CAPITULO II MARCO TEORICO CAPITULO II MARCO TEORICO A ...

II.PDFPara el desarrollo de este estudio, se hizo necesario analizar
algunos trabajos de investigación que arrojaron datos que sustentan
este estudio y sirven como referencia sobre los antecedentes de este
estudio.
Castro y Loaiza (1992) realizaron un estudio en la universidad
del Zulia titulado: “Diseño de la arquitectura de una red más practica y
flexibles que faciliten los trabajos de mantenimientos y de interconexión
de las líneas telefónicas y de datos” este trabajo tuvo como objetivo
adecuar los servicios suministrados por las redes de área local de
telefonía a las exigencias cada vez mayores de sus usuarios, en el
área de Lagoven en la Salina.
La metodología aplicada incluyó la elaboración de tres proyectos:
adecuación de planta interna y planta externa de la red telefónica,
implantación de unas redes LAN y un enlace para la transmisión de
datos mediante fibra óptica; para cuyo desarrollo en primer lugar se
CAPITULO II MARCO TEORICO 14
verificó el mal estado en que se encontraban las redes de transmisión
de voz y de datos.
En el estudio fue necesario realizar una exhaustiva inspección
del área, tanto residencial como industrial, para luego aplicar las
diversas fases de un proyecto de Ingeniería como lo son la ingeniería
básica, ingeniería de detalle, licitación y pruebas.
Los resultados muestran la obtención de un diseño de
arquitectura de red mas práctica y flexible que facilitaran los trabajos de
mantenimiento y de interconexión de las líneas telefónicas y de datos.
Araujo y Barboza (1994) realizaron un estudio en la universidad
Rafael Urdaneta titulado: “Diseño de un modelo de comunicación por
canal de fibra óptica entre dos puntos fundamentales del sistema como
lo son centro de control Caujarito y la subestación el Rincón”, este
trabajo tuvo como de propósito de introducir la utilización de la fibra
óptica en el sistema de comunicaciones de ENELVEN.
La metodología aplicada incluye una evaluación del estado de
las comunicaciones dentro de la empresa para lo que se procedió a
conocer el sistema de potencia y el estado actual de los de los
sistemas de hilo piloto y microondas, para luego realizar un estudio de
las vías de comunicaciones.
Como resultado se obtuvo el diseño de un modelo de
comunicación por canal de fibra óptica entre dos puntos fundamentales
del sistema, como lo son centro de control caujarito y la subestación el
Rincón, para lo cual se calcula de una forma sencilla y metodológica
los principales parámetros que hay que tomar en cuenta a la hora de
establecer un enlace de comunicación.
También como resultado se plantean alternativas para la
selección de los equipos terminales que conectaran un sistema
completamente analógico con un sistema digital.
Delgado y Padilla (1995) realizaron un estudio en la universidad
Santiago Mariño titulado: “interconexión digital de una red multicentral
de telefonia de Maracaibo” la cual tuvo como fin de introducir el uso de
la fibra óptica como medio de transmisión en la red de telefónica de
Maracaibo.
anteproyecto de interconexión digital en la red multicentral de
Maracaibo, prestando especial atención a las futuras aplicaciones de la
red, según lo proyectado por CANTV. En el mismo se contempla las
especificaciones, tanto del sistema como lo de los equipos y un
estimado de la cantidad de equipos necesarios, con él cómputo de
costos respectivo.
Los resultados obtenidos permitieron la implementación de una
red digital homogénea 140Mbps.
Moreno (1995), realizó un trabajo en la universidad Santiago
Mariño titulado: “Diseño de un sistema de información para el cálculo
de una red de distribución de señal de servicios de televisión por
cable”. La investigación utilizó una metodología descriptiva y aplicada.
Se analizo al personal operativo vinculado con el diseño propuesto.
Para la recolección de datos se aplico un cuestionario, analizado con
estadísticas descriptivas.
distribución se debe tener muy en cuenta los parámetros establecido
ya que en estos se encuentran involucrados procedimientos tales
como: Distribución de amplificadores Feeder y Trunk, distribución de
fuentes de poder y cálculos de performance (C/N, CTB, XMOD).
Para lograr este propósito el autor efectúo el desarrollo de los
diagramas de acción y flujogramas donde detalla los pasos a seguir en
cada uno de los procesos de cálculo y luego ser efectuado por un
programa computarizado.
Dentro de este orden de ideas Petit y Sandoval (1995), realizaron
una investigación en la universidad Santiago Mariño titulada: “Proyecto
para explotar un sistema de televisión por suscripción de distribución
por cable en la ciudad de San Cristóbal”. La metodología fue
descriptiva, aplicada y prospectiva. Se analizaron las condiciones
operativas de la empresa con un diseño no experimental.
Los resultados denotan que a través de una red de distribución
de cable coaxial y fibra Óptica, las señales de televisión son
transportadas con mayor velocidad y calidad hasta los puntos de
distribución (nodos), en donde esta es llevada nuevamente a RF por
medio de un receptor óptico, donde luego es amplificada y distribuida
con cable coaxial, medio este en el cual se colocan dispositivos
pasivos (Taps, divisores, acopladores direccionables) con el propósito
de distribuir finalmente la señal a los suscriptores.
Por otra parte, Dávila y Machado (1995) desarrollaron un trabajo
de investigación en la universidad Rafael Urdaneta titulado. “Diseño de
una Red Metropolitana de servicios Integrados de Información por
Fibra Óptica”. El tipo de investigación fue descriptivo y aplicado se
utilizó una metodología documental donde se analizarán las
condiciones optimas para el diseño del objeto de estudio.
Los resultados expresan que las redes de telecomunicaciones
estarán volcadas hacia una tecnología basada en la integración de
todos los servicios teleinformáticos. Además puntualiza la necesidad de
estudiar cabalmente los beneficios de la fibra óptica, sus propiedades y
su implementación, a fin de obtener buenos resultados con las
generaciones de relevo.
Todos estos trabajos de Investigación fueron de gran utilidad
desde el punto de vista metodológico, ya que se tomaron como guía
para realizar esta investigación. Por otra parte, se utilizaron también
algunos de los libros citados en las investigaciones anteriormente
nombradas.
metodológicas aplicables al diseño de redes con relación a las
comunicaciones televisivas y de otra índole; via cable por lo cual sé
concideran como base para este trabajo.
B. BASES TEORICAS
Estas se organizan en función de las variables de estudio: Ruta
de Retorno, Redes HFC y Señales de Televisión por Cable, partiendo
de los enfoques relacionados con Ruta de Retorno.
1. RUTA DE RETORNO.
Antes de definir Ruta de Retorno se debe conocer en primer
lugar un elemento que forma parte de la misma y se conoce como Ruta
de Forward.
• Ruta de Forward: Esta Ruta la define Geisse (2000) como la
responsable de entregar las señales de RF desde el Head - End
(Cabecera) a la casa de los suscriptores.
Figura # 1: Ruta de Forward. Fuente: Rincón y Montilla (2000).
El objetivo de la Ruta de Forward también conocida como
Dowstream, es entregar la misma señal, con la misma amplitud y
calidad, a todas las conexiones de los suscriptores a lo largo del área
de la Red. El grupo de canales de TV y otras señales distribuidas son
combinado en una sola ruta en el Head - End y la tarea de entregar esa
señal en igual amplitud y calidad para todos los suscriptores es
responsabilidad de la planta de distribución.
Origen
Destino
En la figura anterior esta claro, que la cantidad de total de cable
entre el Head - End y cualquier terminal del suscriptor serán únicas.
Cada conexión del suscriptor tendrá:
• Una cierta Cantidad de cable de bajada.
• Una distancia específica desde él ultimo amplificador.
• Una única combinación de dispositivos pasivos en la ruta.
Luego de conocer lo que significa ruta Forward finalmente se
definirá la Ruta de Retorno.
Plantea Counch (1997) que el canal de retorno ocupa en las
redes HFC el espectro comprendido entre 5 y 40 MHz. Este ancho de
banda lo comparten todos los hogares servidos por un nodo óptico. Los
retornos de distintos nodos llegan a la cabecera por distintas vías o
multiplexados a distintas frecuencias y/o longitudes de onda.
Una señal generada por el equipo terminal de un abonado
recorre la red de distribución en sentido ascendente, pasando por
amplificadores bidireccionales, hasta llegar al nodo óptico. Allí
convergen las señales de retorno de todos los abonados, que se
convierten en señales ópticas en el láser de retorno, el cual las
transmite hacia la cabecera o head-end.
Figura # 2: Sistema de Retorno en Redes HFC.
Fuente: León C. (1997).
