Technologia HFC (Hybrid Fiber Coax)

Konkurencyjnym wobec technologii ADSL sposobem równie szybkiego dostępu do Internetu jest oferta przekazów przez sieć hybrydową według technologii HFC (Hybrid Fiber Coax), udostępniana przez operatorów i dostawców telewizji kablowej CATV (Cable TV). Technologia HFC powstała w wyniku modernizacji istniejących - z natury jednokierunkowych - kanałów dosyłowych telewizji kablowej z centrum nadawczego do abonenta i doposażenie ich o interakcyjny kanał zwrotny w stronę operatora sieci.

Hybrydowa sieć optyczno-współosiowa w tej technologii składa się z dwukierunkowych łączy światłowodowych w części magistralowej (szkieletowej) do połączenia ze stacją czołową oraz niewielkich odcinków aktywnego kabla współosiowego o drzewiastej topologii połączeń, między zakończeniem optycznym sieci a punktem odbioru u abonenta w domu.

Do dystrybucji sygnałów na najniższym poziomie hierarchii sieciowej wykorzystuje się instalacje telewizji kablowej CATV, której cechą jest analogowy charakter transmisji związany z przekazem sygnałów telewizyjnych. Przekaz informacji cyfrowych (telefonia, dane) przez wspólne medium transmisyjne z TV wymaga konwersji sygnałów cyfrowych do postaci analogowej, w standardzie i pasmie akceptowalnym w sieciach CATV.

Konwersja i wplatanie tych sygnałów do wspólnego nośnika przebiega po obydwu stronach łącza: w stacjach czołowych dzięki instalacji wydzielonych i dwukierunkowych urządzeń modulujących oraz przemienników pasma, po stronie odbiorczej zaś za pomocą aktywnych dwustronnych terminali zakończenia sieciowego.

Z punktu widzenia transmisji danych przez takie sieci możliwy jest przekaz danych w szerokim pasmie do 1 GHz (łączna przepływność kilka Gb/s), lecz największe ograniczenie pasma stanowią nie sieci światłowodowe, ale już istniejące, zainstalowane kable koncentryczne telewizji kablowej CATV. Wiele znanych sposobów aktywnie korygujących dwukierunkową charakterystykę przenoszenia umożliwia transport kilkudziesięciu kanałów telewizyjnych w pasmie dosyłowym (downstream) 47-860 MHz (w Europie najczęściej od 65 do 860 MHz) oraz pasmie zwrotnym (upstream) w zakresie częstotliwości 5-30 MHz, 5-42 MHz, 5-55 MHz lub 5-65 MHz. Uzyskanie tak wysokich przepływności w ograniczonym pasmie medium transmisyjnego przesądza o potrzebie stosowania wysokowydajnych sposobów kodowania sygnału dosyłowego za pomocą modulacji 64/256 QAM, zapewniających skuteczność widmową do 6 b/s/Hz, oraz modulacji QPSK/16QAM w kanałach powrotnych. Pierwsze instalacje interaktywnych systemów dostępowych w Polsce, oparte na infrastrukturze sieci telewizji kablowej CATV, rozpoczęli dwa lata temu operatorzy: Aster City w Warszawie i TP SA na terenie Wrocławia.

Problem dwukierunkowego szybkiego dostępu (nie tylko do Internetu) za pomocą systemu HFC rozwiązują stacje czołowe znajdujące się u operatora i szerokopasmowe modemy kablowe nowej generacji, o przepływności w zakresie 10-40 Mb/s, instalowane w domu u abonenta. Wiele niekompatybilnych systemów i produktów kablowych pierwszej generacji, pochodzących od różnych firm, zostało praktycznie zastąpione drugą generacją urządzeń - w zdecydowanej większości zgodnych (marzec 1997) z coraz bardziej popularnym standardem DOCSIS (Data Over Cable System Interface Specification). Najnowsza wersja DOCSIS 1.1 (w miejsce 1.0) stanowi obecnie podstawę do rozszerzania usług VoIP abonentom telewizji kablowej, a w opracowaniu znajduje się kolejna mutacja pod nazwą EURO-DOCSIS. Zwłaszcza, że najnowsza wersja 1.1 (1998 r.) uzupełniona o elementy kontroli jakości usługi QoS (Quality of Service) spełnia wymogi bezpieczeństwa transmisji danych DES 56, przez stosowanie filtracji i możliwość szyfrowania transmisji.

Specyfikacja DOCSIS (Data Over Cable System Interface Specification) określa sposób transmisji sygnałów szerokopasmowych w sieciach telewizji kablowej CATV. W szczególności precyzuje następujące parametry toru kablowego:

Obecnie wytwarzaniem systemów i modemów kablowych zgodnych ze specyfikacją DOCSIS zajmują się prawie wszystkie liczące się firmy telekomunikacyjne (Alcatel - 1570 BB, Lucent - WestBound 9600, Siemens - CoAxiom), a także niektóre sieciowe (3Com, Cisco Systems, Nortel Networks). Szereg kompletnych rozwiązań kablowych systemu HFC dla indywidualnych i zbiorowych abonentów ma w swojej ofercie firmowej Cisco, w której znalazły się koncentratory dostępowe typu UBR (7223, 7246, 7246VXR) oraz modemy kablowe UBR914 i UBR924.

Najtańszym, lecz równie wydajnym rozwiązaniem szybkiego dostępu do sieci internetowej bądź do usług wideofonicznych na żądanie VoD (Video on Demand) jest instalacja w domu specjalistycznej przystawki telewizyjnej typu Set-Top-Box, przystosowanej do współdziałania z modemem szerokopasmowym lokalnej sieci kablowej CATV. Zwłaszcza w sytuacji, gdy nie ma dostępu ani do komputera domowego, ani do tradycyjnej linii telefonicznej. Niewielka przystawka telewizyjna spełnia wtedy funkcję komputera do interpretacji i przekazywania na ekran telewizyjny danych odbieranych z kanałów dosyłowych modemu kablowego, a konsola do formułowania przez kanał zwrotny modemu żądań lub zapytań w kierunku stacji czołowej. Producentem tego typu przystawki, sterowanej bezprzewodowo za pomocą pilota, jest amerykańska firma WebTV.