Redes HFC

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Redes HFC (Hibrid Fiber- 
Coaxial) 
Red HFC o hibrida fibra-coaxial es denomina de esta forma claramente por que 
Esa compuesta tanto de enlaces de Fibra Óptica como también de cable coaxial. Estas 
Nacen en evolución a las antiguas redes CATV o televisión de antena comunitaria. Esta 
Consta de dividir las zonas de servicios en grupos de entre 500 a 2000 viviendas 
Llamados nodos, la señal llega a cada nodo por cables de fibra y esta es repartida dentro 
de los nodos por cable coaxial. 
La estandarización de las redes HFC se ha hecho mediante el estándar DOCSIS. 
DOCSIS son las siglas de Especificación de Interfaz de Servicios de Datos Por Cable 
(Data Over Cable Service Interface Specification), es un estándar internacional, no 
Comercial, que define los requerimientos de la interfaz de soporte de comunicaciones y 
Operaciones para los sistemas de datos por cable, lo cual permite añadir transferencias 
De datos de alta velocidad a un sistema CATV sobre una infraestructura Híbrida-Fibra- 
Coaxial (HFC) existente. Este comienza a ser desarrollado por la empresa CableLabs en 
el año 1997 con la colaboración de otras compañías. DOCSIS es el principal estándar 
usado por los cable-módem en la actualidad. 
El estándar DOCSIS cubre todo elemento de la infraestructura de un cablemódem, 
desde el equipo local del cliente (CPE por sus siglas en inglés) hasta el equipo 
terminal (head-end) del operador. Esta especificación detalla muchas de las funciones 
básicas del cable-módem de un cliente, incluyendo cómo las frecuencias son moduladas 
en el cable coaxial, cómo el protocolo SNMP se aplica a los cable-módems, cómo los 
datos son interrumpidos (tanto los enviados como los recibidos), cómo el módem debe 
conectarse en la red con el CMTS, y como la encriptación es iniciada. Muchas 
funciones adicionales son definidas, pero por lo general no son usadas a menos que el 
CMTS lo requiera. 
Tres versiones principales de estándares DOCSIS han sido sacados e 
implementados. El más popular, el cual la mayoría de los cable-módems y equipos 
terminales soportan, es DOCSIS 1.0. DOCSIS 1.0 es el estándar original implementado 
en 1998. La principal meta de este estándar fue crear interoperabilidad entre cablemódems 
y proveedores de servicios. DOCSIS 1.0 incluye muchas especificaciones que 
son opcionales y que no son requeridas para la certificación, y esto resultó en muchos 
problemas de seguridad. Por ejemplo, los clientes fueron capaces de cambiar el 
firmware de su módem ya que el servidor SNMP del módem no estaba configurado para 
deshabilitar la administración local Ethernet. 
Topología de las redes HFC. 
Los equipos del cliente o CPE (Costumer Premise Equipmente) por sus siglas en 
inglés, tales como una PC casera, se comunican sobre una conexión de red utilizando el 
protocolo IP. Usualmente esto es hecho con una tarjeta de interfaz de red Ethernet y un 
cable de categoría-5 (CAT5); sin embargo, nuevos modelo de módems proporcionan 
una interfaz USB en su lugar. El cable-módem mismo se conecta a un cable coaxial 
compartido que usualmente conecta muchos otros módems y termina en un nodo HFC. 
 
