EXTENSIÓN DE LA PLATAFORMA DE RED DE FIBRA ÓPTICA PARA LA INCORPORACIÓN DE SERVICIOS INFORMÁTICOS DE LA EMPRESA MULTITEL

i REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA EXTENSIÓN DE LA PLATAFORMA DE RED DE FIBRA ÓPTICA PARA LA INCORPORACIÓN DE SERVICIOS INFORMÁTICOS DE LA EMPRESA MULTITEL Br. Jesús A. Avila L. Mérida, Mayo de 2007

ii REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA EXTENSIÓN DE LA PLATAFORMA DE RED DE FIBRA ÓPTICA PARA LA INCORPORACIÓN DE SERVICIOS INFORMÁTICOS DE LA EMPRESA MULTITEL Trabajo presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Electricista Br. Jesús A. Avila L. Tutor Académico: Prof. José A. Contreras Tutor Industrial: Ing. Eduardo Ramírez Mérida, Mayo de 2007

iv Conclusiones DEDICATORIA A Dios todopoderoso, por darme entendimiento, paciencia y bendecirme cada día con mucha salud para culminar con cada una de las metas que me he propuesto en la vida. A Mi Madre, por brindarme en todo momento cariño, comprensión, apoyo y la fuerza necesaria para seguir adelante cada día. Mami eres la fuente de mi inspiración. Te Amo. A la memoria de Mi Padre, quien desde donde esté sé que esta orgulloso y me da la bendición en todas y cada una de mis metas. A mi hermana, Dayana, por ser más que una hermana una amiga en la cual se puede confiar y encontrar apoyo en momentos de debilidad. Gracias Kana. A mi ahijado Gabriel David, un angelito que llegó a mi vida para alegrarme cada uno mis días con sus juegos y muestras de cariño, eres otra fuente de inspiración.

v Conclusiones RECONOCIMIENTO Al Prof. José Andrés Contreras, por la colaboración, disposición, paciencia y estimulo en todo momento durante la elaboración del presente proyecto. Al Ing. Eduardo Ramírez, por los conocimientos impartidos y darme la oportunidad de aprender cada día más. Gracias por la oportunidad. A Mi Amiga Laura E. Socorro, por ser una gran amiga con la cual poder compartir ideas, conocimientos y apoyarme en la realización del trabajo. Al Ing. Luis Manuel Montilva y a Mi Amigo Felix Luzardo, por brindarme su colaboración durante el levantamiento de rutas en las poblaciones a diseñar y estar siempre en disposición de ayudarme. A todas aquellas personas, que de una u otra forma han puesto su granito de arena en cada uno de los pasos de desarrollo del presente trabajo de grado y a lo largo de la carrera. A todos gracias!

Índice general vi índice GENERAL Página APROBACIÓN...... iii DEDICATORIA.. iv RECONOCIMIENTO... v ÍNDICE GENERAL vi ÍNDICE DE TABLAS. xi ÍNDICE DE FIGURAS xii RESUMEN.. xiv INTRODUCCIÓN 1 CAPÍTULO 1 SERVICIOS INFORMÁTICOS EN ZONAS REMOTAS.. 3 1.1. Planteamiento del Problema 3 1.2. Justificación 4 1.3. Objetivo General 5 1.4. Objetivos Específicos 5 CAPÍTULO 2 DESCRIPCIÓN DE UNA RED HFC.. 6 2.1. Red HFC. 6 2.1.1. Planta óptica.. 8 a. Cabecera de red (Headend).. 8 b. Centro de distribución (Hub).. 10 c. Red troncal óptica 10 c.1. Red de transporte óptico.. 11 c.2. Red de distribución óptica 11 2.1.2. Planta coaxial. 11 a. Red de distribución... 11

