UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERA EN SISTEMAS, ELECTRNICA E INDUSTRIAL PERODO ACADMICO: SEPTIEMBRE/2013 ENERO/2014

UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFacultad de Ingeniera en Sistemas, Electrnica e IndustrialCarrera de Ingeniera en Electrnica y Comunicaciones

Ttulo: Resumen del proyecto FONDEF de investigacin y desarrollo.Ciclo Acadmico y paralelo:Octavo E AAlumno participante:EsTeban JaramilloMdulo y Docente:Comunicaciones pticas, Ing. Juna Pablo PalloSNTESIS DE RESULTADOS OBTENIDOS A LA FECHA1.- Estado del arteEn Sociedad de la Informacin, el transporte de informacin no se reduce a la voz y a datos, sino que incluye contenidos multimedia, Este escenario requiere tecnologas y redes troncales de elevados anchos de banda para transportar informacin. El desafo de este proyecto es proveer una solucin a estas necesidades a un bajo costo y con una administracin simple.Las tecnologas de redes pticas WDM aparecen como la opcin ms promisoria para sustentar la demanda creciente de ancho de banda en las estructuras de transporte.Las tecnologas como la fibra ptica permiten aumentar el ancho de banda. Por otro lado la demanda de ancho de banda puede ser suplida parcialmente por algoritmos de compresin como H.263+ y MPEG-4.Las redes actuales han superado las expectativas de crecimiento de 4 (IPv4), la transicin al protocolo ya estandarizado para IP versin 6 parece ineludible.2.- Hiptesis planteada por el proyecto.En este proyecto se procurar instalar una tecnologa WDM, ya sea sta CWDM (Coarse WDM) o la tecnologa DWDM (Dense WDM) o bien DWDM, la decisin de efectivamente utilizar CWDM en vez de DWDM ser tomada considerando el costo/beneficio.La mayora de los desarrollos tecnolgicos se han basadado en SONET/SDH o ATM/SONET/SDH. Esto implica que hay que crear circuitos y trayectorias virtuales, y cuidar aspectos de sealizacin y restablecimiento de servicios ante fallas pticas, lo que requiere el diseo de nuevos protocolos y herramientas de administracin.Debido a la confiabilidad que otorga la tecnologa de conmutacin de paquetes, es que en el presente proyecto se usarn las tecnologas WDM, 10xGigabit Ethernet y MPLS (Multi Protocol Label Switching).El proyecto Fondef D00I1026 Redes Opticas para Internet del Futuro se orienta a la implementacin de una red de fibra ptica Inter-Universitaria, la cual est formada por cuatro nodos WDM/GbE (Wavelength Division Multiplexing/Gigabit Ethernet): tres en Santiago (USACH, REUNA y UCHILE) y uno en Valparaso (UTFSM). Esta red se pretende utilizar para Investigacin y Desarrollo (I&D) de esta tecnologa. Un aspecto clave en la implementacin de esta red es la de correr IP directamente sobre WDM.En los 4 nodos de la red ptica escalable se desarrollarn objetivos que tienen relacin con la implementacin de redes pticas, sin embargo las labores a ser ejecutadas en cada nodo son diferentes.Para implementar la red, cada tramo requiere dos fibras oscuras: una para cada direccin. El tramo que une UTFSM y REUNA requiere de 2 longitudes de onda para transmisin a nivel de la capa fsica, cuyo destino final es el nodo USACH, y otras 2 longitudes de onda para el transporte de datos para el desarrollo y la experimentacin de aplicaciones. El tramo que une a REUNA con la UCHILE requiere tambin de 2 longitudes de onda y ser utilizado en el desarrollo de aplicaciones demandantes de ancho de banda con calidad de servicio. El tramo que une REUNA con la USACH requiere de 2 longitudes de onda que, como se mencion anteriormente, sern usadas para experimentos a nivel de la capa fsica.El diseo de la red ptica pas por diversas fases. Se supone que los enlaces se realizan con tecnologa CWDM, la cual es apropiada para enlaces Metropolitanos. El uso de esta tecnologa implica que se deben instalar 2 repetidores pticos, lo que genera un grado de incertidumbre acerca de la viabilidad de la solucin. La primera causa de incertidumbre resulta del hecho de que la solucin CWDM requiere que los repetidores estn instalados a distancias de 50 km. Esto implica que en un tramos de 150 km se requiera de 2 repetidores. Sin embargo, los proveedores de servicio probablemente tienen sus repetidores pticos instalados a distancias de 75 km, y uno slo de ellos, ya sea para sus enlaces SDH o para tecnologa DWDM. La segunda causa de incertidumbre est relacionada con el hecho de que es muy improbable que se encuentre un amplificador ptico para CWDM. Las soluciones ofrecidas fueron las siguientes:Red ptica propuesta por Alcatel. En esta solucin figuran transponedores para el enlace ptico transparente entre la UTFSM y USACH, lo cual eleva el costo del equipamiento y no resulta conveniente para los fines de experimentacin deseados. Cisco present dos soluciones alternativas a la licitacin, a travs de 2 de sus representantes, Adexus y Coasn. La primera de ellas cumpla estrictamente con lo solicitado en las bases, mientras que la segunda alternativa resultaba en un precio mucho ms cercano al presupuesto disponible, permitiendo al mismo tiempo cumplir