atenuacion en Derivadores o TAPS

conexionado de un derivador

Docsis versiones del

•DOCSIS 1.0 (Acceso a Internet a alta velocidad)

–Especificaciones lanzadas en Marzo de 1997

•DOCSIS 1.1 (Incluye Telefonía, juegos, “video streaming”)

–Especificaciones lanzadas en Marzo de 1999

–Quality of Service (QoS), seguridad, herramientas para la operación

–Compatible con DOCSIS 1.0

•DOCSIS 2.0 (Capacidad para servicios Simétricos)

–Especificaciones lanzadas en Diciembre de 2001

–Mayor velocidad de “upstream” (retorno) que con DOCSIS 1.0 y 1.1

–Mayor robustes contra la interferencia (modulaciones A-TDMA y S-CDMA)

–Compatible con DOCSIS 1.0 y DOCSIS 1.1

•DOCSIS 3.0 (“Channel Bonding”)

–Especificaciones lanzadas en Agosto de 2006

–Pegado (Bonding) de canales Downstream y Upstream a fin de crear canales de alta velocidad.

–

reflexiones en los sistemas de CATV

 Las reflexiones en los sistemas de cable, son muchos factores que influyen en la generacion de este problema (mal empalme, mala conecterización,terminación sin impedancia, mala conexión de sistema de aterramiento y otro). Pero el mas adecuado y aconsejable para evitar esto es que no debe dejar una terminacion del coaxial sin imperdancia resistesistiva esto tiene el mismo principio de cableado de red con coaxial si se deja una terminación sin ponerle una carga resistiva este introduce reflexiones las cuales influye demasiado en la velocidad y perdidas de información, en TV produce una interferencia provocando mala señal de video. En telefonia los ruidos son provocado por la falta de un sistema de aterramientos de la centrales y el tablero, empalme oxidado, conecterización inadecuado, Humedad en las cajas de empalmes que provocan entre cortes de la voz, eco y lo mas comun que es la diafonia. 

BER Bit tasa de error - Mer magnitud error de ruido

TRILITHIC THREE

HISTORIA SISTEMA DE VIDEOCABLE CATV

En los años ´60 el uso de  amplificadores  transistorizados permitió ganancias de 20 dB a 216 MHz (13 Canales). En los años ´70 con los amplificadores Push-Pull mejoró las distorsiones en la señal Analógica de TV.                     En los ´80 las redes de CATV pudieron utilizar la banda de 50-450 MHz.                                                             En  los años 90 del siglo XX se empezaron a desarrollar los sistemas de televisión de alta definición. Todos estos sistemas, en principio analógicos, aumentaban el número de líneas de la imagen y cambiaban la relación de aspecto pasando del formato utilizado hasta entonces, relación de aspecto 4/3, a un formato más apaisado de 16/9. Este nuevo formato, más agradable a la vista se estableció como estándar incluso en emisiones de definición std.      En el año 2000 aparecen los canales digitales, VBO/video bajo demanda, acceso a internet, telefonía, trasmisión de datos. Luego los canales digitales HD, Cable Modems (docsis 3)  FIBER DEEP fibra hasta la casa. MOCA,   La Multimedia over Coax Alliance (MoCA) es el estándar universal para la creación de redes de entretenimiento en casa. Moca es el único entretenimiento en casa estándar de red en uso por los tres segmentos de televisión de pago, Televisión por cable, satélite e IPTV.                                                                                                                                                                                                 

