HFC 변속기 장비 : 신뢰할 수있는 하이브리드 섬유 상축 네트워크 보장

HFC 전송 장비 소개
현대적인 디지털 환경에서 신뢰할 수 있고 고속 광대역 연결은 사치품 일뿐 만 아니라 근본적인 필요성입니다. 고화질 비디오 스트리밍에서 원격 작업 및 교육 촉진에 이르기까지 강력한 네트워크 인프라에 대한 우리의 의존도는 계속 증가하고 있습니다. 수십 년 동안 HFC (Hybrid Fiber-Caaxial) 네트워크는 전 세계 수백만 주택 및 기업에 이러한 필수 서비스를 제공하기위한 백본 역할을 해왔습니다. 고용량 광섬유 광섬유와 동축 케이블의 광범위한 도달 범위의 전략적 조합은 HFC가 광대역 배치를위한 강력하고 비용 효율적인 솔루션으로 만듭니다.

1.1. HFC (하이브리드 광섬유) 기술이란 무엇입니까?
HFC 기술은 이름에서 알 수 있듯이 광섬유 케이블과 동축 케이블을 모두 통합하는 통신 네트워크 아키텍처입니다. 네트워크는 일반적으로 중앙 헤드 엔드 또는 중앙 사무실에서 유래하며, 대역폭이 높은 디지털 신호가 광학 신호로 변환되고 광섬유 라인을 통해 전송됩니다. 이 섬유 라인은 광학 노드에 연결되어 지역으로 깊숙이 확장됩니다. 이 노드에서 광학 신호는 다시 무선 주파수 (RF) 전기 신호로 변환 된 다음 기존 동축 케이블 인프라를 통해 개별 가입자에게 분산됩니다. 이 하이브리드 접근법은 장거리 전송을 위해 섬유질의 우수한 대역폭, 낮은 손실 및 소음 면역을 활용하면서, "마지막 마일"집과의 "마지막 마일"연결을 위해 유비쿼터스 및 비용 효율적인 동축 공장을 활용합니다.

1.2. HFC 네트워크에서 신뢰할 수있는 전송 장비의 중요성
HFC 네트워크의 성능과 안정성은 전송 장비의 신뢰성과 품질에 직접적으로 의존합니다. 헤드 엔드의 초기 신호 생성에서 가입자 모뎀의 최종 전달에 이르기까지 모든 구성 요소는 중요한 역할을합니다. 결함이 있거나 성능이 저조한 장비는 다음을 포함하여 일련의 문제로 이어질 수 있습니다.

서비스 중단 : 인터넷 연결 삭제, 픽셀 화 된 텔레비전 및 거대한 음성 통화는 사용자 경험에 직접적인 영향을 미치고 고객 이탈으로 이어질 수 있습니다.
대역폭 및 속도 감소 : 신호 품질이 손상되면 유효 데이터 속도가 크게 저하되어 가입자가 기대하는 고속에 액세스 할 수 없습니다.
대기 시간 향상 : 관리되지 않은 신호가 제대로 지연되어 온라인 게임 및 화상 회의와 같은 실시간 응용 프로그램에 영향을 줄 수 있습니다.
운영 비용 증가 : 신뢰할 수없는 구성 요소로 인한 빈번한 문제 해결, 트럭 롤 및 장비 교체는 운영자의 자원에 대한 상당한 배수가 될 수 있습니다.
고객 불만족 : 궁극적으로 신뢰할 수없는 네트워크는 좌절 된 고객과 명성이 손상됩니다.
따라서 고품질의 강력한 HFC 전송 장비에 투자하고 엄격한 유지 보수 프로토콜을 구현하는 것이 오늘날의 디지털 소비자의 발전하는 요구를 충족시키는 신뢰할 수 있고 고성능 네트워크를 보장하는 데 가장 중요합니다.

1.3. 주요 구성 요소의 개요
HFC 네트워크는 상호 연결된 장치의 복잡한 생태계로, 각각의 원활한 데이터 흐름에 기여합니다. 우리는 각각을 자세히 살펴볼 것이지만 HFC 변속기 장비의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

광학 노드 : 섬유 백본의 광학 신호가 동축 네트워크의 RF 신호로 변환되는 임계 인터페이스 및 그 반대로.
RF 앰프 : 신호 강도를 높이고 거리에 대한 감쇠를 보상하기 위해 동축 플랜트 내에 전략적으로 배치 된 장치.
CMTS (케이블 모뎀 종료 시스템) / CCAP (Converged Cable Access Platform) : 가입자 케이블 모뎀과 통신하는 인터넷 백본과 HFC 액세스 네트워크 간의 데이터 트래픽 관리를 담당하는 지능형 헤드 엔드 장비.
이러한 구성 요소는 신호 모니터링 및 관리를위한 정교한 시스템과 함께 하이브리드 광섬유 네트워크의 강력하고 효율적인 작동을 보장합니다.

좋아, 기사의 다음 섹션 인 "HFC 변속기 장비의 주요 구성 요소"를 계속하겠습니다.

HFC 변속기 장비의 주요 구성 요소
HFC 네트워크의 신뢰성을 진정으로 이해하려면이를 작동시키는 개별 구성 요소를 이해해야합니다. 이러한 장비는 복잡한 신호 처리를 처리하여 데이터, 비디오 및 음성 서비스가 최적의 품질로 가입자에게 도달하도록 세 심하게 설계되었습니다.

2.1. 광학 노드
광학 노드는 HFC 네트워크에서 가장 중요한 장비이며, 고용량 광섬유 백본과 광범위한 동축 분배 플랜트 사이의 브리지 역할을합니다.

2.1.1. HFC 네트워크의 기능과 역할
광학 노드의 1 차 함수는 광학 대 전기 (O/E) 및 전기 대 광학 (E/O) 변환입니다.

전방 경로 (다운 스트림) : 광섬유 케이블을 통해 헤드 엔드로부터 변조 된 광 신호를 수신합니다. 노드 내부에서 광학 수신기는 이러한 광 신호를 RF 전기 신호로 변환합니다. 텔레비전 채널, 인터넷 데이터 및 음성을 전달하는 이러한 RF 신호는 가입자를 향한 동축 분배 네트워크에 증폭되어 시작됩니다.
반환 경로 (업스트림) : 반대로, 업스트림 통신 (예 : 가입자 인터넷 업로드, 원격 제어 신호)의 경우 광학 노드는 동축 네트워크로부터 RF 전기 신호를 수신합니다. 노드 내의 광 송신기는 이러한 RF 신호를 광학 신호로 다시 변환 한 다음 전용 반환 경로 섬유를 통해 헤드 엔드로 다시 전송됩니다.
광학 노드는 FNSA (Fiber Node 서빙 영역)로 알려진 동축 세그먼트의 서빙 영역을 효과적으로 정의합니다. 전략적 배치를 통해 대형 서비스 영역을 더 작고 관리하기 쉬운 세그먼트로 분할하여 신호 품질을 최적화하고 더 나은 대역폭 활용을 가능하게합니다.

2.1.2. 광학 노드의 유형
광학 노드는 증가하는 대역폭 요구를 충족시키고 새로운 건축 접근 방식을 촉진하기 위해 크게 발전했습니다.

