ANÁLISIS Y DISEÑO DE UN ENLACE POR FIBRA ÓPTICA ENTRE …
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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA MÉRIDA - VENEZUELA
ANÁLISIS Y DISEÑO DE UN ENLACE POR FIBRA ÓPTICA ENTRE LAS
CIUDADES DE EL VIGIA Y SANTA BÁRBARA DEL ZULIA.
Trabajo presentado como requisito parcial para optar al
Título de Ingeniero Electricista
Br. Elizabeth Del Valle Vásquez Torres Tutor Académico: Prof. José A. Contreras. Tutor Industrial: Ing. Carlos Pérez.
Noviembre, 2003
ANÁLISIS Y DISEÑO DE UN ENLACE POR FIBRA ÓPTICA
ENTRE LAS CIUDADES DE EL VIGÍA Y SANTA BÁRBARA
DEL ZULIA
BR. ELIZABETH DEL VALLE VÁSQUEZ TORRES.
El trabajo de grado titulado “Análisis y Diseño de un Enlace por fibra
Óptica entre las ciudades de El Vigía y Santa Bárbara del Zulia”, presentado por
Elizabeth del Valle Vásquez Torres, en cumplimiento parcial de los requisitos para
optar al Título de Ingeniero Electricista, fue aprobado por el siguiente jurado.
______________________ ______________________ Prof. Zulima Z. Barboza M. Prof. José R. Uzcátegui. C.I: C.I.: ________________________ Tutor Prof. José Andrés Contreras. C.I.:
ii
AGRADECIMIENTOS A ti Dios y a la Virgen María que siempre me escuchan y me brindan su amor,
dándome salud y fortaleza indispensables para alcanzar mis metas.
A mis Padres, por su infinito amor, por creer en mi y apoyarme en todo
momento.
A mis Hermanos, gracias por su ejemplo, ayuda y cariño.
A la Universidad de Los Andes y Profesores por brindarme sus
conocimientos, especialmente al Prof. José Andrés Contreras por la confianza
depositada en mi y por los sabios consejos que generosamente me brindó.
Al Ingeniero Carlos Pérez y al T.S.U. Eccio Rojas por sus valiosas
colaboraciones y asesorías.
A la Empresa CANTV y al Personal Técnico que labora en la Unidad de
Transmisión MÉRIDA I: Gracias por toda la ayuda recibida y por el trato cordial con
que siempre fui tratada.
Eternamente agradecida de todas las personas que me brindaron su cariño y
apoyo incondicional, sin ustedes no pude haber llegado hasta aquí.
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ÍNDICE GENERAL Aprobación......................................................................................................................... iiAgradecimientos................................................................................................................. iiiÍndice General..................................................................................................................... ivÍndice de Tablas.................................................................................................................. viÍndice de Figuras................................................................................................................. viiResumen ............................................................................................................................. viii Introducción........................................................................................................................ 1 Capítulo I: Presentación del Proyecto................................................................................. 41.1 Definición del Proyecto................................................................................................ 41.2 Antecedentes................................................................................................................. 41.3 Justificación del Proyecto.............................................................................................. 61.4 Objetivo General y Específicos.................................................................................... 81.5 Alcances del Proyecto................................................................................................... 8 Capítulo II.: Marco Metodológico...................................................................................... 10 Capítulo III: Análisis preliminar para el Diseño del Enlace entre SBZ – EVI................... 143.1 Estudio Geográfico-Climatológico de la región........................................................... 143.2 Selección de la Ruta para el cable de Fibra Óptica...................................................... 173.3 Puntos de Repetición del Sistema................................................................................. 193.4 Tipo de Tendido........................................................................................................... 203.5 Consideraciones que se deben tomar en cuenta para la selección del Cable de Fibras Ópticas.............................................................. 24 Capítulo IV: Dimensionamiento del Sistema a Instalar..................................................... 264.1 Análisis de la Capacidad Actual del Sistema............................................................... 264.2 Estimación del Factor de Crecimiento del Sistema...................................................... 284.3 Construcción de la Matriz de Tráfico........................................................................... 344.4 Determinación de Las Tramas (STM) a partir de la Matriz de Tráfico........................ 354.5 Determinación de los Equipos que componen el enlace.............................................. 38 4.5.1 Requerimientos del Enlace Entre SBZ – EVI..................................................... 38 4.5.2 Recomendaciones de la UIT-T que se aplican a los Componentes del Enlace Óptico.......................................................................... 41 4.5.3. Selección de los Componentes Ópticos.............................................................. 42 Capítulo V: Cálculos del enlace entre SBZ – EVI........................................................... 485.1 Cálculos de los Parámetros involucrados en el Presupuesto de Potencia..................... 48
iv
5.2 Evaluación de los resultados obtenidos......................................................................... 575.3 Descripción del Enlace propuesto para la ruta SBZ – EVI........................................... 58Conclusiones....................................................................................................................... 61 Recomendaciones .............................................................................................................. 64 Bibliografía......................................................................................................................... 66 Anexo A.............................................................................................................................. 68Anexo B.............................................................................................................................. 70Anexo C.............................................................................................................................. 72Anexo D.............................................................................................................................. 101Anexo E.............................................................................................................................. 104
v
INDICE DE TABLAS
Tabla 3.1: Ubicación de los puentes en la carretera principal El Vigía – Santa Bárbara del Zulia........................................................ 18Tabla 4.1: Distribución de las Tramas E1 en la dirección SBZ - MER.................. 29Tabla 4.2: Cantidad de Flujos E1 por servicios, con Factor de Crecimiento correspondiente al Año 2003, de la Estación Central SBZ.................... 33Tabla 4.3: Crecimiento Anual del 10 % de Flujos E1 para la ruta SBZ– MER.................................................................................. 33Tabla 4.4: Matriz de Tráfico para la ruta SBZ - EVI para el año 2003................... 35Tabla 4.5: Crecimiento Anual del 10% de Flujos E1 para la Estación SBZ........... 37Tabla 4.6: Características de la Fibra Monomodo según la Recomendación G.652..................................................................................................... 46Tabla 4.7: Parámetros Específicos para la Interfaz Óptica L–4.2........................... 47Tabla 5.1: Presupuesto de Potencia......................................................................... 57Tabla 5.2: Características Principales del enlace SBZ- EVI................................... 59Tabla 5.3: Características Principales del Sistema SDH para el enlace SBZ – EVI..................................................................... 60
vi
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1: Trayectoria de una Llamada Telefónica desde EVI hasta SBZ y viceversa........................................................................... 5Figura 1.2.: Situación Actual de los Anillos 6 y 7.................................................... 7Figura 3.1: Corte transversal de una canalización con tubos PVC y ubicación de los Subductos y Cables de Fibras..................................
22
Figura 3.2: Vista transversal de una zanja para el cable de Fibra Óptica................ 23Figura 4.1: Jerarquía Plesiocrónica Digital utilizando Jerarquía Europea................ 27Figura 4.2: Distribución porcentual de las tramas E1 por servicio prestado en la Estación SBZ.................................................................. 30Figura 4.3: Crecimiento Anual del 10 % de los flujos E1 correspondientes a la ruta SBZ – MER.............................................................................
