I. PORTADAUNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFacultad de Ingeniera en Sistemas, Electrnica e IndustrialCarrera Electrnica y Comunicaciones Ttulo: Redes de TV Cable CATV Carrera: Ingenieria en Electronicarea Acadmica: Comunicaciones Lnea de Investigacin: Comunicaciones Ciclo Acadmico y Paralelo: Abril-Septiembre 2015, 9E Alumnos participantes: Caicedo Fernando Moposita Jessica Rodriguez Katherin Vargas Adrian Velastegui Homero

Mdulo y Docente: Redes de Banda Ancha Ing. Geovanni Brito

II. INFORME DEL PROYECTO1. PP2. YY2.1 TtuloRedes de TV Cable (CATv) 2.2 Objetivos2.2.1 Objetivo General:Analizar las redes de Televisin por cable, su topologa, arquitectura, tecnologa y estndares mundiales.

2.2.2 Objetivos Especficos1. Conocer la arquitectura para la implementacin de CATv2. Desarrollar la topologia Fisica y Logica para CATv, estableciendo principales diferencias entre estos.3. Introducir los protocolos de comunicacin ms extendidos en CATv.4. Caracterizar los equipos necesarios para levantar una red del tipo CATV5. Enumerar y comentar los estndares que rigen la red CATv.6. Reconocer los costos en implementacin, en referencia a otros estndares de red.

2.3 ResumenLas redes de Televisin por cable se han ido estandarizando con el paso deltiempo para conformar lo que ahora se conoce como CATv, para eliminar la necesidad de instalacin de antenas y obtener una seal de alta calidad queosea tanto canales extranjeros como nacionales dando tambin un valor gregado a la red.Las redes de CATv pueden entregar una gran cantidad de canales de televisin,los cuales son modulados en frecuencia para su transporte por fibra ptica en laactualidad y red de acceso por cable coaxial y en comunicacin bidireccional, lo que permite tener servicios de triple play a un costo asequible sobre una red robusta y potencialmente segura. El estndar CATv utiliza una componente de tensin de alimentacin embebida en el cable coaxial para minimizar la complejidad a la hora de agregar amplificadores en los nodos y puntos de acceso. 2.4 Palabras clave: Splitter, Derivador de seal (TAP), amplificador troncal, bidireccional, ATM,SDH, pay per view. 2.5 IntroduccinLas redes CATv se generaron en sus inicios en edificios y pequeas comunidades para dar a sus residentes una buena calidad de canales de televisin, con lo que el administrador podr establecer un canon sobre el edificio. A partir de 1995 se regul finalmente el servicio de CATv a nivel mundial, consolidndose finalmente del tipo pay per view con alrededor de 50 canales multiplexados en frecuencia a niveles de baja frecuencia para retorno y a mediana y alta frecuencia para envo de ida. 2.6 Metodologa 2.6.1 Metodologa ANTECEDENTES - HISTORIA

a. AntecedentesLa televisin por cable o CATV (Community Antenna Television), comnmente denominada videocable o simplemente cable, es un servicio de sistema de televisin por suscripcin que se ofrece a travs de seales de radiofrecuencia que se transmiten a los televisores por medio de redes de fibra ptica o cable coaxial.

Adems de CATV, dicho cable tambin puede proporcionar servicios de telefona y acceso a Internet, es decir, triple play. Aprovecha las redes de televisin por cable de fibra ptica o cable coaxial para convertirlas en una lnea digital o analgica.

Los cables de televisin usualmente se distribuyen a lo largo y ancho de las ciudades, compartiendo el tendido con los cables de electricidad y telfonos; en oposicin al mtodo a travs del aire que se utiliza en la radiodifusin televisiva tradicional, a travs de ondas de radio, en la que se requiere una antena de televisin.

La televisin por cable surge por la necesidad de llevar seales de televisin y radio, de ndole diversa, hasta el domicilio de los abonados, sin necesidad de que estos deban disponer de diferentes equipos receptores, reproductores y sobre todo de antenas. [1]

b. HistoriaLa televisin por cable surge en Estados Unidos a mediados del siglo XX para solucionar el problema de recepcin de televisin en zonas alejadas de los centros de emisin. Estas redes tradicionales, que utilizaban cable coaxial en toda su extensin, transmitan seales analgicas que llegaban directamente al hogar de los usuarios. [2]

En el verano de 1949, en Estados Unidos, concretamente en Astoria, Oregon, un tcnico llamado E. L. Parsons mont una pequea red que se puede considerar precursora de la televisin por cable. Estaba constituida por un sistema de antenas, amplificadores y mezcladores de seal. Esta seal combinada era distribuida mediante cable a sus vecinos, que de esta forma podan ver diversos programas sin necesidad de disponer de antenas y con un buen nivel de calidad. [1]

Historia de la Televisin por Cable en el Ecuador

La historia de la televisin en Ecuador comenz en el ao de 1954, cuando el norteamericano Ing. Hartwell encontr un equipo abandonado en bodegas de General Electric en Syracuse, New York. Lo repara pacientemente en el garaje de su casa hasta el 11 de julio de 1959, cuando decide traerlos a Quito.

Por otro lado la historia de la televisin en el Ecuador tiene que ver con la vida de una destacada manabita Linda Zambrano oriunda de Baha de Carquez, quien junto a su esposo el alemn Horts Michaell Rosembaum, fueron los que comenzaron con la primera televisin del Ecuador en la dcada de los 50, ambos amantes de la tecnologa y los artculos innovadores, asistieron a la Feria Internacional de la Tecnologa en Alemania y fue ah en donde se encontraron con la novedosa televisin.

Las primeras transmisiones se hicieron el 12 de Diciembre de 1960, es por eso que ese da se celebra el da de la televisin ecuatoriana, luego aos ms tarde el 22 de Febrero de 1974 Teleamazonas comenzaba sus transmisiones por lo que se lo considera como la primera red a color del pas.

