Доступ в Internet по сети КТВ

физических и одно юридическое лицо - ТОО "Биоритм", оператор КТВ в Железнодорожном и Верх-Исетском районах г. Екатеринбурга. Уже в июле компания "Телесеть-Сервис" приступила к коммерческой эксплуатации компьютерно-информационной службы (КИС) в жилом микрорайоне Заречный.

Кабельная сеть

Сеть КТВ охватывает в микрорайоне Заречный 5 тыс. квартир. Она имеет три ветки, каждая - протяженностью до 3 км. Максимальное число магистральных усилителей на одной ветке - 7, расстояние между ними - около 350 м. Используется магистральный кабель разных типов: PK-75-17, PK-75-19, PK-75-24, Sat-703, RG-11 и др. Оптических сегментов пока нет.

В сети используются магистральные и домовые усилители преимущественно серии 300 (соответственно УМ-311 и УД-311). Еще до начала эксплуатации сети большинство ее магистральных усилителей поддерживало обратный канал. Напротив, почти все домовые усилители его не обеспечивали, поскольку для трансляции программ КТВ он был не нужен. Для его организации и настройки потребовались определенные усилия. Сейчас производится постепенная реконструкция сети: в тех местах, где появляются абоненты КИС, устанавливаются усилители фирмы Hirshman (800 MГц) с обратным каналом.

Система передачи данных

Для организации интрасети на инфраструктуре КТВ были выбраны кабельные модемы серии LANcity компании Bay Networks. Для передачи данных используются два телевизионных канала на несущих 227 MГц (прямой канал) и 24 MГц (обратный канал). В каждом их них задействуется полоса 6 МГц.

Тем, кто не знаком с терминологией КТВ, поясним, что под прямым каналом понимается нисходящее направление передачи данных (информации в цифровом виде), от оборудования головной станции (ГС) сети КТВ к абонентскому оборудованию (как правило, это кабельный модем или коммуникационная телевизионная приставка, set-top box). Обратный канал - восходящее направление передачи данных, от абонента к ГС.

Модемы LANcity обеспечивают быстродействие в обоих направлениях до 10 Мбит/с, т.е. являются симметричными. Аппаратная часть системы передачи данных по сети КТВ включает в себя головное оборудование и хотя бы один пользовательский модем.

Головное оборудование

Головное оборудование КИС компании "Телесеть-Сервис" состоит из головного модема (LCb) и транслятора (LCt). Головной модем рассчитан на обслуживание 2000 пользователей и подключается к маршрутизатору или компьютеру по интерфейсу AUI, а к транслятору - при помощи коаксиального кабеля. Этот модем может использоваться и как пользовательский корпоративный модем. Настройка режима его работы (в качестве головного или пользовательского модема) осуществляется при помощи программного обеспечения.

Транслятор служит для связи головного модема с сетью КТВ. Он включает в себя усилитель и конвертор частот прямого и обратного каналов. Головное оборудование подключается параллельно ГС до первого магистрального усилителя сети КТВ.

Необходимо также специальное ПО, одной из функций которого является формирование конфигурационных файлов для пользовательских модемов. В состав ПО входит также SNMP-менеджер, поскольку по этому протоколу осуществляется управление оборудованием и его диагностика. ПО поддержки SNMP входит в комплект поставки.

Подключение пользователей

В настоящее время один пользовательский модем LCP компании Bay Networks способен обслуживать до 16 пользователей. Подключение абонентов КИС компании "Телесеть-Сервис" осуществляется следующим образом: непосредственно после выхода домового усилителя устанавливается разветвитель на две ветки, одна из которых уходит на домовую телевизионную разводку, а вторая - на кабельный модем. При помощи витой пары к последнему подключен концентратор. Далее домовая разводка системы передачи данных осуществляется при помощи витой пары или коаксиального кабеля. При этом учитываются ограничения на дальность связи, которые накладывает протокол Ethernet.

Как правило, мы устанавливаем один кабельный модем на многоквартирный дом или группу близлежащих домов. Во втором случае промежуток между домами преодолевается "по воздуху" - с помощью коаксиального кабеля. Другими словами, в доме (нескольких домах) строится локальная сеть (ЛС) Ethernet, а кабельный модем служит коллективным устройством доступа в сеть КТВ, которая, в свою очередь, позволяет решить проблему "последней мили".

