rs-hfc-007 hfc

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE NICARAGUA

MAESTRA EN TELECOMUNICACIONES Y REDES TELEINFORMTICAS

REDES HFC

Agenda Overview DOCSIS. Introduccin a Redes HFC. Arquitectura de Redes HFC. Arreglo de Canales en HFC. Topologas de HFC. Tecnologa Aurora. Arquitectura de CATV. Parmetros en Redes HFC. Escalabilidad.

Overview DOCSIS

Overview DOCSISCon la creacin de redes HFC se ha debido especificar unconjunto de estndares llamado DOCSIS (Data Over CableService Interface Specification).DOCSIS fue desarrollado por CableLabs.Se trata de un estndar no comercial que define los requisitos dela interfaz de comunicaciones y operaciones para los datos sobresistemas de cable, lo que garantiza la interoperabilidad de latecnologa empleada en la transmisin de datos a alta velocidaden una red de cable.La primera especificacin DOCSIS fue la versin 1.0, publicadaen marzo de 1997, seguida de la revisin 1.1 en abril de 1999.Elestndar DOCSIS se encuentra actualmente en la versin 2.0,publicado en enero de 2002. La versin europea de DOCSIS sedenomina EuroDOCSIS.

Overview DOCSIS (Contd)La principal diferencia es que en Europa, los canales de cabletienen un ancho de banda de 8 MHz (PAL), mientras que enNorte Amrica, es de 6 MHz (NTSC).Esto se traduce en un mayor ancho de banda disponible para elcanal de datos de bajada (desde el punto de vista del usuario, elcanal de bajada se utiliza para recibir datos, mientras que el desubida se utiliza para enviarlos).Tambin existen otras variantes de DOCSIS que se emplean enJapn. El 7 de agosto de 2006 salieron las especificacionesfinales de DOCSIS 3.0, cuya principal novedad reside en elsoporte para IPv6 y el "channel-bonding", que permite utilizarvarios canales simultneamente, tanto de subida como debajada, por lo que la velocidad podr sobrepasar los 100 Mbpsen ambos sentidos.)

Overview DOCSIS (Contd)

Overview DOCSIS (Contd)DOCSIS Caractersticas Claves Beneficios

DOCSIS 3.0(Presentado en el 2007 y disponiblehasta el 2012)200 Mbps upstream y 100 downstream

Esquema obligatorios de S-CDMA/ TDMA

M-CMTS (Modular Cable Modem Termination System)Channel Bonding - mltiples canales QAM de datos de bajadaVoD reutilizacin"

DOCSIS 2.0(30 Mbps upstream)

Esquema obligatorios de S-CDMA/ TDMALo mejor de DOCSIS

Servicios simtricosEnlaces punto a puntoNegocios-a-Negocios (Troncales de 20 T1 y E1)


QoSPre-EQOperacionesSeguridad

Servicios escalonados.Doble capacidad.Bajo OPEXDiferenciador.


Estandar preliminar.Especificaciones nativas.

Datos de Alta VelocidadAcceso a Internet

Introduccin a Redes HFC

Introduccin a Redes HFC (Contd)

Introduccin a Redes HFCLa primera utilizacin del cable coaxial para el transporte deseales de T.V. se present U.S. hacia fines del ao 1940 dandoorigen al CATV (televisin por cable), en este tiempo conocidacomo televisin por antena comunitaria.John Walson, propietario de una tienda en la pequea ciudad deMahanoy ( Pensylvania ), vio la dificultad de vender televisores alos residentes del lugar ya que la recepcin de la seal radiadaera muy deficiente, debido a la ubicacin del pueblo en un valle ya una distancia de 150 Kilmetros de la estacin transmisora enFiladelfia , donde las montaas no permitan que la seal viajarahasta los habitantes de la ciudad, Walson tuvo la idea de poneruna antena en una colina y llevar la seal hasta su tienda, atravs de cable coaxial y de amplificadores construidos por lmismo.

