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Sociedad de la Información
Guía FTTH/GPON
Unidad 2 - Puesta en marcha de la Red
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Adolfo García Yagüe ~ [email protected]
Versión 1.0 ~ Junio 2012
Agenda
Introducción a las Redes PON/FTTH/GPON – Algo de terminología…
– Aspectos diferenciales de GPON
– Topología de una red PON punto-multipunto
– Canal descendente
– Canal ascendente
– Vídeo sobre una red PON (VPON)
Despliegue y certificación de la red óptica – ICT 2011 en edificios y viviendas unifamiliares
– Red Interior de Usuario según ICT 2011
– Tendido FTTH por exterior en edificaciones no ICT
– Ubicación de elementos
– Presupuesto óptico y distancia
– Certificación de la red óptica con GPON Tester
Mecanismo de QoS y configuración de servicios – Mecanismo de QoS
– Configuración del servicio con TGMS
– Certificación y análisis del servicio con GPON Tester
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Algo de terminología…
FTTH. Fiber to the Home. Red de fibra óptica hasta el hogar Topologías posibles:
– Punto-a-punto. 1 o 2 FO desde central para cada usuario/hogar
– Punto-multipunto. 1FO desde central compartida por múltiples usuarios
Otras variantes FTTN, FTTC y FTTB
PON. Passive Optical Network. Red óptica punto-multipunto en la que no existen elementos activos entre las instalaciones del operador (OLT) y el equipo terminal de usuario (ONT).
GPON. Conjunto de especificaciones G.984.x del ITU-T donde se describen las técnicas para compartir un medio común (FO) por varios usuarios, encapsular la información y gestionar los elementos de red, entre otros aspectos
– OLT.Optical Line Terminal. Equipo de central
– ONT. Optical Network Termination. Equipo de usuario
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Aspectos diferenciales de GPON
Ancho de banda y distancia. El medio óptico permite superar los límites de ancho de banda y distancia existentes en las tecnologías xDSL
Economía. xPON reduce el CAPEX en fibra óptica (1FO para muchos usuarios) y OLT (1 puerto en la OLT para muchos usuarios). Además es posible suprimir la red de par telefónico y cable coaxial
Calidad de servicio. De manera nativa, GPON dispone de un modelo de QoS que garantiza el ancho de banda necesario para cada servicio y usuario (Triple Play real)
Seguridad. La información en la fibra óptica viaja encriptada en AES
Operación y mantenimiento. De manera nativa, GPON cuenta con un modelo de gestión que facilita al operador la administración remota de los equipos de usuario. Reducción de OPEX
Escalabilidad. Hoy hablamos de GPON (2,5 Gbps para 64 usuarios) mañana podremos evolucionar a WDM PON (1Gpbs simétrico para cada usuario) y seguir utilizando la misma infraestructura de fibra
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Topología de una red PON punto multipunto
OLT
1er Nivel Splitting (1x4, 1x8)
2º Nivel Splitting (1x8, 1x16)
GbE/10G
GbE
20 Km máximo
ONT
2º Nivel Splitting © 2012 TELNET-RI
312 3 45 61
312 3 45 61
Canal descendente
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1
2
3
5
3 1 2 3 4 5 6 1
4
6
312 3 45 61
312 3 45 61
312 3 45 61
312 3 45 61
3
1
1490nm – 2,4 Gbps
Cada ONT puede
desencriptar (AES 128)
únicamente el tráfico
destinado a ella
125us
Canal ascendente
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1
2
3
5
3 1 2 4 5 6 1
4
6
3
1 1
2
5 5
4
3
T=0
