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SISTEMAS AVANZADOS DE TRANSMISION I 208001A_474

Unidad 2: Tarea 2- Aplicar métodos y topologías para la implementación de redes de transporte y distribución con fibras ópticas.

PRESENTADO POR: JAVIER GONZALO SAENZ Código 79.971.009 OSCAR DAVID VELASQUEZ Código: 1018431278 EDGAR BASILIO CONTRERAS Código: 1015398018 ANDRES OCTAVIO REYES Código: 80097546

PRESENTADO A: FRANCISCO FERNANDEZ

TUTOR GRUPO: 208001_3

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES SISTEMAS AVANZADOS DE TRANSMISION I BOGOTA, NOVIEMBRE 2 DE 2018

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INTRODUCCIÓN

En esta tarea 2 aplicaremos métodos de implementación de redes de transporte y distribución en fibra óptica, a partir de la caracterización de las fibras ópticas de última generación, demostrando el desarrollo de sus habilidades técnicas, por último, en grupo desarrollaremos un problema donde brindar el servicio de internet banda ancha y otros servicios posibles a un corregimiento de 200 clientes posibles. A partir de esto, notamos que este curso tiene relación y es de suma importancia para nuestra vida cotidiana, ya que nos permitirá dar soluciones a problemas en las telecomunicaciones y del mundo real. De allí, como resultado el presente trabajo.

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TABLA DE INFORMACIÓN

INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................. 2 TABLA DE INFORMACIÓN ................................................................................................................ 3 CUERPO DEL TRABAJO ..................................................................................................................... 4 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. .............................................................................................. 14

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CUERPO DEL TRABAJO

1.

Cada estudiante debe revisar el entorno de conocimiento y realizar las lecturas de la unidad 2, para el desarrollo de los siguientes puntos:

1.1- Realice una breve descripción o argumentación de los aspectos más importantes de las “Redes De Acceso PON (GPON, NG-PON1 Y NG-PON2)”, como son: capacidades, velocidad, cobertura, servicios y otros que así usted considere importante. 

Redes PON: las redes ópticas pasivas (PON) de banda ancha, permiten utilizar un enlace a varios usuarios al mismo tiempo, sin la necesidad de utilizar elementos activos, es decir, componentes electroópticos que aumentan (regeneran) la señal.

 GPON: Gigabit PON es otra tecnología perteneciente a la arquitectura PON. A día de hoy, se trata del estándar más avanzado sobre el que se sigue aun trabajando. Cabe destacar que es una evolución de las redes BPON, por lo cual, al igual que este, se basa en el protocolo ATM. Fue creado con el principal objetivo de poder ofrecer un ancho de banda mucho más alto que sus predecesores, y por tanto lograr una mayor eficiencia para el transporte de servicios de hoy en día Características: ¬Al igual que las demás arquitecturas utiliza la fibra monomodo estándar (ITU-T G.652).  Las velocidades de transmisión varían desde los 150Mbps hasta los 2Gbps: 4

- Downstream: 1244 ó 2488Mbps - Upstream: 155, 622, 1244 ó 2488Mbps  La máxima relación de división óptica es mayor que sus predecesoras, es de 64.  La longitud de la fibra está comprendida entre los 10 y los 20 km.  Se añaden más herramientas de seguridad. Se utiliza cifrado AES para los datos de usuario.  La trama de GPON, GEM tiene la siguiente estructura

 NG-PON1: A medio plazo comenzará a desplegarse XG-PON (NG-PON1), que emplea de nuevo TDM (Time Division Multiplexing), pero una mayor velocidad de línea que GPON. Se distingue entre XG-PON1, que soporta 10 Gbps descendentes o de la central a los usuarios (downstream) y 2,5 Gbps ascendentes o de los usuarios a la central (upstream), y XGS-PON, que soporta 10 Gbps simétrico; frente a los 2,5 Gbps descendentes y 1,25 Gbps ascendentes que soporta GPON. Mientras XG-PON1 es la tecnología predilecta para ONT (Optional Network Unit) en FTTH, XGS-PON lo es para MDU (Multi-Dwelling Units) en FTTB/C.  NG-PON2: A más largo plazo se desplegará WDM-PON, que emplea WDM (Wavelength Division Multiplexing), es decir, a cada ONU (Optical Network Unit) llega una longitud de onda (λ). En NG-PON2 también se está investigando en nuevos formatos de modulación como OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) o CDM (Code Division Multiplexing), en 40G TDM-PON, en TDM-WDMPON híbrido, etc.; sin embargo, WDM-PON es la tecnología más prometedora a corto plazo.  Las tecnologías requeridas para WDM-PON están disponibles hoy en día y existen ya pequeños despliegues comerciales por parte de LG-Ericsson empleando sistemas propietarios. Por ello, es necesario avanzar en la estandarización y conseguir una reducción de costes de los componentes ópticos para ser consideradas aptas para despliegues masivos. El grupo NGA2 del FSAN ya ha comenzado el proceso de estandarización de WDM-PON, si bien no se cree que hasta 2016 cuando esté completamente estandarizada y hasta 2017 optimizada en costes para comenzar con despliegues comerciales masivos.

