UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA ISRAEL TRABAJO DE TITULACIÓN...

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA ISRAEL

TRABAJO DE TITULACIÓN EN OPCIÓN AL GRADO DE:

INGENIERO EN ELECTRÓNICA DIGITAL Y

TELECOMUNICACIONES

TEMA:

DISEÑO Y PLANIFICACIÓN DE UNA RED HFC DE LA COMPAÑÍA SETEL S.A.

(GRUPO TVCABLE) EN LA URBANIZACIÓN PUENTE DE PIEDRA II (200 CASAS)

SECTOR LA SALLE Y PROVEER SERVICIOS DE TELEVISIÓN, INTERNET Y

TELEFONÍA RESIDENCIAL

AUTOR: Sr. Edgar Daniel Pineda Romero

TUTOR: Ing. Luis Hernán Montoya Lara, Mg

QUITO, ECUADOR

2019

i

DECLARACIÓN

Yo, Edgar Daniel Pineda Romero, con C.I. 14279849, hago constar que el Proyecto

Integrador Fin de Carrera, Titulado: DISEÑO Y PLANIFICACIÓN DE UNA RED HFC

DE LA COMPAÑÍA SETEL S.A. (GRUPO TVCABLE) EN LA URBANIZACIÓN

PUENTE DE PIEDRA II (200 CASAS) SECTOR LA SALLE Y PROVEER SERVICIOS

DE TELEVISIÓN, INTERNET Y TELEFONÍA RESIDENCIAL, el cual es de una

elaboración personal realizada únicamente con la dirección de mi tutor, de dicho trabajo Ing.

Luis Hernán Montoya Lara, Mg. En tal sentido, manifiesto la originalidad de mi trabajo,

interpretación de datos, la elaboración de las conclusiones y recomendaciones, además

establecer que aquellos aportes intelectuales de otros autores se han referido debidamente en

el texto de dicho trabajo.

Quito, 11 de marzo del 2019

_________________________________

Edgar Daniel Pineda Romero

C.I 1714279849

ii

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA ISRAEL

APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de tutor del trabajo de titulación certifico

Que el trabajo de titulación “Diseño y planificación de una RED HFC de la Compañía

SETEL S.A. (Grupo TVCABLE) en la Urbanización Puente de Piedra II (200 casas) sector

La Salle y proveer servicios de Televisión, Internet y Telefonía residencial”, presentado por

el Sr. Edgar Daniel Pineda Romero, estudiante de la carrera de Electrónica Digital y

Telecomunicaciones, reúne los requisitos y méritos suficientes para ser sometido a la

evaluación del Tribunal de Grado, que se designe, para su correspondiente estudio y

calificación.

Quito, 11 de marzo del 2019

TUTOR

………………………….

Ing., Luis Hernán Montoya Lara, Mg

iii

AGRADECIMIENTO

El agradecimiento es a Dios por haberme permitido realizar este proyecto y realizar su

voluntad en mi vida, además quiero agradecer a mi familia y a todas las personas que

siempre han creído que soy capaz de lograr los objetivos que me he planteado.

Este es un paso más para seguir acercándome al objetivo principal que es emprender un

proyecto personal de vida y ayudar a la sociedad con oportunidades de trabajo.

iv

DEDICATORIA

Quiero dedicar este proyecto a Dios por sobre todas las cosas ya que sin él ningún objetivo

se puede lograr, también quiero dedicar a mi familia y a todas las personas que han creído

en mí y siempre me apoyó en los momentos que he atravesado en esta carrera.

v

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................................. 1

CAPÍTULO I ...................................................................................................................................................... 5

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA .................................................................................................................... 5

LA RED HFC ................................................................................................................................... 7

DISTRIBUCIÓN DE BANDA DE FRECUENCIA RED HFC ....................................................... 9

HEAD END O CABECERA ............................................................................................................ 9

1.3.1. EL CONTROLADOR DAC ........................................................................................................... 11

1.3.2. C.M.T.S (Cable Modem Termination Systems) ............................................................................. 12

1.3.3. DETALLES DE CONFIGURACIONES DEL CMTS ................................................................... 13

RED TRONCAL ............................................................................................................................. 17

1.4.1. FIBRA ÓPTICA ............................................................................................................................. 17

1.4.2. NODO ÓPTICO ............................................................................................................................. 23

1.4.3. EL CABLE COAXIAL ................................................................................................................... 24

1.4.4. AMPLIFICADOR DE RADIO FRECUENCIA ............................................................................. 26

1.4.5. ATENUADOR PARA AMPLIFICADOR ..................................................................................... 27

1.4.6. ECUALIZADOR PARA AMPLIFICADOR .................................................................................. 28

1.4.7. FUENTES DE VOLTAJE .............................................................................................................. 28

1.4.8. INSERTORES DE POTENCIA – RPI ........................................................................................... 30

1.4.9. ACOPLADORES DE RED ............................................................................................................ 31

1.4.10. TAPS ............................................................................................................................................... 32

1.4.11. CONECTORES COAXIALES ....................................................................................................... 33

RED DE DISTRIBUCIÓN ............................................................................................................. 34

1.5.1. DIVISORES PARA INSTALACIONES ........................................................................................ 34

1.5.2. CONVERTIDOR CATV ................................................................................................................ 35

1.5.3. CABLE MODEM ........................................................................................................................... 35

1.5.4. MTA (MULTIMEDIA TERMINAL ADAPTER) ......................................................................... 36

ARQUITECTURA BLASTER ....................................................................................................... 37

ORDENANZA 293 ......................................................................................................................... 38

“USO DE SUELO, DUCTERÍA Y CABLEADO AÉREO ............................................................................. 38

ECUACIONES PARA EL CÁLCULO DEL DISEÑO DE RED HFC. ......................................... 40

CAPÍTULO II................................................................................................................................................... 42

PROPUESTA ................................................................................................................................................... 42

DESCRIPCIÓN DE LA PROPUESTA .......................................................................................... 42

MODALIDAD DE LA INVESTIGACIÓN ................................................................................... 42

ELABORACIÓN DEL PROYECTO ............................................................................................. 43

vi

LEVANTAMIENTO DE LA INFORMACIÓN: ........................................................................... 43

DELIMITACIÓN DE LA RED HFC EN LA URBANIZACIÓN PUENTE DE PIEDRA II. ....... 43

FOTOGRAFÍAS DE LA URBANIZACIÓN ................................................................................. 46

ASPECTOS TÉCNICOS A DETERMINAR EN EL DISEÑO DE LA RED HFC ....................... 47

EQUIPOS ACTIVOS Y ELEMENTOS PASIVOS A UTLIZAR EN EL DISEÑO DE LA RED HFC 49

2.8.1. NODO ÓPTICO MODULAR SG4000 .......................................................................................... 49

2.8.2. STARLINE SERIES AMPLIFICADOR MBV3 1 GHz ................................................................. 50

2.8.3. TAPS ARRIS FFT SERIE Q SERIES ECUALIZABLE ................................................................ 51

2.8.4. ACOPLADORES PASIVOS REGAL ............................................................................................ 51

2.8.5. CABLE COAXIAL RG 500 CON MENSAJERO ......................................................................... 52

2.8.6. FIBRA ÓPTICA QUE SE UTILIZARÁ EN EL DISEÑO DE LA RED HFC............................... 53

2.8.7. DECODIFICADOR PARA SERVICIO DE TELEVISIÓN ESTANDAR .................................... 55

2.8.8. DECODIFICADOR PARA SERVICIO DE TELEVISIÓN EN ALTA DEFINICIÓN ................. 56

2.8.9. EQUIPO E-MTA PARA EL SERVICIO DE INTERNET Y TELEFONÍA .................................. 56

2.8.10. DEFINICIÓN ARQUITECTURA A UTILIZAR EN EL DISEÑO DE LA RED HFC ................. 57

PRESUPUESTO DE EQUIPOS Y MATERIALES PARA LA IMPLEMETACIÓN DE LA RED HFC 57

PLANIFICACIÓN DEL PROYECTO ........................................................................................... 59

VENTAJAS DEL PRODUCTO ..................................................................................................... 64

2.11.1. INTERNET RESIDENCIAL .......................................................................................................... 64

2.11.2. TELEVISIÓN ESTÁNDAR Y ALTA DEFINICIÓN .................................................................... 64

2.11.3. TELEFONÍA RESIDENCIAL ....................................................................................................... 65

2.11.4. TRIPLE PACK ............................................................................................................................... 65

CAPITULO III ................................................................................................................................................. 66

IMPLEMENTACIÓN ...................................................................................................................................... 66

DIGITALIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN .............................................................................. 66

PARÁMETROS GENERALES A UTILIZAR EN LA RED HFC. ............................................... 67

CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS ACTIVOS Y PASIVOS A INSTALAR EN LA RED HFC 68

RED DE DISTRIBUCIÓN COAXIAL. ......................................................................................... 68

3.4.1. PARÁMETRO MER ...................................................................................................................... 69

3.4.2. PARÁMETRO BER ....................................................................................................................... 69

