El documento presenta una introducción a las redes HFC (Hybrid Fiber Coaxial) para televisión por cable, incluyendo una breve historia del servicio en Colombia, el marco regulatorio, los elementos técnicos de una red HFC y los parámetros básicos para el diseño de una red como presupuesto, requerimientos técnicos y estudios de mercado.

1. Antenas y Líneas de Transmisión REDES HFC Ing . Jarvey Gonzalez Romero [email_address]

3. Inicios en Colombia

4. Inicios en Colombia La falta de control sobre los sistemas operadores de cable y el problema que recae en Colombia con programadoras internacionales por derechos de autor, obliga a la normalización del servicio, por lo que el Congreso de La República, por medio de las Leyes 182 de enero 20 de 1995 y 335 de diciembre 20 de 1996, estableció la clasificación y el régimen de prestación del Servicio de Televisión Por Suscripción. La Comisión Nacional de Televisión (CNTV) en cumplimiento a lo ordenado en dichas Leyes, expidió el acuerdo No. 014 del 20 de marzo de 1997 que reglamentó el Servicio de Televisión por Suscripción y adoptó el Plan de Promoción y Normalización. Es así como se da inicio al proceso licitatorio en 1999.

5. DISTRIBUCION LICENCIAS OPERACIÓN TELEVISION POR CABLE

6. ZONA OCCIDENTE CABLEUNION DE OCCIDENTE TV CABLE DEL PACIFICO CABLESEÑAL OCCIDENTE S.A. E.P.M. TV LTDA LICENCIA ZONA OCCIDENTE OPERACIÓN TELEVISION POR CABLE

7. ZONA NORTE SALTELCARIBE CABLEVISTA LICENCIA ZONA NORTE OPERACIÓN TELEVISION POR CABLE

8. CENTRAL AREA: CABLECENTRO SUPERCABLE CABLEANDINO TELECOM LICENCIA ZONA CENTRO OPERACIÓN TELEVISION POR CABLE

9. MARCO REGULATORIO

14. TECNICA HFC

15. Elementos De Un Sistema De Comunicación Canal Tx Rx

16. TV POR CABLE RX TX Mezcla Modulación RX Canal Headend (Cabecera)

17. Antena de Aire Señal Local Reflector Parabólico Señal Satelital RECEPCION

18. SISTEMA DE TV POR CABLE LOS SISTEMAS DE TV POR CABLE TIENEN UNA ESTRUCTURA EN SU PROCESAMIENTO DE LA SEÑAL DE VIDEO LA CUAL ESTA DIVIDIDA EN: HEADEND RED PRINCIPAL RED DISTRIBUCION FINAL RED DE ACOMETIDA

19. Antena Satelital Receptor Satelital Splitter HFS 1x2 Receptor Satelital LNB Receptor Canales Libres Splitter HFS 1 x 4 Receptor Decodificador Satelital Receptor Decodificador Satelital Receptor Decodificador Satelital Receptor Decodificador Satelital Antena de Recepcion de Señales De Aire - Canales Locales Splitter 1 x 4 Procesador de señal CH-5 Procesador de señal CH-7 Procesador de señal CH-9 Procesador de señal CH-4 Modulador CH-6 Modulador CH-10 Modulador CH-12 Modulador CH-15 Modulador CH-17 Modulador CH-2 Amplificador Distribución De Cabecera PROCESAMIENTO DE SEÑALES Mezclador Splitter 1 x 4 Transmisor Optico Transmisor Optico

20. Cable Coaxial

21. TIPOS DE CABLE EXISTEN VARIOS TIPOS DE CABLE USADOS EN UNA RED CON ARQUITECTURA TIPO HFC COMO LA NUESTRA: FIBRA OPTICA (No. HILOS) CABLE .750 CABLE .500 CABLE RG-11 CABLE RG-6 CABLE RG-59

