Andres Felipe Hernández

FUNDAMENTOS DE LAS REDES HFC PROGRAMA

• QUE ES UNA RED HFC

• COMPONENTES DE LAS REDES HFC

• TIPOS DE REDES HFC

• ELEMENTOS DE UNA RED HFC

• ELEMENTOS ACTIVOS

• ELEMENTOS PASIVOS

• TIPOS DE CABLES

• TOPOLOGÍAS DE RED

QUE ES UNA RED HFC •HYBRID FIBER COAXIAL (HFC), HÍBRIDO DE FIBRA-COAXIAL

• EN TELECOMUNICACIONES, ES UN TÉRMINO QUE DEFINE UNA RED DE FIBRA ÓPTICA QUE INCORPORA

TANTO FIBRA ÓPTICA COMO CABLE COAXIAL PARA CREAR UNA RED DE BANDA ANCHA.

≪ Telecomunicación: Toda transmisión, emisión o recepción de signos, señales, escritos,

imágenes, sonidos o informaciones de cualquier naturaleza por hilo, radioelectricidad, medios

ópticos u otros sistemas electromagnéticos. ≫

Esta tecnología permite el acceso a Internet de banda ancha utilizando las redes

CATV. Se puede dividir la topología en dos partes. La primera consiste en conectar

al abonado por medio de cable coaxial a un nodo zonal y posteriormente

interconectar los nodos zonales con fibra óptica.

Además de brindar el

servicio de televisión

por cable anexaron

transportar por el

mismo medio la señal

de internet de banda

ancha.

La fibra óptica proporciona la ventaja de cubrir distancias

razonablemente largas con un mínimo de amplificación y

regeneración de la señal.

La fibra óptica termina en un dispositivo de la red

llamado puerta de enlace (gateway)

El cable coaxial proporciona una capacidad de ancho de banda

considerable, mientras que también permite que la señal se extraiga

y se inserte con una mínima interferencia a cualquier cliente o

equipo.

Las limitaciones de este sistema son que a veces la

señal necesita ser amplificada y además es susceptible

a interferencias externas.

SERVICIOS SOPORTADOS • DISTRIBUCIÓN ANALÓGICA DE TV TERRESTRE Y DE SATÉLITE ANALÓGICA Y DIGITAL

• DISTRIBUCIÓN DE CANALES DE RADIO FM

• TELEFONÍA INTEGRADA

• SERVICIOS DE PAGO POR VISIÓN (PPV) Y VIDEO BAJO DEMANDA ( VIDEO ON DEMAND, VOD)

• ACCESO A INTERNET

• SERVICIOS Y VIDEOJUEGOS INTERACTIVOS

• ACCESO A BASES DE DATOS

• VIDEOTELEFONÍA

• COMERCIO ELECTRÓNICO, TELE ADMINISTRACIÓN, TELEMEDICINA, …

• ACCESO A INTERNET A TRAVÉS , DEL TV, PORTALES TV, ANUNCIOS INTERACTIVOS, ...

• DISTRIBUCIÓN DE CANALES DE VIDEO Y AUDIO KBPS

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

RED TRONCAL RED DE DISTRIBUCION

Flujo de Información

Headend

O Cabecera Red de

Alimentación

Servicios al

cliente

GI MTS ENCODER

MVP II

test

-20 dB

rf 25 30 50

kHz

audio deviation

unlock ref off sound

carrier 0 40 87.5 96

%

video modulation

MVP II

test

-20 dB

rf

channel

0 20 25 30 50 kHz

audio deviation

unlock ref off

aux if

sound carrier

level 0 40 80 87.5 96

%

video modulation

level

unlock ref off

video b

prgm if level

96 %

Fuente Poder

CABECERA O HEADEND

Recepción de las señales

Procesamiento de Señal

Múltiplexación/

Transmisión Óptica

• Es el origen de las señales que se transmiten a través de la red. Contiene los

equipamientos y sistemas que permiten a los operadores prestar de manera

integrada todos los servicios.

