redes de telecomunicación por cable

ditditditUPM 12Redes de Acceso Residencial

Redes de telecomunicación por cableRedes de telecomunicación por cable



�� IntroducciónIntroducción�� Arquitectura HFCArquitectura HFC

�� ServiciosServicios

�� Televisión: Analógica y DigitalTelevisión: Analógica y Digital�� Telefonía: Conmutación de circuitos (Superpuesta, Telefonía: Conmutación de circuitos (Superpuesta,

Integrada), Integrada), VoIPVoIP

�� Datos: Superpuesta, Datos: Superpuesta, ModemModem de Cablede Cable


IntroducciónIntroducción

�� DefiniciónDefinición

�� Evolución de las redes de cableEvolución de las redes de cable

�� Problemática asociadaProblemática asociada

�� El sector del cable en EspañaEl sector del cable en España


Definición de Red de CableDefinición de Red de Cable

�� Se entiende por redes de cable aquellas Se entiende por redes de cable aquellas infraestructuras de infraestructuras de telecomunicacióntelecomunicación que, utilizando principalmente cables de que, utilizando principalmente cables de comunicaciones, sean capaces de transportar comunicaciones, sean capaces de transportar cualquier tipo cualquier tipo de señalesde señales de sonido, datos, imágenes, o combinación de de sonido, datos, imágenes, o combinación de ellas, al público, en el ámbito de una determinada ellas, al público, en el ámbito de una determinada demarcación territorialdemarcación territorial

�� Ley 42/1995, de 22 de Diciembre, de las Ley 42/1995, de 22 de Diciembre, de las Telecomunicaciones por CableTelecomunicaciones por Cable


Servicio de telecomunicación por cableServicio de telecomunicación por cable

�� Se entiende por servicio de telecomunicación por cable el Se entiende por servicio de telecomunicación por cable el conjunto de servicios de telecomunicación consistente en el conjunto de servicios de telecomunicación consistente en el suministro, o en el intercambio, de informaciónsuministro, o en el intercambio, de información en forma de en forma de imágenes, sonidos, textos, gráficos o combinaciones de imágenes, sonidos, textos, gráficos o combinaciones de ellos, que se prestan al público en sus domicilios o ellos, que se prestan al público en sus domicilios o dependencias dependencias de forma integrada mediante redes de cable.de forma integrada mediante redes de cable.

�� Ley 42/1995, de 22 de Diciembre, de las Ley 42/1995, de 22 de Diciembre, de las Telecomunicaciones por CableTelecomunicaciones por Cable


Evolución de las redes de cable (I)Evolución de las redes de cable (I)

�� Nacen ante la necesidad de resolver la mala calidad de las Nacen ante la necesidad de resolver la mala calidad de las señales de TV y Radio:señales de TV y Radio:

�� MultitrayectoMultitrayecto: Recepción de una señal y su reflejada, : Recepción de una señal y su reflejada, que provoca imagen fantasmaque provoca imagen fantasma

�� Atenuación: Por condiciones topográficas o Atenuación: Por condiciones topográficas o atmosféricas, disminuye los niveles de señalatmosféricas, disminuye los niveles de señal

�� Interferencias: Por ruidos externos o interferencias Interferencias: Por ruidos externos o interferencias cocanalcocanal, que provocan el efecto nieve, que provocan el efecto nieve

�� Los sistemas denominados CATV (Los sistemas denominados CATV (CommunityCommunity AntennaAntenna TV TV o Cable TV más adelante) consistían en rudimentarios o Cable TV más adelante) consistían en rudimentarios sistemas de antena colectiva gestionadas por pequeñas sistemas de antena colectiva gestionadas por pequeñas compañías privadascompañías privadas


Evolución de las redes de cable (II)Evolución de las redes de cable (II)

�� Características de las antenas o HEAD END:Características de las antenas o HEAD END:

�� Buena situación geográficaBuena situación geográfica

�� Gran gananciaGran ganancia�� Altamente directivas Altamente directivas

�� Eliminan interferencias externas, Eliminan interferencias externas, cocanalcocanal y ruidoy ruido

�� Desde el HEAD END se distribuye la señal a los usuarios Desde el HEAD END se distribuye la señal a los usuarios utilizando cable (coaxial) y amplificadores cuando sea utilizando cable (coaxial) y amplificadores cuando sea necesarionecesario


Evolución de las redes de cable (II)Evolución de las redes de cable (II)

�� La arquitectura típica era árbolLa arquitectura típica era árbol--rama, por su similitud a la rama, por su similitud a la topología de distribución de otros servicios "entubados": topología de distribución de otros servicios "entubados": Agua, gas, electricidadAgua, gas, electricidad

�� En 1952 ya había más de 14.000 hogares conectados a En 1952 ya había más de 14.000 hogares conectados a alguno de estos. Esto anima a los fabricantes a invertir en el alguno de estos. Esto anima a los fabricantes a invertir en el desarrollo de la tecnologíadesarrollo de la tecnología


Cabecera Red Eq. abonado

Troncal, distribución, abonado

Evolución de las redes de cable (III)Evolución de las redes de cable (III)Redes árbolRedes árbol --ramarama

�� Es difícil desarrollar cualquier otra cosa que no sea un serviciEs difícil desarrollar cualquier otra cosa que no sea un servicio o de distribución o difusiónde distribución o difusión

�� No hay redundancia, por lo que es susceptible de la privación No hay redundancia, por lo que es susceptible de la privación de servicio a un número elevado de abonadosde servicio a un número elevado de abonados

�� Es difícil identificar y sectorizar los fallos del sistemaEs difícil identificar y sectorizar los fallos del sistema

�� La calidad y niveles de señal varían a lo largo de la redLa calidad y niveles de señal varían a lo largo de la red


Evolución de las redes de cable (IV)Evolución de las redes de cable (IV)Híbrida FibraHíbrida Fibra --Coaxial (HFC)Coaxial (HFC)

�� Todo es transmisión (Difusión), no hay conmutaciónTodo es transmisión (Difusión), no hay conmutación

Red troncal- topología en estrella- fibra óptica

Nodo final(500HP)

Red de distribución- árbol-rama- coaxial

Cabecera

Nodo primario(40.000 HP)

FTTFFTTCFTTBFTTH


Nodo secundario(2.000 HP)


Red troncal- topología en anillo- fibra óptica

Nodo final(500HP)

Red de distribución- árbol-rama- coaxial

CabeceraFTTFFTTCFTTBFTTH

Evolución de las redes de cable (V)Evolución de las redes de cable (V)Híbrida FibraHíbrida Fibra --Coaxial (HFC)Coaxial (HFC)


Evolución de las redes de cable (VI)Evolución de las redes de cable (VI)Ventajas del uso de fibra ópticaVentajas del uso de fibra óptica

�� Mayor calidadMayor calidad�� Menores interferencias y menos amplificadoresMenores interferencias y menos amplificadores

�� Mayor fiabilidadMayor fiabilidad�� Menos amplificadores que puedan fallarMenos amplificadores que puedan fallar

�� Menor consumoMenor consumo�� Menos amplificadores que alimentarMenos amplificadores que alimentar

�� Mayor capacidadMayor capacidad�� Se utilizan fibras dedicadas, cada vez más cerca de los Se utilizan fibras dedicadas, cada vez más cerca de los

usuariosusuarios�� Mejores serviciosMejores servicios

�� Se pueden dirigir mejor a ciertos hogares (ahora fibras Se pueden dirigir mejor a ciertos hogares (ahora fibras dedicadas antes sólo difusión)dedicadas antes sólo difusión)


Evolución de las redes de cable (y VII)Evolución de las redes de cable (y VII)

�� Redes FTTF (Redes FTTF (FiberFiber ToTo TheThe FeederFeeder):):�� De 1.000 a 3.000 hogares por NODODe 1.000 a 3.000 hogares por NODO�� Un máximo de 4 amplificadores de distribución en cascadaUn máximo de 4 amplificadores de distribución en cascada

�� Redes FTTC (Redes FTTC (FiberFiber ToTo TheThe CurbCurb):):�� De 125 a 500 hogares por NODODe 125 a 500 hogares por NODO�� Un máximo de 2 amplificadores de distribución en cascadaUn máximo de 2 amplificadores de distribución en cascada

�� Redes FTTB (Redes FTTB (FiberFiber ToTo TheThe BuildingBuilding):):�� NODO en cada edificio o agrupación de viviendas asimilable a NODO en cada edificio o agrupación de viviendas asimilable a

edificioedificio�� Generalmente no son necesarios amplificadores de Generalmente no son necesarios amplificadores de

distribución.distribución.�� Redes FTTH (Redes FTTH (FiberFiber ToTo TheThe HomeHome):):

�� NODO en cada hogarNODO en cada hogar�� Red completamente óptica y pasiva Red completamente óptica y pasiva


Problemática asociada (I)Problemática asociada (I)

�� Efectos de la transmisión sobre la señalEfectos de la transmisión sobre la señal�� AtenuaciónAtenuación�� DistorsiónDistorsión�� RuidoRuido

�� Control de canales de pago (servicios Control de canales de pago (servicios premiunpremiun))�� Trampas negativas (elimina los canales de pago)Trampas negativas (elimina los canales de pago)�� Trampas positivas (añade los canales de pago), técnicas de Trampas positivas (añade los canales de pago), técnicas de

scramblingscrambling de señalde señal�� Supresión del sincronismo horizontal, recuperado en Supresión del sincronismo horizontal, recuperado en

recepciónrecepción�� Codificación (PROM)Codificación (PROM)

�� Distribución del Ancho de Banda disponible (FDM, TDM,CDMA...)Distribución del Ancho de Banda disponible (FDM, TDM,CDMA...)�� Explotación del canal de retornoExplotación del canal de retorno


Problemática asociada (II)Problemática asociada (II)Servicios ofrecidosServicios ofrecidos

�� Ofertas comerciales de los operadores de cableOfertas comerciales de los operadores de cable

�� Los servicios se comercializan preferentemente en paquetesLos servicios se comercializan preferentemente en paquetes�� Múltiples canales de TV analógica y TV digitalMúltiples canales de TV analógica y TV digital�� Telefonía, incluyendo tráfico metropolitanoTelefonía, incluyendo tráfico metropolitano�� Alquiler de circuitosAlquiler de circuitos�� Servicios IP de banda estrecha y banda anchaServicios IP de banda estrecha y banda ancha�� Servicios interactivos sobre TVServicios interactivos sobre TV


Problemática asociada (III)Problemática asociada (III)Integración de serviciosIntegración de servicios

Óptico

TV

SDH

Voz

IP

ATM

Datos

?¿


El cable en el mundoEl cable en el mundo

�� EEUUEEUU�� PioneroPionero�� Llega al 90% de los hogares y tiene el 62% de abonados (60 milloLlega al 90% de los hogares y tiene el 62% de abonados (60 millones)nes)�� Desde 1996 Operadores de cable y telefonía se integranDesde 1996 Operadores de cable y telefonía se integran

�� Reino UnidoReino Unido�� Desde 1991 servicios de telefonía y TVDesde 1991 servicios de telefonía y TV�� Utilizan redes superpuestas (costosas)Utilizan redes superpuestas (costosas)�� Licencia de construcción y operación de infraestructuras y otra Licencia de construcción y operación de infraestructuras y otra para para

operación de serviciosoperación de servicios�� 9% penetración del teléfono (mayor que la TV)9% penetración del teléfono (mayor que la TV)

�� AlemaniaAlemania�� Operador público (en origen)Operador público (en origen)�� 60% de penetración (12 millones de abonados)60% de penetración (12 millones de abonados)

�� FranciaFrancia�� Diferencia también entre operador de infraestructura y de servicDiferencia también entre operador de infraestructura y de servicioio�� Muy baja penetraciónMuy baja penetración

�� BélgicaBélgica�� El más desarrollado de la Unión Europea (88% de penetración)El más desarrollado de la Unión Europea (88% de penetración)


El cable en España (I)El cable en España (I)

�� Concurso públicoConcurso público�� Habilitado para el establecimiento de la red necesaria, para la Habilitado para el establecimiento de la red necesaria, para la

prestación de distintos servicios de telecomunicación y como prestación de distintos servicios de telecomunicación y como servicio portador para servicios a prestar por terceros.servicio portador para servicios a prestar por terceros.