В табл. 1 приведены основные технические характеристики модема LCP.

Семь раз отмерь, один раз отрежь

Эксперименты с передачей данных по сети КТВ начались в ноябре прошлого года - еще до создания ООО "Телесеть-сервис". Комплект для тестирования, в который входило головное оборудование и один пользовательский модем, было любезно предоставлено компанией Step Logic - российским дистрибутором системы передачи данных по сетям КТВ, которую производит Bay Networks.

Испытания проводились в последовательности, придерживаться которой можно порекомендовать всем, кто собирается предоставлять услуги передачи данных и доступа в Internet в сети КТВ.

1. Сборка схемы на столе, без использования кабельных усилителей. Необходимо добиться загрузки головного и пользовательского модемов, понять принцип работы оборудования.

2. Добавление к схеме кабельного усилителя. Этот этап позволяет понять, как влияют параметры прямого и обратного каналов на работу кабельных модемов.

3. Установка головного оборудования на линию и подключение пользовательского модема непосредственно после первого магистрального усилителя.

4. Настройка линии сети КТВ в соответствии с требованиями, выявленными на втором этапе.

5. Установка кабельного модема на выбранном участке линии, тестирование, подстройка в зависимости от условий работы.

Первый этап занял у нас около трех дней, поскольку пришлось повозиться с программным обеспечением, поставляемым вместе с оборудованием. Данное ПО рассчитано на Windows 95 и включает в себя утилиту формирования конфигурационных файлов для пользовательских модемов, серверы DHCP и TFTP. Оказалось, что ПО работает только если не пытаться изменять параметры системы вручную. Впоследствии мы отказались от использования этого ПО и перевели обслуживание модемов на Windows NT.

Второй этап не принес особых неожиданностей, однако пропускать его нельзя. В противном случае будет очень сложно понять, что нужно сделать с усилителями на линии. Успешно завершив этот этап, можно представить последовательность усилителей на линии как один усилитель, у которого требуется правильно отрегулировать параметры работы.

Третий этап, по моему мнению, самый сложный. Дело в том, что для кабельных модемов допуски по уровням сигналов в прямом и обратном каналах лежат в достаточно широком диапазоне, но для реальной линии необходимо найти нужный баланс значений ослабления сигнала с помощью аттенюаторов. У нас основные проблемы были связаны с наличием помех в телевизионных каналах, а также с плохой работой головного модема при низком номинале ослабления сигналов в обратном канале. Этот процесс отнимает довольно много времени, так как изменения в настройках требуют тестирования на протяжении нескольких дней.

Сложности, возникшие на четвертом этапе, были связаны с отсутствием измерительного оборудования и методики регулировки обратного канала (для целей КТВ он используется нечасто). Для регулировки обратного канала пришлось собрать генератор, работающий на частоте 27 MГц (тот минимум, который может измерить наше оборудование). Напомню, модемы у нас работают на частоте 24 (+-3) MГц, что внесло дополнительные погрешности в измерения.

Пятый этап обычно не представляет сложности при правильном выполнении предыдущих действий. Кроме того, если модем загрузился хотя бы один раз, на его дисплее можно увидеть параметры прямого и обратного каналов кабельной линии и произвести необходимую регулировку.

Весь процесс тестирования занял у нас около полугода. Однако можно сказать, что он продолжается до сих пор: коммерческая эксплуатация позволяет проверить надежность сети, а кроме того, обеспечивает круглосуточный мониторинг ее состояния со стороны пользователей, чего невозможно добиться с помощью одного пользовательского модема.

Следует признать, что оборудование работает достаточно надежно. Модемы выдерживают изменение уровней сигнала в кабельной сети на 4-6 дБ. В тех случаях, когда связь все-таки прерывается, модемы перезагружаются автоматически. Этот процесс осуществляется практически незаметно для абонентов: цикл загрузки пользовательского модема составляет около 30 с, после чего связь восстанавливается.

Организация доступа в Internet

Для предоставления услуги доступа в Internet задействована радиорелейная линия связи (пропускная способность - 2 Мбит/с) к узлу первичного провайдера, ТЦМС 14 "Ростелекома". Подключение же нашего маршрутизатора, установленного на этом узле, к порту маршрутизатора ТЦМС 14 пока осуществлено по асинхронному каналу со значительно более низкой скоростью (57,6 кбит/с). Однако по мере увеличения количества абонентов КИС мы собираемся повышать скорость доступа.

