importancia del diseño de las redes de cable

7/25/2019 Importancia Del Diseo de Las Redes de Cable

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IMPORTANCIA DEL DISEO DE LAS REDES DE CABLE

Las redes de cable han experimentado una acelerada transformacin en losltimos aos. Esta evolucin o adaptacin se debe, principalmente, a lademanda de los consumidores de ms y mejores servicios. Hace variosaos, cuando el video analico reinaba en las redes de cable, lossuscriptores eran menos exientes con la calidad de la imaen !ue recib"an,!uedaban satisfechos con un servicio de video !ue, en ocasiones, nocumpl"a cabalmente con los ms altos estndares de calidad de hoy en d"a.#hora, con las seales diitales y la converencia de servicios, las redes decable se han transformado considerablemente.

#s" como las randes obras ar!uitectnicas re!uieren un cuidadoso diseode inenier"a para convertirse en realidad, las redes de cable necesitan undiseo !ue tome en cuenta normas, especi$caciones, clculos y otrascondiciones muy particulares. %i una red de cable no se sustenta en slidoscimientos de diseo, le pasar lo mismo !ue a una casa construida sinplanos.

ASPECTOS QUE SE DEBEN CONSIDERAR ANTES DEL DISEO

&ara el diseo de una red de cable se debe seuir un riuroso proceso !ueconsta de varias etapas. &rimero se debe partir de un estudio de lascondiciones del mercado, es decir, una investiacin !ue arroje resultadossobre el tipo de servicios de telecomunicaciones !ue necesita la poblacin,competencia de otros operadores en la 'ona y cual!uier otro dato !ueaporte informacin sobre el consumo de los servicios de telecomunicacionesde los habitantes. (on estos datos se podr planear la inversin inicial parala implementacin de e!uipos y tecnolo"as )eneralmente por etapas*, as"como la de$nicin de la ar!uitectura y de la capacidad re!uerida de la redpara proveer cada uno de los servicios+ seales analicas, servicios

diitales, acceso a nternet de banda ancha, telefon"a, cajas decodi$cadoraspara servicios avan'ados, etc.

-na ve' !ue se haya determinado y justi$cado la puesta en marcha de lared de cable, se procede a la reali'acin de un levantamiento. Ellevantamiento /iura 01, para el caso de la industria del cable, consiste enla recopilacin sistemtica de las caracter"sticas de la 'ona donde se va aconstruir la red. %iuiendo con la analo"a de la obra ar!uitectnica, se debereistrar y anali'ar toda la informacin relacionada con las condiciones delterreno antes de comen'ar a disear. En el plano de la poblacin serecolectan datos como la locali'acin exacta de los postes, el material de

los mismos, las distancias interpostales, ubicacin del (2(, casas pasadas,locali'acin precisa de edi$cios, escuelas, hoteles, hospitales y cual!uier


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otro recinto !ue pudiese solicitar aln servicio del sistema de cable en unfuturo.

/iura 0. /ramento de un levantamiento para el diseo de una red decable.

3tros datos indispensables para el diseo de la red, adems de los

indicados en el levantamiento, son+a* #ncho de banda de la red

b* 4ipo de ar!uitectura

c* 5iveles m"nimos en las salidas del tap )para frecuencias altas y bajas*

d* &orcentaje de diseo

e* 5mero mximo de ampli$cadores en cascada

f* 5iveles de entrada y salida de los ampli$cadores )en for6ard y reversa** (rossover

a) Ancho de banda de la red:El ancho de banda de la red es el rano defrecuencias !ue se puede utili'ar para transmitir seales.

El ancho de banda del cable coaxial y de la $bra ptica es muy rande yest limitado bsicamente por el ancho de banda de los e!uipos !ue seconectan a la red. Las antiuas redes de cable )construidas exclusivamentecon coaxial* ten"an un ancho de banda relativamente pe!ueo, inclusivemenor a 789 :H'. Las redes de cable de hoy en d"a, para poder brindar


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varios servicios y ms canales de televisin, se disean hasta a 0 ;H' deancho de banda.