3.4.3. CARACTERÍSTICAS DE RADIO FRECUENCIA. ..................................................................... 69

DISEÑO RED FIBRA ÓPTICA ..................................................................................................... 70

3.5.1. CÁLCULOS PARA EL DISEÑO DE LA RED DE FIBRA ÓPTICA ........................................... 71

3.5.2. ENLACE ÓPTICO ......................................................................................................................... 71

DISEÑO RED CABLE COAXIAL ................................................................................................ 74

3.6.1. SIMBOLOGÍA PLANO DE RED HFC ......................................................................................... 74

vii

3.6.2. CÁLCULOS DE SEÑAL EN CABLE COAXIAL ........................................................................ 75

PLANO RED HFC URBANIZACIÓN PUENTE DE PIEDRA 2 ................................................. 86

IMPLEMENTACION RED HFC ................................................................................................... 89

3.8.1. CALIBRACIÓN DEL EQUIPO ACTIVO NODO ÓPTICO ......................................................... 89

3.8.2. CALIBRACIÓN DEL EQUIPO ACTIVO AMPLIFICADOR DE RF .......................................... 90

3.8.3. COMPROBACIÓN DEL NIVEL DE SALIDA DEL AMPLIFICADOR/NODO ......................... 93

3.8.4. CALIBRACIÓN SEÑAL UPSTREAM EN AMPLIFICADOR DE RF ........................................ 94

3.8.5. PASOS PARA CALIBRACIÓN DE RETORNO EN AMPLIFICADORES CON PORTADORA.................................................................................................................................................. 94

MEDIDOR DE CAMPO DSAM 6300 ........................................................................................... 94

NORMATIVAS PARA CONECCIONES DE CABLE FIBRA ÓPTICA ..................................... 96

NORMATIVAS PARA EL ESTABLECIMIENTO DE LA RED HFC EN PLANTA EXTERNA ....................................................................................................................................................... 97

USUARIOS SOPORTADOS POR CMTS (SISTEMA TERMINAL CABLE MODEM) ........... 109

APROVISIONAMIENTO SERVICIOS INTERNET Y TELEFONÍA ....................................... 110

3.13.1. HERRAMIENTA DE GESTIÓN ................................................................................................. 111

ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................................................................... 113

CONCLUSIONES .......................................................................................................................................... 116

RECOMENDACIONES ................................................................................................................................ 117

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ........................................................................................................... 118

viii

LISTA DE FIGURAS

FIGURA. 1. ESTADÍSTICA ACCESO INTERNET SEGÚN ÁREA ............................................................. 2

FIGURA. 2. PORCENTAJE OCUPACIÓN INTERNET ................................................................................. 2

FIGURA. 1.1 TIPOS DE REDES ..................................................................................................................... 5

FIGURA. 1.2 RED HFC SETEL S.A. .............................................................................................................. 8

FIGURA. 1.3. DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIAS RED HFC ................................................................... 9

FIGURA. 1.4. DISTRIBUCIÓN SEÑAL TELEVISIÓN, INTERNET Y VOIP ............................................ 10

FIGURA. 1.5. ESQUEMA RECEPCIÓN Y TRANSMISIÓN SEÑAL TELEVISIÓN HEAD END ............ 11

FIGURA. 1.6. SISTEMA DAC ....................................................................................................................... 12

FIGURA. 1.7. C.M.T.S. CASA C100G .......................................................................................................... 13

FIGURA. 1.8. CONFIGURACIÓN CMTS Y SWITCH CORE ..................................................................... 14

FIGURA. 1.9. COMBINADOR RF ................................................................................................................ 15

FIGURA. 1.10. RECEPTOR GX2 ARRIS ..................................................................................................... 16

FIGURA. 1.11. TRANSMISOR ÓPTICO ARRIS ......................................................................................... 16

FIGURA. 1.12 OFD 24 PUERTOS ................................................................................................................. 17

FIGURA. 1.13. CONSTITUCIÓN CABLE FIBRA ÓPTICA ........................................................................ 18

FIGURA 1.14. PRINCIPIOS REFRACCIÓN, REFLEXIÓN ........................................................................ 18

FIGURA 1.15. FIBRA ÓPTICA MULTIMODO ........................................................................................... 19

FIGURA. 1.16. FIBRA ÓPTICA MONOMODO ........................................................................................... 19

FIGURA. 1.17. VENTANAS DE TRABAJO FIBRA ÓPTICA ..................................................................... 20

FIGURA. 1.18. CABLE ESTRUCTURA HOLGADO .................................................................................. 21

FIGURA. 1.19. CABLE ESTRUCTURA DENSA ......................................................................................... 21

FIGURA. 1.20. CABLE FIBRA FIGURA 8 ................................................................................................... 22

FIGURA. 1.21. CONECTOR SC .................................................................................................................... 22

FIGURA. 1.22. CONECTOR FC .................................................................................................................... 23

FIGURA. 1.23. NODO SG4000 ...................................................................................................................... 24

FIGURA. 1.24. ESQUEMA NODO ÓPTICO ................................................................................................ 24

FIGURA. 1.25. CABLE COAXIAL ............................................................................................................... 25

FIGURA. 1.26. GANANCIA AMPLIFICADOR RF ..................................................................................... 26

FIGURA. 1.27. AMPLIFICADOR RF ARRIS ............................................................................................... 27

FIGURA. 1.28. ATENUADOR AMPLIFICADOR ........................................................................................ 28

FIGURA. 1.29. ECUALIZADOR PARA AMPLIFICADOR......................................................................... 28

FIGURA. 1.30. COMPONENTES FUENTE VOLTAJE ............................................................................... 30

FIGURA. 1.31. INSERTOR DE PODER (VOLTAJE) .................................................................................. 31

FIGURA. 1.32. ACOPLADOR RED HFC ..................................................................................................... 32

FIGURA. 1.33. TAP RED HFC ...................................................................................................................... 33

FIGURA. 1.34. CONECTOR 500 ................................................................................................................... 33

FIGURA. 1.35. CONECTOR RG-6 ................................................................................................................ 33

FIGURA. 1.36. CONECTOR RG-11 .............................................................................................................. 34

ix

FIGURA. 1.37. CABLE COAXIAL RG-6 TRISHIELD ................................................................................ 34

FIGURA. 1.38. SPLITTERS O DIVISORES DE SEÑAL PARA INTERIORES ......................................... 35

FIGURA. 1.39. DECODIFICADOR TV POR CABLE .................................................................................. 35

FIGURA. 1.40. CABLE MODEM MOTOROLA .......................................................................................... 36

FIGURA. 1.41. MTA ARRIS .......................................................................................................................... 36

FIGURA. 1.42. TOPOLOGÍA BLASTER ...................................................................................................... 38

FIGURA. 2.1. DISTRIBUCIÓN POSTES URB. PUENTE DE PIEDRA 2 ................................................... 44

FIGURA. 2.2 ESTADO DE POSTES HORMIGÓN ...................................................................................... 44

FIGURA. 2.3. NOMENCLATURA CALLES ............................................................................................... 45

FIGURA. 2.4. DISTANCIA ENTRE POSTES ............................................................................................... 45

FIGURA. 2.5. ENTRADA PRINCIPAL URB. PUENTE DE PIEDRA 2 ...................................................... 46

FIGURA. 2.6. CALLE URB. PUENTE DE PIEDRA 2 ................................................................................. 46

FIGURA. 2.7. URB. PUENTE DE PIEDRA 2 ............................................................................................... 47

FIGURA 2.8. DECODIFICADOR DCT700 ................................................................................................... 56

FIGURA 2.9. DECODIFICADOR DCX525E ................................................................................................ 56

FIGURA. 2.10. E-MTA TM1602 .................................................................................................................... 57

FIGURA. 2.11 DIAGRAMA DE GANTT PLANIFICACIÓN RED HFC .................................................... 63

FIGURA. 3.1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA URB. PUENTE DE PIEDRA 2 ............................................. 66

FIGURA. 3.2. ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO RED HFC ................................................................. 67

FIGURA. 3.3. DISTANCIA HUB SAN RAFAEL- URB. PUENTE DE PIEDRA 2 ..................................... 70

FIGURA. 3.4. ENLACE ÓPTICO SAN RAFAEL-URB. PUENTE DE PIEDRA 2 ..................................... 71

FIGURA. 3.5. CURVA DE ATENUACIÓN VS LONGITUD DE ONDAS ................................................. 72

FIGURA. 3.6. PÉRDIDAS DE ENLACE ÓPTICO ....................................................................................... 73

FIGURA. 3.7. SIMBOLOGÍA RED HFC....................................................................................................... 75

FIGURA. 3.8. PORCIÓN RED HFC URB. PUENTE DE PIEDRA 2 ........................................................... 76

FIGURA. 3.9. EJEMPLO RED HFC .............................................................................................................. 79

FIGURA. 3.10. PLANO RED HFC URB. PUENTE DE PIEDRA 2 ............................................................. 86

FIGURA.3.11. NODO SG4000 ....................................................................................................................... 89

FIGURA. 3.12. AMPLIFICADOR MBV3 ARRIS ......................................................................................... 91