표준 (아날로그) 광 노드 : 직접 아날로그 O/E 및 E/O 변환을 수행하는 기존 노드입니다. 여전히 사용 중이지만 더 높은 대역폭 및 고급 변조 체계를 지원하는 데 제한이있어 점진적인 교체가 발생했습니다.
디지털 광학 노드 :이 노드는 RF 신호를 디지털화하기 전에 광섬유를 통한 전송을 위해 광학로 변환합니다. 이 접근법은 더 먼 거리에서 우수한 신호 품질과 노이즈에 대한 저항을 제공합니다.
원격 Phy (물리적 계층) 노드 : DAA (Distributed Access Architectures)의 주요 구성 요소 인 원격 Phy 노드는 Docsis Phy 레이어 처리를 헤드 엔드에서 노드로 이동합니다. 이것은 아날로그 광학 경로를 줄이고 신호 성능을 향상 시키며 스펙트럼을보다 효율적으로 사용할 수 있습니다.
원격 MACPHY 노드 : DAA를 한 단계 더 발전 시키면 원격 MacPhy 노드는 DOCSIS Media Access Control (MAC) 및 PHY (Physical) 레이어를 노드로 이동시켜 노드를 본질적으로 미니 CMT로 만듭니다. 이는 대기 시간, 용량 및 운영 단순성 측면에서 더 큰 이점을 제공합니다.
2.1.3. 주요 기능 및 사양
광 노드를 평가할 때 몇 가지 주요 기능과 사양이 중요합니다.

광학 입력 전력 범위 : 광학 전력 범위 (DBM) 수신기가 효과적으로 처리 할 수 ​​있습니다.
RF 출력 레벨 (다운 스트림) : 노드가 동축 네트워크에 전달할 수있는 최대 RF 출력 전력 (DBMV).
RF 입력 레벨 (업스트림) : RF 입력 전력의 범위 (DBMV) 상류 광학 송신기가 허용 할 수 있습니다.
작동 주파수 범위 : 주파수 스펙트럼 (예 : 업스트림의 경우 5-85MHz, 다운 스트림의 경우 54-1002 MHz 이상). DOCSIS 4.0을 사용하면 1.2GHz, 1.8GHz 또는 3GHz로 확장됩니다.
게인 제어 : 입력 전력의 변동에도 불구하고 일관된 신호 레벨을 유지하기위한 수동 및 자동 게인 제어 (AGC) 기능.
반환 경로 기능 : 리턴 경로 송신기 수 및 사양 (예 : 대역폭, 전력).
원격 모니터링 및 관리 : 노드 성능을 원격으로 모니터링하고, 설정을 조정하며, 문제를 진단하는 기능은 효율적인 네트워크 작동에 중요합니다.
모듈성 및 확장 성 : 설계는 쉽게 업그레이드 및 확장을 허용해야합니다 (예 : 더 많은 리턴 경로 송신기 추가, DAA 업그레이드의 모듈 변경).
2.2. RF 앰프
RF 신호는 동축 케이블을 통해 이동함에 따라 케이블의 고유 저항과 커패시턴스로 인해 신호 손실 또는 감쇠를 경험합니다. RF 앰프는 이러한 손실을 극복하고 가입자에게 적절한 신호 강도를 유지하기 위해 동축 분배 네트워크에 전략적으로 배치 된 필수 활성 장치입니다.

2.2.1. RF 앰프의 목적
RF 증폭기의 주요 목적은 전방 (다운 스트림) 및 대부분의 현대 양방향 HFC 네트워크에서 RET (업스트림) 경로에서 RF 신호의 강도를 높이는 것입니다. 증폭이 없으면 신호는 거리에서 사용할 수없는 수준으로 빠르게 저하되어 화질이 좋지 않으며 인터넷 속도가 느리고 신뢰할 수없는 음성 서비스를 제공합니다. 앰프는 본질적으로 신호를 "재충전"하여 최종 사용자의 장비에 도달 할 수있을 정도로 강력하게 유지되도록합니다.

2.2.2. 다양한 유형의 증폭기 (예 : 라인 익스텐더, 브리거 앰프)
RF 앰프는 다양한 구성으로 제공되며 각각 동축 네트워크 내에서 특정 역할을 위해 설계되었습니다.

Bridger 증폭기 : 일반적으로 1 차 분포 피더 라인이 분기 된 광학 노드에 더 가깝습니다. 그들은 다른 동축 지점을 공급하기 위해 여러 출력으로 설계되었으며 종종 전방 및 경로 신호를 분리하기 위해 Diplex 필터를 통합합니다. 그들은 일반적으로 라인 익스텐더보다 더 높은 게인과 더 정교한 내부 구성 요소를 가지고 있습니다.
라인 익스텐더 증폭기 :이 증폭기는 Bridger 앰프를 넘어 동축 피더 라인을 더 아래로 배치합니다. 그들은 출력이 적고 (종종 하나의 입력, 하나의 출력), 개별 이웃이나 거리 세그먼트에 도달하기 위해 긴 케이블 런을 통해 신호 손실을 보상하기 위해 추가 게인을 제공하도록 설계되었습니다.
푸시 풀 앰프 : 이전 설계, 푸시 풀 앰프는 푸시 풀 구성에 두 개의 트랜지스터를 사용하여 균일 한 왜곡을 줄여 신호 선형성을 향상시킵니다.
전력 배가 증폭기 :이 증폭기는 두 개의 푸시 풀 앰프 스테이지를 병렬로 결합한 기술을 사용하여 출력 전력과 선형성을 효과적으로 "두 배로"하여 왜곡을 낮추고 출력 수준이 높아집니다.
갈륨 아스네이드 (GAA) 앰프 : 현대식 증폭기는 활성 구성 요소에 GAAS 기술을 자주 사용합니다. GAAS 트랜지스터는 전통적인 실리콘에 비해 우수한 성능을 제공하여 특히 높은 주파수에서 더 높은 게인, 노이즈 그림 및 선형성 향상을 제공합니다.
GAN (Gallium Nitride) 앰프 : 최신 발전을 나타내는 GAN 앰프는 GAA보다 훨씬 높은 전력 출력, 효율 및 선형성을 제공하므로 DOCSIS 3.1 및 4.0의 확장 된 스펙트럼 기능을 지원하는 차세대 HFC 네트워크에 이상적입니다.
2.2.3. 게인, 소음 그림 및 선형성
세 가지 중요한 매개 변수는 RF 앰프의 성능을 정의합니다.

게인 : 데시벨 (DB)에서 측정 한 게인은 증폭기가 신호 강도를 증가시키는 양입니다. 20dB의 이득을 가진 앰프는 입력 신호의 전력에 100을 곱합니다. 적절한 게인은 필수적이지만 신호 클리핑 및 왜곡을 초래할 수 있습니다.
노이즈 피겨 (NF) : 데시벨 (DB)에서도 측정 된 노이즈 그림은 앰프가 신호에 추가하는 노이즈의 양을 정량화합니다. 모든 전자 구성 요소는 약간의 내부 노이즈를 생성합니다. 추가 소음이 네트워크 전체에 축적되고 특히 고주파 디지털 신호의 경우 신호 품질을 저하시킬 수 있으므로 노이즈 그림이 낮아집니다.
선형성 (왜곡) : 선형성은 새로운 원치 않는 주파수를 도입하거나 원래 신호의 파형을 왜곡하지 않고 신호를 증폭시키는 앰프의 능력을 나타냅니다. 비선형 증폭은 아날로그 비디오에 대한 복합 2 차 (CSO) 및 복합 트리플 비트 (CTB) 왜곡과 같은 IMD (Intermodulation distration) 제품을 생성하고 디지털 신호 무결성에 영향을 미치는 소음과 같은 손상 (예 : 오류 벡터 크기 -EVM)을 소개합니다. 높은 선형성은 DOCSIS에 사용되는 복잡한 변조 신호의 품질을 유지하는 데 중요합니다.
HFC 분배 네트워크 전체에서 최적의 신호 수준과 최소한의 왜곡을 보장하기 위해 적절한 증폭기 선택, 배치 및 정기 유지 보수가 필수적입니다.

2.3. CMTS (케이블 모뎀 종료 시스템)
광학 노드 및 RF 앰프는 섬유 및 동축을 통해 신호의 물리적 전송을 관리하지만, 케이블 모뎀 종단 시스템 (CMTS) 또는보다 고급 후속 인 CCAP (Converged Cable Access Platform)는 HFC 네트워크 내에서 데이터 통신을 가능하게하는 지능형 코어입니다. Headend 또는 Central Office에 위치한 CMTS/CCAP는 광대역 인터넷 서비스의 게이트 키퍼 및 교통 관제사 역할을합니다.

