Los inicios de la Television por Cable

1. TELEVISION POR CABLE 2010
CATV
COMMUNITY ANTENNA
TELEVISION
Ing. Hamilton Consuegra R.
1

2. Redes CATV tradicionales
(coaxiales, 1949-1988)
•
•
•
•
•
Las redes CATV (Community Antenna Television)
nacieron para resolver PROBLEMAS DE RECEPCIÓN
EN ZONAS DE MALA COBERTURA.
La antena (centro emisor) se ubicaba en sitio elevado
con buena recepción. La señal se enviaba a los
usuarios hacia abajo (downstream).
Cable coaxial de 75
Amplificadores cada 0,5-1,0 Km. Hasta 50
amplificadores en cascada.
RED UNIDIRECCIONAL. Señal solo descendente.
Amplificadores impedían transmisión ascendente.
2

3. Arquitectura típica de una red CATV coaxial tradicional
Hasta 50 amplificadores en cascada
Amplificador
unidireccional
Empalme
CABECERA
Receptores y
Decodificadores
Moduladores y
Conversores
Contenidos locales
Cable Coaxial (75
)
Muchos miles
de viviendas
3

4. Arquitectura típica de una red CATV coaxial
tradicional
• Aquí tenemos un ejemplo de red CATV clásica unidireccional que
utiliza cable coaxial únicamente.
• El centro emisor, o cabecera de la red, puede tener :
a)
una antena de superficie para captar la programación normal
b) varios receptores de canales vía satélite
c)
•
una serie de canales de programación propia.
Todas estas señales se distribuyen a los abonados a través de la
red de cable coaxial, que puede abarcar muchos miles de usuarios.
4

5. Arquitectura típica de una red CATV coaxial
tradicional
• Debido a la necesidad de colocar amplificadores en las redes CATV
coaxial ,la señal podía tener que atravesar hasta más de 50
amplificadores para llegar a algunos usuarios.
• Cada amplificador degradaba en alguna medida la señal , y la
probabilidad de averías aumentaba al haber tantos elementos en
serie.
• Desde el punto de vista del mantenimiento la red era muy compleja.
5

6. Redes CATV modernas
(HFC, 1988 en adelante)
• Como vimos, muchos amplificadores en cascada degradan la
señal, complican y encarecen el mantenimiento de la Red.
•
SOLUCIÓN:
– REDES HFC (Hybrid Fiber Coax):
• Zonas de 500-2000 viviendas
• Señal a cada zona por fibra óptica, y distribución en cable coaxial.
• Máximo 5 amplificadores en cascada.
• Además :
– amplificadores separados para tráfico ascendente ( upstream ) y
descendente ( downstream ) .
– Red bidireccional (monitorización, pago por ver (pay per view), video por
demanda VOD y datos)
6

7. Arquitectura HFC (Híbrida Fibra-Coax.)
Nodo
fibra
Cabecera local
(concentradores )
Cabecera
Regional
( centro
emisor )
Nodo
fibra
Nodo
fibra
Cabecera local
Cabecera local
Nodo
fibra
Nodo
fibra
Nodo
fibra
Nodo
fibra
COAX
Empalme
Conexión
Nodo
fibra
Nodo
fibra
Set-top box-TV
Cable módem - Computador
7

8. Arquitectura HFC (Híbrida Fibra-Coaxial)
• En esta figura tenemos un ejemplo típico de red HFC.
• Al nivel más alto, tenemos un anillo de fibra óptica,
que distribuye la señal desde el centro emisor a
nivel regional, a una serie de concentradores (
cabeceras locales)(nivel barrios ó sectores).
• Cada una de esas cabeceras locales a su vez
,reenvía la señal también por fibra óptica, a una
serie de nodos (calles )que la convierten en señal
eléctrica y la envían por cable coaxial a los
abonados.
8

9. Arquitectura típica de una red CATV HFC
Bidireccional
3-5 amplificadores máx.
Amplificador
bidireccional
Empalme
Cable módem
Cabecera
regional
Internet
Nodo
de fibra
Cabecera local
Anillo de fibra
(TV y datos viajan
por separado)
(500-2000
viviendas)
Receptor y
Modulador
Conversor
fibra-coaxial
Fibra
Cable Coaxial (75
Ethernet
)
125-500 viviendas
9

10. Arquitectura típica de una red CATV HFC
• Este esquema representa la arquitectura típica de una
red CATV HFC bidireccional preparada para ofrecer
servicios de transmisión de datos y TV.
• En la vivienda además del televisor tenemos el Cable
Módem, que conecta el computador y telefonía.
• Tanto el canal ascendente como el descendente son
compartidos, pero gracias a la estructura de la red
HFC los canales solo son compartidos por los
usuarios de una zona, no entre zonas diferentes.
10

