Redes de Acceso, Alambricas : tecnologias xDSL(ADSL,VDSL, DLC), Inalambricas(WLL, Wimax,WiFi); PON, PLC, VSAT

1. Curso Optativo
REDES DE
TELECOMUNICACIONES
EIE 551
Francisco Apablaza M.
2012
famapablaza@hotmail.com

2. Programa
Capítulo 4
4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
- Diagrama Estructural de las Redes
- Redes de Acceso
* Redes de Alámbricas : tecnologías xDSL (HDSL, ADSL,
ADSL2+,VDSL)
* Redes Inalámbricas: WLL, Wimax, WiFi
* Sistema VSAT: hub y remotas
- Redes de Servicio
* Red de telefonía TDM: señalización
* Red Telefonía IP: protocolos
* Red MPLS: servicios
* Red IP: estructura PIT e ISP 2

3. Programa
- Redes de Transporte
* Red troncal WDM: capacidades y normas
* Red troncal SDH: estructuras
* Red troncal MMOO: regionalización
- Sistemas de Infraestructura
* Sistemas de poder y energía
* Sistemas de clima
* Obras civiles
3

4. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Diagrama Estructural de las Redes
WLL
DSLAM
PARES
WiFi Redes de
PON
WIMAX Acceso
VSAT
NODOS CENTRAL
Servicio
10/100 Cx Telef F/R
ATM MPLS
X25 IP
FO MMOO
WDM SDH
Transporte
DXC
Infraestructura
4

5. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso
* Redes Alámbricas : DLC, xDSL (HDSL, ADSL,
ADSL2+,VDSL)
* Redes Inalámbricas: WLL, Wimax, WiFi
* Otras PON, PLC, HFC, FTTx
* Sistema VSAT: hub y remotas
5

6. Redes Alámbricas : DLC, xDSL
(HDSL, ADSL, ADSL2+,VDSL)
6

7. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso
Redes Alámbricas : DLC, xDSL (HDSL, ADSL, ADSL2+,VDSL)
Tecnología de acceso DLC sobre pares
de cobre
Fuentes de Ruido:
Diafonía
Ruido Impulsivo
Interferencias EM
Condiciones de tierra
Blindajes
… “la digitalización del par”
7

8. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso
Redes Alámbricas : DLC, xDSL (HDSL, ADSL, ADSL2+,VDSL)
DLC (digital loop carrier) es un sistema que
utiliza transmisión digital para externder el
rango de uso del loop de abonado mas allá
de la concepción original del par de cobre. Un
DLC digitaliza y multiplexa señales
individuales para posibilitar el uso del par con
múltiples señales de información. Nació como
“ganancia de pares” y evolucionó a
DSL(Digital Subscriber Loop).
La tecnología mas básica es el TDM
para ganancia de pares
8

9. ADSL: generalidades
Asymmetric Digital Subscriber Line
Uso espectral de ADSL y ADSL2+
Originalmente:
CAP ("Carrierless
Amplitude/Phase")
y DMT ("Discrete
MultiTone").
• 256 (512) subportadoras de bajada y 32 de subida
• subportadoras están separadas entre sí 4,3125 KHz
• modulación QAM
• formato ATM
• DSLAM : "Digital Subscriber Line Access Multiplexer" 9

10. ADSL: evolución normativa
 La evolución del DLC, también se tiene un NGDLC
 La evolución de formatos de codificación de línea de HDSL a ADSL2+
Familia Descripción Ratificación
ADSL G.992.1 G.dmt 1999
ADSL G.992.3 G.lite 1999
ADSL2 G.992.3 G.dmt.bis 2002
ADSL2 G.992.4 G.lite.bis 2002
ADSL2 G.992.5 G.ADSL2 Plus 2003
ADSL2 G.992.3 G.Reach Extended 2003
 Teóricamente la velocidad que un sistema ADSL2+ puede alcanzar los
24Mbps para distancias cercanas a la central. A medida que la
distancia a la central aumenta, esta ventaja en el caudal se hace más
pequeña. A partir de unos 3.000 metros, la diferencia con ADSL es
marginal.
 Existen diversos anexos dentro del estándar ITU-T G.992.5 que
ofrecen diversas calidades del servicio
 Corrección de errores en la línea: una de las ventajas de la nueva
generación.
10
 ref.: http://www.aware.com/products/DSL/adsl2.pdf
 ref.:http://www.iec.org/online/tutorials/acrobat/dlc.pdf

11. ADSL: características
ADSL ADSL2 ADSL2+
Frecuencia 0,5 MHz 1,1 MHz 2,2 MHz
Velocidad Max. Subida 1 Mbps 1 Mbps 1,2 Mbps
Velocidad Max. Bajada 8 Mbps 12 Mbps 24 Mbps
Distancia 2 Km 2,5 Km 2,5 KM
Tiempo Sincronización 10-30 s 3s 3s
Corrección de Errores No Si Si
TEORIA
TERRENO
• Otras facilidades ADSL2 :
TERRENO TEORIA
- Uso de Bonding Lines = IMA ATM
- CVoDSL = canalización PCM 11

12. ADSL: características
Bonding Lines = IMA
ATM
Ojo, que máxima
capacidad es con esta
funcionalidad
12

13. ADSL:
rangos de capacidad v/s cobertura
 La evolución
tiende a dar
mas capacidad
que cobertura
 Los NGDSL
están definidos
para
coberturas bajo
3Km
 La mayor
cobertura no
supera los 500
m.
Ref. White Paper:
13
http://www.dslforum.org/aboutdsl/ADSL2_wp.pdf