• Es el centro donde se gobierna todo el sistema, donde se recopila todos los

canales de televisión a difundir por la red. Además es donde se establecen todas

las interconexiones, con otras redes de transporte fijas o móviles, así como los

servidores de acceso a los diferentes servicios, y el servicio telefónico.

CABECERA O HEADEND (PROCESAMIENTO DE SEÑALES)

• RECEPCIÓN DE SEÑALES SATELITALES

• RECEPCIÓN DE SEÑALES DE ENLACE

• PROCESADOR DE SEÑALES/CONTROL Y MONITOREO DE RED

• MODULADORES Y DE MODULADORES

• PROCESADORES

• MODULADORES DE AUDIO

• CODIFICADOR DE AUDIO

• CODIFICADOR DE DATOS

• CONTROLADOR DE DIRECCIONES

• SISTEMA DE SOPORTE OPERACIONAL

• MONITOREO DE ESTADO

• TRASMISIÓN ÓPTICA

COMPONENTES DEL HEADEND

HUB - SDS

Tiene como función recolectar las señales

bidireccionales de los diferentes nodos y

centrar las señales de Internet y Telefonía en

los, Reuters, CMTS y Softswitch, para ser

transmitidas al sistema de transporte en Fibra

Óptica.

• HUB (CONCENTRADOR) • SDS (SALÓN DE DISTRIBUCIÓN DE SERVICIOS)

Se llama Hub al lugar donde se encuentran

los dispositivos tecnológicos que tienen la

capacidad de centralizar las función de una

red con el propósito de ampliarla hacia otros

puertos utilizando la misma señal que es

repetida y emitida suavemente, estos están

asociados a las redes de televisión

COMPONENTES DE LA RED TRONCAL

Red Óptica

• Cable de Fibra Óptica

• Receptor Óptico (Foto Detector)

• Láser Transmisor de Retorno

TRANSPORTE DE SEÑAL

TRANSPORTE O TRONCAL

HE

Hub Primario

Hub Secundario x4 Nodo

Transporte Global de Datos

Banda Base 1550 nm

Transporte de RF @1310nm

FIBRA ÓPTICA • SEÑAL EN FORMA DE PULSOS LUMINOSOS

• UN TRANSDUCTOR CONVIERTE SEÑAL ELÉCTRICA A PULSOS DE LUZ

USANDO UN LED (LIGHT EMITING DIODE), O LD (LASER DIODE), EN EL

EMISOR.

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

FOTOELÉCTRICO.

LED LD

Foto detector

Señal óptica o

Señal luminosa

Señal eléctrica

Señal eléctrica

Transductor Transductor

FIBRA ÓPTICA MULTIMODAL

• NÚCLEO 50 M . USA LED

• LOS PULSOS TIENE MUCHOS “MODOS” O CAMINOS

• LOS PULSOS LLEGAN DEFORMADOS

• REQUIERE REPETIDORES PARA CORREGIR

R E V E S T I M I E N T O

R E V E S T I M I E N T O

LED

FIBRA ÓPTICA MONOMODAL

• DIÁMETRO DEL NÚCLEO MENOS DE 5 M

• USA LD

• LOS PULSOS LLEGAN MAS SINCRONIZADA MENTE

• PUEDEN TENER TRAMOS MAS GRANDES SIN REPETIDOR

• VELOCIDADES CADA VEZ MAYORES (GBPS)

LD

ESTRUCTURA CABLE OPTICO

Fibra Óptica

Tipos de Fibra Óptica

RED ÓPTICA

RED DE DISTRIBUCIÓN

Red Coaxial

•ELEMENTOS ACTIVOS

• FUENTES DE PODER

• AMPLIFICADORES

•ELEMENTOS PASIVOS • INSERTORES DE PODER

• ACOPLADORES

• DIVISORES

• ECUALIZADORES

•CABLE COAXIAL

•CONECTORES

ELEMENTOS ACTIVOS

FUENTE DE PODER

Modulo Fuente

Banco de Baterías

Power Insert

(Insertor de Poder)

