1. UNIVERSIDAD FERMÍN TORO
VICERRECTORADO ACADÉMICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE TELECOMUNICACIONES
DISEÑO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN DE FIBRA ÓPTICA QUE
AUMENTE LA CAPACIDAD DE TRANSMISIÓN
Autor: Br. Hugo Virla Gutierrez
Cédula de Identidad: V- 16.898.341
Marzo 2018
2. Introducción
En el transcurso de los años el mundo de las telecomunicaciones ha ido
evolucionando. Nuestro país viene generando un plan de desarrollo de banda ancha
donde podemos tener acceso a internet a altas velocidades, combinando la capacidad
de conexión y la velocidad de tráfico, que son los bits por segundo. Esto permite a los
usuarios acceder a diferentes tipos de contenidos, aplicaciones, y servicios.
Las tecnologías que han venido desarrollándose en el Perú y el mundo han
permitido que las telecomunicaciones avancen, una de las razones que ha venido
mejorando es el ancho de banda.
Tenemos a las redes inalámbricas como el Wimax que ofrece servicios de
triple play a los usuarios pero es muy difícil obtener HDTV debido a que esta
tecnología no cuenta con mucho ancho de banda para poder transmitir televisión en
HD, igualmente pasa con las variaciones del DSL y las últimas combinaciones de
cable y satélite, pueden proporcionar HDTV pero con poca confiabilidad.
La comunicación óptica es cualquier forma de comunicación que utiliza la luz
como medio de transmisión, que engloban infraestructuras, técnicas y operaciones
que dan soporte, habilitan y posibilitan la comunicación entre múltiples usuarios
empleando la banda óptica del espectro electromagnético. La fibra óptica constituye
el medio de transmisión por excelencia para los sistemas de comunicaciones ópticas.
Desde sus primeras instalaciones, en las líneas que enlazaban las grandes centrales de
conmutación, la fibra se está trasladando hoy en día hasta los usuarios finales,
extendiéndose su uso a un mayor abanico de aplicaciones.
Las redes de fibra óptica o como se les conoce, tecnología de
telecomunicaciones FTTx (del inglés Fiber to the x) es un término genérico para
designar cualquier acceso de banda ancha sobre fibra óptica que sustituya total o
parcialmente el cobre de la red de acceso. El acrónimo FTTx se refiere a las distintas
configuraciones desplegadas (FTTN, FTTC, FTTB, FTTH...), diferenciándose por la
última letra que denota los distintos destinos de la fibra (nodo, acera, edificio, hogar).
3. CAPITULO I
Planteamiento del Problema
A escala global, el auge de las telecomunicaciones ha crecido
exponencialmente en un mundo cada vez más interconectado que demanda cada día
más ancho de banda para poder usar los servicios que pueden utilizar a través de
teléfonos móviles y fijos, tabletas, computadores de escritorio, laptops, televisores,
entre otros dispositivos. Por tanto, los operadores se han visto en la necesidad de
mejorar sus redes y en la mayoría de los casos, hacer uso de los sistemas de
comunicaciones que utilizan a la fibra óptica como medio de transmisión.
Desarrollados en la década de 1970, los sistemas de comunicación de fibra
óptica fomentaron una revolución en la industria de las telecomunicaciones,
desbancando el papel desempeñando por años que usaban los cables de cobre para la
transmisión eléctrica. Actualmente es usada por empresas de telecomunicaciones para
prestar un servicio de transmisión de señales telefónicas, comunicación vía Internet y
señales de televisión por cable.
De acuerdo con Milano (2003), las redes basadas en anillos de fibra óptica
proporcionan una alta confiabilidad, disponibilidad y ofrecen a los clientes anchos de
banda más elevados que los que se ofrecen con otras arquitecturas de redes hoy en día
en operación, como los cables de cobre. En este advenimiento de la era de la
información y la comunicación, la fibra óptica juega un rol protagónico en las redes
del mundo desarrollado, siendo sus ventajas mayores que sus desventajas.
En un principio, el desarrollo de esta infraestructura dentro de las ciudades era
relativamente difícil y los sistemas de fibra óptica eran complicados y costosos de
instalar y operar. Pero desde la década de los 90, cuando entraron en el ruedo varias
empresas a ofrecer esta tecnología, los sistemas de amplificación óptica se volvieron
comerciales, dando como resultado que la industria de telecomunicaciones haya
4. establecido una amplia red de comunicación interurbana y transoceánica de esta fibra,
siendo más accesible a la industria y operadores
De acuerdo con Milano (2003), las redes basadas en anillos de fibra óptica
proporcionan una alta confiabilidad, disponibilidad y ofrecen a los clientes anchos de
banda más elevados que los que se ofrecen con otras arquitecturas de redes hoy en día
en operación, como los cables de cobre. En este advenimiento de la era de la
información y la comunicación, la fibra óptica juega un rol protagónico en las redes
del mundo desarrollado, siendo sus ventajas mayores que sus desventajas.
