Was ist der Unterschiedzwischen Kabel undDSLBroadband Access? Die meisten Leute benutzenKabel-TVoderDigital Subscriber Line(DSL)für High-Speed-Internetzugangzu Hause.In der Tat,50% allerBreitbandkundennutzenKabel,42% nutzenDSL,und 8% nutzenLWL-Kabel, Satellitoderein drahtloses System.DominiertjedochDSLinEuropa und dem Restder Welt.Kabel-und DSLbeideschon seitJahrenmitstetigenUpgrades undVerbesserungengewesen, obwohlihre Methodenfür die Bereitstellung vonHochgeschwindigkeits-Datensind sehr unterschiedlich.
DSL
DSL Vergleich Anbieterist eine derältesten Formen derHigh-Speed-Internetzugang.Es hatteseinen Anfang inden 1990er Jahren undhat sich seitdem zueinem sehrstabilen und fähigenPlattformentwickelt.Esnutzt vorhandeneTelefonverkabelung, die allgemein alsdiePlain Old TelephoneSystem(POTS)bekannt.DieVor-Ort-Twisted-Pair(UTP)Telefonleitungenbilden das Rückgratdes VermächtnissesverdrahtetTelefonanlage.Dank technologischerEntwicklungen,dieseVerdrahtung, die installiertwurde, um die Sprachtelefonanrufeverarbeiten kannjetztHigh-Speed-Digitaldatenliefernbei 50Mbit / s-Ratenund darüber hinausin einigen Fällen.
In einem typischenSystem wird derFernsprechvermittlungsstellefür jeden Teilnehmerdurch einen oder mehrere#24 oder#26Kupferdrahtungeschirmtenverdrillten Paarenangeschlossen ist,miteiner für jedeTelefonnummer.Die Zeilen werdennicht freigegeben.DieKabelführungensind vonein paar hundert Meterzu einem Maximumvon 9000bis 18000Fuß (2,7 bis 5,5km).Das System wurde entwickelt, um Sprachin der0-4-kHz-Bereichauszuführen.Früh in derInternet-Ära,wurdenWählmodemsentwickelt, umdigitale Daten überdiesenanalogen Leitungentragen.SonderQAMModulation und CodierungSystemeerlaubtDatenratenbiszuetwa 56kbit/ smaximaldurchgeführt werden.Dann wird dasDSL-Systemwurde entwickelt, umsehr vielhöheren Geschwindigkeitendurchzuführen.
Das ursprünglicheSystem wurde entwickelt,DSL Anbieter Vergleichen, umDatenratenvon 1,5Mbit /s bis 8Mbit /s im Downstreamvon derTelefongesellschaftan dieTeilnehmer und einemniedrigeren Preisaufwärtszu produzieren.Die meisten Internet-Zugangbeinhaltet mehrdas Herunterladen undHochladen vonDatenweniger.Das resultierendeDesign istals asymmetrischesDSLoder ADSLbezeichnet.Die meisten DSL-Formate sindasymmetrisch,obwohl esDSL-Varianten, diedie gleichen Sätzein beiden Richtungenzu liefern.
Die großenDämpfung, Rauschen undÜbersprechenProbleme derBündelung mehrererTwisted-Pair-Leitungensind die primärenGrenzen derPOTS.Diese Linien sindlangeffektivTiefpassfiltermit einer oberenFrequenzgrenze, die dieBandbreite der Leitungzu reduzieren unddie Datenrate, die erreicht werdenkann, begrenzen.Leitungsbandbreiteist eine Funktionder Länge desUTP.KürzereKabelwegehabengrößere Bandbreiten,so dass siedeutlichmehrin der Lage,hoheDatenraten alslängere Läufe.Aber trotzdieser Einschränkungsind die Entwicklungenin der digitalen Signalverarbeitungdieser einstbegrenztKommunikationsmediumin der Lage,High-Speed-Datenlieferunggemacht.
DieTelefongesellschaften(Telcos)haben diesesBasissystemaktualisiert, umNachbarschaftTerminalsgenanntDigital Subscriber Line AccessMultiplexer (DSLAM) enthalten.Der DSLAMverkürzt denAbstandvon dem Teilnehmerzur Zentrale,soviel höheren Geschwindigkeitenzugeführt werden kann.Für kürzereKabellängenkann derDSL Vergleichin der Vermittlungsstellesein.Der DSLAMaggregiert dieDaten von mehrerenTeilnehmernund verbindet siezurückan die ZentraledurchGlasfaserkabel.Diese Anordnungwird allgemein alsFasermit dem Knoten(FTTN)bekannt.Älteren SystemenT1 oderT3-Leitungen, aberheute sind die meistenAnschlüsse sindDSLAMFaser.
