( hybrid fyber-coax ) Breno Macêdo Douglas Guanaes Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Tecnologia em redes de computadores

As primeiras redes coaxiais surgiram na decada de 40 com a finalidade de distribuir a CATV, (Community Antenna Television).na Pensilvânia que fica no estado do Oregon estado americano. Chegada ao Brasil em Devido as limitações, a rede cresceu, mas começou a trabalhar muito longe da Head End (sede da TV) o que provocou vários problemas entre eles, muito ruído, começou a se fazer necessário um inovação para as longas distâncias para evitar a degradação do sinal. Outra motivação era o fato de só haver comunicação unidireciona,l no sentido da casa do cliente, impedindo agregação de novos serviços. Um outro motivo para inovar era a banda passante dos cabos coaxiais que era muito limitada.

Amplificadores Bi-direcionais, propiciando novos serviços. Preço acessível para construção e manutenção. Possibilidade de prover novos serviços com qualidade Utilização de Fibra óptica, com baixa intervenção do ruído e o bom funcionamento em alta freqüência. Banda muito maior (teoricamente infinita). Introdução dos nós ópticos que suportam um número enorme de clientes a longas distâncias. gera concorrência com as TELCOM´s. Arquitetura em Tree and Branch (arvore e galho)

O DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Especification) A versão 1.0 utiliza os mesmos mecanismos básicos que são utilizados pelo IEEE conceitos de fila virtual, downstream no formato MPEG2-TS, piggybacking, os métodos de sincronização e de modulação. Porém com intuito de reduzir a complexidade do IEEE802.14, o DOCSIS versão 1.0 foi criado implementando somente em parte o IEEE Na versão 3.0 o padrão DOCSIS, prove acesso ultra rápido a internet e mantem as facilidades das versões anteriores, além de dar suporte a IPV6. Camada Física utiliza FDMA (Frequency division multiple acess),, Subdivide os canais FDMA utilizando TDMA ((Time division multiple acess). os tipos de modulação utilizados no downstream são o 64 QAM e o 256 QAM. Os tipos de modulação adotados para o upstream são o QPSK e o 16 QAM. As taxas de Down são maiores que as de Up (stream). Para facilitar a demodulação e a multiplexação de vídeo com dados é utilizado um stream MPEG-2 TS (Transport stream) no downstream. DSCSIS X IEEE a

Camada MAC aquisição de um canal,a estação deve inicialmente procurar no downstream por uma faixa de freqüência livre. Deve estão esperar por mensagens em broadcast que são enviadas pelo headend, e então utilizar a freqüência especificada nas mensagens para upstream. O headend pode ainda especificar mudança de freqüência e, portanto a estação deve estar sempre atenta. Ranging Em redes HFC as estações encontram-se em distâncias bem variadas em relação ao headend fazendo com que mensagens enviadas pelo headend levem diferentes intervalos de tempo para chegar até a estação. Dessa forma é necessário que a estação e o headend saibam quanto tempo leva para um pacote chegar até a estação. Este processo para descobrir este tempo de propagação é chamado de ranging. A estação deve "escutar" a mensagem de sincronização que é enviada periodicamente pelo headend. Esta mensagem contém um campo no qual esta contida a hora em que o headend enviou o pacote. A estação muda à hora para esta obtida do pacote. Após diversas mensagens de sincronização recebidas, a estação pode se sincronizar com oheadend. O headend deve identificar qual o maior tempo de propagação. E se existirem estações mais distantes este deve aumentar a sua área de ranging. Download de parâmetros Download de parâmetros: A estação baixa recebe do headend parâmetros como, por exemplo, o endereço IP, configurações do canal, método de criptografia utilizado, etc. Registro Registro: Por último a estação envia ao headend parâmetros operacionais e aguarda pela especificação de um identificador (ID) por parte do headend. Este identificador que tem 14 bits se refere a uma fila virtual do fluxo na estação. A estação mantém uma fila virtual para cada processo e cada uma delas recebe um identificador único do headend. Com esta diferenciação é possível oferecer qualidades diferentes dependendo do tipo da aplicação. A estação entra em modo de operação normal.

Modo Normal Como as estações não "escutam" o canal de upstream é necessário que o headend coordene o acesso ao canal de upstream através de uma tabela de alocação de banda, que informa cada estação qual banda deve ser usada. A tabela é então enviada pelo canal de downstream. As estações podem ainda requisitar um aumento de banda aoheadend, sempre aumentando gradativamente. Dessa forma não ocorrem colisões. Piggybacking Este modo também é conhecido como "carona" porque o CM (cable modem) tenta transmitir vários pacotes em seqüência no mesmo pedido. É uma maneira de tentar diminuir a latência, que é um dos grandes problemas das redes HFC. Modo Imediato Quando existem poucas estações conectadas e o trafego da rede é baixo, o headend aloca automaticamente slots de tempo para atender ao modo imediato. Neste modo consegue-se minimizar ao máximo o tempo necessário para conseguir efetuar uma transmissão. Polling Neste modo é o headend que pergunta as estações se elas têm algum dado a ser transmitido. Com este método é possível fornecer qualidades diferenciadas para as estações porque é possível controlar no headend o quanto cada estação poderá transmitir. Modo Isócrono O modo isócrono é importante para aplicações em tempo real. Neste tipo de tráfego não basta garantir que a estação vai conseguir fazer a transmissão. É preciso também garantir que a transmissão será efetuada no tempo certo. Diferentemente de um trafego de dados, onde a ordem dos pacotes não importa, é fundamental manter a ordem e uma latência baixa com pouca variação. (Conversação telefônica, por exemplo). Caso um pacote seja perdido não tem sentido fazer a retransmissão porque a informação já não é mais útil.

DOCSIS. O algoritmo DES (Data Encryption Standard) é utilizado no modo cipher block chaining. As mensagens de gerenciamento não são criptografadas para facilitar a operação de controle de acesso ao meio. A manipulação de chaves é realizada automaticamente entre oheadend e seus clientes utilizando o protocolo RSA., Algoritmos de resolução de colisão. O DOCSIS utiliza o algoritmo Binary Exponencial Backoff para minimizar o problema das colisões, controla apenas no sentido upstream. IEEE802.14a. O padrão IEEE também utiliza o algoritmo DES, mas o protocolo de gerenciamento de chaves é o Dellfie- Hellman. Algoritmos de resolução de colisão. utiliza um algoritmo chamado N-ary Tree. Neste algoritmo cada estação possui um contador. O valor do contador indica quantos slots devemos esperar até a próxima transmissão. Se o contador for zero a estação pode transmitir no próximo slot. Dependendo do resultado da transmissão o contador de cada estação é ajustado da seguinte maneira:

As redes HFC são uma realidade incontestável atualmente, tem baixo valor de construção e de manutenção, agregam a possibilidade de um trafego muito maior, podendo assim disponibilizar outros serviços para os clientes, agregando valor as redes das CATV´s e ajudando a gerar dividendos para manter a infra-estrutura