Tipos de arquitecturas conocidas de las redes de CATV
 Los dos tipos de arquitectura más conocidos de las redes de CATV, son la red tradicional en la cual solo se utiliza cable coaxial desde la salida del Head End hacia la red troncal, y la red HFC, la cual involucra la utilización de la fibra óptica como red troncal hasta los nodos ópticos conversores de señal luminosa en señal eléctrica.
Diferencias entres las redes de CATV
 Las principales diferencias entre las redes de CATV está basada en la capacidad de casas pasadas por nodo óptico y la mayor o menor utilización de fibra óptica en la red troncal, para determinar las redes FTTH o FTTF.
Formatos de transmisión para las señales analógicas de CATV.
Los tres formatos de transmisión de señales analógicas son: STD (estándar) (6MHz), HRC (Harmonically Related Carrier)  ( 5 MHz) e IRC(Incrementally Related Carrier), la diferencia entre cada uno de ellos está basada en el ancho de banda del canal transmitido,                                                                                                                         el ancho de banda para una señal en formato NTSC.
El formato de transmisión NTSC (Nacional Televisión Standard Commite) también llamado STD (Standard), es el formato americano de 6 Mhz de ancho de banda por canal.
Formatos de transmisión de señales digitales
Existen tres formatos de transmisiones digitales a escala mundial, los cuales están compitiendo por lograr la mayor cantidad de homologaciones por países, el estándar japonés se denomina ISDBT, el formato europeo DVB y el americano es el denominado ATSC
parámetro de distorsión más importante a tomar en cuenta para la transmisión de señales                   El parámetro de distorsión más importante para la transmisión de señales es el denominado CNR o Relación Señal a Ruido. C/N: la Relación Carrier to Noise en una señal CATV análoga, es decir la diferencia en dB ( deciBelios), entre el nivel que llega a Casa generalmente en el poste de donde  entregan la señal debería de ser + 15 dBmV ( para el canal más alto), entonces restas el nivel de ruido que está llegando para ese canal en el mismo punto de medición en este caso el poste. Para CATV el nivel optimo del C/N debe ser mejor que 45 dB, es decir que para que eso se cumpla el nivel de ruido debe ser menor que -30dBmV.
C/N=+ 15dBm - (-30dBmV)= 45 dB.                                                                                                                 Ósea  que si la media de C/N= anda arriba de 45 es decir 46, 47 etc. mucho mejor.