34
Figura 4.4: Crecimiento Anual del 10% para los flujos total E1 en la Estación Central SBZ, en un periodo de 20 años.......................... 37Figura 4.5: Configuración LTM para un Equipo Multiplexor, SDH........................ 40Figura 4.6: Esquema de un enlace punto a punto...................................................... 41
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RESUMEN
ANÁLISIS Y DISEÑO DE UN ENLACE POR FIBRA ÓPTICA ENTRE LAS CIUDADES DE EL VIGÍA Y SANTA BÁRBARA
DEL ZULIA.
Br. Elizabeth Del Valle Vásquez Torres. Tutor Académico: Prof. José A. Contreras. Tutor Industrial: Ing. Carlos Pérez La fibra óptica es el medio de transmisión más prodigioso y versátil en los actuales momentos que permite transmitir diferentes tipos de información, con un gran ancho de banda y altas velocidades, siendo su aplicación cada vez mayor en diferentes campos. La Empresa CANTV desarrolla en los actuales momentos el proyecto de la interconexión de las principales ciudades a través de una serie de anillos que abarcan todo el país. El presente proyecto forma parte de los desarrollos de CANTV y consiste en Analizar y Diseñar el Enlace por Fibra Óptica entre las ciudades de El Vigía y Santa Bárbara del Zulia, utilizando tecnología de transmisión SDH, con la finalidad de integrar estas ciudades a aquellos anillos. A través de la investigación bibliográfica, búsqueda en Internet, visitas a la zona en estudio y análisis de ingeniería, entre otros, se obtiene una propuesta para el enlace por fibra óptica el cual fue diseñado, analizado y validado mediante la selección de la mejor ruta para el cable, la elaboración de los planos del trayecto óptico, el tipo de tendido necesario, determinación de las características físicas del cable, análisis de la demanda de servicios, establecimiento de la trama SDH requerida, selección de los equipos que componen el enlace óptico y el análisis del presupuesto de potencia (power budget) del sistema. El sistema diseñado cumple con los parámetros de calidad establecidos por la UIT-T, las regulaciones de CONATEL y los estándares de la empresa CANTV.
Descriptores: Cota:
1 Fibra Óptica * TA 1800 V38
viii
1
INTRODUCCIÓN
La empresa CANTV es la pionera en el desarrollo de las telecomunicaciones
en Venezuela, dedicándose a la explotación e implementación de las nuevas
tecnologías en pro de la mejora y crecimiento de la prestación de servicios para la
población. Caracterizada como una empresa altamente competitiva, que persigue el
crecimiento tecnológico que le permita estar a la par de las grandes empresas de
telecomunicaciones a nivel mundial, se ha dedicado a implementar en el país la
interconexión de las principales ciudades a través del medio de transmisión con más
potencial y ventajas de hoy en día como lo es la fibra óptica.
Las fibras ópticas permiten transmitir una gran cantidad de información
(datos, telefonía, video) a una velocidad muy elevada a través de “un hilo de vidrio o
plástico”; siendo por ahora elevados los costos de instalación pero justificados, a
causa de la gran cantidad de ventajas que presentan.
El presente trabajo forma parte de un gran proyecto que la empresa CANTV
actualmente desarrolla: la interconexión de las principales ciudades a través de
enlaces ópticos, formando anillos que garanticen una permanente comunicación en
todo el país. El objetivo fundamental de éste proyecto es analizar y diseñar el enlace
por fibra óptica entre las ciudades de El Vigía y Santa Bárbara del Zulia,
implementando la tecnología SDH (Jerarquía Digital Sincrónica), ya que ésta es
actualmente la tecnología de vanguardia a nivel mundial. Una vez implementado el
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enlace directo entre ambas ciudades, se hará la inclusión de la ciudad de Santa
Bárbara del Zulia a los anillos 6 y 7, de los cuales forma parte actualmente la ciudad
de El Vigía, lo que permitirá ampliar las trayectorias de comunicación y garantizará
de esa manera que la comunicación no será interrumpida por eventuales fallas en el
sistema.
Este proyecto se elaboró a través de la Dirección y Coordinación de la Unidad
de Ingeniería de Proyectos y de la Unidad de Transmisión Mérida I, así cómo el
Departamento de Electrónica y Comunicaciones de la Escuela de Ingeniería Eléctrica,
de la Universidad de Los Andes, utilizando técnicas como revisión bibliográfica,
visitas de campo a la zonas de recorrido del enlace, búsqueda en Internet, análisis de
ingeniería, entre otros.
El proyecto que se presenta a continuación fue desarrollado en siete Capítulos
estructurados de las siguiente manera:
Capítulo I: Presentación del Proyecto, en éste se destacan los antecedentes del
sistema de comunicación entre ambas ciudades, la justificación del proyecto, el
objetivo general y los objetivos específicos que se persiguen.
Capítulo II: Marco Metodológico, se indican los procedimientos que se utilizaron
para la elaboración del proyecto.
Capítulo III: Análisis preliminar para el diseño del enlace entre SBZ – EVI,
constituido por el estudio previo de las características geográficas y climatológicas de
la Zona Sur del Lago de Maracaibo, la selección de la ruta del enlace, la forma de
tendido y las características físicas que debe poseer el cable.
3
Capítulo IV: Dimensionamiento del sistema a instalar, en este Capítulo se
determina la capacidad del sistema SDH que se instalará y se indican los criterios de
selección de los equipos para luego seleccionar los componentes del sistema óptico.
Capítulo V: Cálculos del enlace entre SBZ - EVI, se indican los cálculos teóricos del
sistema diseñado que determinen cuantitativamente la factibilidad del sistema.
Se culmina el trabajo aportando algunas recomendaciones adicionales para la
implementación del diseño y con una conclusión basada en las actividades del trabajo
y la experiencia adquirida.
Se incluye al final, unos anexos que permiten aclarar ciertos aspectos
planteados en el presente Trabajo de Grado.
Capítulo I: Presentación del Proyecto.
4
CAPÍTULO I
PRESENTACIÓN DEL PROYECTO
1.1 DEFINICIÓN DEL PROYECTO
El proyecto que a continuación se presenta consiste en el “Análisis y Diseño
de un Enlace por Fibra Óptica entre las Ciudades de El Vigía (EVI) y Santa Bárbara
del Zulia (SBZ)”, para la empresa CANTV.
1.2 ANTECEDENTES
El medio de comunicación que actualmente existe para la ruta SBZ – EVI es
un sistema de radioenlace por microondas que permite llevar el tráfico de voz y datos
a través de un radio digital marca Telettra de 34 Mbits/s con capacidad de dos flujos y
una reserva (2+1, 34 Mbits/s.), ubicado en la Central Telefónica de Santa Bárbara del
Zulia y sus respectivos radios espejos (radios digitales con la misma capacidad) de
igual manera en las repetidoras de Chiguará (ubicada en la población de Chiguará,
Edo. Mérida) y La Aguada (ubicada en la estación La Aguada, Edo. Mérida).
Así, un abonado que se encuentre en la ciudad de SBZ por ejemplo y desee
realizar una llamada a la ciudad de EVI, no requiere marcar código de área pues para
ambas ciudades corresponde el mismo código -0275- y a pesar de estar estas ciudades
localizadas geográficamente cerca, la llamada es reconocida como una llamada de
Capítulo I: Presentación del Proyecto.