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1.2- Realice una breve descripción o argumentación de los aspectos más importantes de las “Redes FTTN, FTTC, FTTB Y FTTH”, como son: capacidades, velocidad, cobertura, servicios, protocolo y otros que así usted considere importante como también que papel cumple o suple esta tecnología en la automatización. (no olvidar incluir las fuentes bibliográficas consultadas en el documento final). Redes FTTN, FTTC, FTTB Y FTTH CONCEPTO DE FTTX El acrónimo FTTx es conocido ampliamente como Fibre-to-the-x, donde x puede denotar distintos destinos. Los más importantes son: 

FTTH (home). En FTTH o fibra hasta el hogar, la fibra llega hasta el interior o fachada de la misma casa u oficina del abonado.



FTTB (building). En FTTB o fibra hasta el edificio, la fibra termina antes, típicamente 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 abonado.



FTTN (node o neightborhood). En FTTN o fibra hasta el vecindario, la fibra termina más lejos de los abonados que en FTTH y FTTB, típicamente en las inmediaciones del barrio.

Existen varias soluciones tecnológicas para ofrecer FTTx. Estas opciones suelen ser divididas en dos amplias categorías: PON (Passive Optical Networks), que no requieren de componentes electrónicos activos entre el usuario final y la central del operador; y ASON (Active Optical Network), donde hay instalados componentes electrónicos activos entre el usuario final y la central del operador. Las tecnologías PON (Passive Optical Networks) y, en especial GPON (Gigabit PON), son las que más atención han suscitado, pues al no requerir de dispositivos electrónicos u optoelectrónicos activos para la conexión entre el abonado y la central, suponen una inversión y unos costes de mantenimiento considerablemente menores que las tecnologías ASON. 6

La selección de la tecnología de fibra óptica y arquitectura adecuada depende de varios factores: disponibilidad y calidad de cobre en esa área, densidad de usuarios, estado competitivo o de colaboración con otros operadores, qué servicios y ancho de banda se quieren ofrecer, cuantía de inversión disponible y periodo de retorno aceptable, entorno regulatorio, etc.

https://www.ramonmillan.com/tutoriales/bandaanchafibraoptica.php

1.3- ¿Cuáles son las condiciones mínimas que se debe tener para la implementación de las tecnologías “Ethernet En La Primera Milla (EFM - IEEE 802?3ah)”, y en la actualidad son implementadas en el país?; nombre un ejemplo. Ethernet para la Primera Milla (EFM) está estandarizado y se conoce como IEEE 802.3ah. Su propósito es equipar la zona de entrada de un edificio con tecnología Ethernet. Los cables de cobre existentes (cables telefónicos), los nuevos cables de cobre o cables de fibra óptica podrán ser usados para tal propósito.

A continuación, el resumen de las principales características de la red EPON. Características Tasa de bits (Mb/s)

IEEE EPON Distribución: 1250 Retorno: 1250

Fecha de estandarización Código de Línea

8B/10B

División máxima

1:32

Alcance máximo

10 km

2004

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Características Protocolo básico Estándar Tecnología de acceso Seguridad en Downsteam OAM

IEEE EPON Ethernet IEEE 802.3ah TDMA No definida Ethernet OAM

ProCibernetica de Colombia tomó la solución de la red óptica pasiva para gigabit Ethernet (GEPON) como método de acceso óptico de alta velocidad que ha sido estandarizado por la IEEE como 802.3ah, y está tecnología a atraído la atención de algunos operadores de cable que han comenzado a proveer servicio de fibra óptica a los usuarios. ACTIVIDAD COLABORATIVA

Teniendo en cuenta el desarrollo de la actividad individual, el grupo planteará una solución al siguiente punto. 2.