En la figura 2 se plantea un esquema simplificado de red HFC
desde el punto de vista del canal de retorno. En esta configuración, del
nodo óptico parten 4 buses de coaxial que sirven a 4 áreas de
distribución distintas. Si el nodo sirve a 500 hogares, cada bus dará
servicio a unos 125 hogares, que compartirán los 50 MHz. del canal de
retorno. En cada hogar, una Unidad de Interfaz de Red (UIR) sirve para
conectar los distintos equipos terminales de abonado (PC/módem de
cable, TV/set-top-box, y terminal telefónico) a la red HFC.
Agrega Raskin (1997) que un problema que presenta la
estructura arborescente típica de la red de distribución en una red HFC
es que, así como todas las señales útiles ascendentes convergen en
un único punto (nodo óptico), también las señales indeseadas, ruido e
interferencias, recogidas en todos y cada uno de los puntos del bus de
coaxial, convergen en el nodo, sumándose sus potencias y
contribuyendo a la degradación de la relación señal a ruido en el
enlace digital de retorno.
Este fenómeno se conoce como acumulación de ruido por efecto
embudo (noise funneling). A esto hay que añadir el hecho inevitable de
que el espectro del canal de retorno es considerablemente más ruidoso
que el del canal descendente, sobre todo su parte más baja, entre 5 y
15-20 MHz.
Señala Geisse (2000), que toda señal que viaja en forma
ascendente (desde los abonados hasta el Head - End) a través de la
Red de cable, se le conoce como Upstream o Ruta de Retorno. Por
otra parte este termino es muy utilizado en cualquier tipo de
transmisión en telecomunicaciones ya que en efectos de telefonía
retorno se le conoce a todas aquella señal que genera el usuario desde
su casa, y en telefonía celular, es toda aquella señal que genera el
usuario desde su teléfono móvil.
Figura # 2.1: Sistema de Retorno. Fuente: Rincón Montilla (2000).
Tomasi (1997) considera que la Ruta de Retorno comienza en el
terminal del suscriptor. Los terminales de suscriptor interactivos tales
como el Cable Módem, el RF-IPPV (impulso de RF de pagar para ver),
generan la señal RF en la banda de retorno a lo largo del cable del
abonado hacia el TAP, donde se unen otras señales de retorno,
insertándose dentro del cable de distribución a través del acoplador
direccional del TAP.
Luego pasa por los amplificadores de retorno, que son
empleados para superar la atenuación, y entregar una fuerte señal al
transmisor de manera que pueda ser transmitida al Head - End a través
de la Fibra Óptica (en casi todos los casos esta no es la misma fibra
usada para la señal de Forward).
Destino
Origen
En el Head - End, la señal óptica es detectada ópticamente y
convertida de nuevo en eléctrica. Entonces se le divide para alimentar
los receptores de las diversas aplicaciones del servicio de retorno.
Se observa que los autores antes mencionados coinciden en que
la ruta de retorno en cualquier sistema de comunicación bidireccional
tiene su origen en el terminal del usuario, abarcando una ancho de
banda de 5 a 40 Mhz (en efecto de televisión por cable). Siendo este
ancho de banda muy sensible al ruido.
Este punto para esta investigación sirvió como base para ampliar
los conocimientos sobre esta ruta ya que la misma está enfocada en
las comunicaciones bidireccionales principalmente en el canal de
retorno.
1.1 LIMITACIONES DEL ANCHO DE BANDA
Counch (1997) expone que el ancho de banda disponible para la
transmisión de la Ruta Retorno es limitado. Lo que significa que el uso
del ancho de banda debe ser cuidadosamente planificado y
administrado. Los niveles de Ingeniería y administración dentro de
cada compañía, llevan a cabo la planificación con la ayuda de los
proveedores de equipos y consultores. La administración del Ancho de
Banda es una tarea Multi - nivel que incluye ingeniería, sistemas
automáticos de control, y mantenimiento de la red.
Señala Raskin (1997) que un cable coaxial y un equipo de 75
exhiben características indeseables de transmisión a frecuencias por
debajo de 5Mhz, así el espectro de RF de la ruta de Retorno
necesariamente empieza a los 5Mhz. Normalmente se limita la
frecuencia más alta de la banda de Retorno un poco menos de 54Mhz,
por que la banda de Forward empieza a los 54Mhz. Normalmente la
banda de retorno se extiende desde los 5Mhz a 40Mhz resultando un
ancho de banda de 35Mhz, en la figura 3 se muestra esta distribución.
Figura # 3: Distribución de Ancho de Banda para Redes HFC. Fuente: Rincón y Montilla (2000).
Coincidiendo con lo señalado Geisse (2000) agrega que todas
las señales que viajan a través de la vía de retorno de 5-40Mhz serán
digitales. Esto con la finalidad reducir una transmisión de señales a
solamente unos y ceros, para lograr una comunicación libre de errores.
Es decir que las comunicaciones digitales requieren solamente que un
5MHz 40MHz 54MHz 750MHz
circuito de decisión determine si el bit que llega es un uno o un cero
necesitando solo muy poco ancho de banda para la transmisión.
Se observa que los autores se basan en que la administración
del ancho de banda en el canal de retorno debe ser planificada
cuidadosamente ya que se dispone de solo 35Mhz para la distribución
de los diferentes servicios que se brindan a través de ese canal. Por
otra parte todas las señales que viajan en el espectro de retorno son
digitales ya que para los sistemas que se utilizan para la recepción en
esta banda es más fácil reconocer unos y ceros que señales análogas.
Aplicado a este estudio, se aplica dado que para brindar el
servicio de Internet se debe tomar en cuenta la administración del
ancho de banda, para evitar la saturación del sistema.
1.2 DIFERENCIA ENTRE LA RUTA DE FORWARD Y LA RUTA
DE RETORNO
Afirma Raskin (1997), que a pesar que estas rutas están muy
relacionas tienen una gran diferencia, ya que los canales de vídeo que
viajan en la ruta Forward son analógicos, mientras que las señales que
viajan por la ruta de Retorno son digitales. A continuación se verá
algunas diferencias entre estas dos rutas.
Ruta de Forward:
• Las señales de referencias fijadas, canales de vídeo.
• Selección de los taps esta basado en los niveles de ruta
directa.
• Unido al criterio del Índice Acumulativo de Fugas (CLI).
• El ruido del sistema es la suma de la cascada de los
elementos activos
convergente.
entradas bajas y constantes.
• Perdidas mas bajas debido al cable, menos pendiente.
• Espectro limitado, compartido con CBers, hams, etc.
• Sensitivo al ingreso de señal.
• Ruido del sistema es la suma de todos los componentes
activos.
Scientific - Atlanta para una mejor distribución y administración de la
banda de Retorno, no necesariamente es un patrón estricto a seguir
para las compañías de cable.
Figura # 4: asignación de frec. Para los servicios interactivos. Fuente: Manual de la Ruta de Retorno (2000).
Distribución y administración de la banda de retorno:
• RF-IPPV: 2.3MHz
• Status Monitoring: .250MHz
• Servicios Interactivos: 4MHz
El ancho de banda que se necesita para brindar todos estos
servicios es de 36.55MHz, lo que quiere decir es que la Ruta de
Retorno debe ser diseñada, administrada y mantenida
cuidadosamente.
Este servicio interactivo esta relacionados con la T.V. y no
requieren un retorno de alta capacidad ya que existe poca información
ascendente (desde el abonado a cabecera). Para este servicio es
necesario un decodificador (Set Top Box) en la casa del abonado.
Expone Raskin (1997) que el servicio IPPV (Impulso Pagar Para
Ver) permite escoger la programación que desee el usuario, y
únicamente ésta será descodificada previo pago de la correspondiente
tarifa. Las nuevas técnicas de digitalización y compresión de vídeo
permiten que exista cada vez mayor número de canales por la red de
cable.
Agrega Counch (1997) que una aplicación muy común para la
Ruta de Retorno es el Impulso RF de Pay - Per - View (Pagar para
ver). RF-IPPV es un servicio de vídeo análogo que permite a un
suscriptor ver un evento especial Pay - Per - View como boxeo, lucha y
películas populares no disponibles por otros medios. Hay un cargo para
cada evento que genera ingresos para ser divididos entre el operador
del sistema de cable, y el proveedor del evento. Este servicio solo
ocupa solo 2.3Mhz de ancho de banda, ya que opera por medio de
votación y solo la cabecera le dirá a cada set-top cuando votar.
Los eventos son codificados y transmitidos en la red. Un
suscriptor, que deseé ver un evento, sintoniza el decodificador (set-top
terminal) al canal apropiado y usualmente presiona el botón “Buy”. Se
decodifica entonces el suscriptor observa la película o el evento
deportivo. Note que no ocurre una comunicación inmediata entre el
decodificador y el sistema de control.