En un principio, el desarrollo de esta infraestructura dentro de las ciudades era
relativamente difícil y los sistemas de fibra óptica eran complicados y costosos de
instalar y operar. Pero desde la década de los 90, cuando entraron en el ruedo varias
empresas a ofrecer esta tecnología, los sistemas de amplificación óptica se volvieron
comerciales, dando como resultado que la industria de telecomunicaciones haya
establecido una amplia red de comunicación interurbana y transoceánica de esta fibra,
siendo más accesible a la industria y operadores.
Justificación de la Investigación
Desde la creación de la fibra óptica, su misión ha sido reemplazar al antiguo
cableado de cobre y aunque esto evidentemente no se ha logrado, los beneficios de la
fibra son innegables, generalmente reflejados en la velocidad en la que se transmite la
información. En un sistema normal de cobre se puede alcanzar una velocidad máxima
de apenas 100Mb/s, mientras que en fibra óptica se puede llegar hasta 10Gb por
segundo y cada vez surgen nuevas fórmulas para multiplicar su velocidad hasta varios
terabytes.
La presente investigación se justifica ya que la misión de ICS Red es prestar
un servicio de gran calidad y disponibilidad, que satisfaga las exigencias y
expectativas de la clientela, atendiendo sus necesidades, mediante la utilización de
una infraestructura tecnológica adecuada. Por lo que el diseño de una red de
5. distribución de fibra óptica para aumentar la capacidad de transmisión a futuro en esta
provincia, está dentro de sus parámetros como organización comercial que apuesta
por la rentabilidad de su inversión, a la par que genera mejor calidad de vida para las
personas.
Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Proyectar el diseño de una red de distribución de fibra óptica que aumente la
capacidad de transmisión.
Objetivo Especifico
Determinar la necesidad de una red de distribución de fibra óptica para
aumentar la capacidad de transmisión.
Diagnosticar cuál sería la arquitectura idónea del tendido de fibra óptica.
6. CAPÍTULO II
Marco Teórico
Antecedentes de la Investigación
Diversos autores han realizado estudios relacionados con el diseño de una red
de distribución de fibra óptica. A continuación se muestran los principales que se
asemejan al objetivo de la siguiente investigación.
Titulo: Diseño de una red de acceso GPON para proveer servicios triple play (tv,
internet y telefonía) en el sector de la carolina a través de la red del grupo tvcable”.
Dejando como principal conclusión lo siguiente: “La red de acceso es la parte
de la red del operador más cercana al usuario final, por lo que se caracteriza por la
abundancia de protocolos y servicios. El método de encapsulación que emplea GPON
es GEM (GPON Encapsulation Method) que permite soportar cualquier tipo de
servicio (Ethernet, TDM, ATM, etc.). Por ese motivo GPON no sólo ofrece mayor
ancho de banda que otras tecnologías PON, además es mucho más eficiente y permite
a los operadores continuar ofreciendo sus servicios tradicionales (voz basada en
TDM, líneas dedicadas, etc.) sin tener que cambiar los equipos instalados donde el
usuario final”.
Titulo: “Red de Distribución Óptica (ODN), para la actualización de la red de
acceso, en los sectores de Ficoa y Miraflores – CNT – EP Tungurahua (Ecuador)”,
cuyo objetivo general fue analizar la afectación de la red de acceso actual, en la
calidad y capacidad de transmisión de datos, en los sectores mencionados. Su
metodología fue cuantitativa, descriptiva y de campo, encuestando a 135 personas.
Como conclusión se obtuvo que entre las ventajas de implementar una red de
distribución óptica se verán reflejadas a nivel de la empresa y usuario finales,
permitiendo a la CNT – EP Tungurahua contar con herramientas de último nivel
7. tecnológico de manera que se administre de mejor manera todos los recursos. El
vínculo principal con el presente trabajo de grado está en que el diseño de una red de
distribución de fibra óptica a futuro ayudará a modernizar la comunicación, mejorar
la transferencia de datos, optimizar los medios físicos de transporte de la información
de manera que sean eficaces, eficientes y precisos, disponer de tecnologías de
transporte de datos actuales, proyectarse a ofrecer nuevos servicios bajo una misma
infraestructura.
Bases Teóricas
La fibra óptica
Es un elemento importante en la transmisión de información, es una hebra
delgada no más delgada que un cabello que es de vidrio o silicio, el cable de fibra está
compuesto por el manto, recubrimiento, chaqueta, tensores, núcleo. Lo que se
transmite son pulsos de luz que indican los bits y también la intensidad de luz indican
la diferencia de bits. La transmisión de luz debe tener un ángulo de incidencia
adecuado para que pueda rebotar la luz y se pueda propagar a distancias grandes y si
no rebota se refracta y se pierde la luz. (Martín Pereda, 2005)
Figura Nº 1: Partes de la fibra
8. De acuerdo con Martin (2005), existen tres tipos de fibras: a) Fibra
monomodo, b) Fibra multimodo de índice gradiente gradual, y c) Fibra multimodo de
índice escalonado.