Auf derVerbraucherseiteder TelefonleitungeinDSL-Modemallgemeinen dieCustomer Premise Equipment(CPE)bezeichnet, die verwendet wird, um die Signalevon demDSLAMdemodulieren undmodulierenalleUpstream-Übertragungen.Ein Tiefpassfiltertrennt das0-4-kHz-Sprachspektrumsaus den höherenFrequenzen für dieDatenübertragung verwendet.
Die meistenSysteme verwenden einenDSL-Modulationsschemaähnlich demorthogonalen Frequenzmultiplex(OFDM)bezeichnetdiskretenMultiton(DMT).Esteilt dasKabelspektrumin UnterkanäleoderBehälter, die4,3125kHz breit(Fig.4).Dieursprünglichen GrundDSLverwendet 256Unterkanälefür eine Bandbreite von1,1MHz.Die unterenTeilkanälevonetwa 26kHzbis 138kHzfür dieUpstream-Übertragungenvon dem Teilnehmer zuder Zentraleverwendet.Über138 kHzbis 1,1MHzsind diefürDownstream-Übertragungskanäleverwendet.
Inhaltsverzeichnis
• Kabel-TV
•DSL
• AlternativeSysteme
• Referenzen
Kabel-TV-Systeme
Kabel-TV-Systemewurden entwickelt, umzuverlässigeTV-Dienstfür unsere Gemeindenzu schaffen.Zusammenmit den Hunderten vonTV-Kanäle zur Verfügung,bietenKabel-UnternehmenDienste wie High-Speed-Internetzugang.Einige bieten sogarVoice-over-IP (VoIP)Telefonservice.Kabel-Unternehmenbieten in der Regeleine"Triple-Play"-Paket, dasTV, Telefon undInternet-Dienstebündelt.
Systeme wurdenvon der reinenanalogen Übertragungauf digitaleaktualisiert.Frühen Systemewurden aufKoax-Kabelbasiert, aber heutedie häufigste KonfigurationistGlasfaserkabelund Koax.Hybrid Fiber Coaxist eine derhäufigstenKonfigurationen(Fig.1).
Alle Dienstestammen aus demKabel-UnternehmenEinrichtungen,wieder Kopfstelle, wo das Unternehmensammeltdas Video vonlokalen TV-Stationenund Kabel-TV-Programmierungvia SatellitAnbieterbekannt.Das UnternehmendannPaketemehrere Kanälezu Bündelnfür die GrundKabel sowiezwei oder dreiandere Optionenvon Premium-Film-und/ oderSportkanäle.DieKopfstellehat aucheine Verbindungmit dem Internet,wo esInternet-Dienstezu liefernoder eine Verbindung zueinem separatenInternet Service Provider.
3.Diese Abbildungzeigt ein Spektrum-Analysator-AusgangAnzeige von128QAM-Kanäledurch denMAX5882undMAX5880Kombinationerzeugt.Die volleBandbreitevon 1 GHzmit einer Mittenfrequenzvon 525MHz.Die Auflösebandbreiteist1MHz.Sie könnengerade nochdie6-MHz-Kanäle, 16pro 100-MHz-Segment.
In älterenanalogen SystemenbelegtjedesTV-Signaleine6-MHz-Kanal.Moderne digitaleSignalekönnen einTV-Signalpro Kanaloder mehr.Digitale TV-Signalekönnen unter Verwendungvon MPEGKompressionsalgorithmenum die Menge anKanalraumfür die Übertragungzu reduzierenkomprimiert werden, so dass mehrereSignalepro Kanal.DownstreamModulationist in der Regel64-QAM-Zustand(64-QAM)oder 256-QAM-Zustand(256QAM), was bedeutet,jeder Kanal kanneine Datenratebis zu 38Mbit/ sliefern.Höhere Geschwindigkeitenkönnen mitKanalbündelung,die den Datenstromin zwei oder mehr6-MHz-Kanäleüberträgterreicht werden.
Nutzerin der Regel nichtzu bekommendie oben genanntenvollständigen DownloadGeschwindigkeiten.Weil dieKoax-Leitungist einBus mitvielen Häuserngemeinsam genutzt,wird die Datengeschwindigkeitbisunter denen, diemit derVerbindungsind geteilt.Ein einzelner Benutzerwirddie volle Geschwindigkeitzu bekommen, abermit mehreren Benutzernjeweilseineproportionallangsamere Verbindungzu bekommen.
AufwärtsModulationQuadratur-Phasenumtastung(QPSK)odereine von mehrerenVariationenvon 16/32/64 /128QAM.Upstreamratensind in der Regelweniger als 27Mbit/ s.
Der nachgeschalteteDatendurch die KabelverdrahtungimHaus durchSplitter, der das Signalfür mehrereZimmerteilenAnschlüsseweitergeleitet werden.Ein oder zwei Gerätedannerholendie Signale.EineKabel-Boxoder Set-Top-Box (STB)wählt den gewünschtenTV-Sendermit einem Tunerund leitetdie Signale andas TV-Gerätfür die Präsentation.In einigenFällen kann einKabel-TVbereit, die Signaleohne dieSTBerholen.