Es importante determinar a !u< ancho de banda se va a disear la red puesno todas las seales en el sistema se atenan iual+ las de mayor frecuencia

se atenan ms !ue las de menor frecuencia.

b) Tio de ar!"i#ec#"ra:La ar!uitectura de la red determina la forma en!ue se construir la red para llevar las seales a los abonados= en otraspalabras, es la disposicin f"sica en la !ue se interconectan los suscriptorescon el (2(.

La ar!uitectura ms utili'ada por los sistemas de cable en las primerasdrbol y rama? en la cual lasseales provenientes del (2( eran distribuidas a la poblacin por medio deuna serie de rami$caciones primarias y secundarias de cable coaxial. La

desventaja de estas ar!uitecturas es !ue presentaban muchos problemasde ruido y distorsiones por las randes cascadas de ampli$cadores )elt


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/iura C. Ejemplo de ar!uitectura AL#%4E2

Las redes H/( )H"bridas de /ibraD(oaxial* actualmente se diseansementando y nodi$cando la red, es decir, haciendo pe!ueas redes decable coaxial !ue dan servicio a un determinado nmero de casas pasadas

)t"picamente de C89 a 0999 casas* conectadas al (2( por medio de $braptica )con opcin de anillo, estrella o combinaciones*.

La $bra ptica siue anando terreno en las redes de cable y,paradjicamente, despla'ando al cable coaxial. Las ar!uitecturas /44 )delinl/ibra Hasta ?* han comen'ado a emplearse conmayor frecuencia en los sistemas de cable y pueden ser un ejemplo deredes en donde el nico dispositivo activo es el nodo.

c) Ni$ele% en la% %alida% del #a:El nivel de la seal en los puertos desalida del tap debe ser tal, !ue permita entrear la potencia adecuada de

operacin a los e!uipos terminales del suscriptor.

%e debe determinar el nivel m"nimo de las seales a la frecuencia ms alta ya la frecuencia ms baja. &ara lorar esto ltimo, se calcula la atenuacin!ue experimentan las seales con base en la lonitud mxima permitidapara las acometidas y a los e!uipos pasivos re!ueridos para una instalacincon varios servicios /iura F1.

/iura F. nstalacin de una acometida para varios servicios.

Es importante recordar !ue el nivel de entrada al televisor debe ser de 9dAmG, y para el caso de los cablemodems )indispensables para el serviciode nternet*, el rano de entrada va de los D08 dAmG a los 08 dAmG. &ara elejemplo de la /iura F, y suponiendo !ue la mxima frecuencia del sistemaes de I9 :H', se tendr"a lo siuiente 4abla 01+


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4abla 0. (lculo de la atenuacin de seal en una acometida a I9 :H'.

Je acuerdo con el clculo de la 4abla 0, el nivel de las seales en la boca deltap a la mxima frecuencia del sistema deber"a ser de 0 dA para llear con9 dAmG a la entrada del televisor.

d) Porcen#a&e de di%e'o:%e re$ere al nmero total de puertos de salidadel tap en relacin con el nmero de casas potenciales a las !ue dar

servicio.

Los taps slo tienen C, 7 u puertos de salida )siendo los ms comunes de7 y salidas*, por lo tanto se debe especi$car en !u< casos se colocarcada uno de ellos )ver 4abla C*. # este parmetro se le conoce comoporcentaje de diseo por!ue frecuentemente se expresa en esos tbocas? de tap)pues no hay taps con ese nmero exacto de salidas*. En realidad, no todoslos habitantes contratarn servicios del sistema de cable, por lo !ue podrnsobrar an ms >bocas? de taps. &ara solucionar este inconveniente, lossistemas de cable tienen la opcin de disear su sistema a un porcentaje


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menor al 099B, por ejemplo, utili'ar taps de para los casos de K 09casas pasadas. Esto se justi$ca por!ue alunas casas pasadas tienen otroproveedor para sus servicios de telecomunicaciones o, simplemente, nocuentan con dichos servicios.

e) N(ero *+io de ali,cadore% en ca%cada: &oco a poco, atravnodo C?, >nodo n?*. Hacer diseos con muchosampli$cadores permite ampli$car numerosas veces la seal y llear arandes distancias, no obstante, el ruido tambi


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/iura 7. 5ivel de entrada plano a los e!uipos terminales del suscriptor

DISPOSITI0OS ACTI0OS 1 PASI0OS

La seleccin del e!uipo activo y pasivo juea un papel fundamental en eldiseo. En cuanto al e!uipamiento activo, es necesario conocer lasespeci$caciones t


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todos estos elementos, se podr comen'ar a trabajar en los clculos para eldiseo de la red.