Un nodo híbrido de fibra y coaxial (HFC) es un dispositivo de campo de dos vías 
que convierte las frecuencias analógicas a señales digitales y viceversa. El nodo de 
fibra toma las frecuencias de radio en un cable coaxial (transmitidas desde el cablemódem), 
las convierte en señales digitales, y luego transmite los datos a un cable de 
fibra óptica. Los datos que son recibidos desde el cable de fibra óptica (transmitidos 
desde el CMTS) son convertidos a una señal analógica y luego son transmitidos a la 
línea de cobre compartida. Este nodo de fibra (llamado un nodo HFC en la figura 1.1) 
convierte las señales analógicas en pulsos digitales de luz que son transferidos a través 
del cable de fibra óptica. Dos cables de fibra óptica son necesarios: Uno para la 
transmisión de datos (Tx) y el otro para la recepción de datos (Rx). Los nodos HFC 
ofrecen a los proveedores de servicios muchas ventajas. 
Los nodos HFC usualmente son ubicados estratégicamente en vecindarios donde 
puedan conectar la mayor cantidad de usuarios con la menor distancia promedio total. 
Estos nodos individuales son conectados a un nodo concentrador o repetidor 
multipuesto (hub) central en el equipo terminal del proveedor (llamado transceptor de 
fibra en la figura 1.1.) utilizando cables de fibra óptica. El propósito de este 
concentrador es de que sirva de interfaz entre el cable de fibra óptica desde el campo de 
servicio y el cable coaxial del CMTS. 
El hub transceptor de fibra recibe frecuencias de radio de 50 a 860 MHz del dispositivo 
combinador de RF en la interfaz coaxial. Un combinador de RF es un dispositivo que 
combina múltiples frecuencias de radio de diferentes fuentes (entradas) hacia un solo 
medio compartido (salida). El combinador de RF también es usado para añadir al cable 
coaxial xlas frecuencias de otros servicios, tales como los canales de televisión digital o 
análoga. El hub transmite frecuencias de 5 a 42 MHz a un divisor de señal (splitter) de 
subida y banco de filtros. Estos datos son solo los datos que regresan (subida) de todos 
los cable-módems. 
Finalmente, tanto las señales de subida como las señales de bajada se conectan al 
Sistema de Terminación de Cable-módems o CMTS (Cable Modem Terminal System). 
Aquí, las frecuencias más bajas del divisor de señales de subida son demoduladas, y las 
frecuencias más altas de bajada son moduladas al cable coaxial. El dispositivo CMTS, 
el cual usualmente está montado sobre un bastidor (rack), procesa todos los paquetes en 
Frecuencia específicas; también tiene un puerto de Red de Área Amplia (WAN) que 
Usualmente está conectado directamente al backbone de Internet o a otra puerta de 
 
 
DEFINICION Y APLICACIONES 
 
 
Híbrido de Fibra y Coaxial" En Telecomunicaciones, es un término que define una red que incorpora tanto fibra óptica como cable coaxial para crear una red de banda ancha. Esta 
tecnología permite el acceso a internet de banda ancha utilizando las redes CATV existentes. Se puede dividir la topología en dos partes. La primera consiste en conectar al abonado 
por medio de cable coaxial a un nodo zonal y posteriormente interconectar los nodos zonales con fibra óptica. Esta tecnología comienza a implementarse a través de operadores de 
CATV, que además de brindar el servicio de televisión por cable anexaron transportar por el mismo medio la señal de internet de banda ancha. 
A través del uso de cada una de estas tecnologías, la red es capaz de aprovecharse de los beneficios y minimizar el impacto de las limitaciones inherentes a cada una. 
La fibra óptica proporciona la ventaja de cubrir distancias razonablemente largas con un mínimo de amplificación y regeneración de la señal. Sin embargo, debido a la naturaleza de 
esta tecnología, el coste y tamaño de los multiplexores/demultiplexores ópticos, rara vez se utiliza para conectar los nodos directamente a los clientes. 
En lugar de eso, la fibra óptica termina en un elemento de la red llamado "puerta de enlace" (o gateway), el cual contiene, al menos, un transformador óptico (normalmente, dos) 
que permite la transición de la señal a la red de cable coaxial. 
El cable coaxial proporciona una capacidad de ancho de banda considerable, mientras que también permite que la señal se extraiga y se inserte con una mínima interferencia a 
cualquier cliente o equipo. Las limitaciones de este sistema son que a veces la señal necesita ser amplificada y además es susceptible a interferencias externas. 
 
