PDF - Telfor
PDF - Telfor
PDF - Telfor
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
KABLOVSKA KABLOVSKA KABLOVSKA TELEFONIJA TELEFONIJA U U OKVIRU OKVIRU DVOSMERNE DVOSMERNE [IROKOPOJASNE<br />
[IROKOPOJASNE<br />
HFC HFC VI[ESERVISNE VI[ESERVISNE MRE@E<br />
MRE@E<br />
1. 1. UVOD<br />
UVOD<br />
Sistemi i industrija kablovske televizije su pre{li dugi put<br />
razvoja, od prvih, zajedni~kih antenskih sistema za<br />
prijem i distribuciju seta TV i radio progama do<br />
pretplatnika u mre`i, na nivou jednog ulaza, jedne ili par<br />
stambenih zgrada, do {irokopojasnih hibridnih opti~kokoaksijalnih<br />
kablovskih vi{eservisnih sistema.<br />
Sa razvojem novih tehnologija u oblasti<br />
telekomunikacija, ra~unarske tehnologije, digitalnih<br />
video i audio sistema, mre`e kablovske televizije<br />
menjaju ne samo svoju strukturu, ve} i osnovnu<br />
namenu. Slede}i trend integracije prenosa video<br />
signala, audio signala i signala podataka, mre`e<br />
kablovske televizije se transformi{u u {irokopojasne<br />
kablovske distribucione sisteme koje korisnicima nude<br />
{iroku lepezu individualnih ili distribucionih,<br />
jednosmernih ili interaktivnih servisa. Istovremeno se<br />
odvija proces {irenja, povezivanja i globalizacije<br />
kablovskih mre`a. Kablovska televizija koja<br />
podrazumeva distribuciju seta (analognih) TV i radio<br />
programa pretplatnicima u mre`i postaje samo jedan<br />
od servisa, koji }e u sofisticiranoj varijanti biti ponu|en<br />
korisnicima savremenih {irokopojasnih kablovskih<br />
vi{eservisnih sistema.<br />
Da bi odgovorila savremenim zahtevima, distribuciona<br />
mre`a mora biti tako projektovana da podr`i<br />
dvosmernu komunikaciju centar za obradu (glavna<br />
stanica) - korisnik, u realnom vremenu, a da pri tome<br />
ponu|eni dodatni interaktivni servisi ne smeju biti<br />
znatno skuplji od postoje}ih servisa.<br />
Savremene trendove razvoja vi{eservisnih kablovskih<br />
sistema mo`emo razmatrati sa dva asekta. Prvi aspekt<br />
je razvoj mre`e. Hibridna opti~ko-koaksijalna mre`na<br />
arhitektura HFC (HFC - Hybrid Fiber-Coax ) koja<br />
podrazumeva opti~ko vlakno kao prenosni medijum u<br />
primarnom delu mre`e i koaksijalni kabl u<br />
distribucionom i razvodnom delu mre`e pretstavlja<br />
trend i trenutno nudi najpovoljniji odnos<br />
cena/ponu|ene karakteristike. Drugi aspekt je razvoj i<br />
uvo|enje novih servisa, posebno onih interaktivnog<br />
tipa. Ovi trendovi su tesno uzajamno povezani i njihov<br />
razvoj je me|usobno uslovljen.<br />
U okviru ovog rada razmatra se integracija interaktivnih<br />
serisa u {irokopojasne HFC vi{eservisne mre`e i,<br />
posebno, tehni~ki aspekti uvo|enja kablovske<br />
Sne`ana Ili}, @arko Kru{evac<br />
"TELEFONKABL" a.d Beograd<br />
telefonije, koja je, po svojoj prirodi, uskopojasni<br />
dvosmerni individualni servis. Nakon uvodnog dela, u<br />
okviru Poglavlja 2, razmatra se HFC mre`na arhitektura.<br />
Tre}e poglavlje se odnosi na uvo|enje interaktivnih<br />
servisa u HFC mre`u. Kablovska telefonija u okviru HFC<br />
mre`e obuhva}ena je Poglavljem 4.<br />
2. 2. HFC HFC MRE@NA MRE@NA ARHITEKTURA<br />
ARHITEKTURA<br />
Revolucija koju je u telekomunikacijama izazvala pojava<br />
opti~kih prenosnih sistema, kada je mre`na arhitektura<br />