FIGURA. 3.13. ELEMENTOS INTERNOS AMPLIFICADOR MBV3 ........................................................ 91

FIGURA. 3.14. RELACIÓN PENDIENTE CANAL 2 Y 117 EN RELACIÓN FRECUENCIA .................. 92

FIGURA. 3.15. INSERCIÓN PAD INTERMEDIO ....................................................................................... 93

FIGURA. 3.16. MEDIDOR RF DSAM 6300 ................................................................................................. 95

FIGURA. 3.17. FUNCIÓN LEVEL DSAM 6300 .......................................................................................... 95

FIGURA. 3.18. FUNCIÓN DOCSIS DSAM 6300 ......................................................................................... 96

FIGURA. 3.19. ETIQUETA F.O. ................................................................................................................... 96

FIGURA. 3.20. ETIQUETADO F.O. .............................................................................................................. 97

FIGURA. 3.21. ELEMENTO SUJECIÓN POSTE ......................................................................................... 97

FIGURA. 3.22. ALTURA CABLES RED HFC ............................................................................................. 98

FIGURA. 3.23. BUCLE DE EXPANSIÓN .................................................................................................... 99

x

FIGURA. 3.24. SUJECIÓN EN POSTE ....................................................................................................... 100

FIGURA. 3.25. INSTALACIÓN EQUIPOS ACTIVOS .............................................................................. 101

FIGURA. 3.26. SPLICING CABLE COAXIAL .......................................................................................... 102

FIGURA. 3.27. CONECTORIZACIÓN CABLE 500 .................................................................................. 103

FIGURA. 3.28 .PROTECCIÓN CON MANGA TERMOCOTRAIBLE ...................................................... 104

FIGURA. 3.29 INSTALACIÓN TAP ........................................................................................................... 105

FIGURA. 3.30. INSTALACIÓN ELEMENTOS PASIVOS ........................................................................ 105

FIGURA. 3.31. CONEXIÓN BATERÍAS FUENTE VOLTAJE ................................................................. 106

FIGURA. 3.32. INSTALACIÓN FUENTE VOLTAJE ................................................................................ 107

FIGURA. 3.33. VARILLA COBRE TIERRA .............................................................................................. 108

FIGURA. 3.34. ETIQUETA CABLE AÉREO ............................................................................................. 109

FIGURA. 3.35. INFORMACIÓN CLIENTE ................................................................................................ 112

xi

LISTA DE TABLAS

TABLA. 1.1. CÓDIGO COLORES FIBRA ÓPTICA .................................................................................... 20

TABLA. 2.1. ASPECTOS DISEÑO RED HFC .............................................................................................. 48

TABLA. 2.2. ESPECIFICACIONES NODO SG4000 .................................................................................... 49

TABLA. 2.3. ESPECIFICACIONES AMPLIFICADOR MBV3 ................................................................... 50

TABLA 2.4. PÉRDIDAS SEÑAL TAP .......................................................................................................... 51

TABLA. 2.5. PÉRDIDAS SEÑAL ACOPLADOR ....................................................................................... 52

TABLA 2.6. CARACTERÍSTICAS CABLE COAXIAL RG500 .................................................................. 52

TABLA. 2.7. CARACTERÍSTICAS FIBRA ÓPTICA .................................................................................. 55

TABLA 2.8. COSTOS COMPRA NACIONAL ............................................................................................. 58

TABLA 2.9. COSTOS COMPRA INTERNACIONAL ................................................................................. 58

TABLA. 2.10. COSTOS DE MANO DE OBRA ............................................................................................ 59

TABLA. 3.1. NIVELES CALCULADOS PÓRTICO 1 ................................................................................. 82

TABLA 3.2. NIVELES CALCULADOS PÓRTICO 2 .................................................................................. 83

TABLA. 3.3. NIVELES CALCULADOS PÓRTICO 3 ................................................................................. 84

TABLA. 3.4. NIVELES CALCULADOS PÓRTICO 4. ................................................................................ 85

TABLA. 3.5. NIVELES DE SEÑAL A OBTENER ....................................................................................... 90

TABLA. 3.6. NIVELES DE SEÑAL A OBTENER ....................................................................................... 93

TABLA. 3.7. MEDICIÓN NIVELES TAP ................................................................................................... 113

TABLA. 3.8. MEDICIÓN NIVELES NODO ÓPTICO ............................................................................... 114

TABLA. 3.9. MEDICIÓN NIVELES AMPLIFICADOR ............................................................................ 115

xii

LISTA DE ECUACIONES

ECUACIÓN 1.1. ATENUACIÓN FIBRA ÓPTICA ...................................................................................... 40

ECUACIÓN 1.2 MARGEN ENLACE ÓPTICO ............................................................................................ 40

ECUACIÓN. 1.3. PÉRDIDA CABLE COAXIAL ......................................................................................... 40

ECUACIÓN 1.4. NIVEL DE SEÑAL ENTRADA AMPLIFICADOR .......................................................... 41

ECUACIÓN 1.5. NIVEL DE SEÑAL SALIDA TAP .................................................................................... 41

ECUACIÓN 1.6 CÁLCULO PENDIENTE DE AMPLIFICADOR ............................................................... 41

xiii

RESUMEN

El proyecto consiste en diseñar una Red HFC en la Urbanización Puente de Piedra 2 y

abastecer de servicios de telecomunicaciones a los habitantes que viven en este sector, la

tecnología HFC realiza la combinación de cable de fibra óptica y cable coaxial lo cual facilita

la transmisión de varios servicios como son (voz, datos, video). Para esto se ha desarrollado

en la fundamentación teórica la explicación de cómo funcionan los componentes de la Red

HFC y la importancia en el diseño de este proyecto, además se realiza el análisis de los tipos

y características de los equipos pasivos y activos que se eligió en el diseño. A través de una

investigación de campo se pudo verificar el lugar, cantidad de postes, calles y ver la

factibilidad de instalar la Red HFC en la Urbanización. También se realizó el cálculo de

atenuaciones y ganancias de los elementos que conforman la red HFC para la estructura y

colocación de los mismos en un plano catastral con la intención de verificar la cantidad de

elementos pasivos, elementos activos, mano de obra y los costos que implica la

implementación del proyecto.

PALABRAS CLAVES

Red, HFC, Amplificador, Nodo, TAP, Atenuación, Ganancia

xiv

ABSTRACT

The purpose of this project is to design the HFC network in the Puente de Piedra urbanization

and provide telecommunications services to the inhabitants of this sector, the HFC

technology to make the combination of fiber optic cable and coaxial cable which facilitates

the transmission of several services as a child (voice, data, and video). For this purpose, the

explanation of how the components of the HFC Network work and the importance in the

design of this project has been developed, as well as the analysis of the types and

characteristics of the passive and active equipment that was chosen in the design. Through a

field investigation it was possible to verify the place, the number of publications and the

streets to see the feasibility of installing the HFC Network in the Urbanization. The

calculation of attenuations and gains of the elements that make up the HFC network was also

performed for the structure and placement of the same in a cadastral plan with the intention

of verifying the number of passive elements, active elements, labor and cost that would

imply the implementation of the project.

KEY WORDS

Net, HFC, Amplifier, Node, TAP, Attenuation, Gain

INTRODUCCIÓN

ANTECEDENTES

La Compañía SETEL S.A. es una empresa que presta servicios de telecomunicaciones

residenciales y corporativos en la ciudad de Quito, Guayaquil y Cuenca las cuales son las

más representativas, el nombre comercial de la compañía es el GRUPO TVCABLE,

actualmente con aproximadamente 300000 clientes. (SETEL S.A, 2018).

Dentro de los estudios para expandir la cobertura de servicios, la compañía SETEL S.A. ha

evolucionado en la implementación de servicios, los cuales son la televisión por cable,

internet, telefonía IP.

Además, en el mes de noviembre de 2010 incorporó a sus servicios de TV la televisión en

HD. La empresa utiliza una red de cable coaxial y cable de fibra óptica instalada con una

tecnología HFC.

La Estación Terrena o Head-End está ubicada en el sector de Bellavista de la ciudad de Quito

desde la cual se origina y adapta toda la información de video, audio y datos.

Debido a las necesidades de la demanda por nuevos servicios como internet de alta velocidad

y telefonía, la compañía SETEL S.A. está interesada en realizar la expansión de su red actual

en sectores como la Urbanización Puente de Piedra II sector LA SALLE.

En las figuras 1 Y 2 se observa las estadísticas realizadas por el INEC sobre el acceso a

Internet y su evolución

INTRODUCCIÓN 2 _______________________________________________________________________________________

Figura. 1. Estadística Acceso Internet según Área Fuente: INEC, 2018

Figura. 2. Porcentaje ocupación Internet

Fuente: INEC, 2018

INTRODUCCIÓN 3 _______________________________________________________________________________________

DIAGNÓSTICO

La demanda de servicios con ancho de banda cada vez mayores ha permitido un desarrollo

de la infraestructura de telecomunicaciones en la ciudad de Quito tanto para el segmento

empresarial y residencial.

Para atender este requerimiento se ha realizado el despliegue de redes de acceso de banda

ancha en diferentes tecnologías y se distinguen redes con tecnología x.DSL, Wireless, Redes

HFC y redes x.PON.