�� En cada demarcación territorial un solo operador de cableEn cada demarcación territorial un solo operador de cable�� 13 empresas adjudicatarias.13 empresas adjudicatarias.

�� 43 demarcaciones43 demarcaciones�� 14 de ámbito municipal y 29 14 de ámbito municipal y 29 multimunicipalesmultimunicipales�� En 6 demarcaciones el concurso público En 6 demarcaciones el concurso público concesionalconcesional quedó quedó

desiertodesierto-- Extremadura, Castilla la Mancha, Extremadura, Castilla la Mancha, MenorcaMenorca, , IbizaIbiza, , FormenteraFormentera, ,

Ceuta y Melilla Ceuta y Melilla

�� A A diadia de hoy, las 13 empresas adjudicatarias originales, se han de hoy, las 13 empresas adjudicatarias originales, se han reducido a tan sólo cuatro. Teniendo ONO la mayor parte. reducido a tan sólo cuatro. Teniendo ONO la mayor parte.


El sector del cable en España (II)El sector del cable en España (II)Servicios implicadosServicios implicados

�� Los servicios para cuya prestación habilita el título Los servicios para cuya prestación habilita el título concesionalconcesional de de telecomunicaciones por cable son los siguientes:telecomunicaciones por cable son los siguientes:

�� Servicio portadorServicio portador de telecomunicaciones: cualquier tipo de de telecomunicaciones: cualquier tipo de servicio portador, sólo en el ámbito de su demarcación y servicio portador, sólo en el ámbito de su demarcación y excluido el servicio portador de televisión por ondas hertzianasexcluido el servicio portador de televisión por ondas hertzianas

�� Servicios de difusión, servicios de vídeo bajo dema nda y Servicios de difusión, servicios de vídeo bajo dema nda y de vídeo a la cartade vídeo a la carta , excluidos los de televisión terrestre por , excluidos los de televisión terrestre por ondas hertzianasondas hertzianas

�� Servicios de valor añadidoServicios de valor añadido , en especial los relacionados con , en especial los relacionados con formatos multimedia y con aplicaciones informáticasformatos multimedia y con aplicaciones informáticas

�� Servicios finalesServicios finales , incluido el de telefonía básica, incluido el de telefonía básica


El sector del cable en España (y III)El sector del cable en España (y III)Servicios implicadosServicios implicados

�� Licencia individual B1 de ámbito restringido: servicio de Licencia individual B1 de ámbito restringido: servicio de telefonía fija con infraestructura propia y servicios telefonía fija con infraestructura propia y servicios portadoresportadores

�� Autorizaciones Generales para la prestación de SVAAutorizaciones Generales para la prestación de SVA

�� Título Título habilitantehabilitante para la prestación del servicio de difusión para la prestación del servicio de difusión de TVde TV



�� IntroducciónIntroducción

�� ArquitecturaArquitectura�� ServiciosServicios

�� TelevisiónTelevisión�� TelefoníaTelefonía

�� DatosDatos


Arquitectura de las redes de cableArquitectura de las redes de cable

�� Problemas en la transmisiónProblemas en la transmisión�� Elementos de la redElementos de la red

�� Estructura de la redEstructura de la red


30 dBmV

85 Mhz 550 Mhz

22,4 dBmV

85 Mhz 550 Mhz

10 dBmV 10 dBmV

85 Mhz 550 Mhz

30 dBmV

85 Mhz 550 Mhz

NodoO/E

NodoNodoO/EO/E

Coaxial ½’Coaxial ½’Atenuación 1,94 Atenuación 1,94 dBdB/100m a 85 /100m a 85 MhzMhzAtenuación 5,12 Atenuación 5,12 dBdB/100m a 550 /100m a 550 MhzMhz

Distancia máxima: 20dB / 5,12 Distancia máxima: 20dB / 5,12 dbdb/100m = 390,6 m/100m = 390,6 m

EcualizadorAmplificador

G=G=20dB20dB

Atenuación y distorsión en Redes de Atenuación y distorsión en Redes de CableCable

�� Pérdidas de inserción en conectores y Pérdidas de inserción en conectores y desadaptacióndesadaptación de impedanciasde impedancias

�� Pérdidas en el cablePérdidas en el cable

�� Las distancias de transmisión son muy elevadas, por lo que es neLas distancias de transmisión son muy elevadas, por lo que es necesario cesario amplificar la señal periódicamenteamplificar la señal periódicamente

�� Las distancias no son iguales para todos los hogaresLas distancias no son iguales para todos los hogares

�� La señal no se atenúa igual en todo su espectro debido a su elevLa señal no se atenúa igual en todo su espectro debido a su elevado ancho ado ancho de banda. Es necesario ecualizar la señal a la entrada del amplide banda. Es necesario ecualizar la señal a la entrada del amplificadorficador


30 dBmV

750 Mhz

Ecualizador

Atenuación y distorsión en redes de Atenuación y distorsión en redes de cablecable

�� Se diseña para conseguir determinado nivel de potencia Se diseña para conseguir determinado nivel de potencia en el puerto en el puerto del del taptap en alta frecuenciaen alta frecuencia (igual para todos los de la cadena)(igual para todos los de la cadena)

�� A frecuencias más bajas la atenuación es menor lo que provoca unA frecuencias más bajas la atenuación es menor lo que provoca una a variación de la pendientevariación de la pendiente

�� En el En el downstreamdownstream se insertan ecualizadores en línease insertan ecualizadores en línea�� En el En el upstreamupstream no se tomaban medidas es mucho más grave (ahora no se tomaban medidas es mucho más grave (ahora

tiende a hacerse entre tiende a hacerse entre dropdrop y y taptap o en casa del abonado)o en casa del abonado)

2727 2020 1414 44

30 dBmV

750 Mhz

30 dBmV

750 Mhz

30 dBmV

750 Mhz

Niveles en los puertos del tap para distintas frec.


Atenuación y distorsión en redes de Atenuación y distorsión en redes de cablecable

2727 2020 1414 44

Pérdida en el cable a 750 Pérdida en el cable a 750 MHzMHz

Pérdida en el cable a 40 Pérdida en el cable a 40 MHzMHz

-5

-1.2

-7

-1.6

-11

-2.5

Pérdida desde activo a Pérdida desde activo a taptap a 750MHza 750MHz Pérdida desde Pérdida desde taptap a activo a 40MHza activo a 40MHz

27 27 dBdB

25 25 dBdB

26 26 dBdB

27 27 dBdB

27 27 dBdB

21.2 21.2 dBdB

16.8 16.8 dBdB

9.3 9.3 dBdB

Diferencia entre T1 T4 0dBDiferencia entre T1 T4 0dB Diferencia entre T1 T4 17.7dBDiferencia entre T1 T4 17.7dB

TapTap 11

TapTap 22

TapTap 33

TapTap 44


Ruido en redes de cableRuido en redes de cable

�� Banda baja de la señal (Banda baja de la señal (canal de retornocanal de retorno ) especialmente sensible a ) especialmente sensible a ruidos ambientales (interruptores, electrodomésticos,ascensores)ruidos ambientales (interruptores, electrodomésticos,ascensores)

�� En la cabecera se controla nivel de señal (DL), en casa no (UL)En la cabecera se controla nivel de señal (DL), en casa no (UL)

�� Ruido de Ruido de IngressIngress

�� En el En el dropdrop-- Equipos terminales con mala adaptaciónEquipos terminales con mala adaptación

-- SplittersSplitters no terminadosno terminados

�� En DistribuciónEn Distribución-- TapsTaps no terminadosno terminados

-- Micro roturasMicro roturas

-- Amplificadores de distribución con entradas no balanceadasAmplificadores de distribución con entradas no balanceadas

�� AmplificadoresAmplificadores introducen ruido y degradan la SNR por lo que no es introducen ruido y degradan la SNR por lo que no es aconsejable poner un elevado número de amplificadores en cascadaaconsejable poner un elevado número de amplificadores en cascada


Sin+nin

El factor de ruidoEl factor de ruido

Sout=Sin*G , nout=nin*G+ni

Potencia de ruido total a la salida del amplificador cuando a suPotencia de ruido total a la salida del amplificador cuando a su entrada situamos entrada situamos únicamente la impedancia característica (Z0 = 75 únicamente la impedancia característica (Z0 = 75 W W para el coaxial) a la para el coaxial) a la temperatura de referencia (t0 = 290 ºK)temperatura de referencia (t0 = 290 ºK)

Potencia de ruido a la salida que se debe exclusivamente a esa tPotencia de ruido a la salida que se debe exclusivamente a esa terminación de erminación de entrada, sin considerar el ruido interno del amplificadorentrada, sin considerar el ruido interno del amplificador

F=nF=noutout/(G*n/(G*nz0z0)= (n)= (nz0z0*G+n*G+ni )i )/(G*n/(G*nz0z0)=1+ n)=1+ ni i /(G*n/(G*nz0z0) )

Relación entre la SNR a la entrada del amplificador y la misma Relación entre la SNR a la entrada del amplificador y la misma medida a la salida cuando a la entrada únicamente tenemos la medida a la salida cuando a la entrada únicamente tenemos la impedancia característica a la temperatura de referenciaimpedancia característica a la temperatura de referencia

SNRinSNRout


45 dBmVSNR 50 dB

F = 8 dBG = 35 dB

F = 8 dBG = 35 dB

¿SNR?

Contribución al ruido de un amplificador:Contribución al ruido de un amplificador:

(S/(S/N)N)amplampl = S= SSS –– (N(NZoZo + G + F)+ G + F)

SNR de una cadena de transmisión:SNR de una cadena de transmisión:

(S/N)(S/N)salidasalida = = --10 log [1010 log [10--SNRSNR11/10/10 + 10+ 10--SNRSNR

22/10/10 + ...]+ ...]

(S/(S/N)N)amplampl = 45 = 45 dBmVdBmV –– ((--58 dBmV+35dB+8dB) = 60 dB58 dBmV+35dB+8dB) = 60 dB (S/N)(S/N)salidasalida = = --10 log [1010 log [10--50/1050/10 + 10+ 10--60/1060/10 + 10+ 10--60/1060/10] = 49,6 ] = 49,6 dBdB

Ruido en redes de cableRuido en redes de cable

f=f1+((f2f=f1+((f2--1)/g1)+((f31)/g1)+((f3--1)/g1g2)1)/g1g2)

La recomendación de la ITU es que se tome como ruido La recomendación de la ITU es que se tome como ruido térmico para sistemas de CATV 2 térmico para sistemas de CATV 2 ddBBmVmV


Número de amplificadores

Nivel de entrada al amplificador (inversamente proporcional a la ganancia) Limitación por intermodulación

Limitación por SNR

Máximo número de amplificadores

IntermodulaciónIntermodulación

�� La ganancia de los amplificadores no es lineal por lo que se La ganancia de los amplificadores no es lineal por lo que se producen productos de producen productos de intermodulaciónintermodulación entre las portadoras entre las portadoras de las distintas señales de las distintas señales multiplexadasmultiplexadas a lo largo de todo el a lo largo de todo el espectroespectro

�� La La intermodulaciónintermodulación mejora al disminuir la ganancia de los mejora al disminuir la ganancia de los amplificadoresamplificadores

CTB CTB CompositeComposite Triple Triple BeatBeatCSO CSO CompositeComposite SecondSecond OrderOrder

A medida que disminuye la ganancia puedo poner más en cascada

A medida que aumenta la ganancia puedo poner menos en cascada



�� Problemas en la transmisiónProblemas en la transmisión

�� Elementos de la redElementos de la red�� Estructura de la redEstructura de la red


CabeceraCabeceraSatéliteSatéliteMicroondasMicroondas

UHFUHFVHFVHF

ReceptorReceptorDemoduladorDemoduladorProcesadorProcesadorModuladorModuladorConversorConversor

SatéliteSatéliteUHFUHF

TranscodificadorTranscodificadorConversorConversor

Información localInformación local

ModuladorModulador

InternetInternet

ConmConm. ATM. ATMRouterRouter

TelefoníaTelefonía

PC

SP

CS

LíneaLínea

telefónicatelefónica

RetornoRetornoDirectoDirecto

TX F.O.TX F.O. RX F.O.RX F.O.

