La invención se refiere a un Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV,

que comprende una entrada de RF, un detector de energía, una etapa mezcladora para el traslado de la señal de interés a una frecuencia intermedia conocida, un filtro pasobanda, un conversor analógico-digital, un control automático de ganancia y un sistema programable de procesado digital de señales que utiliza como entrada señales presentes en la red de SMATV no inyectadas por el propio sistema.

Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancia.

La presente invención se refiere a un sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias, en particular en redes de SMATV.

Sector de la técnica

Esta invención se sitúa en el ámbito de la reflectometría en el dominio de la frecuencia, más concretamente en el relativo a la detección y localización de desadaptaciones de impedancias dentro de redes SMATV utilizando únicamente las señales transmitidas en dichas redes sin inyección de ninguna otra señal por parte del sistema de la presente invención.

Estado de la técnica

Las redes de distribución de servicios de TDT y satélite (SMATV) contienen, por su propio diseño, multitud de desadaptaciones de impedancias a lo largo del trayecto por el que transcurre la señal de radiofrecuencia desde la cabecera hasta la toma de usuario. Las ondas reflejadas aparecen, principalmente, en todas aquellas discontinuidades presentes en las redes SMATV, esto es, en las conexiones entre repartidores, derivadores, tomas y el cable coaxial, debido a la no idealidad de los dispositivos utilizados en la construcción de la red. Si bien éstas, son las causas de aparición de ecos de menor tiempo de detección ya que se hallan en los puntos clave de la red, pueden aparecer otro conjunto de desadaptaciones provocadas por cables rotos o no conectados, por el mal estado de cualquiera de los elementos de distribución, o incluso por la existencia de fallos en la instalación más complejos de identificar.

El efecto provocado por una desadaptación de impedancias en un punto concreto de una red SMATV consiste en la generación de una reflexión o eco de la señal en dicho punto con distinta amplitud y fase. Las reflexiones pueden afectar a la distribución de la señal en el resto la red de forma constructiva o destructiva debido a la mencionada variación de amplitud y fase en la señal reflejada. Por ello, una red que haya sido inadecuadamente manipulada puede provocar efectos indeseados. Como consecuencia de estas reflexiones, la señal puede verse enormemente afectada en su rendimiento, de modo que algunos de los servicios disponibles pueden no ser accesibles para algunos de los usuarios. Esto es cierto en el caso de señales de difusión digital terrestre, especialmente en el caso de satélite, donde la existencia de técnicas de protección contra errores debidos a la interferencia entre símbolos (ISI) es muy limitada. Otro caso crítico aparece cuando se desean enviar datos sobre el cable coaxial, de nuevo porque los fenómenos de propagación multitrayecto se traducen en interferencia entre símbolos. Aunque el propio diseño de estas redes suele mitigar las consecuencias de la existencia de los rebotes de la señal en el resto de red, en la etapa en la que se realiza la instalación de la red sigue siendo necesario, para la correcta recepción de señal en dichas redes, descubrir todas aquellas señales retardadas previstas y no previstas en la fase de diseño, provocadas por todos los motivos no controlados comentados anteriormente.

Hoy en día, las soluciones disponibles en el ámbito de la detección de desadaptaciones de impedancias tratan de obtener la posición de estas perturbaciones a través de la inserción en la red SMATV de una señal conocida y la posterior captura de la señal provocada por el desacoplo de impedancias. Lógicamente, para la utilización de estos equipos se supone que se trabaja en redes SMATV donde no se está inyectando otra señal que no sea la del propio equipo. Existen varios escenarios en donde esto ocurre. La primera situación es aquella en la que la red todavía está en fase de instalación. En este caso no se está transmitiendo señal a ninguno de los posibles usuarios de la red por lo que no existe posibilidad alguna de interferir con las necesidades del plantel de usuarios. En el segundo caso, se trata de una red plenamente operativa, pero en la que para identificar las reflexiones es necesario proceder a la desconexión de la señal de cabecera, con objeto de no interferir al proceso de medida. Por supuesto, esta es una circunstancia indeseable, ya que obliga a cesar la prestación del servicio a los distintos usuarios conectados a la red SMATV. Actualmente no existe ninguna técnica que permita obtener la procedencia de las desadaptaciones de impedancias de la red sin privar a los usuarios de la red del conjunto de servicios del que está disfrutando. Por tanto, cada vez que se desee iniciar la búsqueda de la posición de desacoples o ecos dentro de una red SMATV será preciso detener la difusión de señal a través de la red, interrumpiendo la recepción de contenidos en cada una de las tomas del entorno de distribución, con el consiguiente perjuicio para la comunidad de beneficiarios de los distintos servicios ofertados.