PRONÓSTICO

Con el aumento de servicios y plataformas digitales las cuales requieren de una conexión a

Internet de alta velocidad, la fabricación de televisores de alta definición (1080i) y llamadas

a muchos destinos abre la necesidad por contar con servicios de telecomunicaciones los

cuales permitan disfrutar de las innovaciones tecnológicas que requieren la contratación de

los productos que ofrece la compañía SETEL S.A.

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA

Las tecnologías que se encuentran vigentes son aquellas que se basan en una red híbrida de

fibra óptica y cable coaxial, también la transmisión digital de alta velocidad sobre el par de

cobre, fibra óptica y las comunicaciones inalámbricas de banda ancha.

El escalamiento del acceso a servicios de telecomunicaciones permite analizar y considerar

a la tecnología HFC como una alternativa viable para dar solución a la necesidad de los

hogares de acceder a los servicios de voz, datos y video ya que con las nuevas plataformas

se convierte en una prioridad contratar el interactuar en los mismos.

En la actualidad el servicio principal es el de acceso a Internet a alta velocidad, motivo por

el cual la compañía SETEL S.A. pretende realizar un diseño de una red de

telecomunicaciones multiservicios dentro de la Urbanización Puente de Piedra II.

INTRODUCCIÓN 4 _______________________________________________________________________________________

ALCANCE DEL PROYECTO

Este proyecto consiste en el diseño de una red de Telecomunicaciones HFC en la

Urbanización Puente de Piedra II. Una consideración importante es la estructura de la red,

es decir la red troncalizada, red de distribución, tipos de equipos y sus costos.

OBJETIVO GENERAL

Diseñar una RED HFC de la Compañía SETEL S.A. (Grupo TVCABLE) en la Urbanización

Puente de Piedra (200 casas) sector La Salle y proveer servicios de Televisión, Internet y

Telefonía residencial.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Analizar las topologías para el dimensionamiento de infraestructura con tecnología

HFC de la compañía SETEL S.A. y proveer servicios de Internet, Telefonía y Televisión a

la Urbanización Puente de Piedra II.

• Calcular las pérdidas, atenuaciones y ganancias en equipos activos (Nodo Óptico,

Amplificadores) y equipos pasivos (Taps, acopladores, conectores, cable coaxial, cable fibra

óptica) con el fin de realizar el presupuesto de materiales.

• Diseñar el plano para la distribución de equipos activos y pasivos de una Red HFC

por cada una de las calles que pertenecen a la Urbanización Puente de Piedra.

• Realizar el análisis de posibles clientes de Internet y Telefonía IP para evitar

saturación de Downstream y Upstream en el nodo a diseñar

• Elaborar el documento final donde se encuentra el plano con las normativas técnicas

y distribución de equipos activos y pasivos en la RED HFC de la Urbanización, listado de

equipos y materiales que se requieren para la construcción de la RED.

CAPÍTULO I

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

En este capítulo se tratará los temas relacionados con la Red HFC, los equipos y elementos

que la componen: cabecera, fibra óptica, cable coaxial, nodo óptico, amplificador de RF,

acoplador, TAP y equipos terminales cuya función principal es distribuir la señal a los

abonados o usuarios finales y que puedan disfrutar de los servicios que ofrece la empresa

SETEL S.A.

En la actualidad existen varios tipos de redes de acceso a servicios de telecomunicaciones

(voz, datos, video) como se muestra en la figura 1.1.

Figura. 1.1 Tipos de Redes Fuente: Elaborado por el Autor

La tecnología a utilizarse para la implementación de los productos de telecomunicaciones

en la Urbanización Puente de Piedra 2 es la tecnología HFC, la misma junta dos redes de

transmisión: la fibra óptica y el cable coaxial.

CAPÍTULO I FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA 6 _______________________________________________________________________________________

Se pueden cubrir distancias largas ya que la ubicación entre la cabecera (Head End) y la

ubicación del nodo óptico tienen varios kilómetros de distancia, además utiliza como medio

para transmitir un cable de fibra óptica y para la red de distribución emplea cable coaxial.

La unión de estos dos medios de transmisión resuelve problemas de distancia y

disponibilidad puesto que al ser una red cableada el factor ambiental no incide en la

transmisión de la señal, además los costos de materiales y equipos terminales son inferiores

comparados con otras tecnologías.

La compañía SETEL S.A. en los diversos sectores en donde tiene cobertura de los servicios

mantiene una tecnología HFC por los factores descritos anteriormente por lo que cambiar a

otro tipo sería inviable por un tema económico y de infraestructura.

A continuación, se mostrará brevemente el resto de tecnologías que se puede utilizar para

transmitir servicios de telecomunicaciones:

• La tecnología xDSL que utiliza cable de cobre tiene tasas de transmisión bajas, un

corto alcance menos de 2 kilómetros, susceptible a ruido e interferencias y su costo de

implementación es alto.

• La tecnología Wireless al tener como el medio para transmitir al aire se ve afectada

por condiciones ambientales, cuando existe problemas con estos factores climáticos la señal

trasmitida presente inconvenientes en su traslado.

• La red de fibra óptica supera los inconvenientes de distancias, condiciones

ambientales y las velocidades de transmisión son superiores a las demás tecnologías, en las

redes de fibra óptica existe la denominada GPON (Gigabit Passive Optical Network) que es

aquella que utiliza cableado de fibra óptica para conectar los servicios hasta el cliente final,

el inconveniente no está en la tecnología que incorpora sino en los costos que demanda su

implementación y equipos terminales.


LA RED HFC

Las siglas HFC significan Hibrid-fiber-coaxial, este tipo de red junta una red de fibra óptica

y una red de cable coaxial para la transmisión de servicios para el cliente residencial.

Para el caso de la empresa SETEL S.A. la cabecera desde donde se transmiten los servicios

de entretenimiento (voz, datos, video) se encuentra situado en el sector de Bellavista, además

existe en el sector de San Rafael otra cabecera para abastecer al sector del Valle de los

Chillos.

Desde dicha cabecera la fibra óptica se dirige a los diversos sectores donde existe cobertura

y llega a un equipo llamado nodo óptico el cual transforma la luz óptica en señal de RF, las

ondas de radiofrecuencia (RF) se generan cuando una corriente alterna pasa a través de un

conductor, estas frecuencias llegan a los 300 GHz.

Las ondas electromagnéticas se especifican por sus frecuencias y longitudes, la frecuencia

se la puede medir en hercios o ciclos por segundo.

La señal de RF se transmite por el cable coaxial RG-500 que se utiliza para abastecer de los

servicios a las diferentes calles de la ciudad, para el usuario final se utiliza un cable coaxial

llamado RG-6.

La red HFC se compone de 3 etapas que se diferencian: la cabecera (Head End), la red troncal

y la red de distribución, como se lo puede mirar en la Figura. 1.2.

• La cabecera o Head End es el lugar desde donde se administra todos los servicios. Su

constitución depende de los servicios que va a suministrar la red. Para la repartición de

señales unidireccionales de televisión (analógicas y digitales) se ubican una serie de equipos

de Rx de televisión vía terrestre, vía satélite y vía microondas, así también se encuentran

equipos para enlazarse con otras cabeceras (Head End) o estudios para producción de TV.

En esta etapa además realiza el monitoreo de la red HFC y controlar el funcionamiento

correcto de los servicios.


• La red troncal presenta una estructura tipo anillo redundante de cable de fibra óptica

que une a una serie de nodos ópticos que son una especie de central de transmisión.

• Las señales de RF se distribuyen a los clientes mediante una estructura tipo serial de

cable coaxial, el nodo sirve para ciertos usuarios y es necesario utilizar amplificadores para

la regeneración de la señal.

Mediante esto se logra niveles de señal deseados, un ruido y distorsión bajos en el canal

descendente forward (desde la cabecera hacia el cliente).

Las redes de telecomunicaciones híbridas de fibra óptica y cable coaxial están diseñadas para

ofrecer una amplia variedad de aplicaciones y servicios a sus clientes por lo que es necesario

un canal de retorno.

Más adelante se describe a profundidad cada etapa de la red HFC de la empresa SETEL S.A.

Figura. 1.2 RED HFC SETEL S.A.

Fuente: SETEL, 2018


DISTRIBUCIÓN DE BANDA DE FRECUENCIA RED HFC

Como se mencionó anteriormente la señal de radio frecuencia RF es conjunto de frecuencias

que se encuentran situadas entre los 3Hz y los 300 GHz correspondientes a la parte con

menos energía del espectro electromagnético.

A continuación, se detalla en la Figura. 1.3 como se sitúan los servicios y frecuencias dentro

del espectro electromagnético que van desde los 5 MHz y los 751 MHz.

En el rango de frecuencias desde los 5 a 45 MHz funciona el Retorno desde los equipos

terminales, el rango de frecuencia desde los 55 a 599 MHz se transmiten los canales de

televisión y a partir de los 600 MHz el Downstream o Canales Docsis para el acceso de

descarga del Internet y Telefonía.

