nie w sieci telewizji kablowej (CATV). Przy

za³o¿eniu 50% penetracji abonentów telewi-

zji kablowej i za³o¿eniu, ¿e ok. 1/3 z nich za-

instaluje sobie telefon, powinien to byæ wê-

ze³ sieci obejmuj¹cy oko³o 20 000 potencjal-

nych abonentów HP (home passed). Umiej-

scowienie go w wêŸle o wy¿szej pozycji

w hierarchii sieci powoduje koniecznoϾ

znacznego zwiêkszenia zajêtoœci w³ókien

œwiatowodowych i pasma FR w kanale

zwrotnym i dystrybucyjnym. Konieczne wów-

czas staje siê zastosowanie techniki DWDM

(Deuse Wavelength Division Multiplexing).

Ostatnio wiele uwagi zajmuje transmisja

g³osu w pakietach IP, czyli VoIP (Voice over

Internet Protocol). W odró¿nieniu od komu-

tacji ³¹czy stosowanych w sieciach PSTN

(Public Switched Telephony Network), w te-

lefonii IP wykorzystywana jest komutacja

pakietów. Transmisja IP nie musi byæ po-

przedzana faz¹ fizycznego zestawiania po-

³¹czenia i zapewnia zmiennoœæ pasma prze-

noszenia w trakcie transmisji. Budowa i eks-

ploatacja sieci IP jest znacznie tañsza od tra-

dycyjnych sieci PSTN.

Standardem okreœlaj¹cym elementy sieci,

protoko³y i procedury zwi¹zane z proble-

mem transmisji pakietów w czasie rzeczy-

wistym jest H.323. Elementami sieci s¹: ter-

minale koñcowe (modemy i telefony, kom-

putery itp.), Gateway

,

e ³¹cz¹ce sieci PI z

PSTN oraz Gatekeeper

,

y odpowiedzialne za

zarz¹dzanie po³¹czeniami (adresacjê ter-

minali, sygnalizacjê i autoryzacjê). Transmi-

sja pomiêdzy abonentami odbywa siê przy

zastosowaniu kompresji g³osu (np. w stan-

dardzie G 729A, gdzie g³os redukowany

jest do pasma 8 kbit/s).

Transmisja g³osu jest mo¿liwa dziêki proto-

kilka modu³ów. Funkcjê interfejsu cyfrowe-

go miêdzy central¹, a pozosta³ymi modu³a-

mi HDT spe³nia ABM (Acces Bandwith Ma-

nager). W jego sk³ad wchodzi OPC (Opera-

tion Controller), na którego twardym dysku

zainstalowane jest oprogramowanie zarz¹-

dzaj¹ce ca³ym systemem.

Modu³ modemów jest z kolei interfejsem

do sieci HFC. Zawiera on do 28 modemów,

z których ka¿dy obs³uguje 24 kana³y telefo-

niczne. Zatem jedno HDT mo¿e jednocze-

œnie obs³u¿yæ 672 kana³y. Maksymalna licz-

ba linii pod³¹czonych do jednego HDT wy-

nosi 3360, co po stronie HFC zapewnia

koncentracjê ruchu 1: 5. W ramach modu-

³u modemów znajduje siê te¿ tzw. MSC

(Modem Shelf Controller), którego zada-

niem jest komunikacja z ABM, kontrola i re-

gulacja parametrów modemów i NIU w ce-

lu uzyskania optymalnych warunków trans-

misji.

Bardzo istotnym modu³em jest SM (Spec-

trum Manager), który monitoruje kana³ zwrot-

ny sieci HFC. Je¿eli aktualnie zajmowane

pasmo kana³u zwrotnego z powodu chwilo-

wych zak³óceñ ma obni¿on¹ bitow¹ stopê

b³êdów (BER), modu³ SM zawiadamia kon-

troler MSC, który powoduje przeskok czêsto-

tliwoœci modemów na mniej zanieczyszczo-

ne pasmo kana³u zwrotnego.

Uruchamianie terminali NIU, po ich pod³¹-

czeniu do sieci odbywa siê automatycznie.

G³ówny terminal HDT uzgadnia z nimi czê-

stotliwoœci i poziomy sygna³ów. Do operato-

ra systemu nale¿y tylko skojarzenie nume-

ru fabrycznego terminala z przyznanym nu-

merem centrali telefonicznej i podanie go do

wiadomoœci nowemu abonentowi.

Pojemnoœæ HDT okreœla jego umiejscowie-

r

TECHNIKA

RTV

28

Kontynuujemy omawianie

zastosowañ sieci telewizji

kablowej jako sieci

multimedialnej.

Poprzednie artyku³y

z tego cyklu opublikowa-

liœmy w numerach

5 i 7/2002 ReAV.

Sieci telewizji kablowej

s³u¿¹ tak¿e do transmisji

rozmów telefonicznych

oraz monitorowania,

np. instalacji gazowych

w budynkach.

