Основные виды кабелей для интернета

С целью увеличения скорости передачи данных в локальных сетях, требования стандартов к передающим кабелям все время усложняются. Отличаются интернет-кабели один от другого разными характеристиками.

Рассмотрим основные виды этих изделий:

• витая пара;
• оптоволоконный;
• коаксиальный.

Кроме категории кабеля, важными моментами являются: тип жилы, способ экранирования.

Существует широкий ассортимент разновидностей шнуров для компьютерных сетей. Самые востребованные — витая пара. Набирает популярности оптоволокно, а вот коаксиальный проводник постепенно уходит в прошлое

Вид #1 — витая пара

Для возможности после прочтения обозначения получить необходимые сведения о витой паре, была придумана международная классификация кабелей.

В основу классификации заложили формулу: АА/ВСС. Здесь первая пара символов «АА» указывает на присутствие общего экрана.

Символ «В» информирует о наличии индивидуальной защиты каждой пары. Два последних символа расскажут о виде скрутки. Если это «ТР», то проводники скручены попарно. В случае «TQ» — присутствует скрутка четверками.

Создателями международной классификации были учтены такие моменты, как присутствие общего экрана, наличие индивидуальной изоляции пар, метод скрутки

Наличие защиты является особенной характеристикой витой пары.

Много информации можно узнать, прочитав маркировку:

1. Незащищенная пара. Это кабель без защитного экрана. Проводники помещены в обычный пластик. Маркируют такую пару аббревиатурой U/UTP.
2. Фольгированная пара. Кабель имеет один для всех пар экран. Маркировка — F/UTP.
3. Незащищенные пары. Единый экран, представляющий собой оплетку. Маркируют кабель сочетанием символов S/UTP.
4. Фольгированная защита для пар. Плюс к этому — общий медный экран. Маркировка — S/FTP.
5. Экран из фольги защищает пары. Общего экрана нет. Обозначение — U/ FTP.
6. Общий экран из фольги плюс оплетка. Пары без экрана. Маркировка — SF/UTP.
7. Экран из фольги как для пар, так и в качестве общей защиты. Обозначение F/FTP.
8. Фольгированный экран для пар. В качестве общего экрана — фольга и оплетка. Распознают по маркировке SF/ FTP.

В этом перечне приведено обозначение по международной классификации витой пары. Наши общепринятые обозначения несколько отличаются.

Таким видом провода для интернета, как витая пара можно объединить в одну сеть устройства, удаленные друг от друга не более чем на 100 м.

Если вы планируете использовать этот вид кабеля, рекомендуем ознакомиться с лучшими способами соединения витой пары между собой.

Вид #2 — оптоволоконный сетевой кабель

На сегодня более быстрой технологии передачи информации в интернете, чем оптоволокно, не существует.

Лимит на длину каналов у оптоволоконного кабеля отсутствует. По этой причине он может соединять объекты, находящиеся очень далеко друг от друга

Через оптоволоконные кабели, протянутые по дну океана, высокоскоростной интернет связывает не только города, но и материки.

К преимуществам оптического кабеля относятся:

• хорошие пропускные данные;
• долговечность;
• быстрота обнаружения несанкционированного доступа, что повышает безопасность сети;
• подавление шума, достаточная степень защиты от помех;
• значительная скорость передачи информации;
• возможность реализации дополнительных опций.

Оптоволоконные кабели бывают одномодовыми и многомодовыми. Отличаются они друг от друга режимами продвижения лучей света в кабеле.

Несмотря на небольшую стоимость и все другие преимущества кабеля этого вида, существует два фактора ограничивающие их применение – оборудование и адаптеры для оптоволоконной сети очень дорогие.

Профессиональный инструмент для фиксации витых пар в ножах-контактах разъема гарантирует надежное соединение. Такое возможно, благодаря строго перпендикулярной траектории движения пуансонов к плоскости разъема

Оконцовка кабеля выполняется с применением дорогостоящего оборудования. Непростым является монтаж, а также ремонт сети, выполнять работы могут только высококвалифицированные специалисты. По этой причине оптоволоконный кабель применяют в крупных сетях.

Вид #3 — коаксиальный провод

Основная характеристика — волновое сопротивление. От него зависит качество кабеля и передаваемого сигнала. Влияет на эти величины материал и его диэлектрическая проницаемость, а также индуктивность, емкость, удельное сопротивление. Сила сигнала зависит от расстояния передачи.

Существует две разновидности кабелей такого вида: тонкий и толстый. Диаметр первого — не более 0,5 см. Его специфические черты — повышенная гибкость и быстрое затухание сигнала, поэтому сигнал с его помощью передают на незначительные расстояния со скоростью до 10 Мбит/с.

Тонкий кабель относится к категории RG-58/U. Волновое сопротивление его равняется 50 Ом.

Кабель RG-58 простой в применении. С его помощью можно создать сети любого вида. Все, что нужно – это вставить его в разъем сетевого адаптера

Сечение толстого коаксиального кабеля — 1 см. Поскольку жесткость у него повышенная, монтаж осуществляют с использованием недешевых специальных приспособлений.

Сам толстый кабель также в два раза дороже тонкого. Он относится к категории RG-11 или RG-8. В первой из моделей сопротивление составляет 75 Ом, во второй — 50 Ом.

Способность проводника к накоплению заряда характеризует индуктивность и погонная емкость. Краткие характеристики содержатся в маркировке.

Так, в обозначении КМГ первая буква обозначает К – коаксиальный, вторая — М – магистральный, Г — прокладываемый в канализации. КМК — присутствует броня для возможности подводной прокладки.

Было время, когда этот тип кабеля встречался во многих областях. Некоторые его характеристики даже выше, чем те, которыми обладает витая пара. Сейчас коаксиальный кабель все еще применяют для прокладки трасс под аналоговые системы видеонаблюдения, тогда как витую пару – для подключения IP систем видеонаблюдения.

Все же со временем последняя стала вытеснять коаксиальный кабель. Пользователи оценили ее более простой и быстрый монтаж, а также меньшую стоимость.

Устройство сетевого кабеля

Устройство каждого вида кабеля различное. Самая простая конструкция у коаксиального проводника, самая совершенная — у оптоволоконного.

Строение коаксиального кабеля

Еще на заре создания сетей применяли исключительно коаксиальный кабель. В его структуру входит центральный проводник.

Вокруг него — толстый слой изоляции, далее следует оплетка — алюминиевая или медная, а в заключение — изолирующая оболочка.

Верхняя (последняя) оболочка в основном изготавливается из полихлорвинила и обладает устойчивостью к ультрафиолету. Есть варианты и с тефлоновой защитой, но они более дорогие

Устройство витой пары

Самым распространенным проводом для интернета является витая пара. Этот кабель позволяет через один канал подключить все компьютеры, а заодно другие необходимые устройства. Дает возможность обеспечить определенным пользователям использование информации со всех компьютеров.

Чаще всего покупают нужный отрезок этого провода, обжатый со всех сторон коннекторами. Реже берут простой отрезок витой пары, а обжимку выполняют уже после после монтажа, используя правильную схему распиновки.

Состоит кабель из пар медных проводников. В классическом исполнении это кабель с 4 парами, хотя бывают и с двумя. Первые состоят из 8 жил, а вторые — из четырех. Цвет изоляции внутри регламентирует стандарт

Экранирующий слой может находиться всего в двух местах — поверх отдельной пары и тогда его называют индивидуальным и поверх всех пар, тогда его называют общим.

Особенности строения оптического кабеля

Этот современный кабель имеет особое конструктивное строение. Его образуют тончайшие проводки, а отделяет их друг от друга специальное покрытие.

