Por Ing. Gilberto “GG” Guitarte
“Todos los caminos conducen a Roma”… (pero algunos están mejor pavimentados que otros).
Hay varias maneras de llegar con Fibra Hasta El Hogar o FTTH. En el artículo anterior sobre el comienzo del fin de las redes de cobre en acceso residencial, vimos cómo algunas operadoras evolucionaron en forma progresiva pero lenta —y durante varios años— llevando la fibra óptica cada vez más cerca del hogar del usuario, para poder brindar mejor acceso al mundo de Banda Ancha y a todo lo implicado en ello en cuanto a servicios de voz, data, video, y sus derivados.
Por un lado, las operadoras telefónicas echaron mano de la tecnología DSL durante dos décadas para extender la vida útil de sus redes de cobre trenzado. Por otro, las cableras replicaron en forma similar con la evolución de la tecnología DOCSIS para prolongar en el tiempo sus activos fijos de cable coaxial. En ambos casos se buscaba reducir todo lo posible la inversión de capital (o CAPEX) en cada año fiscal en cuestión, mientras se intentaba aumentar las velocidades de bajada (y de subida en algunos casos, aunque en forma muy limitada) para los servicios de DATA y VIDEO.
Organizaciones Primarias de Estandarización de Redes FTTH
Estas instituciones, como ITU, IEEE, y SCTE (ver fig.1), son reconocidas a nivel internacional y no solamente marcaron la evolución de FTTH, sino también son en su totalidad los pilares de la tecnología de Banda Ancha —desde su concepción hasta la inserción operativa en el mundo de las operadoras o proveedoras de servicio—. Son el equivalente a “los canales principales de riego en un sistema de aguas”; y en nuestro caso, las responsables de trazar lineamientos generales y protocolos operativos en todas las dimensiones de la Banda Ancha —tanto en el plano del software, como en el plano del medio físico—, con condiciones de mínimos aceptables, esenciales y excluyentes.
La ITU e IEEE se abocaron a objetivos similares en su alcance en el tiempo en cuanto a capacidades de bajada y subida de información entre la CO (Central Office) y el usuario, diferenciándose en el método de estructuración de paquetes (o packets) de información, pero utilizando básicamente las mismas longitudes de onda de bajada y subida respectivamente, por lo cual las dos plataformas no pueden coexistir en la misma ODN física.
La SCTE (una División de CableLabs) se encaminó sobre la estandarización de la llamada RFoG (Radio Frequency over Glass) o Radio Frecuencia sobre Vidrio. RFoG es una tecnología de conversión de medio de transmisión y la tecnología o plataforma de data digital utilizada por las cableras en este caso es DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification) o Especificación de Interfaz de Servicios de Data sobre Cable. En definitiva, RFoG permite transformar una red física HFC en una red totalmente de fibra óptica, y permite mantener los equipos activos de cabecera y de abonado, manteniendo el mismo esquema de modulación que las redes HFC originales.
Aclaramos que, en algunos casos, estas asociaciones también norman detalles como especificaciones técnicas particulares de algún componente de red.
Asociaciones, Reglas del Arte, Mejores Prácticas de La Industria , y Especificaciones Técnicas Particulares
Descendiendo del nivel anterior a una granulometría ya aplicable a elementos y componentes de la red FTTH (ver fig.2), tanto sobre constitución de materiales, condiciones de manufactura y tolerancias, procedimientos de calidad para aceptación y rechazo, desempeño funcional esperado, y hasta estimaciones de vida útil de los mismos, intervienen varias asociaciones, entre ellas citamos, por ejemplo: la FOA (Asociación de Fibra Óptica o Fiber Optic Association), la FBA (Asociación de Banda Ancha por Fibra o Fiber Broadband Association), FTTH Council de Asia y sus variantes de Europa, MENA, y África, IEC (International Engineering Consortium o Consorcio Internacional de Ingeniería), y TELCORDIA (legado de Bell Labs, hoy día una división de Ericsson), entre otras varias organizaciones.
