Arhitectura HFC

Arhitectura HFC

Programele video se obtin la 'headend' de la satelit sau microunde. Acest 'headend' realizeaza urmatoarele operatii:

receptie programe

conversie fiecare canal in lungimea de unda necesara, amesteca canalele pentru a asigura programe preferentiale

combina toate frecventele intr-una singura (FDM - frecvency division multiplexing) - canal analog de banda larga

difuzare semnal la abonati (downstream traffic = forward traffic). Acest semnal video este transmis de la headend prin cablul trunchi (trunk cable).

Pentru a asigura acoperirea geografica, splitterele divid traficul la punctele de ramificatie din care se desprind cablurile secundare (feeder cable). Abonatii sunt conectati direct la aceste cabluri de trunchi, sau la cablurile secundare (feeder) sau la cabluri de abonat (drop cable = cel mult 300ft ~ 100m). Conexiunea dintre cablul de abonat (drop) si cablurile secundare (feeder) se numeste TAP.

In casa exista un conector in F (F-connector), care este utilizat la un set-top box (pentru cablul RF coaxial). Operatorii unui system de cablu se numesc (MSO - multiple system operators) si ei sunt raspanditi geographic.

Puterea semnalului este atenuata cu radacina patrata a valorii frecventei, la propagarea prin trunchi, cabluri secundare si cabluri utilizator. Ca o consecinta, semnalele de frecventa inalta vor fi mai puternic attenuate decat cele de joasa frecventa. De asemenea semnalele vor fi attenuate la trecerea prin splittere si tap-uri. (distribuitoare).

Pentru a pastra nivelul adecvat al semnalului, acesta este amplificat pe calea directa (forward path=downstream) cu amplificatoare, aproape din km in km. Deoarece aceste amplifatoare pot amplifica excesiv semnalul la frecvente joase (dorind sa se compenseze atenuarea marita la frecv inalte) este necesara egalizarea semnalului in banda de frecvente de transmisie si la punctele terminale, pentru a se reduce distorsiunea semnalului. Pentru distante mari este necesara utilizarea mai multor amplificatoare, care induc distorsiunea semnalului sip uteri foarte mari. Numarul de amplificatoare se numesc in cascada (cascade depth). Astfel inainte de intrarea la abonat, se utilizeaza un pad - componenta pasiva care atenueaza semnalul (exemplu: pentru a se asigura un semnal inalt lui Leonardo, pe cablul de abonat a lui Picasso se utilizeaza un pad).

Este posibil ca abonatii sa fie la o distanta de 50-70mile (aprox. 80km) de headend. Pe aceste trasee se inregistreaza pierderi datorita variatiilor termice, amplificatoarelor, splittere-lor, cabluri cu impedante diferite etc.

Arhitectura unui system de comunicatie este data in figura 1.

Figura 1. Schema unui system de comunicatie prin cablu.

Sistemele pe cablu coaxial au urmatoarele dezavantaje: sunt insuficiente - pot asigura 40 canale, la viteze mai mici decat ale fibrei optice (10Gbps).

Un alt dezavantaj este faptul ca, daca cade amplificatorul 4 atunci toti utilizatorii de dupa el vor fi deconectati (vor pierde serviciile de comunicatie).

Pentru a evita aceste dezavantaje si de asemenea pentru a se face trecerea treptata spre tehnologia FTTH prin compensarea costurilor de cablare cu fibra optica, se propune solutia HFC, in care cablul coaxial de trunchi se inlocuieste cu fibra optica (system FTTC). Aceasta asigura atenuare mai mica si largime de banda mai mare. Astfel sistemul din fig 1 evolueaza spre sistemul hybrid din fig 2. Se poate astfel renunta si la amplificatoarele in cascada (cascade depth amplifiers).

Figura 2. Retea HFC.

Nodul de fibra este un echipament care face conversia din semnal optic in semnal electric. Astfel abonatii vor fi grupati in clusteri (ex. Picasso, Einstein si Leonardo vor fi in acelasi cluster) - de la 500 la 2000 de case. Daca se intrerupe un cablu coax, vor ramane fara semnal mai putini utilizatori, deoarece la un nod sunt atasate printr-un splitter de la 1-6 cabluri coaxiale.

Traficul de la abonat la headend se numeste upstream, sau cale inverse (reverse path). Frecventele primate prin cablul coaxial sunt multiplezate in domeniul frecventelor pentru fibra optica. Pentru upstream se folosesc semnale IPPV (impulse pay-per-view), folosite de MSO pentru a colecta info de la set-top-box si a pregati factura pentru plata, de asemenea pentru voce si date (internet).

Alocarea largimii de banda:

Alocarea frecventelor se realizeaza conform tabelului de mai jos:

Tabel 1. Alocarea frecventelor

Obs:

Standardele utilizate pentru comunicatie sunt:

-OpenCable pentru televiziune digitala (tehnici de modulatie QAM-64 sau 256) - functionalitate compatibila intre TV digital, VCR, DVD, computere personale care proceseaza semnal video (jocuri).

- pentru servicii de date DOCSIS (Data-over-Cable System Interface Specification)

- pentru telefonie, PacketCable

Obs. Pentru transmisie prin aer se foloseste (in 1999) modulatia 8-VSB.

In cazul utilizatorilor 'premium', acestia au nevoie de un set-top-box cu urmatoarele functiuni:

Tendinte viitoare: retele FTTH - "Triple Play" scenarios (high-speed Internet, VoIP, IP-TV

Proiectare retea HFC din laborator