Kabelovkou rychlostí 100 Mb/s

Poskytovatelé DSL přípojek se chtě nechtě budou muset připravit na další výraznou konkurenci: vedle optických a bezdrátových technologií připojení, které v poslední době výrazně posílily co do kvality i rozšíření, se znovu o slovo začnou hlásit kabelovky. A to díky dokončované verzi DOCSIS nabízející 100 Mb/s.

Kapacita přípojky sice není sice vše, protože nabídka služeb, kvalita a cena jsou pro uživatele často rozhodující, ale málo platné – díky vyšší kapacitě může síť nabízet více služeb náročnějších na šířku pásma i se zaručenou (uživateli očekávanou) kvalitou. Proto se budou muset telekomunikační provozovatelé připravit na to, že kabelové společnosti v silné konkurenci širokopásmových přípojek opět začnou útočit. Za posledních několik let se sice zdálo, že DSL kabelové přípojky v celkových počtech výrazně předstihlo, ale uživatelé chtějí více: hlasové služby, video služby, vyšší kvalitu obrazu a zvuku, rychlejší komunikaci.

Moderní domácnost již nevystačí s 30 Mb/s, což je maximum současných kabelových přípojek. Jeden televizní program může sám potřebovat až 20 Mb/s, takže více TV kanálů, anebo další služby, to vše bude vyžadovat o několik desítek Mb/s více. Zejména v Americe je podpora aspoň tří televizních kanálů do domácnosti nutností, a to ještě alespoň jeden může být ve vysoké kvalitě (HDTV), vyžadující větší šířku pásma.

Nová specifikace DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification) verze 3.0 nabídne díky „svazování“ kanálů (channel bonding) kapacitu až 50krát vyšší než průměrně dnešní kabelové přípojky nabízejí. Rychlostí se tak HFC (Hybrid Fiber-Coaxial) sítě vyrovnají optickým přístupovým sítím, ale pro provozovatele budou levnější. Připomeňme, že specifikace DOCSIS již nabídla několik verzí (viz článek DOCSIS a kabelové širokopásmové přípojky), ale dnes v sítích najdeme především zařízení podle první verze DOCSIS z roku 1997, případně o dva roky novější verze 1.1, méně se ujala verze 2.0 z roku 2002, protože v té době se již přemýšlelo nad nejmodernější verzí 3.0.

Důvodem pro přípravu nové verze DOCSIS byla nejen potřeba poskytnout větší šířku pásma, ale také nutnost podpořit IPv6 (pro adresaci koncových uzlů), zlepšit zabezpečení (AES, Advanced Encryption Standard) a zefektivnit práci MAC (Media Access Control) podvrstvy (potlačení záhlaví). Kromě toho se pracovalo na modularitě CMTS (M-CMTS) pro zjednodušení některých instalací sítí HFC, snížení režijních nákladů a také dosažení pružného sdílení kanálů s MPEG pro dynamické přidělování šířky pásma.

Vázání kanálů

Principem vázání kanálů je kombinace kanálů (6/7/8 MHz) pro efektivnější využití kapacity sítě a zvýšení přenosové rychlosti. Tato kombinace může v principu probíhat dvěma způsoby: spojení několika sousedních kanálů do jednoho, čímž se vyloučí nutnost oddělovat kanály tzv. guard band a využít plně celou šířku pásma. Tato varianta by ale vyžadovala nová koncová zařízení, protože ta jsou schopna si naladit pouze kanály o tradiční šířce.

Druhou možností je používat simultánně několik nezávislých kanálů, což je sice méně efektivní přístup, ale zato nevyžaduje změnu na straně uživatele, proto je tato varianta samozřejmě schůdnější. Každý paket se rozdělí na části a ty se přenášejí simultánně po paralelních, ale ne nutně sousedních kanálech. Simultánní přenos znamená minimalizaci latence. Vázání kanálů se realizuje na přenosové podvrstvě konvergence nad fyzickou a pod MAC vrstvou, takže je tento proces transparentní pro DOCSIS protokoly. V dopředném a zpětném směru se způsob přenosu liší, protože jej generují různá zařízení: CMTS ve směru k uživateli (downstream) a kabelový modem v opačném směru (upstream).