Internet-Service-und VoIP-Telefondienstverwendenein Kabelmodem, dasan den Ethernet-Anschluss aneinen PC oder Laptopangeschlossen.In vielen Häusernheutedas Kabelmodemeine Verbindung zu einemWLAN-Router, die den DienstvonWi-Fiverteiltan PCs,Laptops, TabletsoderHandys.
Die meistenKabelmodemshaben auch eineTelefonoptionin der die digitaleVoIPumgewandelt wirdmit der Standard-Telefonkabelindie Haushalte, umStandard-Handyskönnen verwendet werden,kompatibel zu sein.Ein Standard-RJ-11-Anschlussverbindet dasKabelmodem an denHeimverkabelung.
Die meisten Kabelsystemeaufdie Daten überCable ServiceInterface Specification (DOCSIS)basiert.Entwickelt vonCablelabsin Zusammenarbeit mit derIndustrie,DOCSISdefiniert dasBetriebssystem und dieHardware-Spezifikationen.Version 1.0wurde im Jahr 1997eingeführtDOCSIS 2.0kamim Jahr 2001 undDOCSIS 3.0wurde im Jahr 2006die meisten Systemedie neueste Version, dieIPv6-fähigistfreigegebenzu verwenden.DOCSISbietetauchmehrere Sicherheitsoptionen, einschließlicheinerBaseline PrivacyInterface (BPI)oderSicherheitsoption(SEC).Die 56-Bit-DES undAES128-VerschlüsselungMethoden stehen zur Verfügung, ebenso wiedie Infrastruktur(PKI)-Authentifizierungöffentlichen Schlüssel.
DieKopfstelleeine Verbindung zu demEndbenutzerüber ein Netzwerk vonfaseroptischenundKoaxialkabel.DieTV-Sender undInternet-KanäleFrequenzMultiplexund an denHauptglasfaserkabelfür den Transport ausdenDistributionszentren, die überlängere Kabeldie Signaleverjüngenmoduliert.Von deneinen oder mehrere VerteilerHubs,reistdas Signal anmehreren optischenKnoten inverschiedenenStadt oderVorortenentfernt.In einer typischen Konfigurationwird eine einzelneFaseraufgeteiltauf vierGlasfaserknotendienen.Die meistenFaserknotendienenbis zu 500Häuser.Mitdieser Anordnung dientjede Faserbis zu 2000Wohnungen, die aber nichtalle Häuserbestandenhabe ein Kabelmodemoder eine Dienstleistung.
Die optischenKnotenwandeln dieoptischen Signale in elektrischeSignale für dieendgültige VerteilungüberKoaxialkabel.Die häufigsteKabelRG-6/ U75-Ohm-KoaxialkabelmitF-Steckern.AlleHaushalte empfangendas gleiche Signal,wie eineBus-Netzwerktopologie.In einigen Gebietenmit längerenDistanzenwerden Verstärkerauf dem Weg, um die großenKabelverluste, die üblich sindmildernaufgenommen.
Alle FernsehsignaleundInternet-Datenwerdenin einem Spektrumvon 6MHzbreiten Kanälenübertragen.Da einKoaxialkabelhat eine Bandbreiteso groß wie850MHz bis 1GHz, kann das System140 bis 170Downstream-Kanälevon jeweils 6MHzaufzunehmen.DieTV-Signale oderInternet-Datenwerden anTrägerin jedem Kanalmoduliert.Es gibt auchUpstream-Kanäle, die der VerbraucherDatenzurückzur Kopfstationübertragenkann.Diese Kommunikationfindet in6-MHz-Kanäleals auch, dass die Kabelspektrumbis 40MHz oderin einigen Systemenbis zu 65MHzbesetzenvon 5 MHz.
Das zusammengesetzte Videosignalwirdin Gerätenbezeichnetdas Kabelmodem-Abschlusssystem(CMTS) entwickelt.Bei älterenSystemen wird dieVideoinformation aufden Kanalträger6-MHzmoduliert und dannalle Kanälekombiniert odergemischt, um dielinearzusammengesetzteKabelsignal(Fig.2a) zu bilden.Allerdingsist esheutemöglich, einenvollen Blockvon moduliertenKanäledigitalzu synthetisieren.Das digitalisierteVideowird einemASICoder FPGAgesendetprogrammiert, um diegewünschtenQuadraturamplitudenmodulation(QAM) für jeden Kanal(Fig.2b) zu erzeugen.Die Signale werden danndigital an dieendgültigeFrequenzaufwärtsgewandeltundeinem Breitband-Digital-Analog-Wandler(DAC), der daszusammengesetzteMehrkanal-Signal erzeugt, uman das Kabelgesendetwerden,gesendet.
