Kabelnetz-Architektur
Das TV-Kabelnetz wird nicht nur für die Übertragung von TV-Signalen verwendet, für das es ursprünglich aufgebaut wurde. Die interessantesten Anwendungen für die Kabelnetzbetreiber sind Telefonie und Internet-Zugang mit hohen Übertragungsraten. Dazu wurden die Kabelnetze umgebaut. Dabei ist eine neue Kabelnetz-Architektur entstanden.
Das zentrale Element der TV-Kabelnetz-Architektur ist das CMTS (Cable Modem Termination System) in der Kopfstation. Das ist die Vermittlungsstelle im TV-Kabelsystem. Hier laufen alle Verbindungen zusammen.
Um eine schnelle Datenübertragung zu realisieren besteht das Netz aus einer Kombination aus Glasfaser- und Koaxialkabel.
In der Kopfstation werden von der Master-Kopfstation die TV-Programme eingespeist. Geliefert werden die Daten per Glasfaserkabel, SDH oder über Satellit. Meist ist der Satelliten-Empfang nur als Backup gedacht. Dann besteht noch eine Verbindung zum Backbone, der mit dem Internet verbunden ist. An dieser Stelle kommen die Daten aus dem Internet und fließen auch wieder zurück.
An der Kopfstation sind mehrere Hubs angeschlossen. Von den Hubs aus, verläuft ein weit verzweigtes Koaxial-Kabelnetz, an dem die einzelnen Kunden hängen. In regelmäßigen Abständen sind Signalverstärker für die Aufbereitung des Signals verantwortlich.
Bei Mehrfamilienhäusern sitzt zwischen Bewohner und der Kabelgesellschaft manchmal noch ein "Betreiber der Netzebene 4". Dieser sorgt für die Verstärkung des Signals und ist für die Verteilung in die einzelnen Wohnungen mitverantwortlich. Er ist dafür zuständig, dass die Hausanlage rückkanalfähig ist, also auch Daten zurücksenden kann.
Das Kabelnetz vom Hub aus ist das eigentliche Kabelnetz. Es hat eine baumförmige Struktur. Vom Prinzip her erlaubt diese Struktur nur eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Kommunikation. Das TV-Kabel ist ein so genanntes "shared medium". An einem Ast hängen immer mehrere Teilnehmer. Das bedeutet, alle Teilnehmer an einem Hub müssen sich die vorhandene Bandbreite teilen. Im Durchschnitt kann jeder Hub 5.000 Teilnehmer ohne Probleme bedienen.
Das Koaxialkabel ist die Schwachstelle im Kabelnetz. Das Kabelnetz wirkt wie eine Antenne, dass sich an den Endpunkten beim Kunden Störungen einfangen kann. Die größten Probleme entstehen durch impulsartige Störungen, die durch viele elektrische Geräte des täglichen Gebrauchs erzeugt werden.
Um die Bandbreite in einem Kabelnetz zu erhöhen, kann man freie Fernsehkanäle dem Downlink zuweisen oder weitere Hubs einrichten und durch die Anzahl der Segmente die Gesamtbandbreite erhöhen. Je kleiner die Segmente, desto besser kann man das Frequenzspektrum nutzen.
Modernisierung des TV-Kabelnetzes
Das TV-Kabelnetz besteht aus einer Kopfstation, an der mehrere Hubs angebunden sind und mit TV-Programmen und dem Zugang zum Internet versorgt werden. Zwischen dem Hub und den Teilnehmern befinden sich noch weitere Verstärker, die das Signal aufbereiten.
Um das Potential des Kabelnetzes voll auszureizen ist es erforderlich die Baumstruktur in eine Sternstruktur oder kombinierte Baum- und Sternstruktur umzuwandeln. Um das zu erreichen, werden im Kabelnetz die Signalverstärker selber zu Einspeisepunkten. Das bedeutet, die Hubs werden zu Kopfstationen und die Signalverstärker zu Mini-Hubs umgebaut und direkt über ein Glasfaserkabel versorgt.
Viel wichtiger ist eine Netz-Architektur, die eine kontinuierliche Segmentierung des Netzes zulässt. Dadurch steigt die Übertragungskapazität.
Dieser Ausbau des Netzes kostet viel Geld und wird nur dann ausgeführt, wenn es sich finanziell lohnt.