Nivel de ruido medido en el análisis de transmisión de señales                                                          El piso de ruido es el nivel de ruido residual de un sistema de instrumentación, cuando nada se mide. La señal más pequeña medible debe ser superior a este piso, si se quiere poder medir con precisión.
Conversión de una señal analógica a digital, cual es el procedimiento que debe seguirse
 Según el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, para poder replicar con exactitud (es decir, siendo matemáticamente reversible en su totalidad) la forma de una onda es necesario que la frecuencia de muestreo sea superior al doble de la máxima frecuencia a muestrear.  El proceso de muestreo (que no debe ser confundido con el de cuantificación) es, desde el punto de vista matemático perfectamente reversible, esto es, su reconstrucción es exacta, no aproximada.
Norma internacional que especifica la estandarización de las transmisiones de datos o acceso a Internet a través de las redes de CATV?
DOCSIS (Data Over Cable Systems Interface Specifications).
Valor mínimo de Relación Señal a Ruido que especifica la norma DOCSIS para la transmisión de datos y el acceso a Internet?
El valor mínimo especificado por la norma DOCSIS es de 25 dBmV.
Cantidad de canales digitales transmitidos a través del ancho de banda de un canal analógico de 6 Mhz.- un canal analógico tiene un ancho de banda típico de 6 MHz en América y 8 MHz en Europa. En este mismo ancho de banda pueden transmitirse hasta 5 canales de video y audio digital. El algoritmo más utilizado para la compresión de video y audio se llama MPEG-2 (Moving Pictures Experts Group).
La relación puede ser de 4:1, para obtener una buena calidad de imagen.
pasos que deben seguirse para la activación del canal de retorno en una red de CATV?
 Los pasos que deben seguirse son los siguientes: Colocar filtros pasa altos a las acometidas de CATV, asegurar las bocas libres de los taps de distribución con cargas de 75 ohms, balancear el nodo óptico con el RX óptico en Head End y luego ecualizar los amplificadores de red.
Voltajes que son utilizados por las redes de CATV para la alimentación de los equipos activos.
Los voltajes utilizados por las redes de CATV son: 60 volts, 75 volts y 90 volts.
pasos desde la captación de señales satelitales, que equipos son utilizados en el Head End de una red de CATV.
La señal proviene del satélite y es captada por las antenas satelitales, esta señal es llevada hacia los decodificadores o receptores de señales satelitales, desde allí es enviada en banda base hacia los moduladores de señal para luego ser multiplexada en frecuencia; al ser multiplexada en frecuencia se debe ecualizar la señal completa con todos los canales para insertar un valor definido dentro del TX óptico, el cual cuenta con una grafica de valores de entrada para evitar el clipping del láser.
La órbita de los satélites geoestacionarios.                                                                                                     La órbita donde se encuentran los satelitales geoestacionarios recibe el nombre de Anillo de Clark.
Función principal de los combinadores de señal en el Head End?
La función principal de los combinadotes de señal en el Head End es la de combinar o multiplezar los canales en frecuencia, de esta forma se tendrán todos los canales en una sola salida o cable coaxial.
Función principal de los Hubs ópticos?
 La función principal de los Hubs ópticos es la de recibir la señal óptica desde el Head End y amplificarla para poder derivar una pequeña porción de señal luminosa hacia los nodos ópticos en las diferentes zonas de la ciudad.
Los principales parámetros de distorsión que afectan las señales analógicas.
NL, CSO, CTB, XMOD y HUM
Elementos activos en las redes de CATV
Se denominan elementos activos en las redes de CATV a todos los elementos que necesitan de energía eléctrica para su funcionamiento, como ser: Fuentes de poder, nodos ópticos, amplificadores de RF, etc.
elementos pasivos en las redes de CATV
Se denominan elementos pasivos de las redes de CATV, a los elementos de la red que no necesitan de energía eléctrica para su funcionamiento, como son: taps de distribución, couplers direccionales, splitters etc.
Función de un equalizador de señal en un amplificador
 La función de un equalizador dentro de un amplificador es la de atenuar las señales de menor frecuencia para mantener una entrada plana de señal de RF a los híbridos de amplificación.
Función de un atenuador de señal de entrada a un amplificador?
 La función de un atenuador de señal de entrada en un amplificador es la de ofrecer resistencia a una mayor cantidad de señal que no pueda ser soportada por el hibrido de amplificación.
Función de un filtro diplexor en un amplificador de CATV?
La principal función de un filtro diplexor es la de separar los anchos de banda de downstream y upstream de las señales en un sistema de CATV y trabajar con un sistema bidireccional.
Significado de las siglas HFC   Las siglas HFC significan Hybrid Fiber Coaxial y lleva ese nombre por la inclusión de la fibra óptica dentro de la estructura de la red coaxial.
Que nos indica los siguientes valores en los taps de distribución: 23X4, 17X8.
Los dos primeros dígitos nos indican la atenuación del equipo frente a la red troncal y el ultimo digito nos muestra la cantidad de bocas que pueden alimentar a varias casas.
Que es el Decibelio
El decibelio es una relación de potencia entre la salida de un equipo amplificador frente a la entrada del mismo equipo siguiendo los conceptos de ganancia unitaria.