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Larga Distancia Digital (LDD), debido al trayecto que debe seguir para llegar a su
destino.
En la Figura 1.1 se puede observar la trayectoria que sigue una llamada
telefónica entre ambas ciudades para poder llegar a su destino y la capacidad de cada
una de las Estaciones.
Figura 1.1: Trayectoria de una Llamada Telefónica desde EVI hasta SBZ y
viceversa.
Una llamada que se realice en SBZ con destino a EVI se comunica con su
Central Local Digital, ahí a la información se le aplica Modulación PCM
(Modulación de Pulsos Codificados), se multiplexa siguiendo la Jerarquía Europea en
flujos E1 a 2 Mbits/s (E1=30 canales), luego a E2 a 8 Mbits/s (E2= 4E1) y finalmente
en cuatro flujos de 8 Mbits/s que conforman un flujo de 34 Mbits/s. La información
Capítulo I: Presentación del Proyecto.
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se envía de esta manera vía microondas a la Estación Repetidora de Chiguará y ésta a
su vez la retransmite a la estación Repetidora de La Aguada.
La Estación de La Aguada la retransmite a la Estación de Larga Distancia
Digital (Mérida I). Finalmente la información que llega allí, se incluye al Sistema
SDH (2.5 Gbits/s) que une a la ciudad de Mérida y El Vigía, llegando la misma a la
Central Local, la cual se encarga de enrutarla al abonado solicitado.
Como se puede observar, actualmente no hay enlace directo entre SBZ y EVI,
sino que la comunicación debe establecerse a través de la ciudad de Mérida (MER);
lo que trae como consecuencia la utilización de múltiples canales en el trayecto que
involucran, no sólo a las estaciones SBZ y EVI, sino también a estaciones tales como
La Aguada, Chiguará y Mérida, ocasionando un uso ineficiente del sistema de
transmisión.
1.3 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
Las Ciudades de Santa Bárbara del Zulia y El Vigía, se encuentran ubicadas
en la Zona Sur del Lago de Maracaibo; ambas son ciudades productivas, altamente
comerciales y con un elevado índice de crecimiento económico y poblacional. Allí
existe un importante sector económico del país como es la agricultura y ganadería,
por lo cual en ellas las telecomunicaciones son un factor primordial para asegurar su
desarrollo y crecimiento, actual y futuro.
Debido a las características anteriores, el sistema de comunicaciones que
actualmente utiliza, se encuentra al máximo de su capacidad y por lo tanto el
desarrollo en el área de telefonía y datos se encuentra muy limitado. A fin de resolver
Capítulo I: Presentación del Proyecto.
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la problemática mencionada se propone la sustitución del sistema de comunicación
vía Microondas, por un sistema de transmisión por Fibra Óptica con la incorporación
de la tecnología SDH (Synchronous Digital Hierarchy, Jerarquía Digital Sincrónica)
para sustituir la actual tecnología PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy, Jerarquía
Digital Plesiócronica), debido a la gran cantidad de ventajas que implica la
incorporación a aquel sistema. La tecnología SDH garantizará una comunicación
rápida, con altos niveles de confiabilidad, bajos costos de operación, mantenimiento,
supervisión y control a través de la red.
Además, actualmente la Empresa de Telecomunicaciones CANTV está
implementando un amplio plan que permita la interconexión de las principales
ciudades del país con enlaces por fibra óptica, mediante el sistema de anillos que
cubran todo el país y lo dividan por regiones. Una vez realizado el cambio del sistema
se podrá unir la ciudad de SBZ a los Anillos 6 y 7 que corresponden a la región
occidental. En la figura 1.2, se observa la situación actual de éstos últimos.
Figura 1.2.: Situación Actual de los Anillos 6 y 7.
Capítulo I: Presentación del Proyecto.
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Incorporando la ciudad de SBZ a los anillos 6 y 7, la información tendrá
varias trayectorias para su enrutamiento, lo que asegurará de que en caso de fallar
alguno de los anillos, la comunicación no se verá interrumpida. Además, la ciudad de
SBZ se encuentra unida al sistema SDH que se dirige a la ciudad de Maracaibo, lo
que permite la interconexión estratégica de estas pujantes ciudades.
1.4 OBJETIVOS GENERAL Y ESPECÍFICOS
El objetivo general del proyecto consiste en “Analizar y Diseñar el Enlace
entre las ciudades de Santa Bárbara del Zulia y El Vigía por medio de Fibra Óptica.”
Los Objetivos Específicos planteados son los siguientes:
1. Trazar la ruta SDH para el tramo El Vigía - Santa Bárbara del Zulia y su futura
interconexión a los anillos 6 y 7.
2. Establecer los puntos de repetición.
3. Dimensionar el sistema a instalar.
4. Representar en forma detallada la conexión de los diferentes equipos entre si y de
las fibras a interconectar entre nodos.
5. Calcular los parámetros de la fibra óptica y los niveles de potencia de la señal
esperados.
1.5 ALCANCES DEL PROYECTO
Una primera etapa consistió en la selección de la mejor ruta a seguir para el
cable de fibra óptica, el tipo de tendido a utilizar y determinación de los puntos
Capítulo I: Presentación del Proyecto.
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singulares del trayecto de acuerdo a las características de la zona, señalándose a su
vez, las recomendaciones mínimas para su ejecución.
El diseño incluye también, la selección del equipo SDH que se instalará de
acuerdo a los requerimientos del sistema de comunicación existente y la demanda
futura del servicio, el tipo y cantidad de fibras a utilizar, el tipo de cable y el análisis
de la eficiencia del sistema diseñado. Se presenta en forma esquemática el recorrido
de la fibra, así como la ubicación de los empalmes principales, de las canalizaciones
existentes y los puntos singulares del sistema. Como etapa final se señalan los
equipos necesarios para el sistema diseñado.
Este trabajo no incluye las actividades pertinentes a la Ingeniería de Detalles,
como tampoco un análisis económico del sistema a instalar; todo esto queda fuera de
los objetivos planteados.
Capítulo II: Marco Metodológico
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CAPÍTULO II
MARCO METODOLÓGICO
El siguiente Capítulo tiene como objetivo fundamental informar al lector
sobre la metodología y medios utilizados en forma secuencial, según se realizó el
desarrollo de este proyecto, que permitieron el cumplimiento de los objetivos tal
como fueron planteados en el Capítulo I de este documento.
El proyecto se inicia con la investigación teórica acerca de los fundamentos de
los sistemas de comunicación óptica, su funcionamiento, composición,
implementación, así como de la tecnología SDH, a través de la revisión de fuentes
tales como: material bibliográfico, apuntes de la Cátedra de Transmisión Óptica,
material impreso proporcionado por la empresa CANTV relacionado con el tema y la
utilización de Internet (consulta de páginas web).
La investigación se enfocó en la revisión y estudio de los artículos implicados
de la Ley Orgánica de Telecomunicaciones (LOTEL) y en las Recomendaciones
emitidas por la UIT-T (Unión Internacional de Telecomunicaciones y Telegrafía). El
cumplimiento de estas últimas es un requisito exigido por CONATEL para los
sistemas de comunicaciones que se implanten en Venezuela.