14. ADSL :
Limitaciones espectrales y de Ruido
Los sistemas pueden ser adaptivos o prefijados 14

15. ADSL: condiciones del
medio
Downstream en función de la Relación Señal a Ruido
• ADSL requiere de aproximadamente 15dB de SNR
para la transmisión del primer bit, y otros 3dB más
por cada bit adicional.
• Cada sub-portadora o ‘bin’ admite un máximo de
15 bits, por lo que una SNR promedio cercana a los
60dB alcanza un Downstream a máxima velocidad.
SNR Promedio V/S Downstream Máximo
70
60 ADSL ADSL2+
50
SNR (dB)
40
30
20
10
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Downstream (Mbps) 15

16. ADSL: Distribución Espectral y SNR
Densidad SNR requerida para
Potencia 14 bits/bin = 54 dB
LOOP
Max - 40 dBm/Hz Downstream Largo
Min - 52 dBm/Hz Corto
RUIDO
- 94 dBm/Hz
- 106 dBm/Hz
Para ello deben cumplirse extrictas condiciones de1,1 MHz 2,2 MHz f
construcción de planta externa y de cableado de
DSLAM’s. Ref.: Optomized ADSL Performance
Control de ruido impulsivo, de diafonía, de calidad 16
de MDF

17. ADSL: cálculo capacidad
Cálculo de Transferencia máxima y Downstream máximo de bits
• La duración de un símbolo DMT es de 250 µs. La tasa de
símbolos de datos, a la cual son transmitidos los ‘paquetes’ de
datos es de 4.000 símbolos de datos/segundo.
• Para ADSL, con 223 ‘bins’ de bajada, la máxima transferencia
de bits es de 15*223*4.000=13,4Mbps. Sin embargo, el valor de
Downstream efectivo máximo es de alrededor del 60% de dicho
valor Á 8 Mbps.
• Para ADSL2+, la máxima transferencia de bits es de
15*703*4.000= 42,2Mbps. Nuevamente, el 60% de dicho valor
corresponde a la tasa efectiva de bits de bajada Á 24 Mbps.
• La velocidad de sincronismo, corresponde al valor máximo de
bits transferidos, con la restricción de un valor tope de 8Mbps
para ADSL y 24Mbps para ADSL2+. Este valor es considerado
para efectos de cálculos posteriores, ya que corresponde a la
17
tasa de bits máximo “efectivos” indicado por el MODEM.

18. ADSL: medición de tasa binaria
Estimación de Downstream ADSL y ADSL2+
De la figura, en color rojo
0
5 *Mediciones con SSMTT-44
se muestra la pérdida de
10 inserción ‘Insertion Loss’
15 y en color azul la relación
20
25 señal a ruido ‘SNR’.
30
35 Cálculando la Max tasa del,
40
se obtiene:
Nivel [db ] . ..
45
50
55 RESULTADO:
60
ADSL 8128 kbps
65
70 ADSL 2+ 11172 kbps
75
ADSL
80
85
El modelo estima
90
ADSL2+ velocidad de sincronismo,
95
la cual se basa en la tasa
100
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 máxima de transferencia
18
de bits.
Frequency (KHz)

19. ADSL y la calidad de red externa
El desempeño de un sistema ADSL se puede medir a partir de
dos factores clave:
Relación Señal a Ruido (SNR)
Permite estimar la cantidad de bits que son
efectivamente capaces de ser recibidos en
ambos extremos.
Atenuación de Inserción (Insertion Loss)
Indica la condición física del par y el balance
del mismo. Permite estimar en forma objetiva
el desempeño máximo posible para un
sistema ADSL.
19

20. Mediciones de pares
Esquema General
Mediciones Básicas CC Mediciones Especializadas AC
• Resistencia de loop • Relación señal a ruido
• Resistencia de aislación • Atenuación de inserción
• Largo de loop • Distancia de loop
20
Equipo: Dynatel 965MC Equipo: SSMTT-44

21. Condiciones Típicas de Red
• Condición de la instalación (años de antigüedad)
• Recorrido (subterráneo, sobre postes)
• Distancia del loop (1 a 5 km)
• Densidad de servicios contiguos (alta y baja)
• Diferencias de calibre
• Red rígida o flexible
• Antiguas compensaciones : pupinización
• Mantenimiento
21

22. Mediciones Típicas
En gral. la Atenuación de Inserción cumple
Atenuación v/s Distancia
160
300 kHz
140
Atenuación (dB)
1,1 MHz
120
2,2 MHz
100
Condiciones de ‘Insertion loss’
80
60 ref. ITU-T G.996.1 (AWG 24).
40
20
0
0 1 2 3 4 5 6
Distancia (km)
Atenuación v/s Frecuencia
0
20
Atenuación (dB)
40
60
80 1 km
µ = permeabilidad magnética del aislante 2,3 km
100
σ 2 = conductividad del aislante 120
3,2 km
4,5 km
Rcc = resistencia a corriente continua (Ω/m) 140
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2
Frecuencia (MHz)
22
Fuente: http://www.fi.uba.ar/materias/6209/download/6-Lineas1.pdf

23. Mediciones Típicas
La Relación Señal a Ruido permite extrapolar los siguientes resultados
Downstream Máximo v/s Distancia
Las tasas de Downstream 24
estimadas, a partir de las
Downstream (M bps)
20
ADSL ADSL2+
mediciones de SNR, arrojan 16
los resultados promedios 12
8
presentados en ambas 4
figuras. 0
0 1 2 3 4 5
Distancia (km)
Alcance v/s Downstream máximo
5
4,5
4
ADSL ADSL2+ Comparando bits de Downstream
Alcance (km)
3,5 y distancias en kilómetros, ambos
3
2,5
tipos de ADSL se ajustan a los
2 valores esperados.
1,5
1
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Velocidad de Downstream (M bps) 23

24. Típicamente
Alcance de servicio
• Para distancias iguales o superiores a 3,5 km
ADSL2+ no presenta ventajas sobre ADSL,
ni en alcance ni en ancho de
banda (Downstream).
• Para distancias inferiores a los 3,5 km, ADSL2+
presenta una ventaja en alcance experimental
de 0,5 km. Dicha ventaja se extiende para
servicios desde los 8 hasta los 4 Mbps.
Ruido
• Los pares agrupados en alta densidad,
disminuyen el Downstream total promedio en un
15%.
• Los pares con mayor cantidad de uniones (URA-
URA-Armario), disminuyen el Downstream total 24
promedio en 23%.

25. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso
Redes Alámbricas : DLC, xDSL (HDSL, ADSL, ADSL2+,VDSL)
Conclusiones
• La reutilización de la extensa planta externa en DLC se ha
conseguido con xDSL.
• Es posible obtener con ADSL2+ un servicio de 8Mbps hasta 3km,
o bien, 4Mbps hasta 3,5km y 2Mbps hasta 4km.
• El diseño de la planta externa debe evolucionar para loops mas
cortos y uso de FTTX.
• VDSL aplica para la distribución de corto alcance.
• Debe realizarse un mantenimiento mas exhaustivo.
25

26. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso
Redes Alámbricas : DLC, xDSL (HDSL, ADSL, ADSL2+,VDSL)
Investigar:
1.- ¿cuál es la ganancia de pares si se utiliza un DLC del tipo TDM
E1?
2.- ¿cuál es la atenuación de un par AWG 26 a la frecuencia
central del la distribución espectral de la señal ADSL2?
3.- ¿cuántos “bons” activos a su max capacidad se requieren para
transmitir 2 Mbps?
4.- busque si hay un cable multipar especial u optimizado para
xDSL
5.- busque un sistema DLC comercial e indique características
básicas
6.- ¿una diafonía de banda vocal afecta lel comportamiento o
rendimiento de la señal ADSL?
26
Responder indicando la fuente

27. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso
* Redes Alámbricas : DLC, xDSL (HDSL, ADSL,
ADSL2+,VDSL)
* Redes Inalámbricas: WLL, Wimax, WiFi
* Otras PON, PLC, HFC, FTTx
* Sistema VSAT: hub y remotas
27

28. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso: Redes Inalámbricas: WLL, Wimax, WiFi
Definición WLL
El bucle local inalámbrico (Wireless
local loop (WLL), radio in the loop
(RITL), fixed-radio access (FRA) o
fixed-wireless access (FWA), es el
uso de un enlace de comunicaciones
inalámbricas como la conexión de
"última milla" para ofrecer servicios de
telefonía (POTS) e Internet de banda
ancha a los usuarios. 28

29. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso: Redes Inalámbricas: WLL, Wimax, WiFi
Estructura general
29

30. Acceso Inalámbrico:
WLAN
WiFi es LAN y Wimax es MAN, vienen de LAN 802.3 con Media Access
Control (MAC) /Data Link Layer: Carrier Sense Multiple Access With
Collision Detection (CSMA/CD).
WIMAX (Worldwide Interoperability for
Microwave Access)
The IEEE 802.16 Working Group on Broadband
Wireless Access Standards
IEEE 802.16 WirelessMAN® Standard for
Wireless Metropolitan Area Networks.
Wi-Fi (Wireless Fidelity)
IEEE 802.11b e IEEE 802.11g: banda de 2.4 GHz, con
una velocidad de hasta 11 Mbps y 54 Mbps,
respectivamente. 30

31. Banda WiFi
 Hay 40 chanales definidos 802.11 para banda de 2.4 GHz
 FCC USA permite sólo 11 canales y ETSI Europa 13
 Canales espaciados en 5 MHz (a excepción de uno espaciado a
12MHz
 Existe sobreposición de canales adyacentes.
 Acepta velocidades de: 1, 2, 5.5, u 11 Mbps y 802.11g hasta
54 Mbps.
 Verificar cual es la pot Max Subtel.
31

32. Características Técnicas
Wimax
Tabla con las características estándar de WiMAX
802.16 802.16 a 802.16 e
Espectro 10 – 66 GHz <11GHz <6GHz
Funcionamiento Solo con visión directa Sin visión directa Sin visión directa
32 - 134 Mbit/s con Hasta 75 Mbit/s con Hasta 15 Mbit/s con
Tasa de bit
canales de 28 MHz canales de 20 MHz canales de 5 MHz
OFDM con 256
Modulación QPSK, 16QAM y 64 QAM subportadoras QPSK, Igual que 802.16a
16QAM, 64QAM
Movilidad Sistema fijo Sistema fijo Movilidad pedrestre
Igual que 802.16a con
Seleccionables entre
Anchos de banda 20, 25 y 28 MHz los canales de subida
1,25 y 20 MHz
para ahorrar potencia
5 - 10 km aprox.
Radio de celda típico 2 - 5 km aprox. (alcance máximo de 2 - 5 km aprox. 32
unos 50 km)