Introduccin a Redes HFC (Contd)En 1950 se empez a experimentarcon sistemas de microondas pararecibir seales de ciudades lejanas,otro de los grandes eventos sobrelas redes de CATV fue el desarrollode la pay-TV, esta fue lanzada enNoviembre de 1972 cuando laempresa Service Electric ofreceHome Box office (HBO) en elsistema de cable de Wilkes-Barre,Pennsylvania. Tambin fue HBO elprimer servicio en utilizar ladistribucin va satlite para suprogramacin.

Dado el crecimiento de la demanda del nmero de canales serequiri aumentar el ancho de banda disponible en los sistemasde cable, esto de la mano con la atenuacin natural quepresentan las redes de cobre para transmisiones en altasfrecuencias, hizo necesaria la implementacin de largas cadenasde amplificadores electrnicos de radio frecuencia, aportndoseun mayor incremento del ruido y la distorsin de cadaamplificador a lo largo del red de accesos y distribucin,originando as el deterioro progresivo de la calidad de la seal deTV.En base a estas limitaciones es que se presenta la necesidad deintroducir la fibra ptica, que gan gran realce con lasimplementaciones de dispositivos de alta linealidad. Este es elorigen de las redes HFC.


La introduccin de tecnologa ptica hizo posible topologas dered susceptibles de transportar seales bidireccionales a largasdistancias. De este modo, las redes de cable pasaron de sersistemas de pura distribucin a convertirse en sistemascompletos de telecomunicaciones, capaces de proporcionarservicios interactivos de voz y datos.A mediados de los 90, da comienzo una nueva etapa en laevolucin de las redes de cable, por la introduccin de latelevisin digital. Con ello se consigue multiplicar el nmero decanales que pueden transportarse en el ancho de banda delsistema, proporcionando mayor calidad de imagen y sonido, ascomo nuevas facilidades de interactividad.La evolucin sucesiva de las redes de CATV a redes HFC sepresent de la siguiente forma:


Reduccin de CAPEX y OPEX.

Reduccin de prdidas en redes cobre.

Amplificadores de mayor potencia y gran ancho de banda con

los controles de ganancia automtico.

Integracin de la fibra ptica en redes CATV.

Aparicin de amplificadores bidireccionales.

Aparicin de estndares de cable mdems (Cable Mdems),

tales como DOCSIS y HFC.


Fuente Imagen: http://www.nec.com/


Las redes HFC Hbridas entre fibra ptica y coaxial permitenintegrar bajo un solo cable mltiples servicios cubriendo grandesreas, bajo el concepto de bi-direccionalidad y con la virtud de lafibra ptica por ser un medio de baja degradacin y mnimaatenuacin de las seales transmitidas.Entre los servicios que se pueden prestar a travs de las redesHFC tenemos servicios de TV por cable, Telefona, Pay Per View,Internet Banda ancha, teleconferencias y Televisin interactiva,en la actualidad los servicios que mayor demanda tienen a travsde estas redes son los de TV por cable, PPV y el Internet Bandaancha a travs del Cable Modem.Una red HFC es una red de telecomunicaciones de altacapacidad que combina la fibra ptica y el cable coaxial comosoportes de la transmisin de las seales.


Fuente Imagen: http://www.nec.com/


Con la arquitectura de HFC se busca resolver los problemas degestin y mantenimiento que generaban las redes CATV. Paraesta se tienen dos niveles jerrquicos, el principal formado porun tendido de fibra que distribuye la seal desde el centro emisor(Headend) hasta cada zona o segmentacin.En cada zona hay un nodo que se encarga de convertir la sealptica en elctrica para su distribucin final en cable coaxialhacia los abonados.El nmero de amplificadores mximo es de 5, con esto seobtiene una mejora en la calidad de la seal y sencillez demantenimiento.Un elemento importante en la implementacin de redes HFC esla posibilidad de enviar seal analgica en fibra sin necesidad deconvertirla en una seal digital.