Una vez aclarados los aspectos legales de calidad y funcionalidad del enlace
que se proyecta, se procedió a realizar el “Análisis preliminar del diseño del enlace
entre SBZ - EVI”, como se presenta en el Capítulo III: revisando los mapas que se
Capítulo II: Marco Metodológico
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disponen de la zona en estudio, con la finalidad de establecer la ruta del cable de
fibras ópticas. Se realizó un estudio del estándar que emplea CANTV para la
selección del tipo de tendido y de la ruta del cable.
Se realizaron varias visitas a la zona en estudio siguiendo la ruta probable,
para determinar la longitud del enlace por medio del odómetro del automóvil, la
presencia de puentes en la vía y otros obstáculos cuya presencia influyera en la
posterior instalación del cable, comprobando y actualizando de ésta manera, la
información proporcionada por los planos y mapas. Cabe destacar que las cartas
viales geográficas que pudieron obtenerse fueron realizadas en el año 1976 y al
efectuar el recorrido se pudo constatar la presencia de dos puentes que no se
encontraban señalados en los mismos, pero que fueron añadidos a los planos
digitalizados que se elaboraron para este proyecto.
En el recorrido urbano, también se realizó una inspección “in situ” de varias
de las tanquillas existentes, lográndose tener así una idea mas clara de su constitución
y por donde se instalaría el cable.
La digitalización de los planos de las tanquillas y de las cartas viales, se
realizó utilizando el programa AUTOCAD 2002 (herramienta gráfica de diseño
asistido por Computador); de ésta manera se representa en forma clara la ruta
definitiva que seguirá el cable, los puentes existentes, los empalmes necesarios y la
longitud aproximada del enlace.
La información necesaria para determinar el “Dimensionamiento del Sistema a
Instalar” que corresponde al Capítulo IV, fue solicitada a las unidades operativas
Capítulo II: Marco Metodológico
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correspondientes a la empresa CANTV. Fue así como se conoció la capacidad de los
radios de microondas que se encuentran en las Salas de Transmisión de SBZ (Santa
Bárbara del Zulia), CHG (Chiguará) y MER I, (Mérida I), además de la inspección de
los equipos y revisión de los manuales respectivos.
Para estimar el crecimiento de los servicios en la zona que permitieran realizar
un diseño con proyecciones seguras se solicitó información acerca de los porcentajes
de crecimiento anual que maneja la empresa y basándose en las características
propias del diseño se estableció un valor o factor de crecimiento. Esta información
fue solicitada a la Unidad de Ingeniería de Proyectos CANTV, ubicada en la ciudad
de Caracas; de igual manera lo concerniente al procedimiento para la construcción de
la matriz de tráfico, que permitió representar la dirección y volumen del flujo de
información transmitidos según se explica en el Capítulo IV.
Una vez determinada la trama SDH que se requiere, se seleccionaron los
equipos del enlace óptico, para lo cual fue necesario el estudio de las especificaciones
técnicas para equipos SDH a 622 Mbits/s, emitidas por CANTV (de uso obligatorio
para la empresa), las características funcionales del equipo seleccionado a través del
Manual Técnico del mismo y las Recomendaciones G.652 y G.957 de la UIT-T.
Para permitir una mejor comprensión de las características del equipo SDH
seleccionado, la Unidad de Ingeniería de Proyectos y gracias a la iniciativa del tutor
industrial, se programó un charla dirigida a los tesistas de la empresa, para explicar la
funcionalidades y versatilidades de los equipos SDH proporcionados por la empresa
ALCATEL.
Capítulo II: Marco Metodológico
13
Para establecer la factibilidad y funcionalidad del enlace que se plantea fue
necesario hacer un recuento de las características generales del mismo y revisar los
estándares que establece la empresa en cuanto al tipo de empalme utilizado, cantidad
de fibras, distancia entre empalmes y atenuaciones permitidas, que permitieron la
elaboración del Capítulo V: “Cálculos del Enlace entre SBZ - EVI”.
Para la elaboración del presupuesto de potencia y su posterior análisis se
estudió el programa de computación: “Cálculo de Fibra Óptica” proporcionado por
la empresa CANTV y se creó una Hoja de Cálculo utilizando la herramienta de
Microsoft Office: Excel , para determinar el presupuesto de potencia para el enlace
diseñado, con la ventaja de que esta hoja de cálculo puede modificarse para enlaces
con características diferentes.
Por último, cabe destacar que la redacción del presente documento se realizó
conforme a lo establecido en el Reglamento y Normas para la Elaboración de
Trabajos de Grado” vigente, emitidas por la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la
Universidad de Los Andes.
Capítulo III: Análisis Preliminar para el diseño del enlace entre SBZ – EVI
14
CAPÍTULO III
ANÁLISIS PRELIMINAR PARA EL DISEÑO DEL ENLACE
ENTRE SBZ – EVI
3.1 ESTUDIO GEOGRÁFICO-CLIMATOLÓGICO DE LA REGIÓN Como fase preliminar a la elaboración del diseño planteado es necesario
conocer las características geográficas y climatológicas de la región, con el objeto de
llegar a una conclusión sobre las mismas que permita elegir la mejor ruta, el tendido a
utilizar y el tipo de cable de fibra óptica en cuanto a las características de
recubrimiento necesarias. Cabe resaltar que en algunos casos estos estudios son
realizados por empresas especializadas sobre todo en terrenos de los que no se tenga
fuente de información alguna.
El enlace a diseñar va a permitir la comunicación entre las ciudades de Santa
Bárbara del Zulia, Municipio Colón, perteneciente al estado Zulia y El Vigía,
Municipio Alberto Adriani, del estado Mérida. Estas ciudades integran la Zona Sur
del Lago de Maracaibo.
La Zona Sur del Lago de Maracaibo corresponde a las superficies territoriales
de los estado Táchira, Mérida y Zulia, en la zona noroccidental del país y tiene una
altitud entre 800 y 1200 m.snm. (metros sobre el nivel del mar).
Las principales características de esta zona son las siguientes:
Capítulo III: Análisis Preliminar para el diseño del enlace entre SBZ – EVI
15
1.
a.
b.
c.
2.
Físicas: La Zona Sur al estar integrada por zonas geográficas distintas como son:
las montañas andinas y las llanuras aluviales del sur y del este de la cuenca del
Lago de Maracaibo, puede ser caracterizada en tres regiones:[15]
Región de Montaña Andina: De topología irregular con pendientes
relativamente fuertes, que exceden el 35%, constituida por diversas formas de
depósitos que van desde terrazas, conos, afloramientos rocosos y otras formas
de relieve producto de los agentes modeladores existentes en estas
condiciones. Altitud variable entre 800 y 1200 m.snm. [13,17]
Región de Piedemonte Andino Lacustre: Posee una topografía ondulada con
una alta pedregosidad superficial. Constituye la llanura de desborde de los ríos
y quebradas que bajan de la zona montaña adyacente. Posee pendientes entre
2% y 10%. Altitud entre 200 y 800 m.snm.[17]
Región de Planicie Aluvial: Conformada por planicies y caracterizada por el
predominio de los procesos de acumulación y sedimentación. Se depositan
grandes cantidades de materiales especialmente limos y arcillas. Pendientes de
0.1%. Altitud entre 0 y 200 m.snm. Hacia la zona este se pueden observar
ondulaciones suaves y hacia el sur-oeste se observa la presencia de
pantanos.[13,17]
Hidrología y Drenajes:
Los cursos de agua que se encuentran en la zona drenan hacia el Lago de
Maracaibo, provenientes del flanco noroeste de la cordillera merideña. Presentan
corto recorrido y fuerte pendiente longitudinal en el sector montañoso. En la planicie
Capítulo III: Análisis Preliminar para el diseño del enlace entre SBZ – EVI
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aluvial, el drenaje tiene grandes dificultades por las crecientes de los ríos, debido a las
altas precipitaciones conjuntamente con la gran cantidad de material y sedimentos
que transportan y depositan los cauces. Como consecuencia de su poca pendiente no
permite la rápida infiltración del agua causando desbordamientos. [15,17]
3.