Эти проводки являются проводниками оптических лучей, переносящих информацию при прохождении через кремниевые сердечники, имеющиеся у каждого волокна. Кроме сердцевины у волокна имеется оптическая оболочка, защита, буферное покрытие.

Составными волоконно-оптического кабеля являются такие элементы, как центральный сердечник, оболочка, которая его окружает.

Если за основу построения сети взять оптический кабель, появится возможность соединить устройства, значительно удаленные друг от друга

Как и сердечник, “рубашка”состоит из стекла, но такой параметр, как преломление света у него меньше. Световые лучи, отражаясь от стекла, расходятся по сердечнику, но за его пределы не выходят.

Критерии выбора кабеля

У такого кабеля характеристик много, но для выбора важны только отдельные из них. К ним относятся: категория проводника, тип жилы, способ экранирования. Рассмотрим подробно каждую из них.

Критерий #1 — категория интернет-кабеля

Существует семь категорий кабеля витая пара— от Cat.1 до Cat.7.

Отличаются шнуры разных категорий эффективностью пропускаемого сигнала:

1. Первая категория Cat.1 имеет полосу пропускания всего 0,1 МГц. Используют такой проводник для передачи голосовых данных с помощью модема.
2. У категории Cat.2 полоса пропускания — 1 МГц. Скорость передачи данных здесь ограничена 4 Мбит/с, поэтому такой проводник считается устаревшим и почти не используется.
3. Для категории Cat.3 частотная полоса — 16 МГц. Быстрота передачи данных — до 100 Мбит/с. Используют для создания локальных и телефонных сетей.
4. Cat. 4 — кабель с пропускной способностью 20 МГц максимум. Скорость передачи данных — не больше 16 Мбит/с.
5. Cat.5 обладает пропускной способностью 100 МГц максимум и предельной скоростью передачи данных 100 Мбит/с. Сферы применения — создание телефонных линий и локальных сетей.
6. Cat.5е имеет пропускную способность 125 МГц. Скорость — до 100 Мбит/с и 1000МБит/с (для четырехпарного провода). Этот кабель является самым популярным при построении компьютерных сетей.
7. Для Cat.6 приемлемая частотная полоса — 250 МГц. Быстрота передачи — 1 Гбит/с на расстояние до 50 м.
8. У Cat.6а лента пропускания — 500 МГц. Быстрота — до 10 Гбит/с в диапазоне до 100 м.
9. Cat.7 имеет пропускную полосу 600-700 МГц. Скорость этого провода для интернета — до 10 Гбит/с.
10. Cat.7а. Полоса пропуска — до 1200 МГц. Скорость — 40 Гбит/с на длину 15 м.

Чем выше категория кабеля, тем больше в нем пар проводников. При этом, в каждой паре на единицу длины приходится больше пар витков.

При подключении дополнительных устройств к компьютеру, нужно по всем правилам подобрать кабель. На концах кабеля должны быть защелки. Они позволят прочно зафиксировать проводник в гнезде

Критерий #2 — тип кабельной жилы

Жилы кабеля делятся на медные и омедненные. Более качественным считается первый тип.

Посредством сетевого шнура можно подключить принтер. Чтобы проблем с передачей сигналов не возникало нужно выбирать как кабель, так и коннекторы хорошего качества

Используют кабель с такой жилой для обширной и быстрой сети — больше 50 м. Второй вид несколько дешевле, да и потери в нем не такие уж большие.

Его сердцевина представляет собой недорогой кабель с малой проводимостью. Покрыт он медью, обладающей высокой проводимостью. Так как ток протекает по медной стороне проводника, проводимость страдает незначительно.

Приобретая омедненный кабель, приходится делать выбор между двумя его видами — CCS и CCA. Различие между ними в сердцевине. У CCS она представляет собой проводник из стали, у CCA — из алюминия. Второй от медного мало чем отличается.

Монтаж стального проводника может вызвать затруднения, поскольку сталь, как не очень эластичный материал, подвержена надломам.

На ограниченном расстоянии расхождение между медным и омедненным кабелем мало заметно. Если дистанция больше 100 м, кабель с алюминиевой сердцевиной сигнал просто не передаст.

Причиной плохой коммутации является большее, чем у меди, сопротивление алюминия. В результате на выходе ток имеет недостаточную мощность и составляющие сети не «видят» друг друга.

Критерий #3 — экран для кабеля

Экран необходим, чтобы защитить проводник от электромагнитных шумов других кабелей. Также он должен компенсировать излучение электромагнитного поля самих витых пар.

Если поблизости есть силовые кабели до 380 В с сечением жилы менее 4 квадратов, необходим один экран. В этом случае самым лучшим вариантом станет кабель FTP.

Важно помнить, что экранированные кабели используют в тандеме с экранированными коннекторами. Разница между ними и стандартными в металлической части

Когда предполагается соседство с проводником от 380 В с сечением жилы до 8 квадратов, потребуется экран двойной. Хороший вариант — F2TP.

Близость высоковольтных кабелей от 1000 В с жилой от 8 квадратов предполагает прокладку как силового, так и сетевого кабеля в индивидуальных гофрах. Вариант экрана — SF/UTP.

В быту такие кабели не используют. Здесь чаще всего применяют неэкранированный кабель, принадлежащий к категории 5е типа UTP.

Ethernet — подключение по локальной сети.

Это фиксированный широкополосный доступ к сети интернет по выделенной линии. Проведенная провайдером линия строиться на оптоволоконном или медном кабеле, что дает возможность передавать данные компьютерам на высокой скорости. Материалом для создания оптоволоконного кабеля служит стекло или пластик и информация по нему передается не электрическим, а световым сигналом, что позволяет передавать сигнал на огромные расстояния с ничтожно малым ослаблением.

Под медным кабелем подразумевается витая пара (здесь описаны типы и характеристики витой пары) по которой информация передается электрическим сигналом. Из-за своей особенности витая пара в отличии от оптоволоконного кабеля имеет значительный показатель затухания сигнала и подвержена электромагнитным помехам. Чтобы увеличить длину канала связи, следует применять кабели с защитой от помех и наводок, а для уменьшения коэффициента затухания сигнала — нужно использовать специальные корректоры или сигнальные буферы.

Однако делают ли это на практике интернет-провайдеры там где это нужно? Следует сказать, что обычно оптоволоконный кабель используется для соединения субпровайдера с магистральным провайдером и подключения различных зданий (многоэтажные дома, гостиницы…) к глобальной сети, а дальше идет витая пара.

Правда сейчас уже активно развивается технология GPON (гигабитная пассивная оптическая сеть). Ее суть заключается в том, что провайдер заводит оптоволоконный кабель прямо к вам в квартиру и ставит специальный разделительный ящик. При таком раскладе у вас технически есть возможность подключиться к глобальной сети на скорости 1 Гбит/с, в остальных же случаях скорость не будет превышать 100 Мбит/с.

Как бы там ни было, выделенная линия наиболее оптимально подходит для подключения к сети интернет дома (читайте подробно о том как обжать кабель LAN без клещей) или получения коллективного доступа к сети в офисе. Как правило, провайдеры при таком типе подключения предлагают безлимитный Интернет, а значит вам не нужно будет беспокоиться о потраченном сетевом трафике на закачке информации или на прогулки по сети. При помощи Wi-Fi маршрутизатора подключить к сети интернет можно другие цифровые устройства (смартфон, планшет, ноутбук, Smart TV…).

Высокая скорость интернет канала в технологии Ethernet дает возможность быстро скачивать внушительные объемы информации, комфортно работать в сети с мультимедиа и проводить различные видео встречи онлайн. Многие провайдеры предоставляющее доступ в интернет по выделенной линии в качестве дополнительной услуги предлагают ip-телевидение (IPTV), где некоторые каналы могут быть представлены в формате HD. Пожалуй это один из лучших способов подключения к сети интернет.