Figura. 1.3. Distribución de Frecuencias Red HFC

Fuente: SETEL, 2018

HEAD END O CABECERA

Es el lugar de concentración de señales de televisión provenientes desde los satélites, enlaces

terrestres y de origen propio con el fin de someterlas a los procesos de transformación cuyo

resultado son señales adecuadas que se retransmitirán por la red coaxial o HFC para proveer

el servicio de Televisión a los abonados.


Tal proceso previo a su transmisión por la red, implica demodulaciones, conversión de

analógico a digital, codificación o encriptación, amplificación de señales y distribución entre

los equipos que proporcionarán la potencia apropiada para llegar a los diferentes sectores de

cobertura como se observa en la figura 1.4.

Figura. 1.4. Distribución Señal Televisión, Internet y VoIP

Fuente: SETEL, 2018

Las señales recolectadas incluyen la entrega de señales satelitales Analógicas y Digitales,

Difusión de RF (VHF, UHF), microondas AM y FM, Datos y Telefonía IP.

Estas señales son combinadas para la entrada en el sistema de distribución que son los nodos

ópticos en este caso.

En la Figura 1.5. se encuentra el esquema de recibimiento de las señales de los proveedores

de televisión pagada y como las mismas pasan por una etapa de recepción y modulación e

insertarse en la red HFC.


Figura. 1.5. Esquema Recepción y Transmisión señal Televisión Head End Fuente: MUÑOZ M, 2011

En la empresa SETEL S.A. se optó por el Estándar NTSC (para HE. Analógicos) y ATSC

(HE. Digitales). En cuanto a lo digital, resaltan las normativas: compresión de video MPEG-

2, procesa audio Dolby en formato AC-3, se puede transmitir hasta 6 canales virtuales en

una portadora de 6 MHz. (SETEL, 2018)

En televisión, el procesamiento de las señales se limita a la conversión en frecuencia y

formato (ej. Conversión de digital, proveniente de satélite, a NTSC), y en el caso de la red

de cable que utiliza transmisión digital, además se añade la digitalización como un proceso

adicional. Los canales digitalizados en MPEG2 se agrupan en flujos MPEG2 mediante

multiplexores digitales y da lugar a flujos MPEG2, estos flujos se modulan en 64 QAM y se

crea el canal de radiofrecuencia a distribuir en la red. (SETEL, 2018)

1.3.1. EL CONTROLADOR DAC

El Controlador digital direccionable (DAC 6000) interviene equipos de cabecera y

terminales, a través del DAC se programa los mapas de canales para diferentes servicios que

se autorizarán a los decodificadores (DCT) en la red de abonados. También censa la

respuesta y realiza estadísticas de respuesta de cajas y de compras de eventos por impulsos.


Tiene control e interactúa con equipos como: moduladoras digitales, RPD, ARPD, RADD,

KLS, NC 1500 como lo muestra la Figura 1.6:

Figura. 1.6. Sistema DAC

Fuente: MOTOROLA, 2018

1.3.2. C.M.T.S (Cable Modem Termination Systems)

Es un equipo que normalmente se encuentra en la cabecera (Head End) de la compañía que

provee los servicios de telecomunicaciones y se comporta como una interface/puente entre

la red HFC y la red de datos de Internet, este equipo se aprecia en la figura 1.7.

El flujo de datos descendente, desde la red de Internet cuya ruta incluye el equipo CMTS

hacia el equipo terminal del cliente se denomina Downstream, este parámetro en el equipo

terminal E-MTA debe llegar con una potencia entre +/- 9 dBm.

El flujo de datos ascendente, desde el equipo terminal del cliente cuya ruta incluye el equipo

CMTS hacia la red de Internet se denomina Upstream, este parámetro debe llegar al CMTS

con una potencia entre 36 y 52 dBm.


Figura. 1.7. C.M.T.S. CASA C100G

Fuente: CASA S, 2018

• D.O.C.S.I.S. (Data Over Cable Service Interface Specification)

Es un patrón o estándar el cual se utiliza en redes de telecomunicaciones con el objetivo de

transmitir datos de alta velocidad en un sistema de Televisión por cable existente.

La principal utilidad fue proveer el servicio de Internet sobre una red HFC. Utilización

simultánea de hasta 16 canales de Downstream en función de la modulación que se utilice

en cada canal se puede transportar desde el CMTS hacia el equipo terminal del cliente hasta

40 Mbps individualmente lo que da un total de 640 Mbps de tráfico de Downstream.

Utilización simultánea de hasta 4 canales de Upstream. En función de la modulación que se

utilice en cada canal se puede soportar hasta 30 Mbps en cada uno lo que da un total de 120

Mbps.

Esta utilización simultánea de varios canales de downstream y upstream se conoce como

“Channel Bonding”, además incorpora soporte de IPv6, el nuevo protocolo que está

destinado a reemplazar al actual IPv4, tiene mejoras en seguridad en el proceso de

aprovisionamiento de un cablemodem o E-MTA.

1.3.3. DETALLES DE CONFIGURACIONES DEL CMTS

El CMTS es un equipo que convive en dos mundos: IP y RF. La etapa de IP es la que se

conecta al Smith de Core y la parte RF es la que se conecta a la planta externa.


• INTERFACE IP

Todos los CMTS disponen una o varias interfaces ethernet que permite la conexión al Smith

de Core.

Actualmente todos los CMTS tienen 2 o 4 conexiones ethernet de fibra con el Smith de Core,

pero en el futuro se piensa habilitar conexiones de 10Gb.

• MODULACIÓN

En el Downstream la modulación usada en la red HFC es 256QAM

En el Upstream la modulación usada en la red HFC es 16QAM

• CONFIGURACIÓN DEL PROTOCOLO OSPF

Para la comunicación entre el CMTS y el Smith de Core se utiliza el protocolo de

enrutamiento dinámico OSPF (Open Shortest Path First: Camino más corto), el cual permite

por un lado propagar desde el CMTS hacia el switch de core todas las redes IP signadas para

el servicio de Internet y Telefonía, así como también balancear el tráfico entre las diferentes

interfaces, como se muestra en la figura 1.8.

Figura. 1.8. Configuración CMTS y Switch Core

Fuente: SETEL, 2018


• SERVIDOR DHCP (DYNAMIC HOST CONFIGURATION PROTOCOL).

Es el encargado de asignar de forma dinámica las direcciones IP a los cablemodems o MTA.

• SERVIDOR TFTP (TRIVIAL FILE TRANSFER PROTOCOL)

Es el encargado de realizar el envío de archivos de configuración de forma masiva a los

cables módems o MTA.

• COMBINADOR

Este equipo que se observa en la figura 1.9 con 2 o más puertos de entrada realiza un proceso

de mezcla de varias señales para combinarlas o sumarlas en una sola salida, una estructura

similar a la splitter o divisor, pero funciona de forma contraria, es utilizada para unir las

señales en una sola salida. (MERO C, 2016, p41)

Figura. 1.9. Combinador RF

Fuente: MERO C, 2018

• RECEPTOR ÓPTICO

Este es un dispositivo conversor de medios el cual transforma la señal de luz transmitida de

la fibra óptica en señal de RF, es el corazón de una red hibrida debido a la comunicación

directa que existe en la cabecera del receptor el cual es el encargado de la transmisión de

señales a demás amplificadores, encargados de regenerar la señal y que llegue una potencia

optima a los abonados, como se muestra en la figura 1.10.


En los sistemas de transmisión analógica el receptor debe amplificar la salida de la foto

detector y después de modular la señal y obtener la información.

Figura. 1.10. Receptor GX2 ARRIS

Fuente: ARRIS, 2018

• TRANSMISOR ÓPTICO

Es un equipo fundamental para construir la red HFC. Es usado en transmisiones de señales

a largas distancias mediante cable de fibra óptica, la señal del servicio de televisión análoga,

la señal de TV digital, señal de voz y de datos, se aprecia en la figura 1.11.

Figura. 1.11. Transmisor Óptico ARRIS

Fuente: ARRIS, 2018

• FOTO – DETECTOR

El foto-detector cumple la función de convertir la potencia óptica de incidencia en una

corriente eléctrica, si esta corriente eléctrica es débil será necesario que sea amplificada.


(Mero C, 2016, p39). Una de las características fundamentales que deben tener son:

• Alta sensibilidad a la longitud de onda de operación

• Contribución mínima al ruido total del receptor

• ODF (Organizador de Fibra Óptica)

Es un tablero de distribución que se observa en la figura 1.12, ayuda y disminuye los costos

de instalación del sistema de fibras. Su función es el empalme, distribución, administración,

protección y almacenamiento de cables de fibra. Posee un tamaño de 19'‘, también existen

otros tamaños, entre esos se encuentra el estándar de 6, 12, 24 y 48 puertos de empalme o

menos, apropiado para Pigtail. (MERO C, 2016, p40)

Figura. 1.12 OFD 24 PUERTOS

Fuente: MERO C, 2018

RED TRONCAL

1.4.1. FIBRA ÓPTICA

La fibra óptica es el medio de transmisión que ha tenido mayor desarrollo en los últimos

años debido a las grandes distancias que puede alcanzar y a que la luz óptica transportada no

sufra distorsiones por interferencias o ruido como en el caso de los enlaces que usan cable

eléctrico o trasmisiones inalámbricas.