33. Evolución de Wimax
Estándar Descripción
802.16 Utiliza espectro licenciado en el rango de 10 a 66 GHz, necesita línea de visión directa, con una
capacidad de hasta 134 Mbps en celdas de 2 a 5 millas. Soporta calidad de servicio. Publicado en
2002.
802.16a Ampliación del estándar 802.16 hacia bandas de 2 a 11 GHz, con sistemas NLOS y LOS, y
protocolo PTP y PTMP. Publicado en abril de 2003
802.16c Ampliación del estándar 802.16 para definir las características y especificaciones en la banda d
10-66 GHz. Publicado en enero de 2003
802.16d
Revisión del 802.16 y 802.16a para añadir los perfiles aprobados por el WiMAX Forum.
Aprobado como 802.16-2004 en junio de 2004 (La última versión del estándar)
802.16e Extensión del 802.16 que incluye la conexión de banda ancha nómada para elementos portables
del estilo a notebooks. Publicado en diciembre de 2005 33

34. ¿qué sigue ?
...y viene LTE (Long Term Evolution)
– nuevo estándar de la norma 3GPP (3rd Generation Partnership
Project)
– espectativa de despegue del internet móvil
– aplica OFDMA (Orthogonal Frecuency Division Multiple Access) y
tecnología MIMO (Multiple-input Multiple-output)
– downlink peak rates of at least 100Mbit/s, 50 Mbit/s in the uplink
– At least 200 active users in every 5 MHz cell
- Official ratification is expected in March 2009
–
FEMTO Cell ...... ¿ 10-15 ?
34
Convergencia móvil - fijo (FMC).

35. Evolución de la red Inalámbrica:
Mayor Capacidad – Mayor Velocidad – Mayor Calidad
35

36. Banda Ancha Inalámbrica y
Móvil
36

37. Hacia el 4G
37

38. LTE: capacidades y
rendimiento
38

39. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso
Redes de Acceso: Redes Inalámbricas: WLL, Wimax, WiFi
Conclusiones
• Como alternativa al tradicional cobre, se han desarrollado
múltiples tecnologías inalámbricas.
• Un problema es la alta congestión espectral, que incide en las
interferencias.
• Se requiere concesiones especiales del uso del espectro
radioeléctrico.
39

40. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso: Redes Inalámbricas: WLL, Wimax, WiFi
Investigar:
1.- ¿cuál es el alcance típico de un hotspot WiFi? ¿y de Bluetooth?
2.- ¿cuál es la potencia max de un spot WiFi según Subtel?
3.- Anote las principales especificaciones de las distintas opciones
de WiFi
4.- ¿indicar características básicas de un sistema DECT?
5.- ¿hay instalaciones LTE? Indicar algunas y breve reseña.
6.- ¿qué es una femtocell?
Responder indicando la fuente
40

41. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso
* Redes Alámbricas : DLC, xDSL (HDSL, ADSL,
ADSL2+,VDSL)
* Redes Inalámbricas: WLL, Wimax, WiFi
* Otras PON, PLC, HFC, FTTx
* Sistema VSAT: hub y remotas
41

42. Redes HFC
 Originalmente diseñadas para
broadcasting de TV
 Hoy son multiservicios
 El medio de Tx se comparte mediante
FDM y luego TDM:cable modem
42

43. Origen CATV
• Las redes CATV (Community Antenna TeleVision)
nacieron para resolver problemas de recepción en
zonas de mala cobertura.
• Red de Cable coaxial
• Amplificadores cada 0,5-1,0 km. Hasta 50
amplificadores en cascada.
• Señal sólo descendente, unidireccional.
Amplificadores impedían transmisión ascendente. 43

44. Arquitectura típica de una red CATV coaxial
tradicional
Unidireccional Amplificador Empalme
Hasta 50 amplificadores en cascada unidireccional
CABECERA
Receptores y Moduladores y
Decodificadores Conversores
Contenidos locales
Cable Coaxial (75 Ω)
Muchos miles
de viviendas
44

45. Redes HFC (Hybrid Fiber
Coaxial)
Desde sólo Coax a HFC
45

46. Topología de red HFC
46

47. Arquitectura HFC (Híbrida
Fibra-Coaxial)
Nodo Nodo Nodo
fibra fibra fibra 8 MHz
Cab. local TV1
C9
TV3
Cabecera
Regional Cab. local Nodo
fibra
Nodo
Cab. local fibra
Nodo COAX Empalme
fibra
Conexión
Nodo Nodo Nodo
fibra fibra fibra Set-top box-TV
Cable módem - ordenador
47

48. Arquitectura típica de una
red CATV HFC
Bidireccional
3-5 amplificadores máx. Amplificador
bidireccional Empalme
Cable módem
Cabecera
regional
Internet
Nodo
de fibra
Cabecera local (500-2000
viviendas)
Receptor y
Modulador
Anillo de fibra
(TV y datos viajan
Conversor
por separado) fibra-coaxial
125-500 viviendas
Fibra (monomodo)
Cable Coaxial (75 Ω)
Ethernet (10BASE-T) 48

49. Transmisión de datos en
CATV
• Sentido descendente: datos modulados en
portadora analógica de un canal de televisión.
• Sentido ascendente: se configuran canales en la
zona de bajas frecuencias, no utilizados por la TV.
• En datos cada zona es independiente. Los canales
(descendente y ascendente) son compartidos por
los usuarios de cada zona, como si fuera una LAN.
49

50. Transmisión de datos en CATV
• Aprovechan un canal de TV (6 MHz en América, 8
MHz en Europa) para enviar los datos en sentido
descendente (centro emisor → usuario).
• La red se organiza en zonas que se atienden de
forma independiente.
• Capacidad descendente: 30-40 Mb/s por canal y
zona.
• Capacidad ascendente: 2-3 Mb/s por canal y zona.
Frecuencias bajas (20-42 MHz). 50

51. Organización de los canales en redes CATV
Canales para datos (descendente)
Servicios de datos
(acceso Internet)
Canales para televisión digital
Frecuencia
Servicios de TV Canales para televisión analógica
Canales para datos (ascendente)
Normalización: DOCSIS 51

