What is Signal Leakage?

What is RF leakage? Las fugas de señal hacen referencia a la pérdida o salida de señales de radiofrecuencia de un sistema de cable cuando no están contenidas de forma adecuada. Esto puede deberse a motivos muy diversos, pero generalmente la causa radica en defectos de blindaje dentro de la red de cable. En Estados Unidos, los estándares de la FCC en materia de fugas de señal abarcan la salida de los sistemas de cable tanto analógicos como digitales. Las fugas de señal han cobrado importancia de nuevo recientemente, ya que problemas como las interferencias LTE han despertado el interés de los gobiernos y los operadores móviles en todo el mundo.

Por qué es importante la monitorización de las fugas de señal

En teoría, las redes de cable son sistemas cerrados completamente aislados de cualquier señal que pueda haber presente en el aire. Este concepto permite compartir frecuencias entre las señales en el aire y las señales de cable como las de la radio AM/FM, la atención por control remoto, los teléfonos inalámbricos, la radio de banda ciudadana, las comunicaciones aeronáuticas, los teléfonos móviles y muchos otros sistemas.

La realidad es que las redes de cable no están perfectamente selladas, por lo que las señales de las redes de cable se pueden escapar (salida) y crear interferencias con las señales en el aire en las mismas frecuencias. A la inversa, las señales en el aire pueden introducirse en la red de cable (ingreso) y crear interferencias con las señales de cable.

Los límites de la FCC impuestos para las fugas de señal surgieron a raíz de la seguridad pública, de modo que las fugas en la banda aeronáutica de 108-137 MHz se monitorizan desde la década de los setenta. Las señales de radiofrecuencia son básicas para los sistemas de control de tráfico aéreo, por lo que es necesario controlar que las interferencias causadas por fugas no superen un determinado umbral aceptable.

Con la amplia propagación actual de las comunicaciones inalámbricas, este mismo tipo de salida de las plantas de cable también puede interrumpir el transporte de datos LTE (del inglés Long Term Evolution) a frecuencias más altas (UHF). Los operadores móviles pagan cuotas de licencias muy costosas por el uso exclusivo de bandas de este intervalo para prestar servicios móviles a sus clientes. Además, en Estados Unidos, la FCC tiene potestad para sancionar a cualquier entidad que genere señales que creen interferencias en estas bandas bajo licencia del espectro. De forma similar, el ingreso que se origina de las señales LTE en el aire puede interrumpir las redes de cable si el blindaje de HFC se ve comprometido. Así pues, el cumplimiento de los estándares que se concibieron en un principio para mejorar la seguridad pública puede traer consigo otras ventajas, como una mejor experiencia del cliente y menos interrupciones del servicio.

Aparte de la posibilidad de que se produzcan interferencias con las señales en el aire, las fugas de las plantas de cable constituyen un indicador de posibles defectos en el blindaje que se pueden manifestar de muchas otras maneras y afectar a la calidad de la experiencia del suscriptor del cable. Aunque los sistemas de detección y corrección de fugas de HFC se adoptaron en un principio para cumplir los requisitos de la FCC en Estados Unidos, los operadores de cable reconocen mundialmente los beneficios del endurecimiento general en las plantas a raíz de poder identificar y solucionar los defectos detectados con las herramientas para fugas.

Los desafíos asociados a las fugas de señal se pueden resumir a la perfección por medio de una analogía con las fugas de líquido, dado que las conexiones dañadas, las piezas viejas y las aberturas en los extremos de las líneas son algunas de las fuentes de posibles fugas en ambos casos. No obstante, a diferencia de las fugas de líquido, una fuga de señal en un cable es invisible, por lo que resulta más difícil localizar la fuente de la fuga. Si tenemos en cuenta esta limitación, una fuga de señal en un punto puede enmascarar una fuga en otro punto cercano. Las fugas de señal también pueden ser intermitentes, lo que significa que, si se produce una fuga por un ligero pliegue o movimiento en el cable, es posible que no se pueda detectar hasta que ocurra de nuevo. Los objetos metálicos también pueden interferir en el equipo de detección de fugas de señal.

Dado que este equipo se concibió en un principio para dar cabida a las frecuencias VHF aeronáuticas, los equipos y las prácticas tradicionales no siempre son efectivos a la hora de detectar las fugas en las frecuencias más altas o medir las señales QAM con características de ruido. La tecnología rápidamente cambiante y el mayor tráfico de ondas aéreas que impera en la actualidad exigen equipos de pruebas versátiles, cursos de formación para técnicos y procesos para evolucionar a un ritmo vertiginoso.

Otro desafío al que se enfrentan los sistemas de monitorización de fugas es determinar qué señales detectadas surgen de una determinada red de cable en comparación con otras fuentes. Para permitir esta discriminación, los sistemas de monitorización de fugas inyectan una “etiqueta”, es decir, una señal de radiofrecuencia única, en la planta de cable, que después pueden detectar las herramientas de monitorización de campo. Siempre que el instrumento de campo detecte esta señal única, pueden estar seguros de que la señal detectada se fuga de su sistema específico, y no de un sistema de la competencia sobredimensionado u otra fuente ambiental.

Aunque los equipos y las tecnologías han cambiado drásticamente desde que se implementasen por primera vez las pruebas de salida para su uso en la banda aeronáutica, los inquilinos básicos necesarios para realizar unas pruebas de fugas de señal precisas siguen sin presentar cambios. La calibración de todos los equipos de detección de fugas es el primer paso importante para garantizar unas mediciones precisas, tanto sobre el terreno como en las instalaciones de los suscriptores.