4.
Clima:
Se caracteriza en general por una pluviosidad alta, disminuyendo ésta desde el
sur-oeste hasta el noreste. La temperatura es regular oscilando entre 24º y 28º C,
registrándose una media anual de 27º C. El clima se puede considerar húmedo y
cálido.[2]
Suelos:
La Región de Montaña Andina presenta suelos bastantes uniformes, de poca
profundidad, con abundante pedregosidad y muy poca materia orgánica, donde las
vertientes montañosas son de pendiente suave; es decir, se observan suelos bien
estructurados y de espesor variable, con mejores condiciones de estabilidad, que
facilitan su aprovechamiento.
La Región de Piedemonte Andino Lacustre presenta suelos arcillosos de poca
profundidad, ligeramente húmedos, indicador de problemas de aridez y erosión,
siendo su uso actual agropecuario.
La Región de planicie aluvial presenta suelos que van desde livianos hasta
medianos. Estos últimos presentan extractos arenosos y problemas de drenaje por las
continuas inundaciones a que se ven expuestos.[17]
Capítulo III: Análisis Preliminar para el diseño del enlace entre SBZ – EVI
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3.2 SELECCIÓN DE LA RUTA PARA EL CABLE DE FIBRA OPTICA
La ruta seleccionada que seguirá el enlace deberá cumplir con los siguientes
factores:
1) Permitir la facilidad de acceso: La ruta seleccionada debe ser de fácil y rápido
acceso para al personal de mantenimiento de la empresa y contratista.
2) Poseer la menor distancia posible: Preferiblemente, por razones de economía en
los costos de la instalación, siempre y cuando cumpla con el factor anterior.
3) Permitir que la ruta del cable sea lo más lineal posible: Se debe evitar que el
tendido del cable atraviese terrenos con desniveles fuertes, que ocasionarían
curvaturas en la instalación del cable que afecten la eficiencia de la fibra.
Además, por razones de seguridad para con la instalación es apropiado que siga
una ruta lineal que permita la fácil indicación de la misma.
4) Instalar el cable de forma tal que se encuentre alejado de terrenos con alto
índice de derrumbes: Por razones de resguardo del sistema, para evitar cortes
continuos en el mismo.
Para el enlace interurbano que se diseña, se escoge la ruta que sigue la
carretera principal que comunica a las poblaciones de El Vigía y Santa Bárbara del
Zulia, principalmente por cumplir el factor de fácil acceso. CANTV necesita
garantizar que en cualquier corte del sistema, el personal de Transmisión pueda
resolverlo en corto tiempo.
La distancia de la ruta seleccionada es de 54,2 km., aproximadamente.
Capítulo III: Análisis Preliminar para el diseño del enlace entre SBZ – EVI
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En la ruta Carretera Principal, se encuentran seis puentes en dirección El
Vigía – Santa Bárbara del Zulia y su ubicación y longitud se indican en la Tabla 3.1.
Tabla 3.1: Ubicación de los puentes en la carretera principal El Vigía – Santa
Bárbara del Zulia
Nº Ubicación Distancia medida desde
El Vigía (km.) Longitud
(m) 1 Quebrada El Caimán 29 400 2 Caño Blanco 30 400 3 Caño Blanco 31 400 4 Sector El Guaimaro 42.5 500 5 Caño Guacharaca 45 500 6 Caño Maroma 52 800
El tendido del cable se realizará siguiendo la ruta de cada uno de los puentes,
adosando la fibra a un lado de la baranda principal del puente (el detalle del tendido
se explicará posteriormente.)
Para el tendido del cable de fibra óptica en la Zona Urbana, se utilizará la ruta
correspondiente a las canalizaciones que ya existen, desde la Estación de Transmisión
de El Vigía (ubicada en la calle 9), hasta el comienzo de la carretera principal (entre
EVI y SBZ), exactamente donde queda ubicada la tanquilla que utiliza el Armario de
Distribución (de pares telefónicos) Nº 20 (A-20). La distancia aproximada es de 1,11
km.
Para la fibra en la zona urbana, ésta es la mejor ruta porque se aprovechan las
canalizaciones existentes, permitiendo un fácil acceso a la mismas y proporcionando
economía al no tener que construirse nuevas tanquillas; sólo se instalarán ductos (si
así se requiere) y subductos. De igual manera, para la ruta desde la Estación de
Capítulo III: Análisis Preliminar para el diseño del enlace entre SBZ – EVI
19
Transmisión de Santa Bárbara del Zulia hasta el comienzo de la carretera principal,
exactamente hasta la tanquilla a la cual corresponde el Armario de distribución Nº 12
(A-12), con una distancia aproximada de: 1,37 km.
En los Anexo A y B se presentan los planos geográficos donde se muestran la
ruta seleccionada para los tramos urbanos e interurbano, respectivamente.
3.3 PUNTOS DE REPETICIÓN DEL SISTEMA
En los enlaces por fibra óptica se requiere en algunos casos, establecer a
ciertas distancias a lo largo del trayecto, Puntos de Repetición o Amplificación de la
Señal Óptica, cuando las pérdidas de la señal superen las máximas establecidas. Estos
se determinan a partir de la distancia total de la ruta y las características propias del
cable que se va utilizar, buscando en todo momento que en la recepción se obtenga la
potencia mínima requerida.
Para el sistema que se diseña no se prevén puntos de repetición de la señal.
Según los estándares que maneja CANTV, estos no son necesarios para distancias
menores a 70 km., (se sugiere para distancias entre 70 a 200 km.) debido a que la
fibra y el cable que se utilizan cumplen con los estándares de la UIT-T,
(Recomendación G.652) que garantizan mínimas atenuaciones para esa distancia.
Capítulo III: Análisis Preliminar para el diseño del enlace entre SBZ – EVI
20
3.4 TIPO DE TENDIDO.
El tipo de tendido que se utilizará depende de las características físicas y
geográficas de la zona donde se realizará el enlace (establecidas en la Sección 3.1).
Como característica más resaltante de la zona estudiada se puede resumir que el
terreno corresponde a la planicie aluvial, es decir, presenta pocos desniveles y se
puede considerar plano; la ruta escogida no presenta fuertes curvaturas, la
temperatura varía entre 24º y 28º C. y la zona presenta alta pluviosidad durante todo
el año, por lo tanto, los terrenos presenta deficiencias en el drenaje, provocando
inundaciones.
Para el enlace que se diseña se descartó la utilización de:
Tendido en Línea de Postes: Debido a que se utiliza en los casos que el
terreno no permita realizar el tendido directamente enterrado, tampoco utilizar las
canalizaciones (porque no haya o no resulte viable usar las existentes) y en los
casos que ocurra un corte de la fibra óptica y sea necesario reestablecer el sistema
de forma temporal; y ninguno de esos usos se ajusta a la ruta seleccionada.
