Tecniche avanzate di demodulazione e codifica per upstream HFC

Introduzione 
 
ii
delle reti di accesso a larga banda, delle quali la tecnologia HFC costituisce una 
possibile realizzazione. Vengono analizzati i componenti di rete e le loro funzioni, e 
trattati i principali aspetti progettuali e le problematiche connesse all’utilizzo di questo 
tipo di  architettura. 
Nel secondo capitolo sono illustrate nel dettaglio le sezioni dello standard IEEE 802.14 
che interessano la realizzazione di un modello esauriente per la trasmissione sul canale 
di ritorno. Per completezza vengono anche riportate informazioni sui principali standard 
alternativi attualmente disponibili.  
Il terzo capitolo si occupa inizialmente dell’analisi delle diverse sorgenti di rumore 
interne ed esterne alla rete, con riferimento ai loro effetti sia qualitativi sia quantitativi 
sul flusso upstream. Viene quindi proposto un modello, basato su un’architettura di rete 
semplificata, in cui si tiene conto, con diversi gradi di approssimazione, di tali tipologie 
di rumore. La modellizzazione presentata completa lo studio del canale trasmissivo ed è 
il risultato dell’analisi di informazioni disponibili in letteratura integrate con dati e 
risultati sperimentali. 
Il quarto capitolo è dedicato alle soluzioni atte a contrastare l’Ingress noise. Dopo aver 
esposto la struttura del ricevitore DQPSK base, si quantificano gli effetti dell’Ingress 
noise sulle prestazioni del sistema, quindi si analizzano e su base teorica due differenti 
architetture studiate per modificare il ricevitore e migliorare la qualità della 
trasmissione. 
Nel quinto capitolo viene valutata l’influenza dell’Impulsive noise sulle prestazioni del 
sistema, anche in relazione all’architettura adottata nei confronti dell’Ingress noise. Si 
valutano inoltre le potenzialità correttive della codifica Reed-Solomon prevista dagli 
standard, in relazione alle caratteristiche del modello di rumore proposto. 
Il sesto capitolo racchiude i risultati più significativi delle simulazioni svolte per 
verificare e confrontare la validità delle soluzioni proposte per ridurre l’influenza nei 
confronti dei disturbi presenti nel canale. Sono riportati anche i risultati attesi in base 
alle considerazioni teoriche svolte circa l’applicazione del codice Reed-Solomon. 
Introduzione 
 
iii
Nelle considerazioni conclusive sul lavoro svolto vengono infine formulate previsioni 
circa i possibili sviluppi cui il tema lascia ancora spazio. 
La rete HFC 
 
1
Capitolo 1  
La rete HFC 
In questo capitolo viene inizialmente fornita una panoramica delle attuali reti di 
accesso a larga banda; successivamente si introducono i concetti fondamentali della 
tecnologia HFC. Vengono descritti in dettaglio l’architettura di rete, gli elementi 
specifici, alcuni aspetti progettuali di rilievo e infine le principali problematiche legate a 
questa tipologia di rete. 
1.1 Reti di accesso a larga banda 
Negli ultimi anni è notevolmente cresciuto l’interesse per i servizi a larga banda, sia da 
parte del settore residenziale che di quello commerciale. La diffusione di Internet ad 
esempio ha consentito agli utenti il potenziale accesso ad una grande quantità di dati. La 
natura di questi servizi è evoluta sempre più nella direzione della multimedialità e 
dell’interattività fra utente e server remoto, scontrandosi con le limitate capacità 
trasmissive delle reti di accesso realizzate mediante doppino telefonico, originariamente 
progettate per la trasmissione di segnali analogici a bassa frequenza. In questo scenario si 
stanno affacciando nuove applicazioni di notevole interesse, come fast Internet, Video on 
Demand, Pay per View, accesso remoto a LAN, video giochi interattivi e Home 
Shopping, che aumentano ulteriormente la necessità di interattività e di elevati bit rate. 
Questi requisiti evidenziano come l’attuale rete di accesso in rame tra utente e centrale 
di commutazione, insieme all’uso di modem analogici, sia insufficiente per supportare 
tali servizi. 
Le reti di trasporto sono già in grado di sopportare un traffico a banda larga, mentre il 
collo di bottiglia del sistema è costituito proprio dalle reti di accesso, realizzate mediante 
il doppino telefonico. Su questa infrastruttura vengono attualmente diffusi i servizi di 
telefonia analogica e ISDN, che occupano rispettivamente la banda tra 0÷ 4 kHz e tra 
0÷ 80 kHz. A partire dagli anni Ottanta, nel tentativo di soddisfare la crescente esigenza di 
La rete HFC 
 
