vineri, 20 ianuarie 2017

Cum funcţionează un modem de cablu

Tags

Cum funcţionează un modem de cablu:

V-aţi putea gândi că un canal de televiziune ar putea ocupa ceva "spaţiu" electric, sau lăţime de banda pe cablu. În realitate, fiecărui canal TV îi este alocat un canal de 6 megaherti (MHz, sau milioane de cicluri pe secundă) pe cablu. Cablul coaxial folosit în televiziunea prin cablu poate transporta sute de megaherti de semnale. Într-un sistem de televiziune prin cablu, semnalele fiecărui canal primesc o "porţiune" de 6MHz din lăţimea de bandă disponibilă, şi apoi sunt trimise pe cablu către casa dumneavoastră. În unele sisteme, cablul coaxial este singurul mediu folosit pentru distribuirea semnalelor. În alte sisteme, este folosită fibra optică pentru a conecta compania de televiziune prin cablu cu alte arii sau cartiere, după care fibra optică este continuată prin cablu coaxial, pentru distribuire în case.

Când o companie de cablu oferă acces Internet prin cablu, informaţia poate folosi aceleaşi cabluri pentru că modemul de cablu pune datele de download (datele dinspre Internet spre un calculator) într-un domeniu de 6 MHz. Pe cablu, datele arată ca şi cum ar fi un canal TV, şi ocupa lăţime de bandă cât un canal TV. Datele de upload (datele transmise de la un calculator spre Internet) ocupă şi mai puţin din lăţimea de banda, doar 2 MHz, pornindu-se de la ideea că majoritatea primesc mult mai multă informaţie decât trimit. Pentru a pune datele de download şi de upload pe un cablu de televiziune e nevoie de 2 tipuri de echipament: un modem de cablu la client şi un sistem terminator pentru modemul de cablu (CMTS) la provider.
  Modemurile de cablu pot fi interne sau externe. În unele cazuri, modemurile de cablu pot fi parte a unei unităţi care necesită doar o tastatură şi un mouse pentru acces Internet. Toate modemurile de cablu conţin : un tuner, un demodulator, un modulator, un dispozitiv de control al accesului la mediu (MAC) şi un microprocesor.

 Tuner

  Tunerul se conectează la mufa de cablu, uneori cu ajutorul unui splitter care separă canalul de date Internet de programele CATV. Deoarece datele Internet vin pe un canal altfel nefolosit, tunerul pur şi simplu primeşte semnalul modulat digital şi îl trimite demodulatorului. În unele cazuri, tunerul va conţine un demultiplexor pentru a permite tunerului să folosească un set de frecvenţe (în general între 42 şi 850 MHz) pentru datele primite şi alt set de frecvente (între 5 şi 42 MHz) pentru datele trimise. În alte sisteme, în general cele cu un număr de canale limitate, se va folosi tunerul modemului de cablu pentru primirea datelor şi o conexiune dial-up (pe linii comutate) pentru transmiterea datelor. Oricare ar fi sistemul, după primirea unui semnal, este transmis demodulatorului.
   Demodulatorul
  Cele mai comune demodulatoare au 4 funcţii. Un demodulator de modulaţie de amplitudine pătratică (QAM) ia un semnal de frecvenţă radio care are date codate prin variaţia amplitudinii şi a fazei undei şi îl converteşte într-un semnal care poate fi procesat de un convertor analog-digital. Convertorul analog-digital ia semnalul care variază în voltaj şi îl transformă într-o serie digitală de 1 şi 0. Un modul de corecţie de erori verifică apoi informaţia primită conform unui standard cunoscut astfel încât erorile în transmisie să fie detectate şi corectate. În majoritatea cazurilor, cadrele de reţea, sau grupările de date, sunt în format MPEG, şi un sincronizator MPEG este folosit pentru a garanta ca datele sunt în ordine.

 
 Modulatorul
  În modemurile de cablu care folosesc cablul pentru a trimite date, un modulator este folosit pentru a converti datele digitale de la computer în semnale pentru transmisia pe cablu. Modulatorul este format din 3 părţi:
·    o secţiune pentru inserarea corecţiei de erori (folosită în celălalt capăt al cablului la verificare)
·    un modulator QAM
·    un convertor digital-analog
   Controlul de acces la mediu (MAC)
  MAC-ul este plasat între porţile de intrare şi ieşire ale modemului de cablu, şi acţionează ca o interfaţă între părţile hardware şi software are diverselor protocoale de reţea implicate. Toate dispozitivele de reţea au MAC-uri, dar în cazul unui modem de cablu, sistemul este mai complex decât la o placă de reţea normală. Din acest motiv, în majoritatea cazurilor, unele din funcţiile MAC vor fi asociate procesorului sistemului sau al modemului.
   Microprocesorul
  Funcţia microprocesorului se modifică dacă modemul va fi parte a unui sistem (computer) sau dacă va oferi acces Internet fără a avea suportul unui computer. În situaţiile în care e nevoie de un computer ataşat, microprocesorul intern foloseşte date din modulul MAC dedicat. În sistemele unde modemul de cablu este unicul echipament pentru acces Internet, microprocesorul îndeplineşte şi funcţii MAC, şi altele. Microprocesorul folosit cu precădere în modem-urile de cablu este Motorola PowerPC.
 Sistemul terminator al modemului de cablu (CMTS)
Sistemul terminator al modemului de cablu asigură (la capătul de la provider) multe din funcţionalităţile asigurate de DSLAM într-un sistem DSL. CMTS-ul ia traficul care vine de la un grup de clienţi pe un canal şi îl ruteaza către un provider de servicii Internet pentru a se realiza conectarea. La acel capăt, providerii vor avea servere pentru jurnalizare şi administrare, server DHCP (pentru alocare dinamică de IP-uri utilizatorilor de cablu) şi servere de control pentru un protocol numit Specificaţii de interfaţă pentru serviciul de date pe cablu (DOCSIS), standardul de bază în S.U.A. pentru a asigura accesul la Internet a utilizatorilor.

   Informaţiile primite prin cablu ajung la toţi utilizatorii conectaţi, ca intr-o reţea Ethernet - sunt păstrate de o interfaţă de reţea doar pachetele de date trimise în mod specific la acea interfaţă. Datele primite în schimb nu sunt văzute de ceilalţi utilizatori, ci sunt trimise către CMTS. Lăţimea de bandă pentru upload este împărţită în "intervale" de timp, măsurate în milisecunde, în care utilizatorii pot transmite o "rafală" de date către Internet. Împărţirea după timp este eficientă pentru comenzi scurte, căutări şi adrese, aceste lucruri constituind majoritatea datelor trimise de utilizatorul mediu. Un CMTS va oferi acces chiar şi pentru 1000 de utilizatori la Internet, printr-un singur canal de 6MHz. Deoarece un singur canal este capabil de 30-40 megabiţi pe secundă (Mbps) din total, utilizatorul va simţi o performanţă mult mai bună decât cu un modem normal, dial-up.
   În cazul unui singur canal, există o problemă: dacă eşti primul conectat printr-un anumit canal, ai aproape toată lăţimea de bandă la dispoziţie ; pe măsură ce alţi utilizatori se conectează la canal, lăţimea de bandă se va împărţi la toţi, şi performanţa va fi mai mica. Vestea bună e ca problema aceasta poate fi rezolvată prin compania de cablu, adăugând un nou canal, şi împărţind utilizatorii. Alt avantaj al cablului este că, spre deosebire de ADSL, performanţa lui nu depinde de distanţa de la nodul central. Modem-urile de cablu au fost cele mai populare în 1999 cu mai mult de 1,35 milioane de clienţi.   



loading...