W

ramach integracji us³ug w jed-

nym kablu, opracowane zo-

sta³y tak¿e systemy wykorzy-

stuj¹ce sieæ telewizji kablo-

wej jako sieæ dostêpow¹ dla telefonii oraz sy-

stemy monitorowania, a nawet sterowania

ró¿nymi urz¹dzeniami.

Poni¿ej omówiono te systemy.

Telefonia

Typowym przyk³adem i jednym z najbar-

dziej rozpowszechnionych rozwi¹zañ tele-

fonii HFC jest system Cornerstone. Ele-

mentem centralnym systemu jest g³ówny

terminal HDT (Host Digital Terminal), które-

go zadaniem jest z jednej strony ³¹cznoœæ,

przez styk V 5.2, z zewnêtrzn¹ central¹ te-

lefoniczn¹, a z drugiej zapewnienie transmi-

sji w ramach sieci HFC. G³ówny terminal

HDT umo¿liwia zatem wykorzystanie sieci

HFC jako sieci dostêpowej dla telefonii

PSTN (publicznej komutowanej sieci telefo-

nicznej). Zakoñczenie tej sieci stanowi¹ ter-

minale koñcowe NIU (Network Interface

Unit), do których pod³¹czone s¹ abonenckie

aparaty telefoniczne (rys. 1). Terminale NIU

maj¹ tak¿e wyjœcie do pod³¹czenia odbior-

ników programów telewizyjnych. Ka¿dy za-

instalowany NIU jest automatycznie reje-

strowany przez HDT na podstawie numeru

identyfikacyjnego. Istnieje kilka rodzajów

terminali koñcowych: dwuliniowe modu³y

zainstalowane u abonenta oraz 2 do 12 li-

niowe modu³y zewnêtrzne, do których abo-

nenci pod³¹czeni s¹ za pomoc¹ pary mie-

dzianej.

W sk³ad terminala g³ównego HDT wchodzi

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 8/2002

MULTIMEDIA W SIECIACH TELEWIZJI KABLOWEJ

TELEFONIA I MONITORING

Rys. 1. Telefonia w sieci HFC

29

ko³owi RTP (Real _ Time Protocol), który re-

alizuje transport g³osu w numerowanych

datagramach UDP (User Datagram Proto-

col), przy za³o¿eniu eliminacji zagubionych

pakietów (nie podlegaj¹ one powtórzeniom).

Protokó³ RTP nie ma jednak funkcji QoS

gwarantuj¹cych priorytet pakietom g³oso-

wym. Poniewa¿ pakiety g³osowe, w odró¿-

nieniu od pakietów zawieraj¹cych dane, nie

mog¹ podlegaæ opóŸnieniom, zmianom ko-

lejnoœci wynikaj¹cych z ró¿nych dróg trans-

misji itp. nie jest tu mo¿liwe uzyskanie wy-

starczaj¹co dobrej ³¹cznoœci telefonicznej.

Transmisja g³osu za pomoc¹ pakietów IP

wymaga do transmisji pakietów g³osowych

sieci korporacyjnych dobrej jakoœci lub rea-

lizowanej przez Gatewaye konwersji na

strumienie przesy³ane do publicznych sieci

telefonicznych. Era zadowalaj¹cej jakoœci

transmisji g³osu przesy³anego w sieciach

HFC traktowanych jako sieci dostêpowe,

rozpocznie siê z chwil¹ rynkowego zaistnie-

nia standardów DOCSIS 1.1. i EURODOC-

SIS 1.1. Wersja 1.1 zapewnia mechanizmy

QoS wymagane dla transmisji g³osu przez

sieci HFC. QoS umo¿liwia nadawanie po-

szczególnym pakietom numeracji oraz iden-

tyfikatora klasy serwisu, odczytywanego

przez system klasyfikatorów, które w razie

przeci¹¿enia sieci transmituj¹ tylko strumie-

nie o najwy¿szych priorytetach.

Implementacja us³ug telefonicznych wyma-

ga stosunkowo wysokich nak³adów inwesty-

cyjnych maj¹cych na celu zwiêkszenie nie-

zawodnoœci sieci CATV. Najistotniejszym

czynnikiem zwiêkszania niezawodnoœci sie-

ci jest zapewnienie zasilania awaryjnego

poszczególnych wêz³ów sieci. Koniecznie

te¿ bêdzie zapewnienie w optycznym seg-

mencie sieci systemów redundancji nadzo-

rowanych przez systemy monitoringu.

Systemy monitoringowe

i alarmowe

W nowoczesnych telewizjach kablowych

wykorzystuje siê ró¿norodne systemy mo-

nitoringu do kontroli pracy urz¹dzeñ trans-

misyjnych, zasilaczy i parametrów sygna³u

we w³asnej sieci. Niektóre z tych systemów

potrafi¹ diagnozowaæ pojawiaj¹ce siê proble-

my i automatycznie na nie reagowaæ przez

prze³¹czanie sygna³u na zastêpcze urz¹dze-

nia lub tory transmisyjne, mog¹ odcinaæ ka-

na³y zwrotne w ga³êziach sieci wnosz¹cych

zak³ócenia itp.