CoaxialCoaxial


Planta HFCPlanta HFC

Ampl.Ampl.distribucióndistribución

Ampl.Ampl.LELE

NodoNodoFibra ópticaFibra óptica

Coaxial

Coaxial

TXTXF.O.F.O.

RXRXF.O.F.O.

DirectoDirecto

Fibra óptica

Fibra óptica

RetornoRetorno

TapTap

CoaxialCoaxial

DropDrop


Otros elementos de la redOtros elementos de la red

�� Fuentes de alimentaciónFuentes de alimentación�� InsertoresInsertores de potenciade potencia�� EcualizadoresEcualizadores�� Terminadores (adaptación de impedancias)Terminadores (adaptación de impedancias)�� SplittersSplitters, acopladores direccionales (divisores de potencia), acopladores direccionales (divisores de potencia)�� Punto terminal de Red (PTR)Punto terminal de Red (PTR)�� SetSet TopTop Box (STB)Box (STB)�� ModemModem y y ModemModem de Cablede Cable�� Sistema de terminación del Sistema de terminación del modemmodem de cable o de cable o

Cablerouter(CMTSCablerouter(CMTS))�� TerminalesTerminales



�� Problemas en la transmisiónProblemas en la transmisión

�� Elementos de la redElementos de la red

�� Estructura de la redEstructura de la red


Estructura de la redEstructura de la red

�� Estructura (según Real Decreto 2066/1996, de 13 de Estructura (según Real Decreto 2066/1996, de 13 de septiembre):septiembre):

�� Red de accesoRed de acceso : es la red que interconecta la cabecera : es la red que interconecta la cabecera con los usuarios y comprende desde el punto de con los usuarios y comprende desde el punto de conexión de cabecera hasta el punto de terminación de conexión de cabecera hasta el punto de terminación de red. En una red de acceso puede distinguirse a su vez red. En una red de acceso puede distinguirse a su vez una red troncal y una red de distribución final.una red troncal y una red de distribución final.

�� Red troncalRed troncal : es la parte de la red de acceso que : es la parte de la red de acceso que comprende desde el punto de conexión de cabecera comprende desde el punto de conexión de cabecera hasta los puntos de distribución final.hasta los puntos de distribución final.

�� Red de distribución finalRed de distribución final : es la parte de la red de : es la parte de la red de acceso que comprende desde los puntos de distribución acceso que comprende desde los puntos de distribución final hasta los puntos de terminación de red.final hasta los puntos de terminación de red.


Antenas Demoduladores Multiplexor

Cabecera

splitter

fibra óptica monomodo

repartidor de fibra

O/EO/E

amplificador

conversor RF

O/EO/E

mezclador

Otras fuentes

E/OE/O

derivador

tap

drops

Nodo primario

Nodo finalNodo

secundario

El canal de retorno exige dos fibras adicionales en la red troncal desde cada nodo final al nodo primario correspondiente, y otras dos desde éste hasta la cabecera

Canal descendente

coaxial

La cadena de transmisiónLa cadena de transmisión


Ventajas de topología en anilloVentajas de topología en anillo

�� Facilidad de configuración y flexibilidadFacilidad de configuración y flexibilidad�� Mecanismo de protecciónMecanismo de protección

�� Protección de secciónProtección de sección-- Todo el tráfico protegidoTodo el tráfico protegido-- Si se corta una fibra al llegar el tráfico al último nodo , Si se corta una fibra al llegar el tráfico al último nodo ,

antes de la rotura, este reenvía el tráfico en dirección antes de la rotura, este reenvía el tráfico en dirección contraria (tráfico de protección)contraria (tráfico de protección)

�� Protección de trayectoProtección de trayecto-- Se distingue entre tráfico protegido y noSe distingue entre tráfico protegido y no-- El protegido se envía siempre en los dos sentidos (se El protegido se envía siempre en los dos sentidos (se

puede elegir en recepción)puede elegir en recepción)-- El no protegido la mitad en un sentido y la mitad en otroEl no protegido la mitad en un sentido y la mitad en otro

ADMADMADMADM

ADMADMADMADM


Ventajas de topología en anilloVentajas de topología en anilloTiposTipos

�� Anillos unidireccionales (2 ó 4 fibras)Anillos unidireccionales (2 ó 4 fibras)

�� El tráfico normal viaja por una fibra en un sentidoEl tráfico normal viaja por una fibra en un sentido

�� El tráfico de protección se transmite por otra fibra en sentido El tráfico de protección se transmite por otra fibra en sentido contrariocontrario

�� Anillos Anillos bidireccionalesbidireccionales (2 ó 4 fibras)(2 ó 4 fibras)

�� El tráfico normal y de protección viaja en ambos sentidos por laEl tráfico normal y de protección viaja en ambos sentidos por lamisma fibramisma fibra

Tráfico normalTráfico normal

Tráfico de protecciónTráfico de protección

ADMADMADMADM

ADMADMADMADM

ADMADMADMADM

ADMADMADMADM

ADMADMADMADM

ADMADMADMADM

ADMADMADMADM

ADMADMADMADM


Nodo primario(40.000 HP� 80 NOTs�20 NS�Unos 3 ó 4 lóbulos secundarios)

Cabecera

Anillo primario y nodos primariosAnillo primario y nodos primarios


Nodos primariosNodos primarios

�� Red troncal primariaRed troncal primaria�� Cada nodo primario da servicio a unos 40.000 hogaresCada nodo primario da servicio a unos 40.000 hogares�� Conversión señal óptica Conversión señal óptica -- RFRF-- óptica para insertar nuevos óptica para insertar nuevos

contenidos contenidos y para amplificary para amplificar�� Desde el nodo enlaza la cabecera con los nodos primarios a Desde el nodo enlaza la cabecera con los nodos primarios a

través de enlaces primario se tiende un enlace directo de fibra través de enlaces primario se tiende un enlace directo de fibra redundante hacia cada uno de los nodos finales que redundante hacia cada uno de los nodos finales que dependen de éldependen de él

�� Equipamiento de los nodos primariosEquipamiento de los nodos primarios�� Hacia anillos secundarios: Equipos de recepción y transmisión Hacia anillos secundarios: Equipos de recepción y transmisión

HFC (~40 HFC (~40 láseresláseres y ~160 receptores, son 80 nodos finales por y ~160 receptores, son 80 nodos finales por dos caminos distintos)dos caminos distintos)

�� Cabeceras de Cabeceras de cablemódemscablemódems�� RoutersRouters de datosde datos�� Armarios repartidores de fibra, coaxial y paresArmarios repartidores de fibra, coaxial y pares�� Equipo de alimentación y aire acondicionadoEquipo de alimentación y aire acondicionado


Anillo secundario(10000 HP�20 NOTs�5 NS (a veces 6))

Cabecera

Anillo secundario y nodos secundariosAnillo secundario y nodos secundarios

Nodo secundario(2000 HP)


Nodos secundariosNodos secundarios

�� Anillos secundariosAnillos secundarios�� Cada anillo secundario da servicio a 10.000 hogares y cada Cada anillo secundario da servicio a 10.000 hogares y cada

nodo secundario a unos 2.000 hogaresnodo secundario a unos 2.000 hogares

�� Equipamiento de los nodos secundariosEquipamiento de los nodos secundarios�� Son nodos completamente pasivos, se limitan a albergar un Son nodos completamente pasivos, se limitan a albergar un

repartidor de fibra para permitir la conexión directa entre los repartidor de fibra para permitir la conexión directa entre los nodos primarios y cada uno de los nodos finalesnodos primarios y cada uno de los nodos finales

�� Se aprovecha el espacio físico para ubicar un nodo finalSe aprovecha el espacio físico para ubicar un nodo final�� Si hay red superpuesta SDH aquí se empieza a repartir con Si hay red superpuesta SDH aquí se empieza a repartir con

parespares


Nodo terciario (NOT)(500 HP)

Cabecera

Anillo terciario y nodos terciariosAnillo terciario y nodos terciarios


Nodos finalesNodos finales

�� Red terciariaRed terciaria�� Cada anillo terciario cubre unos 2.000 hogares Cada anillo terciario cubre unos 2.000 hogares

aproximadamente y cada nodo final da servicio a unos 500 aproximadamente y cada nodo final da servicio a unos 500 hogareshogares

�� En el nodo final se realiza la conversión En el nodo final se realiza la conversión optoelectrónicaoptoelectrónica y y comienza la distribución por la red de coaxialcomienza la distribución por la red de coaxial

�� El nodo final está unido punto a punto por una fibra óptica de El nodo final está unido punto a punto por una fibra óptica de subida y otra de bajada a un nodo primario por un camino subida y otra de bajada a un nodo primario por un camino redundante redundante

�� Equipamiento del nodo final:Equipamiento del nodo final:�� Dos receptores ópticos para recoger la señal transmitida Dos receptores ópticos para recoger la señal transmitida

desde el nodo primariodesde el nodo primario�� Dos transmisores ópticos para enviar la señal de retornoDos transmisores ópticos para enviar la señal de retorno�� Fuente de alimentaciónFuente de alimentación

�� Del nodo final parten Del nodo final parten cuatro ramas de coaxialcuatro ramas de coaxial , cada una dando , cada una dando servicio a unos 125 HPservicio a unos 125 HP


Nº de Fibras (Configuración típica)Nº de Fibras (Configuración típica)

�� NOT: 8 fibrasNOT: 8 fibras�� 2 fibras para el camino descendente: 1 para el camino 2 fibras para el camino descendente: 1 para el camino

principal y 1 para el de respaldo.principal y 1 para el de respaldo.�� 2 fibras para el camino ascendente: 1 para el camino principal 2 fibras para el camino ascendente: 1 para el camino principal

y 1 para el de respaldo.y 1 para el de respaldo.�� 4 fibras de reserva para posibles migraciones hacia una 4 fibras de reserva para posibles migraciones hacia una

topología con nodos terminales de 125 hogares (en lugar de topología con nodos terminales de 125 hogares (en lugar de 500).500).

�� Anillo secundario: 128 fibras (útiles unas 96)Anillo secundario: 128 fibras (útiles unas 96)�� Algunas no se usanAlgunas no se usan�� Útiles: Para anillos de 6 nodos secundarios: 4 NOT/NS * 4 f/NOT Útiles: Para anillos de 6 nodos secundarios: 4 NOT/NS * 4 f/NOT

* 6NS/anillo = 96 f/anillo* 6NS/anillo = 96 f/anillo


Nodo terciario (NOT)(500 HP)

Cabecera

Red de distribuciónRed de distribución


Canal de retornoCanal de retorno

�� Red de distribuciónRed de distribución�� El canal de retorno es un medio compartido en toda la red El canal de retorno es un medio compartido en toda la red

de distribución (5 de distribución (5 -- 55 55 MzMz))

�� Situado en la banda más baja del espectroSituado en la banda más baja del espectro-- Ruido por interferencias de equipos eléctricosRuido por interferencias de equipos eléctricos-- Acumulación de ruido desde las tomas de abonadoAcumulación de ruido desde las tomas de abonado

�� Red troncalRed troncal�� En el nodo final se suman (no se En el nodo final se suman (no se multiplexanmultiplexan) las señales ) las señales

de las cuatro ramas de coaxial y se envía mediante una de las cuatro ramas de coaxial y se envía mediante una fibra dedicada (con redundancia de caminos) hacia el nodo fibra dedicada (con redundancia de caminos) hacia el nodo primarioprimario

El NOT es un dominio de colisión




�� ArquitecturaArquitectura

�� ServiciosServicios�� IntroducciónIntroducción�� Televisión Televisión

�� TelefoníaTelefonía

�� DatosDatos


Servicios (I)Servicios (I)

�� Servicios portadores de telecomunicaciones por cabl eServicios portadores de telecomunicaciones por cabl e: : son aquellos que proporcionan la capacidad necesaria para la son aquellos que proporcionan la capacidad necesaria para la transmisión de señales entre puntos definidos de terminación transmisión de señales entre puntos definidos de terminación de la red de cable pertenecientes a una misma demarcaciónde la red de cable pertenecientes a una misma demarcación

