केबल मोडेम कैसे काम करता है

लाखों लोगों के लिए टेलीविजन समाचार, मनोरंजन और शैक्षिक कार्यक्रमों को उनके घरों में लाता है। बहुत से लोग अपने टीवी सिग्नल केबल टेलीविजन (सीएटीवी) से प्राप्त करते हैं क्योंकि केबल टीवी एक स्पष्ट तस्वीर और अधिक चैनल प्रदान करता है। ( विवरण के लिए देखें केबल टीवी कैसे काम करता है।)

बहुत से लोग जिनके पास केबल टीवी है, वे अब अपने केबल प्रदाता से इंटरनेट से हाई-स्पीड कनेक्शन प्राप्त कर सकते हैं। केबल मोडेम एसिमेट्रिकल डिजिटल सब्सक्राइबर लाइन (एडीएसएल) जैसी तकनीकों के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं । यदि आपने कभी सोचा है कि DSL और केबल मोडेम में क्या अंतर हैं, या यदि आपने कभी सोचा है कि कैसे एक कंप्यूटर नेटवर्क दर्जनों टेलीविज़न चैनलों के साथ एक केबल साझा कर सकता है, तो पढ़ें। इस लेख में, हम देखेंगे कि एक केबल मॉडेम कैसे काम करता है और देखें कि कैसे 100 केबल टेलीविजन चैनल और कोई भी वेब साइट आपके घर में एक समाक्षीय केबल पर प्रवाहित हो सकती है।

1. अतिरिक्त जगह
2. स्ट्रीम
3. केबल मोडेम के अंदर
4. केबल मोडेम के अंदर: ट्यूनर
5. केबल मोडेम के अंदर: डेमोडुलेटर
6. केबल मोडेम के अंदर: न्यूनाधिक
7. केबल मोडेम के अंदर: MAC
8. माइक्रोप्रोसेसर
9. केबल मोडेम टर्मिनेशन सिस्टम
10. केबल मोडेम के पेशेवरों और विपक्ष

आप सोच सकते हैं कि एक टेलीविजन चैनल केबल पर विद्युत "स्पेस" या बैंडविड्थ का थोड़ा सा हिस्सा लेगा । वास्तव में, प्रत्येक टेलीविजन सिग्नल को केबल पर 6-मेगाहर्ट्ज़ (मेगाहर्ट्ज, लाखों साइकिल प्रति सेकंड) चैनल दिया जाता है। केबल टेलीविज़न को ले जाने के लिए उपयोग की जाने वाली समाक्षीय केबल सैकड़ों मेगाहर्ट्ज़ सिग्नल ले जा सकती है - वे सभी चैनल जिन्हें आप देखना चाहते हैं और बहुत कुछ। (अधिक जानकारी के लिए देखें टेलीविजन कैसे काम करता है ।)

एक केबल टीवी प्रणाली में, विभिन्न चैनलों के संकेतों को केबल की उपलब्ध बैंडविड्थ का 6-मेगाहर्ट्ज टुकड़ा दिया जाता है और फिर केबल को आपके घर भेज दिया जाता है। कुछ प्रणालियों में, समाक्षीय केबल संकेतों को वितरित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला एकमात्र माध्यम है। अन्य प्रणालियों में, फाइबर-ऑप्टिक केबल केबल कंपनी से विभिन्न पड़ोस या क्षेत्रों में जाती है। फिर फाइबर को समाप्त कर दिया जाता है और सिग्नल अलग-अलग घरों में वितरण के लिए समाक्षीय केबल पर चले जाते हैं।

जब कोई केबल कंपनी केबल पर इंटरनेट एक्सेस की पेशकश करती है, तो इंटरनेट जानकारी उसी केबल का उपयोग कर सकती है क्योंकि केबल मॉडेम सिस्टम डाउनस्ट्रीम डेटा - इंटरनेट से एक व्यक्तिगत कंप्यूटर पर भेजे गए डेटा - को 6-मेगाहर्ट्ज चैनल में डालता है । केबल पर डेटा बिल्कुल टीवी चैनल जैसा दिखता है। इसलिए इंटरनेट डाउनस्ट्रीम डेटा प्रोग्रामिंग के किसी एक चैनल के बराबर केबल स्पेस लेता है। अपस्ट्रीम डेटा - किसी व्यक्ति से वापस इंटरनेट पर भेजी गई जानकारी - के लिए केबल की बैंडविड्थ से भी कम की आवश्यकता होती है, केवल 2 मेगाहर्ट्ज, क्योंकि धारणा यह है कि अधिकांश लोग अपलोड करने की तुलना में कहीं अधिक जानकारी डाउनलोड करते हैं।