2.3.1. 데이터 전송에서 CMT의 역할
CMTS는 케이블 사업자의 IP (인터넷 프로토콜) 네트워크 (광범위한 인터넷에 연결)와 가입자의 주택에 도달하는 HFC 액세스 네트워크 간의 인터페이스 역할을합니다. 데이터 전송의 주요 역할은 다음과 같습니다.

다운 스트림 데이터 전송 : CMTS는 인터넷 백본에서 IP 데이터 패킷을 가져 와서 RF 신호로 조절하고 HFC 플랜트를 통해 가입자 케이블 모뎀으로 다운 스트림을 보냅니다. 대역폭을 할당하고 데이터를 예약하고 다양한 트래픽 유형에 대한 서비스 품질 (QOS)을 관리합니다.
업스트림 데이터 수신 : 가입자 케이블 모뎀에서 업스트림 데이터 패킷 (업로드)을 전달하는 RF 신호를 수신합니다. 그런 다음 CMT는 이러한 RF 신호를 철거하고 IP 패킷으로 다시 변환하여 인터넷으로 전달합니다.
모뎀 등록 및 프로비저닝 : 가입자의 케이블 모뎀이 연결되어 전원이 켜져 있으면 CMTS와 통신하여 네트워크에 등록하고 IP 주소를 얻고 서비스 활성화를위한 구성 파일을 수신합니다.
트래픽 관리 및 보안 : CMTS는 대역폭 할당 관리, 다양한 유형의 트래픽 (예 : 음성, 비디오, 데이터)의 우선 순위를 정하고 무단 액세스를 방지하고 데이터 개인 정보를 보장하기위한 보안 조치를 구현할 책임이 있습니다.
채널 본딩 : 최신 CMTS 장치는 채널 본딩을 사용하여 여러 다운 스트림 및 상류 채널을 함께 그룹화 할 수 있습니다. 이는 각 가입자에 대한 사용 가능한 대역폭을 크게 증가시켜 다중 기가비트 속도를 가능하게합니다.
본질적으로 CMTS는 특수 라우터 및 모뎀 은행 역할을하여 수백만 명의 인터넷 사용자와 글로벌 인터넷 간의 양방향 통신을 용이하게합니다.

2.3.2. 주요 기능 및 기능
최신 CMTS/CCAP 플랫폼은 현대 광대역 서비스의 요구를 충족시키기 위해 고급 기능과 기능으로 가득 찬 고도로 정교한 장치입니다.

고밀도 포트 용량 : 단일 플랫폼에서 수만 명의 가입자를 지원할 수 있으며 HFC 플랜트에 연결하기위한 수많은 RF 포트가 있습니다.
다중 DOCSIS 표준 지원 : 다양한 DOCSIS 표준 (예 : DOCSIS 3.0, 3.1 및 4.0)과의 호환성으로 인해 운영자는 네트워크를 원활하게 업그레이드하고 더 높은 속도를 제공 할 수 있습니다.
고급 변조 체계 : 256-QAM (직교 진폭 변조) 및 1024/4096-QAM과 같은 복잡한 변조 기술에 대한 지원은 각 스펙트럼의 각 Hertz에 더 많은 데이터를 포장하여 처리량을 극적으로 증가시킵니다.
직교 주파수-디비전 멀티플렉싱 (OFDM/OFDMA) : DOCSIS 3.1 및 4.0의 키, OFDM/OFDMA의 키는 스펙트럼을보다 효율적으로 사용하고, 스펙트럼 효율을 향상 시키며, 노이즈 환경에서 더 나은 성능을 제공 할 수 있습니다.
분산 액세스 아키텍처 (DAA) 통합 : 최신 CCAP는 원격 PHY 및 원격 MacPhy 장치와 통합되도록 설계되어 네트워크의 가장자리에 더 가깝게 처리 할 수 ​​있습니다. 여기에는 전통적인 아날로그 RF 출력보다는 디지털 광학 인터페이스 (예 : 이더넷, 원격 Phy 인터페이스 -R -PHY)를 지원하는 것이 포함됩니다.
통합 라우팅 및 스위칭 : 종종 방대한 양의 IP 트래픽을 처리하기위한 강력한 라우팅 및 스위칭 기능이 포함됩니다.
QOS (서비스 품질) 메커니즘 : 다양한 유형의 네트워크 트래픽을 우선 순위를 정하는 도구로 VoIP 및 화상 회의와 같은 대기 시간에 민감한 애플리케이션이 우선적으로 처리되도록합니다.
보안 기능 : 내장 방화벽, 인증 프로토콜 (예 : BPI) 및 네트워크 및 가입자 데이터를 보호하기위한 암호화.
원격 관리 및 모니터링 : 대규모 네트워크 운영에 필수적인 원격 구성, 성능 모니터링, 문제 해결 및 소프트웨어 업그레이드를위한 포괄적 인 도구.
에너지 효율 : 전력 소비를위한 설계 고려 사항, 환경 목표와 일치하고 운영 비용을 줄입니다.
2.3.3. DOCSIS 표준 지원
CMTS/CCAP의 진화는 본질적으로 DOCSIS 표준의 개발과 관련이 있습니다. 각각의 새로운 DOCSIS 반복은 HFC 네트워크 기능의 경계를 넓히고 CMTS/CCAP는 이러한 표준을 지원하여 그들이 제공하는 더 빠른 속도와 효율성을 잠금 해제해야합니다.

DOCSIS 1.X/2.0 :이 초기 표준은 초기 광대역 속도와 기본 QO를 제공하는 케이블을 통한 광대역의 기초를 마련했습니다. 레거시 CMTS 장치가이를 지원할 것입니다.
DOCSIS 3.0 : 중요한 도약 전진, DOCSIS 3.0은 채널 본딩을 도입하여 여러 다운 스트림 및 상류 채널을 결합 할 수있었습니다. 이를 통해 초당 수백 개의 메가 비트 (MBPS)에서 속도를 활성화했습니다. 오늘날 대부분의 활성 CMTS 장치는 DOCSIS 3.0을 지원합니다.
DOCSIS 3.1 :이 표준은 OFDM/OFDMA 변조, 상당히 고차 QAM (1024-QAM, 4096-QAM) 및 개선 된 오류 수정을 도입함으로써 HFC를 추가로 혁신했습니다. DOCSIS 3.1은 기가비트 플러스 속도 (종종 1Gbps 다운 스트림 및 상류 50-100Mbps 이상) 및 더 나은 스펙트럼 효율을 가능하게합니다. DOCSIS 3.1을 지원하는 CMTS/CCAP는 이러한 높은 계층 서비스를 제공하는 데 중요합니다.
DOCSIS 4.0 : 최신 진화 인 DOCSIS 4.0은 다중 기가비트 대칭 속도 (예 : 10Gbps 다운 스트림 및 6Gbps 상류)를 가능하게하도록 설계되었습니다. FDX (Full Duplex Docsis)를 통해이를 달성하는데, 이는 동일한 스펙트럼에 걸쳐 동시 업스트림 및 다운 스트림 전송과 확장 스펙트럼 DOCSIS (ESD)를 허용하여 동축 케이블의 유용한 주파수 범위를 1.8GHz 또는 3GHz로 확장합니다. DOCSIS 4.0을 지원하는 CCAP는 HFC 기술의 최전선에 있으며 차세대 서비스를위한 길을 열었습니다.
CMTS/CCAP의 기능은 HFC 네트워크의 속도, 신뢰성 및 서비스 제공을 결정하는 데 가장 중요합니다. 대역폭 요구가 계속 급증함에 따라, 진화하는 DOCSIS 표준에 따라 이러한 플랫폼의 지속적인 발전은 HFC 기술의 수명과 경쟁력에 중요합니다.
3. 앞으로 그리고 반환 경로를 이해합니다
전통적인 전화기 또는 간단한 지점 간 데이터 링크와 달리 HFC 네트워크는 두 가지 별개의 통신 경로, 즉 포워드 경로 (다운 스트림) 및 리턴 경로 (상류)로 작동합니다. 이 경로는 동축 케이블 내의 다른 주파수 스펙트럼을 사용하여 헤드 엔드와 가입자 사이의 동시 양방향 통신을 가능하게합니다. 이 분리는 HFC 기술의 효율성과 기능의 핵심입니다.