Gabinete

Es el dispositivo encargado de proveer

la corriente y la tensión necesaria para

alimentar los distintos dispositivos de

la Red

Status Monitor

Módulo de RF

Láser Receptor

Láser Transmisor

Módulo Óptico

NODO ÓPTICO Transponder

AMPLIFICADORES

Puerto de entrada

de RF

Puertos de

salida de RF

- 1 Salida(LE, HLE)

- 2 Salidas (MB, HGD)

- 3 Salidas (HGBT)

- 4 Salidas (BTD)

AMPLIFICACIÓN

Incrementa el nivel

Plus

Ruido Amplificador

Cada amplificador tiene una

figura de ruido que se suma a la

señal

Ruido

DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN AMPLIFICADOR

Entrada salida

Low

High

EQ PAD Gain

Low

High

PAD

P/S Filtro

Diplexor

Upstream (Al Headend)

Downstream (Al Cliente)

Gain

Señal Forward (50-850 MHz)

Via de Retorno (5-40 MHz)

ELEMENTOS PASIVOS EXTERNOS (OUTDOOR)

POWER INSERT • INSERTOR DE POTENCIA:

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

DIRECCIONAL COUPER – DC Y SPLITTERS

SSP - 12K

Entrada

RF/AC

Salida

RF/AC

(THRU)

Dirección

de la señal

de RF

Valor de

Atenuación

de RF en la

salida TAP

Salida

RF/AC

(TAP)

Entrada

RF/AC

Salida

RF/AC

(THRU)

Salida

RF/AC

(THRU)

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

Perdidas

@ 54MHz: 1.0dB @ 54MHz: 11.4dB

@ 750 MHz: 1.6dB @ 750MHz: 12.0dB

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

Perdidas

@ 54MHz: 3.6dB

@ 750 MHz: 4.6dB

Divisor Acoplador Direccional

Derivador-Tap

Flujo de agua

Igual flujo de agua por cada camino

SPLITTER

Flujo de Agua

Diferente flujo de agua por cada camino

DIRECCIONAL COUPLER

Los taps son acopladores direccionales que proveen señal para conectar los drops hacia los

clientes.

Existen taps de dos, cuatro y ocho salidas boca TAP.

Flujo de Agua

Igual flujo de Agua por cada boca

TAP

TAP O MULTITAPS

EQUALIZADOR 10 EQUALIZADOR7 EQUALIZADOR 5

860 Mhz - 1.5 dB/m860 Mhz - 1.3 dB/m 860 Mhz - 1.0 dB/m

750 Mhz - 1.2 dB/m750 Mhz - 1.5 dB/m 750 Mhz - 1.5 dB/m

5 MHz - 10.6 dB/m5 Mhz - 7.4 dB/m 5 Mhz - 5.1 dB/m

Reequilibra la señal: Establece el

Tilt (pendiente) nuevamente.

ALTAS

BAJAS

ALTAS

BAJAS

EQUALIZADOR EN LÍNEA

CABLE COAXIAL Estructura

Chaqueta

Dieléctrico

Blindaje en Aluminio

Conductor Central

Película en Aluminio

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

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

Dieléctrico Material que aísla el conductor central de la chaqueta o

película de aluminio.

Película en Aluminio

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

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

Lín

ea D

ura

Dro

p

QR715

Aereo

Subterráneo

PIII500

Aereo

Subterráneo

RG11

Aereo

Subterráneo

RG6

Aereo

Subterráneo

RADIO DE CURVATURA

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

Mínimo Radio de Curvatura por Modelos

QR.715: 12.7cm

P3.500: 15.2cm

RED DE ACCESO AL CLIENTE

Instalación Drop

– Cable Coaxial

– Splitters

– Amplificadores

Internos

Red de Acceso

– Convertidores

(opcional)

Equipos del cliente

– Televisión

– Computador

– Teléfono

– video Juegos

– CD Player

– Equipo de Digital

Audio

INSTALACIÓN DE ABONADOS

INSTALACIÓN

AÉREA

Tensor

FACHADA MENSAJER

O

CORREA

METÁLICA

ELEMENTOS PASIVOS INTERNOS (INDOOR)

Cable Drop

El cableado de drops al cliente. Es generalmente realizado en cable RG6

cuando las distancias al primer punto de conexión dentro del cliente son

menores a 50 metros.