एक: केबल टीवी सिस्टम पर अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम दोनों डेटा लाना उपकरण के दो प्रकार की आवश्यकता है केबल मॉडम ग्राहक अंत पर और एक केबल मॉडम समाप्ति प्रणाली (सीएमटीएस) केबल प्रदाता के अंत में। इन दो प्रकार के उपकरणों के बीच, केबल टेलीविजन पर इंटरनेट एक्सेस के सभी कंप्यूटर नेटवर्किंग, सुरक्षा और प्रबंधन को जगह दी जाती है।

केबल मोडेम कंप्यूटर के आंतरिक या बाहरी हो सकते हैं । कुछ मामलों में, केबल मॉडेम एक सेट-टॉप केबल बॉक्स का हिस्सा हो सकता है, जिसके लिए इंटरनेट एक्सेस के लिए केवल एक कीबोर्ड और माउस जोड़ने की आवश्यकता होती है । वास्तव में, यदि आपका केबल सिस्टम डिजिटल केबल में अपग्रेड हो गया है, तो केबल कंपनी द्वारा प्रदान किया जाने वाला नया सेट-टॉप बॉक्स इंटरनेट से कनेक्ट करने में सक्षम होगा, चाहे आप अपने CATV कनेक्शन के माध्यम से इंटरनेट एक्सेस प्राप्त करें या नहीं। उनके बाहरी स्वरूप के बावजूद, सभी केबल मोडेम में कुछ प्रमुख घटक होते हैं:

ट्यूनर केबल आउटलेट से जुड़ता है, कभी-कभी एक स्प्लिटर के साथ जो इंटरनेट डेटा चैनल को सामान्य CATV प्रोग्रामिंग से अलग करता है। चूंकि इंटरनेट डेटा अन्यथा अप्रयुक्त केबल चैनल के माध्यम से आता है, ट्यूनर केवल मॉड्यूटेड डिजिटल सिग्नल प्राप्त करता है और इसे डिमोडुलेटर को भेजता है।

कुछ मामलों में, ट्यूनर में एक डिप्लेक्सर होगा , जो ट्यूनर को डाउनस्ट्रीम ट्रैफ़िक के लिए आवृत्तियों के एक सेट (आमतौर पर 42 और 850 मेगाहर्ट्ज के बीच) का उपयोग करने की अनुमति देता है, और अपस्ट्रीम के लिए आवृत्तियों के दूसरे सेट (5 और 42 मेगाहर्ट्ज के बीच) का उपयोग करने की अनुमति देता है। तथ्य। अन्य प्रणालियाँ, जो अक्सर चैनलों के लिए अधिक सीमित क्षमता वाले होते हैं, डाउनस्ट्रीम डेटा के लिए केबल मॉडेम ट्यूनर और अपस्ट्रीम ट्रैफ़िक के लिए डायल-अप टेलीफोन मॉडेम का उपयोग करेंगे। किसी भी मामले में, ट्यूनर को एक संकेत मिलने के बाद, इसे डिमोडुलेटर को भेज दिया जाता है।