TX= T+(200ns)
4
TX= T+(250ns)
5
TX= T+(270ns)
1 1
TX= T+(300ns)
2
TX= T+(350ns)
6
TX= T+(390ns)
1310nm – 1,2 Gbps
1310nm
1310nm
1310nm
El divisor óptico impide
el paso de la señal
óptica de la ONT 1 a la 3
Video RF sobre una red PON (VPON)
Mediante modulación óptica es posible transportar TV de manera transparente (CATV 80-862MHz y Satélite 950-2150MHz) sobre la lambda de 1550nm
El usuario dispone de una ONT con un puerto RF para conectar a desco o TV
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OLT
GbE
ONT VPON
Modulador VPON
RF
RF
Cabecera de TV
1550nm
1er Nivel Splitting y filtro WDM (2x4 y 2x8)
1490nm
1310nm
Agenda
Introducción a las Redes PON/FTTH/GPON – Algo de terminología…
– Aspectos diferenciales de GPON
– Topología de una red PON punto-multipunto
– Canal descendente
– Canal ascendente
– Vídeo sobre una red PON (VPON)
Despliegue y certificación de la red óptica – ICT 2011 en edificios y viviendas unifamiliares
– Red Interior de Usuario según ICT 2011
– Tendido FTTH por exterior en edificaciones no ICT
– Ubicación de elementos
– Presupuesto óptico y distancia
– Certificación de la red óptica con GPON Tester
Mecanismo de QoS y configuración de servicios – Mecanismo de QoS
– Configuración del servicio con TGMS
– Certificación y análisis del servicio con GPON Tester
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CENTRAL
Registro primario
(en RITI)
Registro Secundario
(en planta)
Registro de
Terminación de
Red (en hogar)
Red de Alimentación
Red
de D
istr
ibuci
ón
Red de Dispersión
Arqueta de Entrada Canalización de enlace
Canalización
Primaria
Canalización Secundaria
Recintos, canalizaciones y
registros de la edificación
según la ICT del 2011
Registro primario
(en RITU)
Registro Secundario
(en exterior)
Canalización Primaria
Canalización
Secundaria
Registro de Terminación
de Red (en hogar)
Recintos, canalizaciones y registros
de la vivienda unifamiliar según la
ICT del 2011
Red Interior del Usuario según la
ICT del 2011
WIFI
Set-top Box
RJ-45
RJ-45
RJ-45
RJ-45
RJ-45
Tendido FTTH por fachada en
edificaciones que no cumplen ICT
Tendido Principal (cable distribución)
Tendido Secundario (c. acometida)
Registro Secundario
(caja exterior)
Ejemplo de tendido FTTH por fachada en
manzana 16 bloques, 4 plantas, 4 viviendas
Hacia otra
manzana
Bloque 1 Bloque 2 Bloque 3 Bloque 4
3
4
5
16 v. 16 v. 16 v. 16 v. 16 v. 16 v. 16 v.
16 v. 16 v. 16 v. 16 v. 16 v. 16 v. 16 v.
16 v. 16 v.1 2
34
Patio interior
• Objetivo de despliegue y dimensionamiento:
• 256 usuarios pasados y dimensionamiento de la red para conectar al 50% de estos.
• Solución propuesta:
• 2 puertos OLT. (64 usuarios por puerto)
• En central, sobre cada puerto OLT, división óptica 1x8.
• Desde central hasta la manzana, red de alimentación con cable PKP de 64 f.o. en configuración 8 f.o./tubo (1).
• En fachada de manzana caja repartidor (2) para segregar dos tubos del PKP e iniciar tres redes de distribución (3): dos
hacia fachadas exteriores y una para el patio interior. Desde esta caja pueden continuar el PKP a otras manzanas.
• Red de distribución (3) con cable FlexiTP de 32 f.o en configuración 4 f.o/tubo (8 tubos).
• En cada caja derivación (4) se extrae un tubo y divide ópticamente en1x8. Quedan libres 3 f.o. para ampliaciones o mto.
• Desde caja de derivación acometida a cada abonado con cable de 2 f.o. (5). Queda libre 1 f.o para ampliaciones o mto.
