Модемы DSL и кабельные

   Чрезвычайно высокая скорость получения информации, сравнимая со скоростями в локальных  сетях Ethernet, позволяет использовать кабельные модемы для работы во многих высокоскоростных приложениях реального времени (в том числе сетевых компьютерных играх).

Проблемы  кабельных модемов

   Перед внедрением любой новой технологии необходимо решить ряд задач, которые  могут быть не только техническими, но и экономическими или организационными. Это же относится и к кабельным  модемам. Здесь возникают следующие  проблемы:

   ·        Управление сетью. Провайдеры должны постоянно контролировать работу кабельной сети и правильно управлять ею.

   ·        Технические проблемы. Фирмам-производителям кабельных модемов придется разработать надежную архитектуру, обеспечивающую совместимость кабельных сетей различных провайдеров и согласовать стандарты передачи сигналов по ним.

   ·        Шифрование данных. Для кабельной сети, которая может быть подключена к любому зданию в городе, важно сохранить конфиденциальность данных. Для этого, видимо, необходимо использовать специальные устройства для шифрования сигнала или данных.

   ·        Удобство использования. Кабельный модем должен иметь различные полезные свойства, например контроль скорости передачи, поддержку нескольких компьютеров или даже локальной сети, возможность определения своего места в сети и так далее.

   ·        Различные методы обратной передачи. Небольшим компаниям, которые будут предлагать услуги для доступа к Internet через кабельное телевидение, по-видимому, не удастся обеспечить в своих сетях двусторонний доступ. Их клиенты смогут получить доступ к Internet с помощью асимметричной архитектуры сети, т. е. обратный сигнал будет передаваться по телефону.

   ·        Стоимость. Цена кабельного модема должна быть сопоставима с ценой высокоскоростного телефонного модема, т. е. составлять около 300-400 дол.

Стандарты DOCSIS и EuroDOCSIS

   В 1998 г. на сессии рабочей группы ITU в  Женеве был одобрен основополагающий стандарт J.112, определяющий методы передачи данных по сетям кабельного телевидения. Базируясь на основе стандартов ITU J.112 и J.83, консорциумом CableLabs в сотрудничестве с широким кругом производителей оборудования был разработан единый международный стандарт, известный под названием Data Over Cable Service Interface Specification (DOCSIS).

   Этот  стандарт предусматривает передачу данных абоненту по сети кабельного телевидения  с максимальной скоростью до 42 Мбит/с. (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. 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.

   Принятыe ITU документы содержат также три приложения, учитывающие специфические особенности американского, европейского и японского рынков услуг CATV и используемые в этих регионах стандарты (NTSC, PAL, SECAM).

   EuroDOCSIS регламентирует принятое для Европы распределение частот прямого и обратного канала, оговаривает работу c полосой 8 МГц.

   Стандарт DOCSIS 1.1 дополнительно предусматривает  наличие специальных механизмов, улучшающих поддержку IP-телефонии, уменьшающих  задержки при передаче речи (например, механизмы фрагментации и сборки больших пакетов, организации виртуальных  каналов и задания приоритетов).

   Сравнительная таблица стандартов DOCSIS 1.x, Euro-DOCSIS и DVR-RC:

   Как видно из таблицы, все эти стандарты  предусматривают разную скорость, для  передачи и приема, что оправдано, во многих случаях. Кроме этого, DOCSIS имеет прямую поддержку IP протокола, с нефиксированной длиной пакетов. DVR-RC, в свою очередь, для передачи IP пакетов использует ATM Cell transport, то есть, IP пакет сначала переводится в формат ATM, который и передается по кабелю. На другой, стороне, производится обратный процесс. Фиксированый размер ATM пакетов, не позволяет работать таким службам, как Voice over IP (передача голосовой и видеоинформации), недостаток, которого лишен DOCSIS. К тому же, большинство IP пакетов немного больше ATM пакетов, поэтому для передачи одного IP пакета приходится использовать два ATM пакета, что приводит к потерям в 30-50%, чем и обусловленна меньшая эффективность и производительность этого стандарта.

   Поддержка трехслойного мультипротокола:

   Разные  абоненты используют в своих LAN и РС различные трехслойные протоколы. Технология СКМ обеспечивает мультипротокольную работу, позволяющую подключать абонентов к сети вне зависимости от протоколов, которые используют их приложения. Это обстоятельство существенно облегчает включение абонентских приложений в кабельную сеть. Наиболее распространены трехуровневые протоколы TCP/IP, SPX/IPX, AppleTalk и NetBEUI.

   Если  СКМ поддерживает только TCP/IP, то кабельный  оператор не сможет подсоединить абонентов, работающих в других протоколах. Например, не смогут быть подсоединены сети Novell 3 или Novell 4. Если СКМ не поддерживает NetBEUI, то абонент не сможет использовать сетевые механизмы Microsoft.

Защита  данных

   Совместная  работа нескольких пользователей по общему кабелю имеет определенные особенности, требующие принятия специальных  мер для обеспечения защиты информации.

   В разделяемой сети каждый узел имеет  возможность, по крайней мере, на физическом уровне, видеть трафик ко всем остальным  узлам. Точно так же, как весь трафик в сегменте Ethernet виден протокольному анализатору при использовании сетевой платы с поддержкой режима приема всех пакетов, протокольный анализатор может перехватывать весь трафик в сегменте сети КТВ, если не будут приняты меры защиты. Как показывает практика, по крайней мере, в одном зарегистрированном случае пользователь кабельного модема с сетевым клиентом Windows мог видеть свыше 100 разделяемых дисков в настольных системах своих соседей.