u pitanju, nije mimoi{la ni kablovsku televiziju, odnosno<br />
vi{eservisne kablovske sisteme. U prvoj fazi strukturne<br />
transformacije, primarna mre`a sistema kablovske<br />
televizije je postala opti~ka, sa analognim opti~kim<br />
prenosnim sistemima sa amplitudskom modulacijom.<br />
Na ovoj na~in potpuno koaksijalna mre`a kablovske<br />
televizije postaje hibridna opti~ko koaksijalna. Struktura<br />
jedne ovakve mre`e prikazana je na Slici 1.<br />
Slika Slika 1. 1. HFC mre`na arhitektura<br />
Distribuciju dvosmernih servisa podr`ava nekoliko<br />
mre`nih arhitektura, klasi~na koaksijalna, HFC mre`na<br />
arhitektura i arhitektura "opti~ko vlakno do pretplatnika",<br />
koja podrazumeva upotrebu opti~kih prenosnih sistema<br />
u svim segmentima mre`e. Mre`na arhitektura "<br />
opti~ko vlakno do pretplatnika", je sigurno koncepcija<br />
budu}nosti, me|utim, osnovna mana ove koncepcije<br />
je, i dalje, veoma visoka cena. Najpopularnija<br />
koncepcija izgradnje savremenih {irokopojasnih<br />
distribucionih mre`a, danas u svetu, je izgradnja HFC<br />
mre`e. Ova koncepcija podr`ava dvosmerni prenos, a<br />
jo{ uvek je znatno jeftinija od koncepcije "vlakno do<br />
pretplatnika". HFC mre`na arhitektura evoluira
postepeno ka potpuno opti~koj mre`noj arhitekturi, u<br />
skladu sa razvojem tehnologije, porastom zahteva i<br />
opadanjem cene opti~kih prenosnih sistema.<br />
Sa tehni~kog stanovi{ta, evolucija ~isto koaksijalne ka<br />
hibridnoj mre`i ima puno opravdanje. Poslednjih godina<br />
servisi su se razvijali br`e nego {to su koaksijalni<br />
sistemi mogli pro{irivati svoje opsege. Sa uvo|enjem<br />
interaktivnih servisa, koji izme|u ostalog zahtevaju<br />
distribuciju programa po individualnim zahtevima,<br />
problem se vi{estruko umno`ava.<br />
3. 3. UVO\ENJE UVO\ENJE UVO\ENJE INTERAKTIVNIH INTERAKTIVNIH INTERAKTIVNIH SERVISA SERVISA. SERVISA<br />
Razvoj postoje}ih i uvo|enje novih servisa tako|e<br />
izaziva revoluciju u vi{eservisnim kablovskim<br />
sistemima. Osnovna namena sistema kablovske<br />
televizije, po kojoj je i dobio ime, distribucija seta<br />
analognih TV i radio programa pretplatnicima, postaje<br />
samo jedan od servisa, a sistem kablovske televizije<br />
prerasta u kablovski vi{eservisni sistem sa nizom<br />
individualnih ili distribucionih, jednosmernih ili<br />
dvosmernih servisa.<br />
Servisi koje mo`e podr`ati jedna ovakva mre`a, sa<br />
aspekta propusnog opsega mogu se podeliti na<br />
{irokopojasne i uskopojasne. Neki od primera<br />
uskopojasnih servisa su telefonija, teletekst, prenos<br />
podataka, navigacija kroz kanale, elektronski vodi~ kroz<br />
progame, daljinsko merenje, elektronska po{ta itd. U<br />
{irokopojasne servise spadaju konvencionalni radio i<br />
TV program, video po zahtevu, delimi~an video po<br />
zahtevu, pla}anje po gledanju, pla}anje po kanalu itd. i<br />
ve}ina drugih koja u svojoj osnovi ima prenos video<br />
signala u realnom vremenu. Servisi se, sa stanovi{ta<br />
operatora kabla, mogu podeliti na distribucione<br />
(distribuiraju se svima ili ve}oj grupi korisnika u mre`i) i<br />
individualne (distribuiraju se pojedinim korisnicima u<br />
mre`i). Servisi se, tako|e mogu podeliti na<br />
jednosmerne i interaktivne. Interaktivni servisi zahtevaju<br />
postojanje povratnog kanala, za prenos informacija od<br />
