RED DE DISTRIBUCION










Está compuesta por una estructura tipo bus de coaxial que lleva las señales descendentes hasta la última derivación antes del hogar del abonado. En el caso de la red HFC normalmente la red de distribución contiene un máximo de 2 ó 3 amplificadores que se manejan con cable coaxial. 500 en redes nuevas porque anterior mente se trabajaban con cable coaxial R-G 11 o en el peor de los casos R-G 6 pero obviamente no se ofrecían los servicios que tenemos hoy en día y su calidad no tenía comparación.
Los servicios de banda ancha se trabajan aun 100 % de calidad y estas redes abarcan grupos de unas 500 viviendas.

NODO ÓPTICO





dispositivo conversor de medios que transforma la señal de luz transmitida a través de la fibra óptica en señal de RF, para ser enviada por el cable coaxial, es el corazón de una red hibrida , Puesto que es el que se comunica directamente con la cabecera además este pequeño receptor es el encargado de transmitir la señal a otros amplificadores que son los encargados de regenerarla para que llegue con buena potencia a los abonados (usuarios).

INTRODUCCIÓN



‍‍‍‍‍‍Las nuevas tecnologías en el área de las comunicaciones buscan la integración de sistemas que transporten todo tipo de información a través de un mismo medio, con amplios anchos de banda y altas velocidades, las tecnología que ofrece las redes HFC cumple con los requerimientos de los usuarios de las telecomunicaciones dando una buena opción tanto a los proveedores como a los usuarios de servicios de voz, video y datos.

Las redes HFC Híbridas entre fibra óptica y coaxial permiten integrar bajo un solo cable múltiples servicios cubriendo grandes áreas, bajo el concepto de bidireccionalidad y con la virtud de la fibra óptica por ser un medio de baja degradación y mínima atenuación de las señales transmitidas, entre los servicios que se pueden prestar a través de las redes HFC tenemos servicios de T.V por cable, Telefonía, Pay per view ( pago por ver), Internet Banda ancha, teleconferencias y Televisión interactiva, en la actualidad los servicios que mayor demanda tienen a través de estas redes son los de T.V por cable, Pay Per view y el Internet Banda ancha a través del Cable Modem.



Esta monografía presentara el funcionamiento de los servicios de T.V por Cable e Internet banda ancha a través de las redes HFC, con las topologías de la red, equipamientos, funcionamiento y requerimientos para la conservación de altos índices de calidad sobre dichos servicios.‍‍‍‍‍‍

HISTORIA DE LAS REDES HFC
‍‍

‍‍Tomado de información de documentos de EEPPM (Empresas públicas de Medellín) sobre el origen de la Televisión.La primera utilización del cable coaxial para el transporte de señales de T.V se presento en las montañas de Pennsylvania hacia fines del año 1940 dando origen al CATV (televisión por cable), en este tiempo conocida como televisión por antena comunitaria.
John Walson, propietario de una tienda en la pequeña ciudad de Mahanoy ( Pennsylvania ), vio la dificultad de vender televisores a los residentes del lugar ya que la recepción de la señal radiada era muy deficiente, debido a la ubicación del pueblo en un valle y a una distancia de 150 Kilómetros de la estación transmisora en Philadelphia , donde las montañas no permitían que la señal viajara hasta los habitantes de la ciudad, Walson tuvo la idea de poner una antena en una cima y llevar la señal hasta su tienda, a través de cable coaxial y de amplificadores construidos por el mismo empezó a distribuir la señal de la antena a los compradores de los Televisores de su tienda. Nace así la Televisión por cable en Junio de 1948.

Walson a principios de 1950 empezó a experimentar con sistemas de microondas para recepcionar señales de ciudades lejanas, otro de los grandes eventos sobre las redes de CATV fue el desarrollo de la TV paga, esta fue lanzada en Noviembre de 1972 cuando la empresa Service Electric ofrece Home Box office (HBO) en el sistema de cable de Wilkes- Barre, Pennsylvania. También fue HBO el primer servicio en utilizar la distribución vía satélite para su programación.‍‍

La oferta de canales empezó a crecer significativamente, lo que requirió aumentar el ancho de banda disponible en los sistemas de cable, la atenuación natural que presenta el cable coaxial, sobre todo en frecuencias altas, hace necesaria la presencia de largas cascadas de amplificadores electrónicos de radio frecuencia (RF), el ruido y la distorsión que aporta cada amplificador se acumulan a lo largo de la cascada de los mismos y origina el deterioro progresivo de la calidad de la señal, para resolver esta limitación se introdujo la tecnología óptica, cosa que fue factible en los años 90 cuando se dispuso de dispositivos ópticos con la adecuada linealidad. Este es el origen de las redes HFC. La introducción de tecnología óptica hizo posible topologías de red susceptibles de transportar señales bidireccionales a largas distancias. De este modo, las redes de cable pasaron de ser sistemas de pura distribución a convertirse en sistemas completos de telecomunicaciones, capaces de proporcionar servicios interactivos de voz y datos. A mediados de los 90, da comienzo una nueva etapa en la evolución de las redes de cable, por la introducción de la televisión digital. Con ello se consigue multiplicar el número de canales que pueden transportarse en el ancho de banda del sistema, proporcionando mayor calidad de imagen y sonido, así como nuevas facilidades de interactividad. La evolución sucesiva de las redes de CATV a redes HFC se presento de la siguiente forma:


