CAPITULO 19: LA RED HFC ESTRUCTURA

HFC Elementos activos y Pasivos

Actividades de Reflexión inicial.

Argumente basado en su experiencia:

• Enumere los factores que considera son los que tienen más influencia en las comunicaciones.

• La fuente.
  
  
• El emisor.
  
  
• El código.
  
  
• El canal.
  
  
• La señal emitida.
  
  
• El ruido.
  
  
• El receptor.
  
  

• Enumere los elementos que son necesarios en la infraestructura de telecomunicaciones para ofrecer servicios de voz,

televisión y datos a una comunidad.

Elementos importantes dentro de una ICT (Infraestructura Común de Telecomunicaciones)

“RITS (Recinto de Instalación de Telecomunicaciones Superior), se encuentra en la parte superior del edificio.
En ella se instala el aparato de captación de la señal de televisión. Nunca servicios de telefonía.
RITI (Recinto de Instalación de Telecomunicaciones Inferior), lleva lo necesario para que el bucle de abonado
llegue a cada vivienda. En caso de conectarse una antena o televisión por cable, se haría a este.
RITU (Recinto de Instalación de Telecomunicaciones Único), lleva lo necesario para que el bucle de abonado
llegue a cada vivienda.”(1)

Actividades de contextualización e identificación de conocimientos necesarios para el aprendizaje.

Argumente técnicamente:

¿Qué importancia tiene la reglamentación a nivel nacional  del uso del espectro radioeléctrico?

• La importancia de esta reglamentación a nivel nacional, es que limita un intervalo de frecuencias para un determinado uso.
  
  

• Cuál es la estructura básica de una Red HFC, y cuáles  son sus principales componentes?

Fig. 1 Elementos de una red HFC para transporte de voz, datos y vídeos.

Una red HFC tiene 4 partes, las cuales son:

Cabecera (centro de gobierno)
Red troncal (fibra óptica)
Red de distribución (cable coaxial)
Red de acometida (coaxial flexible)
Equipos de abonado (módem, cablemódem, set-top box)

Fig. 2 Elementos de una red HFC  por cada tramo.

Principales componentes:

NODO o RECEPTOR ÓPTICO:

se encarga de transformar la señal óptica (pulsos de luz, Fibra Óptica) a señal de RF (Pulsos eléctricos, cable Coaxial).

Fig. 3 NODO o RECEPTOR ÓPTICO:

AMPLIFICADORES:

Su función es compensar las pérdidas de la señal ocasionadas por el cable coaxial y elementos pasivos como splitters.

Fig. 5 Fuentes de voltaje

FUENTE DE VOLTAJE:

Dispositivo de Suministrar energía a los elementos activos de la red. Las fuentes tienen la
capacidad de suministrar 60 Voltios a 15 Amperios y 90 Voltios a 15 Amperios, las fuentes más usadas son la de 90 Voltios.

Fig. 5 Fuentes de voltaje

SPLITTER:

Se utiliza para dividir la señal en 2 partes o 2 salidas cada una con la misma atenuación.
(También hay splitters de 3, 4, u 8 salidas).

Fig. 6 Splitters

TAP:

Se encarga de distribuir la señal a los usuarios, tiene pérdidas por inserción y atenuaciones por derivación.

Las atenuaciones por derivación son aquellas que reducen la señal principal para ser llevadas al usuario,
según el  tipo de tap que se utilice sus atenuaciones varían entre los siguientes valores:
(23 dBm, 20 dBm, 17 dBm, 14 dBm, 10 dBm, 7 dBm, 4 dBm).

Las pérdidas por inserción son aquellas que afectan a la señal principal que sale del TAP y
se dirige hacia otro punto de la red. (Son casi de 1 dBm).

Fig. 7 TAP de 8 Vías

ECUALIZADOR DE LÍNEA:

Elemento que ajusta y compensa la potencia.

La frecuencias Bajas pueden a la larga quedar con mayor potencia que las frecuencias Altas, el objetivo del
ecualizador de línea es reducir la potencia de las frecuencias bajas cuando esta es mayor que la potencia de las
frecuencias altas.

