1. El Canal de Retorno
en Sistemas de
Telecomunicaciones
por Cable
Ing. Juan Ramon García Bish
jrgbish@hotmail.com
2. Agenda
• Bandas de Frecuencia
• Degradación de la Señal
• Concepto de disponibilidad del canal.
• Criterios de Ajuste y Calibración.
• Ecualizacion del retorno
• Optimizando el retorno
• Mitigando los efectos del Ingreso.
• Ingreso de Interferencia vs Radiacion
3. Bandas de Frecuencia
• En los orígenes de la televisión por cable el
retorno se utilizaba exclusivamente para el
monitoreo de estado de los equipos y
transmisión de video ocasional.
• La división de frecuencias es muy asimétrica
con escasa capacidad de upstream
(transmisión hacia la cabecera).
• Si se quiere respetar la banda baja de TV no
existe posibilidad de expansión ( 5 – 42 MHz)
• La estructura tradicional de árbol y rama no
permite gran reuso de frecuencias.
4. Bandas de Frecuencia
• Diferentes cortes de frecuencia :
- Subsplit => Retorno de 5 a 42 MHz
- Midsplit => Retorno de 5 a108 MHz
- Highsplit => Retorno de 5 a 220 MHz
- Split Europeo => Retorno de 5 a 65 MHz
• Solo son de uso standard el split europeo y el
subsplit.
• Si se trata de un sistema nuevo y no hay
compromiso de utilizar la banda baja para TV
el split europeo deja mayor reserva a futuro.
5. Degradación de la Señal
• Degradación por factores internos del sistema:
- Ruido generado por los amplificadores.
- Ruido generado por los terminales de abonado
- Distorsiones por alinealidades de equipos RF
- Ruido y distorsiones del link óptico.
• Degradación por factores externos al sistema :
- Ingreso de interferencia discretas
( Banda Ciudadana, Radioaficionados, etc)
- Ingreso de interferencias de banda ancha
( Descargas atmosféricas, ruido de ignicion, etc)
6. Degradación de la Señal
Factores Internos
Frec.[Mhz]
5 50
42 860
Reversa Directa
Cabezal Hub Nodo
Nodo Ampli
Abonado
F.O. F.O. Coaxil
Distorsion y Ruido
de banda ancha
generado por los
amplificadores
Ruido de banda ancha
generado por los
terminales de abonados
Distorsion y Ruido
Introducidopor el Link óptico
Distorsion y Ruido
Introducido por el Link óptico
8. Efecto acumulativo del Ruido
• Ruido de banda ancha generado por los equipos
- C/N = C/N1 – 10 * log n
- C/N = C/N1 – 10 * log (n * m).5 (otra fórmula)
n = cantidad total de amplificadores
m = cantidad de amplificadores en cascada
• Ruido de banda ancha generado por las terminales
de abonado :
- C/N = C/N1 – 10 * log n (n= cant de terminales)
• Interferencias discretas
- C/I = C/I1 – 20 * log n (n= puntos de ingreso)
suponiendo se trata de señales coherentes.
9. Disponibilidad de Canal
• Como el ingreso de interferencia no es constante, la
relacion C/N+I varia a lo largo del dia.
• Disponibilidad : Porcentaje del tiempo en que la
relación C/N+I supera un umbral mínimo.
• Consideraciones :
- La disponibilidad es menor en el extremo inferior
de la banda (5 a 15 MHz).
- La disponibilidad aumenta al disminuir el tamaño del
nodo.
- La disponibilidad de toda la banda es mayor al
utilizar canales de transmisión mas angostos.
- Reservar la parte mas alta de la banda de retorno
para la transmisión de datos de alta velocidad.
10. Criterios de Ajuste y Calibración
• Concepto de ganancia unitaria.
• Nivel entrada hibrido vs port del equipo .
• Ajustes del Link Óptico.
• Control automatico de nivel ALC.
• Determinación de la potencia para los
diferentes servicios.