Servicios y aplicaciones de la tecnología HFC. 
La tecnología HFC, destaca por ser una de las pocas tecnologías de acceso que es capaz de soportar todos los servicios demandados en la actualidad sin limitaciones considerables. 
Aplicaciones 
Las redes HFC, como redes que requieren de un cableado de fibra en su backbone de red, y un cableado de coaxial en la parte final de acceso, se ven altamente limitadas ensu 
alcance máximo hasta el usuario. Sin duda las redes HFC tienen mas de redes Metropolitanas de área extensa (MAN o WAN regionales), para entornos urbanos y su periferia, que 
como red global de acceso para una región determina. Así de esta manera el acceso HFC en zonas geográficas abruptas de difícil cableado o que requieran costos de despliegue 
elevados parece poco seguro por no decir improbable. De esta manera, las posibilidades de generalizar el servicio de acceso a través del cable a entornos rurales, o distantes de 
zonas urbanas densamente pobladas son muy complejas y costosas. 
Sin embargo inicialmente las redes CATV, surgieron en los años 50-60 como medio de distribución generalizado de TV a puntos de difícil acceso don de la señal terrena no llegaba. 
Sin embargo las actuales características de los servicios de las redes HFC (Internet, VLAN’s, Intranet, VoD y servicios interactivos) han generado la necesidad que algo más que una 
red activa de coaxial, sino son la fibra óptica y costosos equipos ópticos, los encargados de sostener tales servicios, y por lo tanto su despliegue no es tan factible como lo puedo ser 
hace 2 o 3 décadas (hablamos redes CATV de EE.UU y Europa Occidental). Pese a ello el factor mas limitante es la situación del mercado. Si este no da el respaldo suficiente, el 
crecimiento de la tecnología se ralentizará. Como ya hemos podido mostrar en el desarrollo anterior, las redes HFC son capaces de poder suministrar todos los contenidos 
demandados desde el mercado. La tendencia actual nos lleva a considerar las redes HFC (Híbridas Fibra óptica-Coaxial) como las redes que en un futuro cada vez más próximo harán 
llegar hasta los hogares de la mayoría de poblaciones de grande y mediano tamaño, y no al entrono rural, un amplísimo abanico de servicios y aplicaciones de telecomunicaciones. 
Actualmente se encuentran operativas las siguientes: 
 Distribución analógica de TV analógica terrenal 
 Distribución analógica de TV analógica por satélite 
 Distribución analógica de TV digital por satélite 
http://es.wikipedia.org/wiki/Telecomunicaciones
http://es.wikipedia.org/wiki/Red
http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica
http://es.wikipedia.org/wiki/Cable_coaxial
http://es.wikipedia.org/wiki/Banda_ancha
http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica
http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica
http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica
 Distribución de canales de radio FM 
 Telefonía integrada. 
 Servicios de pago por visión (PPV) 
 Acceso a Internet (conmutado y mediante cablemódem) 
 Servicios y Videojuegos interactivos. 
 Acceso a bases de datos, etc 
Se prevé que se introducirán nuevos servicios sobre los actuales y estos son: 
 Soporte transporte TV Digital 
 EPGs.( Guías Electrónicas de Programación) 
 PPV (Paid Per View). 
 nVOD, VOD (Video on Demand) 
 DAB (Digital Audio Broadcasting) 
 Videotelefonía a través del televisor. 
 Banca-e, comercio-e. 
 Teleadministración, demótica. 
 Anuncios interactivos. 
 Acceso a Internet a través del TV. 
 Portales TV. 
Las únicas redes de acceso que es capaz de soportar todos los servicios que actualmente se encuentran en funcionamiento son las redes HFC y EFM . EFM es todavía una opción en 
creación y desarrollo, lo cual hace que la tecnología HFC se encuentre en un posición privilegiada para prestar los servicios que actualmente se encuentran operativos en redes MAN 
y WAN, convirtiéndose en operadores globales de gran cobertura. Incluso es posible la integración futura de EFM en el grueso de las redes HFC, convirtiéndose en una opción 
integral y global de redes LAN, WAN y MAN. De esta manera parece que HFC se encuentra en una posición ideal para plantearse como la solución global de acceso, pese a las 
limitaciones que anteriormente se han descrito. 
 