3.1. 포워드 경로 (다운 스트림)
다운 스트림 경로라고도하는 포워드 경로는 케이블 운영자의 헤드 엔드 또는 중앙 사무실에서 가입자의 구내로 신호를 전달합니다. 이것은 소비자가받는 대부분의 컨텐츠 및 데이터를 제공하는 경로입니다.

3.1.1. 헤드 엔드에서 가입자로의 신호 전송
다운 스트림 신호의 여정은 데이터 및 음성에 대한 CMTS/CCAP와 함께 헤드 엔드에서 시작됩니다.

신호 생성 : 디지털 데이터 (인터넷 트래픽, VOIP) 및 아날로그/디지털 비디오 신호는 특정 무선 주파수 (RF) 캐리어로 변조됩니다.
광학 변환 :이 RF 신호는 헤드 엔드의 광학 송신기에 의해 광 신호로 변환됩니다.
광섬유 분포 : 광학 신호는 고용량 광섬유 케이블을 통해 이웃에 위치한 다양한 광학 노드로 이동합니다.
노드에서의 O/E 변환 : 광학 노드에서 광학 수신기는 들어오는 광학 신호를 다시 RF 전기 신호로 변환합니다.
동축 분포 :이 RF 신호는 동축 케이블 네트워크를 통해 증폭되고 분배됩니다. 그 과정에서 RF 앰프는 신호 강도를 높이기 위해 감쇠를 보상하고 스플리터/탭은 신호를 개별 주택에 분배합니다.
가입자 수신 : 마지막으로, 가입자 구내에서 케이블 모뎀 및 셋톱 박스와 같은 장치는 이러한 RF 신호를 수신하고 디화를 조절하며 원래 데이터, 비디오 또는 음성 정보를 추출합니다.
다운 스트림 경로는 광범위한 대역폭을 특징으로하며, 컨텐츠 소비에 대한 높은 수요를 반영하여 방대한 양의 정보를 전달할 수 있습니다.

3.1.2. 주파수 할당
전방 경로는 일반적으로 동축 케이블 내에서 더 높은 주파수 스펙트럼을 차지합니다. 기존의 HFC 네트워크에서 다운 스트림 주파수 범위는 일반적으로 약 54MHz 또는 88MHz로 시작하여 상향으로, 종종 860MHz 또는 1002 MHz로 연장됩니다.

DOCSIS 3.1의 출현으로 다운 스트림 스펙트럼은 기가비트 및 다중 기가비트 속도를 지원하기 위해 크게 확장되어 1.2GHz (1218 MHz)에 도달했습니다. 다가오는 DOCSIS 4.0 (확장 스펙트럼 DOCSIS -ESD)은 기능이 1.8GHz 또는 3GHz로 확장되면서 더욱 넓 힙니다. 이 확장을 통해 더 많은 데이터를 수행 할 수있어 처리량이 높고 고급 서비스가 더 높아질 수 있습니다. 포워드 경로는 일반적으로 데이터 및 디지털 비디오를 위해 아날로그 변조 (기존 TV 채널)와 디지털 변조 (OFDM)의 조합을 사용합니다.

3.2. 반환 경로 (상류)
반품 경로 또는 상류 경로는 가입자의 건물로부터 헤드 엔드로 신호를 전달합니다. 이 경로는 인터넷 업로드, VoIP 통화, 온라인 게임, 화상 회의 및 셋톱 박스의 원격 제어 신호와 같은 대화식 서비스에 중요합니다.

3.2.1. 가입자로부터 Headend로 신호 전송
상류 신호 흐름은 본질적으로 다운 스트림의 반대입니다.

가입자 원산지 : 가입자의 케이블 모뎀 또는 VoIP 장비는 전기 신호 (예 : 인터넷 업로드 요청)를 생성합니다.
RF 변조 :이 데이터는 가입자의 장비에 의해 특정 RF 캐리어로 변조됩니다.
동축 전송 : RF 신호는 동축 케이블 네트워크를 통해 광학 노드쪽으로 이동합니다.
노드에서의 E/O 변환 : 광학 노드에서, 모든 연결된 가입자의 상류 RF 신호는 RF 수신기에 의해 수집 된 다음 노드 내의 광학 송신기에 의해 광 신호로 변환됩니다.
광섬유 변속기 :이 광학 신호는 전용 반환 경로 섬유 (또는 파장 다 립 플렉스 섬유)를 헤드 엔드로 다시 이동합니다.
헤드 엔드의 광학 수신 : 헤드 엔드에서 광학 수신기는 광 신호를 다시 RF 전기 신호로 변환합니다.
CMTS 수신 : 마지막으로 CMTS/CCAP는 이러한 RF 신호를 수신하고 철거하고 IP 패킷으로 변환하여 인터넷 백본으로 보냅니다.
리턴 경로는 노이즈 유입 (주택에서 동축 공장에 들어가는 원치 않는 신호)과 여러 가입자의 신호를 동시에 효율적으로 관리 해야하는 독특한 문제에 직면 해 있습니다.

3.2.2. 반환 경로 모니터링 및 유지 보수의 중요성
리턴 경로는 종종 HFC 네트워크에서 관리하고 유지하기위한 더 어려운 경로로 간주됩니다. 더 낮은 주파수 범위와 많은 가입자 주택의 누적 노이즈 특성으로 인해 다양한 문제에 취약합니다.

주파수 할당 : 반환 경로는 일반적으로 5MHz ~ 42MHz 또는 5MHz ~ 85MHz (중간) 범위의 동축 스펙트럼의 하단을 차지합니다. DOCSIS 3.1 (고 분할)을 사용하면 업스트림 스펙트럼은 최대 204MHz를 연장 할 수 있으며 DOCSIS 4.0 (Full Duplex DOCSIS-FDX 및 Ultra-High-High-Split)을 사용하면 다운 스트림 또는 684 MHZ 또는 1.2GHz에 도달 할 수있는 스펙트럼을 훨씬 더 높게 이동할 수 있습니다.
노이즈 유입 : 낮은 주파수는 외부 간섭 (예 : 홈 어플라이언스, 차폐 배선, 햄 라디오), 여러 주택에서 리턴 경로로 "깔때기"노이즈 "깔때기"가 더 취해서 신호 품질이 저하되기 때문에. 이것은 강력한 차폐와 적절한 접지가 중요합니다.
임펄스 노이즈 : 종종 전기 서지 또는 전환으로 인한 고 진폭 소음의 짧은 버스트는 상류 통신을 심각하게 방해 할 수 있습니다.
업스트림 채널 용량 : 업스트림에 사용 가능한 대역폭은 일반적으로 다운 스트림보다 훨씬 작기 때문에 업로드 속도가 일반적으로 다운로드 속도보다 낮습니다.
신호 품질 유지 : 이러한 과제로 인해 리턴 경로의 지속적이고 사전 모니터링이 절대적으로 필수적입니다. 기술자는 스펙트럼 분석기 및 반환 경로 모니터링 시스템과 같은 특수 도구를 사용하여 소음, 신호 손상 및 간섭을 조기에 감지하여 신뢰할 수있는 업스트림 연결을 보장하기 위해 적시에 개입 및 유지 보수를 가능하게합니다. 효과적인 반환 경로 관리는 가입자에게 고품질 대화 형 서비스와 일관된 업로드 속도를 제공하는 데 핵심입니다.
포워드 및 리턴 경로의 뚜렷한 특성과 과제를 이해하는 것은 고성능 및 신뢰할 수있는 HFC 네트워크를 설계, 배포 및 유지하는 데 필수적입니다.