Модемное соединение (ADSL и Dial-Up).

Это коммутируемый доступ к интернету, через телефонную линию с использованием модема. Подключиться к сети интернет по телефонной линии можно по старой технологии Dial-Up или более продвинутой технологии ADSL. Соединение с провайдером с использованием ADSL в отличии от Dial-UP дает возможность путешествовать по интернету и параллельно осуществлять звонки по телефону. Достигается это за счет ADSL-сплиттера, который разделяет телефонный сигнал на обычный телефонный и высокочастотный модемный сигнал.

В сравнении с подключением по выделенной линии (способ описан выше) преимущество модемного соединения состоит в том, что используются уже существующие телефонные кабели, но на этом достоинство этого интернет доступа заканчивается. Максимальная скорость передачи данных у Dial-Up 56 Кбит/с, а у технологии ADSL 24 Мбит/с, но учитывая состояние в которых находятся телефонные линии стабильности соединения и таких показателей может не быть.

Как вы понимаете, телефонная линия по всем показателям проигрывает выделенной линии если учитывать стабильный рост мультимедиа и объемы передаваемых данных. Всего несколько лет назад этот тип подключения считался одним из лучших, но в наши дни он практически изжил себя несмотря на то, что еще используется в качестве альтернативного подключения к сети интернет там, где по каким-либо причинам использовать другое соединение на актуально.

Подключение к интернету по технологии DOCSIS.

Дословно DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specifications) переводиться как стандарт передачи данных по коаксиальному (телевизионному) кабелю. Передача данных по данному стандарту у провайдера осуществляется к клиенту (downstream) на скорости 42/38 Мбит/с, а от пользователя (upstream) 10/9 Мбит/с. Стоит сказать, что полоса в данной технологии делиться между всеми подключенными участниками, которые в данный момент принимают или отправляют информационный поток. Следовательно доступная полоса в момент передачи или приема данных для каждого пользователя может изменяться в широких приделах.

Этот способ подключения к интернету, как и предыдущий, выполняется через специальный модем. Это кабельный модем для технологии DOCSIS со встроенным сетевым мостом, который дает возможность обмениваться данными по коаксиальному или оптическому кабелю в двустороннем режиме. Нужно отметить, что в сети такого провайдера присутствует устройство CMTS — Cable Modem Termination System. Если коротко и просто, то данное устройство представляет из себя большой модем в магистральной сети к которому привязываются модемы абонентов.

С экономической точки зрения прокладывать коаксиальный кабель ради получения выхода в интернет не очень то разумно, уж лучше провести выделенную линию (ethernet подключение), потому что по техническим характеристикам такая линия лучше, но если телевизионный кабель уже в доме есть и ваш оператор КТВ предоставляет такую услугу, то почему бы ей и не воспользоваться. Однако если провайдер может предоставить вам доступ в интернет по технологии FTTB, PON или HCNA, то по ряду технических преимуществ лучше выбрать одну из них, вместо традиционного DOCSIS.

Мобильный доступ в интернет (GPRS, EDGE, 3G).

Этот тип подключения к сети интернет популярен тем, что дает возможность получить выход в сеть интернет в тех районах, где нет телефонной или выделенной линии. Соединиться с интернет-провайдером можно при помощи USB 3G модема или по средством мобильного телефона (iPhone, smartphone, communicator) с функцией модема. USB-модем визуально похож на USB-флеш-накопитель и имеет внутри себя гнездо для установки SIM-карты.

Подключение к интернету, через USB-модем или мобильный телефон выполняется за счет «обращения» к базовой станции оператора сотовой связи, у которого вы обслуживаетесь, и в зависимости от того какое оборудование установлено у мобильного провайдера устанавливается связь по технологии GPRS, EDGE, 3G или HSDPA (4G). Таким образом после соединения USB-модема или телефона (через USB-кабель, инфракрасный порт или Blurtooth) с компьютером вы получите доступ к интернету по одной из упомянутых технологий.

Мобильный интернет имеет не устойчивое качество связи и довольно низкую скорость, но вполне пригодную для нормальной загрузи страниц в браузер. Максимальная скорость передачи данных в представленных технологиях в среднем составляет 20-40 Кбит/с в GPRS; 100-236 Кбит/с в EDGE; 144 Кбит/с — 3,6 Мбит/с в 3G и 4G может превышать 100 Мбит/с, а у стационарных абонентов она может составлять 1 Гбит/с.

Скоростные характеристики в зависимости от используемых технологий интернет-провайдера в некоторых случаях могут быть выше, но практически чаще всего они ниже. У мобильного интернета, конечно не мало недостатков, но иметь возможность выходить в глобальную сеть из любой точки страны, многих из нас подкупает.

Теперь разберем беспроводное подключение к интернету (спутник, WiMAX). Такие виды беспроводного подключения к интернету хороши тем, что их можно использовать там, где получить доступ к сети через кабель по каким-либо причинам пока невозможно.

По беспроводным технологиям можно получить доступ в интернет за городом, где проводной интернет не доступен. Например, на даче, складе, офисе или каком-нибудь другом объекте. Нужно сказать, что такие способы подключения интернета предполагают наличие дополнительного оборудования, а его приобретение в некоторых случаях может «вылиться» для вас круглую сумму.

Интернет через спутниковую тарелку.

Например, для подключения одностороннего спутникового интернета понадобиться небольшой комплект оборудования. Нужно купить спутниковую антенну, усилитель-конвертер (подбирается под диапазон C, Ka или Ku и линейную или круговую поляризацию оператора), спутниковый приемник (PCI-плата или USB-приемник), кабель нужной длины типа RG-6 (75 Ом) и пару F-разъемов.

Для двустороннего доступа к спутниковому интернету нужна приемопередающая антенна (диаметром около 1,2 — 1,8 метра), передающий BUC (block-up converter) и приемный LNB (low-noise block) блок и спутниковый модем, к которому можно подключить не один, а несколько компьютеров и обеспечить им доступ в Интернет. Использовать диапазон рекомендованный спутниковым оператором.

У каждого из тих спутниковых подключений к интернету есть свои особенности. Для одностороннего доступа нужен уже существующий доступ в интернет (например, GPRS или EDGE), по которому отправленные запросы поступят в обработку к интернет-провайдеру (одностороннего доступа), а после обработки полученные данные отправят своему клиенту по спутниковому коридору.

При двустороннем доступе в интернет не нужны дополнительные каналы, так как отправка и прием данных осуществляется через спутник. Многие операторы спутникового интернета могут предложить как безлимитные пакеты, так и тариф с оплатой за трафик. Двусторонний спутниковый интернет у некоторых операторов работает быстрее чем в технологии 3G, а скорость в Ka-диапазоне может составлять 20 Мбит/с.

Минусом в данной технологии можно считать высокую стоимость оснащения, сложность настройки оборудования для технически неподкованного пользователя и большое время отклика (задержка). Обычно используют спутниковый интернет в отдаленных уголках страны, там где другой приемлемой альтернативы нет. Использование Wi-Fi маршрутизатора при спутниковом подключении к провайдеру, так же как и в других технологиях, даст вам возможность раздавать интернет по беспроводной связи и LAN кабелю другим цифровым устройствам (ноутбук, планшет ) в доме.

Подключение к интернету по технологии WiMax.

Мы уже рассмотрели с вами разные способы подключения к интернету, включая сюда и мобильный доступ, но я бы хотел обратить ваше внимание еще на один тип подключения к интернету по технологии WiMax. Зачастую данную технологию интернет доступа используют там, где кабельный Интернет стандарта DOCSIS не доступен, в доме или в офисе нет выделенной сети или нет телефонной линии для ADSL подключения. Доступ к глобальной сети по технологии WiMax, как и по спутниковому подключению, в таких случаях часто играет решающую роль.