�� Servicio de valor añadido de telecomunicaciones por Servicio de valor añadido de telecomunicaciones por cablecable : es cualquier tipo de servicio de telecomunicación que, : es cualquier tipo de servicio de telecomunicación que, utilizando las capacidades de transporte y de procesamiento utilizando las capacidades de transporte y de procesamiento de información de una red de telecomunicaciones por cable, es de información de una red de telecomunicaciones por cable, es distinto del servicio telefónico básico, del servicio de difusiódistinto del servicio telefónico básico, del servicio de difusión n de televisión por cable, del servicio de televisión por cable, del servicio télextélex, del servicio , del servicio telegráfico, del servicio portador de alquiler de circuitos y detelegráfico, del servicio portador de alquiler de circuitos y delos servicios de vídeo bajo demanda y vídeo a la cartalos servicios de vídeo bajo demanda y vídeo a la carta


Servicios (II)Servicios (II)

�� Servicios de difusión de televisión por cableServicios de difusión de televisión por cable : son aquellos : son aquellos que consisten en la difusión mediante redes de cable de que consisten en la difusión mediante redes de cable de imágenes no permanentes con su sonido asociado, imágenes no permanentes con su sonido asociado, transmitidas en un solo sentido, codificadas o no, que transmitidas en un solo sentido, codificadas o no, que constituyen una programación prefijada dirigida de forma constituyen una programación prefijada dirigida de forma simultánea a una multiplicidad de usuarios sin posibilidad de simultánea a una multiplicidad de usuarios sin posibilidad de interactuar sobre el serviciointeractuar sobre el servicio

�� Servicio de vídeo bajo demandaServicio de vídeo bajo demanda : es un servicio que consiste : es un servicio que consiste en la distribución de un programa audiovisual en el que el en la distribución de un programa audiovisual en el que el usuario final interactúa con la red para seleccionar el programausuario final interactúa con la red para seleccionar el programadeseado y el momento del suministro.deseado y el momento del suministro.

�� Servicio de vídeo a la cartaServicio de vídeo a la carta : es un servicio que consiste en la : es un servicio que consiste en la difusión de programas audiovisuales en el que el usuario final difusión de programas audiovisuales en el que el usuario final interactúa con la red para acceder al programa deseado, que interactúa con la red para acceder al programa deseado, que le es suministrado en un momento prefijado por la red.(le es suministrado en un momento prefijado por la red.(PPVPPV))


Servicios (III)Servicios (III)

�� Servicios interactivosServicios interactivos : son aquellos servicios de : son aquellos servicios de telecomunicaciones por cable que ofrecen al usuario la telecomunicaciones por cable que ofrecen al usuario la posibilidad de interactuar con los centros de gestión de la red posibilidad de interactuar con los centros de gestión de la red o o del servicio mediante la utilización de un canal de retornodel servicio mediante la utilización de un canal de retorno

�� Servicios de correspondenciaServicios de correspondencia : son aquellos servicios de : son aquellos servicios de telecomunicaciones por cable que ofrecen al usuario la telecomunicaciones por cable que ofrecen al usuario la posibilidad de intercambiar información posibilidad de intercambiar información bidireccionalmentebidireccionalmente con con otros usuarios de la redotros usuarios de la red

�� Servicios multimedia interactivosServicios multimedia interactivos : son servicios de valor : son servicios de valor añadido de telecomunicaciones por cable consistentes en la añadido de telecomunicaciones por cable consistentes en la distribución o intercambio de información bajo la forma de distribución o intercambio de información bajo la forma de imágenes, sonidos, textos, gráficos o combinación de ellos que imágenes, sonidos, textos, gráficos o combinación de ellos que requieren de un canal de retorno para su prestaciónrequieren de un canal de retorno para su prestación


REAL DECRETO 2066/1996, de 13 de septiembreREAL DECRETO 2066/1996, de 13 de septiembreANEXO IANEXO I

REQUISITOS TÉCNICOS DE LAS REDES DE CABLEREQUISITOS TÉCNICOS DE LAS REDES DE CABLE

�� Características de la red.Características de la red.�� Sistema totalmente transparente al tipo de modulación en toda Sistema totalmente transparente al tipo de modulación en toda

la banda de frecuencias y en las dos direcciones, que permita la banda de frecuencias y en las dos direcciones, que permita transmitir/distribuir cualquier tipo de señal y optimizar la transmitir/distribuir cualquier tipo de señal y optimizar la interoperabilidad y la interoperabilidad y la interconectividadinterconectividad..

�� Banda de distribución de frecuencias: 86Banda de distribución de frecuencias: 86--862 862 MHzMHz..�� Banda de radiodifusión sonora en FM: 87,5Banda de radiodifusión sonora en FM: 87,5--108 108 MHzMHz..�� Banda reservada a TV digital: 606Banda reservada a TV digital: 606--862 862 MHzMHz..�� Banda de retorno: 5Banda de retorno: 5--55 55 MHzMHz..�� Cable coaxial: según norma CENELEC EN 50 117Cable coaxial: según norma CENELEC EN 50 117--1.1.�� Fibra óptica: tipo Fibra óptica: tipo monomodomonomodo según las recomendaciones de la según las recomendaciones de la

UITUIT--T.T.�� Nota: el diseño de la red y los elementos pasivos utilizados (inNota: el diseño de la red y los elementos pasivos utilizados (incluidos los cluidos los

medios conductores) deberán hacer posible el funcionamiento de lmedios conductores) deberán hacer posible el funcionamiento de la red, a red, como mínimo, en toda la banda especificada. Los componentes acticomo mínimo, en toda la banda especificada. Los componentes activos, vos, amplificadores y regeneradores, utilizados en la red de acceso damplificadores y regeneradores, utilizados en la red de acceso deberán eberán cubrir, como mínimo, la banda de amplificación 86cubrir, como mínimo, la banda de amplificación 86--750 750 MHzMHz..


RetornoRetorno

5 55 86 108 606 862 MHz

VHFFM

audS1

BANDA

IIIS2 S3

UHF

BANDAS IV y V

47 87,5 108 118 174 230 300 470 862

TV ANALÓGICAFM

aud

TV

DIGITAL

TV

ANALOG

TELEFON.

Y DATOSTV DIGITAL

87,5 118 174 230 470 862606414

TV DIGITAL

¿¿¿TV Analógica???¿¿¿TV Analógica??? TV DigitalTV DigitalFMFM

Canalización y Camino directoCanalización y Camino directo

�� El Reglamento define la distribución de servicios en el canalEl Reglamento define la distribución de servicios en el canal

�� Si no existe un STB (Si no existe un STB (SetSet toptop box) en el domicilio del usuario, box) en el domicilio del usuario, esta distribución debe ser compatible con la canalización esta distribución debe ser compatible con la canalización habitual de la TV analógicahabitual de la TV analógica

�� El espectro disponible se divide en canales de 8 El espectro disponible se divide en canales de 8 MhzMhz, que , que albergarán los distintos serviciosalbergarán los distintos servicios

Comparar conTransparencia

anterior


Métodos de acceso y aplicaciones en el Métodos de acceso y aplicaciones en el canal de retornocanal de retorno

��PollingPolling ((Sondeo/SelecciónSondeo/Selección))�� Servicios InteractivosServicios Interactivos (Vídeo bajo demanda, (Vídeo bajo demanda,

vídeo a la carta)vídeo a la carta)-- Sin requisitos exigentes de tiempoSin requisitos exigentes de tiempo-- Almacenamiento y reenvío (STB)Almacenamiento y reenvío (STB)

��Acceso múltipleAcceso múltiple�� ModemModem de cable de cable (IP de banda ancha)(IP de banda ancha)

-- Tráfico asimétrico a ráfagasTráfico asimétrico a ráfagas-- Asignación de capacidad dinámicaAsignación de capacidad dinámica-- DOCSIS, DAVIC...DOCSIS, DAVIC...

�� TelefoníaTelefonía (Voz y datos)(Voz y datos)-- Tráfico simétrico con requisitos de tiempoTráfico simétrico con requisitos de tiempo-- Alimentación desde la líneaAlimentación desde la línea-- Par desde casa al NIU (Par desde casa al NIU (NetworkNetwork InterfaceInterface UnitUnit) o superpuesta) o superpuesta




�� ArquitecturaArquitectura

�� ServiciosServicios

�� Televisión: Analógica y DigitalTelevisión: Analógica y Digital�� TelefoníaTelefonía

�� DatosDatos


La señal de televisiónLa señal de televisión

�� La señal de televisión está formada por la superposición de La señal de televisión está formada por la superposición de tres señalestres señales

�� Las señales de TV se Las señales de TV se multiplexanmultiplexan en canales de 8MHz (PAL) a en canales de 8MHz (PAL) a lo largo de un canal que puede alcanzar hasta los 860 lo largo de un canal que puede alcanzar hasta los 860 MHzMHz

Luminancia

Crominancia

Audio

8 Mhz (PAL) – 6 Mhz (NTSC)

Modulaciones empleadas:

-Luminancia: AM-BLV-Crominancia: cuadratura-Audio: FM

8 Mhz 8 Mhz 8 Mhz 8 Mhz

El resultado es una señal:

-de ancho de banda muy elevado-multiportadora

El resultado es una señal:El resultado es una señal:

--de ancho de banda muy elevadode ancho de banda muy elevado--multiportadoramultiportadora


Servicios de TV interactivaServicios de TV interactiva

Programación codificada

Set-Top

MUX

Servidor aplicaciones

TV

VHS

Transporte

Cabecera

- Servidor de aplicaciones

- Codificador

- Multiplexor

Red

- Transporte

Usuario

- Decodificador- Entorno de ejecución- Canal de retorno


TV digital: MPEG TV digital: MPEG -- 22

�� MPEG VídeoMPEG Vídeo : Compresión con pérdidas: Compresión con pérdidas�� Redundancia espacial: JPEGRedundancia espacial: JPEG�� Redundancia temporal:Redundancia temporal:

-- cuadros intra, cuadros intra, predictivospredictivos y y bidireccionalesbidireccionales

�� Codificación variable: Codificación variable: -- VHS VHS ⇒⇒ 1,5 Mb/s, PAL 1,5 Mb/s, PAL ⇒⇒ 4 a 8 Mb/s, 4:2:2 4 a 8 Mb/s, 4:2:2 ⇒⇒ 16 Mb/s16 Mb/s

�� MPEG AudioMPEG Audio�� Calidad CD:Calidad CD:

-- 2 canales, 44.100 muestras por canal, 16 bits por muestra2 canales, 44.100 muestras por canal, 16 bits por muestra-- 1.536.000 bits/segundo1.536.000 bits/segundo

�� MPEG: sistema MPEG: sistema MusicamMusicam-- Se eliminan las frecuencias adyacentes más débilesSe eliminan las frecuencias adyacentes más débiles-- Resultado: ~ 200 Resultado: ~ 200 kbkb/segundo/segundo


MPEGMPEG--22Torre de protocolosTorre de protocolos


B B P B B P B BI I

GOP

M = 3 N = 15

MPEG MPEG -- 22

�� MPEG VídeoMPEG Vídeo : Compresión con pérdidas: Compresión con pérdidas

�� Redundancia espacial: JPEGRedundancia espacial: JPEG

�� Redundancia temporal:Redundancia temporal:–– Cuadros intra, Cuadros intra, predictivospredictivos y y bidireccionalesbidireccionales


MPEGMPEG--22Eliminación de redundancia espacial y temporalEliminación de redundancia espacial y temporal

Luminancia (Y), Luminancia (Y), CrominanciaCrominancia (U,V)(U,V)

8X8Pixels8X8Pixels


MPEGMPEG--22Cuadros I, P y BCuadros I, P y B

El cuadro del que sale la flecha utiliza los cuadros a los que lEl cuadro del que sale la flecha utiliza los cuadros a los que llegalega


MPEGMPEG--22Ordenando los cuadros para la decodificaciónOrdenando los cuadros para la decodificación

0 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 31


MPEGMPEG--22Creando flujos elementalesCreando flujos elementales

ImagenImagen

FilaFila

SecuenciaSecuenciaNGOPNGOP

Ahora habrá que coger este flujo elemental y convertirlo en algoAhora habrá que coger este flujo elemental y convertirlo en algoque se pueda transmitir y decodificar en el otro ladoque se pueda transmitir y decodificar en el otro lado

