Por Edgar Fragoso

La implementación de redes FTTH requiere meses de planificación y grandes obras civiles hasta llegar a la etapa del alta de suscriptores. Durante este tiempo, una gran cantidad de retos puede impactar sobre la capa física de la red. En este artículo se compartirán algunos desafíos y recomendaciones a considerar durante los despliegues de redes PON, con el fin de asegurar redes de la mejor calidad.

Resumen de topología y tecnología

Existen muchas topologías en FTTH en la región; si bien históricamente se han venido implementando redes balanceadas (o con divisores simétricos), en los últimos años se ha visto un incremento de despliegues basados en redes desbalanceadas (o divisores asimétricos). Cada empresa decidirá la topología que mejor se adapte a su modelo y ancho de banda, incluso en lo que respecta a índices de división (únicos o con diversos niveles de divisores ópticos).

En un entorno típico PON con divisores simétricos se realiza la división de la luz de la OLT en proporciones iguales entre cada uno de los puertos ópticos de los divisores de la red óptica. Este tipo de topologías es apropiado para áreas densamente pobladas, ya que la distancia de cada abonado desde el divisor óptico ubicado en el centro es aproximadamente la misma. 

Sin embargo, en áreas rurales, donde la densidad de población no es tan alta y los suscriptores generalmente no están agrupados geográficamente, se ve una tendencia a implementar redes con división asimétrica, también llamada desbalanceada; esta topología ayuda a maximizar el alcance y asimismo a optimizar la inversión y la instalación, la cual se facilita dado que en su mayoría las redes son preconectorizadas. A menudo, este tipo de redes consta de un arreglo de divisores ópticos donde internamente tienen un divisor 1:2 pero con diferentes salidas de potencia y es aquí donde justamente se lleva a cabo el desbalanceo. Una de las ramas de salida se encarga de dar continuidad a los diferentes divisores que se pueden ir sumando a lo largo de la trayectoria óptica; este “puerto troncal” normalmente es el de menor pérdida de inserción. La otra rama de salida, es decir la de mayor pérdida de inserción se conecta directamente a un divisor simétrico, el cual servirá para dar servicio a un grupo de abonados.

Equipos de prueba a considerar en implementaciones FTTH

Existen diversos tipos de equipos de medición disponibles en el mercado, cada cual cumplirá su función y tendrá sus beneficios para aplicaciones específicas y resultados de prueba requeridos. Abajo un listado de equipos esenciales que deben estar en el kit de medición de los técnicos de campo para garantizar una óptima implementación de redes PON:

1. Sonda de inspección para conectores de fibra: Los conectores defectuosos o sucios son la causa #1 de fallas en una red óptica, por lo que una sonda pasa a representar una herramienta clave para los técnicos.

2. Multímetro de fibra óptica (OFM): un OFM es una herramienta con alto nivel de automatización, esencial para los técnicos de campo. Los OFM realizan mediciones de múltiples parámetros ópticos clave del enlace como pérdida óptica del enlace, ORL (pérdida de retorno óptico), longitud y potencia recibida (en el caso de que en enlace ya este activo). Este equipo permite solucionar problemas potenciales sin necesidad de un conocimiento tan profundo en la operación del instrumento o la interpretación de resultados.

3. Equipo de prueba de pérdida óptica (OLTS): Un OLTS consta de un par de equipos, cada uno conteniendo básicamente la funcionalidad de fuente de luz y medidor de potencia. De esta forma, y conectando un equipo en cada extremo del enlace a ser medido, se podrá validar muy rápidamente (en unos 5 segundos) y de manera bidireccional la longitud, el presupuesto de pérdida y el ORL del enlace.

4. Reflectómetro óptico en el dominio del tiempo (OTDR): El uso de un OTDR para caracterizar una red FTTH nos ayudará a conocer en detalle la atenuación de todo el enlace, la distancia y el ORL, ya sea de manera global o de manera individual para cada uno de los elementos que lo conforman. Este instrumento requiere de mucha experiencia para seleccionar la configuración correcta e interpretar los resultados, sobre todo en redes PON donde las pérdidas de los divisores ópticos son muy elevadas y requieren del uso de una gran variedad de pulsos de diferentes características para caracterizar correctamente todo el enlace.

5. Mapeador inteligente de enlaces ópticos (iOLM): Es un instrumento basado en la reflectometría, la misma que es utilizada por un OTDR, sin embargo, permite la caracterización de redes FTTx automatizada arrojando un resultado Pasa/No Pasa, sin importar que tipo de topología se tenga. Sus algoritmos avanzados definen sin intervención del técnico los parámetros de prueba, así como el número de adquisiciones de diferentes pulsos que mejor se ajustan al enlace bajo prueba. Al correlacionar automáticamente los resultados de las mediciones de múltiples anchos de pulso, el iOLM identifica fallas al alcance de un click. Los resultados se muestran en una vista lineal basada en iconos para evaluar rápidamente el estado de un evento según el estándar seleccionado.

6. Localizador visual de fallas (VFL): Laser de luz visible para identificar roturas, dobleces, conectores o empalmes defectuosos.

7. Medidor de potencia (PM) o medidor de potencia PON: estos dispositivos se utilizan para diagnosticar niveles de potencia. El uso de un medidor de potencia PON que use un modo pass-through permitirá evaluar los niveles de potencia óptica de la señal descendente/ascendente al mismo tiempo.