52. Asignación de Espectro
para acceso Internet
52

53. Características DOCSIS 2.0
53

54. Evolución DOCSIS
54
DOCSIS 3.0 está en plena implementación

55. Canales a utilizar
para datos:
55

56. FTTx
56

57. Distribución de red de acceso con FTTx y
PON.
– características de transmisión en la fibra óptica
– los elementos de red
– capacidad binaria y limitantes practicas.
– ventajas del uso del concepto PON
– la multiplexación sobre el filamento de fibra óptica
– los componentes OLT y ONT
– normativas xPON.
57

58. Una alternativa mas de ACCESO
Viene a sumarse a:
• WIMAX un medio inalámbrico de RF,
• xDSL el medio tradicional de una línea de Tx de Cu
• PON utiliza un medio de Tx de Fo
La permanente búsqueda de un mayor BW o capacidad de canal
58

59. Aumentos de demanda de
BW en el tpo.
59

60. Tecnologías y Ancho de
Banda
60

61. Capacidades de Acceso en cobre
Limitada
Cobertura
Condiciones prácticas limitan aún
mas las capacidades de ancho de
banda
< BW
Los más avanzados sistemas basados en cobre
tienen una limitada capacidad de acceso frente a 61
nuevas demandas de ancho de banda

62. Exige calidad de la Planta Externa
62

63. Capacidad de Acceso en fibra óptica
Mayor Ancho de Banda y Mayor Alcance 63

64. UN acceso y multiservicio
FSAN = FULL SERVICE
ACCESS NETWORK
http://www.fsanweb.org/nga.asp
64

65. En conclusión se evoluciona a FO
El uso de FO en el acceso es
consecuencia de:
• una mayor demanda por BW
• se asocia a FTTx
• el acceso en CU sólo en edificios
• permite multiservicios FSAN
65

66. Tecnología PON: P-t-P v/s P-t-mP
C u s t o m e r P r e m is e s
Punto-a-Punto E q u ip m e n t ( C P E )
Recepción
RED
P. Ej.: cable de 24 ff = 12 servicios
SERVICIOS
Aggregation
Transmisión
1:1
Passive Optical Network O p t ic a l N e t w o r k
Recepción S p lit t e r T e r m in a l ( O N T )
Punto-a-multipunto
(p2mp)
P. Ej.: cable de 24 ff = 64*24 servicios
RED
Optical Line
SERVICIOS Terminal (OLT) Transmisión
1:32-64
 Uso de Splitters Pasivos para compartir un fibra por varios usuarios Subscribers
 El BW “downstream” total está disponible en cualquier extremo de cliente 66
 El BW “Upstream” es asignado dinámicamente a cada terminal.

67. Principio tecnológico
Multiplexación de luz y de tiempo:
MULTIPLEXACIÓN: Una técnica siempre utilizada en
telecomunicaciones, la de compartir recursos de transmisión
En este caso se comparte UN filamento de FO con tres señales: Tx ó
Ds, Rx ó Us y TV utilizando WDM
67

68. WDM en un filamento
68
y también, TDM + TDMA: Time Division Multiple Access

69. Tecnología de Transmisión
Time Division (TD) Multiplexing TD/Multiple Access (TDMA)
– Toda la data es transmitida a – O L T controla canal U/S via
todas las ONTs asignación de una “ventana” a
– Cada ONT “filtra” su propia cada ONT
información basada en un – TDMA requiere un protocolo de
“port ID” Control de Acceso al Medio
(MAC) a la OLT
ONT 1’s port ID
= Asignación Dinámica de
Ancho de Banda
Transmisión o Downstream Recepción o Upstream
ONT1 ONT1
ONT2 OLT ONT2 OLT
ONT3 ONT3
69

70. TDMA
En EPON Upstream p. Ej.:
• protocolo MCPC (Multi-point Control Protocol) controla acceso
al medio
• cada “time slot” contiene multiples tramas ETH 802.3
• se evitan las colisiones
• no hay fragmentación de data
70

71. UIT-T G.983 A/BPON
Normativa UIT-T G.984 GPON
IEEE 802.3ah EPON
71

72. Diferencias xPON:
72

73. Diferencias de xPON
Supporting
Objective GPON EPON
Functionality
High Speed
Capacity >70 Mbps/user <30 Mbps/user
Internet
& Bandwidth Downlink:94% Downlink:73%
Efficiency Uplink:92%-93% Uplink:61%-69%
TV
RF overlay Standardized No or Proprietary
Fragmentation Standardized No
Telephony,
TDM, Dynamic Bandwidth
Standardized Proprietary
real-time Allocation
Fixed framing Yes, 125µs No
Secure
Encryption Standardized AES No or Proprietary
Services
Partly
ONT Management & Control standardized.
management Standardized OMCI
Interface Proprietary
Industry Driven needed. 73
Multi vendor Yes No
Interop

74. Protocolos x-PON
EPON-GEPON
BPON GPON IETF
UIT
ATM frame Generic frame Ethernet frame
base base base
POTS Data POTS Data POTS Data
Layer 5
T1/E1 T1/E1 T1/E1
or more Video Video Video
TDM VoIP TDM VoIP TDM VoIP
Layer 4 TCP+UDP etc. TCP+UDP etc. TCP+UDP etc.
Layer 3 IP IP IP
Ethernet Ethernet
Layer 2 AAL1/AAL2 AAL5
ATM cell Generic frame Ethernet frame
Layer 1 74
PON-PHY
http://www.aptsec.org/meetings/2005/WS-BHT/Files-pres/WS-19%20050901%20NTT%20H019-APT(HS%20access1).ppt

