Índice
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Introdução
▫ Redes CATV
▫ Redes de Dados CATV
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Arquitetura
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Funcionamento
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Segurança
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Fontes de Ruído
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Standards
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Tecnologias Concorrentes
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Conclusões
Introdução
(Redes CATV)
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Inicialmente
▫ Objetivo
Reutilização do espectro
Distribuição do sinal de televisão
Suporte de elevado nº de canais
Qualidade superior de imagem (s/ ecos)
▫ Características
Diversos canais FDM (semelhante à TV)
Unidirecional
Baseada em cabo coaxial
Introdução
(Redes CATV)
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Atualmente
▫ Objetivo
Interatividade
Transporte de Dados
Transporte de Telefonia
▫ Características
Bidirecional
Híbrida (
HFC – hybrid fibre coax)
Cabo Coaxial na distribuição final
Fibra óptica no backbone
Introdução
(Redes de dados CATV)
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Tipicamente assentes em infra-estruturas híbridas e
bidirecionais de distribuição de televisão;
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Possibilitam elevadas Taxas (30-50 mbits);
▫ Normalmente de forma assimétrica
▫ Permitem diversas classes de serviço
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Elevado número de lares cabeados
▫ Cerca de 50% em Portugal (15% conectados)
▫ Esta percentagem aproxima-se do 90% nos EUA e
no Norte da Europa
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Meio partilhado (questões de segurança);
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Necessário possuir serviço CATV e Cable Modem
(CM);
Arquitetura
Arquitetura típica
Super Headend
Distribution Hub
Service Area
Arquitetura
Arquitetura
Arquitetura
Cable Modem
O
Tuner
realiza a conversão do sinal para um sinal de frequência fixa ou vice-versa.
O Demodulador realiza a demodulação, a conversão analógico digital, a correcção de
erros e sincronização MPEG.
O MAC extraí a informação dos blocos MPEG, filtra a informação relativa a outros
Cable Modems
, desbloqueia a transmissão, compensa atrasos e controla a potência
do sinal enviado.
O
Burst
realiza a correção de erros RS, a modulação, e a conversão digital para
Funcionamento
Funcionamento
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Downstream
▫ Freqüência situada entre os 65 e 850MHz
(Europa) ou 42 e 850MHz (EUA)
▫ Canais de 8MHz (Europa) ou 6MHz (EUA)
▫ Modulações
64QAM com 6 bits/símbolo
256QAM com 8 bits/símbolo (maior débito mas mais sensível ao ruído);
▫ Taxas de até aos 50Mbits/s
▫ Transmissão continua
▫ O downstream é “ouvido” por todos os CM
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Upstream
▫ Freqüência entre os 5 e os 65MHz
(5-42MHz nos EUA)
▫ Canais tipicamente de 2MHz
▫ Modulações QPSK (2 bits/símbolo) 16QAM (4 bits/símbolo) ▫ Taxas na ordem dos 3Mbit/s▫ Transmissão em bursts usando timeslots (TDM)
▫ Timeslots de diferentes tipos
Reserved Contention Ranging
Funcionamento
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Modulações usadas em Cable Modems:
▫ QAM (Quadrature Amplitude Modulation)
Esta modulação é a mais utilizada nos canais do downstream poís permite débitos elevados e é muito sensível ao ruído. (64QAM & 8MHz > 41,4Mbit/s; 256QAM & 8MHz > 55,2 Mbit/s)
▫ QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)
Utilizado sobretudo no upstream dado ser menos susceptível ao ruído e muito fácil de implementar
▫ DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying)
Modulação utilizada sobretudo em sistemas celulares, é caracterizada por ocupar menos banda que QPSK
▫ BPSK (Biphase Shift Keying)
Modulação pouco eficiente mas menos sensível ao ruído que o QPSK e o QAM
▫ S-CDMA (Synchronous Code Division Multiple Access)
Versão proprietária do CDMA, desenvolvida pela Terayon. Este tipo de modulação é muito resistente ao ruído
Funcionamento
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Downstream
▫ Formato dos dados
Correcção de erros Reed-Solomon (corrige 6 erros em 204 Bytes)
MPEG-TS (Transport Stream) MPEG-PS (Program Stream) Mensagens MAC
Células ATM (DVB/DAVIC)
Permite Unicast, Multicast e Broadcast
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Upstream
▫ Formato dos dados
Correção de erros Reed-Solomon Etiqueta uynique word
Uma célula ATM por burst (DVB/DAVIC)
Mensagem MAC ou payload com dados 18 timeslots por 3ms (DVB/DAVIC) Reserved Timeslots para muita
informação
Contention Timeslots para pouca informação (iniciação)
Ranging Timeslolt de sincronização (ranging)
Funcionamento
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Camadas OSI dos Modems DOCSIS (Os valores entre parêntesis
referem-se ao EuroDOCSIS)
OSI
DOCSIS
Higher Layers
Applications
DOCSIS
Control
Messages
Transport
TCP/UDP
Network
IP
Data Link
IEEE 802.2
Physical
Upstream
Downstream
TDMA (mini-slots)
5 - 42(65) MHz
QPSK/16-QAM
TDM (MPEG)
42(65) - 850 MHz
64/256-QAM
Privacidade
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Questões de Segurança
▫ Meio Partilhado
Escuta do tráfego
▫ Sempre on-line
Aumenta a susceptibilidade a acessos não autorizados ou maliciosos
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Sistemas de Segurança
▫ Cada Cable Modem tem uma identificação única em hardware
▫ Encriptação da informação
(No DOCSIS é usado o DES e o RSA)
▫ Utilização de chaves de sessão
Fontes de Ruído
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Origens
▫ Lar do assinante – 75% ▫ Drop – 20% ▫ Trunk – 5 %•
Tipos
▫ Bit stream Ruído Modulação Correcção de erros▫ Precisão do conversor D/A
▫ Características da infra-estrutura Não linearidades
Resposta em frequência Ecos e reflexões
▫ Interferência intersimbólica Nyquist filter rolloff
Equalização adaptativa
Limitações dos equipamentos
Standards
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Evolução da normalização (CMTS/CM)
A normalização visa o inter funcionamento entre
CMs e CMTS/Head-Ends de diferentes fabricantes.
1995 . . 1997 . . . . 2000 . .
Sistemas proprietários (ex. COM21)
DVB/DAVIC (Europa) MCNS/DOCSIS (EUA)
IEEE 802.14
