IPTV: La alternativa al sistema analógico “RF overlay” para la señal de televisión en redes de fibra óptica.

En un anterior artículo de este blog se ha descrito una instalación de fibra óptica de Movistar y se ha visto que la actual red de fibra óptica de Movistar sigue el estándar GPON (Gigabit-capable Passive Optical Network). En dicho estándar se reserva la longitud de onda de 1550 nm para el envío “superpuesto” de la señal de TV. Este sistema  se conoce por el nombre de RF Overlay o “RF superpuesto” y su funcionamiento práctico se muestra en la siguiente figura:

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Sistema RF Overlay para el envío de la señal de TV

En este sistema, aunque a primera vista pueda parecer extraño, la señal de RF obtenida desde una cabecera de TV no se envía en forma digital sino que es enviada en forma analógica a través de la red de fibra óptica, superpuesta a la transmisión de datos, utilizando una longitud de onda diferente (RF Overlay). Esta señal de RF se obtiene de una cabecera de TV y contiene todos los canales tanto de televisión terrestre como satélite, con algunos canales en analógico y otros en digital. En cualquier caso, la suma de todos los canales forma una única señal analógica, la señal de RF, que abarca desde 80 a 862 MHz para el caso de la señal de TV terrestre y desde 950 a 2150 MHz para la señal vía satélite.

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La señal RF overlay es de tipo analógico (©Furukawa)

Esta señal de RF se aplica a un láser altamente lineal (módulo VPON) y se envía a través de la red GPON en la longitud de onda de 1550 nm, utilizando equipos como el mostrado a continuación:

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Módulo VPON para convertir la señal de RF en una señal óptica (©Telnet-RI)

En el otro extremo de la red GPON, el usuario dispone de un equipo ONT donde extrae por un lado la señal de datos en forma de paquetes IP y por otro lado extrae la señal de RF, la cual se puede aplicar directamente mediante un cable coaxial al aparato de TV, de la misma forma en que se hace con la señal de RF clásica que se distribuye desde la cabecera de TV situada en cada vivienda. En la siguiente figura se muestra el  ONT HG8247 de Huawei, el cual dispone en su panel trasero del conector CATV donde se encuentra disponible la señal de RF para ser aplicada a los televisores de la vivienda

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ONT8247 de Huawei con salida en panel trasero de señal CATV

Sin embargo, aunque el sistema basado en RF Overlay ha sido y es usado en la actualidad en muchas redes GPON y en la práctica totalidad de las redes HFC de los operadores de cable, también es cierto que no ha estado libre de dificultades para su implantación y desarrollo comercial. Entre los problemas más importantes se pueden citar los siguientes:

  • Es necesario utilizar sistemas de láser altamente lineales, los cuales son más caros que un láser convencional para trabajar en modo digital.
  • Al producirse varias divisiones de la potencia de la señal óptica en la red GPON (splitting), es necesario inyectar la potencia adecuada para que la relación señal a ruido se mantenga en valores aceptables.
  • Los canales analógicos de TV deben de tener una relación S/N superior a los canales digitales (48 dB respecto a 42 dB). Esto complica el funcionamiento del módulo VPON, ya que los canales de TV analógicos tienen que ser amplificados más que los digitales.
  • Dependiendo del tamaño de la red GPON y del número de splitt utilizados, puede ser necesaria la existencia de amplificadores lineales para la señal de RF Overlay. Son los denominados amplificadores EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier). La salida de estos amplificadores debe de estar cuidadosamente ajustada al presupuesto del enlace, de tal forma que se eviten tanto niveles de señal excesivamente bajos como niveles de señal demasiado altos.
  • El ajuste de la potencia óptica inyectada, además de los niveles de splitting, depende también de las pérdidas que se producen en la propia red GPON debidas a empalmes, conectores y longitud de la propia fibra. La potencia inyectada puede variar entre márgenes tan amplios como 14 dBm (25,11 mw) hasta más de 20 dBm (100 mw).
  • La potencia óptica inyectada en una fibra está limitada, entre otros factores, por el denominado efecto de dispersión estimulada de Brillouin (Stimulated Brillouin Scattering – SBS). Esta dispersión ocurre cuando una señal óptica excita una fibra óptica. El campo eléctrico de la señal óptica produce una compresión mecánica en el núcleo de la fibra a través de un proceso denominado “electrostricción” el cual genera fluctuaciones en su densidad. Esta alteración de las características del núcleo de la fibra provoca una dispersión hacia atrás de la luz inyectada en la fibra. Cuando la potencia inyectada en la fibra alcanza el nivel en el cual se produce la dispersión estimulada de Brillouin, la señal RF de vídeo se degrada severamente, afectando tanto a los canales de TV analógicos como a los digitales.