Multiplexor MPEGMultiplexor MPEG

ES

Block=8x8Block=8x8 pixelspixelsI/P/BI/P/B

MacroBlock=4xBlockMacroBlock=4xBlock

Slice=NMacroblockSlice=NMacroblock


MPEGMPEG--22Empaquetando flujos elementales (PES)Empaquetando flujos elementales (PES)

Presentation time stampDecode time stamp

1 flujo elementalUn programa serán varios flujos


MPEGMPEG--22Creando el flujo de transporte (Creando el flujo de transporte ( TransportTransport StreamStream ))

Identificador de PES

PES (PID)


MPEGMPEG--22PSI (Información sobre los programas)PSI (Información sobre los programas)

CATNIT

PMT

NITNIT

PRCPRC

PRCPRC

VideoVideo

VideoVideoPMT (P1)PMT (P1)

PAT

PATPAT

Transparencia anterior, transporte de un PES


MPEG MPEG -- 22

�� MPEG VídeoMPEG Vídeo�� CaracterCaracteríísticas:sticas:

-- AsimAsiméétricotrico-- Complejidad ediciComplejidad edicióón de vn de víídeodeo-- ““RetardoRetardo”” decodificacidecodificacióónn-- Velocidad variable en funciVelocidad variable en funcióón de la calidad deseadan de la calidad deseada

�� Flexibilidad en el proceso de compresión:Flexibilidad en el proceso de compresión:-- Niveles: Resolución de imagenNiveles: Resolución de imagen-- Perfiles: Calidad de codificaciónPerfiles: Calidad de codificación

–– VHS VHS ⇒⇒ 1,5 Mb/s1,5 Mb/s–– PAL PAL ⇒⇒ 4 a 8 Mb/s4 a 8 Mb/s–– 4:2:2 4:2:2 ⇒⇒ 16 Mb/s16 Mb/s


PESPES

ProgramProgram StreamStream TransportTransport StreamStream

VídeoAudioDatos

HD, CD Red

– Almacenamiento– Base de tiempos única

– Transmisión– Varias bases de tiempo

VídeoVídeo

AudioAudio

DatosDatos

VídeoVídeo

AudioAudio

DatosDatos

VídeoVídeo

AudioAudio

DatosDatos

MPEG SistemaMPEG Sistema

�� Define dos niveles de Define dos niveles de multiplexiónmultiplexión


PES / PSI

188 octetos (4 x 47)

Cabecera

Sync Error Ind PayloadStart ind

Scrambling control

Priority PID Adaptationfield ctrl

Countcounter

Adapt field

8 1 1 2 1 13 2 4

Trama de transporteTrama de transporte

�� Tablas de información de programaTablas de información de programa

�� PAT: PAT: ProgramProgram AssociationAssociation TableTable (PID = 0)(PID = 0)�� PMT: PMT: ProgramProgram MapMap TableTable

�� CAT: CAT: ConditionalConditional Access Access TableTable

�� NIT: NIT: NetworkNetwork InformationInformation TableTable (opcional)(opcional)


DVBDVB

�� Consorcio europeo (operadores y fabricantes) para acordar una Consorcio europeo (operadores y fabricantes) para acordar una norma común de TV digitalnorma común de TV digital

�� DVB resuelve los aspectos de transmisiónDVB resuelve los aspectos de transmisión-- DVBDVB--S: QPSK con FEC (34 S: QPSK con FEC (34 MbMb/s)/s)-- DVBDVB--C: 64QAM sin FEC (40 C: 64QAM sin FEC (40 MbMb/s)/s)-- DVBDVB--T: OFDM (30 T: OFDM (30 MbMb/s)/s)

�� Define estándares para enviar información adicionalDefine estándares para enviar información adicional-- BATBAT: Bouquet : Bouquet AssociationAssociation TableTable-- SDT: SDT: ServiceService DescriptionDescription TableTable-- EIT: EIT: EventEvent InformationInformation TableTable-- RST: RST: RunningRunning InformationInformation TableTable-- TDT: Time TDT: Time andand Data Data TableTable

�� Define el canal de retorno para distintos medios de transmisión:Define el canal de retorno para distintos medios de transmisión: DVBDVB--RCRC


Acceso condicionalAcceso condicional

�� Los Los programasprogramas se se encriptanencriptan con un algoritmo definido por DVB. con un algoritmo definido por DVB. Las claves cambian cada diez segundosLas claves cambian cada diez segundos

�� Las claves se envían codificadas con un algoritmo exclusivo Las claves se envían codificadas con un algoritmo exclusivo del operadordel operador

�� Compatibilidad entre operadoresCompatibilidad entre operadores�� SimulcryptSimulcrypt (Canal Satélite)(Canal Satélite)

-- Algoritmo empotrado en el STBAlgoritmo empotrado en el STB

-- Otros operadores necesitan conocer el algoritmo utilizadoOtros operadores necesitan conocer el algoritmo utilizado

�� MulticryptMulticrypt-- Algoritmo residente en una tarjeta Algoritmo residente en una tarjeta insertableinsertable

-- Otros operadores pueden insertar su tarjetaOtros operadores pueden insertar su tarjeta


Servicios interactivosServicios interactivos

�� Se ofrecen servicios básicos, sin que exista experiencia Se ofrecen servicios básicos, sin que exista experiencia acerca de lo que demandará el usuarioacerca de lo que demandará el usuario

�� La ‘interactividad’ de las aplicaciones varía desde la La ‘interactividad’ de las aplicaciones varía desde la ejecución local de un programa hasta la navegación por el ejecución local de un programa hasta la navegación por el webweb

�� EPG: Guía de Programación Electrónica, gracias a la EPG: Guía de Programación Electrónica, gracias a la estructura PSI, descrita en DVBestructura PSI, descrita en DVB--SI, (p.e. canal mosaico)SI, (p.e. canal mosaico)

�� Revistas electrónicas: información general, Revistas electrónicas: información general, meteometeo, etc., etc.�� Correo electrónicoCorreo electrónico�� Acceso WebAcceso Web�� Aplicaciones de comercio electrónicoAplicaciones de comercio electrónico�� Integración con contenidos audiovisualesIntegración con contenidos audiovisuales


Equipos (V)Equipos (V)SetSet TopTop BoxBox

Set Top Box

Red de CableTV

Teclado/ RatónRTC


Equipos (VI)Equipos (VI)SetSet TopTop BoxBox

�� Concebido para el servicio de TVConcebido para el servicio de TV

�� Utiliza un canal de retorno Utiliza un canal de retorno viavia RTC para ofrecer RTC para ofrecer interactividadinteractividad

�� Aprovecha el propio monitor de TV para Aprovecha el propio monitor de TV para presentacionpresentacion de de datosdatos


Plataformas de serviciosPlataformas de servicios

�� OpenTVOpenTV�� Solución propietariaSolución propietaria�� Tecnología orientada a operadores satélite: Tecnología orientada a operadores satélite: pushpush sin canal de sin canal de

retornoretorno�� No hay integración con el mundo IPNo hay integración con el mundo IP

�� LiberateLiberate�� Uso estándares: HTML, Uso estándares: HTML, JavaScriptJavaScript�� Tecnología Tecnología pullpull

�� Microsoft TVMicrosoft TV�� Evolución del servicio de Evolución del servicio de WebTVWebTV�� Uso estándares: HTML, Uso estándares: HTML, JavaScriptJavaScript�� Tecnología Tecnología pullpull�� SO Windows CESO Windows CE


Ejemplo plataforma: Ejemplo plataforma: OpenTVOpenTV

DB OpenStreamer

MUX

TV

CA

SO OpenTV

Servidor modems

Servidor de

transacciones

SMS

SDKOpenAuthor


OpenTVOpenTV WebWeb

DB OpenStreamer

MUX

TV

CA

SO OpenTV

Servidor modems

Servidor

Internet



�� IntroducciónIntroducción�� ArquitecturaArquitectura�� ServiciosServicios

�� TelevisiónTelevisión

�� Telefonía:Telefonía:--Conmutación de Circuitos:Conmutación de Circuitos:

–– SuperpuestaSuperpuesta–– IntegradaIntegrada

--VoIPVoIP�� DatosDatos


Red de transporte SDHRed de transporte SDH

�� La red HFC transporta los servicios de distribución de TV (analóLa red HFC transporta los servicios de distribución de TV (analógica gica y digital) y el acceso al servicio IP a través de módems de cably digital) y el acceso al servicio IP a través de módems de cablee

�� SuperpuestaSuperpuesta a esta red se tiende otra que proporciona los servicios a esta red se tiende otra que proporciona los servicios de voz y circuitos dedicados:de voz y circuitos dedicados:

�� Troncal: SDHTroncal: SDH

�� Distribución: pares de hilosDistribución: pares de hilos�� Redes superpuestas vs. Redes integradasRedes superpuestas vs. Redes integradas

-- Mayor capacidad de transmisiónMayor capacidad de transmisión

-- Facilidad de gestión, flexibilidad y fiabilidadFacilidad de gestión, flexibilidad y fiabilidad

-- Coste elevado en equipos y paresCoste elevado en equipos y pares

-- Requiere canalizaciones de mayor tamaño: mayor costeRequiere canalizaciones de mayor tamaño: mayor coste

-- El terminal de usuario no requiere alimentación localEl terminal de usuario no requiere alimentación local

-- Falta de experiencia con las redes integradasFalta de experiencia con las redes integradas


Red transporte SDH

(fibra)

Cabecera(central de conmutación)


Nodo secundario(20.000 HP)

Red transporte SDH

- topología en anillo- fibra óptica Red de distribución

- topología en estrella- pares de hilos, coax o fibra


�� Las dos redes sólo comparten el cableado de fibra, Las dos redes sólo comparten el cableado de fibra, canalizaciones y el espacio físico de los nodos que canalizaciones y el espacio físico de los nodos que albergan equiposalbergan equipos


VC-4

VC-3

VC-11

VC-12

VC-2

VC-3

AU-4

AU-3

TU-3

TU-2

TU-12

TU-11

STM-N

xN

x3

x7

TUG-3

TUG-2

x1

x1

x7

x3

x4

Correspondencia

Multiplexión

Procesamiento del puntero

Alineación

C-11 T1

C-12 E1

C-2 T2

C-3E3

T3

C-4E4

T4

Las cargas se Las cargas se mapeanmapean en en contenedores virtuales del contenedores virtuales del orden correspondienteorden correspondiente

Los contenedores virtuales Los contenedores virtuales de orden bajo se alinean a de orden bajo se alinean a las unidades tributariaslas unidades tributarias

Las unidades tributarias se Las unidades tributarias se multiplexanmultiplexan para formar para formar grupos de unidades grupos de unidades tributariastributarias

Los grupos de unidades Los grupos de unidades tributarias se tributarias se multiplexanmultiplexan y y forman contenedores forman contenedores virtuales de orden altovirtuales de orden alto

Los contenedores virtuales Los contenedores virtuales de orden alto se alinean de orden alto se alinean sobre unidades sobre unidades administrativasadministrativas

AUG

x1

x3

Las unidades Las unidades administrativas se administrativas se multiplexanmultiplexan y forman y forman grupos de unidades grupos de unidades administrativasadministrativas

Grupos de unidades Grupos de unidades administrativas se administrativas se multiplexanmultiplexan para formar para formar STM de cualquier ordenSTM de cualquier orden

Introducción a SDHIntroducción a SDH



�� Anillos primariosAnillos primarios�� Los nodos primarios se unen con la central de conmutación a Los nodos primarios se unen con la central de conmutación a

través de un anillo SDH de nivel STMtravés de un anillo SDH de nivel STM--4 o STM4 o STM--1616�� Los equipos de cabecera de los Los equipos de cabecera de los cablemódemscablemódems y los y los routersrouters de de

datos se unen a los equipos de la cabecera del operador a datos se unen a los equipos de la cabecera del operador a través de circuitos sobre esta red de transportetravés de circuitos sobre esta red de transporte

�� Nodos primariosNodos primarios�� Desde cada nodo primario parten varios anillos SDH Desde cada nodo primario parten varios anillos SDH

secundarios de un nivel inferior (STMsecundarios de un nivel inferior (STM--4 o STM4 o STM--1)1)�� En cada nodo primario hay que situar el ADM del anillo En cada nodo primario hay que situar el ADM del anillo

primario y tantos primario y tantos ADMsADMs de nivel inferior como anillos de nivel inferior como anillos secundarios partan del mismosecundarios partan del mismo

�� Nodos secundariosNodos secundarios�� Albergan un ADM de nivel inferior y los multiplexores desde Albergan un ADM de nivel inferior y los multiplexores desde

donde se sirve a los clientes con pares del servicio de voz y donde se sirve a los clientes con pares del servicio de voz y datosdatos



�� IntroducciónIntroducción�� ArquitecturaArquitectura�� ServiciosServicios

�� TelevisiónTelevisión�� TelefoníaTelefonía

�� Datos:Datos:--Superpuesta (Superpuesta ( ModemModem B.VB.V.,.,xDSLxDSL ))--ModemModem de Cablede Cable


Servicio IP de Banda AnchaServicio IP de Banda AnchaMódem de CableMódem de Cable

�� IP Sobre Redes de CableIP Sobre Redes de Cable

�� NormalizaciónNormalización

�� La norma DOCSISLa norma DOCSIS

�� EquiposEquipos

�� EjemplosEjemplos


CableRouter(nodo primario)

Cablemódem

FirewallDNSE-mailWebetc.