HFC 네트워크 내에서 신호 무결성과 품질을 보장하는 중요한 측면을 진행합시다.

4. 신호 무결성과 품질 보장
HFC 네트워크의 성능은 궁극적으로 가입자에게 전달 된 신호의 품질에 의해 측정됩니다. 신호 무결성은 전송 된 정보의 정확성과 명확성을 나타냅니다. 소량의 저하조차도 서비스 중단, 속도 감소 및 사용자 경험이 좋지 않으므로 신호 무결성이 높을수록 가장 중요합니다. 이 섹션에서는 신호 품질을 손상시키는 공통 요소와이를 모니터링하고 완화하는 데 사용되는 기술을 탐구합니다.

4.1. 신호 품질에 영향을 미치는 요인
HFC 네트워크 내의 수많은 요소는 신호 품질을 저하시켜 전진 (다운 스트림) 및 리턴 (업스트림) 경로에 영향을 미칩니다. 이러한 요소를 이해하는 것은 효과적인 문제 해결 및 유지 보수를위한 첫 번째 단계입니다.

4.1.1. 소음과 간섭
노이즈는 의도 ​​된 정보를 손상시키는 원치 않는 신호입니다. 간섭은 외부 소스에서 나옵니다. 둘 다 신호 품질에 심각하게 영향을 줄 수 있습니다.

열 노이즈 : 활성 전자 성분 (증폭기, 광 노드) 내의 전자의 무작위 운동에 의해 생성됩니다. 항상 존재하며 기본 노이즈 플로어를 설정합니다. 피할 수는 없지만 저음 수치 구성 요소를 사용하면 영향을 최소화합니다.
충동 소음 : 종종 전기 서지, 전력선 교란, 아크 용접 또는 가정용 기기 (예 : 진공 청소기, 블렌더, 오래된 냉장고)로 인한 단기, 고 진폭 소음 버스트 소음. 임펄스 노이즈는 특히 많은 가정에서 집계 할 수있는 상류 경로에서 디지털 신호에 특히 해롭습니다.
유입 소음 : 동축 케이블 시스템으로 "누출"하는 원치 않는 외부 신호. 이것은 낮은 주파수와 구형 케이블, 느슨한 커넥터 또는 가입자 주택의 배선이 손상 될 가능성이 낮기 때문에 반환 경로에서 일반적인 문제입니다. 출처에는 아마추어 라디오 방송, CB 라디오, 오프 공기 TV 신호 및 불법 전송이 포함될 수 있습니다.
공통 경로 왜곡 (CPD) : 강한 전방 경로 신호가 비선형 장치 (예 : 부식 된 커넥터, 느슨한 방패)에서 반환 경로 구성 요소 (또는 그 반대)로 누출 될 때 생성 된 왜곡 유형. 이것은 양방향 HFC 네트워크의 중요한 문제입니다.
간 변조 왜곡 (IMD) : 다중 신호가 비선형 장치 내에서 상호 작용할 때 발생합니다 (선형 작동 범위를 넘어 앰프가 푸시면) 합법적 인 신호를 방해하는 새롭고 원치 않는 주파수가 생성됩니다. 이것은 아날로그 비디오에서 복합 2 차 (CSO) 및 복합 트리플 비트 (CTB)로, 디지털 신호의 경우 EVM (Error Vector Mice)으로 나타납니다.
4.1.2. 신호 감쇠
감쇠는 매체를 통과 할 때 신호 강도의 상실입니다. HFC 네트워크에서는 주로 다음과 같습니다.

동축 케이블 손실 : 동축 케이블 자체는 손실 된 매체입니다. 감쇠량은 케이블의 길이, 게이지 (두께 - 얇은 케이블이 손실이 더 높음), 주파수 (더 높은 주파수가 더 큰 손실을 경험 함)에 따라 다릅니다.
수동 장치 손실 : 네트워크의 모든 수동 구성 요소 (스플리터, 탭, 커넥터, 방향 커플러)는 어느 정도의 신호 손실을 도입합니다. 개별적으로 작지만 많은 장치에 대한 누적 손실이 중요 할 수 있습니다.
온도 변화 : 동축 케이블의 감쇠는 온도에 따라 다릅니다. 온도가 높을수록 신호 손실이 증가하므로 활성 부품은 종종 AGC (Automatic Gain Control)를 보상 할 수 있습니다.
보상되지 않은 감쇠는 신호가 너무 약해서 가입자 장비에 의해 올바르게 복조 될 수 없어 서비스 저하 또는 정전을 초래할 수 있습니다.

4.1.3. 임피던스 불일치
임피던스는 교대 전류의 흐름에 대한 반대입니다. HFC 네트워크에서 모든 구성 요소는 특징적인 임피던스 (일반적으로 75 옴)를 갖도록 설계되었습니다. 임피던스 불일치는 하나의 장치 또는 케이블의 임피던스가 경로에서 다음 구성 요소의 임피던스와 일치하지 않을 때 발생합니다.

반사 : 임피던스 불일치로 인해 신호의 일부가 소스를 향해 다시 반사되어 서있는 파도를 만듭니다. 이러한 반사는 전방 트래블 신호를 방해하여 아날로그 비디오에서 "고스트링"을 유발하고 디지털 신호에서 SYMBOL 간섭 (ISI)을 유발하며, 이는 더 높은 비트 오류율 (BER) 및 증가 된 오류 벡터 크기 (EVM)로 나타납니다.
반환 손실 : 임피던스 불일치로 인해 얼마나 많은 신호가 반사되는지 측정합니다. 높은 수익 손실 (반사가 적음)이 바람직합니다.
원인 : 일반적인 원인에는 느슨하거나 부적절하게 설치된 커넥터, 손상된 케이블 (예 : 꼬임, 물 유입), 불량한 스플 라이스 또는 호환되지 않는 장비가 포함됩니다.
4.2. 모니터링 및 유지 보수 기술
사전 모니터링 및 정기 유지 보수는 가입자에게 영향을 미치기 전에 신호 품질 문제를 식별하고 수정하는 데 필수적입니다.

4.2.1. 신호 레벨 측정
HFC 네트워크에서 가장 기본적이고 빈번한 측정은 일반적으로 DBMV (1 millivolt에 대한 데시벨)로 표현되는 신호 수준입니다.

목적 : 신호가 모든 활성 및 수동 장치 및 궁극적으로 가입자 장비의 경우 최적의 작동 범위 내에 있는지 확인합니다. 너무 낮은 신호는 소음에 묻힐 것입니다. 너무 높은 신호는 증폭기 클리핑으로 인해 왜곡을 유발합니다.
도구 : Handheld Signal Level Metter (SLM)는 현장 기술자가 사용합니다. 보다 정교한 스펙트럼 분석기 또는 케이블 네트워크 분석기는 전체 주파수 스펙트럼에 걸쳐 자세한 판독 값을 제공합니다.
프로세스 : 측정은 네트워크의 다양한 지점에서 수행됩니다. 헤드 엔드 출력, 광학 노드 출력, 앰프 입력/출력 포트, 가입자 탭 및 모뎀의 집으로의 입력 지점에서 측정됩니다. 적절한 균형을 유지하기 위해 다운 스트림 및 상류 레벨이 점검됩니다.
4.2.2. 스윕 테스트
스윕 테스트는 HFC 플랜트의 주파수 응답을 측정하는 데 사용되는 고급 진단 기술입니다.