A la hora de la toma de decisiones sobre los tipos de arquitectura a utilizar en las redes FTTH —con sus posibles evoluciones futuras—, cumplir o no con estas recomendaciones definirán la calidad de los elementos de red que, en definitiva, conformarán la calidad del enlace óptico. Mucho más importante, y por sobre todas las cosas, cumplir con estas normativas ASEGURAN la confiabilidad y disponibilidad permanente del servicio brindado que resultan al final en la Calidad de Experiencia (o QoE- Quality of Experience) de los clientes usuarios del servicio de la operadora.
En más de un caso, hemos comprobado que algunas operadoras, o algunos sectores dentro de las operadoras, con el afán de ahorrar algo de CAPEX, han relajado su normativa técnica apartándose de estos valiosos estándares en tan sólo uno o dos o tres de los componentes de red, pero perjudicando el rendimiento de todo un enlace óptico.
¡Lógicamente y como es de esperar, degradar el enlace óptico implica degradar la QoE del cliente! Estas personas o sectores de la operadora se sienten importantes o satisfechos al haber ahorrado tal vez 10 dólares por abonado en la instalación de la red, sin percatarse que pueden estar generando al mes o al año de comenzar el servicio, la pérdida de valiosos clientes que generarían 20, 50, o 100 dólares/mes cada uno en caso de brindar la operadora un servicio confiable y de calidad. Por otro lado, ese injustificable ahorro aumenta considerablemente los costos/cliente relacionados con Operación y Mantenimiento (OPEX) motivados por mayor cantidad de reparaciones y despachos necesarios para reestablecer servicio ante fallas en la red.
Muchas veces, se generan inconvenientes en el desempeño del enlace óptico (y por consiguiente en la QoE del cliente de la operadora) por una especificación errónea de uno o más de los componentes de la red. Un simple ejemplo lo constituye la especificación técnica de un empalme por fusión de la fibra óptica.
En una red PON de FTTH se puede considerar que fácilmente puede haber al menos 8 empalmes por fusión en el enlace. En el caso de utilizar la norma ITU tendremos como aceptable una pérdida por inserción de los 8 empalmes de 0.8 dB. Si se utiliza erróneamente la norma ANSI-TIA se aceptarán 1.6 dB (el doble de lo correcto). Sabiendo que en un enlace PON hay una gran pérdida debida al divisor óptico de potencia y a la cantidad de conectores en el mismo, los 0.8 dB de diferencia entre una norma y la otra para los 8 empalmes pueden resultar en la pérdida del margen necesario en el presupuesto óptico de pérdidas por inserción para una operación confiable.
Otro ejemplo sobre la importancia de cumplir las normas adecuadas para cada caso se da en el hecho de que casi todas las operadoras y los fabricantes de equipos de fibra óptica coinciden que aproximadamente el 80% de las fallas operativas de un enlace FTTH se deben a problemas en los conectores. Cuando uno investiga a fondo las normativas disponibles sobre estos elementos de red tan críticos, fácilmente puede llegar a la conclusión de que la norma más rigurosa —para asegurar el desempeño correcto en planta externa— es la TELCORDIA-GR-326. Sin embargo, nadie duda en que la mejor norma a fin de inspeccionar y aceptar o rechazar un conector de fibra óptica operando en planta externa es la IEC 61.300-3-35.
Resulta importante recordar que un enlace FTTH PON puede admitir un presupuesto óptico de pérdidas por inserción de 25 dB a algo más de 30 dB, dependiendo de la generación de tecnología PON utilizada, por supuesto. Este parámetro está directamente ligado con la potencia de lanzamiento de los láseres transmisores y la sensibilidad de detección los fotodiodos receptores. De igual modo resulta importante saber que la ORL (Optical Return Loss o Pérdida de Retorno Óptico) debe ser típicamente igual o mayor que 32dB -en mόdulo – para la totalidad del enlace conectado a un puerto PON. El concepto de ORL puede visualizarse imaginando que cuando estamos dentro de una casa frente a un buen ventanal de vidrio de alta calidad y limpio, veremos con claridad las imágenes del exterior de la casa sin ver “fantasmas” de nosotros mismos reflejados por el vidrio que debiera ser totalmente translúcido, sin producir reflexiones hacia dentro de la casa. Pero si la calidad del vidrio o la limpieza de este no es suficiente, veremos nuestras propias imágenes reflejadas hacia atrás, o sea, un retorno hacia nuestros propios ojos. Para poder “ver mejor” hacia fuera, queremos menos retorno de nuestra imagen de interiores hacia nosotros, o lo que es lo mismo, una mayor pérdida en la intensidad de ese retorno, o una mayor ORL.