Está constituida básicamente por dos partes el núcleo y el revestimiento o manto que lo cubre

por completo, además tiene un recubrimiento primario de acrílico de acuerdo a la figura

1.13.


Figura. 1.13. Constitución Cable Fibra Óptica

Fuente: SETEL, 2018

• PRINCIPIO FÍSICO

Reflexión: es el cambio que sufre la dirección de un rayo de luz cuando este no logra

traspasar la interfaz entre dos medios.

Refracción: es un fenómeno que realiza la desviación de la luz óptica cunado cruza una

superficie y llega a otra.

Figura 1.14. Principios Refracción, Reflexión

Fuente: FQLAB, 2019

• TIPOS DE FIBRA ÓPTICA

• MULTIMODO: El núcleo tiene un diámetro entre 50 μm y 62.5 μm y una cubierta

de 125 μm, pueden ingresar varios haces de luz. Para enlaces con este tipo de fibra se pueden

llegar a distancias menores a 2 km, presenta pérdidas altas y un bajo ancho de banda, se

observa este tipo de fibra óptica en la figura 1.15 (Gómez Y, 2018).


Figura 1.15. Fibra Óptica Multimodo

Fuente: Gómez Y, 2018

• MONOMODO: Este tipo de fibra tiene un núcleo de diámetro muy pequeño, de

entre 8 μm y 10 μm, lo que la convierte en una guía para el haz de luz, sigue un único camino

a través de ella, por lo que hay mínima distorsión y puede llegar a cubrir grandes distancias

y transmitir a muy altas velocidades, como se muestra en la figura 1.16. (Gómez Y, 2018)

Figura. 1.16. Fibra Óptica Monomodo

Fuente: Gómez Y, 2018

• VENTANAS DE TRABAJO

La fibra óptica exhibe una menor atenuación (pérdida) en algunas partes del espectro

lumínico, estas se denominan ventanas de trabajo y pertenecen a las siguientes longitudes de

onda (ƛ) las cuales están expresadas en nanómetros:

• Ventana: 850nm

• Ventana: 1310nm

• Ventana: 1550nm


Figura. 1.17. Ventanas de Trabajo Fibra Óptica

Fuente: Tool B, 2019

• CÓDIGO DE COLORES

Código encargado de identificar tanto a los hilos de fibra individuales como a los buffers o

mangas que los contienen.

Tabla. 1.1. Código colores Fibra Óptica Fuente: Elaborado por el Autor

Número de hilo Color Número de hilo Color

1 Azul 7 Rojo

2 Naranja 8 Negro

3 Verde 9 Amarillo

4 Café 10 Violeta

5 Gris 11 Rosado

6 Blanco 12 Celeste

• CABLE DE ESTRUCTURA HOLGADO

En este caso la fibra óptica se aloja holgadamente en una protección secundaria de 1 a 3 mm

de diámetro y un espesor de 0,25 mm. Suelen estar agrupadas de 6, 8, 10 o 12 fibras. Esta

protección secundaria puede estar hueca o con gel (generalmente grasa de silicona) que evita

que ingrese la humedad a los hilos de fibra, como se observa en la figura 1.18.


Figura. 1.18. Cable estructura holgado

Fuente: SILEX F, 2019

• CABLE DE ESTRUCTURA DENSA

En este caso cada hilo de fibra se encuentra unido a una protección secundaria plástica de

diámetro de 900 μm y de espesor entre 0,5 y 1mm. El objetivo es dar soporte y protección a

cada fibra individuamente, de acuerdo a la figura 1.19.

Figura. 1.19. Cable estructura densa

Fuente: SILEX F, 2019

• CABLE FIGURA 8

Este tipo de cable también tiene estructura holgada y se caracteriza de incluir un cable

acerado pegado al cable, esto le da su nombre característico ya que viéndolo

transversalmente da la figura de un 8.


Usado exclusivamente para instalaciones aéreas ya que el cable acerado le da una gran

resistencia a soportar las fuerzas externas, usado para tramos de construcción largos, este

tipo de cable se observa en la figura 1.20.

Figura. 1.20. Cable Fibra Figura 8

Fuente: FOINTER, 2018

• TIPOS DE CONECTORES DE FIBRA ÓPTICA

Los tipos de conectores que más se usan para las redes de fibra óptica se muestran a

continuación:

• CONECTOR SC

“Es uno de los conectores de fibra más populares. Era muy usado para el modo individual y

las conexiones de fibra multimodo. Tiene un giro sobre el mecanismo de cierre que no es

susceptible a la relajación en el medio ambiente vibrante y es el más utilizado en redes LAN,

como lo muestra la figura 1.21.” (Oñate I, 2012)

Figura. 1.21. Conector SC

Fuente: OÑATE I, 2012


• CONECTOR FC

“Es el más popular para las aplicaciones monomodo, cuenta con la menor pérdida por

inserción y la mejor repetibilidad y se observa en la figura 1.22.” (Oñate I, 2012)

Figura. 1.22. Conector FC

Fuente: OÑATE I, 2012

1.4.2. NODO ÓPTICO

Es el equipo activo en donde las señales de forward (desde el Head End hacia el cliente) se

convierten desde la luz óptica que se traslada por el cable de fibra óptica en señales de radio

frecuencia que se traslada por el cable coaxial y llegan al hogar del cliente mediante una red

de distribución de cable coaxial.

El nodo óptico se utiliza para recibir la señal del canal de retorno y transformarla en señal

óptica y transmitir a la cabecera (Head End).

Los nodos ópticos realizan la conversión entre la luz óptica y la radio frecuencia para la

transmisión de forward y lo contrario en retorno, este equipo tiene un transmisor óptico y un

receptor óptico.

El canal de retorno en este diseño de red HFC ocupa un ancho de banda de frecuencias bajas.

Este ancho de banda lo comparten todos los clientes abastecidos por un mismo nodo óptico.

El retorno es transmitido por diferentes rutas a distintas longitudes de onda, la señal

transmitida por el equipo terminal del cliente viaja el cable coaxial, amplificadores RF hasta

llegar al nodo óptico, las señales de RF de retorno se convierten en señales ópticas por medio

del láser de retorno y son transmitas hacia la cabecera.

Los nodos ópticos tienen cuatro salidas troncales de 34 dBm de ganancia y con un rango de

potencia óptica de -3/+2 dBm.


En la figura 1.23 se muestra el nodo óptico.

Figura. 1.23. Nodo SG4000

Fuente: ARRIS, 2019

Figura. 1.24. Esquema Nodo Óptico

Fuente: ARRIS, 2019

1.4.3. EL CABLE COAXIAL

Los cables coaxiales utilizados en la red troncal y la red de distribución, están constituidos

por un conductor central de aluminio cubierto por una fina capa de cobre de alta pureza, un

dieléctrico de polietileno sólido y un conductor externo de aluminio rígido.

Este cable puede tener una cubierta aislante externa de polietileno que resiste a la intemperie

y un mensajero generalmente de acero adosado al cable mediante la cubierta.

La función principal es la de trasladar la señal RF a los diferentes puntos de abonado final.

• CALIBRES MEDIO DE TRANSMISIÓN CABLE COAXIAL

− CABLE DE DISTRIBUCION: 750


− CABLE DE ALIMENTACION: 500

− CABLE DE ABONADO: RG-6, RG-11

• PROPIEDADES

El conductor central es de aluminio revestido en cobre para una transmisión RF superior.

El dieléctrico es un polietileno de célula cerrada que se comprime durante el proceso de

estampado. La compresión proporciona una curvatura superior. La naturaleza de célula

cerrada del dieléctrico permite una velocidad de propagación increíblemente alta de 87%.

El blindaje, una construcción de aluminio sólida y resistente, proporciona 100% de

protección RF y un sólido rendimiento mecánico.

La chaqueta es un compuesto de polietileno resistente de media densidad, diseñado para

resistir los efectos del sol, la humedad y las temperaturas extremas.

El blindaje de acero es favorable para brindar protección adicional y se muestra en la figura

1.25.

Figura. 1.25. Cable Coaxial

Fuente: COMMCOSPE, 2018


1.4.4. AMPLIFICADOR DE RADIO FRECUENCIA

Como su nombre lo dice este equipo activo se encarga de aumentar, regenerar o amplificar

la señal de Radio frecuencia (RF) y dar cobertura a usuarios en los sectores de la ciudad.

Se utiliza el amplificador para conservar la ganancia unitaria del sistema, en las redes de

distribución de servicios de telecomunicaciones significa que la ganancia de cada

amplificador duplica exactamente las pérdidas totales entre ellas, ya que las pérdidas son

similares a la ganancia, en una red la ganancia entre dos estaciones es la unidad. (ARRIS,

2019)

En un canal ascendente (red de retorno) la ganancia unitaria ofrece una correcta operación

de los sistemas que controlan la potencia de trasmisión de los terminales (decodificadores,

cable modems, MTA) y se refiere que la ganancia media entre las entradas de los

amplificadores de retorno es la unidad como se muestra en la figura 1.26

Figura. 1.26. Ganancia Amplificador RF

Fuente: ARRIS, 2019

Esta compensación debe ser realizada ya que la señal al transmitirse por el cable coaxial

presenta distintas pérdidas a distintas frecuencias.