목적 : 주파수 스펙트럼에 걸친 신호 레벨의 변화를 식별하기 위해, 주파수 의존적 감쇠, 임피던스 불일치 또는 필터 문제로 인한 딥 또는 피크와 같은 문제를 나타냅니다. 이상적인 HFC 플랜트에는 "평평한"주파수 응답이 있어야합니다.
작동 방식 : 헤드 엔드의 특수 스위프 송신기는 연속적인 주파수 범위 ( "스윕")를 생성합니다. 원격 지점의 스위프 수신기 (예 : 광학 노드, 앰프 출력, 끝 끝)는 전체 주파수 범위에서 수신 된 신호 레벨을 측정합니다.
분석 : 결과는 신호 수준 대 주파수를 나타내는 그래프로 표시됩니다. 평평한 선에서의 편차는 주소 지정이 필요한 문제를 나타냅니다 (예 : 기울기 조정, 이퀄라이저 설치, 반사 결함 식별). 전방 및 반환 경로 스윕이 모두 수행됩니다.
4.2.3. 스펙트럼 분석
스펙트럼 분석은 케이블에 존재하는 신호의 상세한 시각적 표현을 제공하여 기술자가 노이즈, 간섭 및 왜곡을 식별 할 수 있도록합니다.

목적 : 소음 소스 소스를 찾아 내고, 충동 노이즈를 찾고, 복사 제품을 식별하고, 개별 캐리어 신호의 청결을 분석하십시오. 업스트림 문제를 진단하는 데 중요합니다.
작동 방식 : 스펙트럼 분석기는 주파수에 대한 신호 진폭 (DBMV)을 표시합니다. 원치 않는 캐리어, 스파이크 또는 유입을 나타내는 소음 층의 존재를 보여줄 수 있습니다.
응용 프로그램 :
노이즈 플로어 측정 : 고유 한 소음의 양을 식별합니다.
간섭 식별 : INPINPOINT 외부 신호가 시스템에 들어갑니다.
왜곡 분석 : CSO, CTB 및 기타 형태의 간 변조 왜곡의 존재와 심각성을 식별하는 데 도움이됩니다.
반환 경로 모니터링 : 소음 깔때기 및 유입 소스를 시각화하여 일반적인 반환 경로 문제를 해결하는 데 필수적입니다.
고급 도구 : 많은 최신 네트워크 모니터링 시스템에는 원격 스펙트럼 분석 기능이 통합되어 운영자는 중앙 위치에서 네트워크의 건강을 지속적으로 모니터링하여 비용이 많이 드는 트럭 롤의 필요성을 크게 줄일 수 있습니다.
케이블 사업자는 이러한 모니터링 및 유지 보수 기술을 부지런히 적용함으로써 신호 무결성을 사전에 관리하고 일관된 품질을 보장하며 가입자가 기대하는 안정적인 광대역 서비스를 제공 할 수 있습니다.

엄청난! HFC 전송의 미래를 형성하는 흥미로운 트렌드와 혁신을 살펴 보겠습니다.

5. HFC 전송의 트렌드와 혁신
HFC 네트워크는 정적이 아닙니다. 높은 대역폭, 낮은 대기 시간 및 더 큰 네트워크 효율성에 대한 끊임없는 수요에 의해 HFC 전송 장비 및 아키텍처가 지속적으로 발전하고 있습니다. 이러한 혁신을 통해 케이블 사업자는 FTTH (Fiber-to-the-Home) 솔루션과 직접 경쟁하는 서비스를 제공하여 기존 인프라의 수명과 가치를 확장 할 수 있습니다.

5.1. DOCSIS 3.1 및 미래 기술
Cable Service Interface Specification (DOCSIS)에 대한 데이터는 수십 년 동안 케이블을 통한 광대역의 초석이었으며, 지속적인 진화는 HFC의 지속적인 관련성의 중심입니다.

DOCSIS 3.1 : Gigabit Enabler : 2013 년에 출시 된 DOCSIS 3.1은 HFC의 변형 적 도약을 기록했습니다. 주요 혁신에는 다음이 포함됩니다.

직교 주파수-디비전 멀티플렉싱 (OFDM/OFDMA) :이 고효율 변조 체계는 주어진 스펙트럼, 특히 시끄러운 환경에서 훨씬 더 많은 데이터를 전송할 수있게합니다. OFDM/OFDMA는 이산 QAM 채널을 넓은 서브 캐리어 블록으로 대체하여 스펙트럼 효율이 크게 증가합니다.
고차 변조 : DOCSIS 3.1은 DOCSIS 3.0 (256-QAM)에 비해 고차 QAM 별자리 (예 : 1024-QAM, 4096-QAM)를 지원합니다. 이는 기호 당 더 많은 비트를 의미하며 고속으로 직접 변환됩니다.
저밀도 패리티 체크 (LDPC) 전방 오류 수정 (FEC) : 신호 무결성을 향상시키고 노이즈의 영향을 줄여서보다 신뢰할 수있는 데이터 전송으로 이어지는보다 강력한 오류 수정 메커니즘.
다운 스트림 및 업스트림 용량 증가 : 총체적으로, 이러한 특징은 다중 기가비트 다운 스트림 속도 (최대 10Gbps 이론적) 및 상류 역량 (최대 1-2 GBPS 이론적)을 가능하게하며, 훨씬 능가적 인 DOCSIS 3.0 기능을 능가합니다.
DOCSIS 4.0 : 대칭 다중 기가비트 시대 : DOCSIS 3.1의 기초를 기반으로 한 DOCSIS 4.0 (2019 년 표준화)은 HFC에 대해 대칭 다중 기가비트 서비스를 제공하여 FTTH의 성능에 도전하도록 설계되었습니다. 두 가지 주요 혁신적인 것은 다음과 같습니다.

FDX (Full Duplex Docsis) :이 혁신적인 기술을 통해 상류 및 다운 스트림 신호는 동축 케이블에서 동시에 동일한 주파수 스펙트럼을 차지할 수 있습니다. 이것은 정교한 에코 취소 기술을 통해 달성되며, 양방향 통신을위한 유용한 스펙트럼을 효과적으로 두 배로 늘리고 대칭 속도 (예 : 최대 10Gbps 다운 스트림 및 6Gbps 상류)를 가능하게합니다. FDX는 외부 플랜트 장비 및 노드의 지능형 에코 취소로의 상당한 업그레이드가 필요합니다.
확장 스펙트럼 DOCSIS (ESD) : ESD는 1.2GHz를 넘어 동축 케이블의 사용 가능한 주파수 범위, 일반적으로 1.8GHz 또는 잠재적으로 3GHz로 확장됩니다. 이를 통해 다운 스트림 및 상류 트래픽 모두에 대한 사용 가능한 스펙트럼이 크게 증가하여 새로운 케이블 실행이 필요없이 더 높은 용량을 가능하게합니다. ESD에는 이러한 높은 주파수에서 작동 할 수있는 새로운 세대 앰프, 탭 및 동축 케이블이 필요합니다.
DOCSIS 표준의 지속적인 발전은 HFC 네트워크가 향후 대역폭 요구를 계속 확장하고 충족시킬 수 있도록합니다.

5.2. 광학 노드 기술의 발전
광섬유와 동축 사이의 경계 지점으로서 광학 노드는 혁신의 초점입니다. 현대 광학 노드는 단순한 변환기 이상입니다. 그들은 지능적이고 고용량 미니 헤드가되고 있습니다.

