Жоғары жылдамдықты дерек қызметін ұсынатын жабдықтар
Cable modem termination system
CMTS – кабельдік интернет қызметтерін ұсынатын жабдық. Абоненттерге жоғары жылдамдықты деректерді жеткізу, кабельдік модемдермен байланыс және желіге қосылу.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жоғары жылдамдықты деректер қызметтерін ұсынуға арналған жабдық.
Equipment used to provide high speed data services
Кабельдік модемді тоқтату жүйесі (CMTS, сондай-ақ CMTS Edge Router деп аталады) – кабельдік компанияның бас станциясында немесе хаб-сайтында орналасқан, кабельдік абоненттерге кабельдік интернет немесе IP дауысы сияқты деректер қызметтерін ұсынуға қолданылатын жабдық. CMTS DSL жүйесіндегі DSLAM-ның көптеген функцияларын атқарады.
A cable modem termination system (CMTS, also called a CMTS Edge Router) is a piece of equipment, typically located in a cable company's headend or hubsite, which is used to provide data services, such as cable Internet or Voice over IP, to cable subscribers. A CMTS provides many of the same functions provided by the DSLAM in a DSL system.
Байланыстар
Жоғары жылдамдықты деректер қызметтерін ұсыну үшін кабельдік компания бас стансасын желілік қызмет провайдеріне жоғары сыйымды деректер байланысы арқылы Интернетке қосады. Бас стансаның абоненттік жағында CMTS абоненттердің кабельдік модемдерімен байланыс орнатуға мүмкіндік береді. Әртүрлі CMTS түрлері әртүрлі кабельдік модемдер санына қызмет ете алады – 4000-нан 150 000-ға дейін және одан да көп, бұл трафик көлеміне байланысты, бірақ I CMTS мысалы, 30 000 абонентке (кабельдік модемдерге) қызмет көрсетуі ұсынылады. CMTS төмен және жоғары сигналдар үшін бөлек RF интерфейстері мен жалғағыштарына ие. RF/коаксиалдық интерфейстер RF сигналдарын абоненттердің кабельдік модемдеріне қосылған коаксиалдық «магистральдарға» жеткізеді және кері қайтарады, әр магистраль үшін бір жұп жалғағыш қолданылады – біреуі төменге, екіншісі жоғарыға. Басқаша айтқанда, әр қызмет тобы үшін RF жалғағыштары болуы мүмкін, бірақ желіні конфигурациялауға болады, онда әртүрлі мөлшердегі жалғағыштар қызмет тобындағы кабельдік модемдер қолданатын төмен және жоғары ағынды арналардың санына байланысты бірнеше қызмет тобына қызмет етеді. Әр жалғағыш CMTS-ке байланысты 16-ға дейін арнаны және 4 арнаны алып жүре алады. Мысалы, егер әр қызмет тобындағы кабельдік модемдер төменгі ағын үшін 24 арнаны және жоғары ағын үшін 2 арнаны қолданса, онда төменгі ағын үшін 3 жалғағыш екі қызмет тобындағы кабельдік модемдерге қызмет ете алады және 1 жоғары ағын жалғағышымен қызмет көрсетеді. Бір қызмет тобы 500 үй шаруашылығына дейін қызмет көрсете алады. Қызмет тобындағы арналардың ені барлық мүшелері арасында бөліседі. Арналар кейіннен кабельдің бас стансасында немесе тарату орталығында қайта топтастырылады және CMTS және Edge QAM сияқты басқа жабдықтармен қызмет көрсетеді. CMTS-тен келетін RF сигналдары коаксиалдық кабель арқылы RF басқару модульдеріне RF сигналдарын бөлу және біріктіру үшін, сондай-ақ басқа CMTS сияқты басқа жабдықтармен байланыстырылады, сондықтан бірнеше CMTS бір қызмет тобына қызмет ете алады. Оптикалық платформалардың мысалдары – Arris CH3000 және Cisco Prisma II. Желінің екінші жағында оптикалық түйін жарық импульстарын қайтадан RF сигналдарына айналдырады және оларды коаксиалдық кабель «магистралі» арқылы жібереді. Магистральдің бойында бір немесе бірнеше күшейткіштер