مودم کابلی چیست ؟ آشنایی با تلویزیون کابلی

بسیاری از مردم سیگنال تلویزیون خود را از تلویزیون کابلی (‏CATV) ‏دریافت می‌کنند زیرا تلویزیون کابلی تصویر واضح‌تر و کانال‌های بیشتری را ارائه می‌دهد. بسیاری از افرادی که تلویزیون کابلی دارند، می‌توانند از طریق سرویس‌دهنده کابلی خود، یعنی به وسیله مودم کابلی و کابل کواکسیال، یک ارتباط پرسرعت اینترنتی داشته باشند. مودم کابلی با فناوری‌هایی مانند خطوط اشتراک دیجیتال نامتقارن(Asymmetrical Digital Subscriber lined) یا به اختصار ‏ADSL‏ رقابت می‌کنند.

اگر تا به حال به این فکر کرده‌اید که تفاوت بین ADSL و مودم‌ کابلی چیست و یا با این پرسش رو به رو شدید که چگونه یک شبکه کامپیوتری می‌تواند به وسیله یک کابل، ده‌ها کانال تلویزیونی را به اشتراک بگذارد، به خواندن خود در این مقاله ادامه دهید. در این مقاله، ما بررسی خواهیم کرد که مودم‌های کابلی چگونه کار می‌کنند و خواهیم دید که چگونه ۱۰۰ کانال تلویزیون کابلی و هر وب‌سایتی که وجود دارد می‌تواند از روی یک کابل هم‌مرکز یا همان کواکسیال (coaxial cable) به خانه شما جاری شود. بدینوسیله مراتب تشکر و قدردانی خود را از تداوم حضور و تاثیر مثبت نگاه‌هایتان از شما همراهان مجله برقچی اعلام می‌نمایم; باشد که مورد رضایت شما عزیزان قرار گیرد.

فهرست مقاله:

• تلویزیون کابلی چیست؟
• مودم کابلی چیست؟
• مزایا و معایب مودم کابلی نسبت به فناوری ADSL
• خرید بهترین مودم برای خانه و مغازه
• جمع بندی تلویزیون کابلی و آشنایی با مودم کابلی

تلویزیون کابلی چیست؟ و تفاوتش با روش قدیمی در چیست؟

تلویوزیون کابلی در واقع یک سامانه ارائه دهنده سیگنال تلویزیونی پولی هست که از طریق کابل کواکسیال به مشترکین منتقل می‌شود. در زبان انگلیسی به اختصار CATV معروف است که به معنی تلویزیون کابلی است ولی در واقع به معنی تلویزیون آنتی مشترک است که از نام شبکه کابلی گرفته شده ‌است که در سال ۱۹۴۸ برای اولین بار ایجاد و استفاده شد.

تفاوتش با روش قدیمی در این است که در روش قدیمی، تصاویر از طریق امواج رادیویی منتقل می‌شدند و کاربر برای دریافت امواج رادیویی نیاز به یک آنتن داشت، که این خود با محدودیت‌هایی همراه بود، ولی خب در این روش، با استفاده از اینترنت فیبرنوری و انتقال آن توسط کابل کواکسیال، همه نقیصه‌های روش قدیمی از بین رفت. از دیگر مزایای تلویزیون کابلی این است که مشترک، حق انتخاب دارد و می‌تواند هر تعداد کانال تلویزیونی که باب سلیقه خود باشد را استفاده کند.

هر کانال تلویزیون کابلی چه مقدار از پهنای باند کابل کواکسیال را اشغال می‌کند؟

شما ممکن است فکر کنید که یک کانال تلویزیونی مقداری از “فضای” الکتریکی یا پهنای باند را بر روی یک کابل اشغال می‌کند. در واقع، به هر سیگنال تلویزیونی یک کانال ۶ مگاهرتز(MHz، ‏میلیون ها سیکل در ثانیه)‏ بر روی کابل داده می‌شود. کابل هم‌مرکز مورد استفاده برای حمل تلویزیون کابلی می‌تواند صدها مگاهرتز از سیگنال را حمل کند – تمام کانال‌هایی که می‌توانید ببینید و بیشتر(‏برای اطلاعات بیشتر، “تلویزیون چگونه کار می‌کند” را ببینید).

