TELEVISION CATV La televisión por cable o CATV, comúnmente denominada video cable o simplemente cable, es un servicio de sistema de televisión se ofrece a través de señales de RF que se transmiten a los televisores por medio de redes de fibra óptica y cable coaxial. Además de CATV, dicho cable también puede proporcionar servicios de telefonía y acceso a Internet, es decir, triple play. Aprovecha las redes de televisión por cable de fibra óptica o cable coaxial para convertirlas en una línea digital. Qué es una red HFC? Una red HFC es una red de telecomunicaciones por cable que combina la fibra óptica y el cable coaxial como soportes de la transmisión de las señales. Se compone básicamente de cuatro partes claramente diferenciadas: la cabecera, la red troncal, la red de distribución, y la red de acometida de los abonados. LA CABECERA Es el centro desde el que se gobierna todo el sistema. Su complejidad depende de los servicios que ha de prestar la red. Por ejemplo, para el servicio básico de distribución de señales unidireccionales de televisión (analógicas y digitales) dispone de una serie de equipos de recepción de televisión terrenal, vía satélite y de microondas, así como de enlaces con otras cabeceras o estudios de producción.
Las señales analógicas se acondicionan para su transmisión por el medio cable y se multiplexan en frecuencia en la banda comprendida entre los 86 y los 606 MHZ. Las señales digitales de Video, audio y datos que forman los canales de televisión digital se multiplexan para formar el flujo de transporte MPGE (Motion Picture Experts Group). Una vez añadida la codificación para corrección de errores, se utiliza un modulador QAM (modulación de amplitud en cuadratura) para transmitir la información hasta el equipo terminal de abonado ( SET- TOP-BOX). Los canales digitales de televisión y otros servicios digitales se ubican en la banda comprendida entre 606 y 862 MHz. Todo lo anterior indica que trabajo sobre una banda, ósea un rango de frecuencias donde asigno según mis necesidades los canales para los diferentes servicios, esta banda la puedo distribuir para canales de televisión, servicios interactivos y canales para retorno que son especialmente diseñados para datos, Internet y telefonía. LA RED TRONCAL La red troncal suele presentar una estructura en forma de anillos redundantes de fibra óptica que une a un conjunto de nodos primarios. Esta estructura emplea habitualmente tecnología PDH ó SDH
(Jerarquía digital Plesiócrona y Síncrona, respectivamente), que permite construir redes basadas en ATM (Modo de Transferencia Asíncrona). Los nodos primarios alimentan a otros nodos (secundarios) mediante enlaces punto a punto o bien mediante anillos. En estos nodos secundarios las señales ópticas se convierten a señales eléctricas y se distribuyen a los hogares de los abonados a través de una estructura tipo bus coaxial. Cada nodo sirve a unos pocos cientos de hogares (500 es un tamaño habitual en las redes de HFC), lo cual permite emplear cascadas de 2 ó 3 amplificadores de banda ancha como máximo. Con esto se consiguen unos buenos niveles de ruido y distorsión en el canal descendente (desde cabecera de abonado) El canal de retorno Las modernas redes de telecomunicaciones por cable híbridas fibra óptica coaxial han de estar preparadas para poder ofrecer una variedad de aplicaciones y servicios a sus abonados. La mayoría de estos servicios requieren de la red la capacidad de establecer comunicaciones bidireccionales entre la cabecera y los equipos terminales de abonado, por lo tanto exigen la existencia de un canal de comunicaciones para la vía ascendente o de retorno, del abonado a la cabecera. El canal de retorno ocupa en las redes de HFC el espectro comprendido entre 5 y 55MHZ. Este ancho de banda lo comparten todos los hogares servidos por un nodo óptico. Allí convergen las señales de retorno de todos los abonados, que se convierten en señales ópticas en el láser de retorno, el cual las transmite hacia la cabecera.
Un problema que presenta la estructura arborescente típica de la red de distribución en una red HFC es que, así como todas las señales indeseadas, ruidos e interferencias, recogidas en todos y cada uno de los puntos del bus de coaxial, convergen en el nodo, sumándose sus potencias y contribuyendo a la degradación de la relación de la señal a ruido en el enlace digital de retorno. Este fenómeno se conoce como acumulación de ruido por efecto embudo. A esto hay que añadir el hecho inevitable de que el espectro del canal de retorno es considerablemente más ruidoso que el del canal descendente, sobre todo su parte más baja, entre 5 y 15-20MHz. Señales indeseadas La red de distribución de coaxial constituye una gran antena que puede recoger señales indeseadas en todo el área en que sirve. La mayor parte de estas interferencias (95%) penetra en la red por los hogares de los abonados (70%) y a través del sistema de acometida (25%), siendo por lo tanto las instalaciones en los edificios uno de los puntos críticos en la construcción de la red. De hecho, el ruido que emana de cada uno de los hogares de la red y, debido al efecto embudo, el ruido generado en cualquier punto afecta a todos los abonados. Cualquier señal que exista en el espectro de radiofrecuencia (RF) en la banda de 5 a 55 MHz. Puede penetrar en la red. Estamos hablando, por ejemplo, de emisoras internacionales de onda corta; emisoras de banda ciudadana (CB) y radio aficionados (HAM); señales provenientes de televisores mal apantallados; ruido de RF generado en