Fibra monomodo.
La fibra tiene mayor capacidad de transporte de información que otros
muchos elementos. La fibra monomodo tiene una banda de paso del orden de los 100
GHz/km.
La transmisión de luz es lineal, tiene trayectoria recta, por eso; ha ganado el
nombre de monomodo, estas fibras tiene el núcleo del diámetro del mismo orden de
las señales ópticas que se están transmitiendo como de 5 a 8 mm. Su propagación es
de larga distancia alrededor de unos 300 km.
Fibra multimodo de Índice gradiente gradual:
Las fibras multimodo con índice gradual gradiente se basa en que el índice de
refracción en el interior no es el único en el núcleo, estas fibras permiten reducir la
dispersión entre todos los diferentes modos de propagación que están en el núcleo de
la fibra, existen 3 clases de fibra de índice gradual.
Fibra multimodo de índice escalonado
Las fibras Multimodo de índice escalonado se basan en vidrio, con una
atenuación de 30 dB/km, o plástico, con una atenuación de 100 dB/km. En estas
fibras su núcleo es de un material uniforme cuyo índice de refracción es superior al de
la cubierta que lo rodea. El paso desde el núcleo hasta la cubierta conlleva por tanto
una variación del índice.
Red de Distribución Óptica (ODN)
La red de distribución óptica se define como, el medio de transmisión óptica
desde la OLT (Terminación de Línea Óptica) hacia los usuarios y viceversa. Utiliza
sólo componentes ópticos pasivos. La red de distribución óptica (ODN: Optical
9. Distribution Network), proporciona el medio de transmisión óptico para la conexión
física de las ONU (Unidad de Red Óptica) con las OLT. La ODN está basada en
divisores ópticos pasivos y bifurcadores ópticos.
Briz F. (2010) detalla un conjunto de requisitos esenciales que influyen
directamente en las propiedades ópticas de la ODN:
1. Transparencia óptica a la longitud de onda: los dispositivos tales como
los bifurcadores ópticos, que no están previstos para realizar ninguna función,
deberán ser capaces de soportar la transmisión de señales en cualquier longitud de
onda en las regiones de 1310 nm y 1550 nm.
2. Reciprocidad: la inversión de los puertos de entrada y salida no
producirá cambios importantes en la pérdida óptica a través de los dispositivos.
3. Compatibilidad con la fibra: todos los componentes ópticos serán
compatibles con la fibra monomodo.
10. CAPITULO III
Marco Metodológico
Naturaleza De La Investigación
El presente proyecto de investigación, diseño de una red de distribución de
fibra óptica que aumente la capacidad de transmisión tendrá un enfoque cuantitativo
ya que se realizara pruebas para determinar el nivel de rendimiento del diseño de la
Red de Distribución Óptica.
Técnicas e instrumentos de recolección de datos
Las técnicas para recolectar datos, son los métodos empleados por el
investigador para reunir información relevante al estudio. Para recolectar la
información necesaria sobre la presente investigación, se hizo necesario realizar un
levantamiento de información y de esta forma establecer las bases que sustentarán la
identificación de la situación real de la problemática planteada, para así lograr los
objetivos planteados con anterioridad.
Fases De La Investigación
En el desarrollo de esta investigación se plantean tres etapas o fases dentro del
modelo operativo, estas son descritas a continuación:
Se aplicaran los siguientes tipos:
Investigación Exploratoria
Se basaran en las opiniones de personas que trabajen en departamento de
desarrollo de proyectos de telecomunicaciones y departamento encargado de fibra
óptica.
Investigación Descriptiva
Con el propósito de desarrollar y puntualizar como incidió el diseño de la Red
de Distribución Óptica, con el propósito de poder tener los requerimientos necesarios
11. para poder aplicar y brindar las nuevas y más actuales tecnologías de transmisión de
datos.
12. Referencias
Milano, F. (2003). Diseño, implantación y operación de una red multiservicio
basado en anillos de fibra óptica. Trabajo de Grado presentado para optar al título
de Especialista en Comunicaciones y Redes de Comunicación de Datos. Universidad
Central de Venezuela (Caracas).
PABÓN TACO, Diana Patricia, “Diseño de una Red de Acceso GPON para
provee servicios de Triple Play (TV, INTERNET y TELEFONÍA) en el sector de
la carolina a través de la red del Grupo TV Cable”, Quito, Ecuador, Escuela
Politécnica Nacional, Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, 2009, 166p
Martin P. J. (2005). Sistemas y redes ópticas de comunicaciones. Madrid: Prentice
Hall,
Briz F. (2010): “Ingeniería de Control” [Página web en línea] Disponible:
http://isa.uniovi.es/Programa_Ingenieria_de_Control.htm [Consulta: 2011, Mayo
30].