در سیستم تلویزیون کابلی، به هر یک از سیگنال‌های کانال‌های مختلف، یک بخش ۶ مگاهرتزی از پهنای باند موجود داده می‌شود و سپس توسط کابل به خانه شما فرستاده می‌شود. در برخی سیستم‌ها، کابل هم‌محور تنها وسیله مورد استفاده برای توزیع سیگنال‌ها است.

داده‌های upstream و downstream در تلویزیون کابلی چه مقدار از فضای کابل کواکسیال را اشغال می‌کند؟

زمانی که یک شرکت کابلی، دسترسی به اینترنت را از طریق کابل فراهم می‌کند، داده‌های اینترنت نیز می‌تواند از همان کابل‌ها استفاده کند زیرا سیستم مودم کابلی، داده‌های پایین‌دست(downstream) – داده‌هایی که اینترنت به هر کامپیوتر ارسال می‌کند- را در یک کانال ۶ مگاهرتزی انتقال می‌دهد. در کابل، داده‌ها درست مانند یک کانال تلویزیونی هستند. بنابراین داده‌های پایین‌دست اینترنت، همان مقدار فضای کابلی را میگیرد که هر کانالی برای برنامه‌های تلویزیونی می‌گیرد. داده‌های بالادست(upstream) – اطلاعاتی که از یک کامپیوتر به اینترنت فرستاده می‌شود – حتی به پهنای باند کمتری نیاز دارد، فقط ۲ مگاهرتز، زیرا فرض بر این است که اکثر افراد اطلاعات بسیار بیشتری را دانلود می‌کنند تا اینکه آپلودکنند.

برای قرار دادن داده‌های upstream و downstream در تلویزیون کابلی به چه تجهیزاتی نیاز داریم؟

قرار دادن اطلاعات بالادست و پایین‌دست در سیستم تلویزیون کابلی به دو نوع تجهیزات نیاز دارد: یک مودم کابلی نزد مشتری و یک سیستم بارگزاری انتهایی مودم کابلی(‏Cable Modem Termination System یا به اختصار CMTS) ‏نزد تامین‌کننده خدمات کابلی. بین این دو نوع تجهیزات، تمام شبکه‌های کامپیوتری، امنیت و مدیریت دسترسی به اینترنت از طریق تلویزیون کابلی قرار گرفته‌است.

مودم کابلی چیست؟

یک نوع پل شبکه‌ای است که ارتباط داده دو طرفه را بر روی بستر فیبرنوری ترکیبی از طریق کابل کواکسیال فراهم می‌کند. مودم کابلی بیشتر در زیرساخت اینترنت کابلی استفاده می‌شود، که موجب دسترسی به پهنای باند اینترنتی می‌شود. لازم به ذکر است مودم کابلی برای اولین بار در سال ۱۹۷۹ توسط ناسا در مرکز فضایی جانسون مورد استفاده قرار گرفت.

این مقاله را نیز حتما بخوانید: مودم چگونه کار می‌کند؟

ساختار مودم کابلی در سیستم تلویزیون کابلی

مودم تلویزیون کابلی می‌تواند داخل یا خارج کامپیوتر باشند. در برخی موارد، مودم کابلی می‌تواند بخشی از یک گیرنده کابلی باشد که تنها نیاز به اضافه شدن یک صفحه‌کلید و ماوس برای دسترسی به اینترنت دارد. در واقع، اگر سیستم کابلی شما به کابل دیجیتال ارتقا پیدا کرده باشد، گیرنده جدیدی که شرکت کابلی فراهم می‌کند قادر به اتصال به اینترنت خواهد بود، چه شما از طریق اتصال تلویزیون کابلی خود به اینترنت دسترسی داشته باشید و چه نداشته باشید. صرف‌نظر از ظاهرشان، تمام مودم‌های کابلی حاوی اجزای کلیدی خاصی هستند:

• تنظیم‌کننده

• دمدولاتور

• مدولاتور

• دستگاه کنترل دسترسی رسانه(Media Access Control یا به اختصار MAC)

• ریز پردازنده

تنظیم‌کننده در مودم کابلی به چه معنا است؟

تنظیم‌کننده به خروجی(outlet) مودم تلویزیون کابلی یا همان مودم کابلی متصل می‌شود، گاهی اوقات یک شکاف دهنده(splitter) که کانال داده اینترنت را از برنامه‌ی نمایش‌های تلویزیون کابلی معمولی جدا می‌کند نیز اضافه می‌شود. از آنجایی که داده‌های اینترنت از طریق یک کانال کابل بلااستفاده به دست می‌آید، تنظیم‌کننده به سادگی سیگنال دیجیتال مدوله شده را دریافت کرده و آن را به دمدولاتور(demodulator) ارسال می‌کند.