La industria televisiva era privada, siendo el Estado dueo de las frecuencias, y en la dcada de los sesenta el pas marca un desarrollo importante, es as que nace: Canal 2 en Guayaquil, Canal 8 en Quito, Telecentro, Canal 10. [3]

MEDIOS DE ACCESO Y TRANSPORTE

a. Medios de Acceso

La red de acceso del servicio de televisin por cable, por mucho tiempo ha venido siendo de cobre, en donde por medio de cable coaxial se ha llegado hasta las instalaciones de los usuarios, sin embargo con los nuevos servicios ofertados por las compaas de cable, y la convergencia de los mismos, se han visto en la necesidad de migrar sus servicios a otros medios, especficamente el que se ha utilizado es la fibra ptica.

Las migraciones a los medios de fibra ptica han dado lugar a la implementacin de las redes HFC (Hybrid Fibre Coaxial). en donde se trabaja la transmisin con el uso de los dos medios, el cable coaxial y la fibra ptica, instalados estratgicamente de tal manera que se tenga un mejor desempeo de la red asi como tambien un mejor servicios para el usuario.

En los ltimos aos la tecnologa que ha provocado muchos cambios en el medio de acceso es la tecnologa GPON (Gibabit Passive Optical Network), la cual consiste en llegar con el servicio contratado con enlaces de fibra ptica hasta las instalaciones del abonado y en ese punto por medio de un transceptor, se pueda convertir las seales pticas en seales elctricas para la conexin directa al televisor. Esta tecnologa permite una mejor definicin, ya que las perdidas producidas son mnimas.

b. Medios de Transporte

Al igual que con la red de acceso, la red de transporte del servicio CATV en sus inicio trabajo netamente con cables coaxiales, pero de mayor capacidad que los usuados en la red de acceso. Sin embargo el cambio hacia la fibra ptica se dio mucho tiempo antes de que se lo hiciera en la red de acceso.

Existen sistemas que se ha instalado en varios paises en donde el medio de transporte se lo trabaja mediante enlaces satelitales o redes inalambricas locales como es WLL.

Fig 1. Red de Transporte y Acceso de CATV

ARQUITECTURA DE RED

Aunque existen diversas topologas de red, se dar a conocer una de ellas, la cual incluye los elementos principales de una red CATV. Una red de CATV est compuesta por la cabecera, terminal cabecera de red, centro de distribucin, terminacin de red ptica.

Fig 2. Arquitectura de una Red CATV

CabeceraLa Cabecera es el centro de la red encargado de agrupar y tratar los diversos contenidos que se van a transmitir por la red. En la siguiente figura, se puede ver cmo se aplica a una matriz de conmutacin seales de vdeo de procedencia muy diversa.

Fig 3. Cabecera de Red CATV

As tenemos receptores de programas va satlite, otros de televisin terrestre o seales de vdeo procedentes de un centro de produccin local. Por razones de simplificacin solo se representan nueve seales de entrada a la matriz, pero su nmero puede ser mucho mayor, tantas como canales facilite el operador de la red. Despus de pasar por la matriz, las seales de vdeo son moduladas para colocar a cada una de ella en un canal distinto y poder agruparlas en el combinador para formar la seal compuesto que se enviar al Terminal Cabecera de Red situado en la misma localidad de la Cabecera. Otras seales son inyectadas a codificadores analgico/digitales para ser enviado mediante tramas de la red SDH o ATM a cabeceras remotas de redifusin situadas en otras poblaciones distintas de la Cabecera principal.

Terminal Cabecera de RedEl Terminal Cabecera de Red es el encargado de recibir la seal elctrica generada en la Cabecera y transformarla en seal ptica para su envo por fibra a los diversos centros de distribucin repartidos por la poblacin.

Fig 4. Terminal de Cabecera de Red CATV

En la figura anterior se pueden observar los elementos que componen esta terminal as como los encargados de la distribucin y reparto, que se describen a continuacin.

Centro de DistribucinEn el Centro de Distribucin, la seal ptica se convierte nuevamente en elctrica y se divide para aplicarla a los distribuidores. En cada distribuidor tenemos un amplificador para elevar el nivel de la seal, atenuada por la divisin. A continuacin la convertimos nuevamente en ptica y mediante fibra se encamina hasta la proximidad de los edificios a servir, es lo que se denomina fibra hasta la acera, aunque esto no sea enteramente exacto. Estas fibras terminan en las denominadas Terminaciones de Red ptica.

Terminacin de Red pticaLa Terminacin de Red ptica es el ltimo eslabn de la red. Colocadas, generalmente, en zonas comunes de los edificios, como garajes o cuartos de contadores, sirven de terminal de las fibras hasta la acera que portan las seales pticas que van a ser convertidas nuevamente en elctricas y aplicadas a un distribuidor para, mediante cables coaxiales, llevar la seal de televisin a los domicilios de los abonados al servicio. [4]

TOPOLOGA FSICA DE LA RED

Su topologa es en rbol, en donde a partir de un nodo cabecera se recopilan todos los canales de los enlaces terrestres o produccin propia, para ser transmitidos por la red. La Red de Distribucin se encarga del transporte de la seal desde la cabecera hasta los puntos de distribucin conectados a los diferentes abonados.

Fig 5. Topologa de una Red CATV

a. Red Troncal PrimariaLa red troncal primaria est constituida por un anillo geogrfico con arquitectura de estrella, constituido por 128 fibras pticas que comunican la cabecera con los nodos primarios, que distan de ella varios kilmetros.