Para distancias mayores a 50 metros generalmente se utiliza el cable RG11.

INSTALACIÓN DE ABONADOS

EQUIPOS DE MEDICIÓN

ARQUITECTURA DE REDES HFC

La arquitectura Árbol Rama

es utilizada en redes donde el

área de cobertura esta

constituida tanto por un gran

numero de usuarios como por

un área considerable. En este

tipo de arquitectura es común

encontrar cascadas de

amplificadores de entre 4 a 7.

TOPOLOGÍA ÁRBOL-RAMA APLICADA A HFC (TREE-AND-BRANCH)

Cable

Troncal Cable

Distribución

Hasta 2 Line Extender en cascada

Se ubican taps en el cable de distribución

Hasta 20 amplificadores en cascada

No se ubican taps entre amplificadores Headend

ARQUITECTURA CATV – ÁRBOL Y RAMAS

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

Line Extenders

Se conectan Taps en La mayoría

de los cables de distribución.

Mini-Bridgers

Nodo Óptico

Headend

Nodo Óptico

ARQUITECTURA FIBER-TO-THE-FEEDER

Estrella

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

Esta definida en diferentes

“caminos” desde un punto

en común hasta múltiples

puntos terminales.

La exposición a fallas causadas por cortes de

fibra u otro tipo de eventos puede ser reducida

significativamente mediante el envió de

señales entre un punto común (headend) y

cada uno de los puntos terminales (nodos)

utilizando diferentes rutas.

Pros: Preserva la independencia de señal de la

Estrella.

Proporciona alto grado de protección contra los

cortes de fibra

Contras: Incremento en la longitud de la fibra óptica

ANILLO ENFUNDADO (SHEATH RING)

Una forma de disminuir

la cantidad de fibras es

creando Hubs entre el

headend y los nodos

mas remotos

DOBLE ESTRELLA

La arquitectura Blaster esta conformada por Niveles (Layers) de distribución. Cada uno de estos niveles es independiente al otro y su única función es la de llevar señal a un área correspondiente.

Esta arquitectura permite balancear la carga del nodo, asignando un numero de usuarios por nivel, y por salida del nodo lo que facilita los procesos de segmentación y redimiendo de la red.

BLASTER (BROADBAND LAYERED ARCHITECTURE TO ENHANCE RELIABILITY)

Arquitectura de capas de banda ancha para mejorar la fiabilidad

GLOSARIO • dB (Decibel) Unidad de medida que expresa la relación de dos niveles de poder en una escala logarítmica es igual a una decima parte de un BEL.

dBm= 10 X log( Valor en Vdc)

mV= 10 ^ (Valor dBm/10)

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

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

• Transmisor Óptico ? Dispositivo activo instalado en Planta interna que convierte las señales de RF en FORWARD a señales

ópticas.

• Receptor Óptico ? Dispositivo activo instalado en la Planta interna que recibe señales ópticas en RETORNO y las convierte

en señales de RF.

• Nodo Óptico ? Dispositivo activo instalado en la Planta Externa que recibe y transmite señales ópticas y las convierte en

señales de RF.

• Amplificador Óptico ? Dispositivo activo instalado en la Planta interna y/o Externa que recibe señales ópticas a 1550nm y

amplifica la señal óptica para lograr mayores distancias.

CIBERGRAFÍA

http://www.monografias.com/trabajos99/induccion-redes-hfc/induccion-redes-

hfc.shtml#ixzz4KwuScaNz

http://www.monografias.com/trabajos99/induccion-redes-hfc/induccion-redes-

hfc.shtml

https://es.wikipedia.org/wiki/H%C3%ADbrido_de_Fibra_Coaxial

GRACIAS