Технология WiMax теоретически имеет скорость передачи данных около 70 Мбит/с, но на практике это скорость в разы меньше. Чтобы подключиться к интернету по технологии WiMax нужно обратиться к предоставляющему провайдеру, который по карте покрытия сети определит входит ли ваше место расположения в зону покрытия. Если выясниться, что место вашего размещения не попадает под зону покрытия, то специалистам нужно будет определить расстояние до ближайшей базовой станции к вам.

Желательно, что бы базовая станция находилась в прямой видимости (не обязательно) от вас, а расстояние составляло не более 10 километров. В зависимости от полученных результатов (расстояние и условие приема сигнала) потребуется подобрать WiMax модем и антенну с требуемым усилением. Кроме этого потребуется кабель, чтобы соединить антенну с модемом и USB удлинитель для подключения модема с маршрутизатором или компьютером.

Антенну обычно устанавливают на максимально возможную точку и направляют (для расчета может использоваться программа Google Earth) ее как можно точнее на базовую станцию. После этого антенна соединяется с модемом, подключается к сети и подстраивается до максимального уровня сигнала. Очень часто для приема интернета по WiMax используют специализированный Wi-Fi маршрутизатор с USB-портом, который может работать WiMax модемом.

Таким образом по беспроводной сети Wi-Fi (читайте если плохой и слабый сигнал Wi-Fi маршрутизатора) вы сможете открыть доступ в интернет другим цифровым устройствам (планшет, ноутбук…). Обе технологии Wi-Fi и WiMax беспроводные и используются для получения доступа к сети интернет, но несмотря на это решают разный круг задач. Как правило Wi-Fi используют для построения беспроводных локальных сетей с радиусом действия в зависимости от окружающей среды от 50 и до 100 метров.

В отличии от WiMax технология Wi-Fi интернет-провайдерами используется мало, но зато большую популярность этот вид беспроводного подключения к интернету получил в гостиницах, аэропортах, кафе, клубах, квартирах и домах. Потому что данная технология позволяет быстро, легко и удобно обеспечить всех желающих выйти в глобальную сеть беспроводным интернетом. Посмотрите сравнительную таблицу этих стандартов и прочтите по какому принципу работает технология Wi-Fi.

Теперь в общих чертах вы знаете какие способы подключения интернета существуют. Безусловно информационные технологии не стоят на месте, а стремительно развиваются в нашем мире и скорость передачи данных постоянно растет. Подписывайтесь на новые публикации, впереди будет еще много интересного. До скорой встречи на страницах блога. Пока!

Сети Ethernet на базе коаксиального кабеля и неэкранированной витой пары

В сетях Ethernet используется тонкий коаксиальный кабель (RG‑58) с волновым сопротивлением 50 Ом в противоположность кабелю с волновым сопротивлением 75 Ом, используемому в аналоговых системах (RG‑59). Так как эти две разновидности кабеля почти одинаковы по размеру и используют сходные разъемы BNC, то необходимо соблюдать осторожность, чтобы их не перепутать. При использовании коаксиальных кабелей Ethernet концевая заделка правильными типами разъемов является настолько же важной, если не более важной, как и заделка кабеля в аналоговых видеосистемах. Если сеть конфигурирована по шинной топологии с использованием коаксиального кабеля, то оба конца такой шины должны иметь терминаторы на 50 Ом. Построение сети на основе коаксиального кабеля подразумевает несимметричную передачу, как это имеет место при передаче видеосигналов в аналоговых системах видеонаблюдения, в то время как неэкранированная витая пара (UTP) обеспечивает симметричную передачу. При построении сетей с коаксиальным кабелем обеспечивается передача на большие расстояния без использования повторителей, однако, симметричные линии обладают другими важными преимуществами в отличие от несимметричных, главным образом, за счет устранения внешних электромагнитных помех посредством применения тех же принципов, что и при передаче видеосигнала по витой паре.

Понятие «симметричный» характеризует физическую конфигурацию и диэлектрические свойства витой пары проводников. Если два изолированных провода физически идентичны друг другу по диаметру, концентричности (жила и оболочка) и диэлектрическим свойствам изолирующей оболочки, а также равномерно скручены на определенной длине, то пара является электрически симметричной (сбалансированной) по отношению к окружающей ее среде. Степень симметричности зависит от конструктивной схемы и чистоты технологических процессов при производстве. Для обеспечения симметричной передачи сигнала напряжения, прикладываемые к каждому проводу пары, должны быть равны по абсолютному значению и отличаться полярностью. Электромагнитное поле, создаваемое одним проводником, подавляет электромагнитное поле второго проводника и наоборот, что приводит к очень малому уровню излучения линии передачи на базе симметричной витой пары.

В отношении внешних помех, мы считаем, что они наводятся одинаково на обоих проводах. Поэтому разность напряжений, наведенных внешними помехами, будет равна нулю. Так как полезным является дифференциальный (разностный) сигнал, то синфазная помеха никак не повлияет на симметричную передачу. Степень симметричности оценивается соотношением напряжения дифференциального (разностного) сигнала к напряжению синфазного сигнала, выраженным в децибелах (дБ). Использование высококачественных сетевых интерфейсных устройств, кабелей, а также качественных концевых кабельных разъемов всегда облегчает подготовку кабельных систем категории 5 и 6 и обеспечивает хорошее качество построения сети. Именно поэтому большинство локальных сетей в настоящее время строится на основе категорированных кабельных систем.

Термин «категория», используемый при классификации кабелей с неэкранированной витой парой (UTP). Различия при определении категории кабелей основываются, главным образом, на полосе пропускания, типе медной проволоки, размере и электрических характеристиках. В настоящее время наиболее популярными категориями кабельных систем являются 3, 4, 5, 5е и 6, каждая из которых определена рекомендациями Ассоциации электронной промышленности (EIA) и Ассоциации телекоммуникационной промышленности (TIA) США.

Рис. 11.8. Локальная сеть Ethernet на коаксиальном кабеле

EIA/TIA определяют следующие пять категорий кабеля витой пары:

– Категория 1– традиционный телефонный кабель

– Категория 2– кабель, сертифицированный для передачи данных со скоростью до 4 Мбит/с

– Категория 3– симметричный кабель с волновым сопротивлением 100 Ом и рабочим диапазоном частот до 16 МГц. Данный кабель используется в сетях стандарта 10BaseT и 100BaseT4. Кабель категории 3 наиболее часто встречается в имеющихся схемах учрежденческой кабельной разводки и обычно является четырехпарным.

– Категория 4– симметричный кабель с волновым сопротивлением 100 Ом и рабочим диапазоном частот до 20 МГц. Данный кабель используется в сетях стандарта 10BaseT и 100BaseT4. Состоит обычно из четырех пар проводов. Эта марка неэкранированной витой пары не является распространенной.

– Категория 5– симметричный кабель с волновым сопротивлением 100 Ом и рабочим диапазоном частот до 100 МГц. Данный кабель используется в сетях стандарта 10BaseT, 100BaseT4 и 100BaseTX.

Кабели категории 5 для сетей 10/100 Ethernet состоят из 8 проводов, 4 из которых используются для передачи сигналов данных. Остальные провода скручены вокруг этих информационных шин в целях обеспечения электрической стабильности и сопротивления электромагнитным помехам.

Кабельный разъем известен под названием RJ‑45 и внешне напоминает большой разъем телефонной линии.

