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Andres Felipe Hernández

FUNDAMENTOS DE LAS REDES HFC PROGRAMA • QUE ES UNA RED HFC • COMPONENTES DE LAS REDES HFC • TIPOS DE REDES HFC • ELEMENTOS DE UNA RED HFC • ELEMENTOS ACTIVOS • ELEMENTOS PASIVOS • TIPOS DE CABLES • TOPOLOGÍAS DE RED

QUE ES UNA RED HFC • HYBRID FIBER COAXIAL (HFC), HÍBRIDO DE FIBRA-COAXIAL • EN TELECOMUNICACIONES, ES UN TÉRMINO QUE DEFINE UNA RED DE FIBRA ÓPTICA QUE INCORPORA TANTO FIBRA ÓPTICA COMO CABLE COAXIAL PARA CREAR UNA RED DE BANDA ANCHA.

≪ Telecomunicación: Toda transmisión, emisión o recepción de signos, señales, escritos, imágenes, sonidos o informaciones de cualquier naturaleza por hilo, radioelectricidad, medios ópticos u otros sistemas electromagnéticos. ≫

Esta tecnología permite el acceso a Internet de banda ancha utilizando las redes CATV. Se puede dividir la topología en dos partes. La primera consiste en conectar al abonado por medio de cable coaxial a un nodo zonal y posteriormente interconectar los nodos zonales con fibra óptica.

Además de brindar el servicio de televisión por cable anexaron transportar por el mismo medio la señal de internet de banda ancha.

La fibra óptica proporciona la ventaja de cubrir distancias razonablemente largas con un mínimo de amplificación y regeneración de la señal. La fibra óptica termina en un dispositivo de la red llamado puerta de enlace (gateway)

El cable coaxial proporciona una capacidad de ancho de banda considerable, mientras que también permite que la señal se extraiga y se inserte con una mínima interferencia a cualquier cliente o equipo. Las limitaciones de este sistema son que a veces la señal necesita ser amplificada y además es susceptible a interferencias externas.

SERVICIOS SOPORTADOS • • • • • • • • • • •

DISTRIBUCIÓN ANALÓGICA DE TV TERRESTRE Y DE SATÉLITE ANALÓGICA Y DIGITAL DISTRIBUCIÓN DE CANALES DE RADIO FM

TELEFONÍA INTEGRADA SERVICIOS DE PAGO POR VISIÓN (PPV) Y VIDEO BAJO DEMANDA ( VIDEO ON DEMAND, VOD) ACCESO A INTERNET SERVICIOS Y VIDEOJUEGOS INTERACTIVOS

ACCESO A BASES DE DATOS VIDEOTELEFONÍA COMERCIO ELECTRÓNICO, TELE ADMINISTRACIÓN, TELEMEDICINA, … ACCESO A INTERNET A TRAVÉS , DEL TV, PORTALES TV, ANUNCIOS INTERACTIVOS, ...

DISTRIBUCIÓN DE CANALES DE VIDEO Y AUDIO KBPS

COMPONENTES DE LAS REDES HFC (HÍBRIDA FIBRA ÓPTICA - COAXIAL) Fuente Poder

test audio deviation 25 30

-20 dB rf

50 kHz

0 40

unlock ref off

video modulation 87.5 96 %

sound carrier

GI MTS ENCODER

MVP II

test -20 dB rf

channel 0

audio deviation 20 25 30

50 kHz

video modulation 0 40 80 87.5 96 %

unlock ref off

sound carrier

aux if

level

MVP II

unlock ref off 96 %

level

video b prgm if

level

RED TRONCAL

RED DE DISTRIBUCION

Headend O Cabecera

Red de Alimentación Flujo de Información

Servicios al cliente

CABECERA O HEADEND Recepción de las señales Procesamiento de Señal

Múltiplexación/ Transmisión Óptica

CABECERA O HEADEND (PROCESAMIENTO DE SEÑALES) • Es el origen de las señales que se transmiten a través de la red. Contiene los equipamientos y sistemas que permiten a los operadores prestar de manera integrada todos los servicios. • Es el centro donde se gobierna todo el sistema, donde se recopila todos los canales de televisión a difundir por la red. Además es donde se establecen todas las interconexiones, con otras redes de transporte fijas o móviles, así como los servidores de acceso a los diferentes servicios, y el servicio telefónico.