IP privadas

IP públicasMAC / IP

Internet

IP sobre redes de cable (I)IP sobre redes de cable (I)

�� La red de cable es una La red de cable es una LANLAN de varios kilómetros de longitud de varios kilómetros de longitud sobre la que se monta una Intranetsobre la que se monta una Intranet

�� El El CableModemCableModem ofrece una interfaz ofrece una interfaz EthernetEthernet al usuarioal usuario


IP sobre redes de cable (II) IP sobre redes de cable (II) Equipo de cabeceraEquipo de cabecera

�� El El CableRouterCableRouter o Cabecera de o Cabecera de CableModemCableModem�� Encaminamiento IPEncaminamiento IP�� CifradoCifrado�� FECFEC�� Gestión del espectro RF:Gestión del espectro RF:

-- SNRSNR-- Garantía Garantía QoSQoS

�� Agente Agente proxyproxy SNMPSNMP

�� El número de El número de cablemódemscablemódems servidos por cada servidos por cada cableroutercablerouterinfluye sobre la calidad del servicioinfluye sobre la calidad del servicio


IP sobre redes de cable (III) IP sobre redes de cable (III) Equipo de usuarioEquipo de usuario

�� El El CableModemCableModem�� Modulación y Modulación y demodulacióndemodulación�� Interfaz entre red HFC y Interfaz entre red HFC y EthernetEthernet�� HubHub�� BridgeBridge�� Monitorización RFMonitorización RF�� CifradoCifrado�� FECFEC�� Agente SNMP (si IP)Agente SNMP (si IP)

�� Puede ser externo o internoPuede ser externo o interno


IP sobre redes de cable (IV)IP sobre redes de cable (IV)Nivel físicoNivel físico

�� Distribución asimétrica de la capacidadDistribución asimétrica de la capacidad

�� Canal de bajada: Canal de bajada: Canal de subida:Canal de subida:-- 8 8 MHzMHz 500 500 KHzKHz ((También mayores ver siguiente diapositiva)También mayores ver siguiente diapositiva)

-- Modulación 64QAMModulación 64QAM Modulación QPSK Modulación QPSK (y más eficientes (y más eficientes ver siguiente diapositiva)ver siguiente diapositiva)

-- 40 40 MbMb/s/s 1 1 MbMb/s /s ((También mayores ver siguiente diapositiva)También mayores ver siguiente diapositiva)

�� El El CableRouterCableRouter determina el canal de subida y bajada que utiliza cada determina el canal de subida y bajada que utiliza cada CableMódemCableMódem

�� Eliminación de ruido e interferenciasEliminación de ruido e interferencias

�� Discriminación de la calidad de servicio ofrecida a cada usuarioDiscriminación de la calidad de servicio ofrecida a cada usuario�� Mejora del sistemaMejora del sistema

�� Asignación de un mayor número de canalesAsignación de un mayor número de canales

�� Modulaciones con mayor eficiencia espectral (256QAM y 16QAM)Modulaciones con mayor eficiencia espectral (256QAM y 16QAM)


256QAM256QAM8 b/8 b/SimbSimb

IP sobre redes de cable (V)IP sobre redes de cable (V)Velocidades en el nivel físicoVelocidades en el nivel físico

ModulaciónModulación CanalCanal ABAB MS/sMS/s MbMb/s/s MbMb/s usuario/s usuario

DownDown 6 6 MHzMHz 5,365,36 42,8842,88 ~ 38~ 38

DownDown 8 8 MHzMHz 7,157,15 57,257,2 ~ 57~ 57

DownDown 6 6 MHzMHz 5,0575,057 30,3430,34 ~ 27~ 27

DownDown 8 8 MHzMHz 6,746,74 40,4440,44 ~ 36~ 36

UpUp 1,6 1,6 MhzMhz 1,281,28 5,125,12 ~ 4,6~ 4,6

UpUp 3,2 3,2 MhzMhz 2,562,56 10,2410,24 ~ 9~ 9

UpUp 1,6 1,6 MhzMhz 1,281,28 2,562,56 ~ 2,3~ 2,3

UpUp 3,2 3,2 MhzMhz 2,562,56 5,125,12 ~ 4,6~ 4,6



QPSKQPSK2 b/2 b/SimbSimb


CableRouter

6 MHz - 27 Mbps Broadcast

3,2 MHz - 5 Mbps

CableRouterCablemódem

IP sobre redes de cable (VI)IP sobre redes de cable (VI)Nivel de enlaceNivel de enlace

�� El usuario ve una interfaz El usuario ve una interfaz EthernetEthernet que lo comunica con el que lo comunica con el CableRouterCableRouter

�� ¿Cómo es la comunicación entre el ¿Cómo es la comunicación entre el CableRouterCableRouter y el y el CableMódemCableMódem??


IP sobre redes de cable (VII)IP sobre redes de cable (VII)Nivel de enlaceNivel de enlace

�� Acceso al medio en el Acceso al medio en el canal de subidacanal de subida ::�� Mecanismos de reserva: Mecanismos de reserva: TokenToken bus, bus, TokenToken RingRing, TDMA, , TDMA,

etc.etc.

�� Mecanismos de contienda: Mecanismos de contienda: AlohaAloha, S, S--AlohaAloha, CSMA, CSMA--CD, etcCD, etc

�� La existencia de un elevado número de usuarios compartiendo La existencia de un elevado número de usuarios compartiendo el canal favorece el uso de el canal favorece el uso de mecanismos de reservamecanismos de reserva

�� Las grandes distancias propias de las redes de cable dificultan Las grandes distancias propias de las redes de cable dificultan la implantación de mecanismos de contiendala implantación de mecanismos de contienda

�� a: Relación entre retardo de propagación y longitud media a: Relación entre retardo de propagación y longitud media de los paquetesde los paquetes

�� a >> 1a >> 1Longitud del paquete/Longitud del paquete/RbRb de transmisiónde transmisión≥≥2Tiempo de propagaci2Tiempo de propagacióónn




Internet 1. Inicialización

del

CableMódem

IP sobre redes de cable (VIII)IP sobre redes de cable (VIII)Fases de la comunicaciónFases de la comunicación

�� Inicialización del Inicialización del CableMódemCableMódem::�� AutodiagnósticoAutodiagnóstico Búsqueda RF DSBúsqueda RF DS Ecualización del Ecualización del

canalcanal�� Captura RF USCaptura RF US Cálculo retardoCálculo retardo Ajuste niveles de señalAjuste niveles de señal�� Obtención TimeObtención Time--stampstamp Obtención dir. IP si procedeObtención dir. IP si procede




Internet1. Inicialización

del

CableMódem2. Identificación

del abonado

IP sobre redes de cable (IX)IP sobre redes de cable (IX)Fases de la comunicaciónFases de la comunicación

�� Identificación del abonado:Identificación del abonado:

�� Autenticación, Datos facturación, Asignación recursos US y DSAutenticación, Datos facturación, Asignación recursos US y DS

�� Asignación parámetros de cifradoAsignación parámetros de cifrado




Internet

1. Inicialización

del

CableMódem

2. Identificación

del abonado 3. Configuración CPE

IP sobre redes de cable (X)IP sobre redes de cable (X)Fases de la comunicaciónFases de la comunicación

�� Configuración CPE:Configuración CPE:

�� Asignación parámetros de red (IP, DNS, Asignación parámetros de red (IP, DNS, RouterRouter, etc.), etc.)

�� Actualización software (Ej. STB)Actualización software (Ej. STB)


PROCESADOR

MODULADOR QPSK

Cifrado / descifrado de datos

Controlador Ethernet

10BASE-T

PROTOCOLO MAC

DEMODULADOR 64 QAM

INTERFAZ RF

Paquetes MAC

PC

HFC

Paquetes MAC

Paq Eth.

5 - 55 MHz

86 - 862 MHz

6 MHz64QAM

0,5 MHz / QPSK< 40 Mbps

< 1 Mbps

IP sobre redes de cable (y XI)IP sobre redes de cable (y XI)Comunicación PC Comunicación PC -- CableRouterCableRouter

�� Diagrama de bloques del Diagrama de bloques del CableMódemCableMódem


ModemModem ModemModemDistancia ilimitada (50Kbps)

Max 1 Km (10-100 Mbps)

PCPC PCPC PCPC PCPC PCPC PCPC PCPC PCPC

Ethernet Coaxial

Par Hilos

CMTSCMTS

CMCM CMCM CMCM CMCM CMCM CMCM

CMCM CMCM CMCM CMCM CMCM CMCMCoaxial

p.e. 50 Km (3-50 Mbps)

Uno-Uno

Todos-Todos

Uno-Todos

Normalización (I)Normalización (I)Posibilidades de comunicaciónPosibilidades de comunicación


Normalización (II)Normalización (II)

�� 1ª generación 1ª generación CMsCMs�� Sistemas propietarios => 1 fabricante por operadora Sistemas propietarios => 1 fabricante por operadora

(primeros sistemas COM21)(primeros sistemas COM21)

�� 2ª generación 2ª generación CMsCMs (1997)(1997)�� norma DAVIC/DVBnorma DAVIC/DVB

�� norma DOCSISnorma DOCSIS

�� norma IEEE 802.14norma IEEE 802.14


Normalización (III)Normalización (III)DVB/DAVIC (DVB/RCC o ETS 300 800)DVB/DAVIC (DVB/RCC o ETS 300 800)

�� Europeo (8 Europeo (8 MhzMhz))

�� Pocos fabricantesPocos fabricantes

�� En contienda con En contienda con EuroDOCSISEuroDOCSIS

�� Basado en tamaño fijo de ráfaga ascendente (ATM)Basado en tamaño fijo de ráfaga ascendente (ATM)

�� Permite distintas Permite distintas QoSQoS

�� Inicialmente sin sistemas de seguridad (Inicialmente sin sistemas de seguridad (despuesdespues en v1.4 en v1.4 como opción)como opción)

�� Internos, Externos y Internos, Externos y SetSet TopTop BoxesBoxes

�� Se distinguen DVB in Se distinguen DVB in bandband y DVB out y DVB out ofof bandband


Normalización (IV)Normalización (IV)MCNS/DOCSISMCNS/DOCSIS

�� AmericanoAmericano�� Proviene de consorcio de operadoras americanas MCSN Proviene de consorcio de operadoras americanas MCSN

(Multimedia Cable (Multimedia Cable NetworkNetwork SystemSystem): ): ComcastComcast, , CoxCox, TCI, , TCI, Time Time WarnerWarner, Continental (, Continental (MediaOneMediaOne), ), RogersRogers Cable y Cable y CableLabsCableLabs

�� CableLabsCableLabs es la certificadora DOCSIS es la certificadora DOCSIS �� Inicialmente no soportaba Inicialmente no soportaba QoSQoS requerida para telefonía requerida para telefonía

((VoIPVoIP) pero fue añadida en v1.1) pero fue añadida en v1.1�� Inicialmente solo Inicialmente solo CMsCMs Externos con interfaz Externos con interfaz EthernetEthernet. .

