS principale. Il segnale da esso viaggia lungo il cavo principale e raggiunge il nodo home, dove viene amplificato per un'ulteriore trasmissione. Raggiunti i divisori del piano, il segnale viene proporzionalmente “tagliato” in un determinato numero di abbonati. Cavi separati corrono dai divisori in tutti gli appartamenti e sono collegati ai modem degli abbonati.

La velocità in bit della rete DOCSIS varia a seconda della versione. Nella tecnologia DOCSIS 3.0 ed EuroDOCSIS 3.0, i canali sono combinati (fino a 16), il che consente di aumentare significativamente la portata in entrambe le direzioni. Pertanto, le nuove versioni possono competere con successo con i popolari DRS su doppino intrecciato, PON, HCNA

Svantaggi della tecnologia DOCSIS:

1. Le vecchie versioni di DOCSIS hanno una velocità inferiore rispetto alle reti PON e FTTB che utilizzano doppino intrecciato.
2. Rispetto alla fibra ottica, il cavo coassiale non è in grado di eseguire il multiplexing del segnale.
3. Il cavo coassiale è suscettibile alle radiazioni elettromagnetiche e alle interferenze.

Vantaggi della tecnologia DOCSIS:

1. Semplicità

L'installazione utilizza gli strumenti e il circuito più semplici. Per lavorare con il sistema e la sua manutenzione non sono necessari specialisti con conoscenze particolari. Abbastanza esperienza e precisione.

2. Basso costo della porta dell'abbonato

Nella costruzione delle reti non sono coinvolte apparecchiature complesse. Durante l'installazione non sono previsti interventi costosi che richiedano attrezzature costose: giunzioni, saldature, ecc. Tutto ciò riduce il costo della rete e ne accelera il recupero.
Ciò vale in misura maggiore nei luoghi in cui il cavo coassiale è già stato posato e si prevede un numero limitato di utenti finali: nei villaggi privati, nelle aree scarsamente popolate, ecc., dove è necessario organizzare PON o FTTB (DRS) per uno o due abbonati. semplicemente non redditizio.

3. Velocità di costruzione

Il cavo coassiale consente di utilizzare le nicchie dei cavi esistenti, anche se sono ben riempite. La semplicità della tecnologia e l'affidabilità del cavo coassiale consentono di costruire reti DOCSIS quasi due volte più veloci rispetto a PON o DRS su doppino intrecciato. Questo ha un valore inestimabile quando devi essere il primo a offrire i tuoi servizi agli abbonati.
Il tempo di installazione del sistema in un edificio di 5 piani con 6 ingressi (3 appartamenti per piano) per una squadra di 3 squadre di 2 persone ciascuna è di 1 giorno, previa posa del cavo principale.