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Distorsión de la señal RF analógica debida al efecto SBS (Corning)

  • Incompatibilidad absoluta del sistema RF Overlay con las nuevas tendencias del mercado hacia la “televisión en cualquier dispositivo y en cualquier lugar”. El sistema RF Overlay obliga a una conexión RF por cable coaxial entre la salida CATV del ONT y la entrada RF del televisor. Sin embargo, la tendencia actual del mercado es hacia la visualización de contenidos, incluida la propia TV, en dispositivos como tablets, smartphones o el propio PC, lo cual requiere la denominada televisión por IP (IPTV).
  • Dificultad del sistema RF Overlay para la implantación de sistemas de TV “a la carta”, lo cual también es una tendencia del mercado actual. Con el sistema RF Overlay la señal de TV se distribuye “a todos los usuarios” de la red GPON y se hace necesario un sistema de codificación de contenidos mediante claves de usuario y utilización de decodificadores para asegurar que los contenidos  “de pago” son visualizados únicamente por los clientes que efectivamente han hecho el pago.

Todos los inconvenientes citados anteriormente han hecho que la mayoría de los operadores esté migrando sus redes FTTH hacia la utilización de IPTV en lugar de RF Overlay. Con IPTV la señal de televisión es encapsulada en paquetes IP y es transmitida por la fibra óptica junto con los datos, utilizando la misma longitud de onda. No es necesario por tanto que el equipo ONT del usuario tenga disponible una salida de CATV, ya que la señal de televisión se distribuye a través de IP junto con los datos y el servicio de telefonía, ambos también mediante IP.

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Distribución de la señal de TV mediante RF overlay con el ONT HG8247 de Huawei

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Distribución de la señal de TV mediante IPTV con el ONT HG8247 de Huawei

Como se observa en las imágenes anteriores, existen ONT que soportan tanto RF overlay como IPTV, como por ejemplo el ONT 8247 de Huawei. Sin embargo, otros modelos de ONT solo soportan IPTV, como por ejemplo en ONT HG8240, también de Huawei.

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Ausencia del conector CATV en el panel trasero del ONT HG8240 

El sistema IPTV, al enviar la señal de TV en forma de paquetes IP de la misma forma que los datos, no necesita el uso de sistemas de láser lineales y tampoco los sistemas de amplificación de señales ópticas (EDFA).

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Con el sistema RF overlay es necesario utilizar amplificadores ópticos (© Huawei)

El sistema IPTV tiene también la gran ventaja de permitir de forma nativa que sus contenidos sean visualizados sin ninguna dificultad especial en dispositivos tales como tablets,  smartphones o PCs, además de en el propio televisor. Al mismo tiempo, es muy fácil hacer que determinados paquetes IP lleguen solo a determinados usuarios, por lo que la gestión de los denominados “contenidos de pago” es mucho más sencilla que con el sistema basado en RF Overlay.

