Możliwość wielokanałowej transmisji sygnałów przez pojedynczy tor przesyłowy w kablu miedzianym jest wykorzystywana z powodzeniem już od początków rozwoju techniki teletransmisyjnej, przy zastosowaniu metod modulacji. Służące do tego celu urządzenia, zwane modemami, przekształciły się w dobie telewizji kablowej - korzystającej z szerokopasmowego medium transmisyjnego, jakim jest kabel koncentryczny - we współczesne modemy kablowe. Dostępne na rynku od 1998 r. modemy kablowe nowej generacji umożliwiają przepływ danych do abonenta z szybkością ponad 30 Mb/s.

Znane już od około 40 lat wykorzystanie pojedynczej abonenckiej linii telefonicznej do prowadzenia - obok przesyłania głosu - również transmisji danych jest klasycznym przykładem zastosowania modemów telefonicznych, których historia, wobec ogromnego rozpowszechnienie tych urządzeń, bynajmniej nie dobiegła jeszcze końca. Modemy te umożliwiają stosunkowo proste podłączenie olbrzymiej rzeszy prywatnych użytkowników do komutowanej sieci publicznej (PSTN). Rosnące w szybkim tempie zainteresowanie dostępem do Internetu utrzymuje nadal na wysokiej pozycji funkcje tradycyjnego - już znacznie zmodernizowanego - modemu telefonicznego jako najtańszego produktu sieciowego do wyposażenia łącza klient-serwer w usługi sieci powszechnego dostępu.

Również rozwijająca się stopniowo dziedzina zastosowań najnowszej generacji urządzeń modemowych, których działanie jest oparte na skutecznej eliminacji niekorzystnych zjawisk ograniczających możliwości przesyłowe zwykłych kabli telefonicznych, powinna już wkrótce stanowić znaczący segment rynku produktów klasy xDSL do wyposażenia łączy transmisji danych. W tej sytuacji pozycja modemów kablowych w grupie urządzeń przeznaczonych dla abonenckich sieci dostępowych jest o tyle szczególna, że mogą być one stosowane tylko na łączach abonenckich zbudowanych z kabla koncentrycznego, a więc najczęściej w sieciach telewizji kablowych. O funkcjach sieci TV kablowej we współczesnych systemach telekomunikacyjnych pisaliśmy na łamach naszego miesięcznika ("NetWorld" 6/95 i 2/96).

Jeden z pierwszych modemów kablowych - model 6400 - został wprowadzony na rynek amerykański przez firmę Scientific-Atlanta w roku 1982. Już w latach 80. szerokopasmowe modemy kablowe były stosowane w USA, poza sieciami TV kablowej również w instytucjonalnych sieciach WAN, pracujących na kablach koncentrycznych o rozległości kilku kilometrów. Prekursorem zastosowań modemów kablowych do łączenia większej liczby sieci LAN za pośrednictwem struktury CATV na terenach wielkich miast była kalifornijska firma First Pacific Network.

Obecnie, u schyłku lat 90., wchodzą na rynek sprzętu sieciowego modemy kablowe trzeciej generacji wyróżniające się zaawansowaną technologią struktury wyposażenia (stopniem integracji podzespołów) oraz funkcjami zapewnienia wysokiej wierności transmisji. Ponadto modemy te są dostosowane do pracy w systemach przesyłowych telewizji cyfrowej bądź jako urządzenia autonomiczne w obudowach indywidualnych, bądź jako karty sieciowe PCI komputerów osobistych, bądź jako modemy grupowe (routery).

Środowisko transmisyjne modemów kablowych

Analogie pomiędzy pracą tradycyjnych modemów korzystających z linii telefonicznych a działaniem modemów kablowych są nieliczne i ograniczają się do wspólnej zasady wykorzystania dodatkowych (jednej lub wielu) częstotliwości nośnych, leżących wewnątrz lub poza zakresem tzw. pasma podstawowego w torze przesyłowym, oraz do podobnych niekiedy metod modulacji systemów nośnych. Ze względu na zakres objęty przez pasmo sygnału modulowanego modemy telefoniczne zaliczamy do urządzeń małej częstotliwości, podczas gdy modemy kablowe są już urządzeniami wielkiej częstotliwości - z reguły ich pasma robocze mieszczą się w zakresie powyżej 5 MHz. Wybór zakresów częstotliwości pracy modemów wynika tu bezpośrednio z własności transmisyjnych obu typów torów kablowych:

• szybko rosnącym wraz z częstotliwością tłumieniem pary telefonicznej, pozbawionej regeneratorów sygnału na odcinku abonenckim;

• nieznacznie zmieniającym się tłumieniem kabla koncentrycznego w paśmie w. cz. o szerokości kanału telewizyjnego, dodatkowo wyrównywanym przez wzmacniacze liniowe sieci CATV.

Porównanie zmian tłumienia w paśmie o szerokości 1 MHz od dolnej granicy przenoszenia typowego toru telefonicznego oraz w takim samym paśmie powyżej 15 MHz dla koncentrycznego kabla abonenckiego pokazano na rysunku 2.

Stosowanie wzmacniająco-korekcyjnych elementów czynnych w sieci kablowej TV zapewnia równocześnie korzystne warunki dla transmisji danych w postaci modulowanych odpowiednio sygnałów nośnych. Środowisko transmisyjne dla modemów kablowych jest optymalizowane pod względem zniekształceń intermodulacyjnych i szumów termicznych - dzięki wysokim wymaganiom, jakie musi spełniać tor przesyłowy telewizji kablowej przy przenoszeniu analogowych kanałów telewizyjnych.