korisnika prema glavnoj stanici.<br />
Individualni {irokopojasni servisi (video po zahtevu,<br />
interaktivne video igre, multimedijalna interaktivna<br />
telekupovina itd.) su najzahtevniji prema mre`i, imaju}i<br />
u vidu neophodnost postojanja individualnih<br />
{irokopojasnih kanala, glavne stanice velikog<br />
kapaciteta i posebne i kompleksne komutacione<br />
opreme.<br />
Frekvencijski plan savremene {irokopojasne kablovske<br />
mre`e prikazan je na Slici 2.<br />
5<br />
65 85<br />
k a b lo v s k a t e le f o n j a itd.<br />
650<br />
862<br />
1000<br />
Slika Slika 2. 2. Frekvencijski plan savremene vi{eservisne<br />
kablovske mre`e<br />
Prema frekvencijskom planu, opseg namenjen<br />
komunikaciji u povratnom smeru od pretplatnika prema<br />
centru za obradu signala (glavnoj stanici) je od 5 - 65<br />
MHz. Od 65 MHz do 85 MHz je za{titni opseg - guardband,<br />
a od 85 MHz do 1000 MHz je frekvencijski opseg<br />
za direktni smer.<br />
Visoka asimertrija propusnog opsega u direktnom i<br />
povratnom smeru postoji iz dva osnovna razloga.<br />
Prvi razlog le`i u tome {to je u smeru od pretplatnika ka<br />
glavnoj stanici delom zbog prirode signala koji se {alju,<br />
a i zbog ni`eg nivoa zauzetosti potreban u`i propusni<br />
opseg.<br />
Drugi razlog je u `elji da se odr`i kompatibilnost sa<br />
klasi~nim TV prijemnicima (prvi kanal iz opsega prijema<br />
klasi~nih TV prijemnika je kanal E2 VHF - 48 MHZ).<br />
Me|utim, zbog ekspanzije u razvoju interaktivnih<br />
servisa, opseg rezervisan za povratni smer zauzima deo<br />
opsega prijema klasi~nih TV prijemnika (do 85 MHz,<br />
ra~unaju}i za{titni opseg -guard-band), sa tendencijom<br />
pro{irenja.<br />
Frekvencijski plan za opseg od pretplatnika ka glavnoj<br />
stanici prikazan je na slici 3.<br />
NADLEDANJE<br />
MRE@E<br />
INTERAKTIVNI PAKETSKI PCS KABLOVSKA TELEFONIJA PRENOS<br />
VIDEO PRENOS TELEFONSKI TELEFONIJA ILI PRENOS PODATAKA<br />
SERVISI PODATAKA SERVISI<br />
PODATAKA<br />
5 6.75 15.75 24.75 33.75 42.75 51.75 60<br />
Slika Slika 3. 3. Frekventni plan opsega od pretplatnika ka<br />
glavnoj stanici<br />
Frekvencijski plan povratnog smera uzima u obzir<br />
zahteve pojedinih interaktivnih servisa i to kako u<br />
pogledu {irine opsega koji je dodeljen pojedinom<br />
servisu tako i u pogledu otpornosti prema smetnjama.<br />
Zahtev za kvalitetom spektra varira u zavisnosti od<br />
prirode interaktivnih servisa. Servisi koji u povratnom<br />
smeru podrazumevaju jednostavnu selekciju iz menija<br />
ili servisi zahteva za prenos toleri{u retransmisiju, pa su<br />
otporniji na smetnje. Paketska komunikacija, kao npr.<br />
servisi vezani za pristup INTERNET-u su u pogledu<br />
smetnji tako|e veoma tolerantni, po{to se mo`e izvr{iti<br />
retransmisija eventualno izgubljenih paketa. Efekat<br />
pojave smetnji se ovde ogleda u smanjenju brzine<br />
prenosa. Nadgledanje mre`e je servis kome se, tako|e,<br />
mo`e dodeliti relativno "{umni" kanal, pod uslovom da<br />
softver omogu}ava retransmisiju u slu~aju potrebe. Sa<br />
druge strane, interaktivni servisi koji podrazumeva rad u<br />
realnom vremenu (real-time servisi) su veoma osetljivi<br />
na smetnje, u principu ne dozvoljavaju retransmisiju i, u<br />
skladu sa tim, dodeljen im je odgovaraju}i deo spektra.