Que es el dBmV
El dBmV, son los decibelios que se encuentran con relación a una portadora de un milivoltio.
Que parámetros agrupan la impedancia
Resistencia, Reactancia Capacitiva y Reactancia Inductiva.
Porque es usada en CATV la impedancia de 75 ohms  La impedancia en alguna parte alrededor 77 ohmios da la pérdida más baja de una línea llegada dieléctrica y  Porque con esa impedancia se da la mayor transferencia de energía entre ambos sistemas.
Cual es el espectro del canal de retorno
El espectro del canal de retorno para una banda S o Subsplit es de 5 a 42 Mhz.
Cual es el espectro del canal de forward o Downstream?
 El espectro del canal de Forward o Downstream es de 52 a 750 Mhz.
Que es Ganancia Unitaria
Ganancia unitaria se denomina a los conceptos de relación de entrada salida de señal que deben mantener un equipo en forma lineal, es decir que deben mantener el mismo nivel de entrada y salida.
Si aumento un (1) dB en la potencia de una señal enviada hacia un televisor, que ocurre con la C/N?
 Disminuye un dB, es un parámetro que esta inversamente proporcional a la potencia de señal.
 Que ocurre cuando el dieléctrico de un cable coaxial no se encuentra colocado justo al nivel en un conector F
Existe un desacople de impedancia que puede traer el problema conocido como Atraso de Grupo y además produce fantasmas en la señal debido a la llegada de la señal original atrasada en el tiempo.
Cuales son las formas de alimentación eléctrica de un sistema de CATV?
 Las formas de alimentación eléctrica de un sistema de CATV esta definido por UPS que convierten la señal eléctrica comercial de 220 voltios a 60 o 90 voltios, todo en corriente alterna; esta energía alimenta a los equipos activos los cuales transforman la corriente alterna en corriente continua de 24 o 5 voltios para la alimentación de los circuitos integrados y amplificadores híbridos.
Especifique a que se denomina efecto Skin o Pelicular.
 El efecto Skin o pelicular está definido por la característica de transmisión de las señales de radio frecuencia al momento de circular por un conductor, los cuales mientras más alta es la frecuencia, tiende a viajar o ser conducida por la superficie del conductor y si es de menor frecuencia ocupa una mayor área del mismo; por este motivo los cables son de alma de aluminio o acero y recubiertos por cobre para una mejor conducción.
Nombres de las entradas más comunes para un sistema de Televisión Digital
 Los nombres más comunes para las entradas de un sistema de televisión digital son los denominados HDMI y DVI, contando además las entradas digitales de Y, Pb y Pr.
Función de los acopladores direccionales de domicilio
La principal función de los acopladores direccionales de domicilio es la de poder desbalancear la señal de radio frecuencia de entrada para la acometida domiciliaria y poder acoplar un dispositivo de valor agregado como ser el cable MODEM en la salida atenuada, siendo de esta manera la salida directa enviada hacia los televisores para evitar la atenuación de la señal de video hacia los televisores, esta configuración además cumple con las normas especificadas por DOCSIS para un rango de los CM desde –15 a 15 dBmV.
Por que se dice que la señal de RF emitida desde un Tap no lleva corriente?. Cuál es el parámetro de referencia de la señal emitida
La energía eléctrica es filtrada desde las boquillas de los taps de distribución para evitar un choque eléctrico con los equipos del domicilio exceptuando los nuevos taps de distribución para servicios de cablefonia, en los cuales los puertos de algunos taps según el requerimiento del abonado pueden transportar energía eléctrica hacia los MTA (Multimedia Terminal Adapter), así de esta forma no se depende de la energía eléctrica comercial la cual fluctúa en numerosas ocasiones perjudicando el desempeño de los equipos y la calidad del servicio; la señal de radio frecuencia es transportada hacia los equipos domiciliarios mediante un nivel de referencia de 1 mV, el cual no incide en ningún parámetro de distorsión explicado en este curso.
 Que ocurre cuando se dobla demasiado un cable coaxial y no se respeta el ángulo mínimo de curvatura
Ocurre el fenómeno explicado en la pregunta numero 40, realizando un desacople de impedancia y perjudicando el transporte de la señal por ese medio encontrando una nueva impedancia (efecto skin) en un punto determinado del cable diferente a los 75 ohms.
Al momento de realizar una instalación en un domicilio, el primer punto se encuentra a 50 metros del Tap de distribución, y el segundo se encuentra a 30 metros del primero; calcular los valores de divisores o acopladores que deberán ser utilizados para la instalación en forma correcta.
v Para realizar este calculo se debe tomar en cuenta el valor promedio de salida de señal del tap de distribución que equivale a 18 dBmV, luego colocar un acoplador direccional en el punto de 50 metros de distancia para los servicios de valor agregado y luego un divisor a la salida directa del acoplador para los televisores que serán alimentados.
Cuál es el principal motivo por el que la caja decodificadora no pueda ser activada o habilitada desde el Head End
Al ser el sistema de codificación manejado por un sistema de control digital, las distribuciones domiciliarias que no cumplan con los requisitos mínimos de relación señal a ruido, baja impedancia y niveles de distorsión aceptables; los datos digitales se verán afectados a la llegada del Set Top Box, por tal motivo no serán reconocidos por el periférico y por ende no obedecerá a las ordenes del servidor de control situado en el Head End.