Tendido en Conducto de Polietileno Enterrado: Este tipo de tendido se
utiliza cuando se planee la inserción o eliminación de cables de fibra óptica en el
futuro.
El enlace que se diseña, se realiza de forma permanente y tomando en cuenta
las proyecciones de crecimiento del sistema de comunicación para un periodo de 20
años, además de su futura interconexión a los anillos 6 y 7 que desarrolla CANTV;
por lo tanto no se planea inserción ni eliminación de cables de fibra óptica.
Capítulo III: Análisis Preliminar para el diseño del enlace entre SBZ – EVI
21
Entonces, para éste diseño se seleccionan las dos formas restantes de tendido
de cable, las cuales son:
Tendido directamente enterrado en zanja.
Tendido utilizando las canalizaciones existentes.
A fin de señalar más claramente donde se utilizará cada uno de estos tendidos,
se dividió la ruta en tres tramos y su correspondiente forma de tendido del cable:
1. Tramo urbano desde la Estación Central de CANTV El Vigía, hasta el
comienzo de la carretera principal.
Para este tramo se seleccionó el tendido en canalización. Las canalizaciones que
se utilizarán son las que actualmente albergan los pares telefónicos de cobre. Están
constituidas generalmente por tubos de PVC con diámetro de 110 mm., protegidas
con hormigón y cada tramo está unido entre si con las llamadas cámaras de registro
“tanquillas” que servirán para albergar empalmes, hacer derivaciones y cambios de
dirección en el futuro.
Las tanquillas son rectangulares y hechas de hormigón. Para realizar este tendido
se requiere un conducto libre y si éste no existe, se realizará la instalación de un
nuevo ducto en la canalización que albergue por lo menos, tres subductos. En la
Figura 3.1 se presenta un corte transversal de las canalizaciones con tubos PVC y la
ubicación de los cables de fibras ópticas en ellas.
El diámetro de los ductos y subductos que se utilizarán se determinan a partir del
diámetro del cable de fibra que se utilizará y siguiendo las normas pertinentes y que
deberá manejar la contratista que realice el trabajo de instalación.
Capítulo III: Análisis Preliminar para el diseño del enlace entre SBZ – EVI
22
Figura 3.1: Corte transversal de una canalización con tubos PVC y ubicación de
los subductos y cables de fibras.
(Fuente: SINTEL,(1993:1)) [20]
2. Tramo interurbano correspondiente a la ruta de la Carretera Principal EVI-
SBZ.
Para este tramo se utilizará el tipo de tendido directamente enterrado en zanja ya
que en el diseño que se realiza como se mencionó anteriormente, no se prevé
instalación de un nuevo cable de fibras en el futuro. Las consideraciones de
crecimiento se tomaron en cuenta, pero no repercuten en este aspecto.
El terreno de la zona presenta pocos desniveles y se considera plano, por lo que se
recomienda realizar las zanjas a un lado de la carretera.
La profundidad de enterramiento del cable puede ser de 80 cm., como valor
medio. El suelo debe quedar nivelado y limpio de piedras u otros objetos cortantes
Capítulo III: Análisis Preliminar para el diseño del enlace entre SBZ – EVI
23
que puedan dañarlo con el tiempo. En la Figura 3.2 se presenta un corte transversal de
la zanja que se abrirá:
Figura 3.2: Vista transversal de una zanja para el cable de fibra óptica.
(Fuente: Chomicz,1998:56) [8]
Como se mencionó anteriormente, en la carretera principal se encuentran seis
puentes a los cuales es necesario realizar la instalación de un ducto y sus respectivos
subductos, e introducir por ahí el cable. Este ducto se adosará a un lado del puente,
sujetado con herrajes disponibles para tal fin.
3. Tramo urbano desde la finalización de la carretera principal hasta la Estación
Central de CANTV Santa Bárbara del Zulia
Para este tramo, el tendido del cable de fibras ópticas se realizará de igual manera
que para el Tramo 1, es decir utilizando las canalización existentes.
Capítulo III: Análisis Preliminar para el diseño del enlace entre SBZ – EVI
24
La entrada de cables a cada una de las Centrales (EVI y SBZ) se realiza a
través de la cámara de registro o cámara de acceso y una galería por la que subirán
los cables hasta la Salas de Transmisión, de cada Central. Las cámaras de acceso son
el punto de partida de las canalizaciones.
Las galerías de cables realizan la función de unión de las cámaras de salida de
Central con el Repartidor y /o Sala de Transmisión. En la galería, el cable irá apoyado
en los soportes elevados y subirá a la Sala de Transmisión por escalerillas o soportes
verticales, a los que se sujetará mediante cintillos de plástico.
Las escalerillas son soportes metálicos cuya función es sujetar el cable; se
instalan en el techo y/o la pared. El ancho del soporte dependerá del número de
cables a instalar en el mismo.
3.5 CONSIDERACIONES QUE SE DEBEN TOMAR EN CUENTA PARA LA
SELECCIÓN DEL CABLE DE FIBRAS ÓPTICAS
Las consideraciones básicas, de acuerdo al ambiente a que se verán expuestos
los cables de fibra óptica, que se deben tomar en cuenta par su selección son las
siguientes:
Seleccionar un tipo de cable apropiado para cada uno de las tramos,
incluyendo la parte interna de cada una de las Centrales.
Poseer estructura holgada para los Tramos 1, 2 y 3. Para el cableado interno es
recomendable de estructura ajustada.
Estar el cable relleno de material hidrófugo.
Capítulo III: Análisis Preliminar para el diseño del enlace entre SBZ – EVI
25
Poseer cubiertas de polietileno de alta densidad.
Permitir un rango de temperaturas entre 24º y 30º C.
Disponer de cubierta blindada.
Capítulo IV: Dimensionamiento del Sistema a Instalar
26
CAPÍTULO IV
DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA A INSTALAR
El dimensionamiento del sistema a instalar consiste en determinar la
capacidad del sistema SDH que satisfaga tanto las necesidades de transmisión, como
la cantidad y tipo de fibras ópticas a utilizar, para la posterior selección de los equipos
y evaluación de la eficiencia del sistema diseñado.
Para el cálculo de la capacidad del sistema SDH, fue necesario realizar un
estudio previo del sistema que se desea cambiar, para después considerar ciertos
factores de demanda de servicios que conllevan a un aumento en la capacidad
establecida.
4.1 ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD ACTUAL DEL SISTEMA
Para realizar este análisis es necesario obtener información acerca de la
cantidad de flujos E1 que actualmente se manejan en la Estación Santa Bárbara del
Zulia. El sistema Trocal E1 (el nivel mas bajo de la Jerarquía Europea Plesiocrónica
Digital), denominado también CEPT-1 o PCM-3 está formado por 32 canales, con 8
dígitos por canal para un total de 256 dígitos por trama. La frecuencia de muestreo es
de 8000 muestras por segundo y la velocidad de la trama E1 es de 2048 Kbps. De los
32 canales, dos son para señalización y alineación y los restantes 30 para transmisión
de voz y vídeo.
