Descripción de los conceptos fundamentales de redes ópticas pasivas (PON): elementos de la red de acceso óptica, topologías, variantes FTTx, protocolos (TDM y TDMA), tecnologías y estándares (BPON; GPON y EPON) y beneficios.

1. Fundamentos de PON
Passive Optical Networks
Gavilán
GR
Ignacio

2. Redes de acceso
CUBREN LA “ÚLTIMA MILLA”: CONECTA CLIENTES CON PROVEEDORES DE SERVICIO
RN
Service Platforms
LT
CO:
LT:
RN:
NIU:
Central Office
Line Termination
Remote Node
Network Interface Unit
Feeder
Network
RN
NIU
Distribution
Network
NIU
…
CO
…
Backbone
…
NIU
NIU
Usuarios
corporativos y
residenciales

3. Tecnologías de acceso habituales
POTS (STB): Servicio Telefónico Básico
xDSL: Digital Suscriber Line
HFC: Cable
PON: Passive Optical Networks
BWA / WiMAX
GSM/GPRS
UMTS/LTE

4. Estructura de un acceso PON
LT
RN
NIU
Coaxial
OLT
Tx

PSTN
TDM
Switch clase 5
Rx
TDMA
ONU
Vídeo
OLT:
ONT:
ONU:
PSTN:
LAN:
WLAN:
TDM:
TDMA:
Splitter:
…
ONT
Splitter

Internet
Nivel 3: router
Niveles 1-2:
ATM/Ethernet
Optical Line Termination (terminación línea óptica)
Optical Network Terminal (terminal red óptica)
Optical Network Unit (unidad de red óptica)
Public Switched Telephone Network (Red Telefónica Conmutada Pública)
Local Area Network
Wireless LAN
Time Division Multiplexing
Time Division Multiple Access
Divisor (óptico)
Par trenzado
Ethernet
LAN /
WLAN




5. OLT (Optical Line Terminal)
Coaxial
OLT
Tx

PSTN
TDM
Switch clase 5
Rx
TDMA
ONU
Vídeo
OLT:
ONT:
ONU:
PSTN:
LAN:
WLAN:
TDM:
TDMA:
Splitter:
…
ONT
Splitter

Internet
Nivel 3: router
Niveles 1-2:
ATM/Ethernet
Optical Line Termination (terminación línea óptica)
Optical Network Terminal (terminal red óptica)
Optical Network Unit (unidad de red óptica)
Public Switched Telephone Network (Red Telefónica Conmutada Pública)
Local Area Network
Wireless LAN
Time Division Multiplexing
Time Division Multiple Access
Divisor (óptico)
Par trenzado
Ethernet
LAN /
WLAN




6. OLT (Optical Line Terminal)
EXTREMO DEL PROVEEDOR EN UNA RED PON Y SITUADO EN SUS INSTALACIONES



Punto de CONTROL de la red PON
Situado en instalaciones del proveedor del
servicio
Dos funciones principales
Conversión de señales eléctricas a señales
ópticas
 Multiplexado de los otros extremos de la red PON
(ONTs / ONUs)



Realiza broadcast aguas abajo a todos los
elementos que cuelgan de ella (P2MP – TDM))
(ONT / ONU)
Recibe tráfico aguas-arriba de las ONT/ONU
dirigidas directamente a la OLT (P2P - TDMA)

7. Divisor Óptico (splitter)
Coaxial
OLT
Tx

PSTN
TDM
Switch clase 5
Rx
TDMA
ONU
Vídeo
OLT:
ONT:
ONU:
PSTN:
LAN:
WLAN:
TDM:
TDMA:
Splitter:
…
ONT
Splitter

Internet
Nivel 3: router
Niveles 1-2:
ATM/Ethernet
Optical Line Termination (terminación línea óptica)
Optical Network Terminal (terminal red óptica)
Optical Network Unit (unidad de red óptica)
Public Switched Telephone Network (Red Telefónica Conmutada Pública)
Local Area Network
Wireless LAN
Time Division Multiplexing
Time Division Multiple Access
Divisor (óptico)
Par trenzado
Ethernet
LAN /
WLAN




8. Divisor Óptico (splitter)
DISPOSITIVO PASIVO QUE SEPARA 1 SEÑAL ÓPTICA DE ENTRADA EN N FIBRAS (1:N)


Splitter 1:2
Splitter 1:32 para montar en rack

La señal enviada a
ONT/ONU es la misma
que reciben
Suele realizar la
función DIVISOR
aguas abajo y
ACOPLADOR aguas
arriba
Pérdidas (en dB)
Pérdidas de Inserción
(Insertion loss, IL): por
inserción del dispositivo
en el camino de la señal.
 Pérdidas de retorno
(return loss, RL) : por
reflejo de señal.

