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• Geovanny Merino

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FACULTAD DE ENERGIA, LAS INDUSTRIAS Y LOS RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES CARRERA DE INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

TRÁFICO Y TELEFONÍA.

TEMA:

INSTALACIONES TELEFÓNICAS PLANTA EXTERNA. Módulo: VII

INTEGRANTES: -

Enrique Merino. Carlos Narváez. Paul Álvarez.

28 de junio de 2017 Loja – Ecuador

Tabla de contenidos 1. Objetivos 2. Antecedentes 3. Red Troncal (Feeder) 4. Armarios de distribución (FDH) 5. Red de distribución óptica (ODN) 6. Red de acometida (DROP) 7. Balance Óptico 8. Materiales y presupuesto 9. Recomendaciones 10. Conclusiones

OBJETIVOS 

Diseñar la red GPON FTTH del sector sur del cantón Loja que comprende al barrio la Argelia específicamente la zona comprendida al sur con la calle Anton Philips, al norte con Thomas Alva Edisson, al este la Av. Pio Jaramillo Alvarado y al oeste con Teodoro Wolf.

Específicos   

Dimensionar la red troncal, la red de distribución óptica, y la red de acometida, así como dimensionar los armarios FDH. Definir la mejor ruta para las redes: troncal, distribución óptica y de acometida. Realizar el balance óptico de la red multiservicios FTTH.

1. ANTECEDENTES A finales de los años 90, PON comenzó a ser considerado tanto por las operadoras como por los suministradores como una interesante solución para ofrecer acceso de fibra óptica hasta los usuarios residenciales. Su naturaleza punto a multipunto, resultaría en ahorros significativos en la instalación de la fibra óptica y en interfaces ópticos. Además, PON no requiere de dispositivos electrónicos u optoelectrónicos activos para la conexión entre el abonado y el operador y, por lo tanto, supone una inversión y unos costes de mantenimiento considerablemente menores. El presente estudio detalla el diseño de la red de plata externa del Barrio “La Argelia” en el que se detallaran los elementos que la componen, las rutas de cada red y su estructura. La red responde al avance tecnológico que se está viviendo en la ciudad de Loja, especialmente en su cruzada hacia la tecnología GPON, es por esto que se ha visto pertinente la realización del proyecto el cual en caso de ejecutarse mejorara notablemente la conectividad a muchos servicios como lo son internet, telefonía, TV cable, etc. La red diseñada se encuentra ubicada en las calles Anton Philips, al norte con Thomas Alva Edisson, al este la Av. Pio Jaramillo Alvarado y al oeste con Teodoro Wolf. En la figura se puede observar la delimitación del área de cobertura del sector de estudio.

Fig. 1 Delimitación del área de cobertura del sector de estudio. El diseño consta de:  Red de dispersión  Red de Distribución  Red Troncal (Feeber)

2. RED TRONCAL

El nodo se encuentra ubicado en el barrio San Isidro, en las calles Av. Pio Jaramillo y Albert Einstein, en este lugar se encuentra una OLT de CNT EP.

Fig. 2 Ubicación del servidor OLT.

Las consideraciones que se tomaron en cuenta para el diseño de acuerdo a las normas tecnicas de la CNT EP son: 

El tendido de cable troncal FEEDER debe ser aereo.



Se considera para la red troncal FEEDER cables de fibra optica de alta capacidad de 288 hilos bajo el estandar ITU-T G.652D.



Cada armario debe fusionarse con un cable de fibra optica de baja capacidad de 12 hilos bajo el estandar ITU-T G 652D.



Para derivaciones de cable troncal FEEDER se podra utilizar cables de fibra optica de baja capacidad de 12, 48, 72 y 96 hilos bajo la norma ITU-T.G 652D.

