PERIDIDAS DEL CABLE COAXIAL
El cable coaxial presenta perdidas, a través de la distancia recorrida realmente alta y sobre todo en las frecuencias altas, este hecho obliga a la inserción periódica de amplificadores y al uso de una técnica llamada ecualización. Mediante esta estrategia al iniciarse el recorrido de un tramo de cable, se envían la frecuencias mas altas con mayor nivel que las frecuencias bajas, así se compensa la perdida selectiva que introduce el cable.


a. Relación de pérdida en el cable

La relación de la atenuación en el cable, entre frecuencias diferentes es aproximadamente igual a la raíz cuadrada de la relación de las dos frecuencias.
Por ejemplo si se tiene en un tramo de cable coaxial una perdida de 20 dBmv a 400 Mhz, el valor aproximado de atenuación a 55 Mhz será de 7.42 dBmv, ya que:
Atenuación a 55 Mhz = 20*= 7.42 dBmv

b. Tilt
Tilt o pendiente en el lenguaje de las redes HFC es la diferencia de la señal en dBmv que hay entre las dos frecuencias extremas de la banda utilizada para la transmisión de datos, por ejemplo si se tiene una señal de 500 Mhz a 25 dBmv y en 55 Mhz una señal de 15 dBmv se dice que tenemos un tilt o pendiente positiva de 10 dBmv. La siguiente expresión relaciona el tilt con las dos frecuencias para encontrar las perdidas en los cables:
Perdida en el cable en dBmv = Tilt en dBmv / ( 1 - )
La utilización de la ecualización y el tipo de tilt o pendiente que este produce en la señal es de gran importancia durante el proceso de diseño y mantenimiento de una red de cable coaxial, ya que se debe conservar señales con pendientes positivas o planas evitando al máximo señales con pendientes negativas en donde las frecuencias bajas tengan potencias mayores a las altas ya que esto se vera reflejado en deficiencias en la señal de abonado.

c. Variación de la atenuación del cable según al temperatura
Las pérdidas en el cable coaxial cambian según la temperatura, debido a que la resistencia del cable coaxial aumenta conforme aumenta la temperatura. La siguiente formula muestra la relación temperatura resistencia:

R a X ºC = Rc a XºC [1 + 0.004 (t – 20)]
Donde:
R a X ºC = La resistencia que se quiere hallar a una temperatura X.
Rc a X ºC = La resistencia conocida a una temperatura X.
t = Temperatura a la cual se quiere conocer la resistencia del cable.

Ejemplo: Un cable tiene una resistencia a 20 ºC de 3 ohmios. Calcular la nueva resistencia del loop a 40ºC.
Resistencia a 40ºC = 3[1+ 0.004 ( 40-20)] = 3.24 ohmios

Para encontrar la variación de atenuación en relación con a la temperatura se puede usar la formula:
Atenuación a XºC = Atenuación conocida a XºC [1 + 0.002(t-20)]

Ejemplo: Un tramo cable pierde 20 dBmv a una temperatura de 20ºC que atenuación debe tener a 40ºC.
Atenuación a 40ºC = 20[1 + 0.002(40-20)] = 20.8 dBmv

Amplificacion y adecuacion de señales RF

la señal recibida del Rx es preamplificada y llevada a un splitter de distribución el cual divide la señal de forward a las diferentas salidas o ramales del nodo.
La señal enviada a cada ramal es amplificada y entregada a un filtro diplexor encargado de separar las señales entre 55 Mhz y 860 Mhz pertenecientes al canal de Downstream y las señales de 4 Mhz a 50 Mhz pertenecientes al canal de Upstream, el común del diplexor es llevado a uno de los puertos del nodo para que la señal en RF sea distribuida en la red de coaxial.
El filtro diplexor recibe la señal proveniente de los usuarios y entrega solo las frecuencias de 4 Mhz a 50 Mhz, la señal recibida por cada puerto es llevada a un splitter donde se combinan las señales provenientes de cada ramal del nodo y se amplifican para ser enviadas al Tx encargado transformar la señal eléctrica en óptica y enviarla a la cabecera.






AZUL ------------ Señales de Upstream


ROJO ------------ Señales de Donstream




Cada salida del puerto permite el Bloqueo de Voltaje AC para el esquema de de alimentación distribuida.


Amplificadores




Son elementos que dan un nivel de ganancia a la señal de entrada, generalmente la ganancia en los amplificadores de la red HFC es de 30 dBmv, su principal función es la de compensar la perdida provocada por los cable coaxiales, además de amplificar la señal estos equipos amplifican el piso de ruido y generan distorsiones como el CTB (Composite triple Beat ), CSO (Composite second order ) y otros tipos de distorsiones que degradan la señal RF, debido a esto es recomendable el uso de no mas de 5 amplificadores en cascada, que conserven parámetros de CTB mayores a 64 dB, CSO mayores a 67 dB y una Modulación cruzada mayor a 61 dB.