Afirma Geisse (2000) que algunos de estos intervalos se definen,
de 12 horas hasta alrededor de 24 horas, el sistema de control
comienza un proceso llamado Polling (Votación), inyectando datos de
control en la ruta de Forward. El sistema de control esta esencialmente
preguntando a cada decodificador en la red, para responder acerca de
que evento el suscriptor esta comprando durante el periodo de
procedimiento.
El decodificador responde sobre una portadora de RF vía Ruta
de Retorno. La técnica es conocida como Store and Forward
(almacenar y enviar hacia delante) es decir, que el decodificador
recuerda que evento a comprado el suscriptor, entonces envía hacia
delante esa información por la Ruta de retorno esa información al
sistema de control cuando es solicitada.
1.3.2 CABLE MODEMS
Según Raskin (1997) el Cable Módem es un dispositivo externo
que permite la comunicación de datos a muy altas velocidades para el
acceso a Internet y aplicaciones de trabajo en el hogar. Un Cable
Módem tiene 3 conexiones, una para su PC a través de la tarjeta de
red, otra es la conexión a través de cable RG-6 del sistema de TV por
Cable y la toma de corriente.
Figura # 5: Conexión del Cable Modeles.
Fuente: Raskin D. (1997).
Debido a la banda de RF disponible, el Cable Módem puede
proporcionar transferencia de datos casi 700 veces más rápido que los
Módem telefónicos típicos. Archivos que pueden tomarse alrededor de
9 minutos para ser transferidos por el Módem telefónico, con el Cable
Módem se toman tan solo 0.8 segundos.
Mientras los Cables Módem son una tecnología en vías de
desarrollo, y existen muchos conceptos sobre el manejo de tráfico de
datos y ancho de banda RF, el sistema básico proporciona uno o más
canales de alta capacidad del Head - End a un grupo de suscriptores,
quienes comparten los canales. Cada uno de estos “canales” tiene
generalmente un ancho de banda de 6MHz, y son entregados vía Ruta
de Forward.
Cada Cable Módem genera un canal de Retorno que viaja de
regreso al Head - End por la Ruta de Retorno. El canal de Retorno
normalmente no proporciona tanta capacidad como el canal de
Forward, pero es todavía 50 veces más rápido que un Módem
telefónico.
En el mismo orden de ideas, señala Counch (1997) que el
acceso a Internet a velocidades cada vez mayores va camino de
convertirse en uno de los grandes negocios de las nuevas redes de
acceso de banda ancha.
Las redes HFC, mediante el uso de módem especialmente
diseñados para las comunicaciones digitales en redes de cable, tienen
capacidad para ofrecer servicios de acceso a redes de datos como
Internet a velocidades cientos de veces superiores a las que el usuario
medio está acostumbrado (hasta 33.6 Kbps desde casa, a través de la
red telefónica). Los módem de cable están convirtiendo las redes de
CATV en verdaderos proveedores de servicios de telecomunicación de
vídeo, voz, y datos.
• Es un módem asimétrico. Recibe datos a velocidades de hasta
30 Mbps. y transmite hasta 10 Mbps. (valores más normales son 10 y
alrededor de 1 Mbps, descendente y ascendente, respectivamente).
• Se conecta a la red HFC mediante un conector de cable coaxial
tipo F, y al PC del abonado a través de una tarjeta Ethernet 10BaseT
que éste debe incorporar.
• La recepción de datos se realiza por un canal de entre 6 y 8
MHz. del espectro descendente (entre 50 y 860 MHz.) con modulación
digital 64-QAM (Quadrature Amplitude Modulation). El módem de cable
demodula la señal recibida y encapsula el flujo de bits en paquetes
Ethernet. El PC del abonado ve la red HFC como una enorme red local
Ethernet.
• En sentido ascendente, el módem de cable descompone los
paquetes Ethernet que recibe del PC y los convierte en celdas ATM o
en tramas con otro formato propietario. Utiliza un canal de unos 2 MHz.
del espectro de retorno (entre 5 y 55 MHz.) con modulación digital
QPSK (Quaternary Phase Shift Keying).
• Suele disponer de un sistema FAMM (Frequency Agile
MultiMode), que le permite conmutar de un canal ruidoso a otro en
mejores condiciones de manera automática, de acuerdo con las
órdenes del equipo de cabecera.
La cabecera ha de disponer de unos equipos que realicen
funciones de router y switch, y que adapten el tráfico de datos de la red
HFC al protocolo IP. Además, debe existir un sistema de gestión de red
y de abonados, pudiendo también existir un servidor que realice
funciones de caching de información y actúe como Firewall.
EL mismo autor indica que la mayoría de los cable módem
poseen una salida de señal variable de 30 a 55dBmv dependiendo el
nivel de señal con que este llegue a la cabecera.
Figura # 6: Servicios a través de Redes Catv. Fuente: León C. (1997).
En el mismo orden de ideas señala Counch (1997) que un futuro
próximo es posible que veamos una transición importante en las redes
de televisión por cable, se pasará de emisoras de vídeo a plenos
proveedores de servicios de telecomunicación integrados (voz, datos,
vídeo).
Las redes CATV hasta ahora se limitaban a emitir varios canales
de T.V., aunque nunca han cesado en su empeño por incrementar y
mejorar la oferta de canales difundidos. Los servicios que puede
ofrecer una red CATV se dividen en tres tipos:
- Servicios interactivos: PPV (Pey Per View), Vídeo bajo demanda,
teletexto interactivo, telecompra, vídeo conferencias, vídeo juegos
entre otros.
- Servicios de telefonía: telefonía básica, RDSI (Red Digital de
Servicios Integrados), entre otros.
- Transmisión de datos a alta velocidad: ofrece multitud de
posibilidades, como la integración de LAN´s (redes de área local),
acceso a rápido a INTERNET o a información multimedia de carácter
local (distribución de CD-ROMs).
1.3.3 TELEFONÍA POR CABLE
Señala Raskin (1997) que la telefonía por Cable es una
aplicación que permite a un suscriptor usar los servicios telefónicos por
la red de cable, en lugar de hacerlo por la red telefónica convencional.
El sistema le permite a un operador de Cable competir con las
compañías telefónicas local, integrando el servicio telefónico dentro de
la misma red usada para entregar el servicio de videos.
Una interfaz de la red a la casa permite la conexión normal del
teléfono del suscriptor a la red, y una interfaz de la red al Head - End
permite la conexión de la red de Cable a la red de telefonía
convencional. La entrada y salida de señales de voz son moduladas
por las portadoras de RF para transmisión sobre la red de Cable.
La tecnología del Cable Telefónico es nueva y aún se encuentra
en desarrollo. Existen varios conceptos y nuevas técnicas propuestas
por los proveedores de equipos, y están siendo probados por las
diferentes compañías de Cable.
Por otra parte expone Tomasi (1996) que la primera opción
tecnológica existente para ofrecer telefonía por cable consiste en
superponer una red de acceso telefónico a la red de distribución de
televisión por cable. Esta arquitectura, conocida habitualmente como
overlay, combina dos tecnologías diferentes sobre las que se tiene una
gran experiencia por separado, por lo que su construcción resulta
relativamente sencilla.
Y aunque no se alcanza con ella un nivel alto de integración de
la red, tiene la capacidad de poder ser diseñada de tal manera que sea
de rápido despliegue, económica, flexible, fiable, y que tenga en cuenta
una posible evolución futura hacia arquitectura más avanzadas y con
un mayor nivel de integración.
La arquitectura overlay lleva un canal de 64 Kbps hasta cada uno
de los hogares pasados por la red, a través de un cable de pares,
directamente desde el nodo óptico. En el nodo, las señales a 64 Kbps
sé multiplexan para formar canales agregados a 2 Mbps, y éstos a su
vez forman canales de niveles jerárquicos superiores (8, 34 y 140
Mbps), hasta llegar a la cabecera. En la cabecera, un conmutador local
hace de interfaz entre la red overlay y la red telefónica conmutada
(RTC). En este tipo de arquitectura, por tanto, el operador pone a
disposición de cada abonado un canal telefónico dedicado, y toda la
concentración del tráfico se realiza en la cabecera.
Figura # 7: Telefonía a través de una Red HFC.
Fuente: Wayne T.
El Sistemas de telefonía por cable que se presenta en fig. 7
consiste en: a) Arquitectura overlay: las señales de CATV y las
señales telefónicas llegan al abonado a través de dos redes
superpuestas.
b) RF hasta la acera: las señales telefónicas se transportan en
el espectro de RF de la red HFC hasta un nodo telefónico (“Kerb”)
donde pasan a su formato digital en banda base (64 Kbps). De allí, un
par trenzado las lleva al abonado.
c) RF hasta el hogar: Todas las señales comparten el espectro
de RF de la red HFC. Las señales telefónicas se convierten a banda
base en el hogar del abonado, donde está instalado un equipo que
hace de interfaz con el teléfono.