Ubicación de elementos
Elemento Ubicación
OLT Central
Modulador RF-VPON (opcional) Central
1er nivel de splitting Central
TELNET GPON Extender (opcional) Central
Repartidor óptico Central
Cable tendido PKP, KP, FVP, FlexiTP Canalización, aéreo o fachada
Cajas repartidor cable tendido Arquetas, cámaras de registro o fachada
Caja terminal óptica Registro instalaciones de telecom. inferior (RITI) o único (RITU)
2ª nivel de splitting RITI o RITU. En edif. no ICT en caja de derivación de fachada
Cable distribución Canalización principal (Tendido principal en edif. no ICT)
Caja derivación o segregación óptica Registro secundario
Cable de acometida Canalización secundaria (Tendido secundario edif. no ICT)
Roseta óptica Registro de Terminación de red (en hogares ICT 2011)
ONT Registro de Terminación de red (en hogares ICT 2011)
Presupuesto óptico y distancia
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¿Rango dinámico? ¿FEC? ¿Grado de división óptica?
¿Perdidas de inserción? ¿Nº de empalmes y tipo?
¿Longitud del tendido fibra?
Algunas consideraciones – No escatimar recursos en el desarrollo de la red pasiva
– Establecer metodologías de instalación y certificación
– Instrumental adecuado
– Prever variaciones del comportamiento de las piezas ópticas a lo largo del tiempo
Atenuación
Total
Atenuación
fibra/Km Distancia
* ( ) = + Atenuación
empalme Nº * ( ) + Atenuación
conectores Nº * ( ) Atenuación
Splitter 1 + ( ) + Atenuación
Splitter 2
Potencia, sensibilidad y atenuación
FEC
2 dB
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Parámetro interfaz GPON B+ ONT OLT
Mean launched power MIN 0.5 dBm 1.5 dBm
Mean launched power MAX 5 dBm 5 dBm
Minimum sensitivity -27 dBm -28 dBm
Minimum overload -8 dBm -8 dBm
Downstream optical penalty 0.5 dBm 0.5 dBm
División óptica Atenuación
1:2 -3.01 dB
1:4 -6.02 dB
1:8 -9.03 dB
1:16 -12.04 dB
1:32 -15.04 dB
1:64 -18.07 dB
1:128 -21.08 dB
Elemento Atenuación
Fibra óptica 1310nm (Km) -0,4 dB
Fibra óptica 1550nm (Km) -0,3 dB
Empalme por fusión -0.1~-0.2 dB
Empalme mecánico -0,5 dB
Perdidas inserción (conector) -0.3~-0.5 dB
Margen Guarda
2 dB
Ejemplo de cálculo distancia máxima 1:64
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ONT
Repartidor
Roseta
2ºSplitter 1ºSplitter
OLT
Atenuación fibra/Km
Distancia
Máxima
- - Nº Atenuación
empalme * ( ) - ( Atenuación
conectores Nº * ) Atenuación
Splitter 1 + ( ) Atenuación
Splitter 2 = ( ) Potencia
Mínima - Sensibilidad FEC + Guarda -
Ejemplo de cálculo distancia máxima 1:64
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ONT
Repartidor
Roseta
2ºSplitter 1ºSplitter
OLT
Atenuación fibra/Km
Distancia
Máxima
- - Nº Atenuación
empalme * ( ) - ( Atenuación
conectores Nº * ) Atenuación
Splitter 1 + ( ) Atenuación
Splitter 2 = ( ) Potencia
Mínima - Sensibilidad FEC + Guarda - 7,25 Km =
(0.5 – (-28) - 2) – (9.3 + 9.3) – (0.2 * 6) – (0.4 * 7)
0,4
Reflexiones
Puntos críticos (!): conectores sucios o dañados y empalmes mecánicos de baja calidad o mal instalados
Parte de la potencia ascendente se pierde en la reflexión por lo que medir únicamente la potencia descendente en el domicilio de usuario no es suficiente
Es importante identificar la presencia de reflexión, su valor, y a que distancia se encuentra para proceder a la reparación
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ONT
1310 nm 1310 atenuada
1310 reflejada
1490 nm 1490 atenuada
! ! !
¿Potencia descendente 1490nm?
¿Presencia reflexión y distancia? ¿FEC?