Tipos de Amplificadores



Amplificadores extensores de línea ( LE ):
Como su nombre lo indica están diseñados para llegar lo mas lejos posible con la señal, tienen una entrada y una sola salida; son bidireccionales internamente separa y acondiciona tanto la señal de Forward como la de retorno.




















El Bypass de entrada permite el ingreso de la señal AC para la alimentación de la fuente del equipo

La señal es recibida por un filtro diplexor para separar los canales de Down y de Up y posteriormente ser tratados en el modulo de forma independiente.





La señal de down es llevada a un pad de entrada, aquí se atenúa la señal para garantizar un nivel adecuado de entrada al amplificador, este nivel es especificado en la ficha técnica de cada equipo.


La etapa de ecualización de entrada permite llevar a la entrada del amplificador niveles iguales tanto en las frecuencias altas como las bajas, eliminando la pendiente negativa generada por la atenuación de los cables coaxiales.


La señal es llevada a la etapa de preamplificación.


El pad de salida permite atenuar la señal de salida a los niveles requeridos según el diseño previo de la red.


Algunos amplificadores cuentan con un modulo de AGC ( control automático de ganancia ) , este modulo compensa las atenuaciones ocasionadas por los cambios de temperatura, garantizando unos niveles estables a la entrada del modulo final de amplificación y así niveles estables a la salida del equipo.


La señal es llevada a la etapa de final de amplificación.


El filtro diplexor de salida separa la señal del canal de Up.


La señal de retorno es llevada al pad de entrada de retorno para garantizar la entrada adecuada a la etapa de amplificación.


Se amplifica la señal de retorno ( canal de Upstream )


La etapa de ecualización y atenuación de salida de retorno: realiza la atenuación y ecualización necesaria para tener niveles de salida de retorno especificadas en los diseños de la red HFC.


El Bypass de salida del amplificador permite llevar voltaje AC a amplificadores posteriores de la red.



Amplificadores troncales de distribución:
Este equipo permite distribuir la señal a diferentes ramales de la red, cuenta con una entrada y varias salidas, son equipo bidireccionales.





Se siguen las mismas etapas del extensor de línea, se adiciona un elemento que derive la señal a diferentes salidas para forward, y un pad para cada una de las salidas.
Para la señal de Up se adiciona un elemento combinador que une las señales de retorno de cada una de las salidas del amplificador.


Durante el diseño de la red HFC se debe tener los siguientes parámetros en cuenta para la correcta elección de los amplificadores a adquirir:



- Ancho de banda

- Nivel de entrada mínimo y máximo en dBmv

- Nivel de salida máxima en dBmv

- C/N : Relación señal Ruido en dB

- CTB en dB

- CSO en dB

- Figura de ruido en dB

- Ganancia en dB

- Rango de ganancia en dB

- Rango de pendiente en dB

- Fuente de alimentación : de 60 a 90 Vac

- Habilitación de camino de retorno.

SPLITERS
Es un dispositivo que divide la señal RF de la entrada en dos o mas señales de salida con el fin de encaminar señales a diferentes ubicaciones geográficas.Spliter de 1 via

Perdida de inserción : Perdidas entre entrada salida tanto para forward como para retorno.Spliter de 2 vias

Una entrada dos salidas; la perdida de un splitter dos vías generalmente es de 3.5 a 4 dBmv, queriendo decir que ante una entrada de 25 dBmv tendríamos dos salidas de 21.5 dBmv. Mediante la combinación de divisores de dos vías, se consigue divisores de tres y cuatro vías.
Spliter de 3 vias


Spliter de 4 vias

TABLA DE PERDIDAS DE LOS SPLITERS

ACOPLADORES

Este dispositivo se emplea cuando solo una fracción de la señal de entrada necesita ser dirigida en otro sentido, el valor del DC simboliza la cantidad de dBmv que se pierde por la salida de atenuada ( TAP ).









Entre mayor sea la potencia derivada (Salida acoplada) mayor será la potencia de inserción del acoplador, por consiguiente la salida pasante menor.

MULTITAP


Estos elementos extraen la señal del cable de distribución para llevarla, finalmente al usuario. Un multitap es una combinación de un acoplador direccional y un splitter, diseñados con el fin de lograr la menor perdida de inserción y ofrecer el numero de salidas y la atenuación requeridas por el diseño; los multitaps pueden ser de 2, 4, o 8 taps ( usuario por tap).



Entre mayor sea el valor de potencia de salida en cada uno de los taps mayor será la perdida de inserción.