Capítulo IV: Dimensionamiento del Sistema a Instalar
27
La tecnología que se utiliza en los actuales momentos, como ya se ha
mencionado anteriormente, es la PDH, la cual se basa en el transporte de canales
digitales sobre un mismo enlace y estos a su vez se multiplexan en tramas de nivel
superior a velocidades estandarizadas. En Venezuela se utiliza la Jerarquía Europea
para la transmisión de datos. En la Figura 4.1, se puede observar como está formada,
la capacidad y velocidad de cada nivel jerárquico.
564992Kbps Nivel 5 7680 Canales
2048Kbps Nivel 1 30 Canales
8448 Kbps Nivel 2 120 Canales
34368 Kbps Nivel 3 480 Canales
139265 Kbps Nivel 4 1920 Canales
Figura 4.1: Jerarquía Plesiocrónica Digital utilizando Jerarquía Europea.
(Fuente: Adaptado de Briceño, (1999:264)) [3]
Como se mencionó en el Capítulo I, Sección 1.2, en la estación SBZ el flujo
de información con dirección a Mérida es de 2 flujos de 34 Mbps. Esto equivale
según la Jerarquía Europea a:
Capítulo IV: Dimensionamiento del Sistema a Instalar
28
34 Mbps (Velocidad de transmisión ) = 34,368 Mbps (por razones de simplicidad se
suele denotar solamente como 34 M.)
1 Flujo de 34 M = 1 E3 = 4 E2 = 16 E1 = 480 Canales de Transmisión.
Por lo tanto, en total se manejan: 32 Flujos de E1, 960 canales.
Las ciudades de Mérida y El Vigía se encuentran comunicadas a través de un
enlace por Fibra Óptica perteneciente al anillo 6 y utilizan la tecnología SDH. El
nivel del sistema instalado es un STM-16 con velocidad de 2,488320 Gbits/s, que lo
conforman 16 señales STM-1. El Modelo del Equipo SDH instalado en la actualidad
es el ADM 1664-SM perteneciente de la familia de ALCATEL. (Multiplexor Síncrono
de Extracción / Inserción STM-16.)
4.2 ESTIMACIÓN DEL FACTOR DE CRECIMIENTO DEL SISTEMA
El Sistema que se diseñó, además de cubrir las necesidades actuales de los
servicios deberá a su vez, satisfacer el crecimiento futuro de éstos. Los enlaces por
Fibra Óptica y la instalación de los sistemas SDH implican una gran inversión
económica, por lo tanto, es muy importante diseñarlos estimando un factor de
crecimiento para unos 5 a 10 años de manera tal, que el sistema no colapse y pueda
fácilmente adaptarse a las futuras ampliaciones del mismo.
Para estimar el factor de crecimiento del sistema que se va a instalar, es
necesario investigar como están distribuidos los flujos E1 que actualmente se
encuentran en uso.
Capítulo IV: Dimensionamiento del Sistema a Instalar
29
En la Tabla 4.1 se observa como están distribuidos los flujos E1 de acuerdo a
los servicios que soportan para la estación de SBZ.
Tabla 4.1: Distribución de las Tramas E1 en la Dirección SBZ - MER.
SERVICIO CANTIDAD DE TRAMAS E1
Telefonía 20
RDCD (Red Conmutada de Datos) 7
Telefonía Móvil (Movilnet) 5
TOTAL 32
Estos 32 flujos E1 conforman el 100% de la capacidad actual instalada para la
estación SBZ y la distribución porcentual de los servicios que se prestan para la
región, se pueden observar en la Figura 4.2
Allí se aprecia que para el año 2003 la mayor cantidad de flujos E1 son
utilizados para la telefonía fija, siguiendo la transmisión de datos y por último el
servicio de telefonía móvil. La totalidad de estos flujos (32 E1) tienen como destino
la estación MER I. Una parte de ellos transmitirá información hacia el EVI a través
del sistema SDH que se encuentra en funcionamiento.
Capítulo IV: Dimensionamiento del Sistema a Instalar
30
62%
22%
16%
Telefonía Fija
RDCD (Red Conmutadade Datos) Telefonía Móvil(Movilnet)
Figura 4.2: Distribución porcentual de las tramas E1 por servicio
prestado en la Estación SBZ.
La información exacta de la cantidad de flujos E1 que tienen como destino
final la ciudad de EVI y la procedencia de ellos no fue posible obtenerla debido a que
la toda la información que tenga como destino EVI en la Estación Central MER I, se
envía a través del sistema SDH, utilizando para ello una trama STM-1.
Es necesario también, conocer el comportamiento económico de la región en
la cual se realiza el estudio para establecer un valor estimado de la demanda de
servicios y crecimiento de la capacidad del sistema. En el Capítulo I, Sección 1.2, se
mencionaron las características económicas potenciales de la Zona Sur del Lago de
Maracaibo, lo que hace inferir que la misma tiene muy buena perspectiva de
crecimiento, tanto económico como poblacional. Esto a su vez, implica un alza en las
demandas de servicios y por ende un crecimiento de la capacidad instalada.
Los resultados obtenidos de la investigación acerca de los proyectos que
actualmente se desarrollan y las proyecciones futuras para la ruta entre SBZ y EVI,
Capítulo IV: Dimensionamiento del Sistema a Instalar
31
indican que en los actuales momentos no se ejecuta ningún proyecto debido a lo
congestionado del sistema, pero se prevé un crecimiento considerable en la demanda
de los servicios de datos, telefonía fija y móvil.
Los clientes potenciales que implican un aumento en la demanda de servicios
son principalmente: la banca comercial, empresas privadas e instituciones educativas.
El cliente de mayor categorización es la banca comercial y ella requiere servicios de
telefonía y datos.
Considerando todo lo anteriormente expuesto, se puede establecer un valor
estimado de crecimiento del sistema actual del 20% para el presente año, en los
servicios de telefonía móvil y transmisión de datos, de acuerdo a las proyecciones de
CANTV.
Para la telefonía fija se toma un factor de crecimiento diferente, ya que para
este servicio se logró obtener información sobre la demanda actual. El valor de la
demanda es de 265 líneas telefónicas para la ciudad de SBZ lo que implica, que se
necesitaran mas canales E1 para ponerlas en funcionamiento. Considerando el riesgo
más alto de que todas las llamadas se realicen al mismo tiempo, a través de la
ecuación (4.1) se puede calcular la cantidad de E1 requerida, tomando en cuenta que
cada trama E1 tiene 30 canales para servicio.
canales
telefónicaE Cta
DCta =1 (4.1)
Capítulo IV: Dimensionamiento del Sistema a Instalar
32
En donde:
Cta. E1: Cantidad de flujos E1 requeridos.
D telefónica: Demanda del servicio telefónico.
Cta. canales: Cantidad de canales por trama E1.
En este caso con D telefónica = 265 Abonados y Cta. canales = 30, se obtiene
Cta. E1 = 9
El factor estimado de crecimiento para el servicio de telefonía fija,
correspondiente al año 2003 se puede calcular mediante la siguiente ecuación:
(%)100.
,1
1
actualesE
E
CtaCtaFc ×
= (4.2)
En donde:
Fc: Factor estimado de crecimiento, para el servicio de telefonía fija (%).
Cta.E1: Cantidad de E1 requerida.