Índice general vii a.1. Red troncal.. 12 a.2. Red de distribución final 12 a.3. Red pasiva de distribución 13 b. Red de acometida o bajada al suscriptor... 13 2.2. Dispositivos que conforman los segmentos de red HFC 13 2.2.1. Dispositivos activos.. 13 a. Transmisor óptico 13 b. Receptor óptico 14 c. Amplificador óptico.. 14 d. Nodo óptico.. 15 e. Amplificadores troncales. 15 f. Amplificadores extensores de línea 16 g. Ecualizadores 16 h. Fuente de alimentación 17 2.2.2. Dispositivos pasivos.. 17 a. Divisores (Splitters).. 17 b. Acopladores 18 c. Taps. 18 d. Insertores de potencia.. 19 e. Bandejas de empalme.. 19 f. Raquetas.. 20 g. Conectores. 20 2.3. Fibra Óptica. 21 2.3.1. Tipos de fibra óptica 22 a. Fibra multimodo. 23 a.1. Multimodo de índice escalonado.. 23 a.2. Multimodo de índice gradual. 24 b. Fibra monomodo 24 2.4. Cable Coaxial.. 25 2.4.1. Cable flexible 26 2.4.2. Cable semiflexible... 26

Índice general viii 2.5. Distribución de frecuencias de operación 27 2.5.1. Canal Directo 27 2.5.2. Canal de Retorno 28 2.6. Parámetros de Calidad de Imagen.. 28 2.6.1. Ruido aleatorio total.. 39 2.6.2. Composición de Segundo Orden (CSO) 30 2.6.3. Composición de Triple Batido (CTB).. 30 2.6.4. Modulación Cruzada (XMOD).. 31 2.6.5. Modulación de Zumbido (HUM).. 31 2.6.6. Estándares de calidad de la señal.. 32 2.7. Principales servicios prestados por las redes HFC.. 32 CAPÍTULO 3 ASPECTOS PARA EL DISEÑO DE LA RED HFC DE LA EMPRESA MULTITEL.. 34 3.1. Alcance del Proyecto.... 34 3.2. Protocolo de Diseño.. 35 3.3. Estrategia de Diseño. 38 3.3.1. Definición de las necesidades del sistema 38 3.3.2. Demanda de usuarios 39 3.3.3. Ruta.. 39 3.3.4. Tipo de tendido del enlace 40 3.3.5. Criterios para el diseño de la red. 40 a. Planta óptica.. 41 a.1. Selección del cable de fibra óptica.. 41 a.2. Reservas.. 42 a.3. Cálculo de raquetas... 42 a.4. Potencia en el transmisor y entrada del receptor óptico 43 b. Planta coaxial... 47 b.1. Diseño de la red. 47

Índice general ix b.2. Criterio de diseño.. 47 b.2.1. Nivel de señal a usuario 48 b.2.2. Calidad en la señal de video 48 b.2.3. Criterio de ganancia unitaria 48 b.2.4. Características de operación de dispositivos activos 49 b.2.5. Selección del cable coaxial.. 49 b.3. Cálculo dispositivos pasivos de red coaxial.. 49 b.4. Simbología de dispositivos a utilizar en el diseño de la red.. 51 CAPÍTULO 4 DIMENSIONAMIENTO DE LA RED HFC. 52 4.1. Ubicación geográfica del enlace. 52 4.2. Descripción general del diseño 53 4.3. Cálculo del enlace óptico.. 55 4.3.1. Determinación de longitud del enlace óptico. 55 4.3.2. Especificaciones técnicas de diseño.. 55 a. Frecuencias de operación.. 55 b. Selección del cable de fibra óptica 55 c. Determinación de los pares de raquetas a instalar. 56 d. Determinación de potencias de transmisión y recepción 56 4.4. Diseño de la red coaxial 62 CAPÍTULO 5 PRE-FACTIBILIDAD ECONÓMICA 68 5.1. Análisis Técnico de Costos. 68 5.2. Factibilidad. 71 CONCLUSIONES.. 72 RECOMENDACIONES. 74