* Cables coaxiales con menores pérdidas.
* Amplificadores de mayor potencia y gran ancho de banda con los controles de ganancia y pendiente.
* La introducción de la fibra óptica en redes de transporte.
* El abaratamiento de los equipos de la fibra.
* Aparición de amplificadores bidireccionales.
* El nacimiento de los módems de cable ( Cable Modems )

PARAMETROS SOBRE LA RED HFC

La sección de distribución de coaxial de la red HFC actúa como una gran antena que recoge las señales indeseadas del área que esta cubriendo dicha red, la gran mayoría del ruido que ingresa a las redes son incorporados por los abonados, convirtiendo la instalación en las viviendas y la acometida en edificios puntos críticos en la estructura de la red, el buen apantallamiento de la red evitara puntos de fugas que permiten el ingreso de señales indeseadas, el canal de retorno de las redes o también llamado canal de Upstream es el mas propenso a verse afectado por los ruidos del abonado, ya que por el efecto embudo donde todas las señales convergen en un solo punto el ruido recogido en la red afecta a los todos los usuarios que convergen en los puntos comunes.






El ruido procedente de transmisiones de radio, junto con ruido ambiental de radio frecuencia, es amplificado y transmitido junto con la señal digital útil. Cualquier señal que exista en el espectro de RF en la banda de 5 a 55MHz. es candidato a penetrar en la red, de allí la importancia de un excelente apantallamiento en la red; ejemplo de este tipo de ruido puedes ser emisoras internacionales de onda corta; emisoras de Banda Ciudadana (CB) y radioaficionados (HAM); señales provenientes de televisores mal apantallados; ruido de RF generado en ordenadores; interferencias eléctricas de tubos de neón, motores eléctricos, sistema de encendido de vehículos, secadores de pelo; interferencias generadas en líneas eléctricas; etc. En la grafica se puede ver el ruido producido por señales de banda estrecha en elespectro de retornoLa conservación de un bajo piso de ruido permitirá la obtención de altos niveles de SNR ( Relación señal ruido ) el cual dará la pauta de la modulación a utilizar para los datos de Upstream.


Microreflexiones.

Las Micro reflexiones se generan en las discontinuidades existentes a lo largo de la red de cable (conectores, empalmes, derivadores, amplificadores, e incluso imperfecciones o daños en el propio cable coaxial), que producen reflexiones de parte de la energía de la señal, debido pequeños errores de desadaptación de impedancias. El nivel de estas reflexiones viene determinado por la magnitud de las pérdidas de retorno en cada discontinuidad. Un par de discontinuidades con pérdidas de retorno bajas y separadas por una longitud de cable lo suficientemente grande pueden provocar la aparición de ecos con retardos y niveles suficientes como para interferir apreciablemente con la señal directa. Las formas de onda correspondientes a modulaciones del tipo BPSK y QPSK toleran estas Micro reflexiones a velocidades inferiores a 1 o 2 megasímbolos por segundo. Modulaciones más complejas como la modulación QAM son menos robustas y necesitarían ecualización.



Hum.

El hum es una modulación de amplitud producida cuando la corriente alterna se acopla a través de las fuentes de alimentación de los equipos en la envolvente de la señal. Afecta sobretodo a los sistemas con modulación QAM, que deben eliminar el hum; prácticamente no afecta a la modulación QPSK.



Distorsión de camino común.



Esto ocurre cuando se presenta un efecto diodo indeseado en el medio de transmisión de la señal producida por la unión de metales diferentes en la realización de conectores esto puede producir una corrosión galvánica, que crearía una fina capa de óxido entre ambos; esto constituye un diodo. Las señales descendentes que pasen a través de estos “diodos” producirán señales armónicas de segundo y tercer orden, que se propagarán por el canal ascendente.

EQUIPOS DE MEDICION DE HFC
Algunos instrumentos de reconocidos fabricantes proveen funciones de medición que permiten conocer todos los parámetros anteriores tanto análogos como digitales a través de un mismo equipo. Cabe la posibilidad, para algunos de ellos, de contar con distintos módulos de expansión o software para llevar a cabo funciones específicas. Entre otros equipos podemos nombrar al SDA-5000 de Acterna, el Avantron AT2000RQ, el Calan N1776A y el Hukk CR1200R de SunriseTelecom, el TVA2000Q de SwiresResearch, el DMA-122 y DMA-123 de Telsey y el 860DSP de Trilithic.

