Estrutura da rede HFC

Cable Modem: Cable modem: é o equipamento responsável por transformar o sinal de RF originado no CMTS em pacotes IP para o cliente e vice-versa.
Possui uma interface RF e uma interface ethernet (ou USB, em alguns modelos),no sentido de downstream, o cable modem demodula os sinais de RF recebidos pela rede HFC e extrai os pacotes IP encapsulados em frames MPEG-TS, enviando-os para a interface ethernet.
No sentido de upstream, encapsula os frames ethernet em frames DOCSIS, modulando-os e enviando-os para a interface RF.
Com o oferecimento de serviços de telefonia sobre a rede DOCSIS, tornou-se incomum disponibilizar cable modems aos clientes, uma vez que não possuem interfaces para aparelhos telefônicos, sendo assim, apenas clientes que não contratam serviços de telefonia recebem cable modems em sua instalação, aqueles que contratam os serviços de triple play é disponibilizado um EMTA.

EMTA: sigla de Embedded Multimedia Terminal Adapter, este equipamento é um cable modem com um adaptador multimídia embutido, que utiliza o protocolo PacketCable para transmitir o sinal de voz sobre a rede HFC.

Os EMTAs normalmente possuem 2 interfaces RJ-11 (de telefones comuns), permitindo a configuração de até duas linhas telefônicas por equipamento.

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TAP:
É utilizado para distribuir ou combinar os sinais de RF (Radio Frequency), possui uma entrada, algumas saídas secundárias (geralmente duas, quatro ou oito) e uma saída principal.
Sendo assimétrico, o tap distribui uma porção do sinal de entrada entre as saídas secundárias, direcionando a maior parte do sinal para a saída principal,
o sinal de upstream originado no cliente é multiplexado (ou combinado) aos outros sinais de RF passando pelo tap.
Os taps são instalados ao longo do feeder, em locais onde existam residências ou empresas, para possibilitar a conexão dos drops que atenderão aos clientes.
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Amplificador:
devido às altas frequências utilizadas na rede HFC o sinal sofre atenuação isto é, diminuição de intensidade ao propagar-se pelo cabo coaxial, por este motivo é necessária a utilização de amplificadores nos feeders em intervalos regulares.
A amplificação é bidirecional, atuando tanto no sinal de downstream quanto no de upstream, entretanto, cada amplificador instalado introduz distorções no sinal (devido às suas características eletrônicas), limitando a quantidade destes equipamentos por feeder, normalmente são instalados três ou quatro amplificadores por feeder, embora existam referências de até seis.
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Nó Óptico:
Nó óptico: é o equipamento responsável pela distribuição do sinal recebido do CMTS através dos trunks, são posicionados próximos às áreas que devem atender, de onde se propagam os feeders que efetivamente cobrirão a área designada.
Uma rede HFC é composta por um híbrido de cabos de fibra óptica e coaxiais, os cabos de fibra óptica ou trunks se estendem do centro de operações até os nós ópticos, de onde saem os cabos coaxiais ou feeders.
Ao chegar no nó óptico, o sinal de downstream é convertido de óptico para elétrico e inserido nos feeders, da mesma forma que o sinal de upstream originado nos clientes e transmitido através dos feeders é convertido de elétrico para óptico e inserido na fibra óptica dedicada ao fluxo de upstream.
Existem modelos de nós ópticos que utilizam WDM (Wavelength Division Multiplexing) para transmitir tanto o sinal de downstream quanto o de upstream na mesma fibra óptica utilizando comprimentos de onda diferentes.
Um nó óptico pode possuir até quatro saídas coaxiais, que podem ser amplificadas separadamente.
Cada saída coaxial, ou saída de RF, pode atender uma área específica, por exemplo: inicialmente pode ser utilizada apenas uma saída de RF para atender um grupo de 1000 clientes.
Então, conforme surgir necessidade de mais largura de banda, podem ser utilizadas as outras três saídas de RF para dividir o grupo de clientes por quatro, obtendo assim quatro áreas atendendo 250 clientes, esta divisão seria o equivalente à utilização de quatro nós ópticos que possuíssem apenas uma saída de RF, poderíamos dizer que cada saída de RF constitui um “nó óptico virtual”, capaz de segmentar a parte coaxial da rede e proporcionar mais largura de banda por cliente.

