4 sistemas hfc

54
1 sistemas de telecomunicaci sistemas de telecomunicaci ó ó n (STEL n (STEL - - 2007) 2007) tema 4 SISTEMAS HFC SISTEMAS HFC

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Page 1: 4 Sistemas Hfc

1sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

tema 4

SISTEMAS HFCSISTEMAS HFC

Page 2: 4 Sistemas Hfc

2sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

SUB_RED COAXIAL

SERVICIOS DE DATOS

ARQUITECTURA DEL SISTEMA

SUB_RED OPTICA

SERVICIOS DE DISTRICION DE TV

BUSINESS CASE

SERVICIOS DE FONIA

Page 3: 4 Sistemas Hfc

3sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

SUB_RED COAXIAL

SERVICIOS DE DATOS

ARQUITECTURA DEL SISTEMA

SUB_RED OPTICA

SERVICIOS DE DISTRICION DE TV

BUSINESS CASE

SERVICIOS DE FONIA

Page 4: 4 Sistemas Hfc

4sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: arquitectura /1

CABECERADE RED

NR

NR

NL

NL

NL ONU

ONU

ONU

RED TRONCAL RED DE DISTRIBUCION RED DE DISPERSION

RED OPTICA ( Estrella Múltiple ) RED COAXIAL( Arbol-Rama )

≈ 400 HH.PP.≈ 800.000HH.PP.

≈ 40.000 HH.PP.

NR

->N

odo

de

Red

NL

->N

odo

Loc

alO

NU

->O

pti

calN

etw

ork

Un

itH

H.P

P. -

>H

ogar

es P

asad

os

HFCHybrid

Fiber Coaxial

HFCHybrid

Fiber Coaxial

Page 5: 4 Sistemas Hfc

5sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: arquitectura /2

CABECERADE RED

NL

NL

NL

NL

ONU

ONU

NLNR

NR

anillosecundario

anillosecundario

en la actualidad, la red óptica, inicialmente con topología deestrella múltiple, se está sus-tituyendo por anillos ópticos

el sistema HFC es una evolución de las antiguas redes de distribución de televisión por cable --las CATV, totalmente coaxiales--, en las que se ha sustituido el cablecoaxial por fibra óptica, a excepción del último tramo, el del acceso al Cliente (que

permanece en coaxial).

Page 6: 4 Sistemas Hfc

6sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: arquitectura /3

(*) 7.5 dB (para 64-QAM) y -1.5 dB (para 256-QAM)

DOWNSTREAMUPSTREAM

(*)

5 55 118 606 862

FM TV digitalTV-PAL y Otros

86

como se aprecia, el canal ascendente (upstream) es un recurso muy limitado,pues ha de compartirse entre todos los usuarios, en el que, además, se registra

mucho ruido (efecto noise funnelling , o de embudo del ruido de los usuarios),por lo que en el mismo se utilizan modulaciones poco densas

(QPSK, típicamente)

cana

lizac

ión

espa

ñola

par

alo

s si

stem

as H

FC

Page 7: 4 Sistemas Hfc

7sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: arquitectura /4

1:M

DE

MO

DU

LA

DO

R

CA

BE

CE

RA

DE

RE

D

EO

1:S1:R

1:N 1:P

E

E

E

E

E

O

O

O

O

O OEO

E

O

E

O

O

E

ONUNODO DE RED NODO LOCAL

la red (sub-red) óptica de las primeras redes HFC era en segunda ventana,lo cual limitaba su cobertura, al no poder utilizar amplificación óptica; actual-mente todas las redes HFC lo son en tercera ventana, como la de la figura,

con intensa utilización de los EDFA

Page 8: 4 Sistemas Hfc

8sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: arquitectura /5

VdBEVdB PAL µµ 8262 ≤≤

( NIVEL PORTADORA LUMINANCIA ) / RUIDO = (C/N)PAL ≥ 44 dB

111 −−−

+

=

COAXIALOPTICATOTAL NC

NC

NC

( NIVEL PORTADORA LUMINANCIA ) / DTO = DTO ≥ 52 dB

( NIVEL PORTADORA LUMINANCIA ) / DSO = DSO ≥ 54 dB

DTODTO: Distorsi: Distorsióón (+n (+intermodulaciintermodulacióónn) de Tercer Orden,) de Tercer Orden,que se suma en tensión

