Hệ thống internet trờn truyền hỡnh cỏp là hệ thống mạng 2 chiều tớch hợp hệ thống truyền tớn hiệu truyền hỡnh và dịch vụ internet trờn cựng một đường truyền dẫn. Sơ đồ khối của hệ thống này được biểu diễn hỡnh vẽ dưới đõy:
Hỡnh 1: Hệ thống internet trờn mạng truyền hỡnh cỏp
Do trờn cựng 1 hệ thống cần truyền dẫn 2 chiều gồm chiều xuống (downstrream) là chiều từ nhà cung cấp dịch vụ tới thuờ bao và đường về (Uptream) là chiều ngược lại nờn cần cú sự quy hoạch tần số :
+ 5 ữ 65 MHz: Dải tần số truyền từ thuờ bao về trung tõm .
+ 87 ữ 550 MHz: Truyền dẫn tớn hiệu tương tự từ trung tõm tới thuờ bao. + 550 ữ 862 MHz: Truyền dẫn tớn hiệu số từ trung tõm tới thuờ bao.
2. ChuẩnDOCSIC:
Hệ thống internet trờn mạng truyền hỡnh cỏp hoạt động theo tiờu chuẩn DOCSIC. Docsic (Data Over Cable Service Interface Specification) là một giao diện quy chuẩn cho cỏc dịch vụ truyền số liệu qua mạng cỏp. Đú là tiờu chuẩn cho đường lờn, đường về, tốc độ bit, băng thụng …Cú nhiều phiờn bản của chuẩn DOCSIC 1.0, 1.1, 2.0. Hiện nay, TTKTTH Cỏp đang sử dụng tiờu chuẩn EURODOCSIS 1.1.
Chuẩn DOCSIC đưa ra cỏc tiờu chuẩn cho đường lờn và đường xuống như sau:
Tín hiệu truyền hình Internet CMTS Bộ cộng Máy phát quang Nút quang Khuếch đại Tap Tap Chia modem
a. Đường truyền xuống:
Hỡnh 2: Băng thụng, phổ tần đường upstream và downtream
Đường truyền xuống được dựng để truyền dữ liệu từ CMTS(Cable Modem Termination System) tới CM (Cable Modem). CMTS sử dụng một trong cỏc loại điều chế sau: 64 QAM, 128 QAM và 256 QAM tuỳ thuộc vào chất lượng mạng. Cỏc đặc tớnh kỹ thuật của đường xuống theo bảng sau:
Tần số 65-860 MHz ( chuẩn chõu Âu)
Băng thụng 8 MHz (chõu Âu)
Điều chế 64 QAM (6 bit/symbol)
256 QAM (8 bit/symbol)
Tốc độ tuỳ thuộc vào loại điều chế và băng thụng, theo bảng sau:
64 QAM 256 QAM
6 MHz 31.2 Mbps 41.6 Mbps
8 MHz 41.4 Mbps 55.2 Mbps
Hiện nay, Hệ thống internet trờn mạng truyền hỡnh cỏp VN đang sử dụng dạng điệu chế QAM 64, băng thụng là 8MHz với tốc độ bit cho đường xuống là 41,4 Mbps.
b. Đường truyền lờn ( upstream)
Đường lờn được dựng để truyền tớn hiệu từ CM đến CMTS. Đường lờn sử dụng phương phỏp ghộp kờnh phõn chia theo thời gian TDMA (Time division Multiplex Access). Khoảng tần số cho phộp từ 5-65 MHz. Băng thụng sử dụng gồm : 1,6 MHz, 3,2 MHz. Dựng 2 loại điều chế là :QPSK (2 bit /symbol) và 16
Upstream 2 MHZ
Downstream 8 MHz
QAM (4 bit/symbol), điều chế 16 QAM cho tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn nhưng bị ảnh hưởng của tạp nhiễu.