2
banda, sono stati sviluppati modem analogici in grado di offrire bit rate sempre maggiori, 
fino agli attuali 56 kb/s dei modem che fanno riferimento allo standard ITU V.90, ma tale 
valore è lontano dalla necessaria capacità trasmissiva richiesta dai servizi a banda larga 
ed il margine di miglioramento per questo tipo di dispositivi è ormai ridotto. Anche la 
tecnologia ISDN risulta inadeguata per consentire la diffusione dei servizi prima citati, 
così gli operatori di questo settore, che considerano le reti di accesso un campo strategico 
nel breve periodo, si stanno orientando verso altre soluzioni. 
Nasce dunque l’esigenza da una parte di studiare nuove tecnologie che consentano un 
miglior sfruttamento dell’infrastruttura telefonica, dall’altra di utilizzare soluzioni 
alternative che garantiscano un alto fattore di penetrazione nel territorio e un’ampia 
banda di trasmissione. Queste condizioni sono necessarie rispettivamente per raggiungere 
un elevato numero di utenti ed offrire servizi a banda larga [1][2][3]. 
Una possibile soluzione consiste nel cablaggio della fibra ottica all’interno della rete 
di accesso, dato che questo mezzo di trasmissione consentirebbe di avere a disposizione 
una banda notevolmente maggiore. Tuttavia, lo scenario con la fibra ottica cablata per 
raggiungere ogni abitazione non è di immediata realizzazione a causa dei grossi 
investimenti cui le compagnie telefoniche dovrebbero far fronte per rimpiazzare tutte le 
linee in rame. Per il momento la fibra ottica resta il mezzo trasmissivo preferito per il 
collegamento tra le centrali, quindi la sua installazione è stata limitata nella maggior parte 
dei casi alla rete di trasporto. 
Uno sfruttamento migliore dell’attuale rete telefonica è possibile utilizzando modem 
digitali a banda larga, come previsto dalle tecnologie Digital Subscriber Line (DSL), che 
si appoggiano sul doppino telefonico già installato.  
Si sono però sviluppate negli ultimi anni una serie di soluzioni alternative per risolvere 
il problema dell’accesso, ognuna delle quali cerca di sfruttare le infrastrutture già 
esistenti, in modo da limitare gli investimenti iniziali richiesti per l’offerta dei servizi a 
larga banda. 
Le tecnologie utilizzabili in questa direzione sono le Wireless Local Loop (WLL), che 
si basano sulla trasmissione radio di tipo cellulare, le Digital Power Line (DPL), che 
consentono la trasmissione di dati sulle linee elettriche di potenza, e le Hybrid Fiber 
Coaxial (HFC), che utilizzano le reti in cavo coassiale già installate per la diffusione 
La rete HFC 
 
