Descripción de los conceptos fundamentales de redes ópticas pasivas (PON): elementos de la red de acceso óptica, topologías, variantes FTTx, protocolos (TDM y TDMA), tecnologías y estándares (BPON; GPON y EPON) y beneficios.
2. Redes de acceso
CUBREN LA “ÚLTIMA MILLA”: CONECTA CLIENTES CON PROVEEDORES DE SERVICIO
RN
Service Platforms
LT
CO:
LT:
RN:
NIU:
Central Office
Line Termination
Remote Node
Network Interface Unit
Feeder
Network
RN
NIU
Distribution
Network
NIU
…
CO
…
Backbone
…
NIU
NIU
Usuarios
corporativos y
residenciales
3. Tecnologías de acceso habituales
POTS (STB): Servicio Telefónico Básico
xDSL: Digital Suscriber Line
HFC: Cable
PON: Passive Optical Networks
BWA / WiMAX
GSM/GPRS
UMTS/LTE
4. Estructura de un acceso PON
LT
RN
NIU
Coaxial
OLT
Tx
PSTN
TDM
Switch clase 5
Rx
TDMA
ONU
Vídeo
OLT:
ONT:
ONU:
PSTN:
LAN:
WLAN:
TDM:
TDMA:
Splitter:
…
ONT
Splitter
Internet
Nivel 3: router
Niveles 1-2:
ATM/Ethernet
Optical Line Termination (terminación línea óptica)
Optical Network Terminal (terminal red óptica)
Optical Network Unit (unidad de red óptica)
Public Switched Telephone Network (Red Telefónica Conmutada Pública)
Local Area Network
Wireless LAN
Time Division Multiplexing
Time Division Multiple Access
Divisor (óptico)
Par trenzado
Ethernet
LAN /
WLAN
5. OLT (Optical Line Terminal)
Coaxial
OLT
Tx
PSTN
TDM
Switch clase 5
Rx
TDMA
ONU
Vídeo
OLT:
ONT:
ONU:
PSTN:
LAN:
WLAN:
TDM:
TDMA:
Splitter:
…
ONT
Splitter
Internet
Nivel 3: router
Niveles 1-2:
ATM/Ethernet
Optical Line Termination (terminación línea óptica)
Optical Network Terminal (terminal red óptica)
Optical Network Unit (unidad de red óptica)
Public Switched Telephone Network (Red Telefónica Conmutada Pública)
Local Area Network
Wireless LAN
Time Division Multiplexing
Time Division Multiple Access
Divisor (óptico)
Par trenzado
Ethernet
LAN /
WLAN
6. OLT (Optical Line Terminal)
EXTREMO DEL PROVEEDOR EN UNA RED PON Y SITUADO EN SUS INSTALACIONES
Punto de CONTROL de la red PON
Situado en instalaciones del proveedor del
servicio
Dos funciones principales
Conversión de señales eléctricas a señales
ópticas
Multiplexado de los otros extremos de la red PON
(ONTs / ONUs)
Realiza broadcast aguas abajo a todos los
elementos que cuelgan de ella (P2MP – TDM))
(ONT / ONU)
Recibe tráfico aguas-arriba de las ONT/ONU
dirigidas directamente a la OLT (P2P - TDMA)
7. Divisor Óptico (splitter)
Coaxial
OLT
Tx
PSTN
TDM
Switch clase 5
Rx
TDMA
ONU
Vídeo
OLT:
ONT:
ONU:
PSTN:
LAN:
WLAN:
TDM:
TDMA:
Splitter:
…
ONT
Splitter
Internet
Nivel 3: router
Niveles 1-2:
ATM/Ethernet
Optical Line Termination (terminación línea óptica)
Optical Network Terminal (terminal red óptica)
Optical Network Unit (unidad de red óptica)
Public Switched Telephone Network (Red Telefónica Conmutada Pública)
Local Area Network
Wireless LAN
Time Division Multiplexing
Time Division Multiple Access
Divisor (óptico)
Par trenzado
Ethernet
LAN /
WLAN
8. Divisor Óptico (splitter)
DISPOSITIVO PASIVO QUE SEPARA 1 SEÑAL ÓPTICA DE ENTRADA EN N FIBRAS (1:N)
Splitter 1:2
Splitter 1:32 para montar en rack
La señal enviada a
ONT/ONU es la misma
que reciben
Suele realizar la
función DIVISOR
aguas abajo y
ACOPLADOR aguas
arriba
Pérdidas (en dB)
Pérdidas de Inserción
(Insertion loss, IL): por
inserción del dispositivo
en el camino de la señal.
Pérdidas de retorno
(return loss, RL) : por
reflejo de señal.