सबसे आम डिमोडुलेटर में चार कार्य होते हैं। एक चतुर्भुज आयाम मॉड्यूलेशन (क्यूएएम) डिमोडुलेटर एक रेडियो-फ़्रीक्वेंसी सिग्नल लेता है जिसमें तरंग के आयाम और चरण दोनों को अलग-अलग करके इसमें एन्कोडेड जानकारी होती है, और इसे एक साधारण सिग्नल में बदल देता है जिसे एनालॉग-टू-डिजिटल द्वारा संसाधित किया जा सकता है (ए / डी) कनवर्टर। ए/डी कनवर्टर सिग्नल लेता है, जो वोल्टेज में बदलता है, और इसे डिजिटल 1s और 0s की श्रृंखला में बदल देता है। एक त्रुटि सुधार मॉड्यूल तब एक ज्ञात मानक के खिलाफ प्राप्त जानकारी की जांच करता है, ताकि ट्रांसमिशन में समस्याओं का पता लगाया जा सके और उन्हें ठीक किया जा सके। ज्यादातर मामलों में, नेटवर्क फ्रेम , या डेटा के समूह, एमपीईजी प्रारूप में होते हैं , इसलिए यह सुनिश्चित करने के लिए एक एमपीईजी सिंक्रोनाइज़र का उपयोग किया जाता है कि डेटा समूह लाइन में और क्रम में रहें।

केबल मोडेम में जो अपस्ट्रीम ट्रैफिक के लिए केबल सिस्टम का उपयोग करते हैं, डिजिटल कंप्यूटर नेटवर्क डेटा को ट्रांसमिशन के लिए रेडियो-फ्रीक्वेंसी सिग्नल में बदलने के लिए एक मॉड्यूलेटर का उपयोग किया जाता है। उपयोगकर्ता और इंटरनेट के बीच अधिकांश ट्रैफ़िक की अनियमित प्रकृति के कारण इस घटक को कभी-कभी बर्स्ट मॉड्यूलेटर कहा जाता है , और इसमें तीन भाग होते हैं:

मैक केबल मॉडेम के अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम भागों के बीच बैठता है, और विभिन्न नेटवर्क प्रोटोकॉल के हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर भागों के बीच इंटरफेस के रूप में कार्य करता है । सभी कंप्यूटर नेटवर्क उपकरणों में MAC होते हैं, लेकिन केबल मॉडेम के मामले में कार्य सामान्य नेटवर्क इंटरफ़ेस कार्ड की तुलना में अधिक जटिल होते हैं। इस कारण से, ज्यादातर मामलों में, कुछ मैक फ़ंक्शन केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई (सीपीयू) को सौंपे जाएंगे - या तो केबल मॉडेम में सीपीयू या उपयोगकर्ता के सिस्टम के सीपीयू।

माइक्रोप्रोसेसर का काम कुछ हद तक इस बात पर निर्भर करता है कि केबल मॉडेम को एक बड़े कंप्यूटर सिस्टम का हिस्सा बनने के लिए डिज़ाइन किया गया है या बिना किसी अतिरिक्त कंप्यूटर समर्थन के इंटरनेट एक्सेस प्रदान करने के लिए। संलग्न कंप्यूटर के लिए कॉल करने वाली स्थितियों में, आंतरिक माइक्रोप्रोसेसर अभी भी समर्पित मैक मॉड्यूल से अधिकांश मैक फ़ंक्शन को उठाता है। उन प्रणालियों में जहां केबल मॉडेम इंटरनेट एक्सेस के लिए आवश्यक एकमात्र इकाई है, माइक्रोप्रोसेसर मैक स्लैक और बहुत कुछ उठाता है। किसी भी मामले में, मोटोरोला का पावरपीसी प्रोसेसर सिस्टम डिजाइनरों के लिए सामान्य विकल्पों में से एक है।

केबल प्रदाता के हेड-एंड पर, सीएमटीएस डीएसएलएएम द्वारा डीएसएल सिस्टम में प्रदान किए गए कई समान कार्य प्रदान करता है। सीएमटीएस एक चैनल पर ग्राहकों के समूह से आने वाले ट्रैफिक को लेता है और इंटरनेट से कनेक्शन के लिए इसे इंटरनेट सेवा प्रदाता (आईएसपी) के पास भेजता है। हेड-एंड पर, केबल प्रदाताओं के पास, या तीसरे पक्ष के आईएसपी के लिए लीज स्पेस, अकाउंटिंग और लॉगिंग के लिए सर्वर , सभी केबल सिस्टम के उपयोगकर्ताओं के आईपी ​​पते निर्दिष्ट और प्रशासित करने के लिए डायनेमिक होस्ट कॉन्फ़िगरेशन प्रोटोकॉल (डीएचसीपी) होगा। , और केबललैब्स प्रमाणित केबल मोडेम नामक प्रोटोकॉल के लिए सर्वरों को नियंत्रित करें -- पूर्व में डेटा ओवर केबल सर्विस इंटरफेस विशिष्टताएं (DOCSIS), उपयोगकर्ताओं को इंटरनेट एक्सेस प्रदान करने में यूएस केबल सिस्टम द्वारा उपयोग किया जाने वाला प्रमुख मानक।