COMPONENTES DEL HEADEND • • •

RECEPCIÓN DE SEÑALES SATELITALES

RECEPCIÓN DE SEÑALES DE ENLACE PROCESADOR DE SEÑALES/CONTROL Y MONITOREO DE RED

• • • • • • • • •

MODULADORES Y DE MODULADORES PROCESADORES

MODULADORES DE AUDIO CODIFICADOR DE AUDIO CODIFICADOR DE DATOS CONTROLADOR DE DIRECCIONES

SISTEMA DE SOPORTE OPERACIONAL MONITOREO DE ESTADO

TRASMISIÓN ÓPTICA

HUB - SDS • HUB (CONCENTRADOR) Se llama Hub al lugar donde se encuentran los dispositivos tecnológicos que tienen la capacidad de centralizar las función de una red con el propósito de ampliarla hacia otros puertos utilizando la misma señal que es repetida y emitida suavemente, estos están asociados a las redes de televisión

• SDS (SALÓN DE DISTRIBUCIÓN DE SERVICIOS) Tiene como función recolectar las señales bidireccionales de los diferentes nodos y centrar las señales de Internet y Telefonía en los, Reuters, CMTS y Softswitch, para ser transmitidas al sistema de transporte en Fibra Óptica.

COMPONENTES DE LA RED TRONCAL Red Óptica • Cable de Fibra Óptica • Receptor Óptico (Foto Detector) • Láser Transmisor de Retorno

TRANSPORTE DE SEÑAL

TRANSPORTE O TRONCAL

HE Hub Primario

Transporte Global de Datos Banda Base 1550 nm

Transporte de RF @1310nm

Hub Secundario

x4 Nodo

FIBRA ÓPTICA

• SEÑAL EN FORMA DE PULSOS LUMINOSOS • UN TRANSDUCTOR CONVIERTE SEÑAL ELÉCTRICA A PULSOS DE LUZ USANDO UN LED (LIGHT EMITING DIODE), O LD (LASER DIODE), EN EL EMISOR.

• EN EL RECEPTOR SE HACE EL PROCESO CONTRARIO, USANDO UN DIODO FOTOELÉCTRICO. Transductor

Señal LED eléctrica LD

Transductor

Señal óptica o Señal luminosa

Foto detector

Señal eléctrica

FIBRA ÓPTICA MULTIMODAL

• NÚCLEO 50 M . USA LED • LOS PULSOS TIENE MUCHOS “MODOS” O CAMINOS • LOS PULSOS LLEGAN DEFORMADOS • REQUIERE REPETIDORES PARA CORREGIR REVESTIMIENTO

LED REVESTIMIENTO

FIBRA ÓPTICA MONOMODAL

• DIÁMETRO DEL NÚCLEO MENOS DE 5 M • USA LD • LOS PULSOS LLEGAN MAS SINCRONIZADA MENTE • PUEDEN TENER TRAMOS MAS GRANDES SIN REPETIDOR • VELOCIDADES CADA VEZ MAYORES (GBPS) LD

ESTRUCTURA CABLE OPTICO

RED ÓPTICA

Tipos de Fibra Óptica

Fibra Óptica

RED DE DISTRIBUCIÓN

• ELEMENTOS ACTIVOS • •

Red Coaxial

FUENTES DE PODER AMPLIFICADORES

• ELEMENTOS PASIVOS

• INSERTORES DE PODER • ACOPLADORES • DIVISORES • ECUALIZADORES

• CABLE COAXIAL • CONECTORES

ELEMENTOS ACTIVOS

Power Insert (Insertor de Poder)

FUENTE DE PODER Es el dispositivo encargado de proveer la corriente y la tensión necesaria para alimentar los distintos dispositivos de la Red

Status Monitor Modulo Fuente

Gabinete

Banco de Baterías

NODO ÓPTICO Módulo de RF Láser Receptor Láser Transmisor

Módulo Óptico

Transponder

AMPLIFICADORES - 1 Salida(LE, HLE) - 2 Salidas (MB, HGD) - 3 Salidas (HGBT)

- 4 Salidas (BTD) Puerto de entrada

Puertos de

de RF

salida de RF

AMPLIFICACIÓN Incrementa el nivel Plus

Amplificador Ruido

Cada amplificador tiene una figura de ruido que se suma a la señal

Ruido

DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN AMPLIFICADOR Señal Forward (50-850 MHz) EQ

Entrada

PAD

Gain

High

High Filtro Diplexor

salida

P/S

Low

Low

Gain

PAD

Via de Retorno (5-40 MHz) Upstream (Al Headend)

Downstream (Al Cliente)

ELEMENTOS PASIVOS EXTERNOS (OUTDOOR)

POWER INSERT

• INSERTOR DE POTENCIA:

REALIZA LA UNIÓN DE LA SEÑAL RF Y EL VOLTAJE DE LA FUENTE INYECTANDO LAS DOS SEÑALES UNIDAS POR EL MISMO CABLE.