Fibras en la salida de una OLT
Splitter 1:64
9. ONT / ONU (Optical Network Terminal / Unit)
Coaxial
OLT
Tx
PSTN
TDM
Switch clase 5
Rx
TDMA
ONU
Vídeo
OLT:
ONT:
ONU:
PSTN:
LAN:
WLAN:
TDM:
TDMA:
Splitter:
…
ONT
Splitter
Internet
Nivel 3: router
Niveles 1-2:
ATM/Ethernet
Optical Line Termination (terminación línea óptica)
Optical Network Terminal (terminal red óptica)
Optical Network Unit (unidad de red óptica)
Public Switched Telephone Network (Red Telefónica Conmutada Pública)
Local Area Network
Wireless LAN
Time Division Multiplexing
Time Division Multiple Access
Divisor (óptico)
Par trenzado
Ethernet
LAN /
WLAN
10. ONT / ONU (Optical Network Terminal / Unit)
EXTREMO DE UNA RED PON EN INSTALACIONES DEL CLIENTE
Diferenciación:
ONT: Un solo punto de terminación.
ONU: Más de un punto de terminación
Situado en instalaciones del cliente o
próximas
Funciones principales
Conversión de señales ópticas a eléctricas
Demultiplexación de señal (Voz, TV e Internet)
Toma energía de la red eléctrica del cliente y la
suministra a terminales
11. La fibra óptica
Coaxial
OLT
Tx
PSTN
TDM
Switch clase 5
Rx
TDMA
ONU
Vídeo
OLT:
ONT:
ONU:
PSTN:
LAN:
WLAN:
TDM:
TDMA:
Splitter:
…
ONT
Splitter
Internet
Nivel 3: router
Niveles 1-2:
ATM/Ethernet
Optical Line Termination (terminación línea óptica)
Optical Network Terminal (terminal red óptica)
Optical Network Unit (unidad de red óptica)
Public Switched Telephone Network (Red Telefónica Conmutada Pública)
Local Area Network
Wireless LAN
Time Division Multiplexing
Time Division Multiple Access
Divisor (óptico)
Par trenzado
Ethernet
LAN /
WLAN
12. La fibra óptica
Hilos que guían la luz.
Tipos
Monomodo:
Multimodo:
La luz circula por un solo camino (modo)
Menor atenuación y mayor ancho banda
La luz circula por varios caminos (modos)
Electrónica y conectores más baratos
Partes:
Core + Cladding: conducen luz usando su
diferente índice de refracción.
Coating (opcional): protege el cladding
pero no añade capacidades ópticas.
Strengthening fibers (opcional): en indoor.
Cubierta exterior (buffer + jacket)
Jacket
Strengthening fibers
Coating
Cladding
Empalme
Fusión (pérdidas: 0,02 dB)
Pegamentos (pérdidas: 0,2 dB)
Mecánico (pérdidas: 0,5 dB)
Core
Buffer
13. TDM y TDMA
MULTIPLEXACIÓN EN EL TIEMPO: CADA CANAL USA UNA RANURA TEMPORAL
TDM: Downstream
LT
RN
NIU
1
1
3
1
2
2
3
Splitter
OLT
3
1
2
2
3
1
3
1
2
2
3
1
3
1
2
2
3
ONU1
TDM: Time Division
Multiplexing
1
1
2
ONU2
2
3
ONU3
3
TDMA: Time Division
Multiple Access
TDMA: Upstream
LT
RN
1
1
3
1
2
2
3
Combiner
OLT
NIU
1
ONU1
1
1
2
2
2
3
ONU2
ONU3
2
2
2
3
Se utiliza
fundamentalmente en
transmisión digital
Usando la misma
frecuencia, cada canal se
aloja en una ranura
temporal
Mecanismo de acceso al
medio
Permite a varios usuarios
utilizar la misma frecuencia
en medio compartido
Cada usuario utiliza una
ranura temporal
Redes PON
La comunicación aguas
abajo (‘downstream’) es
TDM
La comunicación aguas
arriba (‘upstream’) es
TDMA
15. FTTx
FTTN
Fiber To The Node
Fiber To The Neiborhood
FTTC
Fiber To The Curb
Fiber To The Cabinet
FTTB
• Fibra finaliza en central del
proveedor de servicios
• Típicamente en el barrio de clientes
• Distancia mayor de 300 m.
• Fibra finaliza en cabina del
proveedor de servicios pero más
cerca del cliente
• Distancia menor de 300 m.
• Fibra hasta acometida (interior o
inmediaciones del edificio)
Fiber To The Building
Fiber To The Basement
FTTH
Fiber To The Home
• Fibra hasta interior del edificio
17. Ventajas del acceso PON
Mayores distancias de cobertura
(hasta 20 Km desde la central)
Mayores anchos de banda
Menores requerimientos de espacio
Reducción de tasas de fallos
Eliminación de:
Elementos activos
Equipos de conversión eléctrica
Interferencias electromagnéticas
Costes de energía
Controles medioambientales
Menores costes de mantenimiento
18. Anexo – Bibliografía
IEEE COMMUNICATIONS SOCIETY
Comunidad profesionales de las telecomunicaciones.
Patrocina publicaciones, conferencias, programas
educativos, actividades y comités técnicos
Autores: Stephen Weinstein, Yuanqiu Luo, Tin Wang
‘THE COMSOC GUIDE TO PASSIVE OPTICAL NETWORKS’
Editorial: Wiley
Páginas: 200
ISBN: 978-0-470-16884-4