در برخی موارد، تنظیم‌کننده شامل یک دوسویه‌ساز(diplexer) است که به تنظیم‌کننده اجازه استفاده از یک مجموعه از فرکانس‌ها(‏به طور کلی بین ۴۲ تا ۸۵۰ مگاهرتز)‏ برای ترافیک پایین‌دست و مجموعه دیگری از فرکانس‌ها(‏بین ۵ تا ۴۲ مگاهرتز) ‏برای داده‌های بالادست را می‌دهد. سیستم‌های دیگر، اغلب آن‌هایی که ظرفیت محدودی برای کانال‌ها دارند، از تنظیم‌کننده مودم کابلی برای داده‌های پایین‌دست و یک مودم dial-up برای ترافیک بالادست استفاده می‌کنند. در هر دو حالت، بعد از اینکه تنظیم‌کننده سیگنالی دریافت کرد، به دمدولاتور منتقل می‌شود.

وظایف دمدولاتور در مودم کابلی

شایع‌ترین دمدولاتورها چهار عملکرد دارند. دمدولاتور مدولاسه‌سازی دامنه تربیعی(Quadrature Amplitude Modulation یا به اختصار ‏QAM)‏ یک سیگنال فرکانس رادیویی می‌گیرد که دارای اطلاعات رمزنگاری‌شده با تغییر دامنه و فاز موج است و آن را به یک سیگنال ساده تبدیل می‌کند که می‌تواند توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال(‏A/D) ‏پردازش شود.

مبدل آنالوگ به دیجیتال، سیگنال را که ولتاژش تغییر می‌کند، می‌گیرد و آن را به مجموعه‌ای از ۱ و ۰ های دیجیتال تبدیل می‌کند. سپس یک ماژول تصحیح خطا اطلاعات دریافتی را با یک استاندارد شناخته‌شده مقایسه می‌کند تا مشکلات در انتقال، پیدا و برطرف شوند. در بیشتر موارد، فریم‌های شبکه، یا گروه‌های داده، در فرمت MPEG هستند، بنابراین از یک همگام‌کننده MPEG برای اطمینان از اینکه گروه‌های داده در خط و به ترتیب باقی بمانند، استفاده می‌شود.

مدولاتور در مودم کابلی چیست و از چند بخش تشکیل شده است؟

در مودم‌های کابلی که از سیستم کابلی برای ترافیک بالادست استفاده می‌کنند، از مدولاتور برای تبدیل داده‌های شبکه کامپیوتری دیجیتال به سیگنال‌هایی در محدوده فرکانسی رادیویی برای انتقال استفاده می‌شود. این دستگاه گاهی اوقات مدولاتور تکانه‌ای(burst modulator) نامیده می‌شود چون ترافیک بین کاربر و اینترنت طبیعتی نامنظم دارد و از سه بخش تشکیل شده‌است:

• بخشی برای درج اطلاعات مورد استفاده برای تصحیح خطا در سمت دریافت‌کننده

• یک مدولاتور QAM

• یک مبدل دیجیتال به آنالوگ(‏D/A)

کنترل دسترسی رسانه در مودم کابلی

کنترل دسترسی رسانه(Media Access Control یا به اختصار )MAC بین بخش‌های بالادست و پایین‌دست مودم کابلی قرار می‌گیرد و به عنوان رابط بین بخش‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری پروتکل‌های شبکه مختلف عمل می‌کند. همه دستگاه‌های شبکه کامپیوتری دارای MAC هستند، اما برای یک مودم کابلی وظایف پیچیده‌تر از کارهای یک کارت شبکه معمولی هستند. به همین دلیل، در بیشتر موارد، برخی از اعمال MAC به یک واحد پردازش مرکزی(‏CPU) ‏اختصاص داده می‌شوند- چه CPU مودم کابل، چه CPU سیستم کاربر.