Fig. 8 Ecualizador de línea

INSERTOR DE POTENCIA:

Elemento que mezcla la señal de RF con la energía eléctrica.

Fig. 9 Insertor de Potencia

CABLE COAXIAL:

En la parte Troncal de la Red HFC se utiliza cable P500 o P750 pero el cable P500 es el más usado.

En la parte del Drop o del Usuario se utiliza cable RG-6, RG-11
La función del cable es llevar la señal de un punto A a un punto B, en tramos de la red al cable coaxial
se le inyecta energía eléctrica para alimentar componentes activos de la red.  

Fig. 10 Cable Coaxial

CONECTORES:

Permiten la conectorización entre los componentes activos y pasivos de una Red.
En caso  de la carga terminar, esta simula ser una carga fantasma para que simule ser una conexion
y asi evitar que el ruido llegue a la red.

Fig. 11 Conectores Simples

Fig. 12 Accesorios para los Conectores

ATENUADOR:

Este dispositivo se usa para reducir la potencia de la señal con el fin de cumplir con los requisitos
que se deben cumplir para poder amplificar o cuando la señal tiene mucha potencia y podría dañar algún artefacto con un TV.

•¿Cuáles son las técnicas de modulación más utilizadas en la transmisión de señales de radiofrecuencia,
especialmente  para las redes HFC?

Para bajada (FWD) se emplean modulaciones digitales de 64 QAM o 256 QAM   

y para retorno se usan QPSK o 16 QAM , ya que este canal es más susceptible al ruido.

Fig. #13 Tabla de modulaciones para la transmisión de señales de RF

•¿Cuáles son las técnicas de multiplexación que se utilizan en las redes HFC?

“En las redes HFC se utiliza CWDW para la multiplexación, donde diferentes
longitudes de ondas son usadas para las señales de descenso y ascenso (Fernández Fontecha et al.).
En estos sistemas las longitudes de ondas usadas son con frecuencia separadas extensamente,
por ejemplo las señales de ascenso pueden ser en 1310 nm mientras las señales de descenso en 1550 nm.”(2)

•Realice un listado con  las principales características de los diferentes instrumentos de medición,
utilizados en las redes HFC.

• SDA 5000 de acterna

• Permite realizar mediciones para señales digitales y analogas.
• Permite la medición de parámetros como Relación Señal a Ruido (C/N),
• el barrido compuesto de tercer orden (CTB) y la distorsión de segundo orden (CSO).
• Es especializado en el uso de cabeceras.
• Cuenta con un analizador de espectros que permite analizar las frecuencias de (5 MHz - 860 MHz).
• Posee un analizador de constelaciones para modulaciones de 16, 64 y 256 QAM.

• Avantron AT2000RQ

• Analizador de espectros de CATV que puede trabajar hasta rangos de 1 GHz.
• Puede demodular y mide con precisión señales de 64 y 256 QAM
• Permite la medición de parámetros como Relación Señal a Ruido (C/N), el barrido compuesto de tercer orden (CTB) y la distorsión de segundo orden (CSO).

• Calan N1776A

• Analizador de espectros, Rango de frecuencias desde 4 MHz hasta 1,1 GHz.
• Realiza mediciones de parámetros como  Relación Señal a Ruido (C/N),
• el barrido compuesto de tercer orden (CTB) y la distorsión de segundo orden (CSO).
• Puede realizar barrios en compatibilidad con el equipo Calan 3010,
• con el cual se puede establecer una comunicación a través de la red HFC, se usa para el balanceo de retorno.

• TVA2000Q

• Analizador de espectros, rango de frecuencias de 5 MHz a 860 MHz
• Permite las mediciones análogas y digitales
• Se puede visualizar constelaciones QAM.