Estes equipamentos podem operar com LEDs ou lasers de estado sólido, sendo o último predominante devido à potência necessária para a transmissão do sinal óptico à grandes distâncias, o laser pode emitir luz com um comprimento de onda de 1310 ou 1550 nm, ou mesmo os dois caso seja utilizado WDM.

Estes comprimentos de onda específicos são utilizados em transmissões via fibra óptica porque proporcionam o menor nível de atenuação dentre todos os comprimentos de onda utilizados, isto acontece porque na fibra óptica a atenuação varia de acordo com o comprimento de onda da luz utilizada. 

A respeito do nó óptico, é que o sinal transmitido através dele não é digital, mas analógico  os dados enviados pelo CMTS através da fibra óptica não são compostos por 0’s e 1’s, mas por um intervalo de valores representado pela intensidade da luz emitida pelo laser.

Este tipo de transmissor  seja óptico ou elétrico  é denominado “transmissor linear”, e o receptor é denominado “receptor linear”, sendo assim, o nó óptico não necessita realizar nenhum tipo de processamento do sinal que converte, podendo ser categorizado como um “mero” conversor de mídia (ou conversor de meio físico), já que apenas converte o sinal do meio óptico para elétrico e vice-versa.

Aqui é importante ressaltar: “converter” o sinal não significa “processar” o sinal  são ações distintas. Para o sinal ser processado, os dados que ele transmite teriam que ser analisados e/ou modificados, o que não ocorre.
Na conversão, o sinal é apenas transferido de um meio físico para outro, sem sofrer alteração em seu conteúdo, a amplificação do sinal elétrico (isto é, depois da conversão opto-elétrica) também não altera seu conteúdo.
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Fiber dome closure:
Fiber dome closure: também conhecido como FOSC (Fiber Optical Splice Closure) ou “bolsa coletora”, é um recipiente onde são criadas as emendas (ou “soldas”) nos cabos de fibra óptica.
Em redes ópticas de telecomunicações, quando a distância entre dois pontos que devem ser ligados por fibra óptica é muito grande para um único cabo, é necessário criar uma emenda, as emendas também podem ser necessárias caso os cabos sejam diferentes  por exemplo, emendar um cabo de 48 fibras à quatro cabos de 12 fibras  ou em caso de ruptura acidental do cabo.
Uma vez que um ou mais cabos são emendados, devem ficar protegidos contra intempéries, poeira ou tensão mecânica, esta é a finalidade do FOSC: proteger as emendas, além de proporcionar um ponto em comum para emendas na rede.
Depois de realizada a emenda, o FOSC é fechado e selado mecanicamente para que não haja entrada de ar, proporcionando um ambiente praticamente livre de impurezas que possam afetar a emenda, o invólucro é geralmente composto de plástico de alta resistência, e as partes metálicas internas de aço inoxidável.
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Fonte de alimentação:
Equipamento que converte a voltagem da rede comercial para uma voltagem menor tipicamente 60 ou 90 V, sendo esta última predominante – multiplexando-a com os sinais de RF e injetando o sinal resultante em um cabo coaxial que alimentará os elementos ativos da rede (nós ópticos e amplificadores).
A corrente pode situar-se entre 10 e 15 A ou mesmo 40 A, dependendo da quantidade de elementos sendo alimentados, cada fonte pode alimentar um grupo de dez a vinte elementos, e conta com baterias recarregáveis para alimentá-los em caso de falta de energia elétrica, por um período de 2 a 8 horas.
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CMTS:
CMTS: localizado no centro de operações, o Cable Modem Termination System é um conjunto de dispositivos com funções específicas que se complementam na tarefa de gerar, processar, transmitir e receber dados e de gerenciar sua transmissão através da rede DOCSIS.
Dependendo da arquitetura de CMTS utilizada, estes dispositivos encontram-se integrados em um mesmo chassis (I-CMTS, ou Integrated CMTS) ou como equipamentos separados (M-CMTS, ou Modular CMTS). 
Uma das funções do CMTS é rotear os pacotes IP do cliente para a Internet (ou para a rede IP da operadora) e vice-versa. Por este motivo possui uma ou mais interfaces ethernet (1Gb ou 10Gb) ligadas à rede IP da operadora, e uma interface RF ligada à rede HFC.
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