75. Diferencias: Eficiencia Ancho de banda
– Eficiencia de 94% comparada a 73% para EPON en la
dirección downstream
– Eficiencia de 92-93% comparada a 61-69% para EPON en la
dirección upstream
D o w ns tre a m U p s tre a m
100% 100%
Scheduling OH: Scheduling OH:
control message frame delineation
Scheduling OH:
Payload
75% PHY burst OH
encapsulation OH 75%
Scheduling OH:
Line Coding control message
50% Payload 50% Payload
encapsulation OH
Line Coding
25% 25%
Payload
EPONGPON E P O NG P O N
G P O N e s m a s e f ic ie n t e 75

76. Capacidad Ancho de Banda
GPON EPON
OLT
OLT
1 1
IP
Network IP
PONs
Network PONs
n 16
4 x 1Gbps
Typically 8 x 1Gbps
16-32 x 2.5Gbps
 Concentration ratios  Concentration ratios
 1Gbps Uplinks (normal)  1:1 or 2:1
 10:1 min  Most Conservative in
 20:1 min Industry
76

77. Diferencias: eficiencia BW del
servicio final
GPON muestra mayor capacidad EPON está casi a su limite
EPON
GPON
73 29
Mbps or
Mbps per
per user(*)
user(*)
1.250 Mbps • 73% eficiencia = 912
Mbps /32 usuarios por PON: 29 Mbps
2.488 Mbps • 94% eficiencia =
2.339 Mbps/32 usuarios por PON: 73 77
Mbps

78. Diferencias (Seguridad)
GPON EPON
Soporta
Advanced Encryption Standard
(AES) No tiene o es Encriptación
Propietaria
– In GPON (G.984.x) ITU
specifications – 802.3 strict layering approach
=> privacy and security
– Uses 128 bit key in counter mode supposed to be handled by
– Key exchanged between ONT and higher layers
OLT – Not appropriate for shared
medium => proprietary solutions
– Encryption applied to the payload
78
– Enable/disable at port id level

79. Diferencias: alcance de
cobertura
79

80. GPON v/s EPON Diferencias: resumen
En Servicios
– "GPON Diseñada para soportar múltiples servicios (Voz, Video, Datos)".
– "EPON no se consideró inicialmente como una red para soportar
múltiples servicios".
En Eficiencia Ancho de Banda
– "GPON Presenta un mejor uso del BW“.
Gestión NE PONs
– "EN EPON la gestión de elementos depende del desarrollo de cada
fabricante".
– "EN GPON es un estándar (OMCI)".
Seguridad
– "GPON incluye como estándar el algoritmo de encriptación AES entre
OLT y ONT".
– "EPON no incluye algoritmo y si existe depende del fabricante".
Económica
– "EPON siempre justifica que es mejor por que es mas económica y mas
estándar en equipamiento".
– "GPON también promueve que los costos son cada vez menores“.
80

81. Porqué GE-PON ? 1 de 3
Dispone de Business Class Services: clientes corps y empresas
 GPON – Simple Ethernet transport
– Present Implementations focused on Residential access
 GE-PON - True Ethernet system
– Business-class service platform
• E-line and E-LAN services
• Rich Ethernet
– VLAN tagging
– Tagged and untagged traffic on the same port
– Q-in-Q support
– Prioritization
– Traffic Management with multi-level queuing
• Rich multicast support for E-LAN services
– SCB (Single Copy Broadcast)
– IGMP snooping
– IGMP proxy
– Business-oriented ONTs widely available
81
– supports redundant PON fiber paths for ultra-high reliability customers

82. Porqué GE-PON ? 2 de 3
GEPON GEPON
POTS Voice POTS Voice
– Handled as VoIP or TDM (carries – Handled as VoIP in present GPON
the 8kHz clock) chipset implementations
• Analog phone ports at ONT • Ethernet hand-off at OLT
• TDM interface at OLT for – Requires reverse gateway
TDM network for TDM interface
DS1 TDM Traffic
– Handled as true TDM (carries the DS1 TDM Traffic
8kHz clock) – Conceptually GPON carries the 8kHz
• DS1 ports at ONT clock which would allow native TDM
support, but which TDM framing is
• DS1/DS3 at OLT still under discussion in ITU
– Capabilities – Not yet implemented by vendors
• Aggregation to DS3/STM1
• DS0-1-3 grooming
– Enables business services
• Backhaul, hi-res security
cameras, PBX, legacy DS1
devices… 82

83. Porqué GE-PON ? 3 de 3
• GE PON se integra en forma nativa a una red de servicios
MPLS
• Según los antecedentes aplica para la situación mixta de
backhaul y servicios CPE
• Variados CPE multiservicios, multivendor
• En inminente roadmap un mayor BW
• La seguridad la implementa igualmente el proveedor
• Con la gestión SNMP se integra al resto de gestores
83

84. Splitter o Divisor de
Potencia
Fabrication of optical splitter and passive alignment technique with a femtosecond laser
Ik-Bu Sohn Man-Seop Lee Jeong-Yong Chung
Opt. Network & Syst. Lab., Inf. & Commun. Univ., Daejeon, South Korea;
This paper appears in: Photonics Technology Letters, IEEE
Publication Date: Nov. 2005
Volume: 17, Issue: 11
On page(s): 2349- 2351
ISSN: 1041-1135
INSPEC Accession Number: 8630047
Digital Object Identifier: 10.1109/LPT.2005.858101
Date Published in Issue: 2005-10-24 09:38:23.0
Abstract
A novel packaging process using a femtosecond laser has been developed for passive alignment of
planar lightwave circuit devices. With only one step of micromachining, optical splitter and U-grooves
for fiber aligning are simultaneously defined on fused silica glass. The fiber aligned optical splitter has
a low insertion loss, less than 4 dB, including an intrinsic splitting loss of 3 dB and excess loss due to
the passive alignment of a single-mode fiber. Finally, the output field pattern is presented,
demonstrating the splitting ratio of the optical splitter is approximately 1 : 1. 84