3
della TV via cavo. 
1.1.1 Digital Subscriber Line 
La transizione che permetterà di passare, all’interno della rete di accesso, dal doppino 
telefonico alla fibra ottica sarà verosimilmente graduale ed avverrà per passi intermedi. 
All’interno di questa prospettiva di lungo periodo si collocano altre strategie a medio 
termine, che si propongono di trarre il maggior vantaggio possibile dall’infrastruttura 
attualmente in uso e che richiedono alle compagnie telefoniche investimenti contenuti. 
Un primo passo in questa direzione è rappresentato dalle nuove tecnologie digitali Digital 
Subscriber Line, che consentono la gestione sia del traffico dati (di natura simmetrica e 
asimmetrica), sia del traffico vocale, con valori di bit rate dell’ordine di alcuni megabit al 
secondo nella maggior parte dei casi. 
Questa famiglia di tecnologie si trova in uno stadio avanzato di sviluppo e 
standardizzazione e ha già dimostrato in numerose prove sperimentali di poter offrire 
buone prestazioni. Essa si basa sull’utilizzo della rete telefonica già installata e ne 
consente un miglior sfruttamento grazie all’adozione di modem digitali a banda larga, che 
rappresentano una tecnologia di punta nel campo delle trasmissioni [4].  
La strumentazione necessaria per realizzare un singolo collegamento di questo tipo 
consiste di due modem da collocare ai capi della linea, uno presso l’utente e l’altro 
all’interno della centrale telefonica. In tal modo l’operatore dovrà predisporre in ogni 
centrale una cortina di modem DSL per ricevere i dati da tutti gli utenti serviti e dovrà 
installare anche un router per l’instradamento dei dati sulla rete di trasporto, facendo 
complessivamente fronte ad un investimento sensibilmente inferiore rispetto a quello da 
affrontare sostituendo tutte le linee in rame. 
In tal modo gli operatori potranno prima di tutto beneficiare a livello tecnologico della 
separazione in centrale del flusso dati da quello voce, attualmente gestiti entrambi dai 
commutatori della voce; a livello economico si avvantaggeranno dell’ingresso in un 
mercato che si annuncia essere molto redditizio ed in continua ascesa, trovandosi a 
competere con i gestori delle reti in cavo coassiale, che offrono il servizio di televisione 
via cavo. Questi ultimi, d’altra parte, sono interessati a far evolvere le loro reti per offrire 
La rete HFC 
 
4
anche servizi di telefonia, in modo tale da non subire l’egemonia delle compagnie 
telefoniche e da poter competere con esse a tutto campo. 
Secondariamente, poiché il traffico dati non viene supportato dalla tradizionale rete 
telefonica, ma dalla rete dati, viene alleviato l’intasamento degli interruttori di centrale 
legato alla crescita esponenziale che Internet ha visto a partire dal 1995. 
Infine le compagnie telefoniche, mediante questo tipo di rivalutazione, preparano la 
strada all’inserimento graduale della fibra ottica nella rete di accesso: fra le tecnologie 
DSL esiste la VDSL, proposta per lavorare con un’infrastruttura mista, in cui il 
collegamento fra centrale e utente avviene per mezzo di un primo tratto in fibra e di un 
secondo tratto in doppino telefonico. Tale tecnologia consente prestazioni molto elevate 
in termini di bit rate, dato che è in grado di offrire un collegamento downstream fino a  
52 Mb/s, valore che supera di circa un odine di grandezza quelli messi a disposizione 
dalle altre DSL. 
Per quanto riguarda gli utenti, essi potranno avvantaggiarsi di un canale di 
comunicazione ad alta velocità, che consentirà loro di ricevere servizi multimediali ed 
interattivi.  
Con una spesa iniziale per il modem DSL ed un abbonamento ad un fornitore di 
servizi, l’utente sarà in grado di ricevere a casa propria molti servizi multimediali e 
interattivi. Poiché ogni utente ha una linea dedicata che lo collega direttamente alla 
centrale, dove per ogni utente è presente un modem, non servono procedure di dialing per 
instaurare una sessione, in quanto il collegamento è sempre libero. In questo caso non c’è 
la possibilità di trovare la linea occupata, come può accadere per i modem analogici 
quando eseguono la chiamata al fornitore di servizi e in tal senso i collegamenti DSL 
sono virtualmente sempre attivi. 
La tecnologia DSL presenta tuttavia anche qualche limitazione realizzativa. Lo 
sfruttamento dell’attuale rete in rame incontra problematiche relative alla qualità delle 
linee installate ed alla loro diversa lunghezza. Questa disomogeneità non consente ad 
alcuni collegamenti di poter trasmettere l’informazione a bit rate elevati, quindi di offrire 
agli utenti che si appoggiano su queste linee tutti i servizi a banda larga. La risposta delle 
tecnologie DSL a queste limitazioni consiste nell’adozione di modem in grado di valutare 
la qualità della linea, così da utilizzare il valore massimo di bit rate che ogni particolare 
La rete HFC 
 