Рис. 11.9. Разъем RJ‑45

Электрические сигналы распространяются по кабелю очень быстро (обычно 65 % скорости света), однако, в отношении цифровых сигналов, как и в случае с аналоговыми, применяются те же законы электричества – по мере распространения сигналы ослабляются и находятся под влиянием внешних электромагнитных помех. Воздействие перепадов напряжения в сочетании с индуктивностью проводов и их емкостного сопротивления для высокочастотных сигналов (высокая скорость передачи битов) и внешние электромагнитные помехи накладывают физические ограничения на дистанцию, на которую определенный кабель может передавать данные, до того как они дойдут до повторителя (коммутатора или маршрутизатора). Сетевой кабель должен быть достаточно коротким для того, чтобы устройства на его противоположных концах могли четко получать сигналы друг от друга с минимальной задержкой. Это накладывает ограничение на максимальное расстояние между двумя устройствами. Называется это сетевым диаметром сети Ethernet.

Ограничения накладываются и на другую передающую среду сетей Ethernet, включая беспроводную связь и оптоволоконные линии, хотя здесь минимальные расстояния отличаются от тех, которые применимы к медной проводке.

В наиболее распространенном сетевом кабеле категории 5 используются провода стандарта AWG24 с волновым сопротивлением 100 Ом, имеющие диаметр порядка 0.2 мм. Напоминаем читателям, что AWG (Американский сортамент проводов) является системой стандартизации толщины проводов. Калибр изменяется обратно пропорционально диаметру провода, который определяет величину электрического сопротивления (чем меньше номер AWG, тем больше диаметр проводника и ниже его сопротивление).

Кабель на витой паре выпускается в двух основных модификациях: одножильной и многожильной. Одножильный кабель поддерживает более протяженные трассы и наилучшим образом работает в конфигурациях с фиксированной разводкой, как, например, в офисных зданиях. С другой стороны, многожильный кабель является более гибким и лучше подходит для более коротких расстояний с подвижной кабельной проводкой, как, например, коммутационный кабель.

Одна из разновидностей кабельных систем категории 5, категория 5‑е, представляет собой еще более производительный сетевой кабель. Данный стандарт был одобрен в 1999 году и официально называется ANSI/TIA/EIA 568A‑5, или просто Категория 5 е (буква «е» от английского слова «enhanced» – улучшенный). Кабель категории 5е также имеет волновое сопротивление 100 Ом и отличается полной обратной совместимостью с оборудованием кабельной системы предыдущий версии (категории 5). Улучшенная производительность кабеля категории 5 е гарантирует поддержку кабелем систем, требующих дополнительной ширины полосы пропускания, таких, как сети Gigabit Ethernet или аналогового видеосигнала (если используется для передачи видеосигнала по витой паре).

Кабельные системы категории 5е предоставляют возможность модернизации с постепенным наращиванием, что обеспечивает поддержку функционирования полнодуплексных сетей Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Основную разницу между категорией 5 и 5е можно найти в спецификациях, из которых видно, что требования к производительности были повышены только в незначительной степени.

В то время как компоненты кабельных систем категории 5 могут в какой‑то степени функционировать в сетях Gigabit Ethernet (на коротких расстояниях), то в сценариях с высокой скоростью передачи данных они работают плохо. Кабели категории 5е лучше работают с оборудованием, рассчитанным на гигабитные скорости обмена данными. Поэтому с коммутатором на 100 Мбит/с лучше использовать кабель категории 5е вместо кабеля категории 5.

Следующий уровень в кабельной иерархии занимает категория 6 (стандарт ANSI/IA/EIA‑568‑B.2–1), одобренная Ассоциацией электронной промышленности и Ассоциацией телекоммуника ционной промышленности США (EIA/TIA) в июне 2002 года.

Категория 6 обеспечивает более высокую производительность, чем категория 5е, и отличается более жесткой спецификацией относительно перекрестных и системных помех.

Рис. 11.10. Типовая схема штыревого контакта разъема RJ‑45 согласно стандарту EIA Т‑568 (вид со стороны контактов)

Категория 6 также имеет волновое сопротивление 100 Ом, но требует большей степени точности при изготовлении по сравнению с Категорией 5. Аналогичным образом, соединители категории 6 нуждаются в более сбалансированном схемном решении. Категория 6 обеспечивает более высокую производительность, чем категория 5е, и имеет более жесткую спецификацию в отношении перекрестных и системных помех.

Все компоненты кабельных систем категории 6 обратно совместимы с предыдущими версиями категорий 5е, 5 и 3.

Качество передачи данных зависит от производительности компонентов канала. Таким образом, для передачи в соответствии со спецификациями категории 6 все соединители, коммутационные шнуры, коммутационные панели, кроссы и кабельная разводка должны удовлетворять требованиям стандартов категории 6.

Канал передачи данных по существу включает в себя все, начиная с настенной пластины и заканчивая коммутационным шкафом. Испытания для определения рабочих характеристик компонентов кабельных систем категории 6 проводятся как отдельно по каждому элементу, так и в целом. Кроме того, согласно требованиям стандарта должна обеспечиваться универсальность так, чтобы в канале связи можно было использовать компоненты категории 6 любого изготовителя. Согласно требованиям передачи данных по каналу категории 6 величина отношения затухания сигнала к уровню суммарных двунаправленных наводок (PS‑ACR) должна быть больше нуля или равной нулю при частоте 200 МГц.

Кроме этого, все компоненты кабеля категории 6 должны быть обратно совместимы с предыдущими версиями – категориями 5е, 5 и 3.

Если с компонентами категории 6 используются компоненты другой категории, то канал будет работать с производительностью передачи данных более низкой категории. Например, если кабель категории 6 используется с соединителями категории 5 е, то канал будет функционировать с производительностью категории 5е.

Кабели категории 6 состоят из четырех пар медного провода и, в отличие от категории 5, все четыре пары используются; скорость передачи данных, которую поддерживает данная категория, более чем в два раза превышает скорость категории 5е. Как и в случае со всеми другими типами кабелей на витой паре стандарта EIA/TIA, длина трассы кабеля категории 6 ограничивается максимальным рекомендованным расстоянием 100 м.

Благодаря улучшенной производительности и высокой степени устойчивости от внешних помех, системы, работающие на базе кабеля категории 6, будут производить меньшее количество ошибок по сравнению с текущими приложениями, работающими на базе категории 5е.

Это означает меньшее количество повторных передач утерянных или поврежденных пакетов данных при определенных условиях, что, в свою очередь, повышает надежность.

Самым «быстрым» медным кабелем стандарта ЕIА/TIА в настоящее время является кабель категории 7, предназначенный для сетей с гигабитными скоростями обмена данными. Данная категория пока что находится на стадии разработки.

Предполагается, что категория 7 будет полностью совместимой с предыдущими стандартами. Кабель категории 7 уже не является неэкранированным.

Требования спецификации настолько высоки, что каждая пара должна быть экранирована, кроме этого все четыре пары затем еще раз экранируются, в результате чего кабель категории 7 является самым дорогим из всех категорий. Кроме этого, с категорией 7 больше не используются разъемы RJ‑45. Многие будут утверждать, что оптоволоконный кабель является лучшим выбором, если вам необходим высокопроизводительный сетевой кабель, поэтому мы оставляем эту категорию и советуем почитать о ней в более современных справочниках и руководствах, но читателю необходимо знать о том, что ведутся разработки новых категорий кабеля.

Рис. 11.11. Кабель экранированной витой пары категории 7

Коммутационный кабель и перекрестный кабель

Применительно к сети Ethernet имеются два типа схем кабельных соединений: коммутационная и перекрестная.

Коммутационный шнур используется для соединения компьютеров при помощи концентраторов или коммутаторов (иногда его называют кабелем прямого подключения).

Перекрестный кабель (crossover) обычно используется для соединения двух ПК без применения концентратора, или же он может использоваться для каскадного включения двух концентраторов без применения порта каскадирования.