Panorama de la tecnología HFC 
La tecnología de acceso sobre HFC, se puede considerarse como una tecnología de banda ancha madura, y utilizable, pero en continua evolución hacia la creación de una red 
completamente integrada, desarrollando paulatinamente mayores capacidades de acceso, integración de otras tecnologías, servicios y disponibilidad. 
El mercado del cable en España, junto con el ADSL, han marcado el paso en el desarrollo de las telecomunicaciones y la Sociedad de la Información en España. Actualmente en 
España existen 10 operadores de cable , que proveen de servicios de TV, Telefonía e Internet, a la mayoría de los principales núcleos urbanos del país. La andadura de los sistemas 
HFC en España es muy reciente, no llegando ni a una década de vida operativa. En 1999, puede decirse que el cable inició su implantación con carácter general. El mercado de los 
operadores del cable se configuró alrededor de tres plataformas: 
· Telefónica de Cable S.A. 
· Cableuropa S.A. (Entorno ONO) 
· AOC (Agrupación de Operadores de Cable) que agrupa a 11 grandes operadoras de cable 
En España actualmente el servicio de cable está en plena auge y expansión. Pese a que deben hacer frente a Telefónica, referencia del mercado de la Telecomunicaciones en España, 
paulatinamente se están haciendo un hueco muy importante, posicionándose como la principal y única alternativa a los servicios del gigante español. Los últimos movimientos del 
sector están convergiendo hacia la agrupación en torno de las dos operadoras dominantes Auna y ONO. Tras las compras de Tenaria por parte de Auna y de Retecal por ONO, 
parece claro que el sector está ya muy polarizado. Además las últimas noticias, indican que Telefónica va a migrar al doble de velocidad mediante ADSL, lo cual puede ser ya la 
puntilla para que los dos operadores se unan en uno solo, e intenten en bloque hacer frente a Telefónica. 
 
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Estructura de la red ADSL 
Las redes de acceso basadas en HFC, poseen una configuración multipunto. Este tipo de redes poseen una configuración altamente jerárquica, basada en anillos de fibra óptica y redes activas de coaxial. 
 
 
Elementos de la red 
La topología de las redes HFC esta basada en los siguiente elementos : 
 Cabecera 
 Red Troncal 
 Red de distribución 
1. Cabecera (Head-End) 
Es donde se recopila todos los canales de televisión a difundir por la red. Además en este nodo de cabecera se establece en todas las interconexiones, con otras redes de transporte fijas o móviles, así como los 
Servidores de acceso a los diferentes servicios, y el servicio telefónico. La cabecera suele formar parte de una red de transporte interurbano (SDH, generalmente), que consiste en una red óptica que interconecta 
 las cabeceras de servicios 
 De varias poblaciones, como soporte de transporte de los servicios prestados. Dentro de la cabecera se distinguen dos partes diferenciadas: 
· Cabecera de servicios, que es el origen de las señales que se transmiten a través de la red. Contiene los equipamientos y sistemas que permiten a los operadores prestar de manera integrada todos los servicios. 
 
· Cabecera óptica o de trasmisión, que es el equipamiento óptico capaz de dar soporte a los servicios a transmitir en la red. 
2. Red troncal 
Se encarga de llevar la señal desde los puntos de distribución hasta los puntos de distribución. Dicha red la podemos diferenciar en tres partes en función de su cobertura y nivel de despliegue final, diferenciando: 
· Red Trocal Primaria, es la red óptica que une la cabecera y los nodos Primarios. Suele seguir topologías en anillo o en estrella, mediante enlaces redundados. Dan cobertura a unos 15000 hogares. 
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Red Trocal Secundaria, es una red óptica que une los nodos Primarios y los nodos Finales o nodos electro-ópticos. Estos poseen un nivel de cobertura de unos 500 hogares. 
 
 
3. Red de distribución 
Se encarga de llevar las señales desde los puntos de distribución hasta los abonados. Dentro de esta podemos diferenciar tres partes: 
· Red de distribución de coaxial, es una red de cable encargada de la conexión del nodo Final con el TAP o Punto de Conexión de Red. 
 