Índice general x REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA 76 ANEXO A: Especificaciones técnicas de dispositivos pasivos de red coaxial y cable coaxial.. 78 ANEXO B: Diagrama Unifilar de enlace óptico... 79 ANEXO C: Enlace Óptico medido con GPS... 80 ANEXO D: Diseño de Planta Coaxial Población de Cacúte... 81 ANEXO E: Diseño de Planta Coaxial Población de Mucurubá... 82

xxi General Índice ÍNDICE DE TABLAS Página 2.1. Valores estándar de calidad según FCC. 32 4.1. Longitud del enlace.. 55 4.2. Longitud de los tramos del enlace. 56 4.3. Parámetros empleados para el dimensionamiento del Tramo A.. 57 4.4. Especificaciones de Dimensionamiento de los Tramos del Enlace 61 5.1. Equipos y Materiales Utilizados en Planta Óptica 69 5.2. Equipos y Materiales Utilizados en Planta Coaxial.. 70

Índice de Figuras xii ÍNDICE DE FIGURAS Página 2.1. Estructura de red HFC. 8 2.2. Estructura básica de cabecera de red.. 9 2.3. Transmisor óptico. 14 2.4. Amplificador óptico 14 2.5. Nodo óptico 15 2.6. Amplificador extensor de línea 16 2.7. Ecualizador. 16 2.8. Fuente de alimentación AC. 17 2.9. Divisor. 18 2.10 Acoplador 18 2.11 Taps. 19 2.12 Insertor de potencia.. 19 2.13 Manga de empalme. 20 2.14 Raquetas 20 2.15 Conectores 21 2.16 Estructura interna de la fibra óptica.. 22 2.17 Índices de pérfil de fibra óptica.. 22 2.18 Fibra multimodo de índice escalonado. 23 2.19 Fibra multimodo de índice gradual 24 2.20 Fibra óptica monomodo.. 25 2.21 Estructura interna de cable coaxial 25 2.22 Estructura de cable flexible. 26 2.23 Estructura de cable semiflexible. 26 2.24 Distribución de frecuencia en redes HFC.. 27 2.25 Efecto de CSO sobre la imagen de TV.. 30 2.26 Efecto de CTB sobre la imagen de TV.. 31

xiii Índice de Figuras 2.27 Efecto de XMOD sobre la imagen de TV.. 31 3.1. Dispositivos empleados para el relevamiento de red.. 37 3.2. Instalación de raquetas para reserva de fibra óptica 42 3.3. Esquema para el cálculo de Tap del cliente. 50 4.1. Ruta del enlace de fibra óptica 52 4.2. Instalación del servicio de última milla. 62 4.3. Distribución coaxial Cacúte, sección de Rama C... 63 4.4. Cálculo del canal de retorno para Rama C (Cacúte) 66

xiii RESUMEN EXTENSIÓN DE LA PLATAFORMA DE RED DE FIBRA ÓPTICA PARA LA INCORPORACIÓN DE SERVICIOS INFORMÁTICOS DE LA EMPRESA MULTITEL Br. Jesús Alexander Avila López La creciente demanda desde hace algunos años por servicios de banda ancha tales como video, audio y datos, han impulsado el desarrollo e implementación de sistemas que permiten ofrecer dichos servicios simultáneamente. Partiendo de esta idea, las redes híbridas fibra óptica-coaxial (HFC) son un tipo de red de acceso que se está convirtiendo en una de las opciones preferidas por los operadores de telecomunicaciones, para ofrecer a sus clientes un abanico de servicios y aplicaciones cada vez más amplias, como lo son Triple Play (TV, Internet y Telefonía Fija) y próximamente Cuádruple Play (Triple Play + Telefonía Móvil). El nivel de competencia entre las operadoras de red ha permitido la creación de nuevas compañías dispuestas a invertir en la expansión de sus servicios a mercado cada vez más exigente. Por tal razón, la finalidad de este trabajo se enmarca en la planificación y dimensionamiento de una red HFC, para la empresa Multitel, que permita el enlace a través de fibra óptica entre la ciudad de Ejido, con las poblaciones de Tabay, Cacúte, Mucurubá, Mucuchies y Apartaderos, además del diseño de la red coaxial en aquellas poblaciones donde no exista, para brindar a los abonados, los servicios anteriormente mencionados. Para esto, se realizó un estudio de campo, enfocado en el levantamiento de la ruta de la planta óptica para el enlace de las poblaciones antes mencionadas y de la planta coaxial en las poblaciones de Cacúte y Mucurubá, donde no existe esta estructura, considerando el tendido de tipo aéreo en todo el recorrido. Se presentan planos en forma detallada de la red coaxial diseñada y se comprobó que el enlace óptico cumple con los criterios de distancia de cobertura y rango dinámico. Aunado a esto, se muestra un análisis económico que permitirá establecer las características de pre-factibilidad del proyecto. Descriptores: Comunicaciones Ópticas