DSODSO: Distorsi: Distorsióón (+n (+intermodulaciintermodulacióónn) de Segundo Orden,) de Segundo Orden,que se suma en potencia

Page 9: 4 Sistemas Hfc

9sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: arquitectura /6

111 −−−

+

=+=

+=

COXOPT

COXOPTCOXOPT

TOT NC

NC

CN

CN

CNN

NC

SUB-REDCOAXIAL COAXIAL

NCOX

C

NOPT

COXOPTTOT NNC

NC

+=

SUB-RED

OPTICA OPTICA

C C

Page 10: 4 Sistemas Hfc

10sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: arquitectura /7

f 2=

1,5

MH

z

f 5=

3f 1

= 3

MH

z

f 2=

1,5

MH

z

f 3=

2f 1

= 2

MH

z

f 5=

2f 2

= 3

MH

z

f 7=

3f 2

= 4

,5 M

Hz

f 4=

f 1+f 2

= 2

,5 M

Hz

f 6=

f 1+2f

2=

4 M

Hz

f 1=

1 M

Hz

f 1=

1 M

Hz

5 MHz

DSO

señales Incorreladassuma en Potencia

DTO

señales Coherentessuma en Tensión

Page 11: 4 Sistemas Hfc

11sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: arquitectura /8

CABECERACABECERADE REDDE RED

TVTVNRNR NLNL

PTRPTR

C/N = 60 dBDSO = 70 dBDTO = 70 dB

ONUONU

Nivel: 60 dBµVC/N = 43 dBDSO = 55 dBDTO = 51 dB

Nivel: 63 dBµVC/N = 45 dBDSO = 56 dBDTO = 53 dB

C/N = 46 dBDSO = 60 dBDTO = 56 dB

Punto de Terminación de Red

ejemplo de distribución de los parámetros de calidad de un sistema HFC

Page 12: 4 Sistemas Hfc

12sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

SUB_RED COAXIAL

SERVICIOS DE DATOS

ARQUITECTURA DEL SISTEMA

SUB_RED OPTICA

SERVICIOS DE DISTRICION DE TV

BUSINESS CASE

SERVICIOS DE FONIA

Page 13: 4 Sistemas Hfc

13sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: red óptica /1

WNW1

mN(t)

COMBINADOR

LASERTRANSMISOR

DIVISORESOPTICOS

AMPLIFICADOROPTICO (EDFA)

CABECERA DE RED

RECEPTOROPTICO

F.P.B.m1(t)

ONU

para caracterizar la sub-red óptica del sistema HFC se analiza la información más“frágil” (la señal de televisión PAL, con modulación de amplitud analógica), mode-lando la portadora de luminancia --numerador de las expresiones de S/N, DSO

y DTO-- mediante un oscilador de fase wi con un índice de modulación mi(t)

Page 14: 4 Sistemas Hfc

14sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: red óptica /2

wiLASER

TRANSMISOR

I(t) = ρ P(t)

2qI0B

RECEPTOR

00)()()( PItPtPhq

tI ⋅=→⋅=⋅= ρρνη

+⋅+⋅= ∑

=

N

iiii twmPtP

10 )cos(1)( ϕ

P(t)

N = número de canalesde televisión ana-lógicos (PAL)

mi(t) = mj(t) = m

entonces, si N>>-> I(t)≡Gaussiana, con:

media = I0varianza = (I0)2Nm2/2

ρρ = = responsividadresponsividad (A/W)(A/W)

Page 15: 4 Sistemas Hfc

15sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: red óptica /3

las cuatro perturbaciones que suelen considerarse parael cálculo de la relación (S/N) de la sub-red óptica de unsistema HFC son las siguientes:

el ruido cucuáánticontico, o de shotshot, 2qI2qI00BB (amperios2), don-de q es la carga del electrón, I0 la corriente media, y Bel ancho de banda equivalente de ruido.

el ruido de recorterecorte, o de clippingclipping, debido a la polariza-ción del láser transmisor, con transmisión analógica.

el ruido ttéérmicormico, introducido por la resistencia de en-trada del receptor.

el ruido RINRIN (Relative Intensity Noise), debido al dobleretroesparcimiento y a las inestabilidades del láser.

