El balanceo y el mantenimiento del retorno son los aspectos más importantes en el éxito del ofrecimiento de nuevos servicios. Una vez entrando al mundo bidireccional, el operador debe acostumbrarse a ver el manejo técnico de la planta desde otra perspectiva. Se requieren planes de mantenimiento concienzudos y plataformas de medición y monitoreo permanentes.
Balanceo
Los procesos de balanceo tanto en forward como en retorno de la red consisten en entregar a la salida de los amplificadores la potencia especificada en el diseño. Dicha potencia debe ser la misma en todos los amplificadores de la red.
Significado y Conceptos
Las redes coaxiales, por naturaleza, son de banda ancha. No todo el espectro se comporta igual, de manera que entre más alta la frecuencia, más rápido se atenúa la señal en su camino por el cable coaxial.
Los amplificadores utilizados tienen una parte bastante lineal que corresponde a su rango dinámico de operación. Siempre hay un compromiso entre el ruido y las distorsiones. Se puede mejorar el ruido a costa de empeorar las distorsiones y viceversa.
El balanceo se realiza para contrarrestar los dos principios arriba mencionados. Por un lado se ecualiza la banda de frecuencias para crear una pendiente positiva que en su camino por el cable se irá volviendo negativa, y por otro lado se ajustan los niveles de entrada y salida de los amplificadores para crear un equilibrio entre el ruido y las distorsiones
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Para clarificar el equilibrio que existe entre el ruido y las distorsiones en una red de cable, es necesario entender el origen del ruido en un proceso de amplificación y la no- linealidad en el mismo proceso de amplificación, como se explica en el Capítulo 1 de este manual.
Entre más grande es la señal de entrada al amplificador, más curva toma la característica de transferencia en el proceso de amplificación. Esto produce armónicas de la señal original que al sumarse con ésta, distorsionan su forma original.
Como la característica de transferencia es curva, los productos no deseados tienen una relación cuadrática con respecto a la señal original de entrada.
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Principios de balanceo en retorno
A diferencia del sentido hacia delante en el que todo el balanceo se realiza a la entrada del amplificador, en el retorno todo el ajuste se realiza a la salida. De manera que el efecto del balanceo no se ve sino hasta el siguiente amplificador en cascada (en el sentido del retorno).
En ambos sentidos se colocan atenuadores y ecualizadores para que, en combinación con la ganancia fija de los amplificadores, se logre una ganancia unitaria entre dos amplificadores.
Los elementos más importantes a ajustar en el retorno son el atenuador y ecualizador que se encuentran después del amplificador de retorno. Los métodos específicos varían de marca en marca y de modelo en modelo; pero normalmente se busca llegar al transmisor de retorno con un nivel de 20 dBmV.
Este será el nivel de referencia para el balanceo de toda la cascada en retorno.
Primeramente se debe de contar con el siguiente equipo y material:
Generadora de portadora continua (PCI) Ecualizadores de varios valores
Atenuadores de varios valores Analizador de espectro
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Proceso
Balanceo Nodo Óptico Aurora - Forward a 1 GHz (1310 nm)
1. Medir el nivel de luz a la entrada del AR4203G. El nivel debe ser de -1 a +1 dBm, pero puede operar de manera provisional con los niveles de entrada según el cuadro siguiente:
2. Se coloca el atenuador y ecualizador correspondiente según el nivel de entrada. 3. Los niveles obtenidos en el Test Point del AR4203G deben ser:
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Los niveles de salida en los test Point del chasis deben ser:
Para 750 MHz se debe tener un nivel de salida de 49 dBmV. En todas las lecturas debe haber una tolerancia de +/- 1dB.
4. En el módulo de RF el valor de los atenuadores es cero, cuando se trata de un nodo no segmentado.
5. El valor del ecualizador de salida es de 4 dB para generar un tilt de salida de 14 dB. 6. Se verifican los niveles de salida de forward en cada uno de los Test Point del chasis. Si
se tiene variación de nivel en alguna salida es muy probable que tengamos un problema en esa rama. Se puede colocar una carga de 75 Ohms en esa salida para comprobarlo.