22. Antena Parabólica : Reflector en forma de parábola utilizado para la recepcion de señales. LNB : Elemento activo encargado de bajar la frecuencia satelital y amplificarla con un nivel muy bajo de ruido. Dual Feed : Elemento situado en el foco de la antena donde se concentran los rayos de las señales. Aquí se fijan los LNB. Cabecera : Lugar donde se encuentran todos los equipos necesarios para la recepcion y el procesamiento de las señales que posteriormente seran enviadas a traves de la red a los usuarios. Aquí se encuentran receptores, moduladores, procesadores, combinadores etc... ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TV POR CABLE

23. Cable Coaxial : Medio fisico compuesto por un conductor central, dielectrico, blindaje y chaqueta. El cable se encuentra en diferentes calibres dependiendo de su uso y aplicación: Troncal (750, 840) , distribucion (500) y Drop (RG-6 , 11). Amplificador : Elemento activo ubicado en la red encargado de amplificar la señal de television para que pueda ser llevada a sitios lejanos y distantes. Multitaps: Elementos pasivos que se instalan en la red y se encargan de realizar la distribucion para poder realizar las instalaciones a los usuarios y prestar los servicios que la compañía ofrece. Cada borne alimenta un usuario. ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TV POR CABLE Fibra Optica : Medio fisico que emplea el principio de reflexion de la luz para el transporte de señales. Debido a sus consideraciones de baja atenuacion, gran ancho de banda e inmunidad al ruido entre otras lo convierten en un medio excelente de comunicación.

24. Elementos pasivos : Son elementos encargados de realizar las derivaciones a la red unicamente y que no implique una ampificacion de ésta. Entre estos elementos se encuentran los splitters, Direccional coupler, equalizadores de linea. Conectores y adaptadores : Son los elementos encargados de realizar las conexiones y acoples entre los diferentes elementos bien sea activos o pasivos. Se encuentran de diversos modelos y aplicaciones. ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TV POR CABLE

25. FIBRA OPTICA

26. Ventajas Inmunidad a los ruidos eléctricos (interferencias) Al no conducir electricidad no existe riesgo de incendios por arcos eléctricos Bajas pérdidas, lo cual permite reducir la cantidad de estaciones repetidoras y gran ancho de banda que implica una elevada capacidad de transmisión Diámetro y peso reducidos lo que facilita su instalación Excelente flexibilidad Estabilidad frente a variaciones de temperatura

28. Hub Hub Hub Hub Hub Hub Hub Headend RED PRINCIPAL Hub Hub Hub

29. RED DE DISTRIBUCION FINAL RED ANTIGUA RED HIBRIDA – COAXIAL (HFC) Multitap Splitter Amplificador Amplificador Cable Coaxial 26000-28000 H.P. Cable Coaxial Cable Coaxial Cable Coaxial Headend Cable Coaxial

30. RED DE DISTRIBUCION FINAL Redes Modernas Receptor Óptico Receptor Óptico Fibra Óptica Fibra Optica Fibra Óptica Multitap Splitter Receptor Óptico Amplificador 26000-28000 H.P. Red de Distribución Final

31. RED TIPICA HFC

32. RED DE ACOMETIDA EN CASAS MULTITAP CABLERG-11 O CABLE 500 MENSAJERO SEÑAL LOCAL CABLE RG- 6

33. Starfone Unicamente para PPV Señal Toma de Telefono Interruptor de Señal Antena Canales Locales 45 Caja Decodificadora CH-3 o 4

34. El canal de TV

35. El Espectro Televisivo I BANDA VHF T.V. T.V. T.V. Banda I Banda II Banda III 54 60 66 72 76 82 88 174 180 186 192 198 204 210 216 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 UIT-R norma M

36. EL CANAL de TV . 6 MHz PORTADORA DE VIDEO 1.25 MHz PORTADORA DE COLOR 3.58 MHz PORTADORA DE AUDIO 4.5 MHz 0 dBr - 10 dB NIVEL DE LAS PORTADORAS frecuencia AMPLITUD CURVA Amplitud & Frecuencia Norma M- NTSC

37. Ejemplo para el Canal 7 . PORTADORA DE VIDEO 175.25 PORTADORA DE AUDIO 179.75 174 Mhz 180 6 MHz Frecuencia en Mhz AMPLITUD CURVA Amplitud & Frecuencia Norma M- NTSC 4.5 MHz