ریز پردازنده در مودم کابلی چه وظیفه‌ای دارد؟

کار ریزپردازنده تا حدی به این بستگی دارد که آیا مودم کابلی به گونه‌ای طراحی شده ‌است که بخشی از یک سیستم کامپیوتری بزرگ‌تر باشد یا دسترسی به اینترنت را بدون هیچ پشتیبانی کامپیوتری اضافی فراهم کند. در شرایطی که نیازمند اتصال به یک کامپیوتر است، ریزپردازنده داخلی هنوز بخش اعظم عملکرد MAC را از ماژول اختصاصی MAC برمی‌دارد. در سیستم‌هایی که مودم کابلی تنها واحد مورد نیاز برای دسترسی به اینترنت است، ریزپردازنده MAC در حالت سکون قرار می‌گیرد و بسیار بیشتر. در هر صورت، پردازنده PowerPC موتورولا یکی از انتخاب‌های رایج برای طراحان سیستم است.

سیستم بارگزاری انتهایی در مودم کابلی

در بخش تامین‌کننده خدمات، CMTS بسیاری از عملکردهای مشابه ارائه‌شده توسط DSLAM در یک سیستم DSL را فراهم می‌کند. CMTS ترافیک را از گروهی از مشتریان در یک کانال واحد می‌گیرد و آن را به یک تامین‌کننده خدمات اینترنتی(‏ISP) ‏برای اتصال به اینترنت هدایت می‌کند.

در بخش انتهایی، ارائه دهندگان خدمات کابلی، فضایی برای یک ISP شخص ثالث خواهند داشت یا اجاره خواهند کرد تا سرورهایی برای ایجاد حساب و ورود و خروج به آن‌ها، پروتکل پیکربندی میزبان پویا(Dynamic Host Configuration Protocol یا به اختصار ‏DHCP) ‏برای تعیین و مدیریت آدرس‌های IP همه کاربران سیستم کابلی و سرورهای کنترل برای پروتکلی به نام مودم‌های کابلی تضمین شده CableLabs- مشخصه رابط خدمات ارسال داده‌ها بر روی کابل(Data Over Cable Service Interface Specification یا به اختصار ‏DOCSIS)‏، استاندارد اصلی مورد استفاده در سیستم‌های کابلی که دسترسی به اینترنت را برای کاربران فراهم می‌کنند.

سرعت پیاپی در در سیستم بارگذاری انتهایی

جریان اطلاعات پایین‌دست به تمام کاربران متصل جریان می‌یابد، درست مانند یک شبکه اترنت- این به اتصال شبکه منفرد بستگی دارد تا تصمیم بگیرد که آیا یک بلوک خاص از داده‌ها برای آن در نظر گرفته شده‌است یا خیر. در سمت بالادست، اطلاعات از کاربر به CMTS فرستاده می‌شود- کاربران دیگر، اصلا آن داده را نمی‌بینند. پهنای باند باریک‌تر بالادست به بخش‌هایی از زمان تقسیم می‌شود که با میلی‌ثانیه اندازه‌گیری می‌شود، که در آن کاربران می‌توانند یک “سرعت پیاپی” را در یک زمان به اینترنت انتقال دهند. تقسیم بر اساس زمان برای دستورها، پرس‌وجوها و آدرس‌های بسیار کوتاهی که حجم ترافیک اکثر کاربران را به اینترنت برمی گرداند، به خوبی عمل می‌کند.

یک CMTS، 1000 کاربر را قادر می‌سازد تا از طریق یک کانال ۶ مگاهرتز به اینترنت متصل شوند. از آنجا که یک کانال واحد قادر به ۳۰ تا ۴۰ مگابیت بر ثانیه(‏Mbps) ‏توان عملیاتی کل است، این بدان معناست که کاربران عملکرد بسیار بهتری نسبت به مودم‌های dial-up استاندارد دارند. با این حال، جنبه واحد کانال می‌تواند منجر به یکی از مسائلی شود که برخی کاربران با مودم‌های کابلی تجربه می‌کنند.