분산 액세스 아키텍처 (DAA) 통합 : 앞에서 논의한 바와 같이, DAA 로의 전환은 근본적으로 광학 노드를 변화시키고 있습니다.
원격 PHY (R-PHY) 노드 :이 노드는 DOCSIS 물리 (PHY) 레이어를 통합하여 디지털 광학 신호를 고객에게 더 가까운 아날로그 RF로 변환합니다. 헤드 엔드/허브에 대한이 디지털 광학 링크는 신호 품질을 향상시키고, 노이즈 축적을 줄이며, 아날로그 왜곡을 최소화합니다. 이를 통해 Headend의 CCAP 코어가보다 중앙 집중화되고 효율적 일 수 있습니다.
원격 macphy (R-macphy) 노드 : DAA를 한 단계 더 발전 시키면, r-macphy 노드는 Docsis Mac 및 Phy 층을 모두 통합합니다. 이로 인해 노드는 가장자리에 "미니 CMT"로 만들어 주어서 헤드 엔드에서 섬유를 통해 표준 이더넷 전송 만 필요합니다. R-Macphy는 중앙 사무실에서 더 많은 처리가 이동함에 따라 더 낮은 대기 시간과 더 큰 헤드 엔드 공간 및 전력 절약을 제공 할 수 있습니다.
더 높은 출력 전력 및 선형성 : 노드 내의 새로운 증폭기 설계, 종종 질화 갈륨 (GAN) 기술을 사용하면 선형성이 우수한 높은 RF 출력 전력을 제공합니다. 이를 통해 노드는 신호 품질이 향상 된 넓은 영역을 제공하여 다운 스트림에 필요한 앰프의 수를 줄일 수 있습니다.
더 넓은 작동 주파수 범위 : 노드는 DOCSIS 3.1 (1.2GHz) 및 DOCSIS 4.0 (1.8GHz 이상)에 의해 도입 된 확장 된 주파수 스펙트럼을 지원하도록 설계되었으며, 종종 이러한 전환을 용이하게하기 위해 모듈 식 업그레이드가 있습니다.
통합 모니터링 및 진단 : 고급 광 노드에는 정교한 내부 진단 및 원격 모니터링 기능이 포함되어있어 신호 레벨, 노이즈 및 전력 소비에 대한 실시간 데이터를 운영자에게 제공합니다. 이를 통해 사전 유지 보수와 더 빠른 문제 해결이 가능합니다.
모듈 식 및 미래 방지 : 많은 새로운 노드 디자인은 모듈 식으로, 연산자는 전체 주택을 교체하지 않고 내부 구성 요소 (예 : 아날로그에서 R-PHY 또는 R-Macphy 모듈에 이르기까지)를 업그레이드 할 수있게함으로써 투자를 보호하고 향후 업그레이드를 단순화 할 수 있습니다.
5.3. 원격 PHY 및 분산 액세스 아키텍처
분산 액세스 아키텍처 (DAA)는 HFC 네트워크 설계의 근본적인 변화를 나타내며, 중앙 집중식 헤드 엔드에서 네트워크 에지에 가까운 중앙 집중식 CMT/CCAP 기능을 광학 노드로 이동합니다. 이 전략적 탈 중앙화는 큰 이점을 제공합니다.

대역폭 및 용량 증가 : 신호를 아날로그에서 디지털로 가입자에게 더 가깝게 변환함으로써 DAA는 아날로그 RF 체인의 길이를 줄입니다. 이것은 노이즈 축적 및 왜곡을 최소화하여 클리너 신호와 고차 변조 체계 (DOCSIS 3.1의 4096-QAM과 같은)를보다 효과적으로 활용하여 처리량 및 스펙트럼 효율을 증가시킬 수있는 능력을 초래합니다.
낮은 대기 시간 : 가입자에게 PHY 및/또는 MAC 처리를 이동하면 신호 이동 시간 및 처리 지연이 줄어 듭니다. 이는 온라인 게임, 증강 현실 및 가상 현실과 같은 실시간 응용 프로그램에 중요합니다.
헤드 엔드 공간 및 전력 감소 : 처리 전력을 배포함으로써 DAA는 헤드 엔드 또는 허브에 필요한 장비, 공간 및 전력의 양을 크게 줄입니다. 이는 실질적인 운영 비용 절감 (OPEX) 및 자본 지출 (CAPEX) 감소로 해석됩니다.
단순화 된 작업 : 헤드 엔드와 노드 사이의 디지털 파이버 링크는 프로비저닝을 단순화하고보다 효율적인 문제 해결을 허용합니다. 많은 문제는 현장에서 물리적 개입없이 원격으로 해결할 수 있습니다.
향상된 네트워크 신뢰성 : 현지화 처리는 한 노드 처리 장치의 고장이 중앙 CMTS에 실패한 경우 네트워크의 큰 세그먼트에 영향을 미치지 않고 더 많은 영향을 미친다는 것을 의미합니다.
미래의 기술 : DAA는 추가 스펙트럼 확장 및 경제적으로 실행 가능한 FTTP (Fiber-to-the-Premises)를 향한 마이그레이션 경로를 포함하여 미래 기술을보다 쉽게 ​​통합 할 수있는보다 유연하고 확장 가능한 네트워크 기반을 만듭니다.
DAA, 특히 원격 Phy 및 원격 MacPhy의 채택은 현대적인 HFC 네트워크 업그레이드의 결정적인 추세로 케이블 사업자가 차세대 광대역 서비스를 효율적이고 안정적으로 제공 할 수있게합니다.

이 기사를 계속하면서 신뢰할 수있는 HFC 네트워크 설계 및 배포와 관련된 전략적 고려 사항을 살펴 보겠습니다.

6. HFC 네트워크 설계 및 배포를위한 모범 사례
HFC 네트워크의 수명과 성능은 구성 요소의 품질뿐만 아니라 해당 구성 요소의 통합, 설치 및 유지 관리 방법에 관한 것입니다. 네트워크 설계 및 배포의 모범 사례를 준수하는 것은 효율성을 극대화하고 다운 타임을 최소화하며 우수한 가입자 경험을 제공하는 데 중요합니다.

6.1. 적절한 계획 및 설계 고려 사항
효과적인 HFC 네트워크 설계는 세심한 계획과 RF 및 광학 원칙에 대한 깊은 이해가 필요한 복잡한 엔지니어링 작업입니다. 비용, 성능 및 향후 확장 성 사이의 균형을 최적화하는 것입니다.

자세한 사이트 설문 조사 및 레거시 네트워크 발견 : 새로운 설계 또는 업그레이드 전에 기존 플랜트에 대한 철저한 설문 조사를 수행하십시오. 여기에는 다음이 포함됩니다.

매핑 정확도 : 케이블 경로, 극 위치, 지하 도관 및 가입자 밀도를 포함하여 기존 플랜트 맵을 정확도로 확인합니다.
장비 인벤토리 : 기존 액티브 (노드, 앰프) 및 수동 (탭, 스플리터, 커넥터) 구성 요소의 제조업체, 제조사, 모델 및 조건을 문서화합니다.
케이블 유형 및 조건 : 하드 라인 동축 케이블의 유형과 게이지를 식별하고 구형 또는 손상된 케이블이 주파수 확장을 제한 할 수 있으므로 신체 상태를 평가합니다.
파워링 네트워크 평가 : 기존 전원 공급 장치의 현재 드로우 및 용량을 평가하고 새로운 전원 삽입기 또는 업그레이드의 위치를 ​​식별하여 특히 전력 공중리 DAA 노드의 도입과 함께 새로운 활성 장치에 충분한 전력을 보장하기 위해 업그레이드.
RF 성능 기준선 : 초기 신호 레벨 측정, 노이즈 플로어 판독 및 스윕 테스트를 수행하여 네트워크의 현재 RF 성능의 기준을 설정합니다.
용량 계획 및 미래 방지 : 네트워크는 미래의 대역폭 요구를 향한 시선으로 설계되어야합니다.