11. Reparto de frecuencias en redes HFC
• Canal Descendente: 96-864 MHz (Europa), 88860 MHz (América). S/R > 34 dB (normal 46
dB)
• Canal Ascendente: 5-65 MHz (Europa), 5-42
MHz (América). S/R > 25 dB
• Sentido ascendente más problemático:
– Banda de RF más ‘sucia’ (interferencias, emisiones
de onda corta, radioaficionados, etc.)
– Amplificación del ruido e interferencia introducido
por todos los usuarios de la zona (efecto
„embudo‟). Esto impide utilizar el sentido ascendente
11
en redes con muchos amplificadores.

12. TELEVISION POR CABLE
• Desde que se construyeron los primeros
sistemas de televisión por cable (CATV,
Community Antena TeleVision), a principios de
los cincuenta, ha existido un continuo
desarrollo, que ha ido convirtiendo a estos
sistemas en toda una industria.
• En Chile se ha apreciado un crecimiento desde
la primera transmisión por cable, que ocurrió
en 1987 en forma experimental para 300
hogares de Santiago, alcanzando hoy a
algunos millones de familias a lo largo de todo el
país
12

13. TELEVISION POR CABLE
• Sin embargo ha sido en estos últimos años donde se ha
apreciado el mayor desarrollo en países más avanzados, como
también en el nuestro.
•
Esto ha permitido mejorar considerablemente la calidad de los
sistemas de CATV, los que ahora reciben el nombre de
sistemas de transmisión Broadband o Banda Ancha debido a
su gran capacidad de ancho de banda.
• Los grandes desarrollos tecnológicos en microelectrónica,
digitalización y compresión de la información y el enorme
impacto de la fibra óptica, han motivado el desarrollo de
sistemas de acceso con un gran ancho de banda y con
capacidades bidireccionales en la información.
13

14. TELEVISION POR CABLE
•
Actualmente las compañías de cable tienen
implementado sistemas que, aprovechando la
capacidad bidireccional de las redes, permite
entregar diversos servicios e integrar bajo la misma red
servicios hasta el momento muy disímiles como :
1. Telefonía
2.
Video
3.
Transmisión de datos.
14

15. TELEVISION POR CABLE
• La evolución que han tenido las arquitecturas o
topologías de redes de televisión por cable se pueden
resumir en tres clases:
1. Red árbol y ramas
2. Red árbol y ramas con troncal de fibra óptica
3. Red nodal
• Nosotros nos referiremos a esta última
15

16. RED NODAL
•
También denominada HFC (HFC, Hybrid Fiber Coaxial)
es una red híbrida compuesta por fibra óptica y cable
coaxial que cubre zonas geográficas de 2.000 ó 500
hogares, incluso menos hogares.
•
Cada agrupación de 500 a 2000 hogares conectados
vía un cable coaxial o fibra óptica se denomina
NODO.
•
Cada nodo a su vez se divide en cuadrantes.
• Al centro del nodo se llega con fibra óptica
directamente desde el Headend (Cabecera) o bien
desde un HUB o centro de distribución que pertenece
a un Backbone de fibra óptica posiblemente digital.
16

17. RED NODAL
Headend se denomina
comúnmente a la cabecera
principal de distribución de
señales en una ciudad.
HUB, se denomina a un sitio
remoto donde se distribuyen
las señales de CATV y de
Telefonía para una zona
geográfica específica.
• Este sitio remoto esta unido
a través de un anillo de
fibra óptica que pertenece a
un Backbone.
Backbone es una red de banda
ancha para conección entre
varios conmutadores (
Headend )
17

18. Figura 1.1: Topología Genérica de una Red HFC
• Como se aprecia en la Figura 1.1, la red genérica HFC cuenta
básicamente con una Red Troncal (Sección A de la Figura 1.1)
de fibra óptica, usualmente en topología de anillo, para el
transporte de señales desde y hacia el Headend a través de los
Hubs.
•
Pasa por una Red de Distribución de Fibra Optica (Sección B)
hasta y desde las unidades llamadas Nodo (óptico).
18

19. • Las unidades OTN (OTN,
Optical Transmission Node o
Nodo de Transmisión Óptico)
que son repetidores de fibra
óptica, pueden o no estar
presentes en una red HFC, y
sirven para extender el
alcance de la red.
•
El NODO , corresponde a un
un grupo de casas, en cuyo
centro gravitacional de
población se instala el
equipo llamado NODO.
• Desde el Nodo se inicia la Red
de Distribución Coaxial
(Sección C), hasta los
abonados.
19