مزایا و معایب مودم کابلی نسبت به فناوری ADSL

اگر شما یکی از اولین کاربرانی هستید که از طریق یک کانال کابلی خاص به اینترنت متصل می‌شوید، پس ممکن است تقریبا کل پهنای باند کانال را برای استفاده داشته باشید. از آنجا که کاربران جدید، به ویژه کاربران با دسترسی سنگین، به کانال متصل هستند، شما ممکن است لازم باشد پهنای باند را به اشتراک بگذارید و در نتیجه عملکرد خود را تنزل دهید. این امکان وجود دارد که در زمان استفاده سنگین با بسیاری از کاربران متصل، عملکرد بسیار پایین‌تر از حداکثر نظری باشد. خبر خوب این است که این مشکل عملکرد خاص را می‌توان با اضافه کردن یک کانال جدید و تقسیم مبنای کاربران توسط شرکت کابلی حل کرد.

مزیت دیگر مودم کابلی برای دسترسی به اینترنت این است که بر خلاف ADSL، عملکرد آن به فاصله از دفتر مرکزی ارائه‌دهندگان خدمات کابلی بستگی ندارد. یک سیستم تلویزیون کابلی دیجیتال برای ارائه سیگنال‌های دیجیتال در یک کیفیت خاص برای خانه‌های مشتری طراحی شده‌است. در سمت بالادست، مدولاتور تکانه‌ای در مودم‌های کابلی با فاصله از بازرسی انتهایی برنامه‌ریزی می‌شود و قدرت سیگنال مناسب برای انتقال دقیق را فراهم می‌کند.

به منظور خرید بهترین مودم برای خانه و مغازه باید چیکار کنیم؟

اگر قصد استفاده از مودم کابلی و تلویزیون کابلی ندارید و می‌خواهید که به صورت بی‌سیمی از اینترنت برای فیلم دیدن، بازی کردن و گشت و گذارهای اینترنتی استفاده کنید، پیشنهاد تیم فنی مهندسی برقچی به شما، استفاده از مودم تندا D305 سری ADSL و مودم تندا D301 سری ADSL2 ورژن2 است.

خرید بهترین کابل کواکسیال

هدف استفاده از کابل کواکسیال، ایجاد ارتباط بین شبکه های رادیویی، شبکه های تلفنی و نیز شبکه های تلویزیونی می باشد. البته از این کابل‌ها جهت ایجاد ارتباط میان وسایل تصویری خانگی به مانند دوربین مداربسته نیز استفاده می‌شود. اگر بخواهیم به شما یکی از بهترین کابل‌های بازار که دارای کیفیت و ضمانت استفاده داشته باشد را معرفی کنیم; پیشنهاد تیم فنی مهندسی سایت برقچی، کابل کواکسیال ترکیبی بلدن RG59 است. شما می‌توانید برای خرید اینترنتی این کابل با کیفیت، از سایت برقچی اقدام فرمایید.

جمع‌بندی تلویزیون کابلی و آشنایی با مودم کابلی

ضمن عرض خسته نباشید بابت همراهیتان، اگر بخواهیم چکیده‌ای مختصر از آنچه که در این مقاله آموختید را شرح بدهم; بایستی با افتخار اعلام کنم که شما در این مقاله در ابتدا  با معنی تلویزیون کابلی آشنا شدید و دانستید که تلویوزیون کابلی در واقع یک سامانه ارائه دهنده سیگنال تلویزیونی پولی هست که از طریق کابل کواکسیال به مشترکین منتقل می‌شود.

همچنین در ادامه با تعریف مودم کابلی نیز آشنا شدید و به این آگاهی رسیدید که مودم کابلی، یک نوع پل شبکه‌ای است که ارتباط داده دو طرفه را بر روی بستر فیبرنوری ترکیبی از طریق کابل کواکسیال فراهم می‌کند. همینطور در ادامه با ظرفیت پهنای باند کابل کواکسیال(RJ59) نیز آشنا شدید و به این درک رسیدید که هر کانال تلویزیونی، چند مکاهرتز از پهنای باند کابل کواکسیال را اشغال می‌کند.

سپس با ساختار مودم کابلی آشنا شدید و در انتها مزایا و معایب مودم کابلی و اینکه چه تمایزی با فناوری ADSL دارد، به طور کامل معرفی و تشریح شد. امید است تمام سعی و تلاش ما برای افزایش آگاهی شما همراهان برقچی، مورد رضایت قرار گیرد. شما همچنین می‌توانید با مرکز مشاوره و راهنمایی تیم برقچی با شماره 35000020-021 در تماس باشید تا مشاورین ما در اسرع وقت پاسخگوی شما باشند.

منبع مقاله: How Cable Modems Work