Para el diseño de la red troncal FEEDER en el sector de estudio y teniendo en cuenta las consideraciones antes mencionadas, primero dimensionamos la capacidad del cable troncal FEEDER que saldra desde la OLT existente de la CNT EP para cubrir el armario FDH determinado en la red de dispersion, para ellos sabiendo que por cada armario deben fusionarse 12 hilos se necesitara … Seguidamente se planifico la ruta del tendido de cable troncal FEEDER de 48 hilos tendido por los postes. ARMARIOS DE DISTRIBUCIÓN

El armario de distribución es un gabinete metálico que permite la distribución organizada de fibra óptica, permite habilitar los hilos de fibra óptica del cable instalado a fin de conectarlos físicamente hacia las interfaces de los equipos de transmisión. Dentro del ODF se puede almacenar cierta cantidad de fibras, esto depende del número de vueltas de diferentes radios que se dé a la fibra óptica. La entrada de la fibra se realiza por la parte posterior y/o lateral izquierda de la bandeja. El ordenamiento de las fibras y los empalmes se llevan a cabo sobre la unidad organizadora (MDU). Para elegir la caja de distribución se considera el número de cables que se va a manejar en la red, el tipo de diseño que se estableció, y conocer en el ambiente que va ser colocada para que soporte ya sea ambientes externos o internos. Además, debe poseer expansión para nuevos Splitters en el caso que sea necesario.

Fig. 4 Armario de distribución

Los armarios están ubicados en: ARMARIO UBICACIÓN D_01 Alexander Von Humbolt y Luis Faraday D_02 Alexander Von Humbolt y Galileo Galilei

Fig. 3 Ubicación Geográfica de los armarios de distribución.

3. RED DE DISTRIBUCIÓN ÓPTICA (ODN).

Corresponde a la fibra que va desde la OLT de la CNT hasta el ONT en casa de los suscriptores, como se conoce GPON se caracteriza por ser una red con componentes pasivos, tal es el caso de la Red de Distribución Óptica (ODN) que no cuenta con elementos energizados. Está compuesta por los siguientes elementos: ODF. Es el elemento que interconecta el hilo de cada fibra óptica del cable feeder con el puerto PON de la OLT por medio de un Patch cord. Cable Feeder. Corresponde al cable o grupo de cables de fibra óptica que interconecta por cada hilo de Fibra óptica el distribuidor (ODF) con las puertas de entrada del Splitter primario que pueden ser armarios, FDB o mangas. Cable de distribución. se puede definir como el cable que conecta un Splitter primario con una caja de distribución, en este caso el splitter se encuentra en el armario GPON, pudiendo ser su capacidad de 12, 24, 48, 72 o 96 hilos. Splitter. Son elementos ópticos pasivos que sirven para dividir la señal óptica que ingresa a través de una o dos entradas, varias señales de salida introduciendo niveles de atenuación que se incrementan a mediad que la cantidad de puertas de salida aumenta. Los splitter primarios son de 2xn donde n= 2, 4, 8, 16, 32, 64, y los secundarios son de 1xn siendo n = 4, 16, 32, 64.

Cajas terminales. Son puntos de conexión entre la red de distribución y las conexiones individuales de cada abonado, constituyen un punto de corte para el mantenimiento de la red. Conectores. Son elementos que sirven para unir fibras, generalmente se los utiliza en las cajas de terminales de distribución. Los conectores más utilizados son los de tipo FC y SC.

Fig. 5 ODN

Descripción de la red Caja de distribución

Ubicación

óptica

Usuarios

Distancia al

conectados

Armario(m)

