Curso FTTH Redes & Topologías
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Transmisión Información
• La información a transmitir puede ser:
Analógica: Varía en forma contínua - Puede adoptar infinitos valores
Digital : Varía en forma escalonada - Solo puede adoptar valores discretos
• Para transmitir la información a mayores distancias y poder compartir un
mismo medio para transmitir varias señales se recurre a técnicas de:
Modulación : Utilizando una portadora de alta frecuencia
Portadora Analógica = Amplitud / Frecuencia / Fase
Portadora Digital = Ancho pulso / Posición de pulso
Multiplexación : Multiplexación en frecuencia
Multiplexación en Tiempo
Modulación Analógica • Las tres características básicas de una señal períodica son:
- Amplitud - Frecuencia - Fase
• Las tres técnicas de modulacion analógica son : - Modulacion de amplitud = AM - Modulación de frecuencia = FM - Modulación de Fase = PM
Modulación de Amplitud • La modulación de amplitud genera :
- Portadora de RF - Banda Lateral Superior - Banda lateral Inferior
• Puedo suprimir una de las bandas laterales BLU = Banda Lateral Única
Modulación de Frecuencia
• Se varia la fecuencia de la portadora al ritmo de la información.
• Como la amplitud es constante resulta mucho mas robusta frente al ruido
Multiplexación Frecuencia • FDM = Frequency Division Multiplexing
Cada Canal opera en una frecuencia diferente • Caso típico = Transmisión de TV analógica • Cada señal ocupa un Bm de 6 MHz • Bc es el ancho de banda del sistema, ej 860 MHz
Fre
cuen
cia
Tiempo
Ancho del
canal
Bm
Bc
Potencia FDM
Canal
Multiplexación en tiempo • TDM = Time division Multiplexing. • Varias señales comparten un canal de frecuencia única
operando en diferentes ventanas de tiempo. F
recu
enci
a
Tiempo Time slot
Time-frame
TDM
Acceso Múltiple TDMA • TDMA = Time division Multiple Access
• Los transmisores que generan la señal para insertar en cada time slot estan en diferentes puntos de la red.
• Caso típico = Upstream de FTTH / Upstream de DOCSIS Cada ONT / Cablemodem transmite en un “time slot” que le asigna el OLT / CMTS sin superponerse con los demás.
• Como cada TX esta a una distancia diferente del RX se requiere una compensación de tiempo para que su señal llegue justo en el “time slot” asignado
CDMA - SS • CDMA = Code Division Multiple Access
SS = Spread Spectrum • La transmisión se organiza en ventanas de frecuencia y tiempo. • Cada señal tiene asignados determinadas ventanas de tiempo y
frecuencia siguiendo un determinado código
Tiempo Time-frequency slot
Bm Bc
CDMA
Densidad de Potencia
Esquema de Red Regional
Tres componentes: 1.- Red de transponte de larga distancia Red Inter-Urbana, Long Haul o Backbone 2.- Red Metropolitana Transporte Urbano 3.- Red de Acceso Ultima Milla (término telefónico), Vínculo con Cliente Final
Medios de Acceso
ACCESO INALAMBRICO Vínculo Satelital WiFi – Wi Max
4G – 5G
RED METROPOLITANA ACCESO por VÍNCULO FÍSICO Par de cobre (Telcos)
Cable Coaxil Fibra Óptica
Híbrido
Modos de Transmisión
TX RX
TX RX
TX RX
RX
RX
TX RX
RX
RX
Transmisión Unidireccional Un solo sentido de transmisión
TX RX
Transmisión Bidireccional En cada extremo hay un TX/RX
Cada sentido de comunicación puede compartir el mismo medio/canal o no.
Transmisión Unicast El TX direcciona información Hacia un único RX por vez
Transmisión Multicast Misma información se transmite
para todos los RX (Broadcast)
Acceso Par de Cobre
ADSL Asymetrical Digital Subscriber Line
Comparte el par de cobre con servicio de telefonía básica.
No existe solapamiento con canal telefónico convencional .
Hay superposición con RDSI=ISDN Red Digital Serv. Integ.
