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

CAPITULO II MARCO TEORICO

13

CAPITULO II

MARCO TEORICO

A. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN

Para 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.

La metodología aplicada incluyó la elaboración de un

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.

Los resultados indican que para elaborar un diseño de

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.

Estas investigaciones permitieron conocer diversas

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 75Ω

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

Retorno Forward


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:

• Sistema divergente.

• Salidas son constantes y altos niveles.

• Las señales de referencias fijadas, canales de vídeo.

• Selección de los taps esta basado en los niveles de ruta

directa.

• Mucho ancho de banda para trabajar.

• Unido al criterio del Índice Acumulativo de Fugas (CLI).

• El ruido del sistema es la suma de la cascada de los

elementos activos

Ruta de Retorno

• Existen muchas entradas y un solo destino, sistema

convergente.

• Alineación basada en la ganancia unitaria en la entrada,

entradas bajas y constantes.

• No existen señales de referencia fijadas.

• 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.

1.3 SEÑALES QUE VIAJAN EN LA RUTA DE RETORNO

El diagrama que se presenta, es una recomendación de

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

• Cable Módem: 6MHz

• Cable Telefónico: 24MHz


• 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.

1.3.1 RF-IPPV

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.

Un módem de cable típico tiene las siguientes características:

• 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.

2.4 RED DE DISTRIBUCIÓN

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.

Otros servicios disponibles incluyen, canales para anunciar

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.

• Antenas: Estas se definen como un sistema conductor metálico

capaz de radiar y recibir ondas electromagnéticas. La energía

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.

• Reflector Parabólico: El reflector parabólico es probablemente el

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.

Los componentes más importantes del sistema de distribución

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.

• Cables Coaxiales: Constituye un medio físico de transmisión,

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)

• Bidireccional: Definición de transmisión en ambas direcciones,

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)

• Capacidad Bidireccional: Un sistema CATV con capacidad

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)

• Comunicación: Proceso de transferencia de información digital o

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)

• Empalme: Conexión mecánica/eléctrica para unir dos alambres o

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.

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

Documents

Transcript of CAPITULO II MARCO TEORICO CAPITULO II MARCO TEORICO A ...