38. Diseño básico de redes HFC

40. Parámetros Básicos del Proyecto Cuando damos inicio al diseño y planeacion de cada proyecto siempre hay que tener en cuenta las características fundamentales por las cuales hay que realizar el cambio estructural de la red. *Presupuesto *Requerimientos Técnicos *Estudio Técnico

41. Presupuesto El presupuesto asignado para la realizacion de un diseño es de vital importancia ya que es uno de los factores que me define el tipo de material que debo usar para la realizacion, del proyecto. Parámetros Básicos del Proyecto $

42. Requerimientos Tecnicos Es necesario tener claridad de las necesidades del mercado y de las necesidades de la organización para realizar un optimo diseño. Para realizar el diseño de una red de CATV es necesario tener en cuenta varios factores a saber: * Ancho de banda a diseñar. * Tipo de cable a utilizar (opcional). * Tipo de activos y pasivos a usar (opcional). Parametros Basicos del Proyecto

43. Estudio Tecnico En el estudio tecnico es necesario tener muy claras las variables que voy a manejar ya que este tipo de desarrollo la mayor parte del éxito del proyecto depende directamente de la informacion que sea la base del diseñador. Tambien es necesario, de acuerdo a un estudio de mercadeo determinar el indice de penetracion que se quiere lograr en determinado sector para asi diseñar con este factor. Parametros Basicos del Proyecto Ej: Factor 50%: Se diseña la red para dar la posibilidad que el 50% de los usuarios potenciales del sector tengan el servicio, ya que factores como competencia, ingresos y estrato asi lo demuestran, en otras palabras, si a un poste se pueden conectar 4 usuarios en total, entonces se debera diseñar la red para instalar en este poste un tap de 2 salidas y asi sucesivamente.

44. Levantamiento de Informacion El levantamiento de Informacion es el proceso mediante el cual se recopila toda la informacion relevante en terreno para realizar el diseño del proyecto. El levantamiento de información de terreno, es la actividad destinada a suministrar la información suficiente y real sobre la cantidad de usuarios potenciales, su ubicación, la infraestrucutra y su descripcion, u otras características, necesaria para un confiable diseño de redes.

45. Normas Existe posteria de diferentes tipos los cuales deberan ser colocados como caracteristicas de la infraestructura en la planilla de postes. La primera es una caracteristica de fuerza la cual se divide de la siguiente manera: 510 Kg 750 Kg 1050 Kg 1350 Kg Cada uno de estos tipos de postes tiene otra caracteristica y es la altura. 10m -12m -14m Levantamiento de Informacion

46. Normas La red para Bogota por ningun motivo debe colocarse sobre posteria de alumbrado publico. La red no puede colocarse sobre posteria o torres de transmision o alta tension. La red debe ir 50 cm por debajo de las lineas de baja tension de la electrificadora y en caso de haber un telematico 30 cm por debajo de este. La red no podra cruzar tramos entre postes donde la electrificadora no tenga cable (media o baja tension). . Levantamiento de Informacion

47. Normas Las camaras de inspeccion pueden ser doble, sencilla o redonda. Existen unas que podriamos denominar triples la cual no es muy frecuente encontrarla. En el caso de las camaras de inspeccion para los ductos y con el fin de unificar criterios la convencion que debe ser usada es la siguiente: 22 33 32 43 Camara Doble Camara Sencilla Camara Redonda Levantamiento de Informacion

48. Digitalizacion de la Informacion La digitalizacion es el proceso mediante el cual el Diseñador ingresa la informacion basica de infraestructura, datos de censo y demas datos relevantes dibujandola en “AutoCad” (u otro programa) y llenando las Bases de Datos pertinentes.