Hỡnh 5. Sơ đồ truyền tớn hiệu đường lờn. Cỏc đặc tớnh kỹ thuật của đường lờn theo bảng sau:
Symbal rate (ksym/s BW Rate QPSK (kbps) Rate QAM16
(kbps) 160 200 320 640 320 400 640 1280 640 800 1280 2560 1280 1600 2560 5120 2560 3200 5120 10200 3. Nguyờn lớ hoạt động
Hệ thống internet trờn mạng truyền hỡnh cỏp được biểu diễn hỡnh vẽ dưới đõy:
CMTS và CM giao tiếp
Tớn hiệu đường đi bắt đầu từ CMTS. Bộ điều chế số của thiết bị CMTS phỏt tớn hiệu RF xuống theo đường downstream ( tớn hiệu RF này ở tần số cao: 784MHz…824MHz) đi tới mỏy phỏt quang. Tại đõy, tớn hiệu RF sẽ được chuyển
đổi thành tớn hiệu quang và truyền dẫn trờn sợi quang tới nỳt quang. Tại nỳt quang tớn hiệu sẽ được chuyển đổi lại từ tớn hiệu quang thành tớn hiệu điện. Tớn hiệu đú sẽ tiếp tục truyền dẫn trờn mạng tới cỏc thiết bị: khuếch đại, DC, PI, tap, chia…tớn hiệu cuối cựng được đưa tới modem cỏp. Modem cỏp sẽ giải điều chế tớn hiệu số thu được.
Tớn hiệu đường về đi từ modem cỏp qua cỏc thiết bị: chia, tap, khuếch đại, nỳt quang, thu quang và tới CMTS thụng qua đường uptreams. CMTS sẽ chuyển đổi tớn hiệu RF đú thành gúi tớn IP tới mạng internet.
Như vậy CMTS và modem trao đổi thụng tin với nhau trờn cựng một đường truyền theo 2 đường: đường đi và đường về.
CMTS và CM giao tiếp với nhau qua hai chế độ : Ranging, traffic. Trong chế độ Ranging, Modem sẽ nhận bản tin UCD( Upstream Chanel Descriptor) từ CMTS phỏt xuống và cài đặt cỏc thụng số: đồng bộ súng mang, đồng bộ thời gian, điều khiển cụng suất. Chế độ này modem sẽ hoàn thành cụng việc như thiết lập cụng suất phỏt, cụng suất thu. Sau khi hoàn thành xong chế độ Ranging, modem nhõn được cấu hỡnh hệ thống từ thụng số: DHCP( Dynamic Host Control Protocol), TFTP ( Trivial File Transfer Protocol), TOD (Time of Day) và chuyển sang chế độ traffic tức là cú truyền dữ liệu.
Một CMTS cú thể giao tiếp với nhiều modem cỏp kkhỏc nhau cũn ngược lại thỡ khụng, 1 modem cỏp khụng thể giao tiếp với nhiều CMTS. Vỡ vậy, khi lắp đặt cần phải xỏc định modem cỏp sẽ giao tiếp với CMTS nào rồi đưa ra cỏc tham số cần thiết để thiết lập. Khi bật CM, nú sẽ thiết lập kết nối với CMTS trước khi nú truy nhập vào mạng.
• Trước tiờn CM sẽ quột đường DS để nhận ra tớn hiệu DOCSIS đỳng với điều chế 64 QAM hay 256 QAM. Bước này sẽ mất nhiều thời gian nhất.
• Sau khi modem biết được đường DS thỡ CM giải điều chế tớn hiệu DOCSIS ( tớn hiệu RF) và tỡm ra xung đồng bộ.
• Sau đú CM tỡm UCD, nú cho CM biết làm thế nào để thiết lập tần số, điều chế và cỏc tham số xung. CM cũng tỡm cỏc thụng tin MAP.
• Xung US đầu tiờn mà CM gửi đi tới CMTS sẽ được duy trỡ lỳc đầu và sau đú CMTS sẽ phản hồi lại thụng tin RGN-RSP (range-response) về tần số, cụng suất và thời gian thiết lập cho CM.
• Sau khi CM nhận địa chỉ IP, nú nhận cỏc tham số cấu hỡnh mạng như QoS và BPI, thụng qua file cấu hỡnh TFTP. CMTS gửi file cấu hỡnh này đi.
• Sau khi TOD được thiết lập, CM cú tất cả cỏc thụng tin cần thiết để đăng ký với CMTS.
Nhiệm vụ cuối cựng để xỏc định BPI cho DS và dữ liệu mó hoỏ US. Nếu BPI được quyền, CMTS gửi khoỏ cho CM . Bõy giờ CM bắt đầu hoạt động.