Canales de subida y de bajada no se solapan (operación full dúplex)
Esquema básico ADSL
ATU-R = ADSL Teminal Unit – Remote ATR-C = ADSL Terminal Unit - Central
Limitación con la Distancia
La maxima velocidad cae con la distancia y el ruido Tipicamente : 6 Mbps @ 2.8 Km 2 Mbps @ 5 Km
Evolución ADSL
ADSL2 y ADSL2+
Permiten mayores velocidades
Modulación mas eficiente
(codigo trellis de 16 estados)
Reducción del overhead.
ADSL2+ Duplica la velocidad
duplicando el BW ocupado
Evolución ADSL
Acceso HFC
HFC = Hibrida de F.O. & Coaxil
Enlace óptico desde la cabecera al nodo
Conversión óptica a RF en el nodo
Sobre el coaxil conviven Datos & TV
Multiplexación en frecuencia
Amplificadores de RF en cascada
Equipos activos para la distribución
Nodo óptico típico 128 a 256 HP
Transmisión de datos basado en DOCSIS
1997 – DOCSIS 1.0 – 1 Mbps Mejor Esfuerzo 1999 – DOCSIS 1.1 – 2 Mbps Calidad de Servicio 2001 – DOCSIS 2.0 – 10 Mbps Simetría-Videoconferencia 2006 – DOCSIS 3.0 – 50 Mbps Velocidad / Channel Bonding 2014 – DOCSIS 3.1 – 300 Mbps Velocidad / OFDM / Remote PHY 2021 – DOCSIS 4.0 – 1000 Mbps Velocidad -Full Duplex DOCSIS
Evolución de DOCSIS
Evolución HFC+DOCSIS
2000-2003
Docsis 1.0
1 DS = 24 nodos
1 US = 4 nodos
Nodo = 750 HP 2004-2007
Docsis 1.1
1 DS = 8 nodos
1 US = 1 nodo
Nodo = 750 HP
2008-2011
Docsis 2.0
2 DS = 4 nodos
2 US = 1 nodo
Nodo = 375 HP
2012-2016
Docsis 3.0
4 / 8 DS = 2 nodos
2 US = 1 nodo
Nodo = 375 HP
2016-2020
Docsis 3.0 / 3.1
16 /24 DS = 2 nodos
4 / 8 US = 1 nodo
Nodo = 256 HP
2021 DOCSIS 3.0 24CH DS – 4CH US
DOCSIS 3.1 192MHz OFDM – 24MHz OFDMA
2023 DOCSIS 3.1 Remote PHY - Estás decidido??
2025 DOCSIS 4.0 FDD – Estás decidido??
Migración hacia FTTH
Tecnologías Red FTTH
PON 2400 clientes 2400/32=75 puertos OLT 75 fibras opticas troncales 384 clientes/gabinete P2P Ethernet 2400 clientes 2400 puertos de switch (100 x 24 puertos) 2400 fibras troncales Active Ethernet 2400 Clientes 2400 puertos de switch 384 clientes/gabinete 1 a 16 switch/gabinete (16 x 24 puertos) Anillo de 10 Gbps vincula gabinetes (redundancia)
Trabajando sobre diferentes fibras pueden coexistir Epon/Gpon y Active Ethernet
Acceso pasivo Fibra Óptica
Red PON = Passive Optical Network
FTTH = F.O. hasta la casa
Red pura de FO hasta el hogar
Un solo pelo de fibra para TX & RX
Un solo pelo para datos y TV
Multiplexación por long onda
Divisores ópticos x32, x64, x128
Distribución totalmente pasiva
Nodo FTTH típico 64 HP (128HP)
Tecnología EPON / GPON / XGPON
Evolución de FTTX
Evolución Velocidad Acceso
Arquitecturas de Red
Arquitectura FTTX
FTTC FTTN = Fibra hasta el Gabinete Fibra hasta el Nodo FTTB = Fibra hasta el Edificio FTTA = Fibra hasta el Departamento FTTH = Fibra hasta la Casa
FTTH versus FTTA
En FTTA hay una distribución de F.O. Dentro del mismo edificio
Elementos de Red FTTH
• Dentro de una red FTTH distinguimos cuatro elementos : - HE / CO = Headend o Central Office - LCP = Local Convergence Point - NAP = Network Access Point - CPE = Customer Premises Equipment
• Tres tipos de cable: - Feeder = Cables Alimentadores Principales - Distribution = Cables de Distribución - Drop = Cable de Acometida Domiciliaria
Esquema de Red FTTH
Diferentes Arquitecturas
• CSH = Centralized Switch Home Run Architecture
- Todas las fibras de los clientes llegan al sitio central
- Los puntos de acceso y de convergencia son armarios
de empalme y conexionado.
