O que e fuga de sinal?

Teoricamente, as redes de cabos são sistemas fechados, completamente isolados de quaisquer sinais off-air que possam estar presentes. Este conceito permite o compartilhamento de frequência entre sinais off-air e dos cabos, como rádio AM/FM, atendimento por controle remoto, telefones sem fio, radio amador, comunicações aeronáuticas, telefones celulares e muitos outros.

A realidade é que as redes de cabos não são perfeitamente blindadas, e assim os sinais das redes de cabo pode escapar (saída) e interferir com os sinais off-air nas mesmas frequências. Por outro lado, os sinais off-air podem entrar na rede de cabo (ingresso) e interferir nos sinais do cabo.

Os limites impostos pela FCC sobre fuga de sinal foram originados a partir da perspectiva de segurança pública, sendo que o monitoramento da fuga é feito na banda aeronáutica de 108 a 137 MHz desde a década de 70. Os sinais de RF são essenciais para sistemas modernos de controle do tráfego aéreo, portanto a interferência causada por fuga além de um limite aceitável deve ser controlada.

Com a propagação atual generalizada da comunicação wireless, esse tipo de fuga dos cabos também pode interromper o transporte de dados de Evolução de Longo Prazo (LTE) em frequências mais elevadas (UHF). Operadoras de telefonia celular pagam taxas de licença bem elevadas para obter o uso exclusivo das bandas espectrais nesse range, para fornecer serviços de telefonia celular a seus clientes, e nos EUA, a FCC tem autoridade para multar qualquer entidade que gere sinais de interferência nessas bandas de espectro licenciado. De forma semelhante, o ingresso originado de sinais LTE off-air tem o potencial de interromper redes cabeadas se a blindagem HFC estiver comprometida. Por isso, observar as normas originalmente destinadas a incrementar a segurança pública pode oferecer os benefícios adicionais de melhorar a experiência do cliente e minimizar as interrupções de serviço.

Além do potencial de interferir com sinais off-air, as fugas em redes de cabo são uma indicação de blindagem deficiente que pode se manifestar de muitas outras formas e afetar a qualidade da experiência do usuário do cabo. Embora os sistemas de detecção e remediação de fugas HFC tenham sido originalmente adotados para atender às exigências da FCC nos EUA, as operadoras de cabo em todo o mundo reconheceram o valor em reforçar a planta inteira, possibilitada pela localização e reparo das deficiências na planta, identificadas por ferramentas de detecção de fuga.

Os desafios associados à fuga de sinal podem ser melhor resumidos utilizando-se a analogia com o vazamento de um fluido, pois conexões danificadas, peças envelhecidas e linhas com extremidades abertas são algumas das causas mais comuns de fuga e vazamento nos dois casos. Entretanto, diferentemente do vazamento de um fluido, a fuga de sinal no cabo é invisível e, portanto, é mais difícil localizar a origem da fuga. Devido a essa restrição, uma fuga de sinal de um local pode mascarar potencialmente a fuga de outro local nas proximidades. As fugas de sinal também podem ser intermitentes, o que significa que uma ligeira curvatura ou movimento no cabo, de um momento a outro pode tornar a fuga indetectável. Objetos metálicos também podem interferir no equipamento de detecção de fuga de sinal.

Como esses equipamentos foram originalmente desenvolvidos para acomodar as frequências VHF aeronáuticas, práticas e equipamentos antigos nem sempre são eficazes para detectar fugas em frequências mais elevadas ou para medir sinais QAM do tipo ruído. A tecnologia em rápida evolução e o maior tráfego de ondas no ar requerem que os equipamentos de teste, treinamento de técnicos e processos versáteis evoluam em uma velocidade vertiginosa.

Outro desafio enfrentado pelos sistemas de monitoramento de fuga é determinar quais sinais detectados se originam dentro de uma rede de cabos específica em relação a outras fontes. Para permitir esta discriminação, os sistemas de monitoramento de fuga injetam um “tag” ou sinal de RF exclusivo na planta de cabo que pode ser detectado em seguida pelas ferramentas de monitoramento em campo. Sempre que os equipamentos de campo detectarem esse sinal (tag) exclusivo, eles podem ter certeza que o sinal detectado está escapando do seu sistema específico e não é proveniente do sistema de um concorrente sobrecarregado ou de outra fonte no ambiente.

Embora os equipamentos e a tecnologia tenham mudado radicalmente desde que o teste de fuga foi implementado pela primeira vez para uso em banda aeronáutica, os requisitos básicos necessários para testar a fuga de sinal com precisão permanecem inalterados. A calibração de todos os equipamentos de detecção de fuga é o primeiro passo importante para garantir medições exatas em campo ou nas instalações do assinante.