La configuracin de anillo geogrfico cerrado permite dar redundancia en ruta y fibras a toda la red, ya que si, por algn motivo, ocurriese un corte en el trnsito de las seales a travs de la red, es posible dar servicio mediante el camino de respaldo. Por cada ruta se instala un transmisor ptico, de forma que habr un transmisor para el camino directo y otro para el camino de respaldo. El respaldo es activo, lo cual significa que ambos transmisores estn trabajando simultneamente, y es en cada nodo primario donde se escoge una de las dos seales, en funcin de su calidad. Para el camino de retorno o ascendente, se tiene una configuracin anloga, pero en este caso, se trata de receptores pticos que reciben las seales desde los nodos terminales. Los receptores tambin estn duplicados, garantizando el servicio por una de las dos rutas alternativas, en funcin de la calidad de la seal recibido por cada una de ellas.

Fig 6. Distribuciones fsica en a) anillo y b) estrella

b. Red Secundaria o de Distribucin

La red secundaria o de distribucin conecta un nodo primario con varios nodos secundarios a travs de anillos con arquitectura en estrella, constituidos por 128 fibras pticas, formando lbulos que cubren 12000 hogares aproximadamente, con redundancia en equipamientos y rutas.

El servicio de telefona a veces no es proporcionado mediante la red HFC telefona integrada-, sino que hace uso de una red paralela de tipo SDH telefona superpuesta. Cada uno de los lbulos de la red secundaria tiene un lbulo paralelo SDH que interconecta dos centros remotos. Cada lbulo SDH da servicio de telefona superpuesta a unos 12000 hogares, que se dividen en dos zonas de 6000, cada una de ellas cubierta por un centro remoto.

c. Red Terciaria o de dispersin

La red terciaria o de dispersin se encarga de conectar cada nodo secundario con cada uno de los nodos pticos terminales que dependen de l. Cada nodo ptico terminal cubre un rea de 500 hogares cada uno, aunque la tendencia es a reducir esta cifra con vistas a mejorar la calidad del servicio. La red de dispersin presenta una disposicin en estrella sin redundancia en ruta, realizada con cables de 8 fibras pticas monomodo, con la siguiente distribucin:

2 fibras para el camino descendente: 1 para el camino principal y 1 para el de respaldo. 2 fibras para el camino ascendente: 1 para el camino principal y 1 para el de respaldo. 4 fibras de reserva para posibles migraciones hacia una topologa con nodos terminales de 125 hogares (en lugar de 500). d. Red de Distribucin de Coaxial

La red de distribucin de coaxial es la encargada de distribuir las seales desde el nodo ptico terminal hasta cada punto de derivacin en los edificios a los que da servicio. La distribucin se realiza con estructura en rbol, de forma que cada nodo ptico terminal da lugar a 4 ramas de 125 hogares aproximadamente cada una. Los nodos pticos terminales se ubican fsicamente en armarios de intemperie.

En el nodo ptico terminal se realiza la conversin ptico-elctrica de las seales transportadas en el sentido descendente. Una vez obtenida la seal en RF, se enva a los amplificadores que proporcionan seal a cada una de las cuatro ramas de coaxial que parten del nodo ptico. Cada rama de coaxial alimenta a una red de derivadores o taps, cuyas salidas estn conectadas a las acometidas individuales de abonado, que se realizan sobre el edificio. La distribucin de coaxiales se realiza en parte canalizada y en parte sobre fachada.

e. Red de Acometida de Abonado

La red de acometida de abonado conecta la red de distribucin de coaxial con el punto de terminacin de red, es decir, est formada por aquellos segmentos de coaxial que parten desde el(los) tap(s) situado en el edificio y llegan hasta el domicilio del abonado. Existen dos arquitecturas:

Estrella: un mismo tap da servicio a todas las viviendas de las diferentes plantas de un edificio. A cada un de ellas le llega un cable coaxial diferente. rbol: se utiliza cuando existen muchas viviendas por planta. Se coloca un tap en cada planta, del que parten los coaxiales que dan servicio a los abonados de esa planta. En ocasiones, un mismo tap da servicio a ms de una planta.

La red de acometida de abonado puede ser divida en dos partes:

Pre Cableado de edificio o verticales: se instalan con los pertinentes permisos de las comunidades de propietarios y su ubicacin puede ser tanto por fachada exterior o por interior como por infraestructuras interiores ya existentes en el edificio. Para el caso de arquitectura en estrella, se instala un mazo de coaxiales con pares adosados, que por un lado estn conectados al tap, y por otro, quedan adosados a la vertical hasta el momento de realizar la conexin. En el caso de arquitectura en rbol, la vertical es la que interconecta la red de taps. Cada derivador provee a una o ms plantas, segn las condiciones de cada edificio. Cableado de vivienda: se instala cuando se realice el alta de abonado, mediante el cable correspondiente que estar situado en la vertical, en el caso de arquitectura en estrella, o mediante conexin directa al puerto del tap, en el caso de arquitectura en rbol. [5]

TOPOLOGA LGICA DE LA RED Cabecera Se puede descomponer en cuatro grandes bloques: recepcin y transmisin analgica, sistema de reserva, sistema de monitorizacin y sistema de transmisin ptica. 1. Sistema de recepcin y transmisin analgica: Consta de: Antenas de recepcin: Recepcin de canales satlite y terrestres.Equipos de recepcin: Receptores de TV satlite. Los receptores de satlite incluyen un sistema de monitorizacin de la calidad de la seal recibida del satlite. Demoduladores de TV de canales terrestres. Se encargan de la recepcin de la seal de RF y su paso a banda base. Equipamiento en banda base: Matriz de conmutacin, Generador de canal mosaico, Generador de caracteres.. Etapa de codificacin: Codificadores o scramblers. Se instalan codificadores para los canales de pago. Etapa de modulacin y salida: Moduladores, combinadores, amplificadores

Figura 7. Esquema de la cabecera de red.