85. Splitter o Divisor de
Potencia
85
http://www.tpub.com/neets/tm/108-11.htm

86. Split Ratio and dB Loss: teórico
dB Loss 3 3 3 3 3 3
Cum dB Loss3 6 9 12 15 18 (per subscriber)
Split Ratio 1:2 1:4 1:8 1:16 1:32 1:64
86

87. Loss Budget - ejemplo
OSP
20km
1dB
+2dBm 8dB over 20km
ODF 17.5dB 0.35dB loss per km
OLT 1dB
1dBm In Patch Out 0dBm -17.5dBm
Panel -25.5dBm ONT
V-OLT +19.5dBm +18.5dBm +17.5dBm -0 dBm -6 dBm
WDM 1:32
Splitter
- 1.490nm Optical Power Level
- 1.550nm Optical Power Level: “señal RF”
- Element Insertion Loss
87

88. Metodología de cálculo
Calculo pérdidas trazado FO PON
pot OLT tramo 1 A Splitter A tramo 2 A Splitter A tramo 3 A Splitter A tramo 4 A A preventiva P obj Rx pot ONT P obj Rx SAT
dBm KM dB xN dB KM dB xN dB KM dB xN dB KM dB dB dBm dBm dBm
Tx=-1 a +3 0 -25 -3
5,6 1,9 2 3,6 10,3 3,5 2 3,6 8 2,72 2 3,6 8 2,72 3 -24,6
Rx = -28 12 4,1 4 6,75 6 2,04 4 6,75 10 3,4 3 -26,0 Rx
12 4,1 4 3,6 6 2,04 8 10 6 2,04 3 -24,8
Tx
CPE 1
-24,6 dBm
31,9 Kms
CPE 2
-26,0 dBm
Att unitaria FO db/Km 33,6 Kms
canal Tx=1310 0,34
canal Rx= 1490 0,23
Att unitaria Splitter dB/pta
1:32 14,6 17,8 16,2 CPE 3 dBm
1:16 11,7 14,3 13 -24,8 Kms
1:08 8,8 11,2 10 29,6
1:04 5,8 7,7 6,75 CPE 4
1:02 3 4,2 3,6
88

89. OTDR: muestra imperfecciones y
discontinuidades
89

90. Aplicaciones
Extended the Definition of PON
– Beyond residential to a complete services network
– Support for MDU/MTU subscribers
– Support for SLA-quality business services
– Support for Backhaul applications
– Backhaul requirements
– High bandwidth from a single point
• up to 1Gbps from a single ONT
– TDM services: E1/T1 and DS3
• has patented TDM technology to transport TDM without the latentcy
and other concerns with circuit emulation
– Ability to support multiple services from a single ONT
• multiple ONTs for a variety of applications
• supports from a single ONT:
– DS3 or up to 10 x T1/E1 TDM service
– Multiple Ethernet ports for backhaul and/or other services
» Surveillance
» Alarms 90
» Equipment telemetry

91. Aplicaciones
91

92. Aplicaciones
92

93. 93

94. Acceso multiservicio: FTTx
94
Cobertura Acceso pasivo multiplicando FO

95. 95

96. 96

97. Aplicaciones de Backhaul
BPL
Backhaul
Cellular
Backhaul
Communications
Network
Up to 32 ONTs
edge2000
Applications
Operations Center
– T1/E1 Backhaul Mobile
– Ethernet Backhaul Wireless Fixed
– Sensors
Backhaul Wireless
Backhaul
– Monitors
97
– Communications – TDM &
IP

98. 98

99. Aplicaciones de Hogar
Up to 4 POTS lines
Up to 100Mb data service
IP or RF Video
Single Family Home
Also:
WiMax,
WiFi,
Cellphone
equip.
Video
Mini MDU 2–4 homes
surveillance
switch
DSL
BPL
VDSL
99
Data Transport

100. Performance xDSL
100

101. VDSL : CUATRO veces la exigencia
de ADSL
101

102. VDSL2 puede mejorar el mayor requerimiento de BW
FTTN+VDSL2 VDSL2
700-1200m
~30Mbps /
Cobertura
5Mbps GPON
Urbana MD
FTTC+VDSL2 GPON OL
250-700m VDSL2 IP/MPLS
Cobertura Urbana ~50Mbps / MDU
10Mbps GPON Core
FTTB+VDSL2 Network
100-250m VDSL2
MDU
Cobertura Comercial ~100Mbps /
100Mbps
Improve bandwidth to 50~80Mbps/sub on
FTTN
average;
Fiber to the Node / Neighborhood
Cheap CAPEX by reusing copper line;
MDU 102
Multi-Dwelling Unit
No extra indoor cabling & wiring trouble;

103. Evolución del Acceso
103

104. Topología de red
MiniDSLAM
DSLAM CPE PON
MPLS
SSPP
Movil
Hacer sinergia con anillos acceso móvil, y planes
aumento BW 104

105. Power Line Communication
105

106. PLC (Power Line Communications)
Tecnología antes conocida “carrier”
Sólo uso de la explotación red eléctrica
Hoy se incorporó a la distribución de señales digitales
Aprovecha alta capilaridad o penetración de distribución
años 80 se estableció en Europa la norma CENELEC
EN50065 para la transmisión de datos por la red de baja
tensión en la banda de 3 a 148,5 kHz, dividida en varias
subbandas, con una anchura máxima de 86 kHz,
106