NAP A1

Condamine entre Alexander Von Humbolt y av. Pio Jaramillo Alvarado

10

297

NAP A2

Av. Pio Jaramillo entre Condamine y Anton

11

217

10

115

9

65

9

177

9

139

9

103

5

62

Philips NAP A3

Av. Pio Jaramillo entre Luis Renault y Condamine

NAP A4

Luis Renault entre av. Pio Jaramillo y Alexander Von Humbolt

NAP B1

Alexander Von Humbolt entre Condamine y Anton Phillips

NAP B2

Alexander Von Humbolt entre Condamine y Anton Phillips

NAP B3

Alexander Von Humbolt entre Luis Renault y Condamine

NAP B4

Alexander Von Humbol entre Luis Renault y Condamine

NAP C1

Teodoro Wolf entre Anton Philips y

4

256

9

188

8

91

y

8

63

Av. Pio Jaramillo entre Faraday Y Luis

9

169

9

112

7

71

10

33

10

242

y

11

208

Alexander Von Humbolt entre Francisco de

10

154

9

120

Von

6

234

Alexander Von Humbolt entre Albert

10

171

6

130

10

89

11

297

Condamine NAP C2

Teodoro Wolf entre Condamine y Luis Renault

NAP C3

Luis Renault entre Teodoro Wolf y Alenxander Von Humbolt

NAP C4

Luis

Renault

entre

Teodoro

Wolf

Alenxander Von Humbolt NAP D1

Renault NAP D2

Luis Faraday entre Av. Pio Jaramillo y Alexander Von Humbolt

NAP D3

Alexander Von Humbolt Entre Faraday y Luis Renault

NAP D4

Alexander Von Humbolt Entre Faraday y Luis Renault

NAP E1

Francisco de Caldas entre Av. Pio Jaramillo y Alexander Von Humbolt

NAP E2

Luis

Faraday

entre

Teodoro

Wolf

Alexander Von Humbolt NAP E3

Caldas y Luis Faraday NAP E4

Alexander Von Humbolt entre Francisco de Caldas y Luis Faraday

NAP F1

Albert

Einstein

entre

Alexander

Humbolt y Teodoro Wolf NAP F2

Einstein y Francisco de Caldas NAP F3

Alexander Von Humbolt entre Albert Einstein Y Galileo Galiley

NAP F4

Alexander Von Humbolt entre Galileo Galiley y Albert Einstein

NAP G1

Teodoro Wolf entre Francisco de Caldas y Albert Einstein

NAP G2

Teodoro Wolf entre Albert Einstein y Galileo

8

201

9

172

Von

9

88

Albert Einstein entre Alenxander Von

9

214

6

157

10

132

Von

7

54

Alenxander Von Humbolt entre Galileo

9

85

Galiley NAP G3

Teodoro Wolf entre Galileo Galiley y Thomas Alva Edisson

NAP G4

Galileo

Galiley

entre

Alexander

Humbolt y Teodoro Wolf NAP H1

Humbolt y av. Pio Jaramillo Alvarado NAP H2

av. Pio Jaramillo Alvarado entre Albert Einstein y Galileo Galiley

NAP H3

av. Pio Jaramillo Alvarado entre Thomas Alva Edisson

NAP H4

Galileo

Galiley

entre

Alexander

Humbolt y av. Pio Jaramillo Alvarado NAP I1

Galiley y Thomas Alva Edisson

4. RED DE ACOMETIDA (DROP). La red de acometida se define como el área de influencia de una caja de distribución (NAP), es decir la cantidad de abonados a servirse de dicha caja conforma el área de dispersión. De acuerdo a las normas de CNT se considera lo siguiente: -

Ubicar la demanda total en el mapa catastral georreferenciado en sus respectivos predios, para formar las áreas de influencia. Para definir el área de influencia de un NAP, se considera una ocupación del 80% y un 20% para ampliaciones de la capacidad total de los NAPs. La red no sobrepasara los 300 mts. No se debe cruzar vías principales o carreteras de alto tráfico con cables de acometida aéreos, en este caso se instala una NAP al otro lado de la vía principal. En el plano georreferenciado se deben dibujar los perímetros de las áreas de dispersión definidas por NAP y ubicar este elemento en poste, pozo o pared.

Tomando en cuenta que la capacidad máxima de una caja óptica es de 12 abonados y según la norma se debe utilizar solo el 80% de su capacidad, en el diseño se agrupa en un numero de 12 ONTs (abonados) máximo por caja de distribución óptica, pero hay que considerar que la NAP tienen un máximo de 16 abonados lo que cubriría las demandas futuras.

Las cajas de distribución óptica se ubican en postes procurando que quede lo más céntrica posible con respecto a las ONTs que cubrirá.