5
collegamento è in grado di offrire.  
1.1.2 Wireless Local Loop 
Un’altra possibilità per l’accesso a larga banda è quella offerta dalla trasmissione dati 
via etere, realizzata dalle tecnologie note come Wireless Local Loop. Tradizionalmente, 
la parte della rete più laboriosa da costruire e con maggiori costi di manutenzione è quella 
relativa all’accesso. La portata degli investimenti e le spese di ingegnerizzazione richieste 
per costruire e mantenere una rete basata su un supporto di trasmissione in rame hanno 
creato un’elevata barriera all’ingresso per gli operatori ed hanno reso possibile elevati 
tassi di penetrazione del servizio basilare di telefonia solo in paesi industrializzati [5][6]. 
Con l’accesso wireless non serve un’infrastruttura cablata, ma una serie di apparati di 
trasmissione e ricezione ad alte prestazioni, pur dal costo non trascurabile se si ragiona su 
aree di servizio molto estese. Questa soluzione è un’applicazione della tecnologia di 
trasmissione radio e dei sistemi di comunicazione personale di tipo cellulare, che negli 
ultimi anni hanno vissuto una forte crescita di mercato.  
La caratteristica peculiare dell’accesso wireless è l’utilizzo di un sistema ad accesso 
multiplo che utilizzi la trasmissione via radio piuttosto che quella per mezzo di cavi 
(doppino, coassiale, fibra), indipendentemente dal tipo di trasmissione usata nella rete di 
trasporto. 
Delle tecnologie wireless a banda larga fanno parte: Local Multipoint Distribution 
Service (LMDS)
1
, Multichannel Multipoint Distribution Service (MMDS) e Microwave 
Video Distribution System (MVDS); esse si propongono come alternativa per la fornitura 
dei servizi a banda larga all’interno della rete di accesso e condividono la stessa 
architettura di sistema, la suddivisione del territorio in celle e la tecnologia delle onde 
radio millimetriche. 
Servizi che una volta si pensava potessero essere offerti solo con un’infrastruttura in 
fibra ottica, possono invece essere forniti anche in mercati dove l’installazione della fibra 
è improbabile per molto tempo. Fino ad oggi l’unica tecnologia che permettesse un 
accesso wireless a banda larga era la trasmissione radio con microonde punto-punto, nella 
                                                 
1
 Nota nell’area canadese come Local Multipoint Communication System (LMCS). 
La rete HFC 
 
6
quale una coppia trasmettitore/ricevitore dedicata collega la stazione base di un operatore 
all’edificio utente.  
Le reti wireless fisse punto-punto sono state diffuse proprio per offrire collegamenti 
dedicati ad alta velocità fra i nodi di una rete ad alta densità di traffico. Era una 
convinzione diffusa che la trasmissione con microonde potesse essere utilizzata solo per 
questo genere di collegamento, tuttavia recenti sviluppi nella tecnologia punto-multipunto 
hanno consentito di fornire un metodo per offrire servizi digitali bidirezionali ad elevata 
capacità che comprendono voce, dati e video. 
Ciò è importante in quanto comunicazioni di questo tipo consentono di utilizzare 
un’unica stazione base ad elevata capacità per raggiungere contemporaneamente molti 
utenti, in modo da ridurre il numero di trasmettitori, modem ed altri dispositivi utilizzati 
per la realizzazione della rete. 
Le tecnologie WLL sono nate per offrire principalmente la diffusione di canali 
televisivi, ma nel corso del tempo si sono evolute verso sistemi digitali a banda larga per 
l’offerta di servizi interattivi. Tale metamorfosi è ancora in corso, spinta soprattutto dalla 
necessità di offrire gli stessi servizi del sistema satellitare Direct Broadcast Satellite 
(DBS), ma con l’obiettivo di estenderli nella direzione dell’interattività. 
Un evidente vantaggio comune alle WLL è la scalabilità dell’investimento e la facilità 
di approntamento della rete, fase che comporta un’impegno economico iniziale contenuto 
e tempi brevi di realizzazione, cioè un minore tempo di immissione sul mercato che 
costituisce un incentivo per gli investitori. 
La tendenza del mercato nelle comunicazioni voce e video nel lungo termine sembra 
alla trasmissione su reti wireless per la voce e i dati a banda stretta e sull’infrastruttura 
cablata (principalmente in fibra ottica) per i dati a banda larga, stravolgendo quella che è 
stata l’evoluzione dei servizi fino ad ora, in cui la larga diffusione di segnali televisivi 
avviene via radio e la telefonia su reti cablate. 
L’ingresso nel mercato dei sistemi wireless a larga banda infine contribuisce a 
modificare la concezione che i servizi di telecomunicazione e di larga diffusione debbano 
essere ottenuti da gestori di servizi distinti o comunque da reti diverse. Infatti, questa 
tecnologia contribuisce a rendere più sfumate la demarcazione tra i vari servizi ed i 
relativi operatori, offrendo un piano di convergenza per le tecnologie di 
La rete HFC 
 
