Redes HFC: Infraestructura y Cable Módems
Introducción a las Redes CATV
Las redes CATV se distribuyen a lo largo de la ciudad, compartiendo el tendido con los cables de electricidad y teléfonos. Además, programas de radio FM, telefonía y otros servicios similares no televisivos también pueden ser proporcionados por este sistema. La central de cable emite, dependiendo del cable, entre 22 y 60 canales.
TAP o Derivador
Transición entre la línea de distribución (rígida y gruesa) a la de bajada (drop o acometida), que es delgada y flexible.
Redes de Fibra Óptica en CATV (Años 90)
En los años 90 se incorporan las redes de fibra óptica a las distribuciones de CATV, suministrando:
- Enlaces de mayor alcance (hasta 100 km)
- Cobertura a un mayor número de usuarios
- Menor uso de amplificadores
- Comunicación bidireccional
- Incorporación de nuevos servicios como datos y telefonía
Redes HFC
Una red de acceso HFC está constituida, genéricamente, por tres partes principales:
- Elementos de red: Dispositivos específicos para cada servicio que el operador conecta tanto en los puntos de origen del servicio como en los puntos de acceso al servicio.
- Infraestructura HFC: Incluye la fibra óptica y el cable coaxial, los transmisores ópticos, los nodos ópticos, los amplificadores de radiofrecuencia, taps y elementos pasivos.
- Terminal de usuario: Set-top box, cable módems y unidades para integrar el servicio telefónico.
Estructura y Elementos de una Red HFC
Cabecera
Su principal función es combinar las distintas fuentes de información (TV, telefonía, internet), ubicándolas en los canales del espectro de cable. Recepciona canales analógicos y digitales, ubicándolos en el espectro, servicios de datos (a través del CMTS), telefonía (a través de TDM o VoIP), y proporciona soporte, gestión, administración y facturación para los servicios soportados.
Red Troncal
Normalmente, las redes troncales son redes ópticas con una topología de dos niveles, lo que permite la cobertura económica de una gran área. Estos nodos primarios amplifican y distribuyen la señal hasta las Terminaciones de Red Óptica (TRO/ONT), donde se realiza la conversión de la señal eléctrica que alimenta los cables coaxiales. Los sistemas troncales trabajan entre la segunda ventana (1330 nm) o la tercera ventana (1550 nm).
Red de Distribución
Está basada en transporte mediante cable coaxial, siendo sus principales componentes:
- Activos: Amplificadores de línea (Line-Extender) que amplifican la señal en ambos sentidos.
- Pasivos: Los principales elementos pasivos son los taps que derivan parte de la energía que circula por el coaxial hacia las terminaciones donde se conectan las acometidas de usuario. Las derivaciones se presentan en configuraciones multiterminal de dos, cuatro u ocho salidas.
Equipos de Abonado
Cable módem o set-top box.
Cable Módem
Su función es convertir la red de cable CATV en una vía transparente para el transporte de datos de alta velocidad.
Bandas del Cable Coaxial en HFC
El cable coaxial tiene un ancho de banda de 5 a 750 MHz. Las compañías de cable han dividido el ancho de banda en 3: video, bajada (DL) y subida (UL). El video ocupa frecuencias de 54 a 550 MHz, dado que cada canal de TV ocupa 6 MHz (80 canales). La bajada de datos ocupa la banda superior, de 550 a 750 MHz, y también está dividida en canales de 6 MHz. La subida de datos ocupa la banda más baja, de 5 a 42 MHz, en canales de 6 MHz.
Cable Modem Termination System (CMTS)
Es el elemento que recibe y envía los flujos de datos en la cabecera. Este dispositivo recibe los datos de internet y los pasa al combinador, que los envía al abonado. El CMTS recibe los datos del abonado y los pasa a internet. Para proporcionar un flujo de datos en una CATV se necesita: un cable módem (cliente) y un CMTS (proveedor).
Características del Cable Módem
Es un dispositivo de comunicación que modula y demodula las señales de datos desde y hacia una CATV. Los componentes del cable módem son:
- Sintonizador: Se conecta a la salida del cable, a veces con la adición de un divisor que separa el canal de datos de internet del de TV por cable.
- Demodulador: Toma una señal de radiofrecuencia que contiene información codificada en QAM y la convierte en una señal simple que puede ser analógica/digital. Toma la señal analógica/digital y la convierte en 1s y 0s digitales. Tiene un módulo FEC (Forward Error Correction).
- Modulador: Lo mismo pero al revés. Tiene un modulador QAM para enviar la señal hacia el sintonizador y enviarlo de nuevo al CMTS.
- MAC: Actúa como interfaz entre las partes de hardware y software de los diferentes protocolos de red.
- CPU: El trabajo del microprocesador depende de si el módem de cable está diseñado para ser parte de un sistema informático más grande o para proporcionar acceso a internet sin la ayuda de un ordenador adicional.
- Red: USB / RJ-45.
TAP y Splitters
Los TAP son splitters especiales que separan la señal de internet de la de TV, y tienen una salida con un cierto nivel de atenuación. Los splitters solo son divisores de señal.
El TAP no separa la señal de TV por sí solo; una de sus salidas atenúa la señal en 6 dB y lleva un filtro HP (High Pass). La señal de salida (OUT) es la que va a nuestro cable módem y es la que menos pérdida tiene (alrededor de 1 dB) para que llegue lo más óptima posible al cable módem.