107. Principio tecnológico
Medio de Tx
Desacoplar y filtrar
107

108. Acceso MAN y LAN
108

109. "Fixed Wireless
Access"
109

110. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso
* Redes Alámbricas : DLC, xDSL (HDSL, ADSL,
ADSL2+,VDSL)
* Redes Inalámbricas: WLL, Wimax, WiFi
* Otras PON, PLC, HFC, FTTx
* Sistema VSAT: hub y remotas
110

111. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso:Sistema VSAT: hub y remotas
Bandas de Frecuencia:
BANDA FRECUENCIAS ENLACE ENLACE PROBLEMAS
DESCENDENTE ASCENDENTE
(GHZ) (GHZ)
C 4/6 3.7 - 4.2 5.925 - 6.425 Interferencia
terrestre
Ku 11/14 11.7 - 12.2 14.0 - 14.5 Lluvia
Ka 20/30 17.7 - 21.7 27.5 - 30.5 Lluvia, costo del 111
equipo

112. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso:Sistema VSAT: hub y remotas
Plataforma VSAT DVB-S2
• Plataforma de Banda Ancha Satelital
• Servicios de Telefonía, VoIP, Videoconferencia y datos de hasta 2 Mbps en Uplink
• Acceso IP a lugares geográficamente aislados 512 kbps VoIP
• Capacidad 8000 VSAT’s
LAN
384 kbps
UP LINK Ku B and
Vi deo Conference
Internet Broadband HUB VSAT
PS TN
768 k bps
Headquarter
Company Video Conferenc e
112

113. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso:Sistema VSAT: hub y remotas
PLAN DE FRECUENCIAS
113

114. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso:Sistema VSAT: hub y remotas
Característica de satélite
114

115. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso:Sistema VSAT: hub y remotas
Componentes HUB
115

116. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso:Sistema VSAT: hub y remotas
Componentes VSAT
116

117. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso:Sistema VSAT: hub y remotas
PLATAFORMA HUB VSAT
CAPACIDAD:
49 MHz Espectro
Cte 1 362 RCST = 30MHz
Cte 2 198 = 13 MHz
Cte 3 65 = 6 MHz

118. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso: Sistema VSAT: hub y remotas LORAL
TE LST AR 14 / EDS-1
DIAGRAMA INTERCONECCIÓN HUB TP 39 U
Centro Centro de Control
192.xxxxxx
255.xxxxxx ETS
Técnico 192.xxxxxx NMS NMS
xxxxxx NOC OPER 192.xxxxxx
NMS
Oper 255.xxxxxx
RED GPS
192.168.150.81
Técnica 255.255.255.0
NMS IPEncap-A DVB-S2 MOD-A
192.xxxxxx O&MSAT
NMS
192.xxxxx iTDU 192.xxxxxx
INTERNET 255.xxxxxx
ING
UP DOWN
Term I/O Link LINK LINK
TxSwitch
192.xxxxxx Server Control FI
Cisco 7200
Series VXR
SW CATALYST
C1-ME3400 QoS Allot-1 PBR IPEncap-B DVB-S2 MOD-B
SW 192.xxxxxx TxSwitch iTDU
192.xxxxxx ADM 192.xxxxxx 192.xxxxxx
SW CATALYST
192.xxxxxx
RED UC
MPLS RED GPS
SW CATALYST
HTTP ACCEL SDH
STM-1
MAN
ADM
ETH 100M
CGU-1
SW
UC 192.xxx
QoS Allot-2
STM-1
C2-ME3400 192.xxxxxx
ETH 100M
FI
NCC-1
SPLITTER 16 :1
L Band FI to L Band
SW CATALYST
192.xxxxxx RxSwitch-1
192.168.150.53 Conv
Privado NCC-2
192.xxxxxx
FI to L Band
RNCC-1 CGU-10 Conv
192.xxx
192.xxxxxx CGU-11
192.xxx
RNCC-2
192.xxxxxx CGU-17
192.xxx
CGU-18
TCP ACCEL-1 192.xxx
192.xxxxxx
SPLITTER 16:1
SW CATALYST
TCP ACCEL-2
192.xxxxxx
RxSwitch-2
192.xxxxxx
CGU-27
192.xxx
CGU-28
192.xxx

119. 4.- Estructura de las redes de
telecomunicaciones: Redes de Acceso
Conclusión:
Las redes de acceso son fundamentales en la oferta de
servicios de un operador. El acceso evoluciona a
multiservicio.
Los operadores telefónicos tienen un gran parque de
planta externa, que debe evolucionar para las nuevas
demandas: FTTx.
La gran alternativa ha sido el acceso inalámbrico, en
especial el satelital.
119

120. 4.- Estructura de las redes de telecomunicaciones
Redes de Acceso: HFC; FTTx;PON,PLC;VSAT
Investigar:
1.- ¿qué tipo de cable coaxial se utiliza en red de TV Cable?
¿cuántos amplificadores de línea se utilizarían para una
cobertura de 20 Kms y cada qué distancia?
2.- ¿cuál es la formula de FRIS? ¿cómo aplica en la red de TV
cable?
3.- ¿en Chile se puede usar un mismo diametro de antena VSAT en
todo su territorio?
4.- Ubique tres equipos ADSL y recopile sus características según
su fabricante.
5.- Obtenga un diagrama de cobertura típico de algún satelite de
comunicaciones.
6.- Ubique que experiencia prácticas de PLC se han desarrollado
en alguna parte del mundo y que proveedores ofrecen .
120
Responder indicando la fuente

121. Preguntas
121