7
telecomunicazione e di larga diffusione. 
1.1.3 Digital Power Line 
Il costo per realizzare una nuova infrastruttura è molto elevato e non trova 
praticamente alcun operatore disposto a farlo. Da un lato infatti l’installazione della fibra 
ottica portata fino all’utente finale (il mezzo trasmissivo migliore per una nuova 
infrastruttura cablata), mette a disposizione una banda di gran lunga superiore a quella 
attualmente necessaria per l’offerta di qualunque tipo di servizio; dall’altro lato gli 
operatori si troverebbero ad investire grosse somme senza alcuna garanzia relativamente 
alla penetrazione che i servizi avrebbero nel mercato. 
Nell’ottica di sfruttare reti già presenti sul territorio, a partire dal 1991 si è cominciato 
a pensare per la trasmissione dati all’utilizzo delle reti elettriche di potenza, che 
provvedono alla distribuzione dell’energia elettrica in tutti gli edifici. La nuova 
tecnologia che sfrutta questa infrastruttura è nota come Digital Power Line. 
Per questo tipo di applicazioni è necessario l’impiego di dispositivi di adattamento, 
poiché la rete di distribuzione dell’energia elettrica non direttamente utilizzabile per la 
trasmissione dati, richiedendo un processo di ‘condizionamento’. Questo significa che 
devono essere installate apparecchiature sia presso l’utente sia nella stazione da cui si 
dirama la rete di accesso.  
Tuttavia il vantaggio è notevole in quanto la rete per la distribuzione dell’energia 
elettrica gode di un alto tasso di penetrazione nel territorio (ogni edificio ha bisogno di 
alimentare svariate apparecchiature elettriche) e quindi l’infrastruttura già in campo 
permette di raggiungere un numero elevatissimo di possibili utenti senza la posa di nuovi 
cavi. 
Sono già state eseguite delle prove sperimentali che hanno dimostrato l’efficacia di 
questa soluzione, ma la ricerca è volta ad ottenere prestazioni migliori; il problema 
fondamentale a livello tecnico consiste nel rumore sulle linee elettriche provocato da tutti 
gli apparecchi collegati alla rete per la loro alimentazione. Poiché la frequenza dei segnali 
elettrici di potenza tipicamente è di 50/60 Hz, i dati vengono trasmessi sullo stesso canale 
a frequenze che si situano nell’intervallo 500÷600 MHz, così da minimizzare 
La rete HFC 
 