Page 16: 4 Sistemas Hfc

16sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: red óptica /4

1

2

1

3

2

3

RECORTE(CLIPPING)

P(t)

P0

−⋅⋅⋅=

=⋅∫ ∞−

252

0

0 2

21exp2

)(

µµπ

I

dttI

2

2mN ⋅=µ

Page 17: 4 Sistemas Hfc

17sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: red óptica /5

+⋅+⋅= ∑=

N

iiii twmPtP

10 )cos(1)( ϕ

−⋅⋅⋅=⋅∫ ∞− 2

520

0 221exp2)(µ

µπIdttI

si mi(t) = m para todo ino-CLIPPING si m≤ 1/N

normalmente 3% ≤ m ≤ 4%

1

2

1

3

2

3 RECORTE(CLIPPING)

P(t)

P0

2

2mN ⋅=µ

índice de modulacióntotal (de los N cana-les PAL):

RUIDO de CLIPPING

Page 18: 4 Sistemas Hfc

18sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: red óptica /6

k = 1.38042 x 10-23 Julios/ºK

T ≈ 300 ºK

SEÑALOPTICA

V0

CR

RUIDO TERMICO

en los sistemas ópticos, tanto la señalcomo el ruido se suelen expresar enamperios2 (A2); en dicha línea, y su-puesto adaptación de impedancias, elruido truido téérmicormico será:

( )

( ) BIBRkT

RkTB

RkTBR

Rv

i

th

termico

⋅==

===

2

22

22

44

4

Page 19: 4 Sistemas Hfc

19sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: red óptica /7

ONDA TRANSMITIDAONDA TRANSMITIDAONDA GENERADAONDA GENERADA

DOBLEDOBLERETROESPARCIMIENTORETROESPARCIMIENTO

DE RAYLEIGHDE RAYLEIGH

RETROESPARCIMIENTORETROESPARCIMIENTODE RAYLEIGHDE RAYLEIGH

FOTODETECTOR

FMFM--AM AM NoiseNoise ConversionConversion

RUIDO RIN = coeficiente-RIN x B x (I0)2

el coeficiente-RIN, con unidades (1/Hz), depende de la longitud del enlace óptico, de las características de la fibra (dispersión,…), y, también, de al-

gunos parámetros del láser (longitud de onda, anchura de banda,…)

Page 20: 4 Sistemas Hfc

20sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: red óptica /8

)21exp(22

)(

252

020

20

20

µµπ

−+++=

IRINBInFBIBqI

mINC

thOPTICA

Ith = 7 pA/(Hz)1/2

n = 3F = 6 dBRIN = -156 dB/Hz =10-15,6 (1/Hz)

N = 60 / 80m = 0,035 / 0,05ρ = 0,8 A/WB = 5 MHz

relacirelacióón (S/N) para la n (S/N) para la subsub--red red óóptica del sistema HFCptica del sistema HFC

si n EDFA iguales con factor de ruido F -> ruido térmico ≈ B (Ith)2 n F

valores, típicos, consideradospara la representación gráficade la transparencia siguiente

Page 21: 4 Sistemas Hfc

21sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: red óptica /9

0

10

20

30

40

50

60

0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15

POTENCIA OPTICA MEDIA DE ENTRADA AL RECEPTOR, (Po), en dBm

REL

AC

ION

PO

RTA

DO

RA

/RU

IDO

, (C

/N),

en d

B

N=60 canales / m=0,035

N=60 canales / m=0,05

N=80 canales / m=0,05

N=80 canales / m=0,035

com

o se

apr

ecia

, si

m >

>pr

edom

inar

áel

ruid

ode

clip

ping

, con

lo q

ue (

S/N

) ≈(m

I 0)2

/ k(I 0

)2->

inde

pend

ient

e de

la in

tens

idad

(de

la p

oten

cia)

reci

bida

-> c

arac

terís

tica

“pla

na”