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Movistar Multipantalla: La posibilidad de ver la televisión en múltiples dispositivos

Ahora bien, no todo son ventajas con el sistema IPTV. Uno de los inconvenientes fundamentales respecto a RF overlay es que debido a limitaciones de ancho de banda en las redes FTTH actuales no es posible enviar múltiples canales de TV a cada uno de los usuarios de forma simultánea junto con sus correspondientes flujos de datos y telefonía IP. Este problema previsiblemente se reducirá en un futuro próximo, a medida que las actuales redes GPON (Gigabit-capable Passive Optical Network) vayan siendo actualizadas por redes de mayor capacidad, como 10G-PON (10 Gbit/s Ethernet Passive Optical Network). Es de señalar que los principales operadores de telecomunicaciones de España ya están migrando sus redes G-PON a redes 10G-PON. Mientras esas nuevas redes terminan su despliegue, la solución pasa por limitar el número de canales de TV que cada usuario puede visualizar de forma simultánea. A modo de ejemplo, el operador Movistar ofrece el denominado servicio Multiroom para aquellos clientes que desean visualizar dos canales de TV de forma simultánea.

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En relación con el problema del elevado caudal de bps necesario para transmitir múltiples canales de TV, se debe de tener en cuenta que los nuevos codecs de vídeo como MPEG-4 consiguen tasas de compresión de la imagen mejores que codecs más antiguos, como por ejemplo MPEG-2. No obstante, a pesar de las mejoras introducidas por el codec MPEG-4, cada vez más aumenta la demanda de canales de vídeo en formatos de alta definición. Esto provoca a su vez un aumento en el flujo de bits a la salida del codificador y por tanto un aumento en el flujo de bits a ser transmitidos a través de las fibras ópticas de la redes FTTH

  • Vídeo en definición estándar con codec MPEG-2:  de 2,5 a 3,5 Mbps
  • Vídeo en definición estándar con codec MPEG-4: de 1,2 a 2,4 Mbps
  • Vídeo en alta definición con codec MPEG-2: de 13 a 18 Mbps
  • Vídeo en alta definición con codec MPEG-4: de 5 a 10 Mbps

Por último, como muestra del avance imparable de la tecnología IPTV respecto de los sistemas basados en RF Overlay, cabe citar que incluso los operadores de cable, que tradicionalmente han utilizado el sistema RF Overlay en sus redes HFC, también están comenzando a ofrecer el sistema IPTV a sus clientes. Un ejemplo de esto lo tenemos en el operador Euskaltel con su nuevo servicio denominado Edonon

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Edonon: Nuevo sistema IPTV de Euskaltel a través de su red HFC

Nota: “Edonon” es una palabra que en euskera significa “en cualquier lugar”. Con esta denominación, Euskaltel ha querido transmitir a sus clientes una característica muy importante de la tecnología IPTV, la posibilidad de ver los contenidos de TV “en cualquier lugar”, en equipos como smartphones, tablets, PCs o televisores.

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14 respuestas a IPTV: La alternativa al sistema analógico “RF overlay” para la señal de televisión en redes de fibra óptica.

  1. roy dijo:

    donde puedo conseguir proveedores de canales de tv para luego convertirlos iptv

  2. Hola David

    Debería pensar en migrar a una solución FTTH con GPON, somos integradores tecnológicos en esa area. http://www.fullsolution.co

  3. David dijo:

    Tengo una red de señal de Television por cable, utilizo cable 500 en mi red y bajante Coaxial de RG6, pero me encontrado con demaciado servicios cancelados o suspendidos, y se debe a que al interior de las casas estan pasando señal al vecino… no se que aparatos utilizar para colocar en cada usuario un decodificador y no se pueda compartir la señal.. podran apoyarme?

  4. WIZARD dijo:

    En respuesta a Pedro

    Es un tema fácil técnicamente, solo habría que ver la viabilidad económica. Pasos:
    1º. Tienes que cablear el pueblo con fibra óptica
    2º. Tienes que comprar esos canales que luego quieres vender
    3º. Necesitas modular o codificar esos canales según la tecnología de transmisión que quieras usar, para lo que necesitaras unos equipos concretos según como lo quieras hacer (cabecera, codificador iptv, etc)
    Con esto a groso modo ya estaría todo funcionando, ahora solo queda lo más difícil: venderlo y obtener beneficio.