डाउनस्ट्रीम जानकारी सभी कनेक्टेड उपयोगकर्ताओं के लिए प्रवाहित होती है, ठीक एक ईथरनेट नेटवर्क की तरह - यह तय करने के लिए व्यक्तिगत नेटवर्क कनेक्शन पर निर्भर है कि डेटा का एक विशेष ब्लॉक इसके लिए अभिप्रेत है या नहीं। अपस्ट्रीम की तरफ, उपयोगकर्ता से सीएमटीएस को सूचना भेजी जाती है -- अन्य उपयोगकर्ता उस डेटा को बिल्कुल भी नहीं देखते हैं। संकरी अपस्ट्रीम बैंडविड्थ को मिलीसेकंड में मापा गया समय के स्लाइस में विभाजित किया जाता है, जिसमें उपयोगकर्ता एक बार में एक "बर्स्ट" को इंटरनेट पर संचारित कर सकते हैं। समय के अनुसार विभाजन बहुत ही छोटे आदेशों, प्रश्नों और पतों के लिए अच्छी तरह से काम करता है जो इंटरनेट पर वापस आने वाले अधिकांश उपयोगकर्ताओं के ट्रैफ़िक का बड़ा हिस्सा बनते हैं।

एक सीएमटीएस एक 6-मेगाहर्ट्ज चैनल के माध्यम से 1,000 उपयोगकर्ताओं को इंटरनेट से कनेक्ट करने में सक्षम बनाएगा। चूंकि एक चैनल कुल थ्रूपुट के 30 से 40 मेगाबिट प्रति सेकंड (एमबीपीएस) में सक्षम है, इसका मतलब है कि उपयोगकर्ता मानक डायल-अप मोडेम के मुकाबले कहीं बेहतर प्रदर्शन देख सकते हैं । हालाँकि, एकल चैनल पहलू कुछ उपयोगकर्ताओं को केबल मोडेम के साथ अनुभव करने वाली समस्याओं में से एक का कारण बन सकता है।

यदि आप किसी विशेष केबल चैनल के माध्यम से इंटरनेट से जुड़ने वाले पहले उपयोगकर्ताओं में से एक हैं, तो आपके पास आपके उपयोग के लिए चैनल की लगभग पूरी बैंडविड्थ उपलब्ध हो सकती है। चूंकि नए उपयोगकर्ता, विशेष रूप से भारी-पहुंच वाले उपयोगकर्ता, चैनल से जुड़े हैं, आपको उस बैंडविड्थ को साझा करना होगा, और परिणामस्वरूप आपका प्रदर्शन खराब हो सकता है। यह संभव है कि, कई जुड़े हुए उपयोगकर्ताओं के साथ भारी उपयोग के समय, प्रदर्शन सैद्धांतिक अधिकतम से काफी नीचे होगा। अच्छी खबर यह है कि इस विशेष प्रदर्शन मुद्दे को केबल कंपनी द्वारा एक नया चैनल जोड़कर और उपयोगकर्ताओं के आधार को विभाजित करके हल किया जा सकता है।

इंटरनेट एक्सेस के लिए केबल मॉडम का एक अन्य लाभ यह है कि एडीएसएल के विपरीत , इसका प्रदर्शन केंद्रीय केबल कार्यालय से दूरी पर निर्भर नहीं करता है। एक डिजिटल CATV प्रणाली को ग्राहक परिवारों को एक विशेष गुणवत्ता पर डिजिटल सिग्नल प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। अपस्ट्रीम की तरफ, केबल मोडेम में बर्स्ट मॉड्यूलेटर को हेड-एंड से दूरी के साथ प्रोग्राम किया जाता है, और सटीक ट्रांसमिशन के लिए उचित सिग्नल शक्ति प्रदान करता है।

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