Headend.- Se trata del centro de operaciones que contiene las antenas satelitales y los estudios.                            Feeder.-  Sistema troncal de cable coaxial o fibra óptica para la distribución por zonas. Típicamente se recurre a un anillo de fibra óptica y a distribuciones radiales de cable coaxial.                                                                        Main Station.- Son amplificadores de RF para incrementar la ganancia de cables. También permite la conversión de nivel óptico a eléctrico. Son posibles hasta 20 estadios de amplificación por razones de acumulación de ruido y distorsión. La impedancia compleja del coaxial de 75 ohm produce pérdida de retorno. El amplificador poseeAGC/ASC (AGC and Slope Control).

Tap.- Es un derivador de cuatro puertas desbalanceado que permite una baja atenuación en el sentido de la señal    (-0,7 dB) y alta en las derivaciones (-27 dB).  El primer derivador es –0,7/-20 dB; la señal menor es derivada en un spliter simétrico de –3,5 dB y ambas salidas en dos spliter simétricos también de –3,5 dB. La atenuación es plana en la banda de frecuencias.

Cable coaxial.- Permite la conexión hasta la boca de acceso al usuario. Los cables coaxiales usados para CATV tiene el conductor central de aluminio recubierto de cobre (Copper-Clad Aluminium) y las siguientes dimensiones: La línea troncal es de 0,75; 0,875; 1,00 o 1,15” y este cable usualmente lleva alimentación AC. La línea de feeder es de 0,412; 0,50 o 0,625” y solo alguna vez lleva alimentación AC. La velocidad de propagación de la onda en el coaxial es el 87%de la velocidad de la luz en el vacío. El efecto Skin indica que el coaxial es una guía de ondas y que la corriente transportada es sobre la periferia del conductor.

Conectores.- Los conectores usados en CATV para el coaxial terminal son: Conector PIN: posee un pin central. El conector Feed-Thru es la hembra del conector PIN. Conector F: permite la unión en suscriptor del tipo drop

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE UNA RED (FTTH)

UNA RED DE FIBRA ÓPTICA AL HOGAR (FTTH)

• FTTN - (del inglés Fiber-to-the-node). En FTTN o fibra hasta el nodo, la fibra termina en una central del operador de telecomunicaciones que presta el servicio, suele estar más lejos de los abonados que en FTTH y FTTB, típicamente en las inmediaciones del barrio. ( Troba= Nodo )
• FTTC - (del inglés Fiber-to-the-cabinet o fiber-to-the-curb). Similar a FTTN, pero la cabina o armario de telecomunicaciones está más cerca del usuario, normalmente a menos de 300 metros.
• FTTB - (del inglés Fiber-to-the-building o Fiber-to-the-basement). En FTTB o fibra hasta la acometida del edificio, la fibra normalmente termina en un punto de distribución intermedio en el interior o inmediaciones del edificio de los abonados. Desde este punto de distribución intermedio, se accede a los abonados finales del edificio o de la casa mediante la tecnología VDSL2 (Very high bit-rate Digital Subscriber Line 2) sobre par de cobre o Gigabit Ethernet sobre par trenzado CAT5. De este modo, el tendido de fibra puede hacerse de forma progresiva, en menos tiempo y con menor coste, reutilizando la infraestructura del edificio del abonado.
• FTTH - (del inglés Fiber-to-the-home). En FTTH o fibra hasta el hogar, la fibra llega hasta el interior de la misma casa u oficina del abonado.
• FTTP - (del inglés Fiber-to-the-premises). Este término se puede emplear de dos formas: como término genérico para designar las arquitecturas FTTH y FTTB, o cuando la red de fibra incluye tanto viviendas como pequeños negocios.

Para asegurar el consenso, especialmente cuando se comparan los niveles de penetración de FTTH entre países, los tres Consejos de FTTH de Europa, Norte América y el Pacífico Asiático acordaron las definiciones para FTTH Y FTTB. Estos tres Consejos no dan definiciones formales para FTTC Y FTTN.

 De un tiempo a esta parte se evidencia una creciente demanda en el ancho de banda

de los accesos a Internet desde abonados residenciales. 

Si bien las respuestas basadas enservicios móviles han crecido en gran forma (y se espera que con el advenimiento de LTE aumente aún más), más de un 90% de los accesos a Internet se basan en tecnologías cableadas,principalmente soluciones xDSL y DOCSIS.

 Estas dos tecnologías presentan un límite práctico

alcanzable en un horizonte a mediano plazo. Por ello, en mercados muy avanzados

tecnológicamente (Japón, Corea, etc.) se está instalando en forma masiva soluciones de fibra al

hogar (FTTH)

Este artículo describe a alto nivel las características más resaltables de una red FTTH, pensada

para brindar servicio masivo de conectividad con un gran ancho de banda.

Redes de Planta Externa, Redes Ópticas Pasivas, FTTx, GEPON

A fin de posibilitar el acceso a servicios de gran ancho de banda a usuarios localizados a

distancias tales que no es posible brindarlos con tecnologías xDSL por sus limitaciones técnicas

en cuantos a sus condiciones de funcionamiento, o que para ello se deben acercar los nodos

xDSL a la zona a servir (es decir un modelo FTTC), en este caso se tornan atractivas las

tecnologías de acceso mediante fibra óptica hasta el domicilio del cliente, es decir FTTH.

