EoC-System in einem alten Castle

AXING-Technik für Multimedia-Empfang

4. November 2016 | England ist berühmt für seine alten Burgen und Schlösser. In ihnen befinden sich meist luxuriöse Hotels, Golfclubs oder Luxury Spa-Hotels.

Das Unternehmen „Champneys“ be­treibt vier luxuriöse Spa-Hotels in England. Um den heutigen technischen Anforderungen gerecht zu werden, laufen im Moment umfangreiche Modernisierungsmaßnahmen, zu denen auch der Austausch der TV-Geräte in den Zimmern gehört. Das neue TV-System benötigt neben den DVB-T-Signalen auch einen Netzwerkanschluss, um die Geräte zentral steuern zu können.
Möchte man heute ein modernes Kommunikationssystem betreiben, so kommt man an einer IP-Verteilung nicht mehr vorbei. Der Netzwerkanschluss bzw. ein LAN-Netzwerk existiert aber in den Zimmern nicht. Es stellte sich die Frage, wie die Signale zum Teilnehmer bei Bestandobjekten kommen? Diese Frage stellt sich immer bei Objekten wie Krankenhäuser, Hotels, Flughäfen usw., die einem laufenden Betrieb unterliegen. Der Aufbau einer neuen Infrastruktur führt zu Betriebseinschränkungen und damit zu Einnahmeausfällen oder es werden immense Kosten für die Renovierung verursacht.
Deshalb hat man sich in diesem Fall für die AXING-Lösung mit EoC „Ethernet over Coax“ entschieden. Bei der EoC-Technik nutzt man die koaxiale Infrastruktur und erhält automatisch eine virtuelle Infrastruktur „LAN-Netzwerk“. Dazu muss lediglich bei dem Koaxialkabel-Netzwerk ein passiver Rückweg verfügbar sein, da im Fequenzbereich von 5 … 65 MHz die EoC-Signale bidirektional übertragen werden. Eventuell ist ein Austausch der Verstärker notwendig. Alle anderen passiven Bauteile müssen lediglich den Rückwegfrequenzbereich übertragen können.
Sicherlich hätte man auch auf andere technische Lösungen zurückgreifen können, doch diese Lösungen sind nicht auf diesen Anwendungsfall hin optimiert. Kabelnetzbetreiber verwenden in ihren Netzen die DOCSIS-Technologie, eine stabile und zuverlässige IP-Übertragung. Allerdings sind die Kosten für die CMTS nicht unerheblich. So sind bei kleinen Objekten die Kosten pro Anschluss recht hoch. Bei der DOC­SIS-Technologie wird an der Quelle eine CMTS installiert und die Teilnehmer erhalten ein Kabelmodem. Die max. Datenrate liegt heute im realen Betrieb bei ca. 400 Mbit/s. Zugleich handelt es sich um ein shared medium, d.h. alle Teilnehmer teilen sich die Bandbreite und das Kabelnetz muss aktiv rückwegtauglich modernisiert werden. Dazu müssen meistens die Verstärker ausgetauscht werden bzw. in seltensten Fällen kann ein Rückwegverstärker nachgesteckt werden.