Kablovska telefonija podrazumeva integraciju<br />
telefonskog servisa u kablovsku TV mre`u, odnosno<br />
dvosmernu {irokopojasnu HFC mre`u. Kablovska<br />
telefonija, kao interaktivni servis sa prenosom glasa, je<br />
veoma osetljiva na smetnje, pa je locirana u delu<br />
"~istog" spektra u vrhu opsega povratnog smera<br />
odnosno, zauzima deo spektra koji nije izlo`en<br />
smetnjama.<br />
4. 4. KABLOVSKA KABLOVSKA TELEFONIJA TELEFONIJA U U OKVIRU OKVIRU OKVIRU HFC<br />
HFC<br />
MRE@E<br />
MRE@E<br />
Kablovska telefonija pretstavlja interaktivni individualni<br />
servis u okviru HFC mre`e. Pravno gledano, uvo|enje<br />
kablovske telefonije treba da bude omogu}eno<br />
procesom deregulacije u oblasti telekomunikacija na<br />
nivou pristupnih mre`a. Deregulacija na ovom nivou<br />
treba da omogu}i CATV operatorima da nude telefoniju<br />
kao servis, ali i operatorima telefonskih mre`a da nude<br />
video i TV servise svojim pretplatnicima, naravno uz<br />
odgovaraju}e tehni~ke uslove.<br />
Sa ekonomske strane gledano, kablovska telefonija je<br />
izuzetno isplativa investicija za CATV operatere,<br />
posebno u na{im uslovima, zbog velike potra`nje za<br />
telefonskim priklju~cima sa jedne strane i relativno<br />
malim dodatnim ulaganjima potrebnim za uvo|enje<br />
kablovske telefonije u HFC mre`e, sa druge strane.<br />
Na slici 4. prikazana je, na nivou blok {eme, integracija<br />
kablovske telefonije u HFC mre`u. Osnovne<br />
komponente sistema su upravlja~ki sistem MS<br />
(Management System), interfejs na strani glavne<br />
stanice HIU (Headend Interface Unit) i interfejs na strani<br />
korisnika UIE (User Interface Equipment).<br />
Iterfejs na strani glavne stanice HIU je klju~ni deo<br />
sistema. HIU omogu}ava vezu izme|u HFC mre`e i<br />
javne komutirane telefonske mre`e PSTN (Public<br />
Switched Telephone Network) preko me|unarodno<br />
standardizovanih interfejsa kao {to su V5.1, V5.2, ili<br />
TR303. HIU mo`e biti povezan sa HFC mre`om preko<br />
optike ili koaksijalnog kabla, i obezbe|uje n x 2Mbps<br />
linkove prema javnoj telefonskoj mre`i, pri ~emu n<br />
Slika Slika Slika 4. 4. Kablovska telefonija u okviru {irokopojasne dvosmerne HFC mre`e<br />
zavisi od konkretnog re{enja i kapaciteta sistema. HIU<br />
obezbe|uje i kontrolu kvaliteta svakog pojedina~nog<br />
poziva i u slu~aju pojave nedozvoljenog nivoa {uma<br />
tokom trajanja veze prebacuje vezu na drugu<br />
frekvenciju bez uticaja na komunikaciju izme|u<br />
korisnika.<br />
U cilju {to efikasnijeg iskori{}avanja raspolo`ivog<br />
opsega, koriste se dve razli~ite modulacione tehnike u<br />
direktnom i povratnom smeru, {to je prikazano na<br />
Slici 5.