орналасқан, ал магистральде клиенттердің модемдері коаксиалдық кабель арқылы қосылатын тарату «түйіндері» бар. Шын мәнінде, көптеген CMTS-терде Ethernet интерфейстері (немесе SONET сияқты басқа дәстүрлі жоғары жылдамдықты деректер интерфейстері) және RF интерфейстері бар. Осылайша, Интернеттен келетін трафик Ethernet интерфейсі арқылы, CMTS арқылы және содан кейін кабельдік компанияның гибридті талшықты-коаксиалдық (HFC) желісіне қосылған RF интерфейстері арқылы бағытталады. Трафик HFC арқылы абоненттің үйіндегі кабельдік модемге жетеді. Абоненттің үй жүйесінен трафик кабельдік модем арқылы өтеді және кері бағытта Интернетке шығады. CMTS әдетте тек IP трафигін тасымалдайды. Интернеттен кабельдік модемге жіберілетін трафик, төменгі ағын трафигі деп аталады, ол DOCSIS стандартына сәйкес капсулаланған IP пакеттерде тасымалданады. Бұл пакеттер әдетте 64 QAM немесе 256 QAM квадраттуралық амплитудалық модуляция нұсқаларын пайдалана отырып, телеарнаға модульделген дерек ағынында тасымалданады. Жоғары ағын деректері (кабельдік модемдерден бас стансаға немесе Интернетке берілетін деректер) QPSK, 16 QAM, 32 QAM, 64 QAM немесе 128 QAM модуляциясымен модульделген DOCSIS кадрларына салынған Ethernet кадрларында TDMA, ATDMA немесе S CDMA жиілік бөлісу механизмдерін пайдалана отырып тасымалданады. Бұл әдетте кабельдік теледидар спектрінің «қосалқы жолағында» немесе «қайтару» бөлігінде («Т» арналары деп те аталады), жиілік спектрінің төменгі бөлігінде, әдетте DOCSIS 2.0-да 5–42 МГц немесе EuroDOCSIS-те 5–65 МГц. Типик CMTS абоненттің компьютеріне тиісті серверлерге DHCP сұраныстарын жіберу арқылы IP-мекенжай алуға мүмкіндік береді. Бұл DHCP сервері компьютерге берілген IP-адрес, шлюз/маршрутизатор адрестері, DNS серверлері және т.б. сияқты әдеттегі жауапты қайтарады. CMTS сондай-ақ рұқсат етілмеген пайдаланушылар мен түрлі шабуылдардан қорғау үшін кейбір негізгі сүзгілерді іске асыра алады. Трафикті қалыптастыру кейде қосымша трафигін басымдыққа қою үшін, мүмкін жазылу жоспарына немесе жүктеу пайдалануына негізделген, сондай-ақ кабельдік оператордың өз PacketCable негізделген VOIP қызметі үшін қызмет сапасына (QoS) кепілдік беру үшін жүргізіледі. Алайда, трафикті қалыптастыру функциясы көбінесе кабельдік модем немесе саясат трафигін басқару қосқышы арқылы орындалады. CMTS көпір немесе маршрутизатор ретінде де әрекет ете алады. Клиенттің кабельдік модемі желідегі басқа модемдермен тікелей байланыса алмайды. Әдетте, кабельдік модем трафигі басқа кабельдік модемдерге немесе Интернетке бірнеше CMTS және дәстүрлі маршрутизаторлар арқылы бағытталады. Алайда, маршрут мүмкін болатын жағдайда бір CMTS арқылы өтуі мүмкін. CCAP (Converged Cable Access Platform) CMTS және Edge QAM функционалын бір құрылғыда біріктіреді, осылайша ол CMTS функционалымен деректерді (Интернетті) және Edge QAM функционалымен бейнені (телеарналарды) ұсынуға мүмкіндік береді. Edge QAM (Quadrature Amplitude Modulator/Modulation) IP (Интернет протоколы) немесе басқа жолмен жіберілген бейнені кабельдік желі арқылы жеткізу үшін QAM сигналына түрлендіреді. Edge QAM әдетте желінің «шетінде» орналасқан дербес құрылғылар болып табылады. Оларды M CMTS жүйесін құру үшін CMTS ядросына қосуға болады, бұл көбірек масштабталатындығын қамтамасыз етеді. CMTS ядросы әдетте операцияны M CMTS жүйесінде CMTS ядросы ретінде қолдауды қамтамасыз ететін дәстүрлі немесе I CMTS болып табылады.