En este sentido existen diversas tecnologías disponibles y topologías implementables a fin de

realizar un despliegue de acceso mediante fibra hasta el hogar. Estas tecnologías pueden

clasificarse en primera instancia en dos grandes grupos:

· Redes Activas: red de fibra óptica con elementos activos en ella (fuera de la central), como

en el caso de SDH-NG, o una red Metro Ethernet suficientemente distribuidas de modo que

se pueda conectar directamente los clientes a la red. En ese caso estas redes cumplirían la

función de red de acceso y no únicamente de transporte como es actualmente.

· Redes Pasivas: son redes de fibra óptica cuyos componentes son enteramente pasivos en la

red de distribución (no en la central y domicilio del cliente). Estas se denominan PON( Pasive  Optical    Network).  Permiten compartir una misma fibra entre varios usuarios

El presente documento se centra en el análisis de una red pasiva PON, en particular con tecnología  GEPON según se describe luego. Las redes PON típicas están conformadas por:

· Un Terminal de Línea Óptico (Optical Line Terminal) OLT ubicado en la central,

· Varios elementos pasivos de ramificación óptica, denominados Splitter

· Varios Terminales de Red Ópticos (Optical Network Terminals) ONTs también

denominados ONU (Optical Network Unit), los que se encuentran en la casa del usuario y

presentan las interfaces hacia los dispositivos que con los cuales se hace uso del servicio.

En el siguiente diagrama se esquematiza una posible arquitectura de una red PON genérica.

Se puede observar que en la central se ubica un equipo OLT Desde éste salen cables de fibra,

cada uno de dichos cables es capaz de transportar el tráfico de hasta 64 abonados y corresponde

a un puerto PON en el equipo de la central. Estas fibras pueden tener una o varias etapas de

splitters. En este diagrama se ejemplifica el caso de una red con dos niveles de splitters, donde

la primera etapa presenta una relación 1: n; luego desde allí salen n fibras por cada fibra

“primaria” o Feeder. Desde allí se tiene una etapa de cableado denominada Distribución, la cual

finaliza en un segundo splitter, el cual realiza la segunda etapa de splitter y en general oficia

también de Drop Box, es decir, desde allí se sale con los cables de acometida de fibra

directamente hacia el cliente. Típicamente esta etapa de cableado se realiza con tendido aéreo.

Los terminales de abonado u ONUs son los encargados de dialogar con el equipo PON de la

central terminando dicho enlace, y ofreciendo hacia el usuario generalmente una interfaz

Ethernet para los servicios de datos mediante un conector RJ45 para cable UTP (en algún caso

presentan puertos USB además) y una interfaz telefónica con conector RJ11. La interfaz

telefónica mencionada es brindada gracias a la funcionalidad de gateway de VoIP (o IAD)

embebida en el propio equipo ONU. Para ello la ONU soporta el protocolo SIP y en algún caso

H.248 para dialogar con la red NGN.

Las señales ópticas son trasmitidas por las OLT usando una longitud de onda de 1.490 nm y

por las ONTs usando 1.310 nm, es decir el canal en sentido Downlink utiliza la primer longitud

de onda indicada y el de Uplink la segunda. Es posible además inyectar una señal de video RF

digitalizándolo y transmitiéndolo en el canal de downlink en la longitud de onda de 1550nm.

Tecnologías PON

Las redes PON cuentan con una variada gama de protocolos y estándares. Las dos tecnologías

que actualmente lideran el mercado son las denominadas EPON (a veces también denominada

GEPON) y GPON.

En el siguiente cuadro se presentan las principales características de ambos estándares.

EPON GPON

Estándar IEEE 803.2 ah ITU-T G.984

Ancho de Banda - Hasta 1,25 Gbps simétrico

- Simétrico o asimétrico hasta 2.5/1.25 Gbps de DL/UL*

Downstream  (nm) 1490 (voz y datos IP) y 1.550 (vídeo RF)

Upstream       (nm) 1.310 1.310

Transmisión Ethernet ATM, Ethernet, TDM

*El grupo FSAN acordó en 2005 utilizar 2.5 Gbps de Downstream y 1.25 Gbps de Upstream.

Ambas tecnologías se encuentran disponibles en el mercado, y se estima que ambas tendrán un

gran crecimiento. Existen grandes despliegues de redes EPON, principalmente en Asia,
(La Red Óptica Pasiva con Capacidad de Gigabit (GPON o Gigabit-capable Passive Optical Network en inglés) )mientras que los despliegues de GPON se encuentran mayoritariamente en EEUU y Europa.