Según la gráfica se requiere brindar el servicio de internet banda ancha y otros servicios posibles a un corregimiento de 200 clientes posibles (con proyección a expansión),teniendo en cuenta algunos análisis en relación a costos y tecnologías en el sector, se ha decidido que para este caso la mejor forma de llegar al cliente final es a atreves de una red híbrido de fibra-coaxial (HFC); es de destacar que esta tecnología permite el acceso a Internet de banda ancha utilizando las redes CATV televisión por cable, la cual puede brindar dos tipos de conexión a cliente una por cable coaxial a un nodo zonal y otra interconectándolo a los nodos zonales con fibra óptica; teniendo en cuenta que el flujo de información puede ser bidireccional. Como también estas redes cuentan con una Cabecera o “headend”, Red troncal o transporte, Red de distribución, Fuente de Poder y Red de alimentación o abonado final.

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2.1 Para implementar esta red se necesita en primera estancia realizar la toma de decisiones de que características, tipo, parámetros y cantidad de equipos requieres para llevar a cabo esta red; teniendo en cuento lo anterior se hace la consulta de: - ¿Qué componentes, características, topología y tecnología debe tener la “Red troncal o transporte” para suplir esta toma de decisión? Se utilizan medios físicos, tales como fibra óptica y cable coaxial, con el fin de transportar la mayor cantidad posible de comunicaciones, donde un enlace troncal será la conexión bidireccional que consta de un canal hacia adelante y un canal hacia atrás para lograr el flujo de información. De allí, que se dispondrá de dichos medios de transmisión de gran ancho de banda para el soporte de los servicios. Ahora bien, la implementación de esta red HFC nos permitirá extendernos a puntos más lejanos. Se precisa que esto nos asegura que la señal enviado por el suscriptor llegue al Headend con una buena calidad. Esa bi-direccionalidad de la red permite la implantación del servicio de acceso a internet en redes de TV a cable al usuario final. Por esto, la selección de la arquitectura HFC para que la banda sea compartida solamente entre los usuarios de un “Node”. Como elementos intervinientes en la composición de esta red, la topología estará basada en los siguientes elementos:  Cabecera  Red Troncal  Red de distribución Como topología se propone la implementación en anillo, mediante enlaces redundados. A continuación, se muestra como ejemplo la arquitectura típica de una red CATV HFC. Se tienen un anillo de fibra óptica que se encarga de distribuir la señal desde el centro emisor ubicado en la cabecera regional a una serie de concentradores (cabeceras locales). Cada uno de estos concentradores a su vez reenvían la señal también por fibra óptica a una serie de conversores opto-eléctricos y desde éstos mediante cable coaxial a los abonados. 9

- ¿Qué componentes, características, topología y tecnología debe tener la “Red de distribución” para suplir esta toma de decisión? Topología TREE AND BRANCH, las primeras redes utilizadas en CATV eran totalmente coaxiales y llamadas TREE AND BRANCH. Una red de CATV en architectura “Tree and Branch” es constituida de una gran cantidad de amplificadores troncales y amplificadores de línea, interconectados por cables coaxiales, desde el Headend hasta el cliente. Eses señales también pasan por TAPs e divisores de RF. Su estructura es parecida con un árbol con troncos y ramas (de ahí el nombre “Tree and Branch”), siendo el tronco constituido por los amplificadores troncales y las ramas por los amplificadores de línea y los TAPs. El posee un nivel considerable de intermodulación por su gran cantidad de activos en la red. (C/N) out=(C/N) in-(C/N) out Eso acaba causando una grande limitación física al crecimiento de la red en cualquier una de las tecnologías. También se puede tener interferencias causadas por intermodulaciones no lineares de 2ª y 3ª orden debido a la cualidad de los equipos electrónicos utilizados. La utilización de señales digitales en una red dese tipo es complicada, pero no es imposible. Si la red es muy bien planeada, ecualizada y protegida contra interferencias externas, se puede obtener señales de datos funcionales. Pero es algo muy difícil de alcanzar y dependerá de la modulación adoptada. La evolución de las redes TREE AND BRANCH son las redes hibridas que utilizan en si composición cables coaxiales y fibras ópticas. Esas redes actuales son llamadas redes HFC.