8
l’interferenza mutua. 
I sistemi commerciali attualmente disponibili in questo settore sono in grado di offrire 
bit rate a partire da 32 kb/s, con multipli di questo valore fino al valore massimo di 1 
Mb/s. Tali velocità di trasmissione sono molto stabili, esenti da interferenze ed utilizzano 
una banda di trasmissione tra 6÷ 10 MHz per gli utenti più lontani dalla stazione di 
trasformazione e 20 MHz per quelli più vicini. Un aspetto rilevante è dato dalla 
possibilità di avere una connessione permanente, quindi non è richiesto alcun dial-up nè 
esiste l’eventualità di trovare la linea occupata. 
Essendo inoltre questa tecnologia ancora piuttosto giovane, probabilmente nel 
prossimo futuro si riuscirà a migliorarne le prestazioni ricorrendo a tecniche di 
modulazione più efficienti, utilizzando una banda più estesa, adottando schemi di 
codifica più efficienti e ottimizzando i protocolli per la condivisione del canale. Si osservi 
infatti che la struttura della rete elettrica di potenza è del tipo tree-and-branch, come 
quella della rete CATV/HFC, per cui il canale viene condiviso da più utenti e non esiste 
un percorso fisico riservato al singolo utente, come accade invece nella rete telefonica 
analogica e digitale. 
Si può in ogni caso intravedere la possibilità per le compagnie elettriche di 
diversificare la loro offerta di servizi ed entrare nel mercato delle telecomunicazioni. La 
realizzazione di un local loop alternativo a quello tradizionalmente messo a disposizione 
dalla rete telefonica consentirà la trasmissione di servizi a larga banda senza nuove 
operazioni di ingegnerizzazione [7][8][9]. 
1.1.4 Hybrid Fiber Coaxial  
Fra le tecnologie per la realizzazione di reti di accesso a banda larga la Hybrid Fiber 
Coaxial assume un ruolo importante, poiché si pone come evoluzione della rete per la 
diffusione del servizio di televisione via cavo (CATV), un’infrastruttura già largamente 
diffusa in alcuni paesi come mostrato in tabella 1.1.  
Da anni la televisione via cavo viene utilizzata per la trasmissione di segnali video in 
formato analogico ed ultimamente si è pensato ad una sua evoluzione verso 
un’architettura  mista fatta da tratti in fibra  ottica e tratti in cavo coassiale [10]. La nuova  
La rete HFC 
 
9
Numero di utenti in: 
Nord America 73 milioni 
Sud America 13 milioni 
Europa Occidentale 43 milioni 
Europa Orientale 9 milioni 
Asia 19 milioni
Totale 157 milioni 
Infrastruttura in USA: 
Ricavi (in $) 25 miliardi 
Estensione (in km) 2 milioni 
N° utenti per km 30 
Dati relativi al 1996. 
Tabella 1.1 - Alcuni dati relativi all’utenza e all’infrastruttura CATV. 
tecnologia prende il nome di HFC e si pone l’obiettivo di evolvere verso un sistema di 
tipo digitale in grado di ampliare l’offerta di canali televisivi e rendere possibili nuove 
applicazioni, estendendo la gamma di servizi disponibili fino a comprendere Video on 
Demand, fonia e trasmissione dati full-duplex.  
Sebbene infatti i sistemi in cavo coassiale abbiano migliorato notevolmente la 
ricezione del segnale televisivo in certe aree e l’offerta in termini di programmazione, 
tale infrastruttura risulta insufficiente nel momento in cui si voglia offrire un accesso a 
banda larga. 
Il limite primario consiste nella capacità di canale, che permette la diffusione di circa 
40 canali. Dato che i sistemi DBS possono offrirne circa il doppio la CATV non risulta 
competitiva. Un altro limite è quello relativo alla qualità del segnale, che non permette il 
collegamento di un grande numero di utenti, poiché quelli che si trovano molto lontani 
dalla sorgente (Head-End) ricevono un segnale degradato a causa dell’elevato numero di 
amplificatori attraverso i quali è dovuto passare. 
Da queste limitazioni è nata l’idea di sostituire i tronchi di coassiale con collegamenti 
in fibra ottica; ciò è stato reso possibile dalla disponibilità di sorgenti ottiche lineari e 
sistemi in fibra ottica analogici, per mantenere la compatibilità con l’infrastruttura 
esistente, che utilizza cavi metallici in modalità analogica. 
La tecnologia HFC utilizza dunque un’architettura che integra fibra ottica e cavo 
La rete HFC 
 