La segunda opción tecnológica consiste en aprovechar la
infraestructura de la red HFC de CATV para transportar las señales
telefónicas en el espectro de RF de la misma. Se reservan para el
tráfico telefónico ciertos canales del espectro descendente (86-862
MHz.) y del de retorno (5-55 MHz.). No se dedica a cada abonado un
canal de 64 Kbps, sino que todos los abonados de una misma zona de
distribución (la servida por un nodo óptico, por ejemplo) comparten una
serie de ranuras temporales de 64 Kbps a las que acceden según un
esquema TDMA (Acceso Múltiple por División Temporal).
La propia red HFC realiza, por consiguiente, una concentración
de tráfico telefónico previa a la que tiene lugar en el conmutador local
de la cabecera, y en un grado que dependerá de la calidad de servicio
que se quiera ofrecer y del dimensionado del sistema de acceso
telefónico. Esta concentración del tráfico permite simplificar los equipos
digitales de cabecera, ahorrar ancho de banda en la red HFC (muy
importante en el canal de retorno), y flexibilizar el sistema frente a
problemas de ruido e interferencias puesto que la asignación de
canales de RF a los abonados se realiza de manera dinámica.
Dentro de la segunda opción tecnológica descrita existen dos
variantes: RF to the Kerb, y RF to the Home (RF hasta la acera y RF
hasta el hogar, respectivamente). La primera variante consiste en llevar
las señales telefónicas en su formato de RF hasta un nodo telefónico
en el que se convierten a su formato digital en banda base (señales
telefónicas de 64Kbps).
De este nodo parten pares trenzados hasta cada uno de los
hogares. En la segunda variante, RF to the Home, la red de distribución
de coaxial de la red HFC lleva hasta los hogares todas las señales
provenientes de la cabecera, tanto las de TV y otros servicios, como
las señales de telefonía. Es, por tanto, en el hogar del abonado donde
se realiza la conversión de RF a señal digital de 64 Kbps en banda
base.
La diferencia fundamental entre ambas variantes es el punto
donde se pasa de RF a 64 Kbps. En el primer caso, un solo equipo
localizado en un nodo telefónico sirve a unas decenas de hogares
mediante líneas punto a punto de pares trenzados, y el resto de
servicios llegan a través de la red de distribución de coaxial. En el
segundo caso, todas las señales llegan a través de cable coaxial, y la
conversión se realiza en el hogar del abonado, por lo que éste deberá
disponer de un equipo que haga de interfaz entre la red HFC y su
terminal telefónico.
La arquitectura overlay es la primera solución que se adoptó para
ofrecer servicio telefónico en redes de CATV, sin embargo, su
implantación es considerablemente más cara que en el caso de RF
hasta la acera o hasta el hogar, para penetración baja del servicio
telefónico. Conforme la penetración aumenta, los costos fijos del
overlay se reparten entre más abonados, y las tres soluciones tienden
a igualar sus costos por abonado conectado. De todas formas, para
una penetración alta, la solución más económica es llevar la RF hasta
la acera.
Además, en este último caso, el nivel de integración de la red es
mucho mayor, un sistema único soporta todo tipo de servicios y
aplicaciones de telecomunicación: vídeo, voz, y datos.
Agrega Geisse (2000) que las redes de T.V. por Cable,
preparadas con bidireccionalidad, pueden ser utilizadas también para
ofrecer servicios de Telefonía Integral, Red Digital de Servicios
Integrados (RDSI) e incluso telefonía móvil.
La telefonía es el servicio más rentable, sin embargo es él más
caro y complejo de instalar y mantener, ya que al ser considerado un
servicio de supervivencia debe cumplir normas muy severas.
Los servicios antes mencionados se aplican a esta investigación
con el fin de dar a conocer que con la elaboración de este proyecto la
red de cable queda apta para brindar múltiples servicios a través de la
ruta de retorno. Haciendo énfasis en el servicio de Internet que
funciona conjuntamente con un cable módem.
Este dispositivo sirve como interfaz entre la red de cable y el PC
del abonado, y es importante en esta investigación porque se
considera en el servicio que se brindará en la Empresa Intercale.
2. REDES HFC (Híbrido Fibra Óptica/Coaxial)
Según Raskin (1997) una red moderna HFC con capacidad para
comunicaciones bidireccionales puede ofrecer una gran variedad de
servicios de telecomunicación. El diseño de un sistema de cable
requiere un conocimiento detallado de las aplicaciones y servicios que
deberá soportar, ya que si no se conoce esto no se puede determinar
las prestaciones de la red.
El mismo autor indica que una idea que ha de tenerse siempre
presente es que las aplicaciones evolucionan con el tiempo, y
posiblemente lo harán de maneras que hoy todavía no podemos
prever. Se debe tener en cuenta esta evolución tanto si la producen
factores externos a las redes de cable (el progreso de la tecnología de
computación, los usos cambiantes de la comunicación electrónica,
etc.), como si es la propia tecnología del cable la responsable. Pero
tanto en un caso como en el otro, predecir su dirección se reduce a
menudo a manera de especulación.
Define Tomasi (1996) una red HFC como una red de cable que
combina en su estructura el uso de la fibra óptica y el cable coaxial.
Este tipo de redes representa la evolución natural de las redes clásicas
de televisión por cable (CATV).
Agrega Geisse (2000) que las redes de cable híbridas fibra
óptica-coaxial (HFC) son un tipo de red de acceso que se está
convirtiendo en una de las opciones preferidas por los operadores de
telecomunicaciones de todo el mundo para ofrecer a sus abonados un
abanico de servicios y aplicaciones cada vez más amplio, y que abarca
desde la TV digital interactiva hasta el acceso a Internet a alta
velocidad, pasando por la telefonía.
Las redes de acceso HFC constituyen una plataforma
tecnológica de banda ancha que permite el despliegue de todo tipo de
servicios de telecomunicación, además de la distribución de señales de
TV analógica y digital. El acceso a alta velocidad a redes de datos
(Internet, Intranets, etc.) mediante cable módem parece que se va a
convertir en uno de los grandes atractivos de estas redes y en una
fuente de ingresos importante para sus operadores. Paralelamente al
despliegue de servicios de TV y datos, los operadores de redes HFC
están muy interesados en ofrecer servicios de telefonía a sus
abonados, tanto residenciales como empresariales.
Figura # 8: Transmisión de Señales en una Red HFC.
Fuente: Francys G. (2000).
Una red HFC puede amortizarse prestando simultáneamente una
multiplicidad de servicios, uno de los cuales consiste en alquilar parte
del excedente de capacidad de transmisión de la red troncal de fibra
óptica a empresas o instituciones que la necesiten para interconectar
redes locales de edificios distantes entre sí o para cursar tráfico
telefónico directamente entre éstos.
Se observó que los autores coinciden en que las redes HFC
fueron creadas con el propósito de eliminar grandes cascadas de
amplificadores que producían degradación de la señal a causa de la
acumulación de ruido térmico que estos producen. Señalan los autores
que estas redes facilitan a los operadores de telecomunicaciones
brindar una gama de servicios y aplicaciones a sus abonados
abarcando desde la televisión hasta el acceso a Internet.
Este punto se aplica a esta investigación con el propósito de
adquirir conocimiento acerca de esta red y también por ser el tipo de
red que utiliza actualmente la Empresa Intercable.
2.1 CABECERA O HEAD-END
Expresa Tomasi (1996) que la cabecera es el órgano central
desde donde se gobierna todo el sistema. Suele disponer de una serie
de antenas que reciben los canales de TV y radio de diferentes
sistemas de distribución (satélite, microondas,...), así como de enlaces
con otras cabeceras o estudios de televisión y con redes de otro tipo
que aporten información susceptible de ser distribuida a los abonados
a través del sistema de cable.
Las redes de CATV originalmente fueron diseñadas para la
distribución unidireccional de señales de TV, por lo que la cabecera era
simplemente un centro que recogía las señales de TV y las adaptaba a
su transmisión utilizando para ello un cable.
Actualmente, las cabeceras han aumentado considerablemente
en complejidad para satisfacer las nuevas demandas de servicios
interactivos y de datos a alta velocidad.
De acuerdo con lo planteado Geisse (2000) expone que el
sistema central es el que gobierna todo el sistema de distribución de
señales de TV y radio. Está formada por un conjunto de sistemas de
captación de señales y antenas, que permiten recibir toda la
información susceptible de ser distribuida a los abonados a través de la
red HFC. Una facilidad de este sistema es que permite la inserción de
contenidos y programas de carácter local (por ejemplo al nivel de un
barrio).