Certificando de red óptica con GPON Tester
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GPON Tester OLT Emulator
Nº
¿Potencia ascendente 1310nm?
¿Distancia?
Agenda
Introducción a las Redes PON/FTTH/GPON – Algo de terminología…
– Aspectos diferenciales de GPON
– Topología de una red PON punto-multipunto
– Canal descendente
– Canal ascendente
– Vídeo sobre una red PON (VPON)
Despliegue y certificación de la red óptica – ICT 2011 en edificios y viviendas unifamiliares
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– Ubicación de elementos
– Presupuesto óptico y distancia
– Certificación de la red óptica con GPON Tester
Mecanismo de QoS y configuración de servicios – Mecanismo de QoS
– Configuración del servicio con TGMS
– Certificación y análisis del servicio con GPON Tester
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Mecanismo QoS: Interior de la ONT
En la ONT el tráfico entrante (GbE) es procesado a nivel 2 (802.1p/Q/ad) según la política establecida desde la OLT a través de gestión OMCI. A su vez, el tráfico de voz (RJ11), se codifica en IP y se transporta en tramas Ethernet
Según criterios 802.1p/Q, el tráfico Ethernet se encapsula en tramas o puertos GEM
A través de gestión OMCI se configuran uno o más T-CONT (colas). Las tramas GEM se acomodan en T-CONT. En un T-CONT se puede colocar una o más tramas GEM
De acuerdo a la política de desencolado establecida desde la OLT, el tráfico de cada T-CONT se envía por el canal ascendente
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VoIP
Tratamiento
802.1p/Q
QinQ
RJ 11
GbE
Interfaz GPON
ascendente
TCONT-256
TCONT-260
TCONT-261
Gestión OMCI
X
Internet
VPN
TCONT-1 gestión (OMCI)
VLAN tráfico Internet
VLAN VPN
VLAN Voz
Buffer y
Scheduling
Mecanismo QoS: Interacción ONT y OLT
A través de mensajes DBA Report cada ONT informa a la OLT de sus necesidades de ancho de banda. De esta forma la OLT tiene una visión completa del estado de todos los T-CONT existentes en la red FTTH
Mediante mensajes BW Map la OLT asigna las ventanas de tiempo en las que el tráfico presente en cada T-CONT (de cada ONT) debe ser desencolado. Estas ventanas de tiempo se denominan AllocID
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DBA Report
BW Map
3 3
1 2 1 1 2 3 3
Mecanismo QoS: Asignación de AllocID
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Physical Control Block
Downstream (PCBd)
Payload
AllocID Start End AllocID Start End
1 100 200 2 300 500
T-CONT 1
(ONT 1)
T-CONT 2
(ONT 2)
Slot
100
Slot
200
Slot
300
Slot
500
PLOu PLOAMu PLSu DBRu Payload x DBRu Y Payload y
Upstream
Bandwidth Map
125us
Downstream Framing
Upstream Framing
OLT
ONT n
ONT 1
Configuración de Servicios a través de
TELNET GPON Management System
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TELNET GPON Management System
Dispositivos
OLTs
ONTs
Oferta
(perfiles)
SoloDatos
DatosyVoz
TriplePlay
VPN
Usuarios
Ejemplo estructura de la oferta TriplePlay
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Oferta (perfil) TriplePlay
(servicio)
Datos 100-50
Perfil tráfico
Mapeo
VLAN
Televisión HD
Perfil tráfico
Mapeo VLAN
Voz IP
(fuera de la ONT)
Mapeo VLAN
Perfil tráfico
Voz IP
(SIP en ONT)
Perfil tráfico
Mapeo VLAN
Configuración
SIP
Creación del servicio Datos100-50
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Creación del servicio de Voz (SIP en ONT)
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Creación de un perfil TriplePlay
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Gestión de Dispositivos
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Creación de usuarios y servicio de Voz
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Certificación QoS y análisis con GPON Tester
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4 4
¿T-CONT? ¿Alloc-ID? ¿Tipo?
¿Sniffer de un puerto GEM?
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