Otro gran paso para estas redes fue la facilidad de la utilizacinde la red para el trafico upstream esto permite las labores demonitoreo y servicios tales como el de Internet y VoIP.La seal de televisin utiliza el rango de frecuencias altas entre50-500MHz para el sentido downstream de las sealesanalgicas de TV, 500-750/860MHz para los servicios detelevisin digital, internet y VoIP.Para el sentido downstream se utilizan segmentos entre 5 y42MHz, principalmente para el retorno de los datos provenientesde los clientes. El primer paso en la evolucin de las redesclsicas all-coaxial de CATV hacia las redes detelecomunicaciones por cable HFC consisti en sustituir laslargas cascadas de amplificadores y el cable coaxial de la redtroncal por enlaces punto a punto de fibra ptica.


BroadcastInformacin transmitida a todoslos usuarios o terminales de lared.


NarrowcastServicios dedicados, son aquellosque viajan hacia un pblico definidocomo telefona y VoD.

Arquitectura de HFC

Una red HFC es una red de telecomunicaciones por cable quecombina la fibra ptica y el cable coaxial como soportes de latransmisin de las seales.Se compone bsicamente de cuatro partes claramentediferenciadas: la cabecera, la red troncal, la red de distribucin, yla red de acometida de los abonados.La cabecera es el centro desde el que se gobierna todo elsistema. Su complejidad depende de los servicios que ha deprestar la red.Por ejemplo, para el servicio bsico de distribucin de sealesunidireccionales de televisin (analgicas y digitales) dispone deuna serie de equipos de recepcin de televisin terrenal, vasatlite y de microondas, as como de enlaces con otrascabeceras o estudios de produccin.

Arquitectura de HFC (Contd)

La cabecera es tambin la encargada de monitorear la red ysupervisar su correcto funcionamiento.La red troncal suele presentar una estructura en forma de anillosredundantes de fibra ptica que une a un conjunto de nodosprimarios.Los nodos primarios alimentan a otros nodos (secundarios)mediante enlaces punto a punto o bien mediante anillos.En stos nodos secundarios las seales pticas se convierten aseales elctricas y se distribuyen a los hogares de losabonados a travs de una estructura tipo bus decoaxial, la red de distribucin.Cada nodo sirve a unos pocos hogares lo cual permite emplearcascadas de 2 3 amplificadores de banda ancha comomximo.


Distinguimos cuatro bloques

Cabecera de red (cabecera regional).

Red Troncal

Red de Distribucin.

Bucle Local de Abonado


Cabecera de red (cabecera regional)Es la combinacin de cable y fibra, la cabecera es el gobierno detodo el sistema y es la que se encarga de monitorear la red ysupervisar su correcto funcionamiento.HFC es una tecnologa de telecomunicaciones en la cual el cablede fibra ptica y el cable coaxial se utiliza en diversos tramos dela red para transportar el contenido de banda ancha (tales comovideo, datos y voz).La Cabecera consiste en la instalacin de una oficina de CATV,que origina y comunica los servicios de TV y cable mdems a lossuscritores. En servicios distribuidos de cable televisin, elheadend incluye antenas satelitales para recibir informacin deprogramacin entrante de proveedor de canales.


Cabecera de red (cabecera regional) Headend agrega (recoge), comprime y multiplexa las distintas

seales ofrecidas por el operador de cable. Una cabecera dered puede atender millones de hogares.

La cabecera es el centro de recepcin, procesamiento, controly transmisin de todos los servicios que ofrece la red.

Recopila todos las fuentes de informacin, va satlite, enlacesterrestres o produccin propia para transmitir por la red,ubicndolas en los canales del espectro del cable, con lamodulacin de los receptores analgicos convencionales.

Concentra todas las interconexiones con otras redes detransporte fijas o mviles, as como los servidores de acceso alos diferentes servicios


Cabecera de red (cabecera regional)Arquitectura de HFC (Contd)

Red TroncalLa red troncal es la encargada de repartir la seal compuesta,generada por la cabecera a todas las zonas de distribucin queabarca la red de cable.El primer paso en la evolucin de las redes clsicas todo-coaxialde CATV hacia las redes de telecomunicaciones por cable HFCconsisti en sustituir las largas cascadas de amplificadores y elcable coaxial de la red troncal por enlaces punto a punto de fibraptica. Posteriormente, la penetracin de la fibra en la red decable ha ido en aumento, y la red troncal se ha convertido, porejemplo, en una estructura con anillos redundantes que unennodos pticos entre s. En estos nodo pticos es donde lasseales downstream (user-headend) pasan de ptico a elctrico.