2. Sistema de recepcin y transmisin analgica de reserva Antenas de recepcin Equipos de recepcin Etapa de modulacin3. Sistema de monitorizacinMonitor de vdeo y audio, Monitor de salida de RF4. Sistema de transmisin ptica Splitters. Se encargan de repartir la seal combinada RF de la cabecera, tras la etapa de amplificacin, a los diferentes transmisores pticos del camino descendente. Transmisores pticos del camino descendente.

Nodo primario En el nodo primario se recibe la seal de la red troncal primaria proveniente de la cabecera de red, es decir, mediante el camino descendente, se realiza la conversin ptico-elctrica de la seal, se amplifica y, finalmente, se realiza la conversin elctrico-ptica para la transmisin de la seal hacia cada nodo ptico terminal que dependa del nodo primario. conformado de:Canal descendente y Canal ascendente

Figura 8. Canal descendente y ascendente de un nodo primarioNodo secundario. Los nodos secundarios consisten en una caja de empalmes de fibra ptica, que permiten encaminar las seales procedentes del nodo primario, mediante la red troncal secundaria, hacia los nodos pticos terminales, a travs de la red terciaria. Se ubican fsicamente en una arqueta, habitualmente junto a uno de sus nodos pticos terminales. A cada nodo ptico terminal (NOT) llegan 4 fibras: Fibra del canal descendente, camino principal Fibra del canal ascendente, camino principal Fibra del canal descendente, camino de respaldo Fibra del canal ascendente, camino de respaldoFigura 9. Nodo secundario

Nodo ptico terminal Los nodos pticos terminales son los encargados de dar servicio a reas de aproximadamente 500 hogares. Se ubican en armarios de intemperie, coincidiendo normalmente uno de los cuatro nodos pticos terminales con la localizacin del nodo secundario del que depende.En el nodo ptico terminal se recibe la seal del camino descendente, procedente del nodo primario, a travs de las redes secundaria y terciaria, se realiza la conversin ptico-elctrica, y la seal resultante es amplificada y reenviada mediante las cuatro ramas de la red de distribucin de coaxial hacia los abonados. Contiene canal descendente y ascendente, y un terminal direccionable de abonado[6]

Figura 10. Nodo ptico terminal canal descendente y ascendente, y un terminal direccionable de abonado

CAPACIDAD DE TRANSMISIN POR CANAL Y TOTALTransmisin de datos en redes CATVCuando se utiliza una red CATV para transmitir datos se reserva un canal de televisin para el sentido descendente. Segn se utilice la norma americana (NTSC) o europea (PAL o SECAM) el canal tendr una anchura de 6 u 8 MHz, respectivamente.En las redes CATV HFC se utiliza para el retorno el rango de frecuencias bajas en el que los amplificadores actan en sentido inverso. En este rango se pueden definir canales de diversas anchuras.

SENTIDOEUROPAAMRICARELACIN S/N

Ascendente5-65 MHz5-42 MHz> 25 dB

Descendente96-864 MHz88-860 MHz> 34 dB

Tabla 1: Reparto de frecuencias ascendentes y descendentes en redes de televisin por cableFuente: http://es.slideshare.net/YASSERTELLO/manual-del-instalador-reparador-catv

La menor relacin seal/ruido de la seal ascendente se debe a dos razones: El rango de frecuencias es ms sujeto a interferencias externas de todo tipo. En el sentido ascendente los amplificadores recogen la seal de todos los abonados de la zona; una manipulacin incorrecta de un abonado en su televisor puede introducir ruido en la red que ser amplificado y afectar a todos los usuarios de la zona. Esto se conoce como efecto embudo.

En la prctica las frecuencias por debajo de 30 MHz no se utilizan debido a la elevada cantidad de interferencia a que se ven sometidas.El caudal transmitido en smbolos por segundo depende de la anchura del canal utilizado. Una vez fijado ste y el tipo de modulacin se pueden deducir fcilmente cul ser el caudal en bits por segundo. En el caso del canal descendente los datos para 6 MHz corresponden al caso NTSC y los de 8 MHz al PAL-SECAM.

Los caudales que se muestran en la tabla son caudales reales brutos. Las redes CATV utilizan cdigos correctores Reed-Solomon que suponen un overhead de aproximadamente el 10%, por lo que a los caudales de la tabla habra que restarles el 10% para obtener valores que corresponden aproximadamente con los caudales tiles que realmente se pueden transmitir por la red. Generalmente los canales de datos ascendente y descendente son compartidos por todos los usuarios de una zona, por lo que los caudales son compartidos por todos ellos; por tanto el rendimiento percibido por un usuario depender del grado de utilizacin de la red por parte del resto de los usuarios. En la prctica los operadores suelen limitar por software el caudal mximo que un usuario puede utilizar a valores bastante inferiores a los que se visualiza en la Tabla 2. [7]

Tipo de canalAnchura(KHz)CaudalsmbolosCaudalQPSKCaudal16 QAMCaudal64 QAMCaudal256 QAM

Ascendente200160 Ksym/s320 Kb/s640 Kb/s

Ascendente400320 Ksym/s640 Kb/s1280 Kb/s

Ascendente800640 Ksym/s1280 Kb/s2560 Kb/s

Ascendente16001280 Ksym/s2560 Kb/s5120 Kb/s

Ascendente32002560 Ksym/s5120 Kb/s10240 Kb/s

Descendente60005057 Ksym/s 30342 Kb/s

Descendente60005361 Ksym/s 42888 Kb/s

Descendente80006952 Ksym/s 41712 Kb/s

Descendente80006952 Ksym/s 55616 Kb/s

Tabla 2: Caudales brutos en redes CATVFuente: http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/sistema-television-cable/sistema-television-cable.pdf

Figura 11: Frecuencias asignadas a canales de televisinPROTOCOLOS DE COMUNICACIN QUE UTILIZAN SNMP(Simple Network Management Protocol - Protocolo simple de administracin de red). Protocolo que permite supervisar, analizar y comunicar informacin de estado entre una gran variedad de hosts, pudiendo detectar problemas y proporcionar mensajes de estados. Protocolo a nivel de aplicacin para consultar y/o modificar el estado de los distintos elementos dentro de una red de datos CATVProtocolo MAC en un sistema de datos CATVNo es un Mac tradicional, este protocolo se encuentra basado en crditos en el que el CMTS acta como moderador, es decir asigna tiempos en el canal ascendente a los CMs que lo soliciten; una parte del canal ascendente tendr que destinarse a esas peticiones de crdito, las cuales no tendrn ms remedio que funcionar con un protocolo tipo Aloha; pero como se espera que dichas peticiones ocupen una parte proporcionalmente pequea del canal ascendente la prdida de capacidad producida por este motivo ser tambin pequea.