Introducción 1 INTRODUCCIÓN Sabido es que el auge de las telecomunicaciones en las últimas décadas se ha convertido en una de las piezas fundamentales para el desarrollo social, económico y cultural a nivel mundial; y Venezuela no escapa a esta realidad. Actualmente, las grandes operadoras de telecomunicaciones han dirigido sus esfuerzos por introducir al mercado, sistemas de banda ancha acordes con las exigencias del mismo, en servicios como TV digital, Internet y telefonía, con el fin de satisfacer las necesidades de comunicación de sus clientes, lo que se traduce en la implementación de tecnologías de punta con altos niveles de rendimiento, versatilidad, seguridad y rentabilidad. El desarrollo de estas tecnologías de comunicación ha traído como consecuencia un aumento en la calidad, cantidad de servicios y de usuarios, aunque estos beneficios no son generalmente prestados por las grandes empresas operadoras en ciertas regiones, bien sea por el bajo número de posibles usuarios o por la elevada inversión que deben realizar para dotarlas de servicios de banda ancha. Actualmente, existen diversas alternativas para la transmisión de información, bien sea empleando el espacio libre, a través de satélites y radioenlaces, para comunicaciones a larga distancia, o utilizando medios físicos alambrados, como los pares de cobre, el cable coaxial y, desde hace ya algunos años, la fibra óptica, destacándose la combinación del cable coaxial y la fibra óptica, conocida como red HFC (Hiber Fiber Coaxial). Las redes bajo plataforma HFC son consideradas en la actualidad como una de las más versátiles, y su popularidad data desde hace ya algunos años, con la prestación del servicio de televisión por cable. A pesar de los elevados costos de instalación de este tipo de redes, esta 1

Introducción 2 inversión puede ser amortizada mediante la prestación simultánea de una variedad de servicios tales como TV por suscripción, Internet y Telefonía, etc, debido al gran ancho de banda que presentan. De esta manera, los sistemas HFC con su alta capacidad de integración de servicios, se colocan en una posición importante para encarar el futuro de las telecomunicaciones. Ahora bien, el presente trabajo de grado hace referencia a la planificación y dimensionamiento de la red HFC propuesta por la empresa MULTITEL en las poblaciones de Tabay, Cacúte, Mucurubá, Mucuchies y Apartaderos del estado Mérida para la prestación de servicios de banda ancha. El texto del trabajo fue desarrollado en cinco Capítulos, estructurados de la siguiente manera: Capítulo 1: Aquí se hace referencia al planteamiento del problema, los objetivos del proyecto, y justificación del mismo. Capítulo 2: Se presenta la descripción general de una red HFC, mostrándose las bases teóricas que sustentan la planificación del enlace óptico y red HFC. Capítulo 3: Se especifican las pautas a seguir para el desarrollo del sistema. Capítulo 4: Se presentan los cálculos necesarios para el dimensionamiento de la red HFC para la empresa Multitel, tanto del enlace óptico como de la red coaxial. Capítulo 5: Se realiza un estudio de los costos que aseguren la factibilidad del proyecto.