Como se ha introducido previamente, el enfoque actual más difundido aplicado a la determinación de la presencia de desajustes en la adaptación de impedancias se basa, principalmente, en la inserción en la red a caracterizar de una señal conocida y la posterior captura de las reflexiones originadas en los desacoples de la red (reflectometría). En función del tipo de domino en el que se trabaje, temporal o frecuencial, existen dos posibles formas de enfrentarse al problema planteado. La reflectometría en el dominio del tiempo (TDR) consiste en la transmisión de un pulso al dispositivo que se desea evaluar (DUT, Device Under Test) y la captura de la señal reflejada en dicho dispositivo. Esta técnica suele ser utilizada para estudiar los parámetros de líneas de transmisión con pérdidas como, por ejemplo, en la patente americana US006437578B1 titulada "Cable loss correction of distance to fault and time domain reflectometer measurements". Las tasas de muestreo utilizadas en la captura de la señal en el ámbito de la reflectometría en el dominio del tiempo suponen el uso de relojes de muestreo demasiado altos, que incrementan considerablemente la complejidad de las herramientas de detección. Debido a las limitaciones del sistema TDR para comprobar la existencia de fallos en función de la frecuencia en el sistema que está siendo analizado, surge otra iniciativa totalmente distinta. La otra vertiente existente en la reflectometría es la que trabaja en el dominio de la frecuencia (FDR). Se trata de una estrategia utilizada muy habitualmente en los equipos de medida debido a la necesidad de una tasa de muestreo menor (por tanto menor complejidad) y el aumento de prestaciones de la medida al observar las variación espectral de los parámetros obtenidos. Esta técnica realiza un barrido espectral, habitualmente con un tono o conjunto de tonos, obteniendo los efectos de las desadaptaciones de impedancias con respecto a la frecuencia debido a la reflexión de estas sinusoides. Ejemplos de uso de esta técnica son las patentes americanas US006868357B2 de título "Frequency domain reflectometry system for testing wires and cables utilizing in-situ connectors, passive conectivity, cable fray detection, and live wire testing" y US006691051B2 de título "Transient distance to fault measurement". Dentro de lo que conocido como reflectometría en el dominio de la frecuencia existen diversas variantes. Así, existen la Phase Detection FDR (PDFDR) que mide la diferencia de fase entre ondas, la Standing Wave Reflectometry (SWR) que calcula la magnitud de la onda estacionaria producida por la superposición de las ondas incidente y reflejada, la Frequency-Modulated continuous wave (FMCW) que utiliza un conjunto de sinusoides cuya frecuencia es se ve incrementada linealmente y la Mixed-Signal Reflectometry (MSR) expuesta en la patente americana US007215126B2 "Apparatus and method for testing a signal path from an injection point" y en "Mixed-Signal Reflectometer for Location of faults on Aging wiring" Peijung Tsai et al, IEEE Sensors Journal, vol. 5, Nº 6 de diciembre de 2005, técnica que utiliza la suma de dos ondas sinusoidales, una incidente y otra reflejada, y analiza la componente continua extraída fruto de obtener el cuadrado de dicha operación. Además de las herramientas descritas, existen otras opciones para la detección de las reflexiones de la señal que comprenden el uso conjunto de la reflectometría en tiempo y en frecuencia. Esta tercera vía se denomina Time-Frequency Domain Reflectometry (TFDR) siendo la patente europea EP 1 477 820 A2 de título "Wire fault detection" o la publicación IEEE Transactions on instrumentation and measurement, vol 54, Nº 6, December 2005 titulada "Application of time-frequency domain reflectometry for detection an localization of an fault on a coaxial cable" de Shin Yong-June...

1. Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV, que comprende una entrada de RF, un detector de energía, una etapa mezcladora para el traslado de la señal de interés a una frecuencia intermedia conocida, un filtro pasobanda, un conversor analógico-digital, un control automático de ganancia y un sistema programable de procesado digital de señales caracterizado porque utiliza como entrada señales presentes en la red SMATV no inyectadas por el propio sistema.

2. Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según reivindicación 1 caracterizado porque utiliza como entrada señales presentes en la red SMATV dentro del rango de frecuencias utilizado para difusión de señales en la red.

3. Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según reivindicación 2 caracterizado porque permite variar la resolución espacial de detección, el ancho de banda utilizado y el rango espacial de detección.

4. Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según la reivindicación 2 caracterizado porque permite la medida de la longitud de un determinado cable coaxial dentro de una red SMATV.

5. Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según la reivindicación 2 caracterizado por que permite la medida de la distancia al fallo en los cables coaxiales de las redes SMATV.

6. Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según la reivindicación 2 caracterizado porque permite la comparación de los resultados obtenidos en distintas medidas realizadas en diversos puntos de la red SMATV.

7. Sistema de detección y localización de desadaptaciones de impedancias en redes SMATV según la reivindicación 2 caracterizado porque permite utilizar como entrada la diferencia de los espectros correspondientes a distintas medidas en distintos puntos de la red SMATV.