Subido por Carlos Alberto Ceballos Cifuentes

REDES FTTH

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REDES FTTH
PON-GPON-XPON-100PON
CARLOS ALBERTO CEBALLOS
FORMADOR
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REDES PON
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ELEMENTOS DE UNA RED GPON
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OLT OPTICAL LINE TERMINAL
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ONT OPTICAL NETWORK TERMINAL
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SPLITTER ÓPTICO
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CONECTORES
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GPON (Gigabit Passive Optical Network)
La Red Óptica Pasiva con Capacidad de Gigabit (GPON o Gigabit-capable Passive Optical Network en inglés) es una tecnología de acceso de telecomunicaciones
que utiliza Fibra óptica para llegar hasta el suscriptor. Fue aprobada en 2003-2004 por ITU-T en las recomendaciones G.984.1, G.984.2, G.984.3, G.984.4 y
G.984.5. Todos los fabricantes de equipos deben cumplirla para garantizar la interoperabilidad. Se trata de las estandarizaciones de las redes PON a velocidades
superiores a 1 Gbit/s. Posteriormente se han editado dos nuevas recomendaciones: G.984.6 (Extensión del alcance) y G.984.7 (Largo alcance).
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Las medidas de potencia y comprobación en redes GPON, para aplicaciones FTTx presentan características propias.
El equipo idóneo para realizarlas, el OTDR, debe ser capaz de detectar conectores muy próximos (ancho de pulso reducido) y, a la vez,
presentar lecturas precisas una vez superados los splitters.
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Medición para redes GPON
En las redes llamadas GPON,
cada suscriptor tiene su propia fibra óptica hacia el punto de acceso.
El splitter óptico pasivo instalado divide, entonces, la señal desde el punto de distribución entre los distintos
suscriptores.
Para facilitar
la realización de mediciones en tiempo real
han desarrollado dispositivos para la industria del láser y la optoelectrónica,
en estas redes GPON, los fabricantes
muy específicos.
Estos dispositivos proporciona una pérdida de inserción de menos de 1,5 dB.
Medición del nivel de potencia del downstream y el upstream, incluyendo el análisis pass/fail.
Medición de pérdida en la operativa inicial.
Identifica la ODN (red óptica de distribución, por sus siglas en inglés),
Identificación de OLT y ONT mediante la extracción del número de serie,
Detectar unidades de red defectuosas (las llamadas ONUs, también por sus siglas en inglés),
Llevar a cabo la lectura de los números de serie ONU/ONT.
Posibilita las mediciones de potencia de señales dependientes de la longitud de onda de 1490/1310 nanómetros, y 1550 nm.
Posee microscopio patchcord integrado para el análisis paso/fallo automático de las fibras.
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Mapeador de enlace óptico inteligente (iOLM) de la firma EXFO que, montado de forma conjunta
con un OTDR sobre una plataforma única, proporciona:
•Gráficos resumidos de fácil interpretación con indicación pasa/No pasa en la red GPON.
•Ajuste automático de los parámetros de medida.
•Sencillez de uso.
•Gráficas tradicionales OTDR (si se precisan).
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Identificador de fibras por reflexión ID Reflector, para instalaciones FTTX con splitters (PON)
Identificadores de fibra por reflexión-ID Reflectors
Son ideales para tareas de identificación de cada segmento de fibra posterior al splitter desde la central y comprobación de estado del enlace.
En los despliegues FTTX, que incluyen divisores ópticos pasivos (splitters), suele ser preciso establecer las medidas desde ambos extremos de la instalación, a la hora de localizar los
eventos situados en cada segmento: entre la central (OLT) y el splitter y entre este y el punto de acceso al usuario (ONU).
Los terminales de usuario equipados con estos identificadores permiten la monitorización de las fibras de acceso desde la central, logrando una inmediata identificación de averías y,
por consiguiente, un restablecimiento del servicio más rápido.
Por ejemplo, cada ONU se identifica con un número que se corresponde con un evento en la gráfica. Del análisis de esta gráfica se deduce el estado de la línea.
Los identificadores ID Reflector se suministran en tres modalidades: con sensores FBG (Filter Bragg Gratting) de tipo A o B o con filtro de partícula fina (TFF), todos ellos con acabados
SC/APC o LC/APC para adaptarse a las necesidades de cada aplicación.