CONSIDERACIONES PARA LOS EQUIPOS ACTI0OS

%e debe buscar un balance entre el nmero de veces !ue se ampli$ca laseal y las distorsiones !ue se producen en este proceso. Es necesarioconsiderar !ue entre ms etapas de ampli$cacin existan, las distorsionessern mayores y el (52 se deradar ms. (omo ya se mencion alprincipio de este art"culo, las cascadas de ampli$cadores en las redesmodernas se han reducido a tres o menos dispositivos activos.

&ara saber cul es el mximo nmero de ampli$cadores !ue se puedecolocar en cascada sin violar las normas, se anali'a el comportamiento delruido y se calculan las distorsiones en el sistema.

AN2LISIS DE DISTORSIONESC*lc"lo del CNR

La 2elacin &ortadora a 2uido )(52 o (O5* es la relacin o proporcin !ueexiste entre la portadora de la seal y el ruido en un ancho de bandadeterminado. Es una medicin !ue permite conocer !u< tan cerca seencuentra el ruido de la seal !ue se desea transmitir en una porcin delespectro.

&ara calcular el (52 es indispensable conocer la $ura de ruido )5/, 5oise

/iure* del ampli$cador. &ara el (52 de un slo ampli$cador se utili'a lasiuiente frmula+

CNR = Nivel de salida del amplifcador - (-59.2 + NF + Ganancia)

Jonde+

(52 P 2elacin &ortadora a 2uido

5/ P /iura de ruido del ampli$cador )especi$cada por el fabricante*

D 8K.C P (onstante )ruido t


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%i los ampli$cadores tienen distinto (52, entonces se emplea la siuientefrmula+

Jonde+

(52% P 2elacin &ortadora a 2uido resultante )al $nal de la cascada*

(52n P 2elacin &ortadora a 2uido de cada uno de los ampli$cadores

;racias a las frmulas de (52 )y a otras frmulas ms* se determinacuntos ampli$cadores en cascada se pueden colocar. La 5orma determina!ue el (52 en el sistema no ser menor de 79 dA para canales cuya seal

corresponda a estaciones de televisin radiodifundida y de 7F dA paracanales con cual!uier otro tipo de seal. %in embaro, se suiere !ue, en lamedida de lo posible, se mantena el (52 bajo estndares ms riurosos.

5o slo se debe calcular el (52 para saber el nmero mximo deampli$cadores en cascada, tambi


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La distorsin (%3 de un ampli$cador se mejora en 0 dA con cada 0 dA !uese disminuya en el nivel de salida. El (%3 afecta las imenes causandol"neas diaonales molestas.

&ara calcular el (%3 al $nal de la cascada de ampli$cadores, primero sedebe conocer el (%3 a la salida de cada uno de los ampli$cadores !ue laconforman. &ara conocer el (%3 de un solo ampli$cador se emplea lasiuiente frmula+

CS# = CS#re$ (Nivel de salida Nivel de re$erencia)

Jonde+

(%3 P Aatidos de %eundo 3rden a la salida del ampli$cador

(%3ref P Aatidos de %eundo 3rden especi$cados por el fabricante

(onociendo el valor de (%3 de los ampli$cadores, simplemente se obtieneel (%3% al $nal de la cascada de ampli$cadores. %i se trata deampli$cadores con el mismo (%3 se utili'a la frmula+

CS#S = CS# 5lo"!N

Jonde+


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(%3% P Aatidos de %eundo 3rden )al $nal de la cascada de ampli$cadores*

(%3 P Aatidos de %eundo 3rden a la salida del ampli$cador

5 P 5mero total de ampli$cadores con (%3 iual

Q si se trata de ampli$cadores con distinto (%3, se emplea la frmula+

Jonde+

(%3% P Aatidos de %eundo 3rden totales )al $nal de la cascada deampli$cadores*

(%3n P Aatidos de %eundo 3rden a la salida de cada ampli$cador

C*lc"lo de CTB

4riple Aatido (ompuesto )(4A* se le llama a un tipo de distorsin ocasionadapor la me'cla no deseada de portadoras en el sistema. # diferencia del (%3,el (4A cae directamente en la posicin de la portadora de video de loscanales. El (4A se mani$esta en la pantalla del televisor como l"neashori'ontales de irreular periodo.