11. Ajustes de RF
Directa vs Retorno
Directa Retorno
Nivel de entrada Variable Constante
Nivel de salida Constante Variable
Hibridos Dos o tres Uno
Atenuacion / Ecualiz. Entrada Salida
Pendiente de trabajo Interetapa Salida
12. Concepto de Ganancia Unitaria
• En el ajuste de la directa cada amplificador
compensa las perdidas que lo preceden y
tenemos un nivel de salida constante.
• En el ajuste de la reversa cada amplificador
compensa las perdidas que le siguen y lo que se
mantiene constante es el nivel de entrada.
• En ambos casos si tomamos el conjunto :
amplificador + cable + perdidas planas
tenemos que la ganancia es igual a 1 ( 0 dB)
14. Nivel de Entrada Constante
Entrada al hibrido
• Con nivel constante a la entrada del hibrido
aseguramos optimizacion de las distorsiones y de
la relacion C/N propias del amplificador.
• No siempre se tiene un punto de prueba sobre la
entrada del hibrido lo cual obliga a extrapolar.
• Diferentes equipos tienen diferentes
atenuaciones entre el puerto de la estacion y la
entrada del hibrido lo cual obligaria a las
terminales domiciliaria a transmitir con diferente
nivel.
15. Nivel de Entrada Constante
Puerto del equipo
• El puerto de la estacion resulta un punto de
referencia mas comodo para trabajar.
• Deberia tomarse un nivel de referencia y luego
sumarle la insercion en el caso de salidas divididas
internamente (feeder-maker)
• La idea es forzar a que las terminales domiciliarias
transmitan con el mas alto nivel para mejorar la
relacion C/I.
• Internamente hay que trabajar con los atenuadores
de las diferentes ramas que se combinan para
balancear los niveles a la entrada del hibrido
20. Ajustes del Link Optico
• Ajuste del indice de modulacion del transmisor
de retorno . (OMI = optical
modulation index)
Normalmente preajustado de fabrica.
• Ajuste del nivel optico a la entrada del receptor
optico en el Hub o Headend. Rango
usual varia entre –17 y +3 dBmW.
• Ajuste de ganancia del receptor de retorno.
Es importante definir un punto de referencia
dentro de la cadena de combinacion / division o
un punto de prueba que “no cambie”.
25. Potencia Constante por Hz
• Según este criterio todos los servicios
tendrian la misma relación C/N sin importar
del ancho de banda ocupado.
• Visto con un analizador de espectro las
diferentes señales digitales tendrian una
apariencia plana.
• Facil de definir la potencia de un canal :
P = Po * log BW
• Los canales mas angostos resultan menos
suceptibles de ser interferidos y reciben
menos potencia
26. Potencia Constante por Hz
Ejemplo de Cálculo
Punto de recorte del laser = 55 dBmV
Potencia operativa total al laser = 45 dBmV
Ancho de banda total = 35 MHz
Potencia por Hz = -30 dBmV/Hz
Potencia canal de 192 KHz = 22.8 dBmV
Potencia canal de 6 MHz = 37.7 dBmV
Punto de recorte = Potencia limite para máxima
tasa de error tolerada (10-10 )
Margen de seguridad = 10 dB
27. Potencia Constante por Hertz
Posibilidad de Clipping
• El criterio de asignacion de Potencia Constante por
Hertz no resulta suficiente para garantizar que no
existira Clipping.
• La asignacion de potencia se refiere a “Potencia
Promedio” y el clipping se produce durante “Picos
de Potencia”.
• La relacion Potencia Pico / Potencia Promedio varia
segun el tipo de modulacion :
QPSK aprox 0 dB
64 QAM aprox 5 dB
OFDM aprox 7 dB
CDMA aprox 9 a 13 dB
28. Ecualizacion del retorno
• La planta de distribucion se diseña en el sentido downstream
(directa) y la atenuacion del cable resulta muy diferente
comparada con las frecuencias de retorno.
• La ecualizacion en el amplificador de retorno segun el criterio
de ganancia unitaria no basta.