Figura 12: Asignacin de mini-slots en el canal ascendente de una red El funcionamiento del protocolo MAC en una red CATV. El CMTS transmite por el canal descendente, adems del trfico de usuarios, informacin sobre el uso que los CMs pueden hacer del canal ascendente. Para ello el canal ascendente se divide en intervalos de tiempo de duracin constante denominados mini-slots que se enumeran. El CMTS informa a los CMs del mapa de asignacin de los mini-slots, que pueden ser de tres tipos: Asignados a CMs (marcados con valos en la figura): estos corresponden a CMs que previamente haban presentado su solicitud al CMTS y que ven as satisfecho su requerimiento. Durante estos mini-slots solo el CM designado puede transmitir por el canal ascendente. De contencin (representados por rectngulos): estos mini-slots quedan sin asignar y son los que permiten a los CM enviar sus solicitudes de tiempo al CMTS. En estos mini-slots puede haber colisiones y se aplica un protocolo tipo Aloha ranurado. De mantenimiento (representados por rombos): estos mini-slots se reservan para funciones de mantenimiento de la red, entre las que se incluye por ejemplo la fase de inicializacin y sincronizacin de los nuevos CMs que se incorporen a la red. En estos mini-slots tambin puede haber colisiones. [8]

ESTNDARES DE RED UTILIZADOSExisten estndares que especifican la utilizacin de redes CATV para la transmisin de datos.

DOCSIS/EuroDOCSIS y Davic. Frecuencias modulaciones velocidades de transmisin relacin seal-ruido comunicacin QoS (Calidad de servicio) encriptacin de la informacin

TIPOS DE MODULACIN UTILIZADAS

En redes CATV, la menor relacin seal/ruido del canal ascendente obliga a utilizar tcnicas de modulacin ms robustas que en el descendente. En ascendente se emplea normalmente la modulacin QPSK, pudiendo alternativamente emplear la 16 QAM, que requiere una relacin seal/ruido 3 dB mayor; tambin requiere una mayor complejidad de los circuitos y por tanto un mayor costo.

Figura 13. Canales Brutos Ascendentes en Redes CATV En descendente se utiliza normalmente modulacin 64 QAM, pudiendo emplearse tambin 256 QAM. Aqu de nuevo la mayor eficiencia requiere una mayor calidad del canal y supone un mayor costo de los equipos. Debido al mayor costo de 16 QAM y 256 QAM en general se prefiere utilizar QPSK y 64 QAM y recurrir a la utilizacin de canales adicionales cuando se necesita mayor capacidad.

Figura 14. Canales Brutos Descendentes en Redes CATV

ESTRUCTURA INTERNA DE LAS TRAMASLas tramas contienen informacin de cada uno de los componentes de la red: trayecto, lnea y seccin, adems de la informacin de usuario. Los datos son encapsulados en contenedores especficos para cada tipo de seal tributaria. SDHLa trama bsica de SDH es el STM-1 con una velocidad de 155 Mbit/s.A estos contenedores se les aade una informacin adicional denominada "tara de trayecto" (Path overhead), que consiste en una serie de bytes utilizados con fines de mantenimiento de red, y que dan lugar a la formacin de los denominados contenedores virtuales (VC). El resultado de la multiplexacin es una trama formada por 9 filas de 270 octetos cada una (270 columnas de 9 octetos). La transmisin se realiza bit a bit en el sentido de izquierda a derecha y de arriba abajo. La trama se transmite a razn de 8000 veces por segundo (cada trama se transmite en 125 s). Por lo tanto, el rgimen binario (Rb) para cada uno de los niveles es: STM-1 = 8000 * (270 columnas * 9 filas * 8 bits)= 155 Mbit/s STM-4 = 4 * 8000 * (270 columnas * 9 filas * 8 bits)= 622 Mbit/s STM-16 = 16 * 8000 * (270 columnas * 9 filas * 8 bits)= 2.5 Gbit/s STM-64 = 64 * 8000 * (270 columnas * 9 filas * 8 bits)= 10 Gbit/s STM-256 = 256 * 8000 * (270 columnas * 9 filas * 8 bits)= 40 Gbit/sDe las 270 columnas que forman la trama STM-1, las 9 primeras forman la denominada "tara o cabecera" (overhead), independiente de la tara de trayecto de los contenedores virtuales antes mencionados, mientras que las 261 restantes constituyen la carga til (Payload).

Figura 15. Estructura de trama STM-1

ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CATV

Dependiendo el tipo de seal que se quiera recibir se tienen distintos tipos:Platos Parablicos: Para seales satelitales, poseen en su foco el LNA y el LNB que usualmente es telealimentado desde la estacin, la funcin principal de este bloque de bajo ruido es "bajar" la seal proveniente del satlite a una frecuencia de RF para poder ser inyectada a los receptores satelitales.Antenas de microondas: Para recepcin de canales generados localmente.Antenas VHF y UHF: Captan las seales emitidas por los operadores de televisin.