В качестве маршрутизатора и сервера учета используется обычный компьютер с ЦП Pentium 200 и соответствующим ПО. Для выхода в Internet применяется протокол PPTP, обеспечивающий защищенное соединение между пользовательским модемом и маршрутизатором.

Экономические аспекты

Стоимость подключения для абонента КИС составляет 800 руб., что сопоставимо с затратами на подключение по коммутируемой линии при помощи модема. Несмотря на столь невысокую цену некоторых потенциальных абонентов, интересующихся в первую очередь доступом в Internet, не устраивает то, что став пользователем нашей КИС, они будут жестко привязаны к одному провайдеру и не смогут его сменить. Подключение подразумевает установку кабельного модема, протяжку кабеля от концентратора до абонента, предоставление сетевой платы и регистрацию в КИС.

К моменту начала эксплуатации КИС во многих домах микрорайона уже имелись ЛС, что существенно упростило работы по установке оборудования и позволило в короткие сроки подключить значительное число абонентов - около 30 за первый месяц работы. Кроме того, при наличии домовой ЛС цена за подключение каждого абонента снижалась до 400 руб.

Величина ежемесячной абонентской платы зависит от тарифного плана оплаты трафика. Таких планов три (см. табл. 2). Время работы в Internet не ограничено, учитывается только входящий трафик. За работу в интрасети оплата пока не взимается.

Услуги

Оказываемые услуги пока не блещут разнообразием. Главная из них - предоставление доступа в Internet. Такая ситуация объясняется малым количеством пользователей на начальном этапе эксплуатации, что не позволяет обеспечить рентабельность дополнительных проектов. В первое время пользователям достаточно возможности общения друг с другом по интрасети. Особой популярностью пользуются коллективные онлайновые игры, благо скорости до 10 Мбит/с не заставляют игроков скучать.

В дальнейшем планируется расширять спектр оказываемых услуг. Интересным направлением деятельности является предоставление телефонных услуг, поддержку которых производители модемов обещают реализовать в ближайшем будущем.

Наши расчеты показывают, что точка самоокупаемости КИС - примерно 20-30 клиентов. На начальных этапах развития загрузку кабельного модема (16 пользователей) необходимо поддерживать в районе 40-60%, т. е. для начала коммерческой эксплуатации достаточно 6 пользовательских модемов. Мы устанавливаем модемы в те дома, где проживает не менее четырех клиентов.

Существенные затраты связаны с реконструкцией кабельной сети и заменой усилителей. Они зависят от состояния конкретной кабельной сети, например от процента усилителей с обратным каналом, типа этих усилителей и др. Эти затраты желательно разделить с оператором сети КТВ, так как ее реконструкция во многих случаях необходима ему самому.

От редакции

Журнал "Сети" уже не раз освещал на своих страницах проблематику передачи данных по сетям кабельного телевидения (КТВ). Как правило, в этих статьях речь шла о зарубежном опыте, поскольку в России до лета нынешнего года не существовало коммерческих служб, предлагающих сервис передачи данных и доступа в Internet по сетям КТВ. Пилотные проекты, осуществляемые, например, в подмосковном Троицке, самой столице и Череповце, никак не могут "дорасти" до коммерческой эксплуатации.

Сегодня мы, наконец, можем предложить читателям материал, подготовленный российским практиком - главой фирмы, которая менее чем за год реализовала проект по развертыванию коммерческой компьютерно-информационной службы (КИС) на базе сети КТВ. Обращает на себя внимание тот факт, что наисовременнейшая и многообещающая технология абонентского доступа впервые в России была выведена за рамки эксперимента не крупнейшей московской телекоммуникационной корпорации "КОМКОР", пользующейся солидной финансовой поддержкой столичного правительства, и не телекомпанией "СКАТ-7", входящей в один из богатейших российских холдингов "Череповецкий металлургический комбинат", а несколькими энтузиастами из Екатеринбурга.

Схема КИС компании "Телесеть-Сервис" ОМ - ответвитель магистральный, УМ - усилитель магистральный, УД - усилитель домовой, УАР - абонентский распределитель, ЧР - частотный разделитель