- Los divisores opticos se instalan en el headend o CO.
• LC = Local Convergence Architecture
- La fibra del cliente llega al punto de convergencia local.
- En el punto de convergencia local se ubican los divisores.
• DS = Distributed Splitting Architecture
- La fibra del cliente llega solo hasta el punto de acceso.
- Los divisores se instalan en el punto de acceso
Arquitectura Centralizada CSH
Split Centralizado (CSH)
Ventajas: Desventajas : Facil de administrar y mantener Gran cantidad de F.O. Flexible para nuevos servicios saliendo del Headend Estructura muy escalable (mucho espacio y es caro)
Ventajas y Desventajas del CSH • Ventajas:
- Todos los equipos activos y divisores están en el headend - En la calle solo tenemos empalmes de F.O. - Fibra dedicada a cada cliente. - Toda la activación se realiza desde el headend. - Gran flexibilidad para reasignar capacidad. - Compatible con active ethernet.
• Desventajas - Gran concentración de fibras ópticas en el headend - Administración compleja de fibras/paneles interconexión - Requiere una gran inversión inicial
Arquitectura de Convergencia Local
Punto de Convergencia Local (LCP)
Ventajas : Desventajas : Buena escalabilidad Conexion nuevo cliente Menos fibras saliendo del Headend requiere ir al pto convergencia.
Ventajas y Desventajas del CLP • Ventajas:
- Podemos alimentar cientos de clientes desde el LCP - Posibilidad instalar mas divisores ópticos en el LCP - Posibilidad de instalar activos en el LCP - Posibilidad de instalar filtros para DWDM en el LCP - Equilibrio entre inversión inicial y expansión futura - Cantidad moderada de fibras accediendo al headend
• Desventajas - Normalmente la activación del servicio se realiza conectando la fibra del cliente a una boca del divisor óptico instalado en el LCP
Arquitectura de Split Distribuido
Split Distribuido (DS)
Ventajas Desventajas Ahorro en cable de F.O. Mayor costo de splitters Ideal en zonas de baja densidad Complicado para mantener Poco flexible para upgrades
Ventajas y Desventajas del DS
• Ventajas: - Utiliza cables ópticos de menor cantidad de fibras. - Requiere menor inversión inicial - Muy eficiente en casos de alta penetración del servicio - Muy eficiente en casos de baja densidad / zonas rurales
• Desventajas : - Baja flexibilidad para adaptarse al crecimiento futuro. - Uso ineficiente de divisores ópticos en baja penetración - Costo por cliente elevado si penetración < 50%
Convergencia Local vs Split Distribuido
• En ambos casos tenemos un ahorro importante de cable de fibra optica desde el Headend hasta el primer nivel de division (splitting).
• Si utilizamos un punto de convergencia local ganamos en flexibilidad pero tenemos un mayor costo en fibra desde alli hasta el cliente final.
• En casos de baja densidad (zonas rurales) ese mayor costo puede ser importante.
• Si la penetracion es muy baja quedan puertos del splitter sin usar y la eficiencia es mayor en el caso de convergencia local.
Donde Ubicamos los Divisores
Donde Ubicar los Divisores
Flexibilidad Planta Externa
Transparencia a Tecnología de
Transporte
Costo de Instalacion
Clientes
Costo Inicial de la Red
CENTRAL SWITCH HOME RUN
ALTA ALTA MEDIO ALTO
LOCAL CONVERGENCE
MEDIA MEDIA MEDIO MEDIO
DISTRIBUTED SPLITTING
BAJA BAJA MEDIO BAJO
Topología Estrella vs Encadenada