SDA 5000 de acterna

Este equipo permite realizar mediciones tanto para señales análogas como para digitales, a parte de realizar las medidas de potencia sobre cada una de las portadoras permite realizar mediciones de parámetros como C/N, CTB ,CSO y HUM especial para el uso en cabeceras ya que aparte de medir estos parámetros da la posibilidad de medir modulaciones de video y aural (diferencia de potencia entre la portadora de audio y la portadora de video) de los canales de T.V permitiendo así la verificación de la señal antes de ser enviada a la red; entre sus opciones cuenta con un analizador de espectros que permite observar las frecuencias de 5 Mhz a 860 Mhz.
Cuenta también con un modulo de mediciones digitales donde se pueden observar las constelaciones para modulaciones de 16 QAM, 64 QAM y 256 QAM, realiza mediciones del MER y BER sobre los canales digitales de Downstream.
Este equipo puede realizar opciones de Sweep para el balanceo en retorno en donde se conecta un equipo similar en la cabecera llamado SDA 5500 estos dos equipos realizaran una comunicación a través de la red HFC; este tipo de comunicación se usa para el balanceo de las redes en retorno.










vantron AT2000RQ
El AT2000RQ es un analizador de espectro de CATV trabaja a frecuencias de hasta 1 Ghz; permite realizar medidas sobre canales digitales; puede demodular y medir con precisión señales QAM 64 y 256. El demodulador digital (built in) hace posible medir Pre y Post Bit Error Rate (BER), Error de Modulación (MER) y Medición de Error Vectorial (EVM); permite realizar medidas de parámetros análogos C/N, CTB, CSO, HUMCalan N1776A



Combina las funciones de un analizador de espectros trabajando hasta frecuencias de 1.1.Ghz, con opciones de un analizador digital; realiza mediciones de C/N, CTB y CSO; mide parámetros digitales como el MER, BER y EVM; puede realizar Sweep por la compatibilidad con el Calan 3010, con el cual puede establecer comunicación a través de la red HFC, esto es usado para el balanceo del retorno.









TVA2000Q de Swires Research.

Analizador de espectros de 5 a 860 Mhz; mediciones análogas y digitales, visualización de constelaciones QAM, medición del MER y BER, mediciones sobre canales de 6 Mhz ó 8 Mhz; display a color.







5 860DSP de Trilithic.Similar a los equipo vistos anteriormente este permite realizar mediciones sobre canales tanto analógicos como digitales; muy usado en las cabeceras ya que permite realizar mediciones de CTB y CSO son necesidad de apagar portadoras; que es como se haría con cualquiera de los demás equipos; permite realizar mediciones de desviación FM, opción poco común en los equipos de medida y la cual es de gran ayuda para los operadores de cabecera; otra ventaja que tienen este equipo es la posibilidad de emular un Cable Modem o un PC, esto con el fin de realizar cualquier tipo de descarte sobre la red; desde él se pueden realizar ping a paginas web y conexión a algunos enlaces en Internet; realiza mediciones de PosBer, PreBer, MER y muestra constelaciones para 16 QAM, 64 QAM y 256 QAM; puede realizar comunicación con otro equipo similar conectado en la cabecera para efectos de balanceo de redes en retorno, además se puede usar como instrumento de monitoreo ya que se puede conectar a un punto de la red y a través de internet acceder a el para ver lecturas que realiza el equipo del punto de red a monitorear.

RECOMENDACIONES PARA CONSERVACION DE PARAMETROS EN LA RED HFC


Para cumplir con los valores de los parámetros que exige la FCC para el servicios de T.V analógica y DOCSIS para Datos ( Cable Modems ) sobre las redes HFC se recomienda:


- Usar elementos de excelente calidad en la construcción de la red, amplificadores y nodos con Figura de ruido para 54 Mhz de 6dB y para 860 Mhz de 6dB, CTB de 77dB, CSO de 73dB, XMOD de 73 dB, y Cables coaxiales de un 90% de apantallamiento.

- Puesta a tierra en todos los elementos activos de la red y en terminales de Red.


- Tener especial cuidado en las instalaciones de abonado, homologar cada una de ellas.

- Utilizar filtros pasa altas en aquellas instalaciones de abonado donde no se requiera retorno ( canal de Upstream ) .

- Realizar medidas periódicas de cabecera, puntos terminales de la red, y elementos activos que permitan realizar un mantenimiento predictivo, esto da la posibilidad de detectar fallas y realizar correcciones antes de que se genere degradación del servicio en el abonado.