Capítulo 1: Servicios informáticos en zonas remotas 3 CAPÍTULO 1 SERVICIOS INFORMÁTICOS EN ZONAS REMOTAS El desarrollo tecnológico actual permite incursionar en el mundo de las telecomunicaciones utilizando diferentes medios y plataformas, lo cual ha permitido la inclusión de regiones donde generalmente no se cuenta con servicios como Internet, como es el caso de las poblaciones de Tabay, Cacúte, Mucurubá, Mucuchies y Apartaderos, en el estado Mérida. En este capítulo, se presentan los argumentos que motivaron la realización del presente trabajo de grado para el diseño de la red HFC de la empresa Multitel en las poblaciones antes mencionadas. 1.1. Planteamiento del Problema La Real Academia de la Lengua Española define globalización como la tendencia de los mercados y las empresas a extenderse alcanzando una dimensión mundial que sobrepasa las fronteras nacionales. Orientados a esta expansión del mercado, las grandes empresas de telecomunicaciones buscan ofrecer cada día, más y mejores servicios a sus clientes, realizando elevadas inversiones en tecnología para el desarrollo de servicios de gran demanda, como es el caso de televisión por suscripción, Internet y telefonía. Como es sabido, en Venezuela estas empresas prefieren realizar la mayor cantidad de sus inversiones en zonas de alta densidad poblacional, como es el caso de ciudades capitales de los estados, evitando ofrecer estos servicios en zonas un tanto remotas y con demanda relativamente baja, debido a los costos 3

Capítulo 1: Servicios informáticos en zonas remotas 4 que esto ocasiona. Sin embargo, esto ha permitido a que se desarrollen empresas pequeñas que puedan prestar estos servicios en dichas zonas, generalmente de TV por suscripción, como es el caso de Cablemax C.A, en Tabay, e IECOM C.A, en Mucuchies, del estado Mérida. Gracias a la continua evolución del sector de telecomunicaciones, algunas de estas pequeñas compañías, desde hace algunos años, y con la necesidad de fortalecerse, decidieron asumir el reto de unirse en lo que es hoy en día la Asociación de Empresas Operadoras de Televisión por Cable (ASOCABLES), la cual tiene como meta asociar a las empresas nacionales independientes registradas como operadoras de telecomunicaciones una plataforma multiservicios, con el propósito de organizar la cogestión en la con el propósito de organizar la cogestión en la promoción y funcionamiento del sector de telecomunicaciones. La diversificación de las telecomunicaciones ha llevado a esta asociación a ofrecer a los usuarios alta excelencia y calidad en el servicio que ofrecen como lo es el Triple Play, el cual es actualmente la tarjeta de presentación de lo que será la unificación de todas las operadoras de cable en la llamada Multitel. En sintonía con lo anterior, el presente trabajo aborda la planificación y dimensionamiento de la extensión del enlace de fibra óptica de la empresa Multitel C.A para prestar servicios Triple Play a las poblaciones de Cacúte y Mucurubá en el Estado Mérida, diseñando en éstas la red de distribución coaxial necesaria, además de la extensión del servicio de TV por suscripción a Internet y telefonía en las poblaciones de Tabay, Mucuchies y Apartaderos. El proyecto se basa en el uso de la plataforma HFC (Hyber Fiber Coaxial), la cual se ha constituido como la más versátil y económica al momento de seleccionar la más adecuada para el diseño. 1.2. Justificación La creciente demanda de sistemas de comunicación confiables y económicos,

Capítulo 1: Servicios informáticos en zonas remotas 5 que ofrezcan servicios para la transmisión de voz, video y datos, con la incorporación de Internet ha estimulado la competencia de los operadores de redes, lo cual resultará beneficioso para los usuarios, quienes podrán seleccionar entre diferentes ofertas en cuanto a costos y calidad. El uso de la plataforma HFC para tal fin se muestra como una opción viable en la actualidad, debido a la utilización del cable de fibra óptica, siendo el medio más idóneo debido al gran ancho de banda de trabajo entre 1310 nm hasta 1550 nm de longitud de onda, lo que permite realizar transmisiones entre los 5 y 750 MHz, base fundamental de las redes y servicios a prestar. 1.3. Objetivo General Planificar la extensión de la red de fibra óptica desde la población de Ejido hasta el sector pico El Aguila del Estado Mérida, tomando en consideración las condiciones geográficas y demográficas de la zona, así como la incorporación de nuevos usuarios a la red. 1.4. Objetivos Específicos Establecimiento de los parámetros de diseño del enlace de fibra óptica y red coaxial. Levantamiento de la ruta mediante GPS, en la que se instalará el cable troncal de fibra óptica, y recorrido detallado de la misma para conocer sus particularidades. Planificación y dimensionamiento del enlace de fibra óptica que alimentarán los distintos nodos de las poblaciones a las cuales se les prestará servicio. Planificación y dimensionamiento de la red HFC para llevar el servicio a las poblaciones de Tabay, Mucuchies, Apartaderos y de la planta coaxial de Cacúte y Mucurubá. Realización de un análisis de pre-factibilidad económica del proyecto.

