Redes de Banda Ancha - Presentación HFC Fibra Optica

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Transcript Redes de Banda Ancha - Presentación HFC Fibra Optica

Redes de Banda Ancha
HFC y Fibra Óptica
Hybrid Fiber Coaxial
(CATV – Internet)
Luis Eduardo Peña C.
Eduardo Ernesto Páez
Gilberto E. Avila
Agenda
1. Topologia de Red HFC
2. Headend
3. Red Externa
4. Servicio de Televisión
5. Servicio de Internet
6. Fibra Optica
Topologia de la red HFC
Arquitectura de Despliegue de Red
HEADEND
SEÑAL DE TELEVISIÓN
RECEPCIÓN
Y
PROCESAMIENTO
RECEPCION SATELITAL
SATÉLITE
GEOSTACIONARIO
PANAMSAT
INTELSAT
SKY
DIRECT TV
Downlink
Señal QPSK encriptada
Banda L 950MHz – 1550 MHz
Banda C 3.7 GHz – 4.2 GHz
Banda Ku 11 GHz – 12 GHz
CARTA POLAR SATELITES PANAMSAT
COVERTURA SATELITE PAS - 3
RECEPCIÓN Y DECODIFICACIÓN
LNB
SEÑAL DECODIFICADA - NTSC
RECEPTOR - IRD
ANTENA
SPLITTER
RECEPTOR - IRD
SEÑAL DECODIFICADA - NTSC
Estandares internacionales para TV
• Existen hasta el presente 10 estandares para
TV.
• Todos se basan en los mismos principios.
- Fisiologia de la visión.
- Frecuencia de barrido de linea ( 50 – 60)Hz
- Repeticion de Campos
-Transmision de color con compenentes
. separadas de luminancia y crominancia.
Espectro de Señal de TV Analoga
ESTANDARES PARA TV ANALOGA
NTSC SECAM
PAL
Total de líneas / pantalla
525
625
625
Líneas Activas / pantalla
480
575
575
Pixel / Línea
640
580
580
Ancho de Banda / Canal
6 Mhz
8 Mhz
8 Mhz
Rata de imagen /
segundo
29.97
25
25
Mbps (sin compresión)
221.2
400.2
400.2
USA
Japón
Canadá
Resto de
Europa
Francia
Colonias
Francesas
Russia
Alemania
UK
Australia
Países
Espectro de Señal de TV Analoga
CODIFICACIÓN A / D
COMPRESIÓN MPEG - 2
• MPEG ( Moving Picture Experts Group ) es
un estándar de compresión de audio, video y
datos establecido por la UIT
• MPEG –2 : Calidad de TV
- Compresión interframe: Se crean
fotogramas de referencia para luego
comparar los anteriores y posteriores con
él y únicamente se almacenan las
diferencias.
COMPRESIÓN MPEG - 2
• La idea es eliminar la información redundante
CODIFICACIÓN Y MULTIPLEXACIÓN
RECEPTOR
ENCODER
ENCODER
RECEPTOR
RECEPTOR
ENCODER
ENCODER
ENCODER
ENCODER
MULTIPLEXOR
!
CANALES CODIFICADOS
EMPAQUETAMIENTO CANALES
RECEPTOR
ENCODER
ENCODER
MULTIPLEXACIÓN ESTADISTICA
MULTIPLEXACIÓN ESTADISTICA
COMBINACIÓN
RECEPTOR
MULTIPLEXOR
RECEPTOR
RECEPTOR
MULTIPLEXOR MULTIPLEXOR
IRT
IRT
UP - CV
UP - CV
COMBINADOR
FINAL
IRT
UP - CV
RECEPTOR
MULTIPLEXOR
IRT
UP - CV
IRT: Integrated Receiver Transcoder
• Procesa la señal para entregar a la red CATV
• Inserta nueva información que debe estar
incluida en la señal por la red de cable.
• Encripta la señal para proveer la seguridad
para controlar las terminales que pueden
acceder a la señal de cable en la red.
• Modula la 64 QAM en IF.