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COMPROBACIÓN DE UN ENLACE FTTH (PON) CON UN OTDR
1. El técnico comienza usando una amplitud de pulso corta para calificar la primera parte del enlace, probablemente hasta el divisor, para
garantizar que el conector de extremo frontal y la fibra de caída satisfacen las especificaciones predefinidas y que todos los demás tramos se
encuentran dentro de límites aceptables.
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A continuación, usando una segunda adquisición con una amplitud de pulso más larga, el técnico mide la pérdida en el divisor para verificar si se
encuentra dentro de límites aceptables.
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Finalmente, el técnico completa la comprobación con una amplitud de pulso que tiene suficiente rango dinámico para permitir una calificación de
pérdida de extremo a extremo.
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Este proceso da como resultado tres o cuatro curvas OTDR que no están agrupadas. Se empleará una gran
cantidad de tiempo comparando resultados a las diferentes amplitudes de pulso para determinar cuál ofrece la
mejor medición para cada sección y evento. Además, si debe entregarse un informe individual al final, también
se requerirá tiempo adicional para extraer la información de las diferentes curvas e introducir los datos en una
plantilla de informe personalizada. De forma general, el proceso completo podría durar entre 5 a 10 minutos,
en función de la complejidad de la red y la documentación requerida.
Para detectar Macrocurvaturas, esta larga secuencia debe realizarse incluso una vez más a una segunda
longitud de onda (p. ej., 1310 nm y 1550 nm) para comparar la pérdida de cada evento entre ambas longitudes
de onda. Para caracterizar completamente una red FTTH-PON debe analizarse información recogida de muchas
curvas. Pero la realidad es que nadie tiene el tiempo ni al técnico experimentado para realizar pruebas de
esta forma.
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XG-PON
10G-EPON
(XG-PON-10
Gbit/s
Ethernet
Passive
Optical
Network)
es
una
especificación
del IEEE conocida como IEEE 802.3av. Fue aprobada en septiembre del 2009, especifica el
acceso EPON con un ancho de banda simétrico de 10 Gbps o asimétrico de 10 Gbps de bajada y 1,25
Gbps de subida, compatible con 1G-EPON.
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TABLA COMPARATIVO
VELOCIDAD DE CONEXIÓN
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ODN OPTICAL DISTRIBUTION NETWORK
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El alcance de un equipo viene dado por la atenuación máxima que es capaz de soportar sin perder el servicio. La
atenuación máxima soportada por un sistema vendrá dada por la potencia máxima garantizada por la OLT (Optical
Line Terminal) menos la potencia mínima que es capaz de percibir la ONT (Optical Network Units). El estándar GPON
define diferentes tipos de láseres (medidos en dBm):
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Divisores (Splitters) para FTTH
Es un dispositivo de ramificación óptico bidireccional utilizado en PONs punto a multipunto
(P2MP), que tiene una entrada desde el puerto F1 y múltiples puertos de salida, se
denomina divisor óptico o simplemente divisor (splitter, en inglés).
En una red FTTH, puede haber un divisor o varios divisores en
cascada, en función de la topología. La recomendación G.984
de la ITU-T permite relaciones de división de hasta 31,
mientras que la recomendación G.984.6 amplía la relación
hasta 64. Independientemente de la topología, el divisor debe
satisfacer el presupuesto de pérdida óptica previsto.
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Numero de Puertos
Pérdida de divisor (dB)
(excluidas conexiones y
pérdida de divisor excesiva)
CLARO
2
3,5
4
7,0
8
10,5
16
14
32
17,5
64
21
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Divisores (Splitters) para FTTH
La señal óptica (descendente) de entrada se divide en partes iguales en cascada o ramificaciones; por
ejemplo, un divisor 1×2 solo tiene dos ramificaciones o una división que soporta una pérdida de 3 dB (50% de
luz en cada ruta). En un divisor 1×4, se agregan otras dos ramificaciones a cada ruta de la división 1×2
original, añadiendo otros 3 dB, para una pérdida total de 6 dB. En un divisor 1×8, se añaden dos
ramificaciones más o división 1×2 a cada ruta de la división 1×4 original, añadiendo nuevamente otra pérdida
de 3 dB para una pérdida total de 9 dB. Un divisor 1×16 soportará entonces una pérdida de 12 dB y un divisor
1×32 tendrá una pérdida mínima de 15 dB, sin contar las pérdidas adicionales debidas a conexiones e
imperfecciones (normalmente se añade 1 dB a la pérdida de división original); por tanto, un divisor 1×32
tendrá normalmente una pérdida de 16 dB.