Různí výrobci nabízejí různé přístupy k vázání kanálů: v případě Cisco Systems se zatím kombinuje 24 nebo 48 MPEG kanálů, a to v CMTS, v případě Broadcom probíhá vázání kanálů po 4, a to na okraji sítě, nikoli v CMTS. Druhý přístup k vázání kanálů je založen na paketech, nikoli MPEG. Paketovému přístupu nakonec daly CableLabs přednost ve specifikaci technického řešení DOCSIS 3.0. Paketový přístup totiž vyžaduje softwarové změny pouze u CMTS, zatímco druhá varianta by potřebovala změny také u kabelových modemů.

Specifikace by měla být oficiálně schválena na přelomu roku. Pilotní projekty s novým protokolem již ale ve světě probíhají a skutečný nástup na trh se očekává v příštím roce.

Specifikace pro kabelové přípojky

Organizace CableLabs se stará o rozvoj souvisejících specifikací, z nichž některé jsou následně přijaty i jako mezinárodní normy/doporučení (např. v ITU-T) a také se zabývá testováním produktů. Pro Evropu testuje zařízení ECB (Euro-DOCSIS Certification Board), která má za sebou již dvě desítky certifikačních „vln“.

Kromě DOCSIS 3.0 také CableLabs pokračuje na přípravě specifikace PacketCable 2.0. Oproti předchozím verzím, které se zabývaly především hlasovými aplikacemi (viz též článek Nové specifikace pro kabelové a DSL přípojky), se nejnovější verze zaměřuje na podporu multimediálních služeb. Umožní spolupráci s mobilními službami (roaming a předávání uživatelů) a také poskytování video telefonie. Telefonie je stále populárnější po kabelových přípojkách, jak naznačují také průzkumy a předpovědi analytiků (viz obrázek).

Např. podle Convergence Consulting počet uživatelů telefonie po kabelových přípojkách rychle v následujících letech poroste, v roce 2007 bude každá osmá americká domácnost používat „kabelový telefon“ a o dva roky později dokonce každá pátá. Trh s kabelovým přístupem v tradičně kabelové zemi (USA) jen pomalu ustupuje DSL: ještě v roce 2007 bude 59 % všech rychlých přípojek k Internetu realizováno po kabelové síti. Kabelová TV je velice populární, ale „pouze“ 40 % zákazníků 9 největších poskytovatelů služeb  (MSO) v USA využívá jejich širokopásmové služby. Na druhou stranu ale pouze 15 % domácností-zákazníků telefonních společností využívá jejich nabídku DSL nebo optické přípojky.

CableLabs nově nabízí kabelovým provozovatelům softwarový systém pro analyzování využití sítě DOCSIS a pro poskytování informací o charakteristikách provozu jednotlivých aplikací, konfiguraci a výkonnosti síťových prvků.

Situace na trhu s kabelovými zařízeními

Globální trh se zařízeními u provozovatele CMTS (Cable Modem Termination System) dosáhl podle analýzy společnosti Infonetics Research 182 miliónů dolarů v druhém čtvrtletí letošního roku, čímž opět získal čtvrtinu trhu ztracenou v prvním kvartále roku (viz též článek Kabelový přístup neztrácí dech). Trh se vzpamatoval především díky nástupu produktů Cisco Systems (skok o 44 %) a zvýšení podílu Motorola Inc. (o 10 %). Cisco, Motorola a ARRIS dohromady ovládají 94 % celosvětového trhu s CMTS. Zbývající „procenta“ si dělí menší výrobci, mezi jiným BigBand Networks, který získal CMTS do svého portfolia díky nákupu ADC v roce 2004.

Trh s CMTS by měl podle předpovědí Infonetics Research narůst v objemu na miliardu dolarů do roku 2008, a to díky vyšším rychlostem, nástupu DOCSIS 3.0 a novým službám (především IP telefonii).

Na trh se se svými produkty na bázi Ethernetu v této oblasti tlačí finská nová společnost Teleste, která hodlá útočit na nepoměrně větší rivaly v podobě amerických společností Scientific Atlanta a Cisco Systems. Finský výrobce odhaduje, že náklady na připojení domácnosti na bázi Ethernetu (ETTH, Ethernet To The Home) se mohou pohybovat mezi 50 a 200 euro.

8. 11. 2005

Autor: Ing. Rita Pužmanová, CSc., MBA