Monitorización rutinaria

La FCC exige a todos los operadores de cable identificar y reparar de forma rutinaria las fugas de cable que superen los 20 µV/m a 3 metros, así como mantener un registro de las tareas de mantenimiento relacionadas con las fugas. Además, el índice acumulado de fuga (CLI) se debe evaluar una vez al año.

El CLI, que se estableció en 1985 para proteger la integridad de las comunicaciones aeronáuticas, mide la fuga de señal acumulativa o aditiva producida por el sistema en total. Este índice se puede determinar mediante pruebas basadas en el terreno (recorrer con un vehículo especial las inmediaciones del sistema y registrar todas las fugas) o a través de una aeronave especializada para medir las fugas desde una altitud de 450 metros.

Las pruebas de fugas fuera de la planta se llevan a cabo, por lo general, mediante un patrón metódico y con GPS a fin de localizar los puntos de fuga en un mapa. Cuando los medidores detectan fugas superiores a 20 µV/m, se deben seguir las directrices de la FCC para medir y reparar las fugas. Lo ideal es que los mismos instrumentos que se emplean en las pruebas con el vehículo se puedan sacar del camión y utilizarse en pruebas a pie para buscar y reparar las fuentes de fugas. Es esencial que los instrumentos estén preparados para fugas tanto de altas frecuencias como de bajas frecuencias, ya que la mayoría de las fugas dependen de cada frecuencia y se manifiestan únicamente en un extremo del espectro o en el otro. Gran parte de las ventajas de los sistemas de monitorización de fugas radica en el posprocesamiento centralizado de datos de fugas de campo para eliminar fugas e indicar debidamente las coordenadas de latitud y longitud de la fuente de la fuga.

Aunque la FCC exige la monitorización de las fugas de cable exteriores, la práctica es prudente para garantizar unas operaciones efectivas y seguras, con independencia de los requisitos normalizados. La monitorización de las fugas con vehículos especiales también puede complementar las tendencias de los datos de fugas del usuario y ofrecer un panorama más completo de las fugas del sistema en general. Lo ideal es que se establezca una correlación de estos datos sobre las fugas con los datos de mantenimiento proactivo de redes (PNM) para identificar la localización de los problemas de la planta, cuantificar el número de suscriptores a los que han afectado, y acelerar el proceso de detección y corrección de campo.

La detección de fugas de señal en el interior de las instalaciones del usuario final con las mismas técnicas empleadas para las fugas de la planta requiere un equipo de alta sensibilidad, ya que los niveles de la señal dentro del hogar son inferiores a los niveles en el exterior de la planta, especialmente si se han instalado servicios digitales. Dado que los niveles de la señal dentro del hogar de un cliente son inferiores, es menos probable que estas fugas creen interferencias con las señales en el aire fuera del hogar. Sin embargo, existe una razón por la que es vital comprobar si hay fugas en el hogar. Como ya se ha mencionado anteriormente, los mismos defectos del blindaje que permiten la salida de la planta de cable permiten también el ingreso en ella. Hasta un 95 % del ingreso en los planos de tendido de cable provienen de hogares y caídas, por lo que asegurarse de que los hogares y las caídas no sean un problema puede ser muy beneficioso para los operadores de cable, ya que se ve traducido en una mejor calidad del servicio y una reducción de los gastos operativos.

Prueba de presión con transmisor HL

Los medidores de fugas capaces de detectar posibles puntos de salida e ingreso incluso cuando la fuente ambiental no está presente son esenciales para mantener una experiencia de usuario de gran calidad. Si volvemos a la analogía de las fugas de líquido, una técnica común para comprobar si hay o puede haber fugas de líquido consiste en ejercer presión hidráulica para detectar o verificar la resistencia a las fugas. El aumento de presión permite la detección de pequeños defectos que no se detectarían a una presión estándar.

Esta misma idea básica se puede aplicar a las pruebas de fugas de señal en el hogar. Si se utiliza el sistema Seeker HL junto con un medidor OneExpert (ONX) o DSP, se pueden inyectar en el sistema portadoras de pruebas de alta potencia de salida a +60 dBmV en el contacto a tierra o la derivación, con lo que se “presuriza” la red doméstica para que los defectos derivados de daños u otros problemas de calidad se puedan detectar más fácilmente.

El sistema Seeker D Lite ofrece una sensibilidad líder en el sector de 0,1 µV/m que sirve de ayuda a instaladores y técnicos a la hora de detectar y solucionar fuentes de fugas de señal. Este dispositivo está equipado con una antena integrada diseñada para detectar incluso la más mínima fuente de fugas domésticas. El sistema Seeker D Lite puede validar y certificar que la integridad del blindaje de la red de cable doméstica es suficiente para que la transmisión de dispositivos móviles no se introduzca en la planta de cable.

Pruebas de OneCheck en OneExpert

La automatización y la simplificación de las prácticas de pruebas son increíblemente valiosas, ya que permiten que la certificación y la solución de problemas de fugas domésticas sean más eficaces y sistemáticas. El medidor de análisis de señal OneExpert (ONX) CATV incluye un panel de OneCheck con una recopilación de pruebas automatizadas almacenadas. Las rutinas de pruebas de presión constituyen una solución idónea para esta interfaz de recuperación.