La cabecera de TV también realiza el tratamiento de las señales
enviadas por los usuarios (por ejemplo al solicitar la visualización de un
programa), gracias al Sistema de Acceso Condicional.
En lo anteriormente planteado dichos autores coinciden en que
el headend es el punto central de un sistema de televisión por cable ya
que es donde se procesan todas las señales tanto analógicas como
digitales.
En esta investigación es importante considerar estos aspectos
porque los mismos generan todas las señales de forward para ser
transmitidas a los suscriptores, y también es el centro de recepción de
todas las señales de retorno para luego ser procesadas o en rutadas a
otros destinos.
2.2 ENLACE ÓPTICO
Lo define Raskin (1997) como una porción de una red HFC que
consiste en Fibra Óptica, transmisores láser y receptores ópticos. En la
red de bidireccional, el enlace AM de fibra esta formado por dos
enlaces separados operando en direcciones opuestas. El receptor
óptico es el encargado de transformar la señal de luz a RF y el
transmisor óptico es viceversa transforma de RF a luz.
También llamada red de transporte es generalmente un sistema
de fibra óptica de alta velocidad, con una gran capacidad de
transmisión. Aunque no es una parte directa de la red HFC, la red de
transporte sé a convertido en un mecanismo esencial.
Indica Counch (1997) que el primer tramo de una red HFC esta
compuesto por las fibras ópticas y son las encargadas de llevar la
información desde la cabecera hasta unos nodos finales, donde se
realiza la conversión óptico/eléctrico con una topología de estrella y a
partir de los cuales se despliega la típica red de coaxial con estructura
de árbol/rama hasta los usuarios. Estos cambios conllevaban las
siguientes ventajas:
1. Mejora la calidad gracias a que con la fibra disminuyen las
interferencias y número de amplificadores.
2. Mejora la fiabilidad también gracias al menor número de
amplificadores.
3. Menor alimentación, lo que implica más sencillez y menor costo.
4. Aumento de la capacidad por acercar las fibras dedicadas a los
usuarios
5. Posibilidad de dirigir mejor algunos servicios por la parte en
estrella de la topología frente a la difusión de las redes antiguas
A continuación se puede ver una figura dónde se aprecia la
nueva arquitectura HFC. No hay que confundirse al ver los anillos, la
red de fibra tiene una topología en estrella, los anillos son sólo un
método para introducir redundancia (una fibra de subida y otra de
bajada por cada lado del anillo) y conseguir así una red más robusta
ante averías. De hecho entre cada nodo primario y nodo final hay 4
fibras dedicada (2 de subida y 2 de bajada) representadas por la línea
discontinua azul.
Figura # 9: Enlaces Opticos para Redes HFC.
Fuente: León C. (1997).
La fibra óptica monomodo es la ideal para la transmisión de
señales de televisión por cable y es la que comúnmente utilizan las
compañías de cable por poseer un margen de atenuación muy bajo.
Figura # 10: Conversión de RF a Luz para sistemas de Retorno.
Fuente: Manual de Retorno (2000).
Plantea Geisse (2000) para establecer un enlace óptico se debe
conocer algunos términos básicos que comprenden este enlace:
• Anillo primario: es conjunto formado por los nodos primarios (en
un numero no determinado), la cabecera y las fibras que los
interconectan. Como en todos los anillos de esta topología, son anillos
redundantes, es decir con dos fibras (una de subida y otra de bajada)
en cada lado del anillo para unir un nodo con una cabecera.
• Nodo primario es aquel en el que confluyen las distintas señales
de la cabecera y allí son multiplexadas y encaminadas hacia dónde
deban. Para dicha multiplexión es necesario hacer una transformación
óptico-RF-óptico ya que los contenidos salen multiplexados en una
fibra por división en frecuencia y suelen llegar de las cabeceras
multiplexadas en el tiempo. El equipamiento que compone cada uno de
estos nodos suele ser Equipos de recepción y transmisión HFC (~40
láseres y ~160 receptores), cabeceras de cable módem, routers de
datos, armarios repartidores de fibra, coaxial y pares, equipo de
alimentación y aire acondicionado...
Para hacernos una idea de la cantidad de equipamiento de la
que estamos hablando, basta considerar que como cada nodo primario
da servicio a 80 nodos finales por dos caminos distintos, necesitamos
40 láseres (pues se usan splitters para poder usar un láser por cada 4
líneas) y 160 receptores. Cada nodo primario da servicio a unos 40.000
HP (hogares pasados) estableciendo un enlace directo de fibra
redundante con cada nodo final. La forma de organizar esto es que de
cada nodo primario surgen 4 anillos secundarios con los que se
conectan a los nodos secundarios.
• Anillo secundario es el conjunto formado por 1 nodo primario, 5
nodos secundarios y las fibras que los interconectan y en el que se dan
servicio a 10.000 HP. Como siempre, la conexión entre el nodo
primario y cualquiera secundario es redundante con dos fibras (una de
subida y otra de bajada) por cada lado del anillo.
• Nodo secundario es el lugar dónde se conectan las fibras de
anillos secundario y terciario para dar servicio a 2.000 HP. Se trata en
principio de un nodo pasivo con un repartidor óptico dónde se
empalman las fibras del anillo secundario que tienen que pasar a ese
anillo terciario. Sin embargo, en caso de tener redes superpuestas,
este suele ser el lugar dónde el SDH que llegaba en fibras sé
demultiplexa y se reparte en los pares trenzados que llegarán al
abonado.
• Anillo terciario es el conjunto formado por 1 nodo secundario, 4
nodos terciario y las fibras que los interconectan y en el que se dan
servicio a 2.000 HP. Como siempre, la conexión entre el nodo
secundario y cualquiera terciario es redundante con dos fibras (una de
subida y otra de bajada) por cada lado del anillo.
• Nodo terciario o final es el lugar dónde llegan 4 fibras dedicadas
desde su nodo primario (2 de subida y 2 de bajada) y se realiza la
conversión óptico/eléctrica entre cada una de esas fibras y los 4
coaxiales que salen de él. El nodo da servicio a 500 HP y suele estar
compuesto de 2 receptores ópticos (uno para cada lado del anillo), 2
transmisores ópticos (también uno para cada lado), conversor opto-
electrónico y fuente de alimentación..
Figura # 11: Distribución de Nodos Opticos. Fuente: Francys Geisse (2000).
En lo anteriormente propuesto los autores señalan que las redes
de Fibra óptica fueron diseñadas con la finalidad de eliminar las
grandes cascadas de amplificadores que traen como consecuencia
muchos factores que afectan el buen comportamiento de la red de
cable.
Estos aportes cumplieron un papel fundamental para elaboración
de esta investigación, ya que se dio a conocer cuan importante es un
enlace óptico en una red HFC para brindar cualquier servicio tanto de
vídeo, como interactivos. Con la implementación de esta red óptica se
optimiza el funcionamiento de ambas rutas tanto de forward como de
retorno.
2.3 RED TRONCAL
Señala Counch (1997) que la red troncal es la encargada de
repartir la señal compuesta generada por la cabecera a todas las zonas
de distribución que abarca la red de cable. Fue el primer paso en la
evolución de las redes clásicas todo - coaxial de CATV hacia las redes
de telecomunicaciones por cable HFC, que consistió en sustituir las
largas cascadas de amplificadores y el cable coaxial de la red troncal
por enlaces punto a punto de fibra óptica. Posteriormente, la
penetración de la fibra en la red de cable ha ido en aumento, y la red
troncal se ha convertido, por ejemplo, en una estructura con anillos
redundantes que unen nodos ópticos entre sí.
Indica Adams (1999) que estos nodos ópticos es donde las
señales descendentes (de la cabecera a usuario) pasan de óptico a
eléctrico para continuar su camino hacia el hogar del abonado a través
de la red de distribución de coaxial. En los sistemas bidireccionales, los
nodos ópticos también se encargan de recibir las señales del canal de
retorno o ascendentes (del abonado a la cabecera) para convertirlas en
señales ópticas y transmitirlas a la cabecera.
Figura # 12: Red Coaxial para TV por Cable. Fuente: León C. (1997).
Expresa Geisse (2000) la que red Troncal conocida como red de
transporte, es la parte de la red HFC responsable de difundir las
señales desde los sistemas de la cabecera de red hasta los nodos
ópticos. A su vez esta red de transporte está formada por una red
troncal primaria y varias redes troncales secundarias. La red troncal
primaria en su totalidad está formada por enlaces de fibra óptica.
• Red troncal primaria: La red troncal primaria es una red de fibra
óptica con topología de anillo utilizada para la interconexión de los
nodos primarios con la cabecera de red. Cada nodo primario atiende
aproximadamente a unos 15.000 hogares.