10
coassiale, sostituendo la tradizionale architettura tree-&-branch, intesa come lunga 
catena di utenti connessi, con un sistema formato da più cluster di dimensioni ridotte, 
collegati direttamente all’Head-End. A questo proposito un grande vantaggio delle reti 
HFC è quello di ridurre drasticamente i dispositivi attivi tra l’Head-End e l’utente rispetto 
alla CATV, aumentando l’affidabilità (fino al 99.99% richiesto da un servizio telefonico) 
e la qualità del servizio per due motivi: ci sono meno componenti, quindi una probabilità 
inferiore di guasti, e in caso di malfunzionamento, meno utenti risultano danneggiati [10]. 
La notevole ampiezza di banda a disposizione è comunque il principale miglioramento 
di questa tecnologia rispetto alla rete della CATV: complessivamente circa 750 MHz, 
estendibili fino a 1 GHz in relazione alle zone geografiche ed alle esigenze televisive; ciò 
consente anche di realizzare un canale di ritorno ad elevata capacità per l’impiego di 
servizi interattivi, sia di carattere dedicato che di larga diffusione, come ad esempio: 
- Video-on-demand, pay-per-view; 
- servizi di telefonia POTS
2
, cordless DECT,  trasferimento dati a bassa velocità, fax; 
- servizi di trasferimento dati ad alta velocità asimmetrici come Fast Internet, E-mail, 
servizi informativi online, video navigator; 
- videotelefonia, videoconferenza, multimedia, insegnamento a distanza, lavoro a 
distanza, telemedicina, videgiochi interattivi. 
La disponibilità di nuove risorse, insieme alla flessibilità e alla facile estendibilità, 
permette ai gestori di televisione via cavo di ampliare la quantità e la qualità dei servizi 
offerti e di avvicinarsi ad un’architettura di tipo full-service con un impatto minimo sulla 
rete già presente, così da difendersi da tecnologie concorrenti, quali DBS, e affacciarsi su 
mercati tradizionalmente occupati dalle compagnie di telecomunicazioni. 
Per quanto riguarda infine i vantaggi a livello tecnico, la modalità “always on” del 
servizio non richiede un processo d’inizializzazione della chiamata, riducendo quindi i 
dati per la segnalazione e rendendo più flessibile l’interazione con l’utente; inoltre è 
sufficiente l’utilizzo di un numero di porte ridotto dal lato del gestore di servizi, grazie 
alla struttura ramificata dell’architettura che permette di gestire migliaia di utenti su un 
                                                 
2
 POTS (Plane Old Telephone Service):  tradizionale rete telefonica per la trasmissione di segnali vocali 
limitati a 4 kHz. La codifica PCM (Pulse Code Modulation) del segnale permette l’utilizzo della tecnologia 
digitale e utilizza 64 kb/s per ciascun canale. 
La rete HFC 
 
11
unico mezzo condiviso. 
1.2 Architettura di rete 
L’architettura delle reti HFC è di tipo Fiber To The Neighborhood (FTTN) poiché 
utilizza la trasmissione in fibra solo fino al cluster d’utenti associato a ciascun Fiber 
Node, dove il segnale viene trasformato da ottico in elettrico; diversamente nelle 
architetture FTTC (Curb), FTTH (Home), FTTD (Desktop) la trasmissione in fibra ottica 
si avvicina progressivamente all’utente prima della riconversione del segnale, con 
conseguente realizzazione più onerosa. 
La figura 1.1 mostra la caratteristica topologia di rete HFC, nella quale si possono 
distinguere i seguenti elementi d’interesse: 
• =: 
· Head-End (HE): riceve e raccoglie da sorgenti esterne (videoserver, segnali 
televisivi, Internet...) il contenuto informativo dei vari servizi instradandolo verso i 
Figura 1.1 - Architettura di una rete HFC. 
 
Head-end
FN 
Fibra otticaTap
Cavo coassialeAmplificatore 
Splitter 
FN 
OLT
OLT
NIU
NIU 
NIU 
NIU 
NIU
NIU