Fig. 6 Parte de la red acometida.

5. BALANCE OPTICO

CONSIDERACIONES GENERALES El balance óptico permite determinar si los equipos activos de la red GPON van a detectar y soportar la paciencia de la señal que se propaga en el sistema, evitando daños en los mismos o sobrecarga de potencia. Para el cálculo del balance óptico se utiliza la siguiente ecuación: 𝑃𝑟 = 𝑃𝑇𝑋 − 𝛼 𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿

(1)

Donde: 𝑃𝑟 : Potencia recibida (dBm) 𝑃𝑇𝑋 : Potencia máxima de emisión del transmisor óptico (dBm) 𝛼 𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 : Atenuación total

La recomendación UIT-T G.984.2 define umbrales Mínimos y Máximos de Potencia Óptica, tanto para la OLT Y ONT, los cuales determinarán cuales son los puntos de corte, tanto para establecimiento y caída de conexión, como de saturación.

Los elementos que causan una mayor atenuación en la red son los splitters, donde su atenuación depende del número de salidas y entradas en que se divida la señal. Bajo este concepto se considera según la norma G.984.2 los umbrales mínimos y máximos de potencia óptica entre la conexión entre OLT y ONT, los cuales se detallan a continuación: DESCRIPCION

OLT (dBm)

ONT (dBm)

Potencia mínima de emisión

1.5

0.5

Potencia máxima de emisión

5

5

Potencia mínima de recepción

-28

-27

Potencia máxima de recepción

-8

-8

0.5 dB

0.5 dB

Degradación óptica en sentido descendente

Tabla 2. Umbrales mínimos y máximos de potencia Óptica de OLT y ONT.

Para determinar el valor total de atenuación, se suman todas las pérdidas que generan los elementos de la ODN, en la siguiente tabla se puede observar las atenuaciones típicas de los mismos. DESCRIPCION

ATENUACION TIPICA (dB)

Conectores

0.5

Empalmes por fusión

0.1

Splitters 1 x 32 (Armario)

17.5

Fibra de longitud de onda 1310 nm

0.35 dB/Km

Tabla 3. Atenuaciones típicas de elementos de ODN.

CALCULO DE BALANCE OPTICO Culminado el diseño de los planos de la red ODN, se procede a realizar el cálculo del balance óptico en base al modelo “Masivos/Casas” de la CNT EP de la fig.

Fig. 7. Modelo Masivos/Casas de la CNT EP

Se comienza calculando el valor de atenuacion total, para lo cual se determina en las rutas de conexión OLT-ONT (usuario mas lejano) y OLT-ONT(usuario mas cercano), el numero de conectores, fusiones por emplame, splitters y la logintud del cable de fibra optica.

Asi de esta manera en los planos diseñados de la ODN se identifica el abonado mas lejano, tendiendo como resultado la ruta que parte desde la OLT hacia el armario FDH, luego pasando por la caja de distribucion optica NAP A1 del mismo armario y finalizando en la ONT mas lejana. Para el cálculo de las distancias se debe tener en cuenta que la distancia máxima entre OLT y ONT no debe superar los 20 Km. A continuación, se presenta el cálculo del valor de atenuación para el usuario más lejano para un enlace con longitud de 1330nm.

ELEMENTO

UNIDADES

ATENUACION TIPICA

Conectores

U

0.5 dB

Empalmes de fusion

U

0.1 dB

U

17.5 dB

Distancia OLT a FDH

Km

0.35 dB/Km

Distancia de FDH a

Km

0.35dB/Km

Km

0.35dB/Km

9 Splitters 1 x 32

CANTIDAD

1

TOTAL (dB)

17.50

(Armario)

NAP A1 Distancia de NAP A1 a ONT TOTAL Tabla 4. Calculo del valor total de atenuación del abonado más lejano.