Перекрестным кабелем является сегмент кабеля, перекрещивающийся на штыревых контактах 1 и 2 и 3 и 6, являющихся соответственно контактами передатчика и приемника, позволяющих двум компьютерам обмениваться информацией. Если на кабеле никак не помечено, что это перекрестный кабель, тогда это, скорее всего, не что иное, как стандартный коммутационный кабель.

Если вы точно не знаете, какой у вас тип кабеля, вы можете положить рядом два разъема RJ‑45 с одной и той же стороны (как показано на фотографиях) и, если цвета проводков будут располагаться в одинаковом порядке слева направо, то это коммутационный кабель.

Если у штыревых контактов 1 и 2 цвета проводков расположены в обратном порядке, то тогда это перекрестный кабель. Было бы хорошим правилом, если бы цвет перекрестного кабеля всегда отличался от цвета большинства используемых коммутационных кабелей – например, желтый перекрестный кабель среди синих коммутационных проводов.

В противоположность одножильному, многожильный кабель состоит из нескольких проводов небольшого калибра в каждой отдельной изолированной кабельной муфте. Многожильный кабель является более гибким, что делает его более пригодным для коммутационных шнуров. Рекомендуемая максимальная

длина при использовании коммутационных кабелей равна 10 м. Данная конструкция наилучшим образом подходит для участков, где необходимо изгибание, а также при частых заменах на стенных выводах или коммутационных панелях. Многожильные провода не способны передавать сигналы данных на такие же большие расстояния, что и одножильный кабель.

Рис. 11.12. Разъемы коммутационного и перекрестного кабелей

Рис. 11.13. Коммутационный кабель

Рис. 11.14. Перекрестный кабель

Стандарт EIA/TIA 568A ограничивает общую длину многожильных кабелей до 10 метров. Это не значит, что вы не можете использовать многожильный кабель для более протяженных участков трассы; просто это не рекомендуется. В некоторых инсталляциях многожильный кабель прокладывается на расстояние более 30 метров и работает без проблем, но следует соблюдать осторожность при использовании многожильного кабеля в более масштабных коммуникациях. Одножильный кабель имеет в каждой муфте один провод более крупного калибра.

Одножильный кабель обладает лучшими электрическими характеристиками по сравнению с многожильным кабелем, традиционно используется внутри стен и прокладывается через потолок или на любых протяженных участках. Все эти распределенные по категориям сетевые кабели (использующие одножильный провод) рассчитаны на прокладку на максимальную длину до 100 м, прежде чем необходима будет установка повторителя.

Это не значит, что более дальние расстояния являются невозможными, но это в большой степени зависит от качества кабеля и предполагаемой пропускной способности сети. Например, если кабель категории 6 используется в сети со скоростью передачи до 100 Мбит/с, то возможны и расстояния свыше 100 м, так как категория 6 имеет очень повышенные требования к спецификации и рассчитана на сети с гигабитными скоростями. Узнать, на какое максимальное расстояние можно использовать кабель без повторителя (маршрутизатора/коммутатора), можно только посредством тестирования.

Существует большой выбор как дорогих, так и дешевых инструментов для проверки качества коммутационного и перекрестного кабеля, поэтому каждому специалисту по прокладке сетевого кабеля рекомендуется обзавестись, по крайней мере, самыми простейшими средствами.

Рис. 11.15. Существует множество обжимных инструментов для разъемов RJ‑45

Электромагнитные помехи представляют собой один из главных источников проблем для любой медной проводки, включая категорированные типы кабелей. Электромагнитные помехи являются потенциально вредными для вашей системы связи, так как могут вызвать затухание сигнала и ухудшить общую производительность высокоскоростного категорированного кабеля.

Электромагнитные помехи при передаче или получении сигнала вызываются действием электрических или магнитных полей, существующих вблизи любого кабеля электропитания, крупногабаритного электрооборудования или источников освещения люминесцентными лампами. К сожалению, это является основным свойством электрического тока, проходящего по медному проводу, это также является основой электромагнитной взаимосвязи.

Мы говорим «к сожалению» в данном случае, когда обсуждаем нежелательные помехи для передачи сигналов по кабелю, но фактически тот же принцип используется при выработке электроэнергии и приведении в действие электродвигателей, и в таких случаях электромагнитные помехи (здесь их следует называть электромагнитной индуктивностью) являются весьма желательным результатом.

Устранить электромагнитные помехи можно очень просто. Для этого нужно прокладывать сетевой кабель на расстоянии не менее 30 см (1 фута) от кабеля электропитания, или, если необходимо, перейдя с неэкранированной витой пары на более дорогой экранированный кабель. Это основные правила, которые необходимо всегда соблюдать.

Единственный случай, когда отсутствует проблема электромагнитных помех – это использование оптоволоконного кабеля. Объясняется это тем, что оптоволокно не проводит электричество, а в качестве передающей среды использует свет. Возможности дальней связи и более широкой полосы пропускания обычно достигаются за счет использования оптоволоконного кабеля, так как он обеспечивает не только передачу на более дальние расстояния (несколько километров), но и более высокую пропускную способность. И, что еще более важно, оптоволоконные линии не подвержены влиянию электромагнитных помех.

Гигабиты по старым коаксиальным сетям
76

Датский телеком-гигант TDC проводит активную работу по модернизации старого коаксиального кабеля телевизионной сети, чтобы получить возможность доставлять в жилые дома высокоскоростной интернет. Как отмечает технический директор компании Карстен Брайдер, технологии уже сейчас позволяют поставлять кабельное телевидение со скоростью 3,6 Gbps, а спустя некоторое время реальностью станет цифра в 10 Gbps.

В TDC считают, что нашли уникальное решение по организации быстрого широкополосного доступа по всей Дании. При этом компания сможет сэкономить гигантские средства на пути к осуществлению своей цели. Как и большинство операторов фиксированной связи по всему миру, в TDC знают, что протяжка «оптики» в каждый дом — это едва ли не единственное верное решение, дабы сверхбыстрая широкополосная связь достигла каждого дома. Однако тянуть волокно в каждый дом — накладно дело.

К счастью для TDC, у оператора есть богатое наследство в виде коаксиальной сети кабельного телевидения, которая уже сейчас поставляет программные каналы для 1,4 млн. домохозяйств по всей Дании.

Карта охвата сети TDC В настоящее время TDC уже существенно продвинулась в ее модернизации. При этом усовершенствование не касается непосредственно коаксиального кабеля — на входе в дома устанавливается электроника, способная разогнать широкополосный доступ до очень приличных скоростей. В планах TDC использовать собственную кабельную сеть телевидения в качестве основы общенациональной сети, которая будет поставлять широкополосный доступ на скорости 1 Gbps для большинства семей в Дании до конца 2017 года, а возможно и со скоростью 10 Gbps со временем. По прогнозам оператора, первые дома должны получить 1 Gbps с начала декабря 2016 года.

В компании отмечают, что в ближайшем будущем сеть кабельного телевидения TDC будет основным поставщиком высокоскоростного интернета пользователям оператора, в отличие от уже существующей волоконно-оптической сети, которая сможет обеспечить лишь 10% домов.

Быстрее и дешевле, чем волокно

«Коаксиальный кабель может передавать сигнал с гораздо большей скоростью, чем оптика, — отмечает Карстен Брайдер. — GPON имеет максимальную скорость 2.4 Gbps, а для коаксиального кабеля сети TDC мы используем последнюю реализацию DOCSIS».