Existe amplia bibliografía dedicada a analizar ambas alternativas y sus comparaciones desde el

punto de vista de ventajas y desventajas técnicas así como su futura evolución en el mercado

mundial. La principal diferencia entre ambas es que GPON permite el soporte de servicios

legacy, ya que contempla acceso TDM, mientras que GEPON permite solo ethernet, además de

que hoy presentan diferentes anchos de banda por enlace.

Como fue mencionado anteriormente este documento se analiza el caso de una red de fibra

óptica pasiva PON con tecnología EPON (GEPON) y una topología de tipo FTTH.

Elementos componentes de la red

Los splitters ópticos pasivos como se mencionó son los elementos de la red que permiten la

conexión punto a multipunto y que permiten que las señales ópticas de una fibra puedan ser

distribuidas a otras varias fibras. Una sola fibra conectada al OLT puede distribuirse y conectar

hasta 64 ONUs diferentes según las recomendaciones.

Los splitters ópticos se implementan cascadeando splitters “físicos” con relación 1:2, donde la

señal de entrada se distribuye en dos caminos diferentes resultando en una perdida de potencia

aproximadamente de 3,5 dB. Cada camino vuelve a separarse en dos permitiendo mayor

distribución pero también adicionando nuevamente una perdida de potencia.

Por ejemplo un splitter de razón 1:32 tendrá 5 etapas de split resultando en una pérdida de

potencia de aproximadamente 5 x 3,5 dB = 17.5dB. En realidad la pérdida introducida no es

exactamente el igual en un splitter 1:32 que si se colocan 5 splitters de relaciones 1:2, esta será

algo superior y se debe a la introducida por los conectores externos necesarios, mientras que en

el otro caso esto se realiza internamente.

Pérdidas de Inserción Splitters

Relación de Split Pérdida de inserción (dB)

1:2 3,6

1:4 7,2

1:8 11

1:16 14

1:32 17,5

Los estándares PON especifican distancias máximas alcanzables de hasta 20 km entre OLT y ONT.

Todas las diferentes tecnologías PON dadas las longitudes de onda con las que operan son

capaces de funcionar con fibras ópticas estándar, según ITU-T G.652, sin necesidad de fibras

especiales como las nueva fibras denominadas “Zero Water Peak” en las que no se tiene la

ventana de atenuación de pico centrado en 1380nm que presenta la fibra estándar.

La distancia máxima alcanzable esta determinada por:

· La potencia transmitida por los equipos (Launch Power), en general depende del tipo de

equipo, clasificándose éstos en 4 clases (A, B, C, D) en función de dicha potencia. Un valor

típico de éste parámetro para equipos clase B es entre +3 a +7 dBm.

· La sensibilidad en recepción de los equipos, es decir la mínima potencia de señal que es

capaz de reconocer correctamente. Un valor típico para esta es -26dBm.

· La pérdida de inserción introducida por el cable de fibra óptica, esta dependerá de la

longitud de onda a utilizar, para las usadas en estas tecnologías PON esta pérdida es de

0.40dB/km para una longitud de onda de 1310nm y de 0.35dB/km para 1490nm.

· Pérdida introducida por los splitters, dependiente de las relaciones de splitting, según tabla anterior.

· Pérdida introducida por los conectores, típicamente esta es de 0.5dB aproximadamente.

· Pérdida introducida por cada empalme, esta depende de que tipo de empalme se trate, un

empalme mecánico introducirá típicamente una pérdida aproximada de 0.5dB, mientras que

en el caso de un empalme por fusión será de aproximadamente 0.1dB.

Dado que los splitters involucran una pérdida importante de potencia en relación con los

restantes componentes de la red, el diseño de dicha red debe ser cuidadosamente balanceado

entre: ramificación alta de fibras, distancias a los clientes, y las potencias manejadas por los

equipos; de modo que satisfagan las especificaciones de los mismos.

Por otra parte desde el punto de vista económico también debe analizarse cuidadosamente las

configuraciones posibles, con un compromiso entre la cantidad de splitters a utilizar, la cantidad

de fibras y el número de puertos necesarios en el equipo PON en la central.