Antenas de AM y FM: Se usaban en algunas cabeceras para poder transmitir la seal proveniente de un canal de radio; en Estados Unidos y algunos pases europeos son obligatorias para poder transmitir mensajes de emergencia a travs de las redes de CATV.Receptores Satelitales: Se utiliza para situar canales de recepcin radioelctrica o canales CATV en el mapa de frecuencias definido para una red de cable.Procesadores de canal: Cuando se est recibiendo seales pagas los distribuidores usualmente codifican la seal para evitar su recepcin no autorizada, en estos casos el proveedor de CATV debe adquirir un dispositivo decodificador, desde el distribuidor, para ser conectado a la salida del LNB; por esta razn los decodificadores son tan variados como el nmero de distribuidores de seal paga que exista en el mercado, la mayora de la veces una red comunitaria tiene un nmero reducido de dispositivos de este tipo con la finalidad de cumplir con las normas mnimas de programacin exigidas por la Comisin Nacional de Televisin, CNT, en su acuerdo 006.Decodificadores: Una vez se tienen todas las seales que se desean distribuir por la red de CATV es necesario que cada una de ellas se module a la frecuencia correspondiente al canal en la cual ser sintonizada. Esta labor es realizada por los moduladores los cuales "montan" sobre una portadora RF la seal proveniente en banda base.Moduladores: A la salida de cada modulador se encuentra una seal RF de determinada frecuencia, como todas deben viajar por el mismo canal estas deben ser combinadas o multiplexadas en frecuencia, existen dos tipos de combinadores: activos y pasivos dependiendo de la forma en que realicen la tarea.Combinadores: Son los encargados de amplificar la seal de un canal dado con el fin de que todos entren a un mismo nivel para poder ser tratados posteriormente en el sistema de distribucin por medio de ecualizadores, teniendo en cuenta que la atenuacin es mayor a medida que sube la frecuencia de trabajo.

Estacin de Cabecera:Unidad Interior STAR: Las unidades STAR realizan la seleccin de un canal de entrada de un satlite en FI (700-2050) as como la portadora de audio ajustable mediante ruedas codificadoras microcontroladas situadas en el panel frontal. Dicha seal pasa a un demodulador PLL que proporciona una estabilidad y precisin total, ajustando los parmetros de audio y de video que adems son configurables por el usuario.

Modem Agil: El modem agil de la serie STAR permite la conversin de cualquier canal de entrada de RF a un canal de salida cualquiera en la banda 47-860 MHz. La eleccin del canal de salida y el de entrada se realiza mediante 3 ruedas codificadoras, la seleccin se puede realizar por frecuencia o por canal. La conversin se realiza mediante un proceso demodulacin-modulacin, lo que permite disponer de las seales de Audio y Video en banda base mediante un conector activo DIN, permitiendo as la realizacin de un lazo externo en A/V para un decodificador o codificador. Permite la mezcla y ecualizacin de los canales de entrada y de salida.

Figura 16: Caractersticas Tcnicas Unidad Interior Star

Figura 17: Caractersticas Tcnicas Modem Agil

Procesadores de Canal: Permite la conversin de cualquier canal de entrada en la banda 47-860 MHz. Realiza una doble conversin con paso por FI a travs de filtro SAW. Se realiza una primera conversin RF a FI sintonizada automticamente, incorporando un mezclador con todos los osciladores cubriendo toda la banda de TV. La conversin de FI a RF se realiza mediante PLL microcontrolados lo que asegura su perfecta sintonizacin en frecuencia.

Figura 18: Caractersticas Tcnicas Procesador de Canal

Amplificacin Monocanal T93: Sistema de Amplificacin monocanal formado por un conjunto homogneo modular y compacto. Fabricado en tecnologa SMD Sistema ideal para la amplificacin directa de canales de TV. Con una o dos entradas segn referencias. Las referencias 5613,5614 y 5648, disponen de CAG lo que permite asegurar una estabilidad de la tensin de salida.

Figura 19: Caractersticas Tcnicas Amplificador Monocanal T93Moduladores Star: La serie de moduladores STAR admite seales en Audio y Video en banda base que son modulados en Banda Lateral Vestigial con filtro tracking a la frecuencia deseada. Para la programacin de la frecuencia de salida se utilizan unas ruedas codificadoras accesibles desde el exterior.

Procesador Radio Satlite: Esta unidad combinada con una unidad interior STAR selecciona una pareja de subportadoras de sonido de un canal de satlite situadas entre 5,5 y 9 MHz, para despus demodular, filtrar y aplicar denfasis adaptativo a ambos canales de sonido. Dos modos de funcionamiento seleccionables, mono/stereo, incluyendo la frecuencia piloto de 19KHz en la seal multiplex de sonido en el caso de que se elija esta ltima. Despus de compuesta la seal de sonido se modula al canal FM de salida seleccionado mediante las ruedas codificadoras situadas en panel frontal.

Figura 20: Caractersticas Tcnicas Procesador Radio Satelital

Conversores T93: Permiten la conversin de cualquier canal de UHF a BI, BS,BIII y UHF.

Figura 21: Caractersticas Tcnicas Conversor T93

Accesorios de RF: Latiguillos Inyector Alimentacin Monocanal Combinadores separadores Conexiones Combinadores/repartidores ConectoresAccesorios de Montaje Subrack 19 Bastidores 19 Placas Embellecedoras

Costos De Los Servicios Que Ofrecen Las Empresas Dentro de los servicios que brinda grupo TV cable se pueden mencionar: Telefona, televisin por cable e internet, cada uno de ellos con diferentes posibilidades o planes de contrato. Para tener una idea de mayor claridad en referencia a los servicios prestados por esta empresa se detallan las siguientes tablas:

Servicio de televisin por cable:

Figura 22: Costos de los planes de televisin por cable

Para la instalacin de este servicio se requiere de un televisor. Decodificador DVR-Hd que graba, retrocede, adelanta y pausa la programacin, graba dos canales distintos al mismo tiempo, graba hasta 180 horas y tiene la capacidad para conectar un disco duro adicional, o de un decodificador HD que descubre una nitidez sorprendente.