Cta.E1,actúales: Cantidad de E1 actualmente en servicio, para telefonía fija.( Tabla 4.1)
Para este caso con: Cta. E1= 9, Cta. E1,actuales = 20, se obtiene un Fc = 45 %.
A la cantidad total de flujos E1 para cada servicio que se presta (Tabla 4.1), se
le aplicaron estos factores de crecimiento para obtener la cantidad de E1 que se
requieren para este año. Los resultados obtenidos se presentan en la siguiente tabla:
Capítulo IV: Dimensionamiento del Sistema a Instalar
33
Tabla 4.2: Cantidad de flujos E1 por servicios, con Factor de Crecimiento
correspondiente al año 2003, de la Estación Central SBZ.
Cliente E1
Factor de Crecimiento (%) Total de E1
RDCD* 7 20 9 Movilnet 5 20 6 Telefonía 20 45 29
*RDCD: Red Digital de Datos Conmutados.
El sistema que se diseña deberá soportar un crecimiento del 10 % anual en un
periodo de 5 años, según estimaciones de CANTV. Luego, a partir de los resultados
obtenidos en la Tabla 4.2, se calcula un crecimiento anual del 10% según la empresa
para todos los servicios y el total de flujos E1 para la Estación Central de SBZ.
Los resultados obtenidos se muestran en la tabla siguiente:
Tabla 4.3: Crecimiento Anual del 10 % de flujos E1 para ruta SBZ – MER.
E1 por
Servicio AÑO 2003 AÑO 2004 AÑO 2005 AÑO 2006 AÑO 2007RDCD 9 10 11 12 13
Movilnet 6 7 8 9 10 Telefonía 29 32 35 39 43
Total de E1 44 49 54 60 66
En la Figura 4.3 se puede apreciar de forma mas clara la información aportada
por la Tabla 4.3.
Capítulo IV: Dimensionamiento del Sistema a Instalar
34
9 6
29
44
10 7
32
49
11 8
35
54
129
39
60
13 10
43
66
0
10
20
30
40
50
60
70
E1
AÑO2003
AÑO2004
AÑO2005
AÑO2006
AÑO2007
Año
RDCDMovilnetTelefoniaTotal
Figura 4.3: Crecimiento Anual del 10 % de los flujos E1 correspondientes a la
ruta SBZ – MER.
4.3 CONSTRUCCIÓN DE LA MATRIZ DE TRÁFICO.
Una vez que se conoce con exactitud la cantidad de flujos E1 que se desean
transmitir, considerando todos los factores anteriormente expuestos, se procede a
construir la Matriz de Tráfico.
La Matriz de Tráfico se representa a través de una tabla donde se refleja en
una forma mas explicita la dirección y cantidad de flujos E1 entre las ciudades en las
que se desea realizar el enlace, para así obtener los flujos totales necesarios.
Para construir esta matriz fue necesario conocer la cantidad de flujos exactos
entre las estaciones de SBZ y MER (Tabla 4.2) y de igual manera para las estaciones
MER y EVI procedentes de Santa Bárbara de Zulia. Estos últimos, como se explicó
Capítulo IV: Dimensionamiento del Sistema a Instalar
35
anteriormente en la Sección 4.2, no fue posible obtenerlos, debido a este
inconveniente fue necesario asumir que la cantidad de flujos con dirección El Vigía
es de igual proporción de los que se dirigen a Mérida. Es decir, se considera el peor
de los casos, en el cual todas las llamadas telefónicas y datos transmitidos desde SBZ
sean en dirección hacia el EVI y ninguno tenga a MER como destino final.
Tomando en cuenta estas consideraciones se procede a construir la matriz de
Tráfico para la ruta SBZ - EVI, cuyos resultados obtenidos se pueden observar en la
Tabla 4.4.
Tabla 4.4: Matriz de Tráfico para la ruta SBZ – EVI, para el año 2003.
E1 MER EVI TOTAL
SBZ 12 12 24 20% Demanda 3 3 6
Telefonía 20 20 40 45% Demanda 9 9 18
Total 44 44 88
4.4 DETERMINACIÓN DE LAS TRAMAS (STM) A PARTIR DE LA MATRIZ
DE TRÁFICO.
Las tramas STM necesarias para garantizar la estabilidad y eficiencia del
sistema SDH que se instalará, se determinan a partir de la información que la matriz
de tráfico aporte en cuanto a la cantidad total de flujos E1 que se transmitirán entre
las rutas señaladas en ella misma.
La matriz resultante es una matriz simétrica, para ambas ciudades y se puede
apreciar que el total de flujos para cada una es de 44 flujos E1, lo que permite
Capítulo IV: Dimensionamiento del Sistema a Instalar
36
establecer que por los menos para este año, se debe garantizar una trama STM-1 para
el tráfico de voz y datos en la ruta de SBZ - EVI.
Sin embargo, esta apreciación no es suficiente para proceder a la escogencia
del equipo, ya que como se ha mencionado, se debe garantizar la eficiencia del
sistema por lo menos para 5 años. De los datos obtenidos en la Tabla 4.3 y la
correspondiente Figura 4.3 se puede apreciar que para el año 2007 el flujo total es de
66 E1.
La trama STM-1 está formada por 63 flujos E1; por lo cual la misma
satisfacería las necesidades de tráfico de voz y datos para un periodo de cuatros años,
ocasionaría que el sistema de comunicación se viese colapsado para el año 2007 y los
años posteriores.
El supuesto posible que el sistema se vea afectado en el año 2007 por tres
flujos E1 de diferencia a los que cubre la trama STM-1, conlleva a utilizar un nivel
superior de la Jerarquía SDH; para este caso se utilizará el nivel STM-4 con
velocidad de 622,080 Mbits/s.
Si el estudio del crecimiento anual del 10% de flujos E1 correspondientes a la
estación central SBZ reflejados en la Tabla 4.3, se amplía para un periodo de 15 años
más, específicamente hasta el año 2022, se podrá determinar hasta que año la
utilización de una trama STM-4 resultará eficiente y por consiguiente, en que año
colapsaría el sistema. Los datos correspondientes al crecimiento anual del 10% para
un periodo de 20 años se presentan en la Tabla 4.5 y la Figura 4.4.
Capítulo IV: Dimensionamiento del Sistema a Instalar
37
Tabla 4.5: Crecimiento Anual del 10% de flujos E1 para la Estación SBZ.
Nº Año RDC Movilnet Telefonía Total de flujos E1 1 2003 9 6 29 44 2 2004 10 7 32 49 3 2005 11 8 35 54 4 2006 12 9 39 60 5 2007 13 10 43 66 6 2008 14 11 47 72 7 2009 15 12 52 79 8 2010 16 13 57 86 9 2011 17 14 63 94
10 2012 18 15 69 102 11 2013 19 16 76 111 12 2014 20 17 84 121 13 2015 21 18 92 131 14 2016 22 19 101 142 15 2017 23 20 111 154 16 2018 24 21 122 167 17 2019 25 22 134 181 18 2020 26 23 147 196 19 2021 27 24 162 213 20 2022 28 25 178 231
0
50
100
150
200
250
300
0 5 10 15 20 25
Años
Fluj
os E
1
Total de flujosE1
Figura 4.4:Crecimiento Anual del 10% para los flujos totales E1 en
la Estación Central SBZ, en un periodo de 20 años.