DespuesDespues también con USB e Internos.también con USB e Internos.�� EuroDOCSIS=MCNSEuroDOCSIS=MCNS/DOCSIS a excepción de capa física /DOCSIS a excepción de capa física

(compatible con DVB)(compatible con DVB)


Normalización (y V)Normalización (y V)IEEE 802.14IEEE 802.14

�� IEEE llegó el últimoIEEE llegó el último

�� Intenta ser la norma del futuroIntenta ser la norma del futuro

�� IEEE trabaja con IEEE trabaja con BroadcomBroadcom y y TerayonTerayon para conseguir 30 para conseguir 30 MbpsMbps ascendentes (DOCSIS v1.2?)ascendentes (DOCSIS v1.2?)


Norma DOCSIS(I)Norma DOCSIS(I)Torre OSITorre OSI

LLC

LS

MAC

TDM (MPEG)

42(65)-850 MHz

64/256-QAM

ITU-T J.83 Anexo B(A)

TDMA

5-42 (65) MHz

QPSK/16-QAM

DescendenteAscendente

Física

IEEE 802.2Enlace

IPRed

TCP/UDPTransporte Mensajes de Control

DOCSIS

AplicacionesResto Capas

(Euro)DOCSISOSI


Norma DOCSIS(II)Norma DOCSIS(II)Tipos de serviciosTipos de servicios

�� UnsolicitedUnsolicited GrantsGrants�� Asignación periódica de Asignación periódica de grantsgrants de tamaño constantede tamaño constante�� El retardo y El retardo y jitterjitter de la aplicación es fácilmente de la aplicación es fácilmente

controlablecontrolable�� Aplicación: servicio CBR (Aplicación: servicio CBR (ej.ej.: voz, vídeo): voz, vídeo)

�� Real Time Real Time PollingPolling�� El El cableroutercablerouter reserva reserva minislotsminislots para el módem y le para el módem y le

sondeasondea�� El El cableroutercablerouter reasigna estos reasigna estos minislotsminislots a otros módems a otros módems

cuando no son utilizadoscuando no son utilizados�� Aplicación: servicio VBR (Aplicación: servicio VBR (ej.ej.: voz con supresión de : voz con supresión de

silencios)silencios)


Norma DOCSIS(III)Norma DOCSIS(III)Tipos de serviciosTipos de servicios

�� CommittedCommitted InformationInformation RateRate

�� El módem debe competir por el canal cada vez que El módem debe competir por el canal cada vez que transmite un transmite un datagramadatagrama

�� Se garantiza un ancho de banda mínimo, aunque no el Se garantiza un ancho de banda mínimo, aunque no el retardoretardo

�� TieredTiered BestBest EffortEffort

�� Flujos sin requisitos de retardo, Flujos sin requisitos de retardo, jitterjitter o ancho de bandao ancho de banda

�� Mecanismo de prioridades con 8 nivelesMecanismo de prioridades con 8 niveles


Norma DOCSIS(IV)Norma DOCSIS(IV)Capa física en el canal descendenteCapa física en el canal descendente

64-QAM (6 b/simbolo)

256-QAM (8 b/simbolo) (más

rápido y más sensible ruido)

Modulación

8 MHz6 MHzCanal

65-850 MHz42-850 MHzBanda

UEUSACanal

Descendente

55.2 Mbps41.4 Mbps8 MHz (UE)

6.9 Msim/s

41.6 Mbps31.2 Mbps6 MHz (USA)

5.2 Msim/s

256-QAM64-QAMVel. Transm.


Norma DOCSIS(V)Norma DOCSIS(V)Capa física en el canal ascendenteCapa física en el canal ascendente

p.e. 2 MHz para QPSK a 3MbpsCanal

De 320Kbps a 10 MbpsVel Transmisión

QPSK (2 b/simbolo)16-QAM (4 b/simbolo) (más capacidad pero más sensible ruido)

Modulación

5-65 MHz5-42 MHzBanda

UEUSACanal Ascendente

¿Cómo se consiguen 10Mbps?¿Qué canal? ¿Qué modulación?


Norma DOCSIS(VI)Norma DOCSIS(VI)Nivel de enlaceNivel de enlace

�� DOCSIS: Data DOCSIS: Data OverOver Cable Cable ServicesServices InterfaceInterface SpecificationSpecification�� norma desarrollado por el consorcio MCNS, formado por norma desarrollado por el consorcio MCNS, formado por

empresas como CISCO, empresas como CISCO, ComcastComcast, , CoxCox, TCI y Time , TCI y Time WarnerWarner�� DOCSIS 1.0DOCSIS 1.0

�� No garantiza calidades de servicio a nivel 2No garantiza calidades de servicio a nivel 2�� DOCSIS 1.1DOCSIS 1.1

�� Garantiza Garantiza QoSQoS a nivel 2 para cada sesión que se establezca a nivel 2 para cada sesión que se establezca desde cada terminaldesde cada terminal

�� DOCSIS 2.0DOCSIS 2.0�� norma de Julio 2003norma de Julio 2003

�� EuroDOCSISEuroDOCSIS�� Canalización de 8 Canalización de 8 MHzMHz y canal de retorno en 5y canal de retorno en 5--65 65 MHzMHz�� DVB in DVB in bandband en canal descendenteen canal descendente


Carga MPEGCabecera MPEGSync

Norma DOCSIS(VII)Norma DOCSIS(VII)Capa EnlaceCapa Enlace

�� Trama DescendenteTrama Descendente

�� Tramado Tramado especespec. MPEG . MPEG ––TS (transport stream) =204 TS (transport stream) =204 bytes con codificación Reedbytes con codificación Reed--Solomon donde hay: 1 byte Solomon donde hay: 1 byte sincronismo (Sync) + 187 octetos MPEG sincronismo (Sync) + 187 octetos MPEG (cabecera+carga)(cabecera+carga)

�� Algunas normas permiten varios formatos de datos en Algunas normas permiten varios formatos de datos en carga MPEG (para DVB/DAVIC: carga MPEG (para DVB/DAVIC: celulascelulas ATM)ATM)

�� Datos dirigidos a 1, varios o todos Datos dirigidos a 1, varios o todos CMsCMs


Norma DOCSIS1.1(VIII)Norma DOCSIS1.1(VIII)Capa Enlace, canal descendenteCapa Enlace, canal descendente

Datagrama IP

Clasificador

WRR

Scheduler

Colas de servicios

Downstream


Carga ATMCabecera ATMUnique Word16 bits

Gap

• Slots para reserva• Slots asignados (Grants)• Slots para mantenimiento (Ranging)

Norma DOCSIS(IX)Norma DOCSIS(IX)Capa EnlaceCapa Enlace

�� Trama Ascendente (Ráfaga de un CM)Trama Ascendente (Ráfaga de un CM)

�� Longitud de RáfagaLongitud de Ráfaga-- DVB/DAVIC: fija (1 célula ATM por ráfaga)DVB/DAVIC: fija (1 célula ATM por ráfaga)

-- DOCSIS: variableDOCSIS: variable

�� UniqueUnique Word Word -- Dispara el Dispara el demoduladordemodulador del CMTSdel CMTS

-- Proporciona Proporciona resincronizaciónresincronización para cada ráfagapara cada ráfaga

�� Corrección de Errores: Algoritmo Corrección de Errores: Algoritmo ReedReed--SolomonSolomon


Norma DOCSIS(X)Norma DOCSIS(X)Capa Enlace, canal ascendenteCapa Enlace, canal ascendente

�� Cada CM transmite ráfagas en Cada CM transmite ráfagas en slotsslots de tiempode tiempo�� 3 tipos de 3 tipos de SlotsSlots

�� ReservadoReservado ((ReservedReserved slotslot))–– Dedicado a un único CM, ningún otro CM puede transmitir en este Dedicado a un único CM, ningún otro CM puede transmitir en este slotslot–– CMTS asigna CMTS asigna slotsslots--CMsCMs mediante algoritmo (especifico de fabricante)mediante algoritmo (especifico de fabricante)–– Para transmisiones largasPara transmisiones largas

�� De De ContiendaContienda ((ContentionContention slotslot))–– Cualquier CM puede transmitir en este Cualquier CM puede transmitir en este slotslot–– Se usa TDMA. CMTS detecta colisión => señaliza convenientemente Se usa TDMA. CMTS detecta colisión => señaliza convenientemente y y CMsCMs

retransmiten con retardo aleatorio.retransmiten con retardo aleatorio.

�� De De AlcanceAlcance ((RangingRanging slotslot))-- Debido a distancia CMTSDebido a distancia CMTS--CMsCMs::

–– Compensación diferentes retardos de propagación (del orden de Compensación diferentes retardos de propagación (del orden de msms))–– Compensación diferentes atenuaciones (15 Compensación diferentes atenuaciones (15 dBdB))

-- Solución Protocolo Solución Protocolo RangingRanging


minislotos de reserva (contienda)

minislotos de mantenimiento

Grants(reserva)

Cabecera:- Admision control- Policy control

Módems

Norma DOCSIS1.1(XI)Norma DOCSIS1.1(XI)Capa Enlace, Canal ascendenteCapa Enlace, Canal ascendente

�� Canal ascendente TDMA: Canal ascendente TDMA:

�� Trama ascendente dividida en Trama ascendente dividida en minislotsminislots

�� La cabecera asigna un SID a cada flujo que acepta e La cabecera asigna un SID a cada flujo que acepta e informa al módem de los informa al módem de los minislotsminislots asignados al mismoasignados al mismo

-- Un SID es similar a un circuito virtual ATM: facilita un Un SID es similar a un circuito virtual ATM: facilita un canal lógico con ciertas características de canal lógico con ciertas características de QoSQoS

�� La cabecera informa a todos los módems de la La cabecera informa a todos los módems de la estructura de la trama ascendenteestructura de la trama ascendente


Norma DOCSIS(XII)Norma DOCSIS(XII)SubcapaSubcapa MAC (MAC (MediumMedium Access Control)Access Control)

�� Implementada HW (o + algo SW)Implementada HW (o + algo SW)�� Proporciona:Proporciona:

�� Protocolo Protocolo RangingRanging para Compensar Retardospara Compensar Retardos-- Se colocan 3 Se colocan 3 slotsslots rangingranging consecutivos. CMTS ordena CM consecutivos. CMTS ordena CM

transmitir en 2º transmitir en 2º slotslot . CMTS mide retardo y ordena corrección a . CMTS mide retardo y ordena corrección a reloj local CM.reloj local CM.

�� Protocolo Protocolo RangingRanging para Compensar Pérdidaspara Compensar Pérdidas-- CMsCMs se han de recibir a igual nivel en CMTS para detectar se han de recibir a igual nivel en CMTS para detectar

colisionescolisiones

�� Asignación frecuencias y Asignación frecuencias y VelVel. . TransmTransm. . �� Asignación de Asignación de slotsslots para trama ascendentepara trama ascendente�� Detección, Tratamiento y Recuperación de ErroresDetección, Tratamiento y Recuperación de Errores�� Procedimientos de registro de nuevos Procedimientos de registro de nuevos CMsCMs


Norma DOCSIS(y XIII)Norma DOCSIS(y XIII)SubcapaSubcapa LS (Link LS (Link SecuritySecurity ))

�� Proporciona PrivacidadProporciona Privacidad

�� Requisitos LS en 3 interfaces:Requisitos LS en 3 interfaces:

�� BPI (BPI (BaselineBaseline PrivacyPrivacy InterfaceInterface))-- Encriptación de datos comunicación CMEncriptación de datos comunicación CM--CMTSCMTS

�� SSI (SSI (SecuritySecurity SystemSystem InterfaceInterface))�� RSMI (RSMI (RemovableRemovable SecuritySecurity Module Module InterfaceInterface))


Modem de Cable(Externo)

PC PC

Red de Cable

Equipos (I)Equipos (I)El El ModemModem ExternoExterno


Equipos (II)Equipos (II)El El ModemModem ExternoExterno

�� Trabaja con la mayoría de sistemas operativos y Trabaja con la mayoría de sistemas operativos y plataformas hardware (plataformas hardware (MacMac, UNIX, etc.), UNIX, etc.)