가입자 밀도 : 통과 된 주택 수와 각 노드 서빙 영역 내에서 제공되는 주택 수를 고려하여 각 노드에 필요한 용량을 지시합니다.
대상 주파수 : 미래의 주파수 스펙트럼 확장 (예 : 1.2GHz, 1.8GHz 또는 DOCSIS 4.0)을 계획하여 선택한 장비 (앰프, 노드, 수동 및 심지어 재택 배선)가 이러한 높은 주파수를 지원할 수 있도록합니다.
노드 세분화 : 향후 광 노드를 더 작은 서빙 영역으로 쉽게 분할 할 수있는 기능으로 네트워크를 설계하십시오. 이 "노드 스플릿"전략은 가입자 당 대역폭을 늘리고 앰프 캐스케이드를 줄이는 데 핵심입니다.
섬유 깊은 전략 : 네트워크로 더 깊이 섬유의 전략적 확장을 계획하여 동축 캐스케이드 길이를 줄이고 신호 품질을 향상시켜 향후 DAA 배포를보다 간단하게 만듭니다.
최적화 된 구성 요소 선택 및 배치 :

광학 노드 배치 : 전략적으로 광 노드를 찾아 동축 케이블 실행을 최소화하고, 증폭기 캐스케이드를 줄이며, 효과적으로 서비스 그룹을 세그먼트합니다. 전력 및 유지 보수에 대한 접근성을 고려하십시오.
앰프 계단식 : 캐스케이드에서 앰프의 수를 최소화합니다 (노드에서 가장 먼 가입자까지의 앰프 일련의 증폭기). 각 앰프는 노이즈와 왜곡을 추가하므로 앰프가 적은 신호 품질이 향상됩니다. 최신 "노드 0"디자인은 노드 다음에 앰프가없는 것을 목표로합니다.
고품질 구성 요소 : 고품질의 고층 RF 앰프 (예 : GAN 기반), 저 손실 동축 케이블 및 강력한 수동 구성 요소를 지정하여 장기 성능을 보장하고 신호 저하를 최소화합니다.
반환 경로 설계 : 반환 경로에 특히주의를 기울이고, 적절한 상류 이득으로 설계하고, Insress 지점을 최소화하고, 업스트림 스펙트럼을 효과적으로 관리하는 구성 요소 (앰프의 Diplex 필터)를 선택합니다.
중복성 및 신뢰성 :

광섬유 중복성 : 가능하면 광섬유 절단의 경우 대체 경로를 제공하여 네트워크 탄력성을 향상시킬 경우 광섬유 링 또는 광학 노드로의 중복 섬유 경로를 설계합니다.
전력 중복성 : 정전 중에 서비스를 유지하기 위해 배터리 백업 또는 발전기 지원을 통해 신뢰할 수있는 전원 공급 장치를 구현합니다.
모니터링 통합 : 네트워크 건강을 지속적으로 평가하고 잠재적 인 문제를 식별하며 실시간 경고를 제공 할 수있는 고급 네트워크 모니터링 시스템 배치 계획.
문서 및 매핑 : 신호 레벨, 앰프 설정 및 수동 장치 위치의 상세한 개략도를 포함하여 정확하고 최신 네트워크 맵을 유지합니다. 이 문서는 문제 해결, 유지 보수 및 향후 업그레이드에 귀중합니다.

6.2. 설치 및 유지 보수 지침
제대로 설치되지 않은 HFC 네트워크조차도 제대로 설치되지 않고 세 심하게 유지 관리하면 실패합니다. 엄격한 설치 표준을 준수하고 사전 유지 보수 일정을 구현하는 것은 장기 신뢰성과 성능을 보장하는 데 중요합니다.

전문 설치 및 솜씨 :

숙련 된 인원 : 모든 설치 및 유지 보수 활동은 HFC 원칙, 안전 프로토콜 및 적절한 장비 취급을 이해하는 인증 된 숙련 된 기술자가 수행해야합니다.
커넥터화 우수성 : 신호 문제의 가장 일반적인 원인 (Ingress, Reflections, Signal Loss)은 커넥터 설치가 열악합니다. 기술자는 적절한 동축 케이블 준비 및 커넥터 첨부 기술 (예 : 압축 커넥터 사용, 적절한 스트리핑 및 크림 핑을 보장하고 과도하게 조기를 피하기)으로 교육을 받아야합니다.
적절한 케이블 취급 : 동축 케이블은 설치 중에 꼬임, 지나치게 구부러 지거나 과도한 긴장을 피해서는 안됩니다. 케이블 자켓 또는 내부 구조의 손상은 임피던스 불일치 및 신호 저하로 이어질 수 있습니다.
비바람에 견디기 : 모든 실외 연결, 스플 라이스 및 장비 하우징은 적절한 밀봉 화합물, 열 수축 튜브 및 날씨 부츠를 사용하여 물 유입을 방지하여 부식과 상당한 신호 손실을 유발할 수 있습니다.
접지 및 본딩 : 모든 네트워크 구성 요소 (앰프, 노드, 전원 공급 장치, 가입자 드롭 케이블)의 적절한 접지 및 결합은 안전, 번개 보호 및 소음 유입 최소화에 필수적입니다. 모든 접지 연결은 깨끗하고 단단하며 부식이 없어야합니다.
정기 예방 유지 보수 :

예약 된 스윕 : 주기적 전진 및 반환 경로 스윕 테스트 (예 : 네트워크 중요도 및 연령에 따라 매년 또는 2 년마다) 주파수 응답의 미묘한 변화를 감지하고 중요 해지 기 전에 잠재적 인 문제를 식별하며 증폭기 정렬을 검증합니다.
신호 레벨 점검 : 주요 테스트 포인트 (노드 출력, 앰프 입력/출력, 탭 포트, 라인 끝)에서 신호 레벨을 정기적으로 측정하여 사양 내에 있는지 확인합니다. 불일치는 실패한 구성 요소, 전력 문제 또는 과도한 감쇠를 나타낼 수 있습니다.
육안 검사 : 외부 공장의 정기적 인 육안 검사를 수행하여 케이블 (컷, 꼬임, 다람쥐 씹기), 느슨하거나 부식 된 커넥터, 손상된 장비 하우징, 손상된 접지 및 선을 방해하는 과잉 식생에 대한 물리적 손상을 찾고 있습니다.
전원 공급 장치 검증 : 전원 공급 장치 전압 및 전류 추첨을 점검하여 한도 내에서 작동하고 과부하되지 않도록합니다. 중요한 구성 요소의 배터리 백업 기능을 확인하십시오.
활성 구성 요소 건강 검사 : 광 노드 및 앰프의 작동 온도를 모니터링하십시오. 과도한 열은 임박한 구성 요소 고장을 나타낼 수 있습니다. 전원 공급 장치 나 냉각 팬의 특이한 소음을 들어보십시오.
필터 및 이퀄라이저 검증 : 네트워크 설계와 일치하고 원하지 않는 신호를 억제하도록 필터 (예 : Ingress Filter, Diplex 필터) 및 이퀄라이저가 올바르게 설치되고 구성되어 있는지 확인하십시오.
문서 및 기록 보관 :

제작 된 도면 : 정확한 케이블 길이, 구성 요소 위치 및 전원 라우팅을 포함하여 실제 설치를 반영하는 정확한 "제작 된"도면을 유지합니다.
유지 보수 로그 : 날짜, 발견 된 문제, 결의안 및 장비를 대체하는 모든 유지 보수 활동의 자세한 로그를 유지하십시오. 이 과거 데이터는 반복되는 문제를 식별하고 구성 요소 수명을 예측하는 데 매우 중요합니다.
성능 기준 : 확립 된 기준선과 현재 네트워크 성능 지표 (예 : CNR, MER, BER, 업스트림 노이즈 플로어)를 지속적으로 업데이트하고 비교하여 분해를 신속하게 식별합니다.
재고 관리 :

예비 부품 : 공통 구성 요소 (예 : 광학 모듈, 앰프 모듈, 전원 공급 장치)에 대한 임계 예비 부품의 적절한 인벤토리를 유지하여 신속한 수리를 가능하게하고 서비스 다운 타임을 최소화합니다.
구성 요소 수명 추적 : 활성 부품의 작동 수명을 추적합니다. 노화 장비의 사전 교체는 여전히 기능적이더라도 광범위한 고장을 방지하고보다 신뢰할 수있는 네트워크를 보장 할 수 있습니다.
전문 설치 우선 순위를 정하고 엄격한 예방 유지 보수 일정을 구현함으로써 HFC 네트워크 운영자는 인프라 수명을 크게 연장하고 서비스 품질을 향상 시키며 비용이 많이 드는 반응 문제 해결 노력을 줄일 수 있습니다.