Fases de la red FTTH

Se deben considerar diferentes criterios al comprar equipos de prueba, dependiendo la fase respectiva al ciclo de la red. La velocidad, la consistencia y la eficiencia de las mediciones y sus resultados son los parámetros de prueba más importantes a tener en cuenta durante todas las fases de la red. Es importante resaltar que un correcto procedimiento de pruebas en la fase de construcción ayudara a minimizar las fallas en la red una vez la misma entre en operación. 

Inspección de Conectores 

Como hemos comentado, los conectores ópticos son la causa #1 de fallas en una red óptica; es por esto que se debe utilizar siempre una sonda de inspección para inspeccionar los conectores ópticos de los puertos que se implementan en la red construida, sin importar que fase de la red sea. Siempre que un conector óptico sea manipulado, se debe garantizar su limpieza y correcta conexión. Lo más recomendable es utilizar una sonda que realice la inspección de manera 100% automatizada; esto incluye un auto centrado, autofoco & autoanálisis en base a los estándares definidos por las normas IEC correspondientes.

1. Fase de construcción 

Esta fase representa la más importante a la hora de realizar mediciones para garantizar así el correcto despliegue de la red previo a la puesta en servicio. Es la única fase en la cual podremos medir todos los elementos de manera individual (por secciones) o en conjunto (sobre todo el enlace). 

Las pruebas por inserción permiten medir la atenuación total del enlace o la sección. Aquí los equipos requeridos son una fuente de luz y un medidor de potencia óptica, o bien un OLTS. 

Por otro lado, las pruebas reflectométricas permiten evaluar la continuidad óptica, la atenuación total, la atenuación y reflectancia de cada elemento y el ORL del enlace. Las mediciones deben ser realizadas en al menos una de las derivaciones del divisor final y en sentido de la ONT hacia la OLT, utilizando un OTDR o un iOLM.

En esencia estas pruebas buscan probar que todos los elementos que conforman el enlace estén dentro de las especificaciones y que las pérdidas sean las esperadas para cumplir con el presupuesto óptico de perdidas. 

En lo que respecta particularmente a redes desbalanceadas o asimétricas, dada la variedad en los valores de pérdida de los divisores ópticos asimétricos o TAPs, como así también la mayor cantidad de conectores y el espacio reducido entre los diferentes elementos, resulta extremadamente complejo caracterizar el enlace, sobre todo con un OTDR tradicional. Es por lo que, en este tipo de escenarios, se recomiende aún más el uso de un iOLM para caracterizar el enlace. Su facilidad de operación, y su gran capacidad de interpretaciones gráficas, hacen que cualquier técnico pueda interpretar los resultados adecuadamente.

2. Activación del servicio

Una vez que se puso un fuerte esfuerzo en realizar las pruebas adecuadas durante la fase de construcción, los técnicos se verán favorecidos durante la etapa de activación de servicio. En esta etapa se pasará a verificar principalmente la potencia óptica en el terminal de derivación o abonado. Esto se puede hacer con un medidor de potencia convencional, configurado en 1490 nm para GPON. 

También es recomendado probar las potencias —tanto de la señal ascendente como descendentes— mediante un medidor de potencia en modo pass-through; estos son medidores de potencia especiales para esta etapa, los cuales permitirán conectarse en serie en el enlace, y de esta forma presentar los niveles de potencia tanto ascendente como descendentes de manera simultánea y en tiempo real, permitiendo un rápido diagnóstico de los niveles de potencia y del servicio.

3. Operación y Mantenimiento – Resolución de problemas 

La resolución de problemas y el mantenimiento en cualquier red FTTH será una combinación de muchas de las pruebas realizadas en fases anteriores.

Una de las herramientas más importantes para esta fase es un OTDR/iOLM o un OFM con un puerto filtrado que trabaja con una longitud de onda de 1625nm o 1650nm y que permite de esta forma hacer análisis en redes activas. El puerto filtrado atenuará significativamente cualquier tráfico entrante y asimismo permitirá que se realicen pruebas en una longitud de onda diferente a la de operación, sin afectar así el servicio de otros suscriptores.

ConclusiónSi bien puede parecer atractivo implementar su red rápidamente para obtener ingresos más pronto y confiar en su habilidad para solucionar problemas más adelante, el riesgo de que los gastos se salgan de control, si surgen demasiados problemas, es mayor que tener una visibilidad completa de su inversión desde el principio. Invertir en equipos de prueba confiables es clave para implementaciones FTTH exitosas que estarán preparadas para el futuro.

Edgar Fragoso es Ingeniero de Aplicaciones para toda Latinoamérica en EXFO, con cerca de 10 años de experiencia ha trabajado muy de cerca en la industria de Tecnologías Ópticas y Redes de Alta Velocidad, ocupando cargos como Ingeniero de Preventa y Postventa e Ingeniero de Aplicaciones para el mercado latinoamericano. A través de los años ha trabajado de cerca con Network Engineering Managers (NEMs) y proveedores de servicios, ayudándolos a optimizar sus redes en la implementación y en procesos de aceptación tanto en la parte óptica como en la parte de transmisión de datos.