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Este estándar surgió con el fin de establecer nuevas exigencias a la red:
➢ Soporte de todos los servicios: voz (TDM, tanto SONET como SDH), Ethernet (10/100 BaseT),
ATM,…
➢ Alcance máximo de 20 km, aunque el estándar se ha preparado para que pueda llegar hasta los
60 km
➢ Soporte de varios bitrate con el mismo protocolo, incluyendo velocidades simétricas de 622
Mbit/s, 1.25 Gbit/s, y asimétricas de 2.5 Gbit/s en el enlace descendente y 1.25 Gbit/s en el
ascendente.
➢ OAM&P extremo a extremo.
➢ Seguridad del nivel de protocolo para el enlace descendente, necesaria debido a la naturaleza
multicast de PON.
➢ El número máximo de usuarios que pueden colgar de una misma fibra es 64 (el sistema está
preparado para dar hasta 128).
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Identificación de Usuarios:
Todos los elementos situados entre OLT y ONT (fibra óptica, splitters, repartidores y conectores) son
elementos pasivos (no requieren alimentación eléctrica). Esto implica que la OLT necesita un
mecanismo que le permita identificar a cada uno de los usuarios que tiene conectados a una misma
fibra.
Para ello se ha creado un elemento denominado número de serie de ONT, que debe estar configurado
tanto en la OLT como en la ONT. La OLT debe tener un registro de los números de serie de ONT de
todos los usuarios y a qué puerto pertenecen (de qué fibra cuelgan).
El número de serie está compuesto por 8 bytes (64 bits). Los primeros 4 bytes identifican al fabricante
y los 4 siguientes a la ONT propiamente dicha.
Para que sea más manejable, se suele convertir el número a ASCII (8 caracteres ASCII) o a hexadecimal
(16 caracteres hexadecimales).
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Características y Técnicas
Multiplexación de la Información:
Tanto el sentido descendente como el ascendente viajan en la misma fibra óptica. Para ello se utiliza una multiplexación WDM
(Wavelength Division Multiplexing).
Potencia y Alcance:
El alcance de un equipo viene dado por la atenuación máxima que es capaz de soportar sin perder el servicio. La atenuación máxima
soportada por un sistema vendrá dada por la potencia máxima garantizada por la OLT (Optical Line Terminal) menos la potencia
mínima que es capaz de percibir la ONT (Optical Network Units).
OLT:
TIPO ----------> Potencia Media Mínima.
A -----------------------> - 4
B+ ---------------------> +1
C -----------------------> +5
ONT:
TIPO ---------> Sensibilidad Mínima del Receptor
A -----------------------> -25
B+ ---------------------.> -27
C ------------------------> -26
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Los fabricantes se han decantado por los láseres B+ por lo que la atenuación máxima que se puede asegurar
para que funcione el servicio es 28 dB.[cita requerida]
La atenuación de un nivel de splitting más los conectores es de unos 20 dB. Quedarían 8 dB para la atenuación
de la fibra. Cada km son unos 0.4 dB, por lo que típicamente el alcance máximo sería de unos 20 km.
Sentido Descendente – TDM[editar]
Se utiliza tecnología conceptualmente similar a TDM (Time Division Multiplexing). Todos los datos se
transmiten a todas las ONTs (el splitter es un elemento pasivo que simplemente replica los datos). Cada ONT
filtra los datos recibidos (sólo se queda con aquellos que van dirigidos hacia él). Tiene el problema de que el
operador/usuario puede querer confidencialidad de los datos. Debido a esta confidencialidad se puede utilizar
cifrado de los datos.
Sentido Ascendente – TDMA[editar]
Se utiliza tecnología conceptualmente similar a TDMA (Time Division Múltiple Access). La OLT controla el canal
ascendente, asignando ventanas a las ONT. Se requiere un control de acceso al medio para evitar colisiones y
para distribuir el ancho de banda entre los usuarios.
Al ser el splitter un elemento pasivo, es necesaria la perfecta sincronización de los paquetes ascendentes que
le lleguen, para que sea capaz de formar la trama GPON. Es por ello necesario que la OLT conozca la distancia
a la que están las ONTs para tener en cuenta el retardo.