20. • En esta red las señales que se
transportan desde el Headend o
los Hubs hasta las casas de los
abonados son llamadas señales
de bajada (Forward ó
Downstream ).
• Las señales que son originadas
por los abonados,
independientemente del servicio al
que correspondan, son las
señales de subida, o de retorno
(Upward ó Upstream ).
20

21. ARQUITECTURA HÍBRIDA FIBRA COAXIAL
• Una vez que :
– se han construido las redes de cable coaxial,
– se ha comenzado a dar el servicio de televisión por cable,
– se ha introducido la tecnología de fibra óptica
el concepto de redes de banda ancha es
más comprensible para los usuarios.
•
Es factible que la Empresa se cuestione qué otros
servicios son los que se pueden entregar al suscriptor
para diferenciarse de la competencia y por supuesto
obtener mayores ingresos.
21

22. • La demanda por servicios tales como :
– telefonía,
– datos,
– servicios interactivos VOD,
– PPV (pay-per-view), e
– Internet,
han requerido un estudio por parte de las compañías que
desarrollan las nuevas tecnologías.
• Este análisis establece la relación entre:
– la capacidad de las redes,
– distribución de ancho de banda y
– cómo maximizar el uso de los sistemas manteniendo la
posibilidad de seguir agregando nuevos servicios en el
22
futuro.

23. TELEVISION POR CABLE
• Las redes maximizan en sus diseños la utilización
del ancho de banda disponible a través del uso de
arquitecturas nodales ,convirtiéndolas en redes muy
flexibles y fácilmente mejorables.
• De esta forma, en la medida que la demanda por
ancho de banda y servicios aumenta y se presenta
una sobrecarga en la arquitectura de la red es posible
remozar la red aumentando el BW disponible por
usuario.
23

24. Figura 2.1: Ancho de Banda Arquitectura HFC
Arquitectura HFC
•
La integración de todos los nuevos servicios consideran una red HFC con
un ancho de banda desde 5 a 750 MHz. Este ancho de banda se divide de
la siguiente manera como se ilustra en la Figura 2.1
•
BANDA DE RETORNO también llamada Reverse ó Upstream, tiene una
asignación en el espectro de frecuencias de 5 a 42 MHz.
–
Esta banda es para transmitir toda la información que va desde el usuario hasta el HUB o
HEADEND.
24

25. Figura 2.1: Ancho de Banda Arquitectura HFC
Arquitectura HFC
• Banda directa también llamada Forward o Downstream que tiene
una asignación en frecuencia desde los 52 a 750 MHz para el tráfico
de información desde el HUB o HEADEND hasta el usuario
25

26. TELEVISION POR CABLE
Figura 2.1: Ancho de Banda Arquitectura HFC
• En la banda de bajada Forward se puede transmitir 110 canales de
video analógicos NTSC (NTSC, National Television Standard
Committe) de 6 MHz de ancho de banda.
• También es posible subdividir el espectro de frecuencias en
transmisión analógica y digital.
• De 52 a 550 MHz para señales de video analógico de 77 canales
• De 550 a 750 MHz señales digitales y de datos necesarios para los
nuevos servicios.
26

27. TELEVISION POR CABLE
Figura 2.2: Asignación de Frecuencias para los Servicios Interactivos
• En la Figura 2.2, se muestra una configuración o asignación del
espectro de frecuencia del ancho de banda de los servicios de cable.
•
Esta distribución puede tener diferencias dependiendo de cada
sistema a implementarse.
27

28. TELEVISION POR CABLE
• Las redes transportan las señales vía fibra
óptica desde la cabecera a los nodos ópticos.
• Se entiende por nodo a un área de servicio que
actualmente encierra una cantidad de
aproximadamente 2000 hogares, instalándose
en su centro el receptor óptico.
• En la topología HFC se diseñan y construyen
nodos divididos en 4 centros cuadrantes de 500
hogares cada uno y en algunos casos cada
centro de cuadrante a su vez está subdividido
en cuadrantes de 125 hogares.
28

29. TELEVISION POR CABLE
• Cuando la demanda por un BW (BW, Bandwidth, ancho de banda)
asignado es mayor al que se puede ofrecer con la red actual, se
produce un remozamiento(2.2) en la red HFC.
• En este caso los cuadrantes de 500 hogares se convierten en
nodos ópticos. Esto se lleva a cabo realizando modificaciones en la
planta externa, cambiando los cables coaxiales por fibra óptica.
También es necesario modificar y suministrar más equipos en
planta interna o HUB.
(2.2)
Remozamiento de una red a la capacidad
de crecimiento e inteligencia con la que fue
diseñada y
construida. En nuestro análisis es la
capacidad de
instalar más fibra óptica en la
construcción de una red
básica.
29

