Cable Modem

CABLE MODEM

Felipe Dias

Faculdade Dom Bosco de Porto Alegre (FDB) – Porto Alegre – RS – Brasil

Resumo. O artigo mostrará sobre acesso via cable modem, onde irão apresentar conceitos básicos, tipos e como é utilizado esse tipo de transmissão de dados.

1. Introdução

        Este artigo está divido em três seções, na primeira seção será mostrada uma breve introdução de como recebemos o serviço de triple play (TV a cabo, Internet e telefone) em nossa casa, através da estrutura HFC (Hybrid Fiber-Coax) que é capaz de transmitir o sinal de downstream quanto o de upstream pela mesma arquitetura, já na segunda seção veremos com isso é possível através do DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification), pois é ele quem gerencia como será efetuado o processo da transmissão a utilizar e por fim PacketCable que além do DOCSIS também é utilizado só que para transmissão de telefonia digital e multimídia.

2. Estrutura HFC

        A banda larga "via cabo" tem se popularizado no Brasil nos últimos anos. Essa popularização ocorreu principalmente por causa da oferta de serviços triple play (TV, Internet e telefonia) por parte da NET, em 2006. O que normalmente chamamos de banda larga via cabo, é na verdade via DOCSIS sobre uma rede HFC.

        DOCSIS é uma especificação (ou protocolo) para transmissão de dados em redes HFC. Onde uma rede HFC é composta por cabos de fibra óptica e cabos coaxiais. Poderíamos definir que a rede HFC é parte física e DOCSIS é parte lógica. Uma rede DOCSIS/HFC é composta de um determinado número de equipamentos, ativos e passivos, responsáveis pelo seu funcionamento e gerenciamento. Na Figura 1 mostra uma visão simplificada de HFC.

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Figura 1. É uma visão simplificada de uma rede HFC.

Feeder: é o cabo coaxial de uma rede HFC, que inicia no nó óptico e estende-se por toda uma determinada área (um ou mais bairros). O comprimento do feeder pode alcançar até 3 Km.

Amplificador: aumenta a intensidade do sinal pelo cabo coaxial.

Tap: é utilizado para distribuir o sinal em locais onde existam residências ou empresas.

Drop: é o cabo coaxial, ligado ao tap, que leva o sinal até o cliente. Tipicamente, seu comprimento é menor que 200 metros.

Trunk: é a parte principal do segmento de distribuição é composta por cabos de fibra óptica monomodo, que transportam o sinal do centro de operações até os nós ópticos..

Nó óptico: é o equipamento responsável pela distribuição do sinal recebido do CMTS. São posicionados próximos às áreas que devem atender. A Figura 2 ilustra o processo de distribuição do sinal.

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Figura 2. Esta figura mostra o processo de distribuição do sinal.

A partir do momento em que cada nó óptico começa a atender menos clientes, é necessário aumentar o número destes equipamentos na rede HFC, ou seja, interligar centenas de nós ópticos ao centro de operações por fibras ópticas dedicadas torna-se extremamente caro. Somando-se à isto o fato de que cada trunk contém no mínimo duas fibras, uma para downstream e outra para upstream, o custo torna-se maior ainda. A Figura 3 ilustra as diferenças entre as duas.

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Figura 3. Esta figura mostra a diferença entre a topologia de Estrela e Anel.

3. DOCSIS

O protocolo DOCSIS foi criado pela CableLabs, um consórcio de empresas sem fins lucrativos cujo objetivo é fomentar a pesquisa e o desenvolvimento de tecnologias para redes à cabo. Atualmente, o protocolo DOCSIS está em sua quarta versão

        1.0 - emitida em 1997, proporciona conectividade básica à Internet para um ou mais dispositivos do cliente.

        1.1 - emitida em 1999, aprimorou os aspectos de flexibilidade operacional e segurança e introduziu recursos de qualidade de serviço, possibilitando a         definição de garantias para a taxa de transmissão e latência. Com isso, é possível         oferecer serviços de voz utilizando o protocolo PacketCable;

        2.0 - emitida em 2001, proporciona melhores taxas de transferência e confiabilidade no fluxo de upstream. Taxa de transferência máxima 27 Mbps. e a possibilidade de utilizar IPv6;

        3.0 - emitida em 2006, é a versão mais atual do protocolo. Proporciona o uso nativo de IPv6, suporte para IPTV e o recurso de channel         bonding, que permite agregar vários canais para a transmissão tanto no fluxo de         downstream quanto no de upstream.

Como a quantidade de informações recebidas por um cliente é muito maior do que a que ele possa vir a transmitir, é necessário alocar a maior parte deste espectro (5-1000 Mhz) para o fluxo de downstream, deixando uma pequena parte para o upstream. A Figura 4 mostra alocação de frequências na rede DOCSIS.