Page 22: 4 Sistemas Hfc

22sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

ALTA POTENCIA -> efectos no-lineales -> DSO y DTO

20

2

2

PmNP

DSOruidoS

DSO SATMAX ⋅⋅

=−

=

si PSAT ≈ P0 , N=60 y m=3,5% -> DSO = 11,3 dB -> >>

mientras el ruido de DSO crece según m2,el ruido de DTO se incrementa según m4

sistema HFC: red óptica /10

Page 23: 4 Sistemas Hfc

23sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

SUB_RED COAXIAL

SERVICIOS DE DATOS

ARQUITECTURA DEL SISTEMA

SUB_RED OPTICA

SERVICIOS DE DISTRICION DE TV

BUSINESS CASE

SERVICIOS DE FONIA

Page 24: 4 Sistemas Hfc

24sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: red coaxial /1

7x2 Viviendas

ONUONU

28Portal 1

AD-25/1.2

AD-325/1.2

25 Portal 2AD-16.1/1.6

28 Portal 3AD-16.1/1.6

26

Portal 4

AD-8.1/2.6

29

Portal 731

Portal 524

Portal 8

23

AD-16.1/1.6

16

Portal 619

NIVELNIVEL ((dBuVdBuV))

CTO (CTO (dBdB))

C/N (C/N (dBdB))

CSO (CSO (dBdB))

64,12

57,29

47,17

93,28

64,86

57,68

47,44

95,86

65,21

47,51

94,12

62,24

56,05

47,42

101,16

63,82

57,12

47,46

95,70

64,15

57,31

47,42

93,34

65,21

57,85

47,32

94,12

65,34

57,91

47,13

93,26

7x2 Viviendas

AD-11.6/1.8

8 x2 Viviendas

7x2 Viviendas

7x2 Viviendas

7x2 Viviendas

8 x2 Viviendas

7x4 Viviendas

AD-11.6/1.8

57,85

deta

lle d

e un

a de

talle

de

una

sub

sub --

red

coax

ial d

el s

iste

ma

HFC

red

coax

ial d

el s

iste

ma

HFC

ACOPLADOR DIRECCIONAL

Entrada Salida a Línea

Salida Derivada

(C/N) = C/KTBGFn

DSOCOX = DSO - 10 log n

DTOCOX = DTO - 20 log n

supuestos n amplificadores igua-les, cada uno con ganancia G,con factor de ruido F, y con rela-ción DSO y DTO, resulta parael total de la cadena:

el cable coaxial y los acopladoresdireccionales sólo introducen ate-

nuación, y no perturbaciones

Page 25: 4 Sistemas Hfc

25sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

1 2 3 n4CC C C C C

NDTO/TOTAL = n2 x NDTONDSO

KTB

NDTO

KTBGF

NTERMICO = nKTBGF

NDSO/TOTAL = n x NDSO

nDTODTONnC

NC

TOTALDTOTOTALDTO

log202/

−=→⋅

=

nDSODSONnC

NC

TOTALDSOTOTALDSO

log10/

−=→⋅

=

sistema HFC: red coaxial /2

Page 26: 4 Sistemas Hfc

26sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: red coaxial /3

N = KTB = (VN)2 /R

(C/N)i = (C/N)0 x F

n1 2

(C/N)COX

Cin = (Vin)2 /R

Vin (dB/µV)MAXIMO = V0 (dB/µV) - G (dB) - 10 logn

Vin (dB/µV)MINIMO = (C/N)COX + VN (dB/µV) + F (dB) + 10 logn

la tensila tensióón de entrada mn de entrada mááxima a la xima a la subsub--red coaxial, red coaxial, es funcies funcióón de la distorsin de la distorsióón de tercer orden (DTO, Vn de tercer orden (DTO, V00))

la tensila tensióón de entrada mn de entrada míínima a la nima a la subsub--red coaxial, red coaxial, es funcies funcióón de la relacin de la relacióón (C/N) deseada a la salidan (C/N) deseada a la salida

Page 27: 4 Sistemas Hfc

27sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

SUB_RED COAXIAL

SERVICIOS DE DATOS

ARQUITECTURA DEL SISTEMA

SUB_RED OPTICA

SERVICIOS DE DISTRICION DE TV

BUSINESS CASE

SERVICIOS DE FONIA

Page 28: 4 Sistemas Hfc

28sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: distribución de TV /1

(*) 7.5 dB (para 64-QAM) y -1.5 dB (para 256-QAM)

DOWNSTREAMUPSTREAM

(*)

5 55 118 606 862

FM TV digitalTV-PAL y Otros

86

710 710 MHz118 118 MHz 572 572 MHz 606 606 MHz

¿cuántos canales de televisión, analógicos y digitales, cabrían en,respectivamente, las bandas señaladas: 118-572 MHz y 606-710 MHz?