Internet:Los planes que se muestran a continuacin tiene una capacidad de cuentas de correo electrnico de 50 Mb un nivel de comparticin de 8 a 1 con el puerto 25 protejido y aplican para las ciudades de Quito, Guayaquil, Machala, Ambato y Loja.

Figura 23: Costos de los planes de internet

TelefonaGrupo TV-Cable ofrece 4 diferentes servicios de telefona, entre los planes de pago se encuentran telefona residencial, comercial, corporativa y pblica cada una de ellas con una variedad de opciones, las que se detallan a continuacin.

Figura 24: Costos de los planes de telefona Triple PackDe la misma manera que la mayora de compaas de la competencia grupo TV-Cable ofrece un servicio triple pack (voz, vdeo y datos) que en este caso presenta 4 diferentes tipos de promociones que se detallan en la siguiente tabla:

Aplicaciones Que Se Pueden Dar Con Este Tipo De Tecnologas Televisin por cable.En la actualidad, lo habitual es que la televisin sea uno ms de los servicios que ofrecen los operadores de redes de cable. Esto es as bien porque las redes antiguas se han renovado o bien porque el diseo de las redes de cable desplegadas ms recientemente (en los ltimos quince aos) ya consideraba ofrecer un conjunto de servicios tales como televisin ms telefona y acceso a internet de banda ancha.La renovacin de las redes de televisin por cable para ofrecer servicios de voz y datos puede realizarse mediante dos diferentes vas:La primera opcin es el uso de redes superpuestas, es decir, desplegar una segunda red para voz y datos que generalmente emplea, en su ltimo tramo, pares de cobre. Esta alternativa es costosa para el operador pero ahorra al usuario la inversin en nuevos equipos, ya que puede utilizar su telfono y mdem convencionales. La segunda alternativa son las llamadas redes integradas en que, cuando las caractersticas fsicas del cable as lo permiten, se insertan canales para telefona y para datos. Esta tcnica requiere modificar los equipos del abonado, en concreto instalar un mdem de cable para la recepcin de datos Redes de Telecomunicaciones por Cable.Como se puede ver hoy en da es una realidad que los nuevos desarrollos tecnolgicos en comunicaciones y sus aplicaciones estn disponibles para ser utilizadas en beneficio de las personas y el desarrollo integral de un pas. Una de estas aplicaciones es el servicio de telefona y transmisin de datos utilizando la infraestructura que se encuentra actualmente implementada para las redes de televisin por cable (CATV) o redes HFC (Red Hbrida Fibra-Coaxial) como son las de TV CABLE en nuestro pas, las cuales estn impulsadas por la necesidad de transmitir volmenes ms grandes de informacin. Debido al inters de integrar voz y datos, mayor interoperabilidad, el logro de soluciones efectivas y la expansin del mercado es que las compaas actuales tienden a la integracin de estos servicios.