Red TroncalEn los sistemas bidireccionales, los nodos pticos tambin seencargan de recibir las seales del canal de retorno oascendentes (del abonado a la cabecera) para convertirlas enseales pticas y transmitirlas a la cabecera.

En resumen la red troncal: Red ptica con una topologa a dos niveles.

Cobertura geogrfica amplia.

Se encarga del transporte de la seal desde la cabecera hasta

los puntos de distribucin.


Red TroncalArquitectura de HFC (Contd)

Red de DistribucinSe encarga de llevar la seal que viene desde la cabecera a losusuarios, esta compuesta por una estructura tipo bus de coaxialque lleva las seales downstream hasta la ltima derivacinantes de la red abonado o usuario al interior del hogar.La red de distribucin se compone de nodos secundarios, en loscuales se realiza una conversin O/E y se distribuyen a losabonados a travs de una estructura tipo bus coaxial.Tiene por misin multiplexar la informacin y adaptar el sistemade transporte a las caractersticas especficas del bucle deabonado.


Red de DistribucinArquitectura de HFC (Contd)

Bucle Local del AbonadoEs la instalacin interna del edificio, el ltimo tramo antes de labase de conexin. Es una de las tareas mas esenciales poresttica, buena instalacin y de hay depende que el usuario lellegue una buena seal.Set Top Box (STB) : (decodificador) dispositivo encargado de larecepcin y opcionalmente decodificacin de seal de televisinanalgica o digital , para luego ser mostrada en un dispositivo detelevisin.Cable mdem: Dispositivo que permite la conexin del usuario ala red de cable para la transmisin de datos y la conexin aInternet a grandes velocidades (hasta 40Mbps).


Bucle Local del AbonadoCable Modem: Dispositivo dispuesto por el usuario, se encargade sintonizar el canal de televisin elegido para los datos yextraer los que le corresponden, aquellos datos que van dirigidosa l y aquellos que quiere enviar a otra persona ya sea en lamisma red (cabecera local) o diferente, esto se realiza por elcanal ascendente.Las formas para conectar el cable modem al computador delusuario es por medio de la interfaz Ethernet de 10/100 Mbps quees una interfaz de alta velocidad y bajo costo; tambin se puedeconectar el cable mdem desde un puerto USB.


Bucle Local del AbonadoEntre las funciones de cable mdem podemos mencionar:

Captar/generar seal de radiofrecuenciaModular/demodular los datos Generar/verificar la informacin de control de errores (FEC) Encriptar/desencriptar la informacin Respetar el protocolo MAC en upstream Gestion y control del trafico (Limitacin del caudal, numero de

Pcs conectados)


Bucle Local del AbonadoArquitectura de HFC (Contd)


El CM es el equipo fsico al cual el usuario tiene acceso y esmediante el que se conecta a la red HFC del proveedor deservicios de Internet.Este mtodo es posible gracias a la arquitectura de la red HFC.En caso que un CMTS se caiga de la red, no todos los usuariose vern afectados, solo aquellos conectados a dicho CTMS,esta es una vulnerabilidad bastante explotada.Esto permite a un CM conectarse a un nodo y establecerconexin con su respectivo CMTS.Al mismo tiempo con la misma MAC clonada en otro CM puedeconectarse a otro nodo y establece conexin con un CMTSdistinto.

Bucle Local del Abonado


Registro e inicializacin del CM con el CMTS Configuracin en canal de bajada a utilizar

DownstreamChannel. Obtencin de parmetros de subida (UpstreamParameters). Rango de frecuencia en el canal de subida a utilizar

UpstreamRanging. Establece conexin IP a travs de DHCP. Establece Hora y Fecha para efectos de monitoreo. Transferencia de parmetros de operacin a travs de TFTP. Registra Conexin con CMTS.I Inicia Privacidad de Lnea Base (BPI o BPI+).