Capítulo 2: Descripción general de una red HFC 6 CAPÍTULO 2 DESCRIPCIÓN GENERAL DE UNA RED HFC En la actualidad, se acostumbra a clasificar las redes de acceso de banda ancha en cuatro grupos principales según el medio de transmisión utilizado: par trenzado, cable coaxial, fibra óptica e inalámbrico. En este capítulo, se aborda el grupo fibra/coaxial, base fundamental de la red HFC del sistema a proyectar. Partiendo de una estructura jerárquica, se analizará cada uno de los componentes que la constituyen, los medios de transmisión utilizados y los servicios que estas redes ofrecen, desde la cabecera de red, como inicio del sistema de recepción y transporte de la información, hasta la entrega del servicio al usuario. 2.1. Red HFC En su concepción general, las redes HFC están basadas en sistemas híbridos que combinan fibra óptica y cable coaxial, de allí su conocida denominación de HFC (Hiber Fiber Coaxial). La evolución de las redes CATV (Community Antenna Television) hacia las HFC ha permitido la incorporación de redes de banda ancha gracias a la fibra óptica, la cual tiene mayor capacidad de transmisión, alcanza mayores distancias sin utilización de amplificadores y mayor cantidad de servicios asociados, en comparación a los sistemas de cable coaxial y par trenzado. Entre los objetivos que se buscan con el empleo de redes HFC se encuentran: Brindar al usuario la mayor cantidad de servicios posibles, como lo son: Internet, telefonía IP, pago por servicios de TV (pay per view), etc. Mejorar la calidad en la imagen, en señales de video. 6

Capítulo 2: Descripción general de una red HFC 7 Ampliar la disponibilidad de la red brindándole al usuario servicios las 24 horas del día. Entre las ventajas que presentan las redes HFC se pueden mencionar: Transmisión confiable de datos, con alta velocidad de transmisión. Acercamiento progresivo de la fibra óptica hasta el usuario. Escalabilidad del sistema que facilitará futuras ampliaciones de servicio. Aprovechamiento de las ventajas presentes tanto en la fibra óptica como en el cable coaxial, destacándose entre ellas, por un lado las bajas pérdidas e interferencias de la fibra óptica y por otro el bajo costo y la sencillez de instalación y conectorización del cable coaxial. Una red HFC se puede dividir por segmentos [18], como se mencionan a continuación: Planta Óptica: Red troncal óptica - Red de transporte óptico: enlace punto - punto - Red de distribución óptica: enlace punto multipunto Planta Coaxial: Red de distribución - Red Troncal - Red primaria - Red de distribución final - Red pasiva de distribución Red de acometida En la Fig. 2.1 se muestra en detalle como está generalmente estructurada la red HFC [15], señalando cada uno de los segmentos expuestos anteriormente.

Capítulo 2: Descripción general de una red HFC 8 Figura 2.1 Estructura de red HFC 2.1.1. Planta Óptica Corresponde a toda la estructura que utiliza como medio de transporte a la fibra óptica. Está constituida por la Cabecera de Red, el Centro de Distribución (Hub) y los Nodos Ópticos. a. Cabecera de Red (Headend) Es el centro de la red encargado de recopilar, agrupar y acondicionar las señales a transmitir. A la cabecera llegan las señales derivadas de las antenas que reciben los canales de TV y radio provenientes de los satélites comerciales, así como de distintas cabeceras de red asociadas a ella y de cualquier red que aporte información a ser distribuida a los usuarios a través del sistema de cable.