EoC-Technologie

EoC-Entwicklung von AXING basiert auf einem internationalem Standard IEEE 1901 und nutzt bei dem Kabel­netz den unteren Frequenzbereich von 2 … 68 MHz, wo eine sehr geringe Dämpfung im Koaxialkabel herrscht. Somit lassen sich Strecken bis zu 700 m Länge überbrücken. Dank der OFDM­Modulation (Orthogonal Frequency­Division Multiplexing), die auch bei DVB-T Übertragung verwendet wird, ist es sehr störunempfindlich.
Bei der EoC-Technologie gibt es unterschiedliche Betriebsarten. Der Betriebsmodus „Peer-to-Peer“ ist für Homeapplikationen gedacht, die Modems kommunizieren untereinander, sodass von jeder Stelle die Daten zu allen Modems gesendet werden. Der Betriebsmodus „Master-Slave“ ist für professionelle Anwendungsfälle gedacht. Die Kommunikation erfolgt von einem Master zu den Slaves und von den Slaves zu dem Master. Es ist keine Kommunikation untereinander möglich, was zu einem geregelten Datenverkehr verhilft. Bild 2 zeigt den typischenen Aufbau eines Master-Slaves-Systems.
Es gibt diverse EoC-Anwendungen, wie z.B. die IP-Verteilung im privaten Bereich, wo Endgeräte mit dem Internet verbunden werden sollen und in der Nähe des Endgerätes sich nur eine Antennensteckdose befindet. Der Auf­bau der Antennenverteilanlage spielt keine Rolle, denn es können sowohl SAT-ZF-Verteilungen oder Breitbandver­teiltechniken sein. Auch die Topologie des Verteilnetzes spielt keine Rolle, es kann eine Baumnetzstruktur oder auch Sternverkabelung sein.
Die IP-Signale werden über das Mo­dem an der Antennensteckdose, am Übergabepunkt oder nach der Kopf­stelle in das Verteilnetz eingespeist. Bis zu 64 Modems lassen sich in einem Netzwerk anschließen, wobei bei intel­ligenter Clusterung sich mehrere Netze realisieren lassen.
Der Datendurchsatz beträgt bis zu 500 Mbit/s (Brutto), was ca. 230 Mbit/s (Netto) ausmacht. Damit lassen sich mehrere HD-Streams gleichzeitig übertragen. Durch OoS können einzel­ne Dienste höher priorisiert werden und mit der 128-Bit-AES-Verschlüsselung wird ein Eindringen von ungewollten Nutzern verhindert.

Einsatz in reinen IP-Netzwerken

Auch lassen sich die EoC-Geräte ebenso in professionellen Anwendun­gen verwenden, sodass ein Einsatz in reinen IP-Netzwerken möglich ist. Bei der typischen IP-Struktur befindet sich der Switch an der Quelle bzw. am Mas­ter. Von dort werden die IP-Signale zu den Slave-Geräten über das Koaxialnetz geleitet, an denen nachher die Endgeräte angeschlossen sind. Um zu einem rei­nen IP-Netzwerk über koaxiale Leitun­gen zu kommen, werden als erstes die HF-Signale abgeschaltet, sodass ein rei­nes passives Koaxialnetzwerk entsteht. Damit sind keine aktiven Komponenten (Verstärker) notwendig.
An der zentralen Stelle, wo der Verstär­ker sich befand, wird nun das IP-Signal von einem Switch an einem oder mehre­ren EoC-Master-Modems angeschlossen. Mit Hilfe der Clusterung werden kleine­re Sub-Netze erstellt, sodass die notwen­dige Datenrate übertragbar wird. Bild 3 zeigt die Wandlung von einem BK-Netz hin zu einem reinen IP-Netz.

Zusammenfassung

Alte Koaxialkabelanlagen lassen sich noch heute für modernste Kommuni­kation verwenden. Mit Hilfe der EoC­Technologie haben Koaxialkabel ein zweites Leben erhalten. Durch die ver­schiedenen Anwendungsmöglichkeiten sind alle Ausführungen von Verteilnet­zen für diese Technologie nutzbar, un­abhängig ob SAT-ZF-Anlagen oder BK­Anlagen in Baumnetz- oder Sternstruk­tur. Anwendbar ist das System im Heim­netzbereich wie auch bei professionel­len Anwendungen in Hotels, Kliniken, Flughäfen usw. Durch eine intelligente Clusterung lassen sich Subnetze erzeu­gen und damit kann die Gesamtzahl der Endgeräte aufgeteilt werden. Durch die zwei Netzwerkanschlüsse pro Gerät ist eine weitere IP-Anwendung möglich. Selbst bei „schlechter“ Verbindung ist noch eine „gute“ Übertragungsperfor­mance dank OFDM erreichbar. Eine weitere Version beinhaltet neben den beiden Netzwerkanschlüssen ein integriertes WiFi-Modul.