DIRECCIONAL COUPER – DC Y SPLITTERS Salida RF/AC (THRU)

Entrada RF/AC

Entrada RF/AC

Dirección de la señal de RF

SSP - 12K

Salida RF/AC (THRU)

Valor de Atenuación de RF en la salida TAP

Salida RF/AC (TAP)

Salida RF/AC (THRU)

DC-12: Divide la señal en 2 salidas desbalanceadas:

Splitter x 2: Divide la señal en 2 partes iguales:

Perdidas

Perdidas

@ 54MHz: 1.0dB @ 750 MHz: 1.6dB

@ 54MHz: 11.4dB @ 750MHz: 12.0dB

@ 54MHz: 3.6dB

@ 750 MHz: 4.6dB

Divisor

Acoplador Direccional

Derivador-Tap

SPLITTER Flujo de agua

Igual flujo de agua por cada camino

DIRECCIONAL COUPLER Flujo de Agua

Diferente flujo de agua por cada camino

TAP

Flujo de Agua

Igual flujo de Agua por cada boca

Los taps son acopladores direccionales que proveen señal para conectar los drops hacia los clientes. Existen taps de dos, cuatro y ocho salidas boca TAP.

TAP O MULTITAPS

EQUALIZADOR EN LÍNEA Reequilibra la señal: Establece el Tilt (pendiente) nuevamente. ALTAS

ALTAS

BAJAS

BAJAS

EQUALIZADOR 10 EQUALIZADOR7 860 Mhz - 1.5 dB/m860 Mhz - 1.3 dB/m 750 Mhz - 1.2 dB/m750 Mhz - 1.5 dB/m 5 MHz - 10.6 dB/m 5 Mhz - 7.4 dB/m

EQUALIZADOR 5 860 Mhz - 1.0 dB/m 750 Mhz - 1.5 dB/m 5 Mhz -

5.1 dB/m

CABLE COAXIAL Estructura

Conductor Central

Chaqueta Blindaje en Aluminio Conductor Central

•El conductor central de acero provee al cable flexibilidad para doblar muchas veces sin romperlo

•El acero es cubierto por cobre para reducir la resistencia eléctrica y mejorar la capacidad de señal del cable

Dieléctrico Material que aísla el conductor central de la chaqueta o película de aluminio.

Dieléctrico Película en Aluminio

Película en Aluminio (Blindaje) Evita el ingreso de señales diferentes a las que se transmiten por el conductor central y el egreso de las mismas.

Chaqueta Esta protege los elementos internos del cable. Generalmente esta fabricada de PVC debido a su resistencia a los rayos UV.

Aereo

Aereo

Línea Dura

QR715

RG11 Subterráneo Drop

Subterráneo

Aereo PIII500

Aereo RG6

Subterráneo

Subterráneo

RADIO DE CURVATURA El radio de curvatura mínima especificada de los cables de línea dura es el radio de curvatura estático (sin carga) del cable. Este es el radio mínimo al que se puede curvar o flexionar el cable sin degradar mecánicamente el rendimiento del mismo. La curvatura del cable de esta manera por lo general sólo ocurre durante el empalme o formación final. Este también es el radio permitido para el almacenamiento.

Mínimo Radio de Curvatura por Modelos QR.715: 12.7cm P3.500: 15.2cm

RED DE ACCESO AL CLIENTE

INSTALACIÓN DE ABONADOS Instalación Drop – Cable Coaxial – Splitters – Amplificadores Internos Red de Acceso – Convertidores (opcional)

Equipos del cliente – Televisión – Computador – Teléfono – video Juegos – CD Player – Equipo de Digital Audio

INSTALACIÓN AÉREA

CORREA METÁLICA

Tensor

FACHADA

MENSAJER O

ELEMENTOS PASIVOS INTERNOS (INDOOR)

INSTALACIÓN DE ABONADOS

Cable Drop

El cableado de drops al cliente. Es generalmente realizado en cable RG6 cuando las distancias al primer punto de conexión dentro del cliente son menores a 50 metros. Para distancias mayores a 50 metros generalmente se utiliza el cable RG11.