Primeramente, se calcula el valor de atenuación total. para lo cual se determina en las rutas de conexión OLT-ONT (usuario más lejano) y OLT-ONT (usuario más cercano), el número de conectores. fusiones por empalme, splitters y la longitud del cable de fibra óptica. Así de esta manera en los planos diseñados de la ODN se identifica el abonado más lejano, tendiendo como resultado la ruta que parte desde la OLT hacia el armario FDH # 9, luego pasando por la caja de distribución óptica NAP A1 del mismo armario y finalizando en la ONT más lejana. En todo este trayecto se tiene 9 conectores. un armario óptico de 9 splitters de 1 x32 y 9 empalmes por fusión. En la Tabla 2.5 se presenta el cálculo de la atenuación total para el abonado más lejano.

Valor de atenuación para el usuario más cercano para un enlace de 1310nm ELEMENTO

UNIDADES

ATENUACION TIPICA

Conectores

U

0.5 dB

Empalmes de fusion

U

0.1 dB

U

17.5 dB

Distancia OLT a FDH

Km

0.35 dB/Km

Distancia de FDH a

Km

0.35dB/Km

Km

0.35dB/Km

9 Splitters 1 x 32

CANTIDAD

1

TOTAL (dB)

17.50

(Armario)

NAP A1 Distancia de NAP A1 a ONT TOTAL Tabla 5. Calculo del valor total de atenuación del abonado más cercano. Tomando en cuenta el valor total de atenuación de los dos casos anteriormente calculados y el umbral de potencia máxima de emisión de la OLT según la tabla 2, se procede a calcular el balance óptico mediante la ecuación 1. De esta manera el usuario más lejano se obtiene:

𝑃𝑟 = 5 𝑑𝐵𝑚 − 𝑑𝐵 𝑃𝑟 = Para el usuario más cercano se obtiene: 𝑃𝑟 = 5 𝑑𝐵𝑚 − 𝑑𝐵 𝑃𝑟 = Como se puede observar, los resultados del balance óptico obtenidos se encuentran dentro del límite del rango de sensibilidad del equipo receptor como se puede observar en la tabla

6. MATERIALES Y PRESUPUESTO.

7. RECOMENDACIONES.  

En la proyección de cajas de distribución de la red de dispersión se recomienda verificar la disponibilidad de espacio físico en cada uno de los postes destinadas a las mismas. La ubicación de los armarios ópticos en la red de distribución se los debe proyectar en un sitio óptimo para un fácil mantenimiento preferiblemente esquinero, verificando



que no quede cerca a puertas, ventanas, garajes, o de que de alguna manera interfiera con la libre circulación de las personas. En el diseño de la red troncal FEEDER para la conexión de todos los armarios ópticos, elegir la ruta donde se tenga el menor número de empalmes posibles ya que estos representan puntos de fallas que a futuro pueden afectar el funcionamiento de la red.

8. CONCLUSIONES. 1. Se estableció los requerimientos tecnológicos para implementar la red GPON. Para conseguirlo, se verificó la disponibilidad de OLT en el sector, así como también la del cable feeder. Se constató que el sector solo se había implementado la red de cobre que se distribuía de forma aérea por lo que se realizó un nuevo levantamiento de información para aplicar la red GPON. 2. Mediante el estudio de los aspectos de la tecnología GPON, se pudo identificar que en la red de distribución el uso de dos niveles de splitter es muy ventajoso, debido a que de esta forma el segundo nivel de splitter estará lo más cercano posible al usuario con lo cual se consigue un ahorro significativo de cable de fibra óptica.

3. En el diseño de la red de distribución se consideró las 33 cajas de distribución óptica, las cuales se conectan a dos armarios de distribución FDH, los mismos que cuentan con capacidad de 9 splitters cada uno con relación de 1:32. 4. Se presentó un diseño de la ODN, lo cual establece la red feeder y la red de distribución, regidas a la normativa de diseño y construcción de la CNT E.P. Esto nos garantiza un correcto funcionamiento del equipamiento activo, así como también del pasivo de la red óptica

9. ANEXOS

Imágenes del Nodo a utilizar. 2. Imágenes de la Zona de Cobertura. 3. Plano de la distribución de la red desde el Nodo a hasta los usuarios.