En este proyecto se pretende instalar amplificadores marca ARRIS cuyo modelo es el MBV3

de 1GHz, el motivo para utilizar estos equipos es porque son equipos que ofrecen

confiabilidad, buena respuesta a variaciones de voltaje y estabilidad en la amplificación de

la señal de radiofrecuencia, las características se detallan a continuación:

− 3 salidas con 42 dB de ganancia hacia adelante, 17 dB de ganancia de retorno.


− Rango de voltaje IN de CA alimentado por línea de 38-90 VCA y capacidad de

corriente CA de 15 amperios.

− Interruptor dip ajustable interno Hi / Lo para evitar el exceso de carga cuando se

utiliza con sistemas de 90VCA.

− Protección contra sobretensión incluida estándar a través de FTEC (Palanca

electrónica de transferencia rápida).

− Divisiones K, A o N disponibles para 1003 MHz.

− La opción E-GaN (nitruro de galio) proporciona un aumento de 3 dB en el nivel de

salida con respecto a la tecnología estándar E-GaAs (Arseniuro de galio mejorado), para

mejorar el alcance del amplificador.

− Disponible en carcasa con dimensiones de 15,4 x 9,6 x 5,5 pulgadas o como módulo

exclusivo de electrónica para actualizar carcasas compatibles con versiones anteriores

− Utiliza atenuadores JXP y comunes STARLINE ecualizadores de ida y vuelta y

simuladores de cable.

El equipo activo amplificador de RF se observa en la figura 1.27.

Figura. 1.27. Amplificador RF ARRIS

Fuente: ARRIS, 2018

1.4.5. ATENUADOR PARA AMPLIFICADOR

Los atenuadores para amplificadores Arris son de precisión y garantizan estabilidad en las

señales tanto sean de FORWARD o RETORNO ya que trabajan en el rango de 5 a 1000MHz,


la función de este elemento es balancear la señal RF en el amplificador y entregar a las

salidas correspondientes los niveles de señal deseados. Los valores van entre 1 dB y 18 dB,

como se observa en la figura 1.28. (ARRIS, 2018)

Figura. 1.28. Atenuador Amplificador

Fuente: ARRIS, 2018

1.4.6. ECUALIZADOR PARA AMPLIFICADOR

Estos elementos se utilizan durante la calibración del amplificador y sirven para dar la

pendiente necesaria a la frecuencia baja (55, 25 MHz) y a la frecuencia alta (751,25 MHz).

El valor de la pendiente (dB) que el ecualizador provoca desde baja a la alta frecuencia se

localiza en el lado superior de este elemento y parten desde el valor de 2 dB hasta los 24dB

y se observa en la figura 1.29. (ARRIS, 2018)

Figura. 1.29. Ecualizador para Amplificador

Fuente: ARRIS, 2018

1.4.7. FUENTES DE VOLTAJE

“En este proyecto la fuente de alimentación recomendada es la XM3-HP de Alpha

Tecnologies, incorpora avances tecnológicos superiores en la plataforma de tecnología Los

mismos se puntualizan a continuación:


o Mayor Eficiencia.

o Optimización del Rendimiento.

o Menores Costos de Operación.

El módulo transformador provee una carga con energía eléctrica de corriente alterna

regulada y que está exenta de picos, sobre voltajes, caídas de voltaje y ruido.

Durante el funcionamiento de la línea de CA, el voltaje de CA que ingresa al módulo

transformador es convertido en una onda cuasi cuadrada y es regulada por un transformador.

El voltaje regulado es conectado a la carga a través de los conectores de salida y parte de la

energía eléctrica es dirigida hacia el cargador de las baterías.

El momento que el voltaje de CA desaparece comienza a funcionar el módulo inversor el

cual conecta con las baterías y convierte el voltaje CC en voltaje CA.

El transponder ayuda a comunicar alarmas de la fuente que puede ser ausencia de voltaje de

entrada, carga de baterías baja, puerta abierta de la carcasa de fuente, temperatura alta”.

(ALPHA T, 2018)

Componentes

• Inversor

• Banco de baterías (3 o 6).

• TXP (transponder) o sistema de comunicación.

• Accesorios: LAP, Breaker, GND, Aterrizaje, Luz Piloto, Sensores

Todos estos elementos se observan en la figura 1.30.


1.4.8. INSERTORES DE POTENCIA – RPI

Combinan la señal RF con la señal de alimentación eléctrica AC, para que sea transportada

por la red coaxial.

Este elemento va colocado en la salida de voltaje de la fuente de poder para que la red HFC

sea alimentada y los equipos activos que transportan la señal de RF puedan realizar su

trabajo.

• Características.

Permite el paso de RF 5-32 MHz y de 54-1GHz y combina voltaje A.C. a 60Hz en 1 o ambos

puertos RF/AC.

El paso de AC se controla mediante FUSIBLES cuyos slots se encuentran en la placa

electrónica interna.

Figura. 1.30. Componentes Fuente Voltaje Fuente: ALPHA T, 2018


Se aprecia en la figura 1.31 el elemento Insertor de Poder.

Figura. 1.31. Insertor de Poder (Voltaje)

Fuente: ARRIS, 2018

1.4.9. ACOPLADORES DE RED

Este elemento pasivo llamado así ya que para su funcionamiento no requiere de voltaje de

alimentación es uno de los más utilizados en Redes HFC, tiene una entrada por donde ingresa

voltaje y señal RF, además tiene dos salidas por las que circula señal y voltaje por cada una

de éstas.

Dividen la troncal de señales CATV en 2 de diferentes potencias y voltajes. Puede pasar

voltaje AC a cualquiera de sus puertos de salida.

Se lo observa físicamente en la figura 1.32.


Figura. 1.32. Acoplador RED HFC

Fuente: ARRIS, 2018

1.4.10. TAPS

Este es el elemento pasivo que transporta la señal RF por el cable coaxial a los distintos

clientes que tienen los servicios de telecomunicaciones que la empresa ofrece.

Cada una de las salidas sirve para conectar a un cliente distinto, por política de la empresa,

solamente se puede conectar a un cliente en el TAP, los servicios se dividen en la parte

interna del domicilio.

Estos elementos dividen la señal de entrada en 2, 4, 8 salidas de distribución (TAP).

La pérdida o atenuación que tiene el elemento en las salidas es: 26, 23, 20, 17, 14, 11, 8, 4

dB, el valor de la atenuación va colocado en la parte inferior del elemento

La pérdida de inserción o de conexión es de: 0.3 a 0.5 dB, se muestra en la figura 1.33.


Figura. 1.33. TAP Red HFC

Fuente: Elaborado por el Autor

1.4.11. CONECTORES COAXIALES

El conector coaxial realiza el trabajo de enlazar el cable coaxial con los elementos activos y

pasivos, existen conectores para cada calibre de cable, por ejemplo: conector RG-6, conector

RG-11, conector 500.

Estos elementos se observan las figuras 1.34, 1.35 y 1,36.

Figura. 1.34. Conector 500

Fuente: Elaborado por el Autor

Figura. 1.35. Conector RG-6

Fuente: HOLLAND, 2019


Figura. 1.36. Conector RG-11

Fuente: BELDEN, 2019

RED DE DISTRIBUCIÓN

En esta red se utiliza el cable coaxial RG-6 trishield el cual tiene 2 capas de aluminio y una

malla también de aluminio para la protección de interferencias y ruido ya que al transmitir

servicios de Internet y VoIP es necesario proteger la señal de este tipo de factores dañinos,

en la figura 1.37 se muestra la constitución del cable RG-6 trishield.

Figura. 1.37. Cable coaxial RG-6 trishield

Fuente: YUHUI T, 2018

1.5.1. DIVISORES PARA INSTALACIONES

El momento que los clientes solicitan la instalación de varios servicios es necesario dividir

la señal que proviene del TAP, para este trabajo se utilizan los splitters o divisores los cuales

tienen una entrada de señal además dos, tres y cuatro salidas en función del número de

equipos a instalarse.


En la figura 1.38 se encuentran los divisores que son instalados en los domicilios de los

clientes.

Figura. 1.38. Splitters o Divisores de señal para interiores

Fuente: HOLLAND, 2018

1.5.2. CONVERTIDOR CATV

Un convertidor CATV es un decodificador distribuido por una compañía de TV por cable a

sus clientes, la función que realiza este equipo es decodificar una señal de televisión por

cable, los canales de contratados se unifican en un solo canal los cuales se los visualiza en

el monitor. Los convertidores CATV colaboraron para que los clientes accedieran a los

servicios que ofrece la televisión por cable, se muestra en la figura 1.39.

Figura. 1.39. Decodificador Tv por cable

Fuente: TECHLANDIA, 2018

1.5.3. CABLE MODEM

Un cable módem es un tipo específico de módem el cual ha sido fabricado para modular y

de-modular la señal digital sobre una red de TV por cable.