7. Se realiza un barrido de forward sin referencia. Se guarda este barrido como referencia. 8. Nuevamente se realiza el barrido de forward con la referencia guardada. El resultado
debe mostrar un gráfica plana con un Max – Min de aproximadamente 0.5 dB
9. Esta referencia es la que se usa para hacer el barrido de todos los amplificadores siguientes en la cascada.
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Reversa
1. Se hace el cálculo del valor del atenuador de reversa. Para un ancho de banda máximo de 12.8 MHz y nivel de inyección de 37 dBmV el valor del atenuador es de 8 dB según el esquema siguiente:
2. Para garantizar que el nivel de transmisión de reversa es el adecuado, se inyecta una señal CW de 37 dBmV, y al mismo tiempo se mide en el Test Point del DT. El nivel en este punto debe ser de 11 dBmV. Esto aplica para un nodo sin segmentación.
3. Se inyecta una señal QAM 64 de 37 dBmV en el test point de forward a una frecuencia definida por el CRC donde no existan señales de Cable módems.
4. El personal de CRC debe atenuar la señal que le llega para que tenga un nivel de referencia de 0 dBmV a la entrada del Path Trak.
5. Se hace un barrido de reversa. El nivel de telemetría obtenido se mantiene como referencia para balancear los siguientes amplificadores con un nivel de inyección de 37 dBmV constante.
6. El personal de CRC hace las conexiones necesarias para tener una línea paralela desde un divisor común hacia el CMTS, con un nivel de entrada de 10 dBmV.
7. Se hace una prueba DOCSIS para balancear los datos. Lo niveles obtenidos deben ser los siguientes:
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UP: 37 dBmV
DW: 6 dB menos que el canal analógico más cercano al canal DOCSIS. MER: Mayor o igual a 35 dB
BER : PRE: 1X 10 -9 POST: 1X 10 -9
8. Personal de CRC se encarga de ajustar el UP a la llegada del CMTS.
9. El DW ya está balanceado porque está modulado junto con toda la banda de canales de forward.
10. El MER y el BER deben dar los valores correctos si todo está bien balanceado.
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Balanceo Amplificadores: Forward
1. Investigar el nivel de entrada ideal del amplificador (performance), para un modelo, frecuencia de diseño y niveles de salida deseados. Este dato debe estar en la lápida de los planos de diseño.
2. Definir los canales de Tilt, es decir los canales correspondientes al ancho de banda que se desea balancear, por ejemplo para balanceo de 870 MHz se usan los canales 2 y 136.
3. Medir el nivel de entrada al amplificador en el Test Point. Compensar la pérdida del test point en el medidor para obtener lecturas correctas. Es importante que al momento de tomar los niveles de entrada estén colocados los atenuadores y ecualizadores de un valor cualquiera, con el objeto de no tener pérdida de impedancia que nos altere el valor de entrada real.
4. La lectura del nivel de entrada debe ser mayor al nivel ideal para el amplificador y debe ser muy cercano a lo que indica la lápida de diseño o bien la lápida del balanceo anterior.
5. Si la pendiente (tilt) de entrada es positiva (nivel del canal alto mayor al nivel del canal bajo), se debe usar un simulador de cable en la entrada con un valor tal que atenúe el nivel del canal alto al mismo nivel del canal bajo. El resultado es un nivel plano con valor del nivel del canal bajo de llegada. Para elegir el valor del simulador se usan tablas definidas para el ancho de banda que se está balanceando.
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6. Si la pendiente (tilt) de entrada es negativa (nivel del canal bajo mayor al nivel del canal alto), se debe usar un ecualizador en la entrada con un valor tal que atenúe el nivel del canal bajo al mismo nivel del canal alto. El resultado es un nivel plano con valor del nivel del canal alto de llegada. Para elegir el valor del ecualizador se usan tablas definidas para el ancho de banda que se está balanceando.
7. Una vez que se tiene el nivel plano después de usar el simulador o ecualizador, se resta el valor de dicho nivel al valor del nivel de entrada ideal para el amplificador.