Bucle Local del Abonado

Bucle Local del AbonadoCMTS: Cable Modem Termination System, es el dispositivo quese encarga de enviar los datos en sentido descendentemodulados por el canal de televisin elegido al efecto y tambinrecogen del cable mdems de los usuarios los datos que stosenvan a travs del canal ascendente asignado.El CMTS se ubica generalmente en el centro emisor o cabecerade la red, desde all se conecta al resto de la red (red detransporte) y a Internet por alguna tecnologa WAN.El CMTS proporciona al cable la seal de bajada, consistente enuno o ms canales de datos de 6 MHz de ancho en el rango de88 a 860 MHz.


Arquitectura de HFC (Contd)El CMTS es un equipo que se encuentra normalmente en lacabecera de la compaa de cable y se utiliza para proporcionarservicios de datos de alta velocidad, como Internet por cable oVoz sobre IP, a los abonados.Los equipos del cliente o CPE, se comunican sobre unaconexin de red utilizando el protocolo IP. Usualmente esto eshecho con una tarjeta de red Ethernet y un cable de categora-5(CAT5).El cable-mdem se conecta a un cable coaxial compartido queusualmente conecta muchos otros mdems y termina en unnodo HFC.Un nodo HFC es un dispositivo de campo dedos vas queconvierte las frecuencias analgicas a seales digitales yviceversa.

Arquitectura de HFC (Contd)El nodo de fibra toma las frecuencias de radio en uncable coaxial transmitidas desde el CM, las convierte en sealesdigitales, y luego transmite los datos a un cable de fibra ptica.Los datos que son recibidos desde el cable de fibra pticatransmitidos desde el CMTS son convertidos a una sealanalgica y luego son transmitidos a la lnea de cobrecompartida.Este nodo HFC convierte las seales analgicas en pulsosdigitales de luz que son transferidos a travs del cable de fibraptica.Dos cables de fibra ptica son necesarios: Uno para latransmisin de datos (Tx) y el otro para la recepcin de datos(Rx).

Arquitectura de HFC (Contd)Los nodos HFC ofrecen a los proveedores de servicios muchasventajas, estos usualmente son ubicados estratgicamente ensectores donde puedan conectar la mayor cantidad de usuarioscon la menor distancia promedio total.Estos nodos individuales son conectados a un nodoconcentrador o repetidor multi-puesto (Concentrador) central enel equipo terminal del proveedor llamado transceptor de fibrautilizando cables de fibra ptica.El propsito de este concentrador es de que sirva de interfazentre el cable de fibra ptica desde el campo de servicio y elcable coaxial del CMTS.El hub transceptor de fibra recibe frecuencias de radio de 50 a860 MHz del dispositivo combinador de RF en la interfaz coaxial

Arquitectura de HFC (Contd)Un combinador de RF es un dispositivo que combina mltiplesfrecuencias de radio de diferentes fuentes hacia un solo mediocompartido.El combinador de RF tambin es usado para aadir al cablecoaxial las frecuencias de otros servicios, tales como los canalesde televisin digital o anloga.El hub transmite frecuencias de 5 a 42 MHz a un divisor de seal(splitter) desubida y banco de filtros. Estos datos son solo losdatos que regresan de todos los CM.Finalmente, tanto las seales de subida como las seales debajada se conectan al CMTS. Aqu, las frecuencias ms bajasdel divisor de seales de subida son demoduladas, y lasfrecuencias ms altas de bajada son moduladas al cable coaxial

Bucle Local del AbonadoArquitectura de HFC (Contd)

Arreglo de Canales en HFC

Debido a que las redes deben estar preparadas para poderofrecer una amplia gama de aplicaciones y servicios a susabonados, se requiere de la red la capacidad de establecercomunicaciones bidireccionales entre la cabecera (head-end) ylos equipos terminales de abonado y, por tanto, exigen laexistencia de un canal de comunicaciones para lava ascendente o de retorno, del abonado al head-end (lacabecera).