   Обеспечению конфиденциальности и защите данных в сетях кабельного телевидения  уделяется серьёзное внимание. Фактический  стандарт в лице спецификации интерфейса для служб передачи данных по кабельной  сети (Data-over-Cable Service Interface Specification, DOCSIS) был предложен отраслевой группой Multimedia Cable Network System (MCNS). Он предусматривает установку средств шифрования DES на каждый модем. При этом данные каждого пользователя передаются по кабелю только в зашифрованном виде с использованием индивидуального ключа шифрования. Это решение, или любая форма шифрования вообще, является, по-видимому, необходимым для защищённой передачи информации по сетям кабельного телевидения. Однако применение дополнительного оборудования увеличивает общую стоимость модемов и административную нагрузку и к тому же повышает требования к техническому персоналу кабельного оператора.

   Большинство кабельных модемов имеют встроенные мосты уровня MAC, лишающие абонентов  возможности видеть любые кадры, помимо предназначенных непосредственно  им. Мосты, однако, не блокируют широковещательные  кадры, поэтому беспринципные пользователи имеют возможность осуществлять атаки типа "отказ в обслуживании" на своих соседей.

   Еще одно возможное решение предусматривает  установку брандмауэра позади кабельного модема, но, опять же, финансовые и  административные расходы оказываются  весьма высокими.

   Данные  меры препятствуют перехвату трафика  в сегменте сети и обеспечивают надежную защиту передаваемой информации.

Применение  кабельных модемов

   Использование кабельных модемов не ограничивается только получением огромного количества нужной и ненужной информации через  Интернет в окна броузера и, как следствие, на жесткий диск вашего компьютера. Используя кабельную сеть, можно построить очень даже неплохую интрасеть в вашем доме. Да и офисы компаний можно оснастить интрасетями, основанными на данной технологии, — чем не альтернатива выделенным линиям? Прибавьте сюда отличную возможность организации видеоконференций (в элитных домах это может быть видеотелефон) и много-много всякой всячины, которая так разнообразит ваш досуг с компьютером.

   Возвращаясь к серьезности технологий, можно  найти еще много различных  сфер применения кабельных технологий. Например, в области образования  и автоматизации процесса обучения. Представьте школу, оснащенную, во-первых, компьютерами, во-вторых, кабельной  сетью. Думаю, нашей системе образования  надо подумать об этом, ведь данные технологии значительно расширяют возможности  устаревших лингафонных классов  или скучных уроков информатики. Познакомить подрастающее поколение  с современными технологиями значит, заложить камень в собственное будущее. Уверен, что школьники, получившие в свое распоряжение такую локальную и глобальную сеть, с огромным удовольствием будут до позднего вечера коротать время в школе, находя ей применение. Еще одна отрасль — медицина: наблюдение за пациентами, видеодиагностика и так далее.

   Увеличение  скорости обмена информацией, которое  обещает технология кабельных модемов, может повлиять почти на все области  человеческой деятельности. Кабельное  телевидение всегда было предназначено  для развлечений, поэтому логично  использовать его и для распределенных компьютерных игр. Но кабельный модем  позволяет использовать развлекательные  системы для работы и для делового общения, для обучения и лечения. Границы этой новой технологии еще  трудно определить, но уже ясно одно: кабельный модем впустит Internet в каждый дом.  

хDSL (Digital Subscriber Line) — семейство технологий, позволяющих значительно расширить пропускную способность абонентской линии местной телефонной сети путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений линии на основе современных достижений микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала.

Технологии хDSL появились в середине 90-х годов как альтернатива цифровому абонентскому окончанию ISDN.

В аббревиатуре xDSL символ «х» используется для обозначения первого символа в названии конкретной технологии, а DSL обозначает цифровую абонентскую линию DSL (англ. Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия; также есть другой вариант названия — Digital Subscriber Loop — цифровой абонентский шлейф). Технологии хDSL позволяют передавать данные со скоростями, значительно превышающими те скорости, которые доступны даже самым лучшим аналоговым и цифровым модемам. Эти технологии поддерживают передачу голоса, высокоскоростную передачу данных и видеосигналов, создавая при этом значительные преимущества как для абонентов, так и для провайдеров. Многие технологии хDSL позволяют совмещать высокоскоростную передачу данных и передачу голоса по одной и той же медной паре. Существующие типы технологий хDSL различаются в основном по используемой форме модуляции и скорости передачи данных.

Службы xDSL разрабатывались для достижения определенных целей: они должны работать на существующих телефонных линиях, они не должны мешать работе различной аппаратуры абонента, такой как телефонный аппарат, факс и т. д., скорость работы должна быть выше теоретического предела в 56Кбит/сек., и наконец, они должны обеспечивать постоянное подключение. Широкое распространение технологий хDSL должно сопровождаться некоторой перестройкой работы поставщиков услуг Интернета и поставщиков услуг телефонных сетей, так как их оборудование теперь должно работать совместно. Возможен также вариант, когда альтернативный оператор связи берёт оптом в аренду большое количество абонентских окончаний у традиционного местного оператора или же арендует некоторое количество модемов в DSLAM.