5<br />
POVRATNI<br />
SMER DIREKTNI SMER<br />
50 KHz<br />
65 85<br />
QPSK modulacija, "FDM"<br />
50KHz=1 DS (64Kbps)+<br />
8 Kbps signalizacija i<br />
kontrola<br />
DS-64Kbit/s digitalni signal<br />
3 MHz<br />
QPR modulacija, "TDM"<br />
3MHz=72 DS (64Kbps)+<br />
128 Kbps signalizacija i<br />
kontrola<br />
650<br />
Slika Slika 5. 5. Kablovska telefonija - Alokacija propusnog<br />
opsega i modulacione tehnike<br />
MHz<br />
U direktnom smeru se koristi TDM (Time Division<br />
Multiplexing) multipleks 64 Kbps telefonskih kanala i<br />
QPR (Quaternary Partial Response) modulacija, {to<br />
obezbe|uje 72 telefonska kanala (64Kbps) u RF<br />
opsegu {irine 3 MHz, uz 128 Kbps kontrolne<br />
informacije.<br />
UIE (User Interface Equipment) pretstavlja interfejs<br />
izme|u korisnika i HFC mre`e. U povratnom smeru,<br />
korisniku je na raspolaganju 64 Kbps kanal, QPSK<br />
(Quadrature Phase Shift Keying) modulisan, koji<br />
zauzima 50 KHz opsega.<br />
Postoji vi{e vrsta UIE interfejsa, u zavisnosti od tipa<br />
korisnika, broja kanala i tipa veze. Za pojedina~ne<br />
korisnike stoji na raspolaganju UIE interfejs za koji<br />
obezbe|uje dve telefonske linije ili UIE interfejs za sa 4<br />
telefonske linije uklju~uju}i ISDN. Za korisnike na nivou<br />
malih i srednih preduze}a stoje na raspolaganju UIE<br />
interfejsi koji obezbe|uju 64 telefonska kanala ili 32<br />
ISDN veze. DECT UIE interfejs obezbe|uje kori{}enje<br />
be`i~ne komunikacije po DECT standardu i povezivanje<br />
sa HFC mre`om.<br />
Upravlja~ki sistem obezbe|uje upravljanje radom<br />
sistema, konfigurisanje i administraciju elemenata<br />
sistema, transfer odgovaraju}eg softvera i setovanje<br />
korisni~kih interfejsa, testiranje i dijagnosticiranje stanja<br />
elemenata sistema, nadgledanje rada sistema i<br />
alarmiranje u slu~aju anomalija u radu sistema.<br />
U okviru sistema kablovske telefonije po HFC mre`ama<br />
posebna pa`nja mora biti posve}ena sigurnosti i<br />
privatnosti poziva, obzirom na strukturu HFC mre`e.<br />
Pretstavljena koncepcija obezbe|uje nivo sigurnosti i<br />
privatnosti koji je, ako ne ve}i, na nivou bezbednosti<br />
klasi~nih telefonskih mre`a. Sigurnost pretstavljenog<br />
koncepta se ogleda u odvojenom prenosu u direktnom<br />
i povratnom smeru, TDM multipleksu u direktnom<br />
smeru, korisni~kom interfejsu koji je kompaibilan<br />
isklju~ivo sa odgovaja}im tipom upravlja~kog sistema,<br />
kroz mogu}nost promene frekvecije tokom poziva i<br />
posebne za{tite poziva (enkripcija) ako to korisnik<br />
zahteva.<br />
5. 5. ZAKLJU^AK<br />
ZAKLJU^AK<br />
U radu je opisana integracija kablovske telefonije kao<br />
dvosmernog individualnog servisa u HFC mre`e. Za<br />
operatera mre`e, posebno u na{im uslovima, postoji<br />
potpuna ekonomska opravdanost za uvo|enje<br />
kablovske telefonije kao servisa, imaju}i u vidu nivo<br />
razvijenosti klasi~ne telefonske mre`e, potrebe<br />
korisnika i neophodna ulaganja za uvo|enje ovog vida<br />
servisa. Mada je u radu razmatran isklju~ivo tehni~ki<br />
aspekt integracije kablovske telefonije u HFC mre`e,<br />
neophodno je napomenuti da proces deregulacije u<br />
telekomunikacijama na nivou pristupne mre`e treba da<br />
obezbedi odgovaraju}u pravnu podr{ku.<br />
LITERATURA<br />
[1] M. Teofilovi}, A. Drobnjak, "Analogni opti~ki<br />
prenosni sistem za spojne puteve", TELFOR 1996.<br />
[2] H.Taba, N.Shibata, Advanced Technology for Fiber<br />
Optic Subscriber Sistems, 1995.<br />
[3] Stuttgen, H.,J., Network Evolution and Multimedia<br />
Communication", IEEE MultiMedia, Vol.2, No.3, pp.42-<br />
59, Fall 1995.<br />
[4] SIMENS - CoAxiom solution<br />
Abstract Abstract - - This paper describes the integration of cable<br />
phone service into two-ways broadband HFC networks.<br />
Cable phone means the integration of telephone<br />
service (voice and data transmission) into bidirectional<br />
broadband hybrid fiber coax (HFC) network. The endto-end<br />
solution for delivering full-service telephony via<br />
HFC networks is presented in this paper.<br />
THE INTEGRATION OF CABLE PHONE SERVICE INTO<br />
BIDIRECTIONAL BROADBAND HFC NETWORKS<br />
Sne`ana Ili}, @arko Kru{evac
Change language