In order to provide high speed data services, a cable company will connect its headend to the Internet via very high capacity data links to a network service provider. On the subscriber side of the headend, the CMTS enables communication with subscribers' cable modems. Different CMTSs are capable of serving different cable modem population sizes—ranging from 4,000 cable modems to 150,000 or more, depending in part on traffic, although it is recommended for an I CMTS to service, for example, 30,000 subscribers (cable modems). A CMTS has separate RF interfaces and connectors for downlink and uplink signals. The RF/coax interfaces carry RF signals to and from coaxial "trunks" connected to subscribers' cable modems, using one pair of connectors per trunk, one for downlink and the other for uplink. In other words, there can be a pair of RF connectors for every service group, although it is possible to configure a network with different numbers of connectors that service a set of service groups, based on the number of downstream and upstream channels the cable modems in every service group use. Every connector has a finite number of channels it can carry, such as 16 channels per downstream connector, and 4 channels per upstream connector, depending on the CMTS. For example, if the cable modems on every service group use 24 channels for downstream, and 2 channels for upstream, then 3 downstream connectors can service the cable modems on two service groups, and be serviced by 1 upstream connector. A service group may serve up to 500 households. A service group has channels, whose bandwidth is shared among all members of the service group. The channels are later regrouped at the cable headend or distribution hub and serviced by CMTSs and other equipment such as Edge QAMs. The RF signals from a CMTS, are connected via coaxial cable to headend RF management modules for RF splitting and combining, with other equipment such as other CMTSs so that several CMTS can service one service group, Examples of optics platforms are the Arris CH3000 and Cisco Prisma II. At the other end of the network, an optical node converts the light pulses into RF signals again and sends them through a coaxial cable "trunk". The trunk has one or more amplifiers along its length, and on the trunk there are distribution "taps" to which customers' modems are connected via coaxial cable. In fact, most CMTSs have both Ethernet interfaces (or other more traditional high speed data interfaces like SONET) as well as RF interfaces. In this way, traffic that is coming from the Internet can be routed (or bridged) through the Ethernet interface, through the CMTS and then onto the RF interfaces that are connected to the cable company's hybrid fiber coax (HFC). The traffic winds its way through the HFC to end up at the cable modem in the subscriber's home. Traffic from a subscriber's home system goes through the cable modem and out to the Internet in the opposite direction. CMTSs typically carry only IP traffic. Traffic destined for the cable modem from the Internet, known as downstream traffic, is carried in IP packets encapsulated according to DOCSIS standard. These packets are carried on data streams that are typically modulated onto a TV channel using either 64 QAM or 256 QAM versions of quadrature amplitude modulation. Upstream data (data from cable modems to the headend or Internet) is carried in Ethernet frames encapsulated inside DOCSIS frames modulated with QPSK, 16 QAM, 32 QAM, 64 QAM or 128 QAM using TDMA, ATDMA or S CDMA frequency sharing mechanisms. This is usually done at the "subband" or "return" portion of the cable TV spectrum (also known as the "T" channels), a much lower part of the frequency spectrum than the downstream signal, usually 5–42 MHz in DOCSIS 2.0 or 5–65 MHz in EuroDOCSIS. A typical CMTS allows a subscriber's computer to obtain an IP address by forwarding DHCP requests to the relevant servers. This DHCP server returns, for the most part, what looks like a typical response including an assigned IP address for the computer, gateway/router addresses to use, DNS servers, etc. The CMTS may also implement some basic filtering to protect against unauthorized users and various attacks. Traffic shaping is sometimes performed to prioritize application traffic, perhaps based upon subscribed plan or download usage and also to provide guaranteed Quality of service (QoS) for the cable operator's own PacketCable based VOIP service. However, the function of traffic shaping is more likely done by a Cable Modem or policy traffic switch. A CMTS may also act as a bridge or router. A customer's cable modem cannot communicate directly with other modems on the line. In general, cable modem traffic is routed to other cable modems or to the Internet through a series of CMTSs and traditional routers. However, a route could conceivably pass through a single CMTS. A CCAP (Converged Cable Access Platform) combines CMTS and Edge QAM functionality in a single device so that it can provide both data (internet) with CMTS functionality, and video (TV channels) with Edge QAM functionality. Edge QAM (Quadrature Amplitude Modulator/Modulation) converts video sent via IP (internet protocol) or otherwise, into a QAM signal for delivery over a cable network. Edge QAMs are normally standalone devices placed at the "edge" of a network. They can also be connected to a CMTS core, to make up an M CMTS system which is more scalable. A CMTS core is normally a conventional or I CMTS that supports operation as a CMTS core in an M CMTS system.