Page 29: 4 Sistemas Hfc

29sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: distribución de TV /2

Y U V

5.75

-1,25 MHz

7 MHz

5.5 MHz

Power

transparencia de refresco

transparencia de refresco

(ya vis

ta en el tema 1)

(ya vis

ta en el tema 1)

Page 30: 4 Sistemas Hfc

30sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: distribución de TV /3

UER -> AM/BLV -> 7 MHz en VHF y 8 MHz en UHF

26 canales-TV en VHF (118-300 MHz)34 canales-TV en UHF (300-572 MHz)

-> N = 60 canales

DISTRIBUCION ANALOGICA

1 TVD (MPEG-2) -> 6 Mbps64-QAM y α = 0,2 -> 5 bits/Hzmás un 10% para Cabeceras, FEC,..

-> N = 80 canales(en unos 100 MHz)

DISTRIBUCION DIGITAL

Page 31: 4 Sistemas Hfc

31sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: distribución de TV /4

TRANSMISIONA DOS NIVELES ( M=21)

DOBLE BANDA LATERAL

FILTRO IDEAL

bRB =

TRANSMISIONMULTINIVEL ( M=2n )

DOBLE BANDA LATERAL

)1( α+=nR

B b

TRANSMISIONMULTINIVEL ( M=2n )

DOBLE BANDA LATERAL

FILTRO IDEAL

nR

B b=

roll-off = α

( ) ( ) MHznR

B b 6,1052,0161,16801 =+

⋅⋅=+= α

80 canales de televisión digital (a razón de unos 6 Mbps/canal, con modulación 64-QAM,y considerando un 10% de capacidad extra para cabeceras,..) en unos 106 MHz

Page 32: 4 Sistemas Hfc

32sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

SUB_RED COAXIAL

SERVICIOS DE DATOS

ARQUITECTURA DEL SISTEMA

SUB_RED OPTICA

SERVICIOS DE DISTRICION DE TV

BUSINESS CASE

SERVICIOS DE FONIA

Page 33: 4 Sistemas Hfc

33sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: servicios de Datos /1

en los sistemas HFC los servicios de Datos se articulan sobre los “modems maestros”, cada uno de los cuales atiende a varios “modems de usuario”, también conocidos

como “modemsmodems de cablede cable”; según el tamaño del sistema HFC, los modems maestro seubican bien en la cabecera de red (sistemas pequeños) o bien, por ejemplo,

en los nodos locales (sistemas grandes)

los primeros modems maestro disponían de varios canales descendentes(de 27 Mbps/6 MHz por canal, por ejemplo) y de un número sensiblemente mayor

de canales ascendentes (de 614 Kbps/600 kHz por canal, por ejemplo)

Modems de USUARIO(Modems de CABLE)MODEM MAESTRO

Page 34: 4 Sistemas Hfc

34sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: servicios de Datos /2

1:M

DE

MO

DU

LA

DO

R

CA

BE

CE

RA

DE

RE

D

EO

1:S 1:R

1:N 1:16

E

E

E

E

E

O

O

O

O

O OEO

E

O

E

O

O

E

ONU NODO DE RED NODO LOCAL

MODEM MAESTRO

MODEM MAESTRO sito, por ejemplo, en el NODO LOCAL, antes del Splitterde Salida (1:16); si ONU = 250 HH.PP.

-> COBERTURA MODEM MAESTRO = 16 X 250 = 4.000 HH.PP.

Page 35: 4 Sistemas Hfc

35sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: servicios de Datos /3

TIPO DE TRAFICO: EN TIEMPO REALNO ORIENTADO A CONEXIÓNASIMETRICO

M/M/c/c = Erlang_B -> B(c,A) ≈ k x A/c = k x (N x α x a)/c

B(c,A) = Probabilidad de Pérdida ≈ 1% (-> Garantía = 99 %) c = Número de Servidores necesarioA (erlangs) = Tráfico total ofrecido al Modem Maestro = N x α x ak ≈ 0,0118 si A >>N = Cobertura del Modem Maestro (en el ejemplo = 4.000 HH.PP.)α = Tasa de Penetración (porcentaje de abono) del servicio de Datos

( relación ‘’HH.Pasados / HH.Conectados’’)a = Tráfico medio por Usuario

( 0,2 Erlangs/Usuario = 12 mntos/HC, por ejemplo )

c = k x N x α x a / B(c,A)supuesto A >>

Page 36: 4 Sistemas Hfc

36sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: servicios de Datos /4

GRADO DE PENETRACION (αα, %)