Arreglo de Canales en HFC (Contd)

Canales Descendente: 96-864 MHz (Europa), 88-860MHz(Amrica). S/R > 34 dB (normal 46 dB).

Canales Ascendente: 5-65 MHz (Europa), 5-42MHz(Amrica). S/R > 25 dB

Arreglo de Canales en HFC

En el caso del retorno digital el sistema ms bsico consiste endigitalizar la seal analgica de 0 a 42MHz, para un rangodinmico adecuado se requieren conversores analgico-digitalde 10 a 12bits y frecuencias de muestreos superiores a90MHz. En estas condiciones se requiere un link digital de2.5Gbps para transmitir dos retornos independientes.Permite usar transmisores pticos de bajo costo.

Retorno Digital

Arreglo de Canales en HFC (Contd)

Servicio Banda (MHz) Ancho de banda (MHz)

Supervisin de la red (uso reducido por el ruido)

5-25 20

Reserva 25-28 3Telefona y Datos (Internet) 28-40 12

Banda de guarda 40-42 2Sealizacin interactiva, pago por visin

42-45 3

Datos (Internet) 45-52 7Banda de guarda 52-54 2Datos (Internet) 54-65 11

Canales Ascendentes

Arreglo de Canales en HFC (Contd)Canales Descendentes

Servicio Banda(MHz)

Ancho banda(MHz)

Ancho porcanal (MHz)

Nm.Canales

Radiodifusin FM 87,5-108 20,5 0,15 130

Radio Digital 108-118 10

Televisin analgica PAL B

118-300 182 7 26

Televisin analgica PAL G

302-606 304 8 38

Televisin digital 606-750 144 1,6 90

Datos (Internet), Telefona y otros servicios

750-862 112 8 14

Topologas de Redes HFC

Topologas de Redes HFC (Contd)Segmentacin

Topologas de Redes HFC (Contd)

Reduce el rea de servicio del nodo, para ofrecer msservicios narrowcast y aumentar el banda del retorno

Permite balancear redes desbalanceadas colocando nodossatlites en puntos clave de la red.

Mejor en la calidad de terminacin de linea (CNR). Permite segmentar la red a donde la planta externa es

limitada. Reduce el uso de amplificadores en la red, garantizando

costos de mantenimiento.

Ventajas

Topologas de Redes HFC (Contd)

Al disminuir el tamao del nodo y acercarnos cada vez mscon la fibra ptica al cliente, es posible tener una distribucinde cable coaxial que no requiera el uso de amplificadores.Al no tener ms amplificadores en cascada resulta posibleoperar al nodo en un nivel ms elevado 42dB/53dB @ 54MHz/860MHz.

Fiber Deep

Tecnologa AuroraEs una tecnologa que provee equipamiento de transporte conlas ms alta flexibilidad para diseo de soluciones best-fit.Haciendo uso de los ltimos avances tcnicos tales como: Fiber Deep. Fiber on Demand. Digital Return. LcWDM.Aurora permite despliegues iniciales con alto rendimiento, bajoscostos, bajo riesgos y costo-efectivos (Bajo OPEX-BajoCAPEX).Aurora permite flexibilidad, es decir incluye la compresin depay-as-you-grow.

Aurora

Tecnologa Aurora (Contd)Aurora

Tecnologa Aurora (Contd)Aurora

Longitud de Onda 1310Ms econmico. Prdidas de 0.35dB/Km. No se puede amplificar.Menos alcance.Menor cantidad de nodos

por transmisor.

Longitud de Onda 1550 Equipos de mayor costo. Prdidas de 0.25dB/Km. Puede ser amplificada.Mayor alcance.Mayor nmero de nodos

por transmisor.

Tecnologa Aurora (Contd)Multiplexacin por Longitud de Onda.

WDM o CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexion)

usan una onda cercana a 1310 y una onda cercana a 1550.