49. Actividad Mediante la utilizacion de comandos basicos según la herramienta se procede a colocar la infraestructura en los puntos del plano que correspondan teniendo en cuenta las medidas dadas en las planillas de terreno. Digitalizacion de la Informacion

50. Diseño Diseño es el proceso mediante el cual se realizan , los calculos, el plano de la red, y demas documentos que contribuyen a elaborar un proyecto para su posterior ejecucion. El diseño esta relacionado directamente con la planeacion, ya que este es una herramienta fundamental para la consecucion de los planes establecidos, bajo los parametros tecnicos de las organizaciones y la normatividad de los entes nacionales e internacionales. 23 45 65 34 78 78 34 32 33

51. Diseño de redes de CATV *Tipo de cable a utilizar Diseño

52. Diseño de redes de CATV * Cables coaxiales Diseño Especificaciones físicas Dimensiones nominales Pulgad as mm Conductor 0.1 2.7 Aislación 0.4 11 Espesor Conductor Externo 0.02 0.6 Diametro Conductor Externo 0.5 12. Revestimiento 0.50 14. Portante 0.19 2.7 Peso Nominal [lb/1000ft] [Kg/Km] 154 230 Peso Nominal (por carrete) [lb] [Kg] 463 210 Longitud nominal (por carrete) [feet] [m] 716 Fuerza de tracción máxima [lb] [Kg] 900 410 Radio mínimo de curvatura [in][mm] 4.0 100 Fuerza de ruptura del portante [lb] [Kg] 1800 820 Medidas de las bobinas [in] [cm] 42*18*18 107*46*46 Atenuaciones Máximas @ 20ºC (68ºF) Frecuencia [Mhz] d B/100ft dB/ 100m 5 0.16 0.52 55 0.55 1.80 211 1.08 3.55 250 1.19 3.92 270 1.24 4.07 300 1.31 4.30 330 1.38 4.54 350 1.43 4.69 400 1.53 5.02 450 1.63 5.35 500 1.73 5.68 550 1.82 5.97 600 1.91 6.27 750 2.16 7.09 870 2.35 7.69 1000 2.53 8.30

53. Diseño de redes de CATV * Cables coaxiales: Atenuacion Vs Temperatura Diseño Si la temperatura aumenta entonces la resistencia óhmica del cable tambien aumenta y por ende su atenuacion de acuerdo a la siguiente relacion tambien aumenta. % de cambio en la atenuacion = 0.19 % por cada 1 ° C Delta T° = T final - T inicial

54. Amplificadores: Son elementos capaces de aceptar un bajo nivel de entrada y entregarnos a la salida un nivel mas alto. Su funcion principal es compensar las perdidas en los cables coaxiales. Poseen como es natural un cierto consumo de energia ademas de introducir ruido y distorsion. La siguiente figura nos muestra un diagrama simplificado tipico de un amplificador: Diseño Como se puede observar, en la entrada se encuentra un diplexer cuya finalidad es separar las frecuencias altas (50 a 750 Mhz) de las bajas (5 a 40 Mhz), esto para permitir la comunicación bidireccional de la red.

55. Idealmente los amplificadores deberian tener una respuesta lineal a la salida, es decir, esta señal de salida deberia ser igual a la misma señal de entrada pero amplificada en su amplitud. Lo cual daria una respuesta asi: Diseño Pero en la practica la respuesta no es completamente ideal, ya que a determinado nivel la linea se va curvando ocasionando el fenomeno que se conoce con el nombre Saturacion. Es Ei Es Ei

56. En un sistema de cierta longitud, se requiere el funcionamiento de amplificadores con capacidad de control automatico de ganancia (AGC) y/o de pendiente (ASC). En el caso que posean ambos controles automaticos se denominan ALSC . Esto es debido fundamentalmente a la necesidad de compensar las variaciones de atenuacion de los cables coaxiales frente a los cambios termicos del medio. El AGC toma una muestra de la señal de RF de salida, se detecta y se obtiene un valor DC que comanda la ganancia de RF. Diseño

57. En la presente figura se muestra el diagrama de bloques de un amplificador Line Extender Diseño

58. Las fuentes de alimentacion: Las fuentes proveen el voltaje necesario para el funcionamiento de los amplificadores. Estas tienen una salida de 60 o 90 VAC. Debido a los valores de corriente que se manejan es necesario que las fuentes se utilicen en forma de T como se muestra en la figura con el fin de darle una mayor cobertura y disminuir el valor de la corriente por un cable. Se debera exigir como maximo a la fuente el 80 % de su carga total. Diseño