0

100

200

300

400

500

600

700

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

0.2 Erlangs/Usuario

0.3 Erlangs/Usuario

0.4 Erlangs/Usuario

DOWNSTREAM

V USU

AR

IO=

(CA

PA

CID

AD

DE

L M

OD

EM

MA

ES

TRO

) /(N

ºSE

RV

IDO

RE

S)

VELO

CID

AD

ASE

GU

RA

DA

por

USU

AR

IO (V

USU

ARIO

, kbp

s)

supuesto un modem maestro de 27 Mbps de capacidad, con una cobertura de 4.000 hogares pasados, de loscuales han contratado el servicio de datos un 10%, y a-sumiendo un tráfico medio por hogar de 0,2 erlangs, segarantizan, con probabilidad del 99%, 300 kbps/hogar

Page 37: 4 Sistemas Hfc

37sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: servicios de Datos /5

la interfaz del modem de cable obedece al estándar DOCSISDOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification ), que esta-blece Ethernet como nivel-2, IP como nivel-3,…

en la mayoría de los sistemas HFC actuales está instalada laversión DOCSIS 1.1 que incluye privacidad (encriptación 3DES del tráfico), gestión remota de los modems de cable,..

la próxima versión DOCSIS 3.0 sustentará servicios triple play sobre sistemas HFC

Page 38: 4 Sistemas Hfc

38sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: servicios de Datos /6

upstreamupstream

downstreamdownstream

situacisituacióón futuran futura((allall IP, DOCSIS 3.0)IP, DOCSIS 3.0)

situacisituacióón actualn actual(DOCSIS 1.1)(DOCSIS 1.1)

Page 39: 4 Sistemas Hfc

39sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

SUB_RED COAXIAL

SERVICIOS DE DATOS

ARQUITECTURA DEL SISTEMA

SUB_RED OPTICA

SERVICIOS DE DISTRICION DE TV

BUSINESS CASE

SERVICIOS DE FONIA

Page 40: 4 Sistemas Hfc

40sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: servicios de Fonía /1

en los sistemas HFC los servicios de Fonía se articulan sobre las unidades de acceso, centrales telefónicas que atienden a los terminales de usuario (teléfonos); según el tamaño del sistema HFC, las unidades de acceso se ubican bien en la cabecera de red

(sistemas pequeños) o bien, por ejemplo, en los nodos locales (sistemas grandes)

al contrario que los servicios de Datos, los servicios de Fonía suelen ser simétricosy orientados a conexión; en los sentidos descendente y ascendente son típicas,

respectivamente, las modulaciones 64-QAM y QPSK

TERMINALESDE USUARIOUNIDAD DE ACCESO

Page 41: 4 Sistemas Hfc

41sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: servicios de Fonía /2

1:M

DE

MO

DU

LA

DO

R

CA

BE

CE

RA

DE

RE

D

EO

1:S 1:R

1:N 1:16

E

E

E

E

E

O

O

O

O

O OEO

E

O

E

O

O

E

ONU NODO DE RED NODO LOCAL

UNIDAD DE ACCESO

UNIDAD DE ACCESO sita, por ejemplo, en el NODO LOCAL, antes del Splitterde Salida (1:16); si ONU = 250 HH.PP.

-> COBERTURA de la UNIDAD DE ACCESO = 16 X 250 = 4.000 HH.PP.

Page 42: 4 Sistemas Hfc

42sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: servicios de Fonía /3

TIPO DE TRAFICO: EN TIEMPO REALORIENTADO A CONEXIÓNSIMETRICO

M/M/c/c = Erlang_B -> B(c,A) ≈ k x A/c = k x (N x α x a)/c

B(c,A) = Probabilidad de Pérdida ≈ 1% (-> Garantía = 99 %) c = Número de Servidores necesarioA (erlangs) = Tráfico total ofrecido a la Unidad de Acceso = N x α x ak ≈ 0,0118 si A >>N = Cobertura de la Unidad de Acceso (en el ejemplo = 4.000 HH.PP.)α = Tasa de Penetración (porcentaje de abono) del servicio de Fonía

