Архитектура кабельной сети и ее реализация в распространенных моделях кабельных модемов

Существует две архитектуры кабельной сети — симметричная и асимметричная. При использовании симметричной архитектуры для передачи данных оба сигнала — прямой и обратный — передаются по одному кабелю. Чтобы разделить прямой и обратный сигналы, их необходимо передавать в различных диапазонах частот. Учитывая это, прямая и обратная передачи происходят с разными скоростями, что, собственно, является существенным недостатком.

Симметричная архитектура имеет ряд существенных недостатков, ограничивающих ее применение:

1. Устанавливать высокоскоростную связь через симметричную кабельную сеть сложно и дорого, так как обратная передача сигнала выполняется неэффективно.

2. Прямая передача сигнала сильно влияет на обратную, поскольку вся информация передается по одному каналу.

3. Маршрутизация и безопасность рассматриваются как внешние элементы системы.

Именно поэтому производители кабельных модемов отдают предпочтение асимметричной архитектуре, которая обладает следующими преимуществами:

4. Широко используется в беспроводных сетях, поскольку обратную связь со станцией часто приходится выполнять с помощью телефона или ISDN.

5. Можно создать канал с минимальной разницей скоростей прямой и обратной передачи сигнала.

6. Минимальные требования к обратной передаче информации.

7. Разделение прямого и обратного каналов передачи дает возможность использовать существующее оборудование для передачи данных от станции к пользователю.

8. Асимметричные системы могут быть построены достаточно быстро, поскольку уже есть необходимая инфраструктура кабельного телевидения и телефонной сети.

9. Гибридная архитектура с раздельными каналами для прямой и обратной передачи сигнала может обеспечить различные способы и скорости передачи информации.

10. Асимметричная архитектура обеспечивает хорошую настройку системы на изменение внешних условий, оставаясь при этом надежной и недорогой.

Поэтому некоторые фирмы, выпускающие кабельные модемы, используют для своих устройств более привлекательную, асимметричную архитектуру кабельной сети. Так, например, в кабельных модемах ZENITH предлагается симметричная схема, то есть схема с одинаковой скоростью передачи данных в прямом и обратном направлении на одной из двух скоростей — 4 Мб/с или 500 Кб/с. Модем SUPERSURFR фирмы MOTOROLA обеспечивает асимметричную схему со скоростями 10 Мб/с в прямом направлении и 768 Кб/с в обратном. Кабельный модем LCP (LANCITY, BAYNETWORKS) позволяет настроить передачу как с симметричной, так и с асимметричной схемой с максимальной скоростью 10 Мб/с в обоих направлениях. MAC-подуровень управляет доступом сетевых узлов к среде передачи данных. В ZENITH реализован стандартный ETHERNET-протокол CSMA/CD, и, следовательно, приоритет доступа никак не контролируются. В CYBERSURFR используется детерминированный подход, базирующийся на опросе узлов о необходимости передать данные. LCP использует собственный протокол UNILINK, сочетающий оба подхода и основанный на выделении временных слотов для передачи данных.

Существует два подхода во взаимодействии между головным и пользовательским модемом — первый, когда и головной, и пользовательский модем принимают участие в управлении передачей данных, например, настройкой скорости, адресов, приоритетов и т.д. (PEER-TO-PEER MODEL), и второй, когда все управление сетью кабельных модемов осуществляется с головного модема (MASTER/SLAVE MODEL). Сегодня второй подход постепенно становится преобладающим, поскольку обеспечивает больший контроль за состоянием устройств, управляемость параметрами и секретность передачи данных.

Обе архитектуры — симметричная и асимметричная — могут хорошо дополнять друг друга. Например, вы можете использовать для отправки запросов подключение по коммутируемой телефонной линии, а для приема данных — кабель. Какой же архитектуре отдать предпочтение?

Передача информации по кабельным сетям может использоваться для различных целей. В промышленности, где кабельная сеть создается самим предприятием для пересылки информации, разумно использовать симметричную архитектуру, поскольку в этом случае скорость обратной и прямой передачи одинакова. Для существующих модемов она составляет примерно 10 Мб/с (LANCITY), то есть сопоставима со скоростью передачи в ETHERNET.

Для подключения домашнего компьютера к Интернету или другой глобальной сети, видимо, придется использовать асимметричную архитектуру. Существующая кабельная сеть, к которой можно подключить домашний компьютер, предназначена для телевизионных сигналов и не позволяет передавать обратный сигнал с достаточно высокой скоростью. Обычно пользователи домашнего компьютера используют связь с Интернетом для доступа к WWW и телеконференциям, а для этого требуется передача большего количества данных от станции к пользователю, а не наоборот. Чтобы получать графические, звуковые и видеофайлы из сети, требуются большие скорости передачи от станции к клиенту. Выполнение же URL-запросов или передача электронной почты не порождают большого потока данных от пользователя к станции. Поэтому передачу обратного сигнала можно выполнять с меньшей скоростью, например по телефонной линии.

Дата добавления: 2014-01-15