Arquitectura de la red

 1 – Dos niveles de Splitters

En esta alternativa la arquitectura propuesta se compone de un tramo inicial de fibra óptica

denominado feeder, (equivalente al cable primario en una red de cobre) luego del cual se

encuentra una etapa de splitter de relación 1:4. A continuación de ésta se tiene un nuevo tramo

de fibra (equivalente al cable secundario), el cual termina en una segunda etapa de splitters en la

manzana donde se encuentran los clientes (este splitter de relación 1:8 se pude ver como

análogo a una caja de dispersión de la red de cobre). Desde éste último splitter se tiene un cable

de acometida de fibra óptica hasta cada cliente. Con estas dos etapas de splitting en cascada se

tiene una relación de 1:32 servicios por cable de fibra.

Además del criterio constructivo de contar con esas dos etapas de splitters, el punto

fundamental es la cantidad de usuarios por acceso GEPON, en este caso se tienen 32 usuarios

por cada puerto GEPON. Esto, más allá de las características constructivas de la arquitectura,

determina el dimensionado del equipo de central OLT y sobre todo el ancho de banda que se

puede ofrecer a cada cliente ya que por cada puerto GEPON se tiene un throughput (rendimiento)de

1.25Gbps (neto) el cual se comparte entre todos lo usuarios conectados a ese puerto. En este

caso se obtiene un ancho de banda por usuario de aproximadamente 40Mbps.

Teniendo en cuenta lo antes indicado, las consideraciones principales relacionados con esta

alternativa son:

· Se tienen 32 clientes por puerto GEPON, y dado que cada nodo cuenta con 8 puertos

GEPON se tendrán 256 clientes por nodo. Por otra parte cada nodo cuenta con 4 interfaces

de 1GE en su uplink hacia el core de la red, por lo que se podrá soportar un tráfico de pico

promedio por abonado (simultáneos) de hasta 16Mbps.

· El siguiente diagrama muestra un esquema de la arquitectura planteada (32 usuarios/pto-

GEPON con dos etapas de Splitters):

La atenuación de extremo a extremo se obtiene a partir de los siguientes elementos:

                                                · Splitters: 7.2dB + 11 dB = 18.2dB

De donde se obtiene una atenuación total extremo a extremo de 21.1 dB.

Esta pérdida de extremo a extremo como se observa cumple con el Loss Budget de los equipos,

el cual es de 29 dB.

En caso de que los clientes se ubicasen a una mayor distancia, los elementos constructivos no

cambiarán, excepto en primera instancia por los empalmes introducidos por la necesidad de

empalmar bobinas de cable, las cuales tienen una longitud de 4km. A partir de esto es posible

calcular la distancia máxima alcanzable, la cual resulta de la distancia (más empalmes de

bobinas) con la que se alcanza la atenuación admitida de 29dB, esta resulta ser de 19.5km más

los 1985m hasta este punto, por lo cual la distancia alcanzable en esta alternativa es de

21km.

A continuación se presentan las ventajas y desventajas de esta alternativa:

Ventajas

· Al tenerse mayor cantidad de puertos por nodo que en la alternativa 2 según se verá, las

Ventajas

· Permite mayores anchos de banda por cliente que la alternativa 1, ya que en el uplink

resulta un ancho de banda promedio máximo por cliente de 63+63 Mbps (uplink y

downlink) en forma simultánea.

· La distancia admitida es mayor que en la alternativa 1 por disponer solo una etapa de

splitter y menos accesos por puerto PON.

· Se hace un uso más eficiente de los recursos respecto a la alternativa 2, tanto de la fibra

óptica como de los equipos, y por lo tanto es menos costosa.

· Cada caja de splitters intermedio “abarca” la zona de una CD de cobre lo que facilitaría

y simplificaría el vuelco en caso de ser este masivo.

· Con esta solución se toma con un cable de 120 FO alrededor de 840 servicios, número

de servicios similar al usado para dimensionar un cable de cobre de 1400”. De esto

surge que en la mayoría de los casos la sustitución seria 1 a 1.

· El splitting final (y drop box) de relación 1:8 (por cada elemento terminal 8 servicios) se

asemeja a la realidad que hoy tiene la Planta Externa de cobre donde generalmente los

elementos terminales (cajitas de dispersión) atienden 10 servicios posibles.

Desventajas

· Se tiene una mayor ocupación de ductos que la alternativa 1 por la menor concentración

de servicios.

· Es una tecnología nueva y requiere un mayor esfuerzo de capacitación y adaptación de

las estructuras operativas.

· Tiene costo mayor que la alternativa 1 por hacer un uso menos eficiente de los recursos

de la red por la menor concentración de servicios.

Bibliografía

· Manuales de materiales: FURUKAWA Inc., Pirelli