• Las terminales de abonado conectadas a los derivadores
domiciliarios (taps) de menor valor encuentran menos
atenuacion en su camino hasta el amplificador de retorno =>
transmiten con menor nivel
• La interferencia que ingresa por esos derivadores tambien
encuentra menor atenuacion y es la principal responsable de
la degradacion en la relacion C/I
30. Diseño de la Distribucion
Niveles de Retorno
26 23 17 4
100m 150m 200m
1.3 dB 2 2.6
Entrada 18 dB
44 dBmV 42.7 39.1 29.7
PIII .5” cable
1.3dB/100mt @ 30 MHz
Nivel req.
en el Tap
@ 30 MHz
Entre extremos tenemos una diferencia de 14 dB!
31. Ecualizacion del Retorno
Atenuadores escalonados
Atenuador Escalonado = Step attenuator
Insercion casi nula en la banda directa y valor
constante dentro de la banda de retorno.
(Existen diferentes escalones o valores de atenuacion)
Transferencia de un step atenuator de 10 dB
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Frecuencia (Mhz)
Tf(dB)
Serie1
34. Optimizacion del Retorno
Bajada Domiciliaria
• 25% del ingreso de interferencia se produce en la
bajada domiciliaria.
• Las principales recomendaciones a seguir son :
- Utilizar componentes de buena calidad :
Fundamentalmente Cable y Conectores
- Buenas practicas de instalacion y armado.
- Conectores F de tipo compresion.
- Cable coaxil autosoportado
- Cable coaxil tipo tri-shield o superior
- Puesta a tierra
35. Optimizacion del Retorno
Instalacion Domiciliaria
• La instalacion domiciliaria es la responsible del 75%
del ingreso.
• Debe homologarse cada instalacion domiciliaria antes
de conectarla a la red .
Verificar => Ingreso, Radiacion, y Microreflexiones.
• Utilizar un acoplador direccional para tener mayor
aislacion entre servicios de Datos y TV.
• No utilizar retorno activo a menos que sea
estrictamente necesario
36. Optimizacion del Retorno
Uso de acoplador Direccional
Acoplador
Direccional
W
W
El acoplador direccional mejora la aislacion entre el
cablemodem y el resto de los servicios permitiendo
incluso el uso de tecnicas selectivas de filtrado.
37. Mitigando el ingreso
El recurso para minimizar los problemas del ingreso
de interferencia sin combatir al mal de raiz consiste
en utilizar filtros pasa-altos en todas las acometidas
domiciliarias que no requieren retorno.
Transferencia del filtro
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Frecuencia (Mhz)
Tf(dB)
Serie1
38. Ingreso de Interferencia
versus Radiacion
• En aquellos puntos de nuestro sistema por donde
ingresan señales interferentes tambien se produce una
fuga de señal o radiacion.
• No necesariamente coinciden los puntos de mayor
ingreso con los de mayor radiacion ya que se trata de
un fenomeno selectivo en frecuencia.
• Buenas practicas rutinarias de control de radiacion de
señal ayudan a mantener acotado el ingreso de
interferencia.
39. Monitoreo del Ingreso
Analisis de Campo
Una practica para monitorear el ingreso dentro la
banda de retorno consiste en recorrer la planta con
una camioneta equipada con un equipo de banda
ciudadana que transmite regularmente.
En la cabecera del sistema se tiene un medidor de
señal sintonizado en la frecuencia del canal de CB
utilizado por el movil conectado a un receptor de
retorno.
Cuando el medidor detecta señal significa que el
movil esta cerca de un punto de ingreso de
interferencia.
41. Monitoreo del Ingreso
Analisis en Hub / Headend
Sistemas mas elaborados de medicion monitorean
toda la banda de retorno en el Hub o Headend
(utilizando analizadores de espectro) y dan la alarma
cuando se superan ciertos limites.
Para evitar confundir la señal correspondiente a los
servicios con el ingreso de interferencia se definen
mascaras de proteccion.
Generan graficos en funcion de la frecuencia y del
tiempo para tener un archivo historico que permite
analizar la evolucion de un nodo.