Демонстрация DOCSIS 3.1

Аббревиатура DOCSIS вряд ли оставит в недоумении людей близких к телекому, но все же разъясним для полноты картины. Стандарт, который вот уже почти двадцать лет используют операторы по всему миру, предусматривает передачу данных абоненту по сети кабельного телевидения с максимальной скоростью до 42 Мбит/c (при ширине полосы пропускания 6 МГц и использовании многопозиционной амплитудной модуляции 256 QAM), и получение данных от абонента со скоростью до 10,24 Мбит/с. По задумке, он призван сменить господствовавшие ранее решения на основе фирменных протоколов передачи данных и методов модуляции, несовместимых друг с другом, и должен гарантировать совместимость аппаратуры различных производителей.

CMC DOCSIS3.1 от Huawei

Собственно версий DOCSIS существует несколько:

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

DOCSIS может стать настоящим «золотым ключиком» к дверям потенциальных абонентов, ведь при грамотно построенной коаксиальной сети, покрывающей значительную площадь, этот стандарт может стать настоящим стартом, который не потребует серьезных вмешательств в физику процесса.
Именно такая развитая сеть коаксиального кабеля есть в наличии у TDC, которые одни из первых начали внедрять DOCSIS 3.1 на своих сетях.

«DOCSIS 3.0 позволяет достигать скорости в 3.6 Gbps, а с DOCSIS 3.1 в конце этого года мы сможем предлагать нашим абонентам 10Gbps», — говорит Брайдер. Это означает, что компания имеет сеть , поддерживающую услуги, которые в четыре раза быстрее, чем GPON.

Модем для работы в стандарте DOCSIS 3.1 ASKEY–TCG310

К слову, еще в сентябре 2015 года немецкая компания Unitymedia также начала активную работу по подготовке своих сетей к внедрению DOCSIS 3.1, наметив коммерческое использование стандарта также на 2016 года. Опыт внедрения DOCSIS есть и у российских операторов, однако широкого распространения у нас в стране стандарт не получил.

Но вернемся все же к нашим датчанам.

Датский Ростелеком

TDC уникален в своем роде, потому как имеет обширную сеть фиксированной телефонной связи и сеть кабельного телевидения. Такое богатство досталось оператору благодаря глобальному объединению региональных телефонных компаний в национального оператора Tele Danmark в 1995, наследником которого в итоге стал TDC.

Кабель был очень популярен в Дании. Причина, как и в большинстве других центров кабельного телевидения в Европе и Северной Америке в то время, в том, что потребителю хотелось больше каналов. Так, например, в свое время, сельские жители США подключали кабельное ТВ, чтобы получать услуги от крупных городов, находящихся поблизости, и иметь возможность увидеть каналы к югу от границы штатов. Датчане хотели того же самого — более широкого выбора ТВ-каналов.

До 1988 года в Дании существовал лишь один телевизионный канал и, естественно, что такое положение вещей не совсем устраивало телевизионную аудиторию страны, которая начинала желать гораздо большего количества развлекательных программ, а значит больше каналов.

В результате появились обширные телевизионные сети коаксиального кабеля, что позволило датчанам смотреть каналы из соседних Германии и Швеции. Эта обширная сеть теперь в ведении TDC, а значит «датский ростелеком» обладает гигантским потенциалом для организации широкополосного доступа практически по всей стране без значительных вложений в монтаж волоконно-оптических сетей.

Процесс модернизации

«Мы взаимодействуем с телевидением абонентов, а это обязывает нас быть осторожными. В конечном итоге модернизация сети приведет к существенному снижению затрат компании, несмотря на то, что у нас достаточно расходов, связанных с управлением существующие DOCSIS, поскольку сеть была построена несколько десятилетий назад и ее качество оставляет желать лучшего», — отмечает Брайдер.

По его словам, модернизированная сеть будет децентрализована, в отличие от сегодняшней архитектуры сети.

«Сейчас мы имеем очень централизованную архитектуру сети, поэтому мы вынуждены будем осуществлять ее децентрализацию. Это значит, что наш клиент будет находиться ближе к сети, что позволит передавать сигнал с более высокой скоростью. К тому же новая сеть — это снижение затрат на техническое обслуживание», — считает Брайден.

Новый проект в корне меняет и маркетинговую стратегию компании. Многие устаревшие продукты уже не имеют прежней рентабельности, поэтому от них в компании планируют отказаться. Потребительские же предложения, такие как DSL, кабель, волокно или мобильная связь будут представлены под единым брендом YouSee.

Стремительное развитие стандарта DOCSIS в Дании и модернизация устаревших кабельных сетей под требования современного потребителя яркий пример того, как можно в разы улучшить качество предоставляемых услуг при этом снижая затраты на вложения и последующее техническое обслуживание сетей.

Примечательно, что датский телеком-гигант далеко не единственный европейский оператор, кинувший взор на стандарт DOCSIS 3.1. Помимо TDC свои сети к переходу на новый стандарт подготавливают такие гиганты, как Telenet и Altice. Согласно исследованию, проведенному аналитическим агентством ABI, в Европе к 2017 году число домохозяйств, использующих технологию DOCSIS 3.1, достигнет 9 миллионов человек. Тем более что многие известные разработчики уже имеют оборудование готовое к эксплуатации. «В конце концов, для домохозяйств и компаний, уже имеющих подключение к кабельному интернету, экономически гораздо выгоднее провести модернизацию кабельных технологий, а не переключаться на оптико-волоконные сети. И это даёт технологии DOCSIS 3.1 чёткие преимущества на рынке. Если заглядывать дальше в будущее, можно отметить, что продолжение развёртывания сверх-широкополосных сетей открывает перед кабельными операторами возможность полного перехода в сети DOCSIS к использованию технологии IPTV, отказавшись от устаревшей вещательной технологии QAM. Впрочем, ни один из крупных операторов пока официально не начал изучать такую возможность», — считает управляющий директор и вице-президент ABI Research Сэм Роузен.

Американский исследовательский консорциум CableLabs разработал новую поправку к стандарту высокоскоростной передачи данных DOCSIS 3.1, определяющему стандарты передачи информации по коаксиальному, то есть телевизионному, кабелю. Новая поправка, как сообщает ArsTechnica, наконец-то, уберет ассиметрию канала связи — существенную разницу между скоростями приема и передачи данных, существовавшую с момента появления самой первой спецификации DOCSIS. После введения поправки в стандарте DOCSIS отправка и прием данных будут возможны на скорости до десяти гигабит в секунду.

Стандарт DOCSIS был разработан и введен консорциумом CableLabs в 1998 году в рамках масштабной программы по увеличению количества абонентов, подключенных к интернету. Так сложилось, что в США к концу 1990-х годов действовали несколько десятков кабельных телевизионных операторов и доля домов с подключением к телевизионному кабелю была очень высока. Новый стандарт DOCSIS позволял организовать подключение к глобальной сети с использованием уже существующей инфраструктуры.

Первая версия нового стандарта в США оговаривала возможность передачи данных абоненту (прямой канал) на скорости до 42 мегабит в секунду и приема (обратный) на скорости до 10,4 мегабит в секунду. Для обмена информацией использовались каналы шириной шесть мегагерц. Чуть позже в Европе была разработана локализованная версия стандарта, получившая название EuroDOCSIS. Она использует для передачи данных каналы шириной восемь мегагерц. В европейском стандарте первой версии скорость прямого канала 55,6 мегабита в секунду, а обратного — только 10,2.

В 2013 году CableLabs представила новейший стандарт DOCSIS 3.1. В этом стандарте, если говорить упрощенно, впервые было решено отказаться от передачи данных по каналам шириной шесть и восемь мегагерц и использовать так называемые поднесущие частоты шириной от 20 до 50 килогерц. При этом новый стандарт разрешает множественное объединение этих поднесущих, что, в конечном итоге, позволяет обеспечить скорость прямого канала в десять гигабит в секунду, а обратного — в один гигабит в секунду.