Diagramas de las Constelaciones
PORTADORA DIGITAL 64 QAM
MODULACIÓN DIGITAL 64 QAM
• Estándar ITU.J 83 (Anexo B)
–
–
–
–
–
–
Seis bits por símbolo
Rata de datos: 26.97 Mb/s
Rata de Símbolo: 5.057 Ms/s
Ancho de Banda Ocupado: 5.057 Ms/s
Eficiencia: 4.5 bits por baudio
Relación Portadora a ruido : > 22 dB
CONSTELACIÓN 64 QAM
EVM Y MER
COMBINACIÓN PORTADORAS
TRANSMISIÓN OPTICA
NODO OPTICO
COAXIAL
RECEPTOR
MULTIPLEXOR
RECEPTOR
MULTIPLEXOR
IRT
IRT
UP
UP
FIBRA
OPTICA
USUARIO
COMBINADOR
FINAL
CANALES DIGITALES
MODULADOS
RED EXTERNA
TRANSMISOR OPTICO
TRANSMISIÓN OPTICA
Redes Externas
RED DE DISTRIBUCIÓN
Coaxial
Coaxial
Fuente Energía
DRFP
NOE
Amp.
Amp.
F. Energía
Drop
TAP
Drop
5 8 12 15
Retorno
(Reverse)
40 50
550
Hacia Adelante
(Forward)
VOD
HDTV
Datos
Telefonía
Vídeo Digital
77 Canales Analógicos
NTSC
Telecomunicaciones
Control y Multimedia
Monitoreo Estado
DISTRIBUCIÓN DEL ESPECTRO
MODELO ACTUAL
860
DIAGRAMA EN BLOQUES DE UN
CABLEMODEM BIDIRECCIONAL
Diagrama en Bloques DOCSIS
Wide-Area
Network
CMTS
Network Side
Interface
Cable
Modem
Termination
System
(CMTS)
Cable
Network
HFC
Cable Modem
(CM)
Transparent IP Traffic Through the System
CM Customer Premises
Equipment Interface
Customer
Premises
Equipment
Estandar DOCSIS
NM
Data Services
- High Speed
- Packet Data
- IP Routing
- IP Multicast
- CM open Architecture
Satellite
Headend or Central
Office
CMTS
Internet
On-line
Services
Laser
HFC
Combiner/
Splitter
Local
Server
Video
Local
Programming
COAX
Cable Modem
Splitter
Fiber
Node
PC or MAC
Television
DHCP
Server
TOD
Server
TFTP
Server
TOD: Time of Day; TFTP: Trivial File Transfer Protocol; DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol
Home
Subscriber
ANCHO DE BANDA EN UPSTREAM
Upstream Symbol
Rate (ksps)
Bandwidth
Used (KHz)
160
320
640
1280
2560
200
400
800
1600
3200
QPSK
Data Rate
(kbps)
320
640
1280
2560
5120
16 QAM
Data Rate
(kbps)
640
1280
2560
5120
10240
FIBRA OPTICA
Temas
•
•
•
•
•
•
Beneficios y Desventajas de la fibra óptica.
Ley de Snell.
Comunicación por fibra óptica.
Tipos de fibra óptica.
Equipos de medición y soporte de fibra óptica.
Topologías.
Beneficios de la Fibra Óptica
En las comunicaciones industriales
• No hay necesidad de tierras
físicas
• Protección anti-rayos.
• Pueden ser colocados en los
mismos canales que los
cables de energía.
• Interferencia mutua
prácticamente nula.
• Medio de transmisión
“seguro”.
• Seguridad en ambientes
altamente explosivos
pues no produce
chispas.
• Pueden llegar a ser muy
pequeños.
• Anchos de banda
significativamente
grandes.
• Atenuación muy
reducida.
Desventajas de la Fibra Óptica
En las comunicaciones industriales
• El cable y el equipo para
la interconexión de fibras
son costosos.
• La fibra es muy
suceptible a ser dañada o
ensuciarse lo cual
requiere de un mayor
cuidado.
• Los técnicos requieren
mayor especialización
que los que trabajan con
cobre.
• La distribución de
señales en la
comunicación es punto a
punto.
LEY DE SNELL
.
n1 sen1  n2 sen 2
Introducción: Mejoras Recientes...
ESTÁNDARES
ANSI/TIA/EIA-568-B.3
Estándar ratificado y liberado.
Soporta el uso de la fibra en el horizontal.
Construcción
Desempeño
Factores Mecánicos
Conectores
Standard Genéricos de Accesorios
Tecnología y Terminología
Componentes de Sistema de Fibra Óptica
 Transmisor
 Receptor
Fotodiodo
AMP
LED
AMP
Características de la Fibra Óptica
Degradación de Señales
Atenuación de
la potencia
óptica
Es la pérdida de
potencia que sufre
la señal cuando
viaja del transmisor
al receptor.