Systemy monitoringowe, ostrzegawcze,

zdalnego sterowania itp. istniej¹ te¿ jako

rodzaj us³ug œwiadczonych ”na zewn¹trz”.

Ró¿norodnoœæ tego typu us³ug mo¿e byæ tak

du¿a, ¿e mo¿na jedynie przedstawiæ przy-

k³adowe rozwi¹zania.

Jedn¹ z mo¿liwoœci jest system sygnaliza-

cji wycieków gazu z instalacji w piwnicach

budynków mieszkalnych. Zwiêkszenie stê-

¿enia gazu w kontrolowanym pomieszcze-

niu ponad dopuszczalny poziom jest wy-

krywane przez detektor wycieku gazu wspó³-

pracuj¹cy z transponderem monitoruj¹cym,

zainstalowanym w budynku pod³¹czonym

do sieci telewizji kablowej. Ka¿dy transpon-

der ma swój indywidualny adres. W chwili

otrzymania cyklicznie wysy³anego zapytania

o aktualny stan detektorów przekazuje on,

przez kana³ zwrotny, odpowiedni sygna³ do

centralnej jednostki zarz¹dzaj¹cej systemu

i pod³¹czonego do niej komputera steruj¹-

cego monitoringiem. Oprogramowanie sy-

stemu umo¿liwia bezzw³oczn¹ lokalizacjê

miejsca, w którym nast¹pi³ wyciek gazu,

oraz wywo³anie alarmu zarówno na kompu-

terze centralnym jak i wspó³pracuj¹cym

z nim komputerze zainstalowanym w siedzi-

bie s³u¿b konserwacji sieci dystrybucji gazu,

które mog¹ natychmiast skierowaæ tam eki-

pê w celu likwidacji zagro¿enia. Poniewa¿

detektory wykrywaj¹ nawet minimalne nie-

szczelnoœci instalacji, mo¿liwa jest odpo-

wiednio wczesna interwencja tych s³u¿b,

w momencie kiedy nie ma jeszcze bezpo-

œredniego zagro¿enia wybuchem. Tego ro-

dzaju system powinien zapewniaæ wysok¹

niezawodnoœæ dzia³ania, musi wiêc infor-

mowaæ tak¿e o ewentualnych uszkodze-

niach detektorów gazu, transponderów lub

samego ³¹cza transmisji sygna³u, uniemo¿-

liwiaj¹cych przes³anie ewentualnego alarmu.

W tym celu jednostka zarz¹dzaj¹ca stale

kontroluje wszystkie pod³¹czone do niej

transpondery, przesy³aj¹c kolejno ka¿demu

z nich zapytanie o jego stan. O wykrytych

nieprawid³owoœciach komputer informuje

operatora systemu.

Innym przyk³adem z tej dziedziny jest sy-

stem zdalnego odczytu danych z liczników

zu¿ycia gazu. Licznik, który steruje uk³ad mi-

kroprocesorowy zasilany z wewnêtrznej, ni-

skonapiêciowej baterii o dziesiêcioletniej

trwa³oœci, jest wyposa¿ony w detektor wycie-

ku gazu wspó³pracuj¹cy z zaworem elektro-

magnetycznym odcinaj¹cym jego dop³yw

w przypadku awarii. Zawór ten mo¿e byæ

równie¿ uruchamiany zdalnie, na polecenie

operatora systemu. Dane odczytane przez

licznik s¹ przesy³ane kana³em zwrotnym

do translatora czêstotliwoœci umieszczone-

go w wêŸle transmisyjnym, a nastêpnie

(przez stacjê czo³ow¹) kana³em dystrybucyj-

nym sieci do zainstalowanego w bazie u¿yt-

kownika systemu centralnego modemu cen-

tralnego oraz pod³¹czonego do niego kom-

putera. St¹d operator wysy³a polecenia od-

czytu stanu poszczególnych liczników. Struk-

turê systemu przedstawiono na rys. 2. Za-

k³adom gazowniczym bêd¹cym u¿ytkow-

nikami systemu umo¿liwi on:

q

odczyty stanu liczników bez zatrudniania

inkasentów

q

prowadzenie sta³ej obserwacji zu¿ycia

gazu

q

uzyskanie informacji o manipulacjach

przy gazomierzu przez osoby niepowo³ane

q

mo¿liwoœæ zdalnego odciêcia dop³ywu

gazu odbiorcom zalegaj¹cym z op³atami

q

zwiêkszenie bezpieczeñstwa odbiorcy

gazu

Tego rodzaju system monitoringu, po odpo-

wiedniej zmianie modu³ów steruj¹cych mo-

¿e s³u¿yæ m.in. do zdalnego sterowania wê-

z³ami ciep³owniczymi.

n

Andrzej Janczewski

Krzysztof Zaborowski

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 8/2002

Rys. 2. Struktura systemu monitoringu gazu

Czujniki Transponder

gazowe

SIEÆ HFC

Czujniki Transponder

gazowe