    Suerte

  5. pedro dijo:

    hola quiero hacer un sistema de tvcable para dar señal por fibra optica a un pueblo donde hay alrededor de 700 ususarios, el problema es que en el pueblo solo hay una mepresa que provee internet por modems y las velocidades las mas alta es de 5 megas, quiero repartir 40 canales.

    No se como puedo dar solucion a este dilema ya que no quiero transmitir por el sistema tradicional y tampoco por hfc

  6. Diego dijo:

    Buenas tardes, existe algun equipo que pueda convertir la señal analoga a tv Ip y este a su vez poder transportarla a distancias lejanas mediante streaming y recibirla como iptv y volver a convertirla a tv analoga para poder distribuirla del mismo sistema rf Overlay?????

    Saludos

  7. billy dijo:

    Muchas gracias por la respuesta.

    Me surge una nueva duda. ¿Existe algún equipo que posibilite convertir a ip todos los canales que se reciban por uhf y satétite, funcionando a modo de servidor?

    Estoy pensando en cómo cablear una vivienda unifamilar que estoy realizando. Me gustaría intentar que sobre la red LAN bajo protocolo ethernet, los televisores conectados a la misma puedan ser servidos de contenidos de televisión de forma simultánea mediante un equipo que convierta uhf y señal satélite a iP.

    Gracias y saludos.

  8. Enrique del Rio dijo:

    Hola

    La respuesta es que SI. Los nuevos televisores, además del decodificador integrado para la señal de TDT, también pueden llevar integrado un decodificador para recibir esos contenidos de IPTV. En este enlace tienes un ejemplo

    http://www.samsung.com/es/a-fondo/contenidos-y-servicios/ahora-disfruta-de-movistar-tv-en-los-televisores-smart-tv/

    Un saludo

    Enrique del Río
    Instituto de Formación Profesional Tartanga
    Erandio
    Bizkaia

  9. billy dijo:

    Buenas tardes.

    Muy interesante artículo. Me surge la siguiente duda. ¿Las televisiones actuales soportan que la señal de televisión les llegue por cable utp a su interfaces ethernet/rj5?. Es decir, las televisiones disponen este interfaz para conexión hacia una determinada red LAN que pueda tener acceso a internet, etc. Pero, ¿están preparadas para recibir los canales de televisión por dicho interfaz (iptv)?

    Muchas gracias y un saludo.

  10. Cesar Gonzalez dijo:

    Buen día,
    En la gráfica donde uds muestran que con RF Overlay se deben usar amplificadores ópticos también muestran que debido a que van con dos longitudes de onda distintas (1550 y 1490nm) se debe usar un multiplexor wdm, esto quiere decir que con IPTV no se usan estos multiplexores debido a que todos los datos irían por 1490nm? o como sería este proceso

  11. Enrique del Rio dijo:

    Hola Wilber

    El sistema RF Overlay significa que todos los canales de TV (analógicos, TDT, satélite) se transmiten hasta el cliente por fibra óptica utilizando una longitud de onda exclusiva para ello y modulado de forma analógica. Es decir, se coge la señal RF suma de las tres señales RF anteriores y con ella se modula una señal laser, que es la que se inyecta en la red FTTH para su distribución por la red GPON hasta todos los clientes de dicha red.

    Es un sistema que está perdiendo importancia respecto al sistema IPTV, en el cual esos contenidos de TV se envían hacia los clientes en forma de paquetes IP, igual que los datos de navegación por internet o la señal de telefonía VoIP.

    Un saludo
    Enrique del Río
    Instituto de Formación Profesional Tartanga
    Erandio
    Bizkaia

  12. Wilber dijo:

    No entiendo muy bien el RF overlay…..significa que puedo tener control de mis usuarios con señal analogica???

  13. Anónimo dijo:

    guillermo hernandez: ¿Que tal si pruebas a hablar con tu compañía telefónica?

  14. guillermo hernandez dijo:

    tengo un pequeñosistema de tv por cable y quiero conectarme al internet para obtener tv por iptv aunque tenga que pagar por el servicio necesito informacion

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