�� Conexión con PC Conexión con PC viavia EthernetEthernet a 10 a 10 MbpsMbps-- A favor:A favor:

–– Varios Varios PCsPCs pueden compartir el mismo pueden compartir el mismo ModemModem (CM es mas (CM es mas un interfaz de un interfaz de LANLAN que un “modem”).que un “modem”).

-- En contra:En contra:–– Hace falta añadir una tarjeta Hace falta añadir una tarjeta EthernetEthernet al PC.al PC.

�� Conexión con PC Conexión con PC viavia USB (Universal Serial Bus)USB (Universal Serial Bus)-- A favor:A favor:

–– Instalación más fácilInstalación más fácil

-- En contra:En contra:–– Sólo se puede conectar 1 PC.Sólo se puede conectar 1 PC.


Equipos (III)Equipos (III)El El ModemModem InternoInterno

Modem de Cable(Interno)

Red de Cable

PC


Equipos (IV)Equipos (IV)El El ModemModem InternoInterno

�� ImplemetadoImplemetado como tarjeta para bus PCIcomo tarjeta para bus PCI

�� A favor:A favor:–– Precio menorPrecio menor

�� En contra:En contra:–– 1 solo PC por 1 solo PC por ModemModem

–– Solo utilizable en Solo utilizable en PCsPCs tipo torre (tipo torre (MacsMacs y y PortatilesPortatiles requieren requieren diseño diferente).diseño diferente).

–– El conector de cable tiene un pobre aislamiento de la red El conector de cable tiene un pobre aislamiento de la red eléctrica (en algunos eléctrica (en algunos paisespaises no se pueden usar por razones no se pueden usar por razones técnicas o legales).técnicas o legales).


SplitterSplitter

CMCM

HPFHPF

PCPC

TVTV

Equipos (VII)Equipos (VII)Instalación en el hogarInstalación en el hogar

�� SplitterSplitter: Divide señal para segmentos antiguo y nuevo: Divide señal para segmentos antiguo y nuevo�� HPF: Completa aislamiento de HPF: Completa aislamiento de SplitterSplitter

�� Hacia dentro: bloqueando la banda de canal ascendente, evita Hacia dentro: bloqueando la banda de canal ascendente, evita interferencias de CM en TVinterferencias de CM en TV

�� Hacia fuera: bloqueando incursión en banda de canal Hacia fuera: bloqueando incursión en banda de canal ascendente de ruido en baja frecuencia de instalación ascendente de ruido en baja frecuencia de instalación eléctrica del hogareléctrica del hogar


Equipos (VIII)Equipos (VIII)ImplementaciónImplementación

SintonizadorSintonizador

DemoduladorDemodulador

ModuladorModulador

MACMAC InterfazInterfaz

Esquema resumen de la transparencia 107


Equipos (IX)Equipos (IX)ImplementaciónImplementación

�� Tendencia a integrar todo en 1 chipTendencia a integrar todo en 1 chip

�� SintonizadorSintonizador

�� Baja a IF (6Baja a IF (6--40 40 MHzMHz))�� DiplexorDiplexor integrado permite transito de canales integrado permite transito de canales

ascendente y descendenteascendente y descendente

�� DemoduladorDemodulador

�� Conversión A/DConversión A/D

�� DemoduladorDemodulador 64/25664/256--QAMQAM�� Sincronización de trama MPEGSincronización de trama MPEG

�� Corrección de errores Corrección de errores ReedReed--SolomonSolomon


Equipos (y X)Equipos (y X)ImplementaciónImplementación

�� Modulador de ráfagasModulador de ráfagas�� Codificación Codificación ReedReed--SolomonSolomon�� Modulador QPSK/16Modulador QPSK/16--QAMQAM�� Conversión D/AConversión D/A

�� MACMAC�� Implementada HW o HW+SW (depende fabricante)Implementada HW o HW+SW (depende fabricante)

�� InterfazInterfaz�� EthernetEthernet, USB, bus PCI, ..., USB, bus PCI, ...

�� CPUCPU�� Parte del procesado se hace en el Parte del procesado se hace en el hosthost (PC) como los (PC) como los

WinModemsWinModems


Ejemplos (I)Ejemplos (I)

�� Los 2 primeros en obtener Los 2 primeros en obtener certificacioncertificacion DOCSISDOCSIS

�� ToshibaToshiba (PCX 1000)(PCX 1000)

�� RCA RCA ThomsonThomson ConsumerConsumer ElectronicsElectronics (DCM105)(DCM105)


Ejemplos (II)Ejemplos (II)

�� COM21 (COM21 (DOXportDOXport ****).****).-- EthernetEthernet (+USB)(+USB)


Ejemplos (III)Ejemplos (III)

�� ZoomZoom (5001).(5001).-- Bus Interno PCIBus Interno PCI

�� Ericsson (Ericsson (PipeRiderPipeRider).).-- Interfaz USBInterfaz USB


Ejemplos (IV)Ejemplos (IV)CablerouterCablerouter : Cisco : Cisco uBR7223uBR7223


Ejemplos (V) Ejemplos (V) Cisco Cisco uBR7223uBR7223

��Ejemplo Ejemplo cableroutercablerouter: Cisco : Cisco uBR7223uBR7223�� 1 1 slotslot conexión a Internet: conexión a Internet: EthernetEthernet, FDDI, ATM, , FDDI, ATM,

etc.etc.�� 2 2 slotsslots para tarjetas de módempara tarjetas de módem�� Tarjetas de módems:Tarjetas de módems:

-- 1 puerto DS 1 puerto DS -- 1 puerto US (64 QAM 1 puerto US (64 QAM -- QPSK)QPSK)-- 1 puerto DS 1 puerto DS -- 6 puertos US (64/256 QAM 6 puertos US (64/256 QAM -- QPSK/16 QAM)QPSK/16 QAM)-- 2 puertos DS 2 puertos DS -- 6 puertos US (64/256 QAM 6 puertos US (64/256 QAM -- QPSK/16 QAM)QPSK/16 QAM)

�� DownstreamDownstream: 6 : 6 MHzMHz, , UpstreamUpstream: ajustable entre : ajustable entre 200 200 KHzKHz y 3,2 y 3,2 MHzMHz

-- 64 QAM == 27 64 QAM == 27 MbMb/s/s QPSK == 5 QPSK == 5 MbMb/s/s-- 256 QAM == 36 256 QAM == 36 MbMb/s/s 16 QAM == 10 16 QAM == 10 MbMb/s/s


Ejemplos (VI)Ejemplos (VI)

�� Ejemplo Ejemplo cablemódemcablemódem: Cisco : Cisco uBR904uBR904

�� Conector F con la red HFCConector F con la red HFC

�� 4 conectores RJ4 conectores RJ--45 para conexión de equipos45 para conexión de equipos�� 1 conector RJ1 conector RJ--45 para diagnosis y configuración45 para diagnosis y configuración

�� Memoria:Memoria:-- 2 2 MbMb flash: diagnósticos y arranqueflash: diagnósticos y arranque

-- 4 4 MbMb flash: sistema operativoflash: sistema operativo

-- 8 8 KbKb: parámetros : parámetros configuaciónconfiguación

-- 8 8 MbMb DRAM: DRAM: buffersbuffers de datos y micro códigode datos y micro código


Ejemplos (VII)Ejemplos (VII)


Ejemplos (VIII) Ejemplos (VIII) ConfiguraciónConfiguración

Datos del operadorDatos del operador�� HP/nodo final: 500HP/nodo final: 500�� Penetración: 5%Penetración: 5%�� Concurrencia: 25%Concurrencia: 25%�� 6,25 6,25 usuusu por nodo al mismo tiempopor nodo al mismo tiempo

Configuración del canalConfiguración del canal�� Canal descendenteCanal descendente

-- 64QAM 64QAM -- 27 27 MbMb/s/s-- 6 nodos finales por canal: 37.5 6 nodos finales por canal: 37.5

usuusu..�� Canal ascendenteCanal ascendente

-- QPSK QPSK -- 2,3 2,3 MbMb/s/s-- 6 nodos finales por canal:37.5 6 nodos finales por canal:37.5

usuusu..

Ancho de banda por usuario activoAncho de banda por usuario activo-- Descendente: 720 Descendente: 720 KbKb/s/s-- Ascendente: 61,3 Ascendente: 61,3 KbKb/s/s

Nodo primario

Nodo secundario

Nodo final

1 tarjeta de módem con 1 puerto DS y 1 puerto US1 tarjeta de módem con 1 puerto DS y 1 puerto USServicio a 6 nodos finales en DS y USServicio a 6 nodos finales en DS y US


Ejemplos (IX) Ejemplos (IX) ConfiguraciónConfiguración

Datos del operadorDatos del operador�� HP/nodo final: 500HP/nodo final: 500

�� Penetración: 5%Penetración: 5%�� Concurrencia: 25%Concurrencia: 25%

Configuración del canalConfiguración del canal�� Canal descendenteCanal descendente

-- 64QAM 64QAM -- 27 27 MbMb/s/s

-- 6 nodos finales por canal: 37.5 6 nodos finales por canal: 37.5 usuusu..�� Canal ascendenteCanal ascendente

-- QPSK QPSK -- 2,3 2,3 MbMb/s/s

-- 1 nodo final por canal: 6.25 1 nodo final por canal: 6.25 usuusu..

Ancho de banda por usuario activoAncho de banda por usuario activo-- Descendente: 720 Descendente: 720 KbKb/s/s

-- Ascendente: 368 Ascendente: 368 KbKb/s/s

Nodo primario

Nodo secundario

Nodo final

1 tarjeta de módem con 1 puerto DS y 6 puertos US1 tarjeta de módem con 1 puerto DS y 6 puertos USServicio a 6 nodos finales en DS y USServicio a 6 nodos finales en DS y US


Cable módem vs. RTCCable módem vs. RTC

�� Velocidad de acceso (compartida)Velocidad de acceso (compartida)

�� Conexión siempre abiertaConexión siempre abierta

�� Uso óptimo de recursos Uso óptimo de recursos -- tarifa planatarifa plana

�� No se ocupa la línea telefónicaNo se ocupa la línea telefónica

�� Sólo hemos descrito servicios de transporte. Su ventaja de Sólo hemos descrito servicios de transporte. Su ventaja de gran ancho de banda termina cuando el tráfico sale a la gran ancho de banda termina cuando el tráfico sale a la InternetInternet

�� El negocio aún por explotar es el desarrollo de servicios El negocio aún por explotar es el desarrollo de servicios dentro de la red que sean capaces de aprovechar esta dentro de la red que sean capaces de aprovechar esta ventajaventaja



�� Documentación:Documentación:�� MPEGMPEG--2: 2: TheThe basicsbasics ofof how how itit worksworks

www.educatorscorner.comwww.educatorscorner.com//toolstools//lectureslectures//slidesslides//pdfpdf//MPEGtutorial1MPEGtutorial1..pdfpdf�� Descripción demarcaciones de cableDescripción demarcaciones de cable�� Reglamento Técnico y de Prestaciones de Servicios de T. por CablReglamento Técnico y de Prestaciones de Servicios de T. por Cablee�� “Access to Cable TV Systems Offering Broadband Service in the “Access to Cable TV Systems Offering Broadband Service in the

United States”United States”�� “Cable Television Technology & Operations, HDTV and NTSC “Cable Television Technology & Operations, HDTV and NTSC

Systems”. Systems”. Eugene R. BartlettEugene R. Bartlett�� “Broadband Return Systems for Cable TV Networks”. Donald Raskin “Broadband Return Systems for Cable TV Networks”. Donald Raskin

& Dean Stoneback& Dean Stoneback�� www.opentv.comwww.opentv.com�� www.cablelabs.comwww.cablelabs.com�� ftp.informatik.uniftp.informatik.uni--erlangen.deerlangen.de//pubpub/multimedia//multimedia/tvtv--cryptcrypt//dvb.txtdvb.txt

redes de telecomunicación por cable

Documents