EQUIPOS DE MEDICIÓN

ARQUITECTURA DE REDES HFC

TOPOLOGÍA ÁRBOL-RAMA APLICADA A HFC (TREE-AND-BRANCH) La arquitectura Árbol Rama es utilizada en redes donde el área de cobertura esta constituida tanto por un gran numero de usuarios como por un área considerable. En este tipo de arquitectura es común encontrar cascadas de amplificadores de entre 4 a 7.

ARQUITECTURA CATV – ÁRBOL Y RAMAS Headend

Esta es la topología original de red coaxial de CATV antes de la aparición de la fibra óptica. Debido a las grandes longitudes de estas redes era necesario el uso de una cantidad excesiva de amplificadores para poder llevar suficiente señal al ultimo usuario.

Hasta 20 amplificadores en cascada No se ubican taps entre amplificadores

Cable Troncal Cable Distribución

Hasta 2 Line Extender en cascada Se ubican taps en el cable de distribución

ARQUITECTURA FIBER-TO-THE-FEEDER Headend Line Extenders Mini-Bridgers Nodo Óptico Nodo Óptico

Se conectan Taps en La mayoría de los cables de distribución.

Estrella Es la mas simple de las arquitecturas de red, y la mas común para transmitir señales analogas desde la Cabecera o los Hubs hacia y desde los Nodos.

Esta definida en diferentes “caminos” desde un punto en común hasta múltiples puntos terminales.

ANILLO ENFUNDADO (SHEATH RING) La exposición a fallas causadas por cortes de fibra u otro tipo de eventos puede ser reducida significativamente mediante el envió de señales entre un punto común (headend) y cada uno de los puntos terminales (nodos) utilizando diferentes rutas.

Pros: Preserva la independencia de señal de la Estrella.

Proporciona alto grado de protección contra los cortes de fibra Contras: Incremento en la longitud de la fibra óptica

DOBLE ESTRELLA Una forma de disminuir la cantidad de fibras es creando Hubs entre el headend y los nodos mas remotos

BLASTER (BROADBAND LAYERED ARCHITECTURE TO ENHANCE RELIABILITY) Arquitectura de capas de banda ancha para mejorar la fiabilidad La arquitectura Blaster esta conformada por Niveles (Layers) de distribución. Cada uno de estos niveles es independiente al otro y su única función es la de llevar señal a un área correspondiente. Esta arquitectura permite balancear la carga del nodo, asignando un numero de usuarios por nivel, y por salida del nodo lo que facilita los procesos de segmentación y redimiendo de la red.

GLOSARIO •

dB (Decibel)

Unidad de medida que expresa la relación de dos niveles de poder en una escala logarítmica es igual a una decima parte de un BEL. dBm= 10 X log( Valor en Vdc) mV= 10 ^ (Valor dBm/10)

•

Atenuación ?

Es la reducción de la intensidad de una señal a lo largo de un conductor, cable o fibra óptica.

•

Ganancia ?

Incremento en potencia producido por un amplificador y es expresado en dBs.

•

Transmisor Óptico ?

Dispositivo activo instalado en Planta interna que convierte las señales de RF en FORWARD a señales ópticas.

•

Receptor Óptico ?

Dispositivo activo instalado en la Planta interna que recibe señales ópticas en RETORNO y las convierte en señales de RF.

•

Nodo Óptico ?

Dispositivo activo instalado en la Planta Externa que recibe y transmite señales ópticas y las convierte en señales de RF.

•

Amplificador Óptico ?

Dispositivo activo instalado en la Planta interna y/o Externa que recibe señales ópticas a 1550nm y amplifica la señal óptica para lograr mayores distancias.

CIBERGRAFÍA https://es.wikipedia.org/wiki/H%C3%ADbrido_de_Fibra_Coaxial http://www.monografias.com/trabajos99/induccion-redes-hfc/induccion-redeshfc.shtml#ixzz4KwuScaNz http://www.monografias.com/trabajos99/induccion-redes-hfc/induccion-redeshfc.shtml

GRACIAS