Архитектуралар
CMTS бірнеше әртүрлі архитектураға бөлінеді: интеграцияланған CMTS (I CMTS), модулді (M CMTS), виртуалды CMTS (vCMTS) және қашықтан орналасқан CMTS. I CMTS өз жұмысы үшін қажетті барлық компоненттерді бір құрылғыға біріктіреді. Әрбір архитектураның өз артықшылықтары мен кемшіліктері бар.
A CMTS can be broken down into several different architectures, Integrated CMTS (I CMTS), Modular (M CMTS), Virtual CMTS (vCMTS) and remote CMTS. An I CMTS incorporates into a single unit all components necessary for its operation. There are both pros and cons to each type of architecture.
Модульді CMTS (M-CMTS)
M CMTS шешімінде I CMTS архитектурасы екі компонентке бөлінеді. Бірінші бөлігі – Edge QAM (EQAM) деп аталатын физикалық төмен ағын компоненті (PHY). Екінші бөлігі – IP желісі және DOCSIS MAC компоненті, ол M CMTS ядросы деп аталады. Осы архитектурамен бірге жаңа протоколдар мен компоненттер де енгізілді. Олардың бірі – DOCSIS уақыт интерфейсі, ол EQAM мен M CMTS ядросы арасында DTI сервері арқылы эталондық жиілікті қамтамасыз етеді. Екіншісі – Downstream External PHY Interface (DEPI) – төмен ағын сыртқы PHY интерфейсі. DEPI протоколы M CMTS ядросынан EQAM құрылғыларына DOCSIS кадрларын жеткізуді басқарады. M CMTS платформасымен байланысты қиындықтардың бірі – радиожиілік (RF) біріктірудің күрделілігінің артуы және іркілу мүмкіндіктерінің санының көбеюі. M CMTS архитектурасының артықшылықтарының бірі – оның төмен ағын арналарының көп санына дейін кеңейтілу мүмкіндігі.
In a M CMTS solution the architecture of an I CMTS is broken up into two components. The first part is the Physical Downstream component (PHY) which is known as the Edge QAM (EQAM). The second part is the IP networking and DOCSIS MAC Component which is referred to as the M CMTS Core. There are also several new protocols and components introduced with this type of architecture. One is the DOCSIS Timing Interface, which provides a reference frequency between the EQAM and M CMTS Core via a DTI Server. The second is the Downstream External PHY Interface (DEPI). The DEPI protocol controls the delivery of DOCSIS
frames from the M CMTS Core to the EQAM devices Some of the challenges that entail an M CMTS platform are increased complexity in RF combining and an increase in the number of failure points. One of the benefits of an M CMTS architecture is that it is extremely scalable to larger numbers of downstream channels.
Виртуалды CMTS
Виртуалды CCAP (vCCAP) немесе виртуалды CMTS (vCMTS) арнайы бағдарламалық жасақтамасы бар стандартты x86 негізіндегі серверлерде жүзеге асырылады және жаңа CMTS/CCAP шассилерін сатып алусыз немесе CMTS/CCAP мүмкіндіктерін жылдам қосусыз қызмет көлемін арттыруға мүмкіндік береді.
Virtual CCAPs (vCCAPs) or virtual CMTSs (vCMTSs) are implemented on commercial off the shelf x86 based servers with specialized software, and can be used to increase service capacity without purchasing new CMTS/CCAP chassis, or add features to the CMTS/CCAP more quickly.
CMTS қашықтан басқару
Қашықтан орналасқан CMTS/Remote CCAP барлық CMTS/CCAP функционалдығын сыртқы желіге көшіреді, бұл қызмет провайдері орналасқан жерде орнатылатын дәстүрлі CMTS немесе CCAP-тан мүлдем өзгеше.
Remote CMTS/Remote CCAP moves all CMTS/CCAP functionality to the outside plant, in stark contrast to conventional CMTSs or CCAPs which are installed at a service provider location.