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En una red GPON, se asigna una longitud de onda para el tráfico de datos (Internet, VoIP, IPTV, etc.)
downstream (1.490 nm) y otra para el tráfico upstream (1.310 nm). Además, a través del uso de WDM
(Wavelength Division Multiplexing), se asigna una tercera longitud de onda (1.550 nm) que está dedicada
para el broadcast de vídeo RF (broadcast analógico, broadcast digital, broadcast digital y HDTV, y vídeo bajo
demanda). De este modo, el vídeo/TV puede ser ofrecido mediante dos métodos distintos
simultáneamente: RF (radio frecuencia) e IPTV. Mediante RF las operadoras de cable pueden hacer una
migración gradual hacia IPTV. En este caso, las ONT dispondrán de una salida para vídeo RF coaxial que irá
conectada al STB tradicional. Con IPTV la señal de vídeo, que es transformada por la cabecera en una
cadena de datos IP se transmite sobre el mismo enlace IP como datos para acceso a Internet de banda
ancha. El STB conectado mediante Gigabit Ethernet al ONT, convertirá de nuevo la cadena de datos en una
señal de vídeo. Mediante IPTV y GPON, cuyos equipos incorporan capacidades de QoS y multicast IP
avanzadas, los operadores puede ofrecer varios canales de alta calidad de imagen y sonido, incluidos HDTV,
así como proporcionar servicios interactivos y personalizados, lo cual no es factible con vídeo RF.
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GLOSARIO Y CONCEPTOS DE F.O
PON: Red óptica pasiva (Passive Optical Network), que pueden abarcar áreas hasta de unos 20 km sin amplificación.
FAT: Terminal de Acceso a la Fibra o Fiber Access Terminal.
FDT: Terminal de Distribución de Fibra o Fiber Distribution Terminal.
FTTx: Fibra hasta…
FTTH: Fibra hasta el hogar o casa-Fiber to The Home – Cada abonado está conectado por una fibra dedicada a un puerto en el POP, o a un divisor Óptico Pasivo,
utilizando una fibra compartida mediante tecnología Ethernet (EPON) o Giga Ethernet GPON en caso de topología punto a multipunto.
FTTB: Fibra al edificio-Fiber to The Building – Cada caja de terminación óptica en el edificio (a menudo ubicada en los sótanos, está conectado por una fibra
dedicada a un puerto en el equipo en el POP, o a un puerto óptico de los splitters que utilizan la fibra alimentadora que es compartida en el POP. Las conexiones
entre los abonados y el sótano del Edificio no son de fibra, pero pueden ser de cobre y suponen algún tipo de transporte Ethernet adecuado al medio
disponible en el cableado vertical. En algunos casos, los abonados están conectados individualmente al POP, pero lo hacen sobre una cadena o estructura de
anillo para utilizar las fibras existentes desplegadas en topologías particulares.
FTTC: Fibra al Armario (Gabinete, Caja) Fiber to the Curb – Cada multiplexor de acceso de DSL (DSLAM), encontrado a menudo en un armario ubicado en la calle
, está conectado al POP a través de una sola fibra o un par de fibras, llevando el tráfico agregado del barrio a través de una conexión Gigabit Ethernet o 10
Gigabit Ethernet. La conmutación interna del Gabinete de calle no es óptica, pero puede ser basada en cobre VDSL2. Esta arquitectura se denomina “Active
Ethernet” ya que requiere elementos de red activos en el campo.
FTTA: Fibra a la Antena -Fiber to the Antenna – Reemplaza el cable coaxial que llega a las antenas de los proveedores de servicio Celular.
FTTN: Fibra hasta el Nodo -Fiber to the nodeOLT: Línea Terminal óptica. Acopla la Red de Acceso con la Red de Transporte. Establece circuitos virtuales entre el usuario y el proveedor para enviar el
contenido solicitado.
ONU: Unidad de Redes ópticas, realiza la interconexión y conversión de formatos con el usuario final.
ODN: Red de Distribución Óptica, se encarga de conectar las OLT con las ONUs. Generalmente son enlace SM.
SPLITTER: Divisor o Derivador de F.O.
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DSL: Digital Subscriber Line o línea de abonado digital. DSL proporciona redes de alta velocidad a través de líneas telefónicas ordinárias utilizando
tecnología de módem de banda ancha . La tecnología detrás de DSL permite que el servicio de Internet y telefónico funcione a través de la misma línea
telefónica sin que los clientes tengan que desconectar sus conexiones de voz o de Internet.
NAP: (Network Access Point)-Punto de acceso a la red
STB: Decodificador o receptor de televisión, en inglés: Set-Top Box. Es el dispositivo receptor o decodificador de las señales de televisión analógica o
digital, para luego ser mostrada o visualizada en el televisor.
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