Por Julian Andres Garcia Alvarez
En el contexto actual es pertinente hablar de las generalidades de las redes FTTH, sus ventajas frente a otras clases de redes, los elementos que la componen, arquitecturas más comunes, multiplexación utilizada, principales afectaciones que se pueden dar en este tipo de redes y cómo abordar el presupuesto de pérdida en la red como referencia para el diseño.
Las redes FTTH (Fiber To The Home) son ampliamente conocidas dentro de la familia de sistemas de transmisión FTTx en el mundo de las telecomunicaciones por tener la capacidad de transportar gran cantidad de información a los usuarios finales a altas velocidades, utilizando como medio de transmisión la fibra óptica; es decir, se lleva la fibra directamente hasta el hogar.
La fibra óptica presenta grandes diferencias comparado con el cable coaxial:
- Como medio de acceso, permite llevar señales a distancias que superan 10 veces las del cable coaxial.
- Como redes de Transmisión se requiere 30 veces menos amplificadores que en una red coaxial.
- Su atenuación es 100 veces menor que el cable coaxial.
Si queremos compararlo con sistemas inalámbricos encontramos que puede presentar:
- Mejor calidad de la señal, con retardos inferiores a los 100 milisegundos frente a los 500 milisegundos que puede tener la comunicación por satélite
- Capacidad de transmisión 1000 veces superior que la del satélite.
- Lo equipos que se requieren en fibra son más pequeños y económicos.
El despliegue de fibra hasta el hogar puede requerir que la infraestructura de fibra, esté ubicada en terrenos públicos y/o privados y esta naturaleza del sitio será un factor clave para tomar decisiones de diseño que se ajusten más al entorno.
Imagen 1. Fuente: HandBook 2017 FTTH Council
Arquitectura de Red
La arquitectura de red proporciona un marco específico desde los componentes hasta el servicio con diferentes configuraciones de topologías como son “Punto a Multipunto (Un láser de central entre varios abonados)” y “Punto a Punto (un láser de central y una fibra por cada abonado”.
Para topologías punto multi punto, es común encontrar configuraciones con uno o dos niveles de Splitter en la red ODN (Optical Distribution Network)
Se puede observar de acuerdo con la anterior topología, que una red FTTH esta dividida en tres partes fundamentales para su desempeño, OLT (Optical Line Terminal), ODN (Optical Distribution Nerwork) y ONT (Optical Network Terminal). Es importante resaltar que el segmento ODN es una red totalmente pasiva. La ONT es el equipo que queda instalado en el cliente y la OLT es un equipo activo ubicado generalmente en la oficina central que se encarga de agregar todas las señales ópticas de la ONT en un solo haz de luz multiplexado que luego se convierte en una señal eléctrica al llegar al hogar del cliente.
¿Pero cómo viaja la información?, Para resolver esta pregunta es importante entender en las redes FTTH se hace uso generalmente de dos canales descendentes (Downstream) para llevar datos y video desde la OLT hasta el cliente y uno ascendente (Upstream) conocido como canal de retorno por donde viaja la información que envía el cliente hacia la red, la siguiente gráfica nos ayudará a entender mejor el concepto:
Como se puede observar en la anterior gráfica, los dos canales downstream utilizados se ubican en 1490nm y 1550nm y el canal de retorno utiliza un λ=1310nm.
Para evitar que los datos colisionen, se emplean técnicas de multiplexaciones como puede ser la multiplexación por longitud de onda WDM (Wavelenght Division Multiplexing) que consiste en llevar un tren de datos por una longitud de onda.
En redes GPON (Gigabit Passive Optical Network) no siempre hay coexistencia entre familias y los canales, tanto de retorno como de bajada (Downstream), pueden ser diferentes, tema que analizaremos con más detalle en un futuro artículo.
Para efectos del diseño, siempre se debe contar con un presupuesto óptico, entender cuál es la sensibilidad con que reciben y transmiten tanto las OLTs como las ONTs y las atenuaciones que sufre la señal cuando viaja por la red ODN. Los siguientes puntos resumen cómo abordar el diseño:
- Tipo de modulo SFP (tranceivers) que tiene la OLT, se distinguen tres clases: B+, C+ y C++. Conociendo qué módulo emplear, se determina la potencia con que se transmite y recibe y el alcance máximo (de acuerdo con estándares internacionales es de 20 km).
- Determinar la sensibilidad de transmisión y recepción de los equipos instalados en el cliente (ONT).
- Determinar las pérdidas por conectores, fusiones, divisores ópticos y longitud de la fibra a emplear.
- Cada fabricante tiene en sus fichas técnicas la información referente a las atenuaciones y es un ejercicio fundamental conocerlo por parte de todos los profesionales encargados del diseño.
- El diseñador debe tener en conocimiento cómo será el recorrido o camino que llevará la fibra para tener más certeza de los materiales a utilizar, es decir, si la fibra va aérea, canalizada, directamente enterrada o cualquier otro escenario relevante para el diseño.
- No es recomendable realizar un diseño con la sensibilidad máxima o mínima de los equipos OLTs, porque se debe contemplar un margen de error.
Si bien las redes FTTH tiene muchas ventajas que facilitan su implementación, también se requiere de tener muchos cuidados en su desarrollo o puesta en marcha, entre los daños más destacados están:
- Conectores mecánicos o de armado en campo sucios, rayados, húmedos o mal elaborados, cerca del 75% de los problemas de la red están asociados a conectores.
- Fusiones mal realizadas.
- No se respetan los radios de curvatura de la fibra especificados, tanto por el estándar como por el fabricante.
- Ruptura de fibra.
- Falla en un divisor óptico.
He descrito a grandes rasgos una red FTTH, en las próximas publicaciones hablaremos con más detalle cada uno de sus componentes con la finalidad de que el lector se familiarice más con el glosario y comprenda con mayor profundidad la ingeniería que hay detrás de sus elementos.
Julian Garcia es un Ingeniero Electrónico que cuenta con amplia experiencia y liderazgo en el sector de las telecomunicaciones en Colombia, ha dedicado más 16 años a este campo lo cual le ha permitido guiar equipos de trabajos tanto en proyectos para despliegue de redes HFC, FTTH, WTTH como operación y mantenimiento de estas. Actualmente es miembro activo en BICSI y pertenece al grupo de investigación IPNSIG de Internet Society (ISOC).