SDWM (Sparse Wavelength Division Multiplexing), una

longitud de onda de 1310 se combina con hasta 8 de 1550.

DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) usa lgica

de SDWM pero llegando hasta 16 longitudes para operacin

analgica y 32 para el caso digital.

Tecnologa Aurora (Contd)Multiplexacin por Longitud de Onda.Para efectuar esta reduccin, es necesario ir aproximando cadavez ms la fibra ptica hacia los usuarios, con lo que el tamaodel nodo ptico se reduce y, por tanto, el nmero de abonadosque comparten cada canal de retorno. Esto es posible gracias aque en el despliegue de las ramas troncales se suelen emplearcables con mltiples fibras utilizndose inicialmente tan slodos (una para cada sentido). En caso de requerir ampliar lacapacidad del sistema o proporcionar accesos de abonadodedicados, la solucin consiste en hacer uso de las fibrassobrantes. Alternativamente, cabe la posibilidad tambin deincrementar la capacidad de las fibras mediante el empleo deDWDM, que permite la utilizacin de varias longitudes de onda(hasta varios centenares) sobre una fibra.

Arquitectura CATV

Arquitectura Moderna de CATV

Redes muy fiables, de muy alta capacidad y capaces deprestar todo tipo de servicios interactivos.

Redes atractivas desde el punto de vista de negocio paraentornos urbanos densos.

Ventajas derivadas del cableado: seguridad, robustez,resistencia a interferencias y no comparticin de espectro conotros operadores.

Escalabilidad: oportunidad de aumentar la capacidad ofrecidaal usuario acercando la fibra ptica al hogar a medida quecrece la demanda de ancho de banda y bajan los costes delos equipos pticos.

VentajasArquitectura Moderna de CATV (Contd)

Complicaciones importantes en la en obra civil (zanjas,permisos, etc.) que implican elevados costos.

Baja rentabilidad econmica en zonas rurales y poblacionesmuy dispersas.

Gran inversin inicial en infraestructura. Canal de retorno, a travs de la propia red de cable tiene altos

niveles de ruido e interferencias. Se requieren modulacionespoco eficientes pero robustas, cdigos de correccin deerrores y monitorizacin de canales.

La incorporacin de nuevos usuarios condiciona el desplieguede red (hogares pasados).

LimitacionesArquitectura Moderna de CATV (Contd)

Parmetros en Red HFC

Parmetros sobre la Red HFC

La seccin de distribucin de coaxial de la red HFC acta comouna gran antena que recoge las seales indeseadas del reaque esta cubriendo dicha red, la gran mayora del ruido queingresa a las redes son incorporados por los abonados,convirtiendo la instalacin en las viviendas y la acometida enedificios puntos crticos en la estructura de la red, el buenapantallamiento de la red evitara puntos de fugas que permitenel ingreso de seales indeseadas, el canal de retorno de lasredes o tambin llamado canal de Upstream es el mas propensoa verse afectado por los ruidos del abonado, ya que por el efectoembudo donde todas las seales convergen en un solo punto elruido recogido en la red afecta a los todos los usuarios queconvergen en los puntos comunes.

Parmetros

Parmetros sobre la Red HFC (Contd)

El ruido procedente de transmisiones de radio, junto con ruidoambiental de radio frecuencia, es amplificado y transmitido juntocon la seal digital til. Cualquier seal que exista en el espectrode RF en la banda de 5 a 55MHz. es candidato a penetrar en lared, de all la importancia de un excelente apantallamiento en lared; ejemplo de este tipo de ruido puedes ser emisorasinternacionales de onda corta; emisoras de Banda Ciudadana(CB) y radioaficionados.Seales provenientes de televisores mal apantallados; ruido deRF generado en ordenadores; interferencias elctricas de tubosde nen, motores elctricos, sistema de encendido de vehculos,secadores de pelo; interferencias generadas en lneaselctricas; etc.