Capítulo 2: Descripción general de una red HFC 9 Entre las señales que pueden ser recibidas por la cabecera se encuentran: Canales de televisión VHF y UHF. Señales de televisión procedentes de satélites. Banda de radiodifusión en FM. Señales terrestres de microondas. Señales generadas localmente en la cabecera (video reproductores, telecine, generador de caracteres, generador de canal mosaico, etc). Señales del ISP (Intenet Service Provider). Cada una de las señales recibidas en la cabecera, requieren de un tratamiento diferente antes de ser introducidas en el sistema. Los equipos fundamentales que forman parte de la cabecera, y que realizan el acondicionamiento de las señales, son: receptores de señal satelital, moduladores de señal, mezcladores, divisores, estabilizadores de tensión, sistema de respaldo eléctrico, convertidores, acopladores, amplificador de cabecera, equipos ópticos (transmisor y receptor), transceptores ópticos, decodificadores y todos los elementos necesarios para la operación de una Cabecera de Red. En la Fig. 2.2 se muestra una cabecera de red analógica/digital básica. Figura 2.2 Estructura básica de cabecera de red

Capítulo 2: Descripción general de una red HFC 10 Una de las funciones importantes de la cabecera de red es la de monitoreo y supervisión permanente del funcionamiento de la red, debido a lo complejo de las arquitecturas actuales y a los servicios que transportan, los cuales requieren de alta confiabilidad y seguridad. En la cabecera se encuentran los codificadores necesarios para la gestión de los canales de pago. En el caso del pago por ver (pay per view), el operador de la red recibe en la cabecera, a través del canal de retorno, la información procedente del abonado, en la cual se indican los canales o los programas que desea ver. Luego, se procesa la información y se da acceso al decodificador del abonado para que se decodifiquen los programas seleccionados y se contabilicen los tiempos para su posterior facturación. b. Centro de distribución (Hub) Es también denominado Cabecera Digital o Control de Servicios, el cual recibe la señal óptica enviada por los proveedores de servicios, cabecera de red analógica/digital (TV) y los ISP de telefonía e Internet, y desde allí se reparte a los distintos ramales ópticos con que cuenta la red, hasta finalmente llegar al usuario. Es importante señalar que si bien una red puede tener uno o más Hubs, en algunos casos no es necesaria su instalación. Esto depende de la demanda de usuarios a ser atendidos y la cantidad de servicios a ser prestados en la red de telecomunicaciones [15]. c. Red troncal óptica Es la encargada de repartir la señal generada en la cabecera a las zonas de distribución que abarca la red de cable, normalmente a largas distancias de la cabecera. En la actualidad es llamada vértebra óptica, debido a que está constituida principalmente por fibra óptica, acompañada de todos los elementos activos que conforman y permiten su operabilidad. La evolución de las redes clásicas CATV (todo coaxial) hacia las redes HFC permitió sustituir las largas cascadas de amplificadores y el cable coaxial de la red troncal, por enlaces punto a punto de fibra óptica. Hoy en día, la fibra

Capítulo 2: Descripción general de una red HFC 11 óptica permite cubrir grandes distancias, (entre 80 y 200 km), para transportar las señales generadas en la cabecera y llevarlas hasta la red de distribución. La red troncal proporciona un canal, llamado directo o descendente, para la transmisión de la información desde la cabecera al usuario y un canal, denominado de retorno o ascendente, para la recepción de los datos provenientes del usuario a la cabecera. Estos deben ser planificados y dimensionados de forma independiente al tipo de servicio ofrecido. c.1. Red de transporte óptico Es el enlace óptico entre la Cabecera de Red (Headend) y el Centro de Distribución (Hub), que transporta la carga total de las señales a lo largo de la distancia del enlace, que a su vez depende de la potencia del transmisor óptico que se esté utilizando, sin una degradación significativa de la señal. Para este segmento es necesario el transporte de señales con una calidad similar al de la cabecera de red, ya que una gran cantidad de suscriptores dependen de este enlace para recibir el servicio. c.2. Red de distribución óptica Este segmento representa el enlace desde el centro de distribución al Nodo Óptico, con distancias típicas de 3 a 10 km. Debido a que hay uno de estos enlaces por cada pequeño grupo de hogares, por lo general una red puede incluir cientos de enlaces del centro de distribución a los nodos. 2.1.2. Planta coaxial Equivale a todo el segmento de cable coaxial, proveniente desde el nodo óptico hasta el punto de terminación de red, ubicado en el domicilio del usuario. a. Red de distribución Comprende el segmento encargado de entregar la señal al usuario desde el nodo óptico. Se define bajo la estructura tipo bus de cable coaxial, aunque con los avances actuales puede realizarse con fibra óptica, en función de la distancia a cubrir y del tipo de diseño. Está integrada por la Red Primaria