59. Las fuentes de alimentacion: La ubicación de la fuente es muy importante para determinar la cantidad de activos a depender de ésta. Diseño 0.7 Amp. V = 1.3 A x 2.45 Ohm = 3.18 V DC-16 Dist: 400 mts R: 2.23 Ohm Dist: 440 mts R: 2.45 Ohm 0.6 Amp. 0.6 Amp. 1.3 Amp. 60 V 15 Amp. V= 60 v – 3.18 v = 56.8 v V= 56.8 v – 1.33 v = 55.4 V V= 0.6 A x 2.23 Ohm = 1.33 V Cable .500 R: 5.58 ohmios cada 1000 mts

60. Los elementos pasivos: Se consideran pasivos a aquellos elementos que no proveen ganancia y no requieren para su funcionamiento alimentacion alguna. Pero si deben tener la capacidad de permitir el paso de la corriente AC a traves de ellos. Divisores (Splitters) Acopladores direccionales Taps Diseño

61. Divisores: Diseño Acopladores direccionales: Una de las cualidades mas importante es la direccionalidad. Si la señal se ingresa por la salida se tendra un nivel similar en la entrada y muy bajo en el tap. Ahora si la señal se ingresa por el tap se tendra por la salida una señal muy baja mientras que en la entrada un nivel relativamente alto.

62. Taps: La combinacion de los Direccional Coupler y los splitters es el Tap, ya que presenta altos valores de aislacion entre sus salidas. Presentan un valor en dB que corresponde a la atenuacion total entre entrada y salidas. Diseño

63. Accesorios: Equalizadores: Son dispositivos que compensan las perdidas en el cable a diferentes frecuencias, es decir, atenuan mas las frecuencias bajas y atenuan menos las frecuencias altas. Simuladores de cable: Son dispositivos que actuan en forma inversa a los equalizadores. Atenuador o Pad: Son dispositivos que atenuan en dB todas las frecuencias en forma lineal. Divisores o splitters internos: Son dispositivos que se insertan el algunos tipos de amplificadores cuya finalidad es habilitar determinadas salidas con unos niveles determinados. Diseño

64. Herramientas Diseño Para realizar un diseño de una red tipica de video no es de extrema necesidad un software de este estilo. La red se puede diseñar mediante calculos netamente matematicos que podemos realizar utilizando las tablas de parametros tecnicos y una calculadora. Ahora bien aprenderemos la forma basica de diseñar mediante la utilizacion neta de tablas y calculos de los niveles y demas datos relevantes de un proyecto.

65. Vamos a diseñar:... Diseñemos una red de cable: Ancho de banda: 550 Mhz (77 canales) Amplificadores JLX-7 Ganancia Tipica: 28 dB IN: 18 dB OUT: 46 Db Cable QR-540 Perd:5.12 dB/100 m a 550 Mhz Perd:1.54 dB/100 m a 54 Mhz Direccional Coupler DC-08 Perd. de insert: 3 dB DC-12 Perd. de insert: 2.1 dB DC-16 Perd. de insert: 2.1 dB Actividad Diseño

66. Vamos a diseñar:... Supongamos que se inicia teniendo unos niveles de 20 db en los altos y 24 db en los bajos ... 20 dB 24 dB Eq: 5 dB Pad:1 dB 46 dB 39 dB DC-16 43.9 dB 36.9 dB 20 dB 29.6 dB Eq: 10 dB Pad: 1 dB 46 dB 39 dB 43.9 dB 36.9 dB DC-16 Dist: 468 mts Perd: 23.9 dB 7.2 dB Actividad Diseño

67. Normas Todo el montaje debera regirse por las normas que la empresa electrificadora disponga. El diseño debe guiarse de acuerdo a los parametros estipulados por la organización y por las normas tecnicas nacionales e internacionales.

69. Gracias