• Red troncal secundaria: De cada nodo primario dependen un
conjunto de subredes de fibra óptica de menor tamaño con topología
de anillo. Cada una de estas subredes recibe el nombre de red troncal
secundaria y su finalidad es la interconexión del nodo primario con los
nodos ópticos que dependen de él.
Se observa que los autores coinciden en que la red troncal es la
encargada de transportar las señales desde el head-end hasta los
nodos ópticos, y que en la mayoría de los casos este enlace esta
compuesto por fibra óptica; considerándose para efectos del presente
trabajo.
Según Raskin (1997) la red de distribución está compuesta por
una estructura tipo bus de coaxial que lleva las señales descendentes
hasta la última derivación antes del hogar del abonado. También se le
conoce como planta Coaxial y consiste en cables porción de una red
HFC que consiste en cables coaxiales, rutas recorridas de los Taps,
Amplificadores de RF y dispositivos RF pasivos. El cable coaxial y los
dispositivos pasivos son inherentes a la capacidad simultánea de
transmisión bidireccional RF.
Agrega Kaufmann (1998) que la red de distribución contiene un
máximo de 2 ó 3 amplificadores de banda ancha y abarca grupos de
unas 500 viviendas. La fibra óptica de la red troncal llega hasta el pie
de un edificio, de allí sube por la fachada del mismo para alimentar un
nodo óptico que se instala en la azotea, y de éste parte el coaxial hacia
el grupo de edificios a los que alimenta (para servicios de datos y
telefonía suelen utilizarse cables de pares trenzados para llegar
directamente hasta el abonado, desde el nodo óptico).
Para complementar lo mencionado por los autores Geisse (2000)
expresa que la red de cable coaxial que va desde el nodo hasta el
abonado, consiste en un coaxial con distintas derivaciones y
amplificadores (topología árbol - rama) que se utiliza como medio de
difusión. En caso de redes superpuestas, también acompañan los
pares de cobre que dan servicio a esos usuarios, a través de las
acometidas de los edificios y hogares.
• Acometida: es considerada por Tomasi (1996) como la conexión
entre el terminal de suscriptor y el sistema de distribución, la cual
consiste en un pequeño cable coaxial y un equipo de división pasivo.
Esta sección de suscriptor consiste generalmente de Taps, (Punto de
distribución de los abonados) cables pequeños de bajada o
acometidas, y dispositivos interactivos del suscriptor, así como Módem,
set – top, decodificadores unidades con interfaz telefónica, entre otros.
En combinación con lo antes mencionado afirma Raskin (1997)
que la acometida a los hogares de los abonados es, sencillamente, la
instalación interna del edificio, o casa, en el hogar del abonado y es el
último tramo antes de la base de conexión. También se les conoce
como cable de bajada, y esta etapa la toman los diseñadores de redes
de televisión por cable como referencia para comenzar el diseño.
Con lo anteriormente planteado por dichos autores se determinó
que la red de distribución está compuesta generalmente por cables
coaxiales, amplificadores y dispositivos pasivos para llevar las señales
a través de una zona determinada.
3. SEÑALES DE TELEVISIÓN POR CABLE (CATV)
El término televisión significa "ver a distancia", (19)
en el cual la información visual a ser transmitida se convierte en una
serie de niveles de voltajes representativos, el tipo de señal depende
del tipo de voltaje que se maneje para una transmisión señal digital o
señal analógica. Luego esta señal es nuevamente en la imagen original
la cual se proyecta en la pantalla del receptor.
Los sistemas tradicionales de televisión se basan en la difusión
en todas las direcciones de la señal transmitida, es decir, en este caso
una antena transmisora radia ondas electromagnéticas de radio que
son captadas por una antena receptora. Para las estaciones
comerciales de difusión de televisión, el área de servicio es de
aproximadamente de 40 a 120 Km. en todas las direcciones desde el
transmisor.
La distribución de esta señal se efectúa en forma de dos ondas
portadoras de radiofrecuencia moduladas (codificadas) por la
información deseada. Para la señal de imagen se emplea modulación
de amplitud (AM), mientras que para la señal de sonido se emplea la
modulación de frecuencia (FM).
Estos sistemas tradicionales de televisión tienen la desventaja de
que la señal transmitida disminuya por causas de la distancia entre el
transmisor y el receptor y otros factores de interferencia, por lo cual se
hace necesario instalar antenas repetidoras y dispositivos de
amplificación de señal, en consecuencia, con la finalidad de solucionar
el problema de señales débiles surge la idea de enviar las señales por
cable, dando origen a lo que se denomina televisión por cable (CATV):
La banda de televisión por cable (CATV), la define Tomasi (1995)
como redes con un ancho de banda bastante alto y un flujo de
información a una velocidad aceptable, estos sistemas, dada sus
características, representan una buena alternativa para la aplicación de
varios servicios de transmisión de datos, como vídeo, voz e imágenes,
la cual se basa en la difusión de las señales a transmitir por medio de
un cable el cual puede ser un par de alambres, cable coaxial o fibra
óptica.
La televisión por cable fue inicialmente un medio auxiliar para
mejorar la recepción entre dos tipos opuestos de situaciones, la señal
es débil en zonas lejanas del transmisor o en valles rodeados de
montañas.
En grandes ciudades el transmisor puede estar cerca, pero los
altos edificios producen reflexiones por caminos múltiples, para ambos
tipos de situaciones la televisión por cable ha solventado el problema,
convirtiéndose en la actualidad en un servicio ampliamente utilizado
por la comunidad, este tiene como beneficios, que nos adentran a una
diversidad de programas entre estos la TV por satélite, TV
convencional, canales privados y otros por otra parte las señales de
vídeo y audio son controladas por una estación central (Head – End) lo
que permite una emisión de óptima calidad de las señales a ser
distribuidas.
eventos especiales, dentro de una urbanización o complejo específico;
Comunicación dos vías con el centro de control, teleconferencias,
Internet, juegos de vídeo, compras desde la casa, sistemas de
seguridad para las casas entre otros.
3.1.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE TELEVISIÓN POR CABLE
El sistema de televisión por cable esta conformado por dos
componentes principales, el sistema central y el sistema de
distribución.
En el sistema central se reciben y procesan las señales vía
satélite y las señales de televisión local.
Las redes CATV según Counch (1997), tienen como objetivo la
distribución de multitud de canales de T.V. Para ello utilizan una
topología de red basada en cuatro partes.
• Cabecera: Es donde se recogen los canales, normalmente
provenientes de satélites, enlaces terrestres y producción propia, para
ser emitidos por la red de cable.
• Red de alimentación: anillo de Fibra Óptica hasta los centros de
distribución
• Red troncal o de transporte: transporte de la señal de T.V. desde
los centros de distribución hasta los nodos.
• Red de distribución: Ramales de cable que llevan la señal desde
los puntos de distribución hasta los hogares.
Las primeras redes estaban totalmente construidas de cable
coaxial. Posteriormente, debido a la gran cantidad de amplificadores
que había que colocar, ya que la señal se atenuaba mucho, la troncal
se empezó a construir de fibra óptica, más económica, fácil de
mantener, con mayor capacidad y con muy pequeña atenuación. La
mayoría de las redes que se construyen ahora siguen esta estructura.
Algunos canales analógicos de T.V. ocupan 7 MHz y otros
ocupan 8 MHz, las Redes de Cable suelen distribuir de 20 a 100
canales. Todo esto ha llevado a los operadores de T.V. a construir
redes cada vez de mayor capacidad. Inicialmente se utilizaba la zona
del espectro entre 65 y 550 Mhz, actualmente se ha ampliado hasta
862 MHz.
También se puede integrar un canal de retorno en las redes de
cable, incluyendo en la red amplificadores que funcionen en la banda
de 5 a 45 MHz. En este canal podemos transportar señales desde el
usuario a cabecera construyendo de esta forma un puente entre los
hogares y el mundo de Internet.
3.1.1.-SISTEMA CENTRAL
Este sistema señala Geissen (2000) que esta compuesto
principalmente por el Head - End o Cabecera donde se originan todas
las señales que se distribuyen a través de la red de cable y allí es
donde se recolectan todas las fuentes de programación. Los equipos
de Head - End están compuestos por Antenas, Receptores -
Decodificadores, Moduladores, etc. y estos se encargan de combinar
las señales en un paquete de banda ancha que puede distribuirse a los
receptores de las casas.
electromagnética liberada por la antena constituye la radiación, por lo
cual las antenas son también denominadas radiadores.
Figura # 13: Antena Maestra UHF. Fuente: Francys G. (2000).