ordenadores; interferencias eléctricas de tubos de neón, motores eléctricos, sistema de encendido de vehículos, secadores de pelo; interferencias generadas en líneas eléctricas; etc. Además de las interferencias de banda estrecha provenientes de estaciones emisoras de radio, uno de los principales problemas de interferencias en la parte coaxial de una red de HFC es el que representa el ruido impulsivo tiene su origen en varias fuentes: descargas por el efecto corona en redes de suministro eléctrico, a menudo localizadas en los mismos postes o conductos que el cable de la red de CATV, descargas entre contacto de conectores oxidados; sistema de encendido de automóviles; y aparatos domésticos tales como motores eléctricos. Consiste en estrechos picos de señal de amplitud generalmente grande, que afectan a todo el espectro del canal de retorno. Su densidad espectral de potencia disminuye con la frecuencia, por lo que su efecto en el canal descendente es considerablemente menor. Su origen puede ser externo o interno a la propia red, siendo este último tipo de ruido impulsivo el que más afecta las prestaciones del canal del retorno, El ruido impulsivo provoca aumentos momentáneos muy fuertes del nivel de entrada (señal + ruido) en amplificadores y en el láser de retorno. La saturación de estos dispositivos hacen que entren en las zonas no lineales de sus características entrada-salida, lo que a su vez provoca productos de intermodulación se segundo y tercer orden (CSO - composite second-order) y CTB - composite triple beat, respectivamente). Los amplificadores modernos están diseñados de manera que prácticamente se cancelen los CSO para niveles normales de entrada, siendo los CTB los de sobrecarga de los amplificadores. En el caso de láser retorno no presenta respuesta (sencillamente se apaga). Este fenómeno se conoce como láser clipping, y es el responsable de la aparición de productos de intermodulación a la salida del mismo. Como vemos el canal de retorno exige una mayor atención que el descendente por parte del operador de red si quiere asegurar unas ciertas prestaciones en el enlace digital ascendente. De todas formas, no hay por qué alarmarse, Una red HFC correctamente diseñada y con nodos que sirvan a unos 500 hogares constituye un sistema de envidiables prestaciones de cara al establecimiento de todo tipo de servicios de telecomunicaciones.
Red de distribución: NODO OPTICO: Está formado por el receptor óptico, el amplificador de emisión de nodos y el transmisor de retorno. Su función es recibir la señal en forma de luz y convertirla en señal eléctrica para poder ser transmitida por el cable coaxial. Una vez la señal del nodo óptico, será distribuida por cable coaxial y a medida que recorre espacio sufre atenuaciones.
ELEMENTOS ACTIVOS (AMPLIFICADORES) Los amplificadores se usan para mantener la ganancia unitaria del sistema de distribución. La compensación para las pérdidas ocurre cuando los niveles de señal bajan a menos de las normas del diseño predeterminadas para conservar el funcionamiento de la red. Más específicamente, su función es regenerar la señal para poder retransmitirla Todos los cables imponen una atenuación (pérdida) en las señales que están bajando a través del mismo. El valor de la pérdida varía dependiendo del diámetro del cable y sus propiedades físicas. Después de cierta distancia, las señales tienen que ser amplificadas a fin de poder enviarlas de manera adecuada a lo largo de la red. Se tienen diferentes tipos de tecnología y componentes disponibles. Los dos tipos de equipos activos que se utilizan en el sistema son estaciones de amplificación (Mini-bridger) y Seguidores de línea (Line-extender). Las estaciones de amplificación son usadas en troncal y son a veces referidas a estaciones troncales hacia los cables alimentadores principales.
Una estación troncal bridge puede distribuir la señal en una a cuatro líneas amplificadoras, es un amplificador que proporciona un gran rendimiento. Se utiliza para las aplicaciones de nodo, cables expresos, y líneas alimentadoras. Un amplificador de línea (Line - Extender).- es de una salida con rendimiento adecuado. Utilizado principalmente para proporcionar ganancia unitaria a las aplicaciones de las líneas alimentadoras secundarias o de distribución. Otros elementos son utilizados para insertar señal en el sistema, dividir la señal para ir en direcciones diferentes y hacer posible conectar el cable hacia los clientes del sistema. Estos elementos son los insertores de poder, divisores, acopladores direccionales. INSERTADORES DE POTENCIA Proporciona potencia a los amplificadores de la red.
ACOPLADORES DIRECTOS Y DIVISOR BIDIRECCIONAL Los acopladores y los divisores se utilizan para encaminar señales a diferentes ubicaciones geográficas. Los divisores bidireccionales dividen el nivel de señal en partes equivalentes. Dispositivo electrónico pasivo que acopla un valor fijo de energía de RF de la señal de entrada, permitiendo que la energía de RF restante pase por el punto de salida. DERIVADORES O TAP
Son acopladores direccionales instalados en la línea alimentadora para proporcionar servicio a las instalaciones de dos, cuatro y ocho clientes. CABLES COAXIALES Los cables coaxiales son usados en la distribución de la red, típicamente son de dos tipos. El cable troncal es utilizado para el transporte de la señal en el área de atención local. El cable alimentador es usado para la distribución de las señales para los abonados. El cable troncal es normalmente largo en relación al cable alimentador y presenta pérdidas de señal bajas en relación a los cables alimentadores. El cable usado normalmente para la red troncal es de 0.750 pulgadas de diámetro. El cable alimentador es por lo general de 0.500 pulgadas de diámetro.. Existen cables red coaxial 1Ghs cable 860QR y 540QR y otros diámetros posibles que son empleados dependiendo de los
requerimientos del sistema. Entre amplificadores, splitter, acopladores y taps se alimentan con 0.500 y 0.750; y desde los taps hasta la vivienda de los abonados se emplean cables RG-6 y RG11.