( relación ‘’HH.Pasados / HH.Conectados’’)a = Tráfico medio por Usuario

( 0,2 Erlangs/Usuario = 12 mntos/HC, por ejemplo )

c = k x N x α x a / B(c,A)supuesto A >>

Page 43: 4 Sistemas Hfc

43sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: servicios de Fonía /4

- capacidad del servidor: 64 kbps- modulación QPSK (roll-off = 0,2 ) -> 2/1,2 = 1,6 bits/Hz- 10 % para Cabeceras, FEC,..- probabilidad de servidor libre = 99% -> PB = B(c,A) = 1 %

canal ascendente (upstreamupstream):

ANCHO DE BANDA = B (kHz) = c x 64 x 1,1 / 1,6

- capacidad del servidor: 64 kbps- modulación 64-QAM (roll-off = 0,2 ) -> 6/1,2 = 5 bits/Hz- 10 % para Cabeceras, FEC,..- probabilidad de servidor libre = 99% -> PB = B(c,A) = 1 %

canal descendente (downstreamdownstream):

ANCHO DE BANDA = B (kHz) = c x 64 x 1,1 / 5

Page 44: 4 Sistemas Hfc

44sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

10 20 30 40 50 60 70 80 90

GRADO DE PENETRACION (α, %)

AN

CH

O D

E B

AN

DA

REQ

UER

IDO

(MH

z)

0.06 Erlangs/Usuario

0.03 Erlangs/Usuario

0.01 Erlangs/Usuario

sistema HFC: servicios de Fonía /5

Page 45: 4 Sistemas Hfc

45sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

SUB_RED COAXIAL

SERVICIOS DE DATOS

ARQUITECTURA DEL SISTEMA

SUB_RED OPTICA

SERVICIOS DE DISTRICION DE TV

BUSINESS CASE

SERVICIOS DE FONIA

Page 46: 4 Sistemas Hfc

46sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: business case /1

este business case, plan de negocio simplificado, se elaboró en 1997, y, obviamente,algunos de sus parámetros (panel de distribución de los servicios de voz y video, precios y costes,..) no responden ya a la situación actual.

no obstante, se ha mantenido el business case original por una doble razón: porque elprocedimiento del mismo continúa aún vigente, y porque ya en 1997 mostró la difícil viabi-lidad económica de los sistemas HFC en España.

1. premisas de partida2. estimación del mercadomercado3. cálculo de ingresosingresos4. inversionesinversiones requeridas5. evaluación de gastosgastos6. índices de rentabilidadrentabilidad

procedimiento genérico para la realización

de unbusiness case

Page 47: 4 Sistemas Hfc

47sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

Comunidad de Madrid ( ≈ 1,5 millones de Hogares )

techo de saturación: 60%

para competencia (TESA): un 30% ( ≈ 450.000 Hogares )

despliegue de red en 4 añostasa anual de abono: 13,5%, 9%, 9%, 13,5%, 13,5%, 13,5%,13,5%, 5%, 5%, y 4,5% (-> el 100% en 10 años)

clientes: 100% a TV (Televisión)40% a Fonía (POTS/RDSI)10% Datos (acceso a Internet)

sistema HFC: business case (escenario) /2

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48sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

CUOTA DE MERCADO (HOGARES, expresados en miles, valor Acumulado)

año 1 año 2 año 3 año 4 año 5 año 6 año 7 año 8 año 9 año 10

112,5 225 337,5 450 450 450 450 450 450 450

TELEVISION: HOGARES CONECTADOS (valor Acumulado, expresado en miles)

año 1 año 2 año 3 año 4 año 5 año 6 año 7 año 8 año 9 año 10

15,2 50,6 106,3 202,5 263,2 324 384,7 407,2 429,7 450

TELEFONIA: HOGARES CONECTADOS (valor Acumulado, expresado en miles)

año 1 año 2 año 3 año 4 año 5 año 6 año 7 año 8 año 9 año 10

6,1 20,2 42,5 81 105,3 129,6 153,9 162,9 171,9 180

DATOS: HOGARES CONECTADOS (valor Acumulado, expresado en miles)

año 1 año 2 año 3 año 4 año 5 año 6 año 7 año 8 año 9 año 10

1,5 5,1 10,6 20,2 26,3 32,4 38,5 40,7 43 45

sistema HFC: business case (mercado) /3

Page 49: 4 Sistemas Hfc

49sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

PREVISION DE INGRESOS (valor Anual, no-Acumulado, en millones de euros)

año 1 año 2 año 3 año 4 año 5 año 6 año 7 año 8 año 9 año 10

7,0 23,0 47,7 90,5 115,7 142,0 168,3 176,9 186,6 195,3

CONCEPTO DE INGRESOS EUROS / HOGAR / MES

CUOTA DE ABONO 30,0 (1)