.In älterenKabel-TV-Systeme, individuelleModulatorenhinzufügendas Video aufden Kanalträger, dielineargemischt werden, umdas Mischsignalzur Übertragung über dasKabel (A)zu bilden.ModerneKabel-TV-Systemebeginnen,direkte digitaleSynthese desComposite-Signalfür die Übertragung(b)zu verwenden.Die digitalen Videosignalewerden ineinem ASICoderFPGA,woeine inverseFFTund andere Technikenzu implementierenQAM-ModulationundAufwärtskonversionzugeführt.Eine schnelleRFDACentwickelt dasendgültige Verbundanaloges Signalfür die Übertragung aufdem Kabel.
MaximIntegratedMAX5880Modulator/ Digital-Aufwärtswandler(DUC) vonacht bis128QAM-modulierte Programmezu generieren.Es ist ein14-Bit-DACmit einemRF-4.6Gsample/ sGeschwindigkeit, diemit dem Schlusssignalerzeugt.Figur3zeigt, wie dasAusgangssignalsieht wiein der Frequenzdomäne.
Dabei OFDM, werden dieseriellen Hochgeschwindigkeitsdatenzu übertragen sind, invielenlangsamerenparallelen Strömen, die jeweilseineHilfsträgermoduliertinjedem Unterkanalunterteilt.Modulationkann vonQPSKbis64-QAMsein.InDSL,die maximale Bitratepro Trägerist60kbit / s.Die Modulation wirddigital in einemdigitalen Signalprozessor (DSP)unter Verwendung der inversenschnellen Fourier-Transformation(IFFT) zurModulation undDemodulationfürFFTdurchgeführt.
Die tatsächlicheDatenratehängt nicht nurvon dem verwendetenModulationsverfahren, sondern auchvon der Anzahl derTeilkanäleverwendet,undnatürlichder Abstand zwischen derZentrale oderDSLAMund demCPE.Lärmist ein weitererlimitierender Faktor.Der DSLAMund DSL-Modem kann anRauschbedingungendurch die Untersuchungdes Spektrumsund SperrKanäle mitübermäßigen LärmInhalteanzupassen.Dies reduziert dieGeschwindigkeit, sondernbehält dieVerbindungmit genauenDaten.
Es gibt viele verschiedeneVersionen.ADSList die häufigste, obwohl einigeneuere underweiterteVersionensind weit verbreitet.Zum Beispielerstreckt sichdie LeitungADSL2Bandbreitevon 2,2MHzund 512Unterkanäle, Erweiterung dermaximalenDatenrate auf12 MBit/ s ist.Eine weitere Variante, ADSL2+,erweitert diemaximale Geschwindigkeitauf 24Mbit/ s.
Dann gibt esVideo-DSL (VDSL).Entwickelt, umkomprimierte digitaleVideo fürHDTVzu tragen,erreicht sienoch höhereindem mehrder Kabelbandbreiteunddie weitere Beschränkungseiner Länge.Es gibtmehrere VersioneneinschließlichVDSL2mit einer Vielzahlvon Spezifikationen.
Eine Versionverwendet dieUTP-KabelBandbreiteaus, um8,832MHzmit 2048Unterträgern, um eine maximaleGeschwindigkeit von 50MBit/ szu erreichen.Andere Versionenverwenden12, 17 oder30 MHzBandbreite.Mit der17-MHz-und4096Teilträgerbandwdith,100Mbit/ sdie maximal möglicheDatenrate.Eine andere Versionverwendet30MHz Bandbreitemit3479Unterkanäle, die8.625kHz breitstatt der üblichen4,3125kHzsind.Maximale Datenratebeträgt 200Mbit/ s.Der Bereichist in der Regel1000 bis 3000Meterbeschränkt.Im Gegensatz zuKabel-TV-Anschlüsse, DSLgibtdie volle Geschwindigkeitfür jeden Benutzer.
VDSL2noch schneller zu machen,sindUnternehmen wieBroadcom,IkanosundLantiqVDSL2UmsetzungChipsmit einem FeaturenamensVectoring.Diese digitaleSignalverarbeitungstechnikbrichtLärm undFar-EndCrosstalk (FEXT)zwischengebündeltverdrillten Paaren, so dasshoheGeschwindigkeiten.Diese neuenChipsimplementierenauchdie Kanalbündelung, die zweiverdrillten Paarenerlaubt,gleichzeitig anweiteren AnstiegGeschwindigkeit auf 200MBit /s im Downstreamund 100MBit /s im Upstreamgenutzt werden.Zum Beispielführt derIkanosVx185-HP-Kommunikationsprozessor-ChipsatzVDSL2-VectoringsowieundChannel Bondingin einemHome-Gateway(Abb.5).
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