Monitoramento de rotina

A FCC determina que todas as operadoras de cabo identifiquem e reparem rotineiramente qualquer fuga medida em cabo acima de 20 µV/m, a uma distância de 3 metros, e mantenham registros de manutenção sobre fugas. Além disso, o índice de fuga cumulativa (CLI) deve ser avaliado uma vez por ano.

Estabelecido em 1985 para proteger a integridade das comunicações aeronáuticas, o CLI é uma medição da fuga de sinal acumulada ou adicionada total, produzida pelo sistema. Esse índice pode ser determinado através de teste baseado em terra (dirigir um veículo através do sistema e registrar todas as fugas), ou utilizando uma aeronave especializada para medir a fuga a partir de uma altitude de 450 metros.

O teste de fuga em planta externa é feito, em geral, dirigindo um veículo de forma metódica, usando o GPS para descobrir os locais de fuga em um mapa. Quando fugas acima de 20 µV/m forem detectadas por medidores de fuga, as diretrizes da FCC para medição e reparo de fugas devem ser seguidas. Idealmente o mesmo equipamento, utilizado no teste com um veículo pode ser removido do caminhão e utilizado para testar caminhando, para localizar e reparar as fontes de fuga reais. É essencial que o equipamento de detecção de fuga de sinal suporte fugas de baixa e alta frequência, pois a maioria das fugas ocorre em frequências específicas e aparecem apenas em uma extremidade do espectro ou na outra. Muito da "mágica" dos sistemas de monitoramento de fuga de sinal reside no pós-processamento centralizado de dados de fuga em campo, para eliminar fugas redundantes e indicar corretamente as coordenadas de latitude e longitude da fonte de fuga.

Embora o monitoramento da fuga em cabos externos seja exigido pela FCC, a prática deve ser considerada prudente para manter as operações seguras e eficazes, independentemente das exigências regulamentares. Monitorar a fuga com “drive-out” também pode suplementar a tendência de fuga do usuário e dar um quadro mais completo da fuga geral do sistema. Idealmente, os dados de fuga de drive out são correlacionados com os dados de manutenção de rede proativa (PNM) para descobrir os locais problemáticos na planta, quantificar o número de assinantes afetados por eles e acelerar o processo de localização e reparo em campo.

A detecção de fuga de sinal dentro das instalações do usuário final usando as mesmas técnicas para fuga em planta requer equipamentos de alta sensibilidade porque os níveis dos sinais dentro da residência são mais baixos que os níveis de uma planta externa, especialmente quando há serviços digitais instalados. Os níveis de sinais mais baixos dentro da residência de um cliente também tornam essas fugas menos prováveis de interferir nos sinais off-air fora da residência. Entretanto o teste de fuga de sinal residencial é crítico por outro motivo. Conforme mencionado anteriormente, as mesmas deficiências na blindagem que permitem a saída da planta de cabo também podem permitir a entrada. Até 95% do ingresso em plantas de cabo é proveniente de residências e de derivações, portanto assegurar que as residências/derivações sejam adequadas pode render dividendos elevados para as operadoras de cabos, com melhor qualidade de serviço e menores despesas operacionais.

Teste de pressão com transmissor HL

Medidores de fuga que podem detectar pontos possíveis de saída/entrada mesmo quando a fonte ambiente não está presente são vitais para manter uma experiência de alta qualidade para o usuário. Voltando à analogia do vazamento de fluido, uma técnica comum utilizada para testar vazamentos de fluido existentes ou potenciais é utilizar a pressão hidráulica para detectar ou verificar a resistência ao vazamento. Uma pressão mais elevada permite a detecção de pequenas deficiências que poderiam passar despercebidas em pressões normais.

Este mesmo conceito básico pode ser empregado para testes de fuga de sinal residencial. Utilizando o Seeker HL em conjunto com um OneExpert (ONX) ou um medidor DSP, portadoras de teste de saída elevada a +60 dBmV podem ser injetadas no sistema, no bloco de terra ou de derivação, “pressurizando” assim a rede residencial para facilitar a detecção de deficiências devido a danos ou outros problemas de qualidade.

O sistema Seeker D Lite oferece sensibilidade líder de mercado de 0,1 µV/m para ajudar os instaladores e técnicos a localizar e reparar fontes de fuga de sinal. Esse dispositivo está equipado com uma antena integrada, projetada para detectar as menores fontes de fuga nas residências. O Seeker D Lite pode validar ou certificar que a integridade da blindagem da rede de cabos na residência é suficiente para impedir a entrada da transmissão do dispositivo celular na planta de cabos.

Teste OneCheck no OneExpert

A automação e a simplificação das práticas de teste são extremamente valiosas, pois podem levar a uma certificação e troubleshooting de fuga mais eficiente e uniforme nas residências. O medidor de análise de sinal de CATV OneExpert (ONX) possui um painel de instrumentos OneCheck com uma coleção armazenada de testes automatizados. As rotinas de testes de pressão são uma opção natural para esse tipo de interface.