Futuro De Estas Tecnologas La tendencia actual nos lleva a considerar a las redes hbridas (HFC) son las redes que en un futuro cada vez ms prximo harn llegar hasta los hogares de la mayora de poblaciones de grande y mediano tamao una amplia variedad de servicios y aplicaciones de telecomunicaciones como son los de vdeo bajo demanda (VOD), pago por visin (PPV), vdeo juegos interactivos, videoconferencia, telecompra, telebanca, acceso a bases de datos. Pero en la actualidad los que se han convertido en la principal prioridad son los de acceso a Internet a alta velocidad y telefona. Difusin De Vdeo Digital, (3 Mbps de ancho de banda descendente vdeo comprimido).Las tcnicas de compresin (MPEG-2) y las eficientes tcnicas de modulacin (64, 128, 256 QAM) permiten transportar hasta diez veces ms canales que con las tcnicas analgicas. El vdeo digital permite ofrecer servicios de tipo Pago por Visin y bajo Demanda de manera flexible.Vdeo Bajo Demanda, (3 Mbps de capacidad del canal descendente comprimido) y una pequea capacidad del canal de retorno que permita la interactividad (del orden de 1 Kbps). Posibilidad de detener y reanudar la reproduccin por parte del usuario. El operador de red necesita una serie de mecanismos de seguridad para las aplicaciones de Pago por Visin. Se requiere un servidor especial de vdeo en la cabecera para simular las funciones de un aparato de vdeo casero convencional.Videoconferencia, (100 Kbps bidireccional comprimido). Tasas de bit muy variables. Hay aplicaciones de baja calidad que funcionan a 28 Kbps en Internet. La red de cable puede ofrecer un servicio de mayor calidad empleando capacidades de entre 100 Kbps y 1 Mbps. Los retardos son un problema para la interactividad. Los usuarios dan mucha importancia a la privacidad de sus comunicaciones.Telemetra, (1 Kbps de trfico a rfagas) La red de cable puede usarse para monitorear contadores de electricidad, gas, y agua; sistemas de televigilancia; y otros sistemas como, la propia red de cable. Voz sobre Protocolo de InternetAlrededor del ao 2005 ya era fcil para cualquier persona de pases desarrollados conseguir una conexin a Internet que cumpliera los requisitos mnimos para ofrecer una buena calidad de voz y una comunicacin fiable a travs de VoIP reduciendo al mnimo las posibles interrupciones que se pudieran producir durante la conversacin. Esto supuso otro gran impulso a la VoIP y provoc que a da de hoy existan muchas soluciones que hacen uso de esta tecnologa. Un ejemplo claro es Asterisk, una centralita telefnica de software libre que se distribuye bajo licencia GPL. Este producto, soportado comercialmente por Digium se ha convertido en pocos aos en una de las soluciones IP ms extendidas en diversos mbitos, tanto el empresarial como el educativo. Otro ejemplo destacable de producto VoIP es Skype, que fue creado por dos jvenes universitarios en el ao 2003. A diferencia de Asterisk, Skype hace uso de un protocolo privado que no est basado en un estndar lo que a largo plazo se piensa que limitar a sus usuarios. A da de hoy Skype se puede emplear en multitud de plataformas y su uso se encuentra tambin ampliamente extendido.Voz por Protocolo de Internet, tambin llamado Voz sobre IP, Voz IP, (VoIP por sus siglas en ingls, Voice over IP, Voz por IP), es un grupo de recursos que hacen posible que la seal de voz viaje a travs de Internet empleando un protocolo IP (Protocolo de Internet). Esto significa que se enva la seal de voz en forma digital, en paquetes de datos, en lugar de enviarla en forma analgica a travs de circuitos utilizables slo por telefona convencional como las redes PSTN (siglas de Public Switched Telephone Network, Red Telefnica Pblica Conmutada). Los Protocolos que se usan para enviar las seales de voz sobre la red IP se conocen como protocolos de Voz sobre IP o protocolos IP. Estos pueden verse como aplicaciones comerciales de la "Red experimental de Protocolo de Voz" (1973), inventada por ARPANET. El trfico de Voz sobre IP puede circular por cualquier red IP, incluyendo aquellas conectadas a Internet, como por ejemplo las redes de rea local (LAN).Es muy importante diferenciar entre Voz sobre IP (VoIP) y Telefona sobre IP.VoIP es el conjunto de normas, dispositivos, protocolos, en definitiva la tecnologa que permite comunicar voz sobre el protocolo IP. La telefona sobre IP es el servicio telefnico disponible al pblico, por tanto con numeracin E.164, realizado con tecnologa de VoIP.2.7 Conclusiones1. La arquitectura para la implementacin de CATv ofrece grandes ventajas sobre otro tipo de redes como ADSL, ya que soporta grandes frecuencias con menor introduccin de ruido, lo que mejora considerablemente el alcance.2. Las diferencias entre la topologia fisica y logica de CATv radican en su simplicidad para la parte fsica, teniendo amplificadores bidireccionales y divisores de seal donde se requiere y en la parte lgica se asemejan a las redes de internet, ya que incorporan estos servicios, junto con telefona y televisin inteligente IP.3. Las redes HFC, han permitido mejorar la calidad de servicio de televisin por cable, ya que las transmisiones a travs de fibra ptica tienen menores prdidas y la nitidez de la seal mejora notoriamente teniendo imgenes de alta definicin.4. Se puede afirmar que CATv no posee realmente un medio confiable de comunicacin, ya que sus paquetes de retorno sufren colisiones, siendo necesario el uso de un cdigo corrector de errores como es Reed-Solomon, mismo que agrega una sobrecarga del 10%.5. En la implementacin de equipos de comunicacion para television por cable se consideran equipos de 75 ohmios solamente segn el estndar que soportan prdidas de hasta 14 dB en retorno.6. En cuanto a costos de implementacin CATv supone meramente un incremento considerable en lo que se refiere a red por el uso de cable coaxial, ya que con el uso de HFC para transporte de datos, los costos se reducen con la eliminacin de amplificadores por cada kilmetro.

2.8 Recomendaciones 1. Se recomienda la instalacin de amplificadores en los distribuidores para que la seal percibida por el usuario final sea de calidad.2. Se recomienda que en la etapa de transporte y distribucin se tenga redundancias de ruta para evitar que si por alguna circunstancia se cae un enlace, la seal en el equipo final no se pierda.3. Se hace necesario el uso de amplificadores troncales para regular las seales de alta frecuencia que se debilitan ms rpidamente que las de menor frecuencia.4. Debido a la distancia, es muy importante que se adapten los relojes y la potencia para que todos los paquetes de retorno de los equipos CM lleguen con la misma intensidad al CMTS y ste pueda detectar las colisiones que se generan.5. Es indispensable el uso de cdigos correctores de errores para el transporte de datos sobre CATv, dada la inseguridad del medio de transmisin asimtrico sobre cable coaxial.BIBLIOGRAFA[1] Televisin por cable. Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Televisi%C3%B3n_por_cable#cite_ref-1[2] Luis Andreula, Sistemas de Televisin por Cable[3] Roberto Guerrero Crdova, Historia de la televisin en el Ecuador y en la ciudad de Loja Escuela de Electrnica y Telecomunicaciones UTPL [4] Sistemas CATV. Tomado de diversos enlaces de la Internet.[5] Adolfo Villalva, Propuesta de la prestacion de servicios de banda ancha mediante el empleo conjunto de tecnologias CATV y PLC. Universidad Catolica de Santiago de Guayaquil. Guayaquil, febrero 2012[6] Topologa lgica de la red CATV. Tomado de.http://www.dte.us.es/personal/sdiaz/sac/redes-cable.pdf

[7] Capacidad de transmisin por canal y total. Tomado de:http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/sistema-television-cable/sistema-television-cable.pdf[8] Protocolos de comunicacin que utilizan. Tomado de.http://www.dte.us.es/personal/sdiaz/sac/redes-cable.pdf[9] Frecuencias asignadas a canales de televisin.Tomado de:https://profearias.files.wordpress.com/2013/10/694698_sistemas-catv.pdf[10] Redes HFC. Tomado de: http://microe.udea.edu.co/~alince/recursos/lineas/HFC%20resumen.pdf[11] Catlogo de elementos para la instalacin de redes SCATV. Televes. Tomado de: http://www.upv.es/antenas/catalogos/sistemas_cabletv_televes.pdf[12] Sistema de televisin por Cable. Tomado de: http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/sistema-television-cable/sistema-television-cable.pdf