Señala Tomasi (1996) una antena es un dispositivo recíproco
pasivo; pasivo en cuanto a que en realidad no puede amplificar una
señal, por lo menos no en el sentido real de la palabra y recíproco en
cuanto a que las características de transmisión y recepción de una
antena son idénticas, excepto donde las corrientes de alimentación al
elemento de la antena se limitan a la modificación del patrón de
transmisión.
En un sistema de CATV, se disponen de dos tipos básicos de
antenas y las define Tomasi (1996, p.135) como:
• Antenas maestras: Estas reciben las señales de las televisoras
nacionales.
• Antenas Parabólicas: Son antenas direccionables o unidireccional,
utilizadas para captar las señales provenientes de los satélites. Estas
proporcionan una ganancia y una directividad extremadamente altas y
son muy populares para los radios de microondas y el enlace de
comunicaciones por satélite.
Una antena parabólica se compone de dos partes principales: un
Figura # 14: Antena Parabólica. Fuente: Michael A. (1999).
reflector parabólico y el elemento activo llamado mecanismo de
alimentación.
componente más básico para una antena parabólica. Los reflectores
parabólicos se asemejan a la forma de un plato; por tanto, a veces se
les llaman antenas parabólicas de plato o solo antenas de plato. En sí
el reflector es un dispositivo pasivo que solo refleja la energía irradiada
por el mecanismo de alimentación en una emisión concentrada
altamente direccional donde las ondas individuales están todas en fase
entre sí (un frente de ondas en fase).
• Mecanismo de Alimentación: El mecanismo de alimentación de
una antena parabólica realmente irradia la energía electromagnética y
por tanto se le suele llamar la antena principal. El mecanismo de
alimentación es de mayor importancia porque su función es irradiar la
energía hacia el reflector o captar la energía reflejada del plato.
• Receptores – Decodificadores: Estos cumplen la función de
procesar y decodificar las señales amplificadas.
El mismo autor indica que un receptor debe ser capaz de recibir,
amplificar y demodular una señal de RF. Un receptor también debe ser
capaz de limitar las bandas del espectro total de radio frecuencias a
una banda específica de frecuencia.
• Moduladores: Estos equipos modulan las señales ya procesadas
por los receptores, a canales VHF, algunos moduladores presentan la
ventaja de poder sintonizar el canal que se requiera.
Según Raskin (1997, P.175) la modulación se define como el
proceso de transformar información de su forma original a una forma
más adecuada para la transmisión.
En sí un modulador convierte una señal de vídeo de banda -
base a la frecuencia de canal deseado para su distribución en un
sistema CATV. La fuente de vídeo es primero modulada a una
frecuencia intermedia (FI) de 45.75 Mhz donde es combinada con una
señal de audio de frecuencia intermedia (FI) de 41.25 Mhz esta señal
compuesta es entonces convertida a la frecuencia del canal de salida
deseado. El resultado es una señal de televisión de alta calidad y bajo
nivel de interferencia en cualquier canal de televisión por cable del
rango de frecuencia de 54 hasta 450Mhz.
• Scramblers: Es un aparato o dispositivo que codifica o enmascara
la señal de vídeo de tal manera que el televisor de recepción normal de
cable no puede recibir los canales no autorizados (canales premiun).
2.2 SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN
Es el medio de transmisión hacia los usuarios. El medio de
transmisión como vía física es el cable que se distribuyen partiendo
desde los nodos secundarios. En éstos nodos secundarios señala
Raskin (1997), que las señales ópticas se convierten a señales
eléctricas y se distribuyen a los hogares de los abonados a través de
una estructura tipo bus de coaxial, que componen la red de
distribución. Cada nodo sirve a unos pocos cientos de hogares (500 es
un tamaño habitual en las redes HFC), lo cual permite emplear
cascadas de 2 ó 3 amplificadores de banda ancha como máximo.
Con esto se consiguen unos buenos niveles de ruido y
distorsión en el canal descendente (de la cabecera al abonado). La red
de acometida salva el último tramo del recorrido de las señales
descendentes, desde la última derivación hasta la base de conexión de
abonado.
están conformados por:
• Cables: Las señales portadora de mensaje se transmiten de una
distancia empleando una diversidad de medio de transmisión que van
desde un par de alambres hasta las fibras ópticas, dependiendo de la
naturaleza de estas señales eléctricas entre los tipos de conductores
disponibles se tienen:
• Cables de dos Alambres: Varios pares de alambres, cada par
formando una trayectoria de transmisión, se empaca para formar un
cable.
consiste de un conductor central rodeado por un conductor exterior
concéntrico (distancia uniforme del centro).
Figura # 15: Cable Coaxial. Fuente: Donald R. (2000).
Donde: 1) Conductor, 2) Aislamiento, 3) Blindaje, 4) Cobertura.
A frecuencia de operación relativamente altas, el conductor
coaxial externo proporciona una excelente protección contra la
interferencia externa.
• Fibras Ópticas: Consiste en un núcleo central muy fino, de vidrio o
plástico. Este es rodeado por otro medio que lo aísla del ambiente.
Cada fibra provee un camino de transmisión único de extremo a
extremo. La señal se transmite en formas de pulsos de luz que se
introducen por un extremo de la fibra utilizando un láser o diodo emisor
de luz.
Figura # 16: Fibra Optica Monomodo. Fuente: León C. (1997).
La fibra óptica a diferencia de los otros tipos de cable tiene la
ventaja de que posee una mayor capacidad debido a los anchos de
banda inherentemente más grandes y disponibles con las frecuencias
ópticas. Los cables metálicos exhiben en el medio capacitancia e
inductancia a lo largo de sus conductores. Estas propiedades causan
que actúen como filtros pasa - bajas que limitan sus frecuencias de
transmisión y los anchos de banda.
Figura # 17: Interior del Cable de Fibra Optica. Fuente: León C. (1997).
C. DEFINICIÓN DE TERMINOS BASICOS.
• Amplificador: Dispositivo utilizado para aumentar el nivel operativo
de una señal de entrada. General Instrument (1994, p. 75)
• Acoplador Direccional: Dispositivo electrónico pasivo que acopla
un valor fijo de energía de radiofrecuencia de la señal de entrada
permitiendo que la radiofrecuencia restante pase por el de salida.
General Instrument (1994, p. 76)
• Blindaje: Conductor exterior del cable coaxial. General instrument
(1994. p. 75)
Forward y reversa por un mismo medio. General Instrument (1994,
p. 85)
• Cable Alimentador: Cable coaxiales que transportan señales de la
línea troncal al área del suscriptor. Manual de retorno (2000, p. 85)
• Cable Coaxial: Un tipo de cable que tiene dos conductores que
comparten el mismo eje. Consiste en un conductor central,
dieléctrico aislante, blindaje conductor y funda protectora. Manual
de retorno (2000, p. 85)
• Cable de Bajada: Cable que conecta la porción alimentadora del
sistema de distribución a la casa del suscriptor. También llamado
acometida. Manual de retorno (2000, p. 85)
• Cable Troncal o Expreso: Las principales líneas de distribución de
la cabeza de red a varias áreas en donde las líneas alimentadoras
están conectadas para distribuir señales a suscriptores. Manual de
retorno (2000, p. 85)
• Cables de Distribución: Cable derivados utilizados para
proporcionar señales de la red en áreas de servicio a clientes. .
Manual de retorno (2000, p. 85)
• Canal: Es el medio de transmisión del sistema de comunicación,
suele consistir en un enlace de espacio libre (con antenas), un par
de alambres (normalmente de cobre), un cable o una fibra óptica. .
• Canal Adyacente: Dos canales de TV se consideran adyacentes
cuando sus portadoras de vídeo, por aire o por cable están
separados por 6Mhz. En señales de FM en un sistema de cable,
dos canales separados son adyacentes cuando sus portadoras
están separadas por 400 a 600 Khz. . Manual de retorno (2000, p.
85)
bidireccional puede conducir señales a la cabecera así como
también fuera de ella. sistemas de doble – vía o bidireccionales
ahora pueden llevar datos; ellos pueden llevar eventualmente
señales de audio y vídeo. Manual de retorno (2000, p. 86)
• Capacidad de Canales: El número máximo de canales de 6Mhz
que pueden llevarse simultáneamente sobre un sistema CATV.