con los objetivos del proyecto.La solucin de Huawei, empresa China con representacin en el pas, fue una que considera equipos de ltima generacin con una capacidad de expansin hasta 32 longitudes de onda.La solucin de NORTEL, contempla una red mixta DWDM/CWDM. Adems de resultar muy costosa para el presupuesto disponible, tiene el inconveniente de que el repetidor en el tramo Santiago Valparaso es con regeneracin, por lo cual no se presta para los fines de investigacin de comunicaciones pticas.La empresa brasilera PadTec ofreci una solucin muy atractiva desde un punto de vista tecnolgico, colaboracin en tareas de investigacin, y a un costo que casi se ajustaba al presupuesto, tiene transponedores en exceso en el nodo de la USACH. La propuesta los incluye para el desarrollo de aplicaciones futuras.Finalmente, se presenta la solucin de WRI, otra empresa China, que no cuenta con representantes locales. La solucin propuesta es similar a la de Huawei en las negociaciones iniciales. Sin embargo, el precio de su solucin exceda al presupuesto disponible en al menos US$ 350.000, por lo que se abstuvo de participar en la licitacin.El resultado de esta negociacin fue que la compra se adjudicara a Adexus con equipos CISCO, despus de largas deliberaciones internas en que se consideraron los aspectos tcnicos y econmicos de las soluciones presentadas, garantas, soporte tcnico, capacitacin y la posibilidad de colaborar con la empresa proveedora.3.- Definicin de variables tcnicas relevantes. Implementar la tecnologa de IP/WDM Desarrollo de nuevas aplicaciones altamente demandantes de ancho de banda Plataforma para preparar y capacitar profesionales en las redes de alta velocidad Usar infraestructura que ya existe a un costo eficiente.4.- Metodologas de investigacin.La metodologa consisti en la identificacin de alumnos memoristas y tesistas que pudieran ser de apoyo a las actividades del proyecto desarrollando su memoria o tesis en torno a trabajos requeridos en el proyecto. Estudio, modelado y simulacin de sistemas pticos WDM en rgimen lineal. Se modelaron e implementaron en computador, cascadas de amplificadores pticos (EDFAs y PDFAs) en sistemas WDM, en rgimen lineal. Se configuraron cascadas amplificadoras incorporando ecualizacin de potencia. Se estudiaron algoritmos de optimizacin para la localizacin de EDFAs en redes WDM WAN/MAN. Estudio, modelado y simulacin de sistemas pticos WDM en rgimen no lineal.propagacin de solitones en sistemas monocanal y WDM, con y sin amplificacin. Se model la generacin de mezcla de cuatro ondas (FWM) y su impacto en los sistemas WDM. Se implementaron estrategias para suprimir/minimizar la generacin de FWM en cascadas amplificadas (gerenciamiento de la dispersin y separacin de canales no uniforme). Se model y simul la amplificacin ptica distribuida a travs del efecto de esparcimiento Raman estimulado (SRS). Se estudi la conversin de frecuencia a travs del fenmeno FWM en amplificadores pticos de semiconductor (SOAs).Estudio, modelado y simulacin de amplificadores pticos en rgimen estacionario.Se estudiaron, modelaron e implementaron en computador, amplificadores a fibra dopada con erbio (EDFAs), amplificadores a fibra dopada con praseodimio (PDFAs), amplificadores pticos de semiconductor (SOAs) y amplificadores pticos Raman. Se estudiaron sus caractersticas de operacin, aisladamente y, tambin, al disponerlos en cascada en enlaces WDM.Estudio, modelado y simulacin de amplificadores pticos en rgimen transitorio.Se implement en computador un modelo en el dominio del tiempo para EDFAs y SOAs, para el estudio de su comportamiento dinmico frente a transientes de potencia en redes WDM.Estudio, modelado y simulacin de transientes en sistemas WDM reconfigurables en rgimen lineal. Se simularon en computador cascadas de amplificadores EDFAs, sometidos a funciones add/drop de canales. Se simul trfico ATM en cascadas de EDFAs. Se estudiaron estrategias de control de transientes y se compar su desempeo frente a distintos escenarios de redes WDM reconfigurables.Estudio, modelado y simulacin de transientes en sistemas WDM reconfigurables en rgimen no lineal. Se ha iniciado el estudio terico de este tpico, sin resultados preliminares.Anlisis de resultados de las diferentes simulaciones. Se han obtenido resultados, definitivos y preliminares, para los diferentes tpicos indicados en los puntos anteriores.Preparacin de informes y difusin de resultados. Se publicaron resultados en una conferencia internacional.5.- Recursos HumanosAlgunos investigadores de este proyecto han colaborado a travs de un proyecto FDI, adicionalmente se estn formando varios alumnos memoristas y tesistas.6.-infraestructura de funcionamientoSe ha restringido el uso de los laboratorios a la experimentacin local y en lo relativo al desarrollo de las aplicaciones hemos limitado nuestras pruebas a redes locales corriendo a 100Mbps. 7.- Propuesta de cambios relevantes en la programacinLa infraestructura depende parte de los avances en las investigaciones y las respectivas publicaciones