Como se imaginan ustedes, la evolución de los estándares que se observa a través de las figuras 3, 4, y 5, implican cada vez mejor desempeño en los equipos de CO (OLT) y de usuario (ONT u ONU); pero nunca olviden la importancia de la ODN (Optical Distribution Network o Red de Distribución Óptica) que los vincula, donde todos y cada uno de los elementos de red pueden perjudicar o ayudar al Presupuesto Óptico de Pérdida por Atenuación y a la ORL!
Códigos Mandatorios
A nivel regulatorio de ciudades, municipios, provincias, e inclusive a veces a nivel país, se adoptan por parte de las autoridades gubernamentales algunos códigos mandatorios (ver fig. 6), sin los cuales el diseño, y por ende la construcción, y operación de la red FTTH resultan peligrosos o inseguros para la gente involucrada en cada una de esas fases de la red FTTH.
Como un ejemplo bastante obvio pero pocas veces observado en nuestros países, el Código Eléctrico Nacional (o NEC, National Electric Code) exige que una vez que el cable de fibra óptica utilizado en planta externa con cubierta plástica externa de PE (polietileno) penetra el interior de un edificio —ya sea en CO, HE, o en hogares y edificios de abonados—, a no más de 45 pies (14 m) del punto de ingreso a interior, transite a un cable de cubierta externa de PVC con retardante de llama y baja emisión de humos y cero halógenos. Los efectos logrados son la protección de vidas humanas contra incendios y la protección de los activos fijos en centrales y hogares de abonados.
Una vez que se adoptan códigos como el mencionado, hay instituciones como el UL (Underwriters Laboratories) que ensayan y comprueban que tal o cual producto cumple con dichos códigos, y es de tal forma que los fabricantes de elementos de red pueden colocar la estampa o sello de UL correspondiente al código que cumplen.
Conclusión
Las redes FTTH tienen la gran ventaja de no ser afectadas por ingreso de ruidos electromagnéticos inducidos provenientes del exterior del cable, ya que el medio de transporte de señal es vidrio a diferencia de los cables de par de cobre trenzado y los cables coaxiales. Es una ventaja relativa importante porque además no hay problemas asociados con la corrosión de elementos metálicos en el medio físico propio de conducción de la señal.
La otra gran ventaja es la ausencia de energía eléctrica en planta externa para las redes PON. Esto es muy diferente en el caso las redes de cobre con DSLAM en planta externa o las redes HFC, ya que ambas precisan no sólo de dicha fuente de electricidad, sino que la misma implica mayor costo operativo tanto en el consumo energético como también en el mantenimiento o reparación en planta externa.
La vida útil de una red PON de FTTH garantiza un buen retorno de la inversión por su longevidad, su bajo costo operativo y su tremenda capacidad de transporte de señales ópticas. Eso sí, se cumple el famoso dicho de que, en una cadena con múltiples eslabones, la calidad de ésta es igual a la calidad del elemento de menor calidad. Exigir y cumplir los estándares, las normas, y los códigos de la industria es uno de los dos componentes mandatorios y excluyentes que aseguran la calidad de la red y la QoE del cliente. ¡El otro componente es el entrenamiento y certificación adecuados del personal técnico que interviene en el diseño, la construcción y la operación de dicha red… pero de ello hablaremos en la próxima edición de Todo Fibra Óptica!
El Ing. Gilberto “GG” Guitarte es un experimentado líder de fibra óptica, fue presidente del Fiber to the Home Council Latin America (ahora Fiber Broadband Association LATAM Chapter). Actualmente es instructor certificado por la Fiber Optic Association (FOA) y consultor en Redes de Acceso de Fibra y Redes Pasivas Ópticas (Passive Optical LANs).
Tel. +1 (919) 795-1906