• C/N (Razón Portadora a Ruido): La razón de la potencia pico de
la portadora o la potencia media cuadrática del ruido en un ancho
de banda de 4Mhz. Manual de retorno (2000, p. 86)
• Codificación: Interferir con una señal electrónica o reorganizarla de
tal manera que solamente los suscriptores puedan decodificarla
para recibir el mensaje o la señal original. Manual de retorno (2000,
p. 86)
analógica entre diversos dispositivo. Manual de retorno (2000, p. 86)
• Conductor: Substancia que controla o dirige el calor, la luz, el
sonido o una carga eléctrica. Manual de retorno (2000, p. 86)
• Conector: Dispositivo con terminales metálicos situados en el
extremo de una placa de circuito impreso y que se conecta a otro
circuito o placa para intercambiar señales electrónicas. Manual de
retorno (2000, p. 86)
• Dispositivo: Componente electrónico o digital capaz de ejercer una
función específica. Manual de retorno (2000, p. 87)
• Decibel (db): Unidad de medición que expresa la razón de dos
niveles de potencia en una logarítmica equivalente a un décimo de
un Bel. Se puede expresar en valores positivos o negativos. Manual
• Distorsión: Cambio indeseable en la forma de onda de una señal
dentro de un medio de transmisión. Manual de retorno (2000, p. 87)
• Distorsión Armónica: Forma de interferencia que involucra la
generación de armónicas según la relación frecuencia f¨=n*f1 para
cada frecuencia presente, donde n es un entero igual a 2 o más.
• Distorsión Demorada: La distorsión que resulta de una velocidad
de transmisión no uniforme de los diversos componentes de la
frecuencia de una señal; es decir, los diversos componentes de
frecuencias de la señal tienen diferentes tiempos de viaje (demora)
entre el nivel de entrada y el nivel de salida de un circuito. Manual
• Distorsión por Intermodulación: La forma de interferencia que
involucra la generación de batidos interferentes entre dos o más
portadoras según la relación frecuencia f=n*f1 “ m*f2, donde n y m
son los números enteros (pero no cero), con la expansión apropiada
para portadoras adicionales. Manual de retorno (2000, p. 87)
• Dispositivo Pasivo: Operativamente estático, incapaz de
amplificación u oscilación, no requiere energía para funcionar. Por
ejemplo divisores, derivaciones, acopladores, atenuadores etc. .
• Ecualizador: Dispositivo utilizado para atenuar las frecuencias
bajas. General Instrument (1994, p. 75)
• Eco (o Reflexión): Una onda que ha sido reflejada hacia uno o más
puntos en el medio de transmisión, con la suficiente magnitud y la
diferencia de tiempo para ser percibida de cierta manera como una
onda diferente de la transmisión principal o primaria. Los ecos
pueden estar delante o detrás de la onda primaria y aparece en el
monitor de imagen como reflejos o “fantasmas”. Manual de retorno
(2000, p. 88)
cables. Manual de retorno (2000, p. 88)
• Espectro Electromagnético: Un rango continuo de frecuencias de
radiación electromagnética (es decir, energía eléctrica y magnética
oscilante que puede viajar a través del espacio). Dentro el espectro,
las ondas tienen algunas características especificadas comunes;
por ejemplo, el espectro de TV por aire, oscila entre 45 a 890 Mhz.
• Figura Ruido: Una medida del ruido expresada en db generada a la
entrada de un amplificador comparada frente al ruido generado por
una resistencia de 75 ohm. Manual de retorno (2000, p. 88)
• Filtro Diplex: Aparato conformado por dos filtros, un filtro pasa –
bajo y otro pasa – alto que se utiliza para separar la señal de
reversa del forward. General Instrument (1994, p.77)
• Fibra Optica: Fibras de cristal sumamente delgadas que permite la
flexión y reflexión de los haces de luz con bajos niveles de pérdida.
General Instrument (1994, p.77)
• Fuente de Poder: Utilizada para alimentar la electrónica de los
amplificadores de la red. General Instrument (1994, p.77)
• Hz (Hertz): Unidad de frecuencia equivalente a un ciclo por
segundo. Manual de retorno (2000, p. 89)
• HRC (Portadora en relación armónica): Plan de cable en el que
cada portadora de vídeo es un múltiplo exacto de 6Mhz. Esta
técnica se utiliza para ocultar la distorsión del triple batido
compuesto anulando la frecuencia de pulsación de dichas
distorsiones con las portadoras de vídeo. Manual de retorno (2000,
p. 89)
• IF (Frecuencia intermedia): Frecuencia producida en un circuito
heterodino cuando la frecuencia de un oscilador local está mezclada
con la señal de radiofrecuencia entrante. Manual de retorno (2000,
p. 89)
• Impedancia: Efecto combinado de reactancia inductiva, resistencia
y reactancia capacitiva en una señal a cierta frecuencia. Manual de
retorno (2000, p. 89)
• Inclinación o pendiente del cable: Diferencia en ganancia entre la
frecuencia más alta y la frecuencia más baja en un sistema de TV
por cable. Manual de retorno (2000, p. 89)
• Interferencia: Energía que tiende a interferir con la recepción de las
señales deseadas, como la interferencia de RF de canales
adyacentes, o fantasmas reflejados por objetos tales como
montañas y edificios. Manual de retorno (2000, p. 89)
• Internet: Es una red de redes menores edificada por enlaces de
computadoras que recorren o que están ubicados en todas las
latitudes del mundo. Manual de retorno (2000, p. 89)
• Logaritmo (Log): Se define como el exponente de la base 10 que
produce ese mismo numero). Manual de retorno (2000, p. 90
• Línea Troncal Principal: El enlace mayor entre la cabecera y las
líneas alimentadoras. Manual de retorno (2000, p. 90)
• Modulación: Proceso de cambiar una forma de onda variando la
amplitud, frecuencia o fase para transmitir información. Manual de
retorno (2000, p. 90)
• Modulación Cruzada: Un tipo de distorsión de señal en el que la
modulación de uno o de más portadoras RF(s) se impone sobre otra
portadora. Manual de retorno (2000, p. 90)
• Multiplexión: Función que permite que dos o más fuentes de
información compartan un medio de transmisión común de tal forma
que cada fuente de datos tiene su propio canal. Manual de retorno
(2000, p. 90)
• Nodo: Un punto de derivación o intercambio en la red en el que la
luz se convierte en energía eléctrica. Manual de retorno (2000, p.
90)
• Pad: Dispositivo que se utiliza para atenuar toda la banda de
frecuencia de la ruta de retorno y Forward. Manual de retorno (2000,
p. 90)
• Pérdida de Retorno: Razón de la potencia de entrada a la potencia
reflejada. Manual de retorno (2000, p. 90)
• Receptor: Dispositivo capaz de capturar señales del transmisor y
convertirlas en información para el hombre. Manual de retorno
(2000, p. 90)
• RF(Radio Frecuencia): El espectro electromagnético entre 3Khz y
300 Gigahertz. Manual de retorno (2000, p. 91)
• Señales: Niveles de voltajes (señal eléctrica) representativos de
una información. El tipo de señal depende del tipo de voltaje que se
maneje para una transmisión: señal digital y señal analógica.
General Instrument (1994, p. 77)
• Transmisión: Envío de información (señales) de un punto a otro.
General Instrument (1994), p. 77)
• Terminador: Carga resistiva para una línea coaxial abierta utilizado
para eliminar las reflexiones y para terminar una línea en su
impedancia. . Manual de retorno (2000, p. 91)
• Taps: Dispositivo pasivo instalado en el cable alimentador que se
conecta el TV doméstico con la red de cable. También se llama
Drop. . Manual de retorno (2000, p. 91)
D. SISTEMA DE VARIABLES.
1 RUTA DE RETORNO
La ruta de retorno la define Carlson (1995) como todas aquellas
señales que viajan en sentido opuesto a las señales de la ruta de
Forward. Y la ruta de Forward son las señales que viajan hacia delante.
Operacionalmente se define como la ruta que se utiliza para
llevar todos los datos desde la casa del abonado hacia la cabecera o
Head-End por el mismo medio de transmisión.
2. REDES HFC.
Las redes HFC señala Raskin (1997) están compuestas por un
Híbrido entre fibra óptica y coaxial. Este método de distribución esta
basado en el uso de láseres semiconductores y fibras ópticas
monomodo que transportan señales de TV por cable en su forma
nativa (analógica).
Operacionalmente, las redes HFC están compuestas por un
Híbrido entre fibra óptica y coaxial que son utilizadas normalmente para
llevar las señales de televisión a largas distancias por medio de la fibra
óptica evitando la atenuación producida por las cascadas de
amplificadores en la red Coaxial logrando una calidad de señal optima.
3. TELEVISIÓN POR CABLE.
Afirma Tomasi (1995) que todas las señales de televisión que
viajan a través de cable coaxial se denominan señales de televisión por
cable.
Operacionalmente, a televisión por cable fue creada con la
finalidad de llevar por medio de redes de cable Coaxial las señales de
televisión, a las ciudades donde estas señales de televisión
transmitidas al aire libre no llegan por diferentes causas, como los
pueblo rodeados de montañas o las ciudades rodeadas de edificios
donde las montañas y edificios obstruyen el paso de las ondas
electromagnéticas hacia los televisores de los habitantes.

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