Redes HFC (Hybrid Fiber Coax) – Parte 2

Pessoal, o Eduardo Laino contribuiu e enviou um complemento – segunda parte – ao post original sobre redes HFC. Obrigado Eduardo!

Boa leitura!

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Como Analista e Projetista de Redes HFC, pedi licença ao Marco para poder prosseguir um post que ele havia começado há tempos atrás, sobre Redes CATV. No post anterior, o Marco escreveu sobre a capacidade do canal de Downstream e da diferença entre os sistemas One-Way e Two-Way, e o funcionamento de um sistema de CATV. Dando uma repassada rápida, CATV significa Community Antenna Television, mais especificamente, uma TV de acesso comunitário, segundo Filippetti. Uma rede com derivações e distribuições até a residência, sendo necessário, às vezes, a amplificação do sinal para pontos mais distantes. No inicio, as Redes de CATV eram formadas por cabos coaxiais que percorriam o caminho a partir de uma central de processamento (HEADEND) até o assinante (residência). A banda de freqüência destinada a essa via está entre 51 MHz a 550 MHz. As redes de cabo coaxiais como descrita anteriormente somente se destinava a transportar sinais radiodifusão aos usuários, portanto, os amplificadores de RF em suas configurações iniciais, somente tinham a capacidade de amplificação no sentido direto. A figura 01 ilustra o diagrama básico dos primeiros amplificadores de RF utilizados nas redes de TV a Cabo.

Após algum tempo, houve a necessidade em utilizar esta mesma rede para serviços que exigiam a transmissões em ambos os sentidos, ou seja, tráfego de sinais em ambos os sentidos. A partir daí, a arquitetura dos amplificadores de radiofreqüência teve que evoluir de tal forma que pudessem separar as duas faixas de freqüências e amplificá-las de forma distinta.
Assim, os amplificadores foram incrementados com filtros que separam as duas faixas de freqüências encaminhado-as para os circuitos amplificadores específicos. A figura 02 ilustra o diagrama básico dos amplificadores com circuitos distintos de amplificação da via direta e reversa utilizados nas redes de TV a Cabo.

Como as primeiras topologias apresentavam uma distribuição ramificada, os sinais de retorno chegavam combinados à central de processamento (HEADEND) somada com toda contribuição de ruído de todos os amplificadores e também, com todos os ruídos que ingressavam na rede de forma indesejada. A figura 03 ilustra a topologia das primeiras redes.

Muitos fatores contribuíam de forma significante para um baixo desempenho, além da grande quantidade de amplificadores em cascata e da topologia da rede implementada na época, tais como, variações de temperatura, que afetam nas atenuações dos cabos, nos ganhos dos amplificadores e nas características de perdas nos elementos passivos dos amplificadores, tornando a rede vulnerável às variações nos sinais transmitidos acarretando uma relação portadora ruído variável.

Com o desenvolvimento do sistema de transmissão óptico analógico, foi possível criar uma rede mista com aplicação de cabos ópticos para o transporte dos sinais até elementos opto eletrônicos capazes de converter novamente os sinais em rádio freqüência para serem distribuídos pela rede coaxial, porém, com número reduzido de amplificadores. Com a aplicação de cabos ópticos, o número de amplificadores em cascata pode ser reduzido a um número menor que 3, permitindo uma ampliação considerável na largura de banda das redes, aumentando sua capacidade e melhorando as características de ruído no canal.

A figura a seguir mostra que o cabo coaxial troncal foi substituído pelo cabo de fibra óptica.

A partir destas primeiras implementações, foram surgindo novas configurações para a rede sendo introduzido o conceito de células de radiofreqüência. A célula é uma área alimentada por um único nó óptico conectado diretamente a central de processamento (HEADEND) por uma rede óptica. Desta forma, surgiram novas topologias que foram sendo aplicadas em melhorias de redes antigas e em projetos de novas redes, como por exemplo, as topologias FTB e FTN.

• Topologia FTB ( Fiber to Bridger) : Célula com número de possíveis usuários variando entre 150 a 500.
• Topologia FTN ( Fiber to the Node) : Célula com número de possíveis usuários menor que 50.

Com a redução do custo dos cabos ópticos, novas tecnologias estão surgindo e sendo implementadas para aplicações Triple Play, como FTTx, GPON e GEPON. Essas redes serão assuntos para próximos posts.

Eduardo Laino