Capítulo 2: Descripción general de una red HFC 12 (subdividida a su vez en red troncal y de distribución final) y por la Red Pasiva de Distribución. a.1. Red troncal Es el segmento de la red que lleva las señales descendentes desde el nodo óptico hasta la última derivación. Puede estar formado por cable coaxial semiflexible de calibre RG.750 o RG.500, para un mejor rendimiento de la red. Típicamente, la red troncal será una cascada corta de amplificadores troncales autoalimentados que operan a niveles de ganancia bastante bajos, comparados con los amplificadores de distribución (extensores de línea). La troncal se alimenta de fuentes de poder (AC), que dan cubrimiento a las distintas etapas de la troncal. Para distribuir la señal, se utilizan divisores genéricos, acopladores direccionales y dispositivos insertores de tensión. La adecuada arquitectura de la red troncal es clave para la futura capacidad de realizar actualizaciones de la red HFC. Con el acercamiento de la tecnología óptica a los domicilios, la red troncal podrá eliminarse sin una incidencia significativa en su operatividad y de esta manera poder llegar a los abonados con una mayor calidad en el servicio. a.2. Red de distribución final El elemento principal de este segmento del sistema es el amplificador de distribución, que actualmente es el último dispositivo activo en la red. Es comúnmente un amplificador de alto nivel de salida, el cual tiene como funciones transportar las señales a la porción pasiva de la red y eventualmente a las instalaciones del cliente. El amplificador de distribución es con frecuencia del mismo tipo de amplificador que se utiliza en la red troncal; sin embargo, el amplificador de distribución opera con mayores niveles de salida que los amplificadores extensores de línea. a.3. Red pasiva de distribución Es el último enlace con las instalaciones del cliente. Es alimentada por el amplificador de distribución y su finalidad es la de distribuir la señal a los

Capítulo 2: Descripción general de una red HFC 13 usuarios, utilizando en la mayoría de los casos cable coaxial semiflexible de calibre RG-.500. Para esto se necesita de algunos elementos como divisores (o splitters), acopladores y taps. b. Red de acometida Es también denominada red de última milla y consiste en el último tramo del recorrido, desde la última derivación hasta la base de conexión en el domicilio del abonado, utilizando para esto generalmente cable coaxial tipo RG-11 o RG-6. Conecta las instalaciones del cliente a la red pasiva de distribución. La red de acometida puede ser dividida en dos segmentos: El primero que se extiende desde el Tap (dispositivo pasivo divisor de señal) a la instalación del usuario. El segundo que se despliega desde la pared lateral de la instalación del usuario hasta el punto terminal del mismo. 2.2. Dispositivos que conforman los segmentos de la red HFC 2.2.1. Dispositivos activos Son todos aquellos elementos de la red que dependen de alimentación AC para su funcionamiento. Entre los elementos activos que conforman una red troncal de fibra óptica se tiene: a) Transmisor óptico Es un elemento activo que convierte las señales eléctricas de RF en señales de luz, las cuales son moduladas, para su transmisión a través de la fibra óptica. Para la transmisión de varias señales en forma simultánea, analógicas y/o digitales, entiéndase TV, telefonía, datos (Internet), etc., el transmisor se encarga de hacer una multiplexación eléctrica u óptica de todas las fuentes de información que se quieran transmitir. La potencia de transmisión depende de la necesidad de diseño de la red. [15]. En la Fig. 2.3