ABONO BASICO (por canales-TV “abiertos”) 15,0

ABONO “extra” (por canales-TV de pago) 12,0 (2)

INGRESOS por TELEFONIA/RDSI 15,0 (3)

INGRESOS por DATOS 18,0 (3)

INGRESOS por PUBLICIDAD 1,2

(1) Pago único.(2) 6,0 por Consumo y otros 6,0 en concepto de alquiler del Descodificador.(3) A considerar sólo para hogares conectados a estos Servicios.

sistema HFC: business case (ingresos) /4

Page 50: 4 Sistemas Hfc

50sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

ESTIMACION DE INVERSIONES (valor Anual, no-Acumulado, en millones de euros)

año 1 año 2 año 3 año 4 año 5 año 6 año 7 año 8 año 9 año 10

48,8 58,2 67,6 86,5 28,3 28,3 28,3 10,5 10,5 9,4

11,2 euros por Hogar Pasado (HP).más 369,6 euros por Hogar Conectado (a Televisión):

129,2 por red de dispersión (acometida,...).240,4 por Descodificador (que se presta en régimen de alquiler).

más 210,3 euros por Hogar Conectado a Fonía (POTS/RDSI).más 123,2 euros por Hogar Conectado a Datos (acceso a Internet).

sistema HFC: business case (inversiones) /5

Page 51: 4 Sistemas Hfc

51sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

de O+M -> 8.0% de Inversión acumulada

de PROGRAMACION -> 50.0% de Ingresos_TV

de INTERCONEXION -> 40.0% de Ingresos en TLF+Datos

de tipo COMERCIAL -> 3.0% de Ingresos totales

por CANONES (Municipal,..) -> 4,5% de Ingresos totales

para Provisión IMPAGADOS -> 2.0% de Ingresos totales

PREVISION DE GASTOS (valor Anual, no-Acumulado, en millones de euros)

año 1 año 2 año 3 año 4 año 5 año 6 año 7 año 8 año 9 año 10

7,7 21,2 40,5 71,4 88,6 106,0 123,3 129,6 136,0 141,8

sistema HFC: business case (gastos) /6

Page 52: 4 Sistemas Hfc

52sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

Cash Flow Neto = Resultados tras Impuestos+ Amortizaciones- Inversiones

CASH FLOW NETO (valor Anual, no-Acumulado, en millones de euros)

año 1 año 2 año 3 año 4 año 5 año 6 año 7 año 8 año 9 año 10

(49,5) (56,5) (60,5) (67,4) (1,2) 6,4 13,6 33,3 35,9 39,3

RESULTADOS tras IMPUESTOS (valor Anual, no-Acumulado, en millones de euros)

año 1 año 2 año 3 año 4 año 5 año 6 año 7 año 8 año 9 año 10

(5,6) (8,9) (10,3) (7,0) (1,8) 3,0 7,3 8,1 9,7 11,1

supuesto un Impuesto de Sociedades del 30%

sistema HFC: business case (rentabilidad) /7

Page 53: 4 Sistemas Hfc

53sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

sistema HFC: business case (rentabilidad) /8

supuesta una tasa del Descuento del 4%

CASH FLOW NETO ACTUALIZADO

año 1 año 2 año 3 año 4 año 5 año 6 año 7 año 8 año 9 año 10

(49,5) (54,3) (55,9) (59,9) (1,0) 5,3 10,7 25,3 26,3 27,6

(valor Anual, no-Acumulado, en millones de euros)

-250,0

-200,0

-150,0

-100,0

-50,0

0,0

50,0

100,01 2 3 4 5 6 7 8 9 10

mill

ones

de

euro

s

Cash-Flow Neto Cash-Flow Actualizado VAN

( años ) tras 10 años, el flujo neto acumulado decaja aún es negati-vo; la suma de sali-das de caja (inver-siones y gastos) to-davía es superior ala suma de entradasen caja (ingresos)

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54sistemas de telecomunicacisistemas de telecomunicacióón (STELn (STEL--2007) 2007)

gracias