• 5 860DSP.
  Muy usado en las cabeceras, ya que permite realizar mediciones sin necesidad de apagar las portadoras

• Permite realizar mediciones de desviación FM.
• Equipo es la posibilidad de emular un Cable Módem o un PC, esto con el fin de realizar cualquier tipo dedescarte sobre la red
• Se pueden realizar Ping a paginas web por conexion a algunos enlaces de internet.
• Muestra constelaciones de 16, 64 y 256 QAM.
• Se puede usar como instrumento de monitoreo.

Actividades de apropiación del conocimiento (Conceptualización y Teorización).

Realice una investigación sobre  transmisión por radiofrecuencia, haciendo especial énfasis en el ancho de banda,
velocidades de transmisiones obtenidas, ventajas y desventajas de esta transmisión. Las ondas de radio son ondas
electromagnéticas y viajan a la velocidad de la luz en el espacio libre.

“Existen diferentes formas de transmitir datos vía radiofrecuencia, cada una presentando ventajas
y desventajas que son aprovechadas para cada aplicación, estas formas de transmisión son modo analógico
y modo digital.” Beatriz Rivas, Transmisión de datos por RF
La transmisión por RF en algunos casos es de mucha utilidad gracias a sus grandes ventajas.
También se conocen como enlaces no guiados. Gracias a los enlaces por RF se puede enviar una señal a una distancia
muy larga evitando así costos y atenuaciones altas en los cables. Cuando las frecuencias son muy altas el frente de onda
es pequeño esto se le llaman microondas.

Partiendo de la idea de un Transmisor y un receptor, se puede decir que desde el transmisor una antena radia la potencia
de la señal que se está transmitiendo. El radioenlace se puede hacer a un Satélite y de este sale para otra antena
(Enlace por línea de Vista), también se puede hacer un enlace terrestre.

Ventajas de transmitir por microondas:
• Sin necesidad de cables
• Múltiples canales disponibles
• Amplio ancho de banda
Desventajas:
• Línea de visión se verá afectado si cualquier obstáculo, tales como edificios de nueva construcción, están en el camino
• Señal de absorción por la atmósfera. Las microondas sufren de atenuación debido a las condiciones atmosféricas.
• Las torres son caras de construir​

Como se mencionó anteriormente, una de las ventajas de transmitir RF es el amplio Ancho de Banda.
El espectro de frecuencias para RF se pueden dividir en varias bandas de transmisión:

Fig: # Tabla de Bandas del Espectro

Para comunicaciones vía teléfono móvil se usa 2.4GHz, sin embargo esta banda de transmisión a estado saturada por el uso,
se ha habilitado la banda de 5GHz que es de uso libre solo para la transmisión en cierta potencia. A partir de 1 GHz las bandas
entran dentro del espectro de las microondas

En el espectro electromagnético hay un espectro de radiofrecuencia, dedicado para crear enlaces RF, es decir, una pequeña
porción del espectro electromagnético es para la transmisión de radiofrecuencias, tiene un ancho de banda de 3 hercios (Hz)
y 300 gigahercios (GHz).

​• Nombre las diferentes etapas que se pueden apreciar en las redes HFC, caracterizando sus principales elementos tanto
pasivos como activos.
Actividades de transferencia del conocimiento.

Se debe realizar una lista de elementos activos y pasivos más utilizados en las redes HFC con sus respectivas características
técnicas y precios de acuerdo a manuales de referencias usados por las empresas de telecomunicaciones.  

CONCLUSIONES       

• La red HFC se conforma de varias partes, cabecera, red troncal, red de distribución, red de acometida o abonado.
• Se analizó los elementos importantes dentro de una ICT (Infraestructura Común de Telecomunicaciones) como lo son:
• ITS
• RITI
• RITU
  
• La importancia de la reglamentación del espectro electromagnético a nivel nacional, es que limita un intervalo de frecuencias para un determinado uso.
• Dispositivos de una red HFC (Pasivos y Activos).
• La investigación de transmisión por RF para evitar atenuaciones por cables muy largos.
• Las características de los equipos de medición para redes HFC, los cuales incorporan grandes capacidades o rangos de frecuencias.

El tipo de modulación mas usado en HFC es QAM (Modulación por cuadratura y amplitud) y PSK para el canal de retorno.