 
 
· Acometida, es la parte de la red HFC que salva el tramo entre el PCR (TAP y/o caja terminal de pares, en función del servicio telefónico dado), es decir el tramo de red en el edificio. Esta formado por equipamiento 
pasivo, como derivadores y repartidores de señal. 
 
 
 
Red interior de cliente, formado por el cable coaxial donde se distribuyen los servicios. También puede llegar un par trenzado si el servicio telefónico es overlay. 
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QUE SE REQUIERE PARA BRINDAR TELEVISION 
 
Las redes HFC son aquellas que incorporan tanto fibra óptica como cable coaxial para crear una red de banda ancha. Esta tecnología comienza a implementarse a través de 
operadores de Televisión por Cable (CATV), que además de brindar éste servicios decidieron transportar por el mismo medio la señal de Internet de banda ancha. 
 
Dentro de la red HFC en nuestro proyecto se distinguen las siguiente partes: 
•Cabecera 
•Red primaria 
•Nodo óptico 
•Red de distribución 
•Red de acometida 
 
 
 
CABECERA (HEAD END) 
 
La cabecera es el lugar en donde se reciben las señales de televisión provenientes de satélites o de estaciones terrenas a través de diferentes tipos de antenas; una vez recibidas, 
las señales son procesadas para luego ser distribuidas por la red hacia los usuarios. 
 
RED PRIMARIA 
 
También conocida como red troncal, está formada por la red de fibra óptica, la cual se dirige desde la cabecera o Head End hacia los distintos nodos ópticos. 
Atenuación en fibra óptica monomodo 
 
 
 
NODO ÓPTICO 
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Es el equipo en el cual termina la red primaria y comienza la red de distribución. Está constituido por un receptor óptico y un amplificador de radio frecuencia. El receptor óptico se 
encarga de transformar los pulsos de luz en la señal de radiofrecuencia que contiene los canales televisión. La conversión es desarrollada por un diodo fotodetector PIN. La señal 
que sale del receptor óptico pasa a un amplificador de radio frecuencia. 
 
RED DE DISTRIBUCIÓN 
 
Amplificador RF 
 
Está compuesta por una estructura tipo bus de cable coaxial que parte desde el nodo óptico y que lleva las señales provenientes de la cabecera a través del barrio al que se dese 
dar el servicio hasta la última derivación antes de los hogares de los abonados. 
 
 
 
 
Tap 
 
Este dispositivo permite derivar una parte de la energía de radio frecuencia hacia la red de acometida. 
 
 
 
 
 
RED DE ACOMETIDA 
 
Acometida y Cable Coaxial estándar # 6 
 
Esta es la parte de la red a través de la cual la señal de radio frecuencia llega al televisor desde una de las salidas derivadas del tap. 
 
El tipo de cable utilizado para esta parte de la red es cable coaxial estándar # 6, ya que presenta mejores características f ísicas/mecánicas para su instalación dentro de las casa de 
los abonados. 
 
 
Tipos de Cables Coaxial (Enlace en EN YouTube) 
 
http://www.youtube.com/watch?v=ViNrCNAndrY
http://3.bp.blogspot.com/-HM-aEbYZssc/UC_FmvcU4BI/AAAAAAAAAFY/qn4ciJ-rGiQ/s1600/AM.+RF.jpg
http://2.bp.blogspot.com/-QT10eHHdz5o/UC_Gag3ra-I/AAAAAAAAAFg/KQ5H9Ub3iWg/s1600/TAB.jpg
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Divisores (Splitters) 
 
Los divisores o splitters son dispositivos que dividen la energía de RF de la entrada en dos partes iguales; es decir, divide la señal de entrada y la reduce en 3dB; sin embargo, este 
valor es teórico, ya que normalmente se obtiene valores entre los 3.5 y 4.5 dB (por pérdida adicionales en la conexión) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
http://1.bp.blogspot.com/-5PW5tNFDhPI/UC_KmsGWjII/AAAAAAAAAF0/KX92vQEO7V0/s1600/SPLIT.jpg