2E;L#% # EL :#5ER3 JEL (4A

En cada ampli$cador se mejora en C dA el (4A con cada decrementode 0 dA en el nivel de seal de salida.

(4A de una cascada de ampli$cadores iuales se deteriora en I dA,cada ve' !ue se duplica el numero de ampli$cadores con id


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&ara calcular el (4A se siue un proceso similar al del reali'ado para el (%3+primero se calcula el (4A a la salida del ampli$cador y lueo se obtiene elvalor del (%3 a la salida del ltimo ampli$cador de la cascada.

La frmula para calcular el (4A de un solo ampli$cador es+

C%& = C%&re$ 2(Nivel de salida Nivel de re$erencia)

Jonde+

(4A P 4riple Aatido (ompuesto a la salida del ampli$cador

(4Aref P 4riple Aatido (ompuesto especi$cado por el fabricante

-na ve' !ue se cono'ca el (4A, se procede a calcular el (4A total al $nal dela cascada. %i se trata de ampli$cadores con el mismo valor de (4A, seutili'a la siuiente frmula+

C%&S = C%& 2!lo"!N

Jonde+

(4A% P 4riple Aatido (ompuesto total )al $nal de la cascada deampli$cadores*

(4A P 4riple Aatido (ompuesto a la salida del ampli$cador

5 P 5mero total de ampli$cadores con el mismo (4A

&ara el caso de ampli$cadores con distinto (4A, se emplea la frmula+

Jonde+


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(4A% P 4riple Aatido (ompuesto total )al $nal de la cascada deampli$cadores*

(4An P 4riple Aatido (ompuesto a la salida de cada ampli$cador

C*lc"lo de 3MOD

La modulacin cru'ada es otro tipo de distorsin parecido al (%3 y (4A, y seoriina en randes cascadas de ampli$cadores.

En el caso del clculo de la modulacin cru'ada se siue un procedimientosemejante al clculo del (%3 y del (4A. &rimero se obtiene el :3Jproducido por un solo ampli$cador+

' = 're$ 2(Nivel de salida Nivel de re$erencia)

Jonde+

: P :odulacin cru'ada a la salida del ampli$cador

:ref P :odulacin cru'ada especi$cada por el fabricante

Jespu


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C2LCULO DE NI0ELES

El diseo de 2/ tiene como objetivo distribuir las seales a la mayorcantidad posible de casas pasadas. &artiendo de los niveles de salida delampli$cador )de$nidos previamente* y de la p


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/iura I. Ejemplo de clculo de niveles en la l"nea de distribucin.

C2LCULO DE ATENUADORES 1 ECUALI4ADORES

(uando la potencia de las seales ha disminuido a tal punto !ue ya no esposible dar servicio a ms abonados, se coloca un ampli$cador. Sste recibelas seales, incrementa su potencia y les da la pendiente adecuada para serdistribuidas nuevamente a las casas /iura T1. Las seales !ue elampli$cador recibe en sus puertos de entrada no siempre tienen la mismapotencia ni pendiente, por lo tanto, se emplean atenuadores y ecuali'adores)!ue se insertan dentro del ampli$cador* para dar el nivel y la pendientere!uerida en el proceso de ampli$cacin. Los atenuadores reducen el nivelde las seales y los ecuali'adores les proporcionan la pendiente re!uerida.

/iura T. &endiente de entrada y salida de los ampli$cadores.

El nivel de las seales de entrada al ampli$cador es muy variable. nclusive,hay casos en !ue la pendiente no es neativa y se tienen !ue utili'arsimuladores de cable en luar de ecuali'adores.

Este mismo procedimiento se reali'a en las redes bidireccionales para laruta de retorno, slo !ue, en este caso, se toma el mximo nivel de potenciade transmisin del cablemodem y se siue la trayectoria inversa para losclculos+ de las instalaciones del suscriptor hacia los ampli$cadores /iura

1.


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/iura . 2uta de retorno.

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