Los cablemodems se utilizan para distribuir el acceso a Internet de alta velocidad para

aprovechar el ancho de banda (frecuencias) que no se utiliza en la red HFC, se observa en la

figura 1.40

Figura. 1.40. Cable Modem Motorola

Fuente: MOTOROLA, 2018

1.5.4. MTA (MULTIMEDIA TERMINAL ADAPTER)

El aparato telefónico convencional va conectado al MTA el cual transforma la señal de voz

analógica en paquetes IP, y viceversa. Es un cliente Packet Cable con una dirección IP

independiente que actúa como interfaz de señalización para controlar otros elementos de la

red, es un equipo que integra los servicios de Internet y VOIP.

El cablemodem, que también requiere una dirección IP independiente, puede integrarse en

el MTA para disponer de un solo dispositivo que se conoce como eMTA (embedded MTA)

o MTA integrado, se aprecia en la figura 1.41.

Figura. 1.41. MTA ARRIS

Fuente: ARRIS, 2019


ARQUITECTURA BLASTER

Este modelo evita extensores en cascada que incrementan los puntos de un potencial daño

por la cantidad de conectores usados en cambio con la arquitectura Blaster la distribución de

señal se realiza al partir de la salida del nodo y llegar al amplificador sin cortes de cableado,

de esta manera la distribución de señal es más eficiente.

Además, resulta muy beneficioso al realizar un mantenimiento correctivo en el futuro porque

su estructura de diseño permite que el personal técnico no deba revisar punto a punto hasta

llegar al daño, lo que facilita la gestión de mantenimientos al momento de ser ejecutado.

Los antiguos diseños basados en la arquitectura Blaster se destacan por usar varios

amplificadores en cascada lo que ocasiona que exista un mayor nivel de inserción de ruido

en la red, característica que tiene que ser nula al integrar 3 servicios en un solo medio, y al

considerar que la cantidad de señal que debe llegar a cada amplificador sea integra sin

afectación ni degradación de ningún tipo entonces para el diseño de este nodo solo

desplegará una ramificación, lo que se denomina comúnmente n+1, es decir nodo más un

amplificador y de esta manera eliminar el componente de ruido que afecta al canal

ascendente producido por la repetida ubicación de amplificadores en cascada.

Para este proyecto el número de usuarios atendidos por cada Terminal de Red será de 200

usuarios aproximadamente, además de que el mismo cada vez esté más cerca a la fibra óptica

con un diseño óptimo para proporcionar los tres servicios a la vez (voz, datos, video) con

altas velocidades de transmisión.

Este modelo se lo aprecia en la figura 1.42


Figura. 1.42. Topología BLASTER Fuente: Hernández A, 2019

ORDENANZA 293

“USO DE SUELO, DUCTERÍA Y CABLEADO AÉREO

Sección II

DE LA TASA Y DE LA OBLIGACIÓN TRIBUTARIA

Art. ...(2).- HECHO IMPONIBLE.- Constituye el hecho imponible de las tasas establecidas

en la presente Ordenanza, la ocupación del subsuelo, suelo y espacio aéreo de dominio

público local, con cualquiera de los usos que a continuación se expresan:

a) Utilización o aprovechamiento del subsuelo con ductos para la colocación de cables

de energía eléctrica, telefonía, televisión, transmisión de datos u otros usos similares.

b) Uso de ductos de propiedad municipal para la colocación de cables de energía

eléctrica, telefonía, televisión, transmisión de datos y cualquier otro uso.

c) Ocupación del espacio público aéreo con cables de energía eléctrica, telefonía,

televisión, transmisión de datos u otros usos similares, soportados en postes, fachadas de

edificaciones y demás tipos de mobiliario urbano público o privado.

d) Se exceptúan del hecho imponible de ocupación del espacio público aéreo

exclusivamente para energía eléctrica, y en consecuencia no pagarán tasa por dicho

concepto, las Urbanizaciones de Interés Social, aprobadas como tales por el Concejo

Metropolitano de Quito.


Art.... (3). - TASAS. - Las tasas por la utilización con ductería y cableado ubicados en el

suelo y subsuelo o de cableado en el espacio público aéreo, serán canceladas anualmente y

se determinarán de la siguiente manera:

a) Por el uso del subsuelo de la vía pública con la construcción de ductos de propiedad

privada o pública no municipal, para la instalación de cables de energía eléctrica, telefonía,

televisión, transmisión de datos u otros usos similares, por cada metro lineal de ducto se

establece una tasa de US $ 0,20 dólares por año. Esta tasa, se aplicará a cada ducto con una

dimensión transversal de hasta 0,25 metros cuadrados.

b) Por el uso de los ductos de propiedad municipal, ubicados en el subsuelo de la vía

pública, que se usen para la instalación de cables de energía eléctrica, telefonía, televisión,

transmisión de datos u otros usos similares, el requirente deberá pagar una tasa de US $ 0,30

dólares por año, por cada metro lineal de cable.

c) Por el uso del espacio público aéreo sobre las vías públicas, aceras o terrenos de uso

público, con cables conductores de energía eléctrica, telefonía, televisión, transmisión de

datos u otros usos similares, la tasa se calculará de la siguiente forma:

• Por el primer año fiscal, siguiente al de aprobación de la presente ordenanza, por cada

metro lineal de cable, la tasa será de US $ 2,00 dólares.

• A partir del segundo año fiscal desde la aprobación de la presente ordenanza, esta

tasa se incrementará trimestralmente en un valor de US $ 0,25 por cada metro lineal de cable.

Art. ...(4).- SUJETO ACTIVO.- El sujeto activo de estas tasas es la Empresa Municipal de

Movilidad y Obras Públicas de Quito.

Art. ...(5).- SUJETOS PASIVOS.- Son sujetos pasivos de las tasas reguladas en esta

Ordenanza, las personas naturales o jurídicas a cuyo favor se otorguen los permisos para la

construcción de ductos o instalación de cables, y quienes se encuentren en dicha posición

actualmente el subsuelo o el espacio público aéreo, se hayan o no registrado y obtenido los

permisos.

Art. ...(6).- BASE IMPONIBLE.- La base imponible, que coincidirá con la liquidable, se

determinará de acuerdo a los siguientes elementos tributarios:

a) Longitud ocupada medida en metros lineales;

b) Ubicación de los cables o ductos.

Art. ...(7).- EXIGIBIL1DAD DE LA OBLIGACIÓN TRIBUTARIA.- La obligación de

pago de estas tasas se produce desde el momento en que la EMMOP-Q registre y emita la

autorización de uso, hasta el 31 de diciembre de cada año, y se cancelará por el tiempo que

dure dicha autorización.


Cuando se realice la construcción u ocupación de ductos en subsuelo y/o la ocupación del

espacio público aéreo sin la oportuna autorización, además de que se genera la obligación

del pago de la tasa correspondiente, se aplicarán las sanciones establecidas en esta

Ordenanza y en la legislación vigente.

Art. ... (8).- REGIMEN DE DECLARACIÓN E INGRESO.- Las personas o entidades

interesadas en realizar actividades reguladas en esta Ordenanza, deberán solicitar a la

EMMOP-Q, la correspondiente autorización y registro. Las cantidades exigibles con arreglo

a la tasa, se liquidarán por cada uso solicitado y serán canceladas por anticipado.” (Municipio

de Quito, 2018).

ECUACIONES PARA EL CÁLCULO DEL DISEÑO DE RED HFC.

• Para el cálculo de la atenuación total de la fibra óptica en el enlace óptico se ocupa la ecuación 1.1:

At = L*aL + nf*af + nc*ac

Ecuación 1.1. Atenuación Fibra Óptica Fuente: Textos C, 2019

At= Atenuación Total Fibra Óptica

L = longitud del cable en km.

aL = coeficiente de atenuación en dB/km

nf = número de fusiones

af = atenuación por fusión en dB

nc = número de conectores

ac = atenuación por conector en dB

• Para calcular el peor caso de capacidad de potencia (PB), asuma la potencia mínima

del transmisor (PT) y la sensibilidad mínima del receptor (PR) se utiliza la ecuación 1.2.

PB = PT – PR

Ecuación 1.2 Margen Enlace Óptico Fuente: Library T, 2019

• En el cálculo de pérdida de señal por motivos de distancia se utiliza la ecuación 1.3. p = (�1 + �2 + ⋯ . ��) ∗ 7/10

Ecuación. 1.3. Pérdida cable coaxial Fuente: Mero C, 2016

Dónde:

p=pérdida total del cable por distancia recorrida medida en metros


dn= distancia de cable coaxial medida en metros

Relación 7/100= 7 dB pierde cada 100 metros el cable RG500.

• Para el cálculo de señal que ingresa a la entrada del amplificador se ocupa la ecuación

1.4.

�(�)=�−�−�

Ecuación 1.4. Nivel de Señal entrada Amplificador Fuente: Mero C, 2016

Dónde:

d= nivel de entrada al elemento (pasivo o activo) expresado en decibeles.

n= niveles de salida del nodo o amplificador en frecuencia (750, 735, 55) MHz

s=perdida del cable expresada en decibeles

p=per

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