8. Ahora, hay ocasiones en el que el nivel de entrada al amplificador no debe ser necesariamente plano, es decir puede entrar con una pendiente, ya sea positiva o negativa según sea el caso. Esto debe ser considerado al momento de elegir el ecualizador y el atenuador.
9. Se revisan los niveles de salida del amplificador y se comparan con los niveles buscados según diseño.
10. En caso necesario modificar los valores del atenuador y el ecualizador de entrada para obtener los niveles de salida deseados. Si el nivel es demasiado alto, colocar un atenuador de un valor mayor y viceversa. Si el tilt es muy alto, bajar el valor del ecualizador de entrada y viceversa.
Al momento de manipular el atenuador y ecualizador de entrada tener cuidado de no atenuar demasiado la señal, ya que eso afectaría el C/N. El valor mínimo de entrada al amplificador debe ser el equivalente a la figura de ruido del amplificador. Nota: La manipulación de los componentes en la inter-etapa debe ser de acuerdo a la especificación de cada equipo. Regularmente tanto el ecualizador y el atenuador inter – etapa no se mueven por recomendación del proveedor, a menos que por diseño se indique.
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11. Se realiza un barrido de forward con la referencia del Rx Óptico. El Max-Min de forward no debe ser mayor a 3 dB en la punta final de la cascada.
Ejemplo 1: Calcular el valor del atenuador y ecualizador de entrada para el siguiente amplificador.
Datos: RF in:
CH 2: 25 dBmV CH 158: 18 dBmV
Nivel de entrada ideal al amplificador: 12 dBmV en ambos canales Procedimiento:
Se calcula el tilt de entrada:
Tilt = Nivel del canal alto – Nivel del canal bajo = 18 – 25= -7 (pendiente negativa, se usa un ecualizador)
Según la tabla de ecualizadores, el valor de ecualizador que le corresponde es de 9 dB.
Ahora se calcula el valor del atenuador:
Atenuador = Nivel del canal alto – Nivel de entrada deseada en el amplificador = 18 – 12 -1 = 5 dB.
Ejemplo 2: Calcular el valor del atenuador y ecualizador de entrada para el siguiente amplificador.
Datos: RF in:
Ch 2: 28 dBmV Ch 158: 21 dBmV
Nivel de entrada ideal al amplificador: Ch 2: 13 dBmV
Ch 158: 18 dBmV (Observe que debe entrar con una pendiente positiva de 5 dB)
Procedimiento:
Se calcula el tilt de entrada:
Tilt = Nivel del canal alto – Nivel del canal bajo = 21 – 28= -7 (pendiente negativa, se usa un ecualizador)
Ahora, como requerimos que entre con una pendiente positiva de 5, el tilt total es= 5 + 7=12
Según la tabla de ecualizadores, el valor de ecualizador que le corresponde es de 15 dB.
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Atenuador = Nivel del canal alto – Nivel de entrada deseada en el amplificador -1 = 21 – 18 - 1 = 2 dB.
Esquema para balanceo de forward en el amplificador
Reversa
1. Se colocan atenuadores de entrada de valor de 0 dB.
2. Se coloca un atenuador y un ecualizador de salida de valor 0 dB.
3. Se hace barrido de reversa con una inyección de 37 dBmV en el Test Point de salida de forward. El atenuador y ecualizador de salida deben cambiarse de manera que la telemetría sea la misma que la que se obtuvo en el Rx y el valor del delta (diferencia entre el valor inicial y valor final de la banda) se aproxime a 0 dB.
4. El Max-Min de reversa no debe ser mayor a 2 dB en la punta final de la cascada. El uso de la referencia en el barrido de reversa es opcional, aunque al ser una banda muy pequeña no representa mayor diferencia. Se recomienda no usarla para tener mejor respuesta en toda la ruta de retorno.
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Tablas de Ecualizadores Forward
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Reversa
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Bibliografía
www.scte.org www.aniret.org.mx www.commscope.com http://www.ppc.dk/docs/0703_CC_book_TWC_SPA.pdf www. Broadbandinternacional.com www.cinit.org.mx Televisión por Cable Tercera Edición William Grant
Autor: Omar Martínez Balderas Gerencia de Mantenimiento