Ruido

Las Micro reflexiones se generan en las discontinuidadesexistentes a lo largo de la red de cable (conectores, empalmes,derivadores, amplificadores, e incluso imperfecciones o daosen el propio cable coaxial), que producen reflexiones de parte dela energa de la seal, debido pequeos errores dedesadaptacin de impedancias.El nivel de estas reflexiones viene determinado por la magnitudde las prdidas de retorno en cada discontinuidad.Un par de discontinuidades con prdidas de retorno bajas yseparadas por una longitud de cable lo suficientemente grandepueden provocar la aparicin de ecos con retardos y nivelessuficientes como para interferir apreciablemente con la sealdirecta..

MicroreflexionesParmetros sobre la Red HFC (Contd)

Las formas de onda correspondientes a modulaciones del tipoBPSK y QPSK toleran estas Micro reflexiones a velocidadesinferiores a 1 o 2 mega smbolos por segundo. Modulacionesms complejas como la modulacin QAM son menos robustas ynecesitaran ecualizacin.

MicroreflexionesParmetros sobre la Red HFC (Contd)

El hum es una modulacin de amplitud producida cuando lacorriente alterna se acopla a travs de las fuentes dealimentacin de los equipos en la envolvente de la seal.Afecta sobretodo a los sistemas con modulacin QAM, quedeben eliminar el hum; prcticamente no afecta a la modulacinQPSK.

HumParmetros sobre la Red HFC (Contd)

Esto ocurre cuando se presenta un efecto diodo indeseado en elmedio de transmisin de la seal producida por la unin demetales diferentes en la realizacin de conectores esto puedeproducir una corrosin galvnica, que creara una fina capa dexido entre ambos; esto constituye un diodo.Las seales descendentes que pasen a travs de estos diodosproducirn seales armnicas de segundo y tercer orden, quese propagarn por el canal ascendente.

Distorsin de Camino ComnParmetros sobre la Red HFC (Contd)

Parmetros sobre la Red HFC (Contd)Existen dos parmetros que influyen negativamente en lasportadoras digitales del canal de retorno entre 5 MHz. y 45MHz. Se trata del nivel de ruido y el ruido ingress. Las fuentesde este ltimo son mltiples: seales de telefona mvil, sealesde radio, la red elctrica del usuario, motores elctricos etc.Este efecto externo es acumulativo con el nivel de ruido, siendoimposible su eliminacin completa. En el canal ascendente, lasseales provenientes de cada usuario junto con el ruidode los elementos que atraviesa (amplificadores, distribuidores,conectores etc.), se van sumando y acaban convergiendo en unnico punto en el que se produce un efecto chimenea (noisefunneling), que aumenta con el nmero de usuarios. El ruidogenerado por los aparatos electrodomsticos, aadido al propiodel cable, limita el tamao de los nodos pticos.

Parmetros sobre la Red HFC (Contd)Para reducir los efectos de ruido existen varias alternativas.Una primera posibilidad es monitorizar el estado del canal,procediendo a cambiar automticamente de canal si la calidadcae por debajo de un cierto umbral.Otras soluciones son la reduccin del ancho de banda del canalo el cambio de esquema de modulacin cuando la ocupacindel canal ascendente es alta.Estas soluciones conllevan una merma de calidad de servicio(menos velocidad), pero evitan que el usuario experimenteinterrupciones.

Escalabilidad HFC

Escalibilidad HFCLa topologa de las redes HFC permite la ampliacin progresivadel sistema en funcin de la demanda de utilizacin del canal deretorno. La solucin consiste en ir reduciendo el nmero deabonados que comparten cada canal de retorno a medida quecrece el trfico. As, por ejemplo, se puede partir de unasituacin inicial con 200 usuarios rama de cable coaxial.En caso de que aumente el volumen de trfico en el canal deretorno, esta cantidad puede reducirse a 100 usuarios.La tendencia de las operadoras de cable es la progresivasustitucin de la planta de coaxial por fibra ptica, acercando lafibra hacia el usuario (FTTH, FTTC). En las nuevas operadoras,lo habitual es desplegar la red troncal con fibra ptica y la red dedistribucin con coaxial. A medida que los equipos pticos seanms asequibles, ms se acercar la fibra ptica al usuario.

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