Distorsión
Es la propagación
de señales a
diferentes
velocidades y
diferentes
frecuencias
Ancho de
Banda
Depende del rango
de envío de datos,
de su codificación y
los tiempos de
subida y caída de
la señal óptica.
Características de la Fibra Óptica
Clasificación
Modos de propagación
Perfil del índice de
de
Dimensiones
la energía
refracción
electromagnética
•
•
•
•
Núcleo
50 62.5 100
Monomodo
Variación(m)
en escalón
Cubierta
(m)
125 125 140
Multimodo
Variación
Gradual
Variación en
Escalón
Monomodo
n2
n1
Variación
Gradual
Multimodo
n1
n2
Multimodo
n1
n2
3 a 8 m
50 m
50 m
125 m
125 m
125 m
Características de la Fibra Óptica
Clasificación
Materiales
Contiene
la luz en
el centro
• Fibras de Plástico
• Sílica cubierta de plástico
• Fibras completamente de sílica
Protege el
vidrio
durante el
manejo
Región de
guía de luz
CABLES DE FIBRA OPTICA
Características de la Fibra Óptica
Longitud de Onda y Atenuación
10
La cantidad de
atenuación de
Los emisores y
la señal en la
detectores
fibra ópticade
850nm
son
depende
dede
la 4
a
10 vecesde
longitud
menos caros que
onda
(color)
los de 1300nm.
de la luz del
emisor.
La longitud de
La atenuación
onda de de
una fibraes
de la
850nm
62.5/125 a 850nm
más
es de utilizada
4 dB/km.
en la industria.
8
6
4
2
600
visible
800
1000 1200 1400
infraroja
1600
Características de la Fibra Óptica
Consideraciones
En el sector industrial
Rangos de temperatura
Detalles de su construcción
Subterráneo y Canalizado
Por otro lado, si un cable se va a suspender de
postes, se utilizará un mensajero de acero para
liberar la tensión
cubierta de metal en el exterior del cable, pues
ésta proporciona mayor firmeza y dureza
Conectores
Tipos y Atenuación
SC
BICONIC
FC
MIC
ST
 Todos los conectores causan algún tipo de atenuación por
separación
en
las
conexiones,
vibraciones,
fabricación.
Los conectores ST
másmáximo
 La atenuación ideal esson
de los
1dBm
utilizados en la
 Debe ser ignorada
a debido
menosa su
que se utilicen varios
industria
conectores en un relación
mismo costocable. Generalmente sólo se
utilizan dos.
atenuación.
 Para
conectores
utilizados
en
la
industria
las
especificaciones de atenuación deben incluir rangos de
temperatura y otras condiciones ambientales.
Métodos
• El empalme de fusión es el más utilizado.
• Otros métodos de empalme
empalme consisten en una
de fusión
fibra
cavidad donde dos de las fibras se mantienen
unidas de extremo a extremo. Este empalme
contiene
un
fluído
de
concordancia
(index
cable
arco eléctrico
matching fluid), el
cual tiene las mismas
empalme
propiedadesfibra
ópticasmecánico
que la fibra, de tal forma
que la luz que emite una fibra entra a la otra sin
que ocurran reflexiones en el empalme.
cable
gel de concordancia
Equipos de Empalme
Cortadora
Empalmadoras
Cleaner
Presupuesto de señal
Valores en Componentes
pérdida
acopladores
pérdida
fibra
pérdida
ensambles
pérdida
conectores
Rango
dinámico Sensibilidad
del receptor
Ganancia
del sistema
Longitud
de onda
Potencia
del
transmisor
Pruebas
Comprobación
Una vez que el cable de fibra óptica ha sido
instalado. Certificación.
Medidor de
Poder
OTDR
Presupuesto de señal
Cálculo
Presupuesto de señal
Resultado OTDR
Medidas de Seguridad
Utilizar lentes protectores
Desechar los residuos
Leer manuales de instalación
Medidas de Seguridad
Mantener componentes limpios
Utilizar herramienta adecuada
No tocar el vidrio con los dedos
Medidas de Seguridad
Utilizar guantes
No mirar la fibra conectada a un
equipo activo y la fuente es un láser.
No tener alimentos al instalar.
Topologías
La fibra óptica .que viene del exterior es
empalmada con Pigtails, que son conectorizados
en modulos organizadores de Fibra ODF, que
funcionan como interfaz entre el exterior y los
equipos.
Topologías
Topologias
Estrella:Recomendada para los
nodos secundarios y los enlaces de
ultima milla
Anillo: Recomendada para los
Backbone Principales
Topologías