Tomado de: https://community.cisco.com/legacyfs/online/legacy/8/2/2/51228Las%20normas%20de%20red%20utilizados%20en%20TV%20por%20cable.pdf

Un enlace HFC es compuesto básicamente por la combinación pasivo o activa de diversas portadoras de vídeo y/o datos, analógicos y/o digitales, asignados en al Headend o en la Central de Procesamiento de Señales. Las señales combinadas son insertadas en varios transmisores ópticos, que son responsables por el transporte de la señal hasta los receptores ópticos, ubicados en diversos puntos de la red externa. El receptor óptico hace interfaz con la red coaxial, que transporta las señales combinadas hasta la residencia del cliente. 10

- ¿Qué tipo de fuente de poder características y tecnología debe tener este equipo para suplir esta toma de decisión en la red de distribución? Por lo general para este tipo de Fuentes se necesita una fuente Tipo rectificador ya que estos equipos trabajan a 48V entre los más conocidos tenemos los ZTE, los ELTECK O Huawei. 

ZTE Rack para exteriores usados por las compañías de telecomunicaciones, marca ZTE. Es un equipo que se puede sacar lo de adentro y usarlo como rack de exteriores, especial para instalaciones al aire libre de telecomunicaciones. Tiene un compartimiento para las baterías y otro para los equipos. Características: Medidas: Alto 2.07, Frente 0.75, Profundidad 0.67 Dividido en dos compartimientos, uno para equipamiento raqueadle, y otro para baterías u otros equipos. Puertas con sistema de cerradura. Sistema de ventilación independiente por cada compartimiento. Sistema de alarma (apertura de puertas, Sensor de movimiento, Temperatura y sirena). Iluminación interna para facilitar el trabajo. Trae todo lo necesario para ponerlo en funcionamiento. Tiene un rectificador a -48V que se lo puede sacar.



ELTEK Se ha establecido un nuevo estándar para la eficiencia en los rectificadores / cargadores en la familia Flatpack2 HE, la cual está disponible en diferentes voltajes y rangos de potencia, todos ellos con una eficiencia arriba del 96.5%. Con más de 4 billones de rectificadores instalados y con más de 1.9 millones de horas de operación, hacen que la familia Flatpack2 HE sea el único rectificador de Alta Eficiencia HE con un probado historial en campo. El rectificador Flatpack2 alimenta y a su vez hace la función de cargador de las baterías asociadas, para ofrecer un mayor tiempo de respaldo y evitar cortes en el servicio de la red de telefonía.



HUAWEI El R4850G2 es un rectificador digital que convierte los 85 ~ 300VAC a 53.5 VDC y posee los caracteres de alta Eficiencia, densidad de alta potencia, 11

inicio rápido, conexión en caliente, protección completa y bajo nivel de ruido. El rectificador adopta la última tecnología de control de potencia, implementa la función de monitoreo de los estados de cargas y del estado del rectificador en tiempo real. El voltaje de salida del rectificador puede ser ajustado a través del host.

- ¿Qué componentes, características, topología y tecnología debe tener la “Red de alimentación o abonado final” para suplir esta toma de decisión? Tecnología: 

FTTH (home). En FTTH o fibra hasta el hogar, la fibra llega hasta el interior o fachada de la misma casa u oficina del abonado.



FTTB (building). En FTTB o fibra hasta el edificio, la fibra termina antes, típicamente 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 abonado.



FTTN (node o neightborhood). En FTTN o fibra hasta el vecindario, la fibra termina más lejos de los abonados que en FTTH y FTTB, típicamente en las inmediaciones del barrio.

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CONCLUSIONES



Conocimos los dos tipos de Fibra Óptica como son la Multimodo y La Monomodo.



Investigamos los diferentes tipos de Redes De Acceso PON (GPON, NG-PON1 Y NG-PON2).



Encontramos los aspectos más importantes de las “Redes FTTN, FTTC, FTTB Y FTTH.



La elaboración de este trabajo nos permitió conceptualizar diferentes términos y reconocer el contenido del curso Sistemas avanzados de transmisión I.



El aplicar cada uno de los puntos desarrollados en el presente trabajo, fueron imprescindibles para dar orden y presentación al producto final.



De igual manera, se logró cumplir con los requerimientos solicitados y correspondientes a la Tarea 2.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

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Redes

de

Altas

Prestaciones.

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November

2,

2018,

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