Ассиметрия между прямым и обратным каналами во всех версиях стандарта определялась особенностями работы самого оборудования. Дело в том, что обслуживающие системы на стороне провайдера работают по системе временных слотов, на определенные периоды времени предоставляя пользователям каналы для отправки и передачи данных. При этом все временные слоты не могут быть выделены одному пользователю. Кроме того, передача и прием данных производятся в разных частотных диапазонах. Подробнее о работе DOCSIS можно ознакомиться, например, .

Новая поправка к стандарту DOCSIS 3.1 впервые за 19 лет существования стандартной технологии передачи данных через коаксиальный кабель позволит сделать скорости прямого и обратного каналов равными. На разработку уточненной спецификации у консорциума CableLabs ушло полтора года. Увеличение скорости обратного канала до десяти гигабит в секунду в рамках стандарта DOCSIS 3.1 стало возможным благодаря совместному использованию всего кабельного частотного диапазона (от нуля мегагерц до 1,2 гигагерц) как на отправку, так и на прием данных. Это позволяет оптимизировать и временые слоты.

Как ожидается, коммерческое внедрение нового стандарта, получившего название DOCSIS 3.1 FD (Full Duplex, полный дуплекс) начнется в 2019 году. Ранее некоторые производители кабельных модемов для работы в сетях стандарта DOCSIS представили устройства, способные работать с полнодуплексным протоколом. В частности, компания Cisco в мае текущего года провела демонстрацию кабельного модема с равноскоростными прямым и обратным каналами. Это устройство для совместной отправки и приема данных позволяет использовать 576 мегагерц из всего кабельного спектра.

Сегодня доступ в интернет посредством коаксиального кабеля наиболее распространен в США и Японии. В других странах такой способ предоставления выхода в глобальную сеть распространен меньше. По разным оценкам, в России доступ к интернету имеют около 60-65 миллионов человек. Из них подключение к интернету по стандарту DOCSIS имеют более десяти миллионов человек. Частные абоненты российских DOCSIS-операторов могут принимать данные на скорости до 200 мегабит в секунду и отправлять на скорости до 20 мегабит в секунду.

Василий Сычёв

Молодое поколение инженеров уже в большинстве своём не застало локальные сети, построенные на коаксиальном кабеле. О стандартах 10Base2 и 10Base5 они читали только в устаревших книгах или википедии, а разъёмы BNC встречали лишь на отживших своё сетевых карточках.

Уже много лет прошло с тех пор, как коаксиальный кабель уступил место витой паре и телефонной лапше (DSL) в области организации локальных сетей. На это повлияло много факторов: скорость передачи данных, практичность, удобство работы, сложность развёртывания сети. Сейчас сложно представить, какие трудности в сети порождало использование толстого/тонкого Ethernet’а. Но списывать со счетов коаксиал рано: все мы знаем основное применение его в кабельном телевидение, которое по-прежнему набирает обороты.

Это та сфера, где старому доброму коаксиальному кабелю была лишь альтернатива в виде эфирного вещания с довольно посредственным качеством или дорогостоящее спутниковое оборудование. Девяностые годы и начало двухтысячных были золотой эпохой для кабельного телевидения.

Удобство использования такого кабеля заключается в том, что сигнал можно передать на относительно большое расстояние (Например, Ethernet будет работать на витой паре лишь на расстоянии 100 метров, а на коаксиале на все 500) и его легко размножить, поставив сплиттер. Таким образом долгое время он был идеальным решением.

Проблема была лишь в том, что из-за затухания в кабеле всё-таки необходимы были повторители и при возрастании расстояния, значительно росла и цена. Другая проблема: пропускная способность коаксиального кабеля достаточно невысока, что затрудняет передачу по одному кабелю интернет данных и цифрового видеосигнала (особенно если речь идёт о HDTV). С ростом потребностей пользователей в скорости доступа в интернет эта проблема становится ещё более острой.

В конце прошлого десятилетия стремительно в помощь коаксиалу пришло оптическое волокно и появились новые гибридные оптокоаксиальные сети. При такой схеме используется технология FTTC (Fiber To The Curb — Оптика до микрорайона) или FTTB (Fiber To The Home), то есть до некого узла сигнал идёт в оптической среде, а далее преобразуется в электрический и расходится по коаксиалу в квартиры. При приблизительно одинаковой цене прокладки, оптическое волокно имеет значительно меньший коэффициент затухания, что позволяет отказаться от повторителей и усилителей и, вообще говоря, строить пассивные оптически сети, т. е. сети без активного оборудования (Passive Optic Network — PON). Кроме того, оптика в качестве транспорта позволяет более гибкое планирование сети и сервисов.

Большинство операторов используют сейчас именно такую схему. И вот, казалось бы, найдена золотая середина. Но мытарства коаксиального кабеля на этом не кончаются. И угроза идёт не со стороны цифрового эфирного вещания или спутникового ТВ. С развитием технологий GPON и Triple play оптические линии заходят прямо в наши с вами дома без всякого активного оборудования от узла провайдера до разъёма в вашей стене. А GPON сейчас развивается очень активно, есть города буквально опутанные им. И, как это ни парадоксально, связан такой бум с нашим недавним отставанием: в то время, как на западе активно развивались сети DSL, в России не было никакой инфраструктуры. И теперь мы стремительно внедряем новые технологии, а запад преследует их телефонное наследие.

Современные элегантные Wi-Fi-устройства со скоростями до 300 Мб/с (стандарт IEEE802.11n, а стандарт IEEE802.11ac обещает больше 1Гб/c), ресиверы (Set Top Box — STB) с возможностью подключаться к интернету через Wi-Fi или Ethernet, новые телевизоры с бразуерами, скайпом и ютьбами — всё это однозначно говорит о проникновении IPTV в нашу жизнь. Зрителям уже недостаточно простого стриминга подобранного кем-то видео, ему необходима интерактивность, возможность нажать паузу, обсудить фильм с другими людьми. Иногда хочется посмотреть то же самое на планшете или на ноутбуке в другой комнате и одновременно с этим путешествовать в интернете. Технология Triple Play (Интернет+IPTV+телефония), на которую сейчас делают упор как крупные вендоры, так и операторы связи, значительно упрощает внедрение телевидения поверх IP и делает работу пользователя/зрителя более единообразной.
С приходом IPTV телевизор полностью изменится и места кабельному телевидению в его классическом понимании уже не останется.

Если верить статистике и личному опыту, старый телевизор освобождает место для нового раз в 5-7 лет. Поэтому уже в наступившем десятилетии можно ожидать смерть коаксиала в области кабельного телевидения в части доступа пользователей. И, учитывая ускоряющиеся темпы роста в технической сфере, уже вскоре это будет такой же архаизм, как Dial-Up-соединение сегодня. Впрочем, это, разумеется, не касается наших любимых бабушек и мам.

Но, даже учитывая всё вышесказанное, хоронить коаксиальный кабель как таковой рано, и более того, даже прогнозировать это пока не стоит. Дело в том, что в роли среды передачи высокочастотного сигнала ему нет равных. И для соединения антенны с передающим/принимающим устройством альтернативы нет. Посмотрите на любую будку сотового оператора сейчас, и вы увидите толстенный пучок чёрных фидеров, уходящий ввысь к антеннам:

И не имеет значения для GSM, 3G, LTE, WiMAX или спутниковой связи он используется — у коаксиального кабеля тут нет конкурентов.
Так же и в области передачи звука коаксиал на равных с оптикой несёт пальму первенства, только при этом стоит дешевле.

Однако что для кабельного ТВ, что для доступа в Интернет текущее десятилетие ознаменует закат эпохи коаксиального кабеля.