30. TELEVISION POR CABLE
• Al convertir los centros de cuadrantes en nodos ópticos, se logra
aumentar el BW asignado a 4 veces. Entonces en caso que la
demanda aumente otra vez en el futuro, de tal forma que existiera
una mayor necesidad por BW, se realizaría otro remozamiendo a la
planta externa como interna para obtener 4 nodos ópticos de 125
hogares con 4 centros de cuadrantes de 35 hogares cada uno.
• Uno de los objetivos de un remozamiento de la red HFC es la mayor
y mejor utilización de la fibra óptica en el transporte de las señales
al área de servicio. A medida que ocurre un remozamiento en la
arquitectura de red, la fibra óptica se acerca más al suscriptor,
trayendo consigo mejoras en la calidad de las señales y en la
confiabilidad de la red, haciendo que cada día se ocupen más
equipos pasivos que activos en la construcción de una red
bidireccional.
30

31. En la Tabla 2.1 se muestra la banda upstream o retorno por hogar
disponible.
Esta se calcula de acuerdo al total de BW asignado por cuadrante
dividido por el número total de hogares incluidos.
Tabla 2.1: BW UPSTREAM por hogar disponible.
Arquitectura
HFC-2000
HFC-500
HFC-125
HFC- 35
BW hogar upstream
18.5 KHz
74 KHz
296KHz
1057 Mhz
31

32. ARQUITECTURA
HFC -2000
TELEVISION POR CABLE
Figura 2.3: Arquitectura
•
•
HFC-2000
La FIGURA muestra una arquitectura nodal HFC-2000. Como se ve, existe un enlace
óptico desde el Headend o Hub hasta un receptor óptico, el cual convierte la señal óptica a señal
eléctrica y alimenta un amplificador con sus 4 salidas de RF a través de una línea de cable
coaxial “express”. Esta línea se denomina así debido a que no existe ningún equipo (activo o
pasivo) entre el receptor óptico y el amplificador de distribución de centro cuadrante para 500
hogares.
A su vez, las 4 salidas RF del amplificador principal, alimentan a 4 amplificadores ubicados en el
centro de cada uno de los cuadrantes de 500 hogares.
32

33. ARQUITECTURA
HFC-500
TELEVISION POR CABLE
Figura 2.4: Remozamiento
•
•
•
•
Arquitectura HFC-2000 a HFC-500
El primer remozamiento que se realiza, si aumenta la demanda por un BW previamente asignado, da como
resultado una arquitectura como se presenta en la Figura 2.4. El objetivo principal de este remozamiento es
reemplazar las 4 líneas de cable coaxial express por enlaces ópticos. De esta forma se elimina una
etapa de amplificación RF.
El receptor óptico que se ubicaba en el centro de nodo es reemplazado por un divisor óptico que se
instala en terreno o bien en el Hub si se tiene capacidad o fibras ópticas proyectadas para este
remozamiento.
Se procede de igual forma con los centros de cuadrantes, que eran amplificadores RF, que también son
reemplazados por receptores ópticos.
Por lo tanto, ahora se tienen 4 nodos de 500 hogares y 4 cuadrantes de 125 hogares, es decir una
33
arquitectura HFC-500 como se aprecia.

34. ARQUITECTURA
HFC-140
TELEVISION POR CABLE
Figura 2.5: Remozamiento de Arquitectura HFC-500 a HFC-140
• La segunda etapa de remozamiento de una red HFC-500 consiste en
los mismos pasos explicados en el remozamiento de una red HFC2000. Ahora, procediendo de igual forma en el dimensionamiento de
planta externa como interna, se obtendrán 16 nodos ópticos de 140
hogares, o sea, una arquitectura HFC-140 con 4 cuadrantes de 35
hogares cada uno. Esta topología se muestra en la Figura 2.5.
34

35. Figura 2.6: Remozamiento de Arquitectura HFC-140 a Arquitectura FTTC
• El último remozamiento que experimenta esta arquitectura antes de
cambiar de nombre se ilustra en la Fig. 2.6. El procedimiento para
llegar de una arquitectura HFC-140 a una topología de red FTTC
(FTTC, Fiber To The Curb o Fibra Óptica hasta la Acera), es similar a lo
explicado en los puntos anteriores. Con esta red se pueden
implementar todos los servicios interactivos que demanden los
35
suscriptores.