Fibras en la salida de una OLT
Splitter 1:64

9. ONT / ONU (Optical Network Terminal / Unit)
Coaxial
OLT
Tx

PSTN
TDM
Switch clase 5
Rx
TDMA
ONU
Vídeo
OLT:
ONT:
ONU:
PSTN:
LAN:
WLAN:
TDM:
TDMA:
Splitter:
…
ONT
Splitter

Internet
Nivel 3: router
Niveles 1-2:
ATM/Ethernet
Optical Line Termination (terminación línea óptica)
Optical Network Terminal (terminal red óptica)
Optical Network Unit (unidad de red óptica)
Public Switched Telephone Network (Red Telefónica Conmutada Pública)
Local Area Network
Wireless LAN
Time Division Multiplexing
Time Division Multiple Access
Divisor (óptico)
Par trenzado
Ethernet
LAN /
WLAN




10. ONT / ONU (Optical Network Terminal / Unit)
EXTREMO DE UNA RED PON EN INSTALACIONES DEL CLIENTE

Diferenciación:
ONT: Un solo punto de terminación.
 ONU: Más de un punto de terminación



Situado en instalaciones del cliente o
próximas
Funciones principales
Conversión de señales ópticas a eléctricas
 Demultiplexación de señal (Voz, TV e Internet)
 Toma energía de la red eléctrica del cliente y la
suministra a terminales


11. La fibra óptica
Coaxial
OLT
Tx

PSTN
TDM
Switch clase 5
Rx
TDMA
ONU
Vídeo
OLT:
ONT:
ONU:
PSTN:
LAN:
WLAN:
TDM:
TDMA:
Splitter:
…
ONT
Splitter

Internet
Nivel 3: router
Niveles 1-2:
ATM/Ethernet
Optical Line Termination (terminación línea óptica)
Optical Network Terminal (terminal red óptica)
Optical Network Unit (unidad de red óptica)
Public Switched Telephone Network (Red Telefónica Conmutada Pública)
Local Area Network
Wireless LAN
Time Division Multiplexing
Time Division Multiple Access
Divisor (óptico)
Par trenzado
Ethernet
LAN /
WLAN




12. La fibra óptica


Hilos que guían la luz.
Tipos

Monomodo:



Multimodo:



La luz circula por un solo camino (modo)
Menor atenuación y mayor ancho banda
La luz circula por varios caminos (modos)
Electrónica y conectores más baratos
Partes:
Core + Cladding: conducen luz usando su
diferente índice de refracción.
 Coating (opcional): protege el cladding
pero no añade capacidades ópticas.
 Strengthening fibers (opcional): en indoor.
 Cubierta exterior (buffer + jacket)

Jacket
Strengthening fibers
Coating

Cladding
Empalme
Fusión (pérdidas: 0,02 dB)
 Pegamentos (pérdidas: 0,2 dB)
 Mecánico (pérdidas: 0,5 dB)

Core
Buffer

13. TDM y TDMA
MULTIPLEXACIÓN EN EL TIEMPO: CADA CANAL USA UNA RANURA TEMPORAL

TDM: Downstream
LT
RN
NIU
1
1
3
1
2
2
3
Splitter
OLT
3
1
2
2
3
1
3
1
2
2
3
1
3
1
2
2
3
ONU1
TDM: Time Division
Multiplexing

1
1

2
ONU2
2
3
ONU3
3

TDMA: Time Division
Multiple Access

TDMA: Upstream
LT
RN
1
1
3
1
2
2
3
Combiner
OLT

NIU
1
ONU1
1

1

2
2
2
3
ONU2
ONU3
2
2
2
3
Se utiliza
fundamentalmente en
transmisión digital
Usando la misma
frecuencia, cada canal se
aloja en una ranura
temporal
Mecanismo de acceso al
medio
Permite a varios usuarios
utilizar la misma frecuencia
en medio compartido
Cada usuario utiliza una
ranura temporal
Redes PON


La comunicación aguas
abajo (‘downstream’) es
TDM
La comunicación aguas
arriba (‘upstream’) es
TDMA

14. Topologías
Árbol
OLT
Splitter
ONT
ONU
ONU
Splitter
OLT
ONT
Splitter
Bus
Splitter
ONT
ONT
ONT
OLT
Splitter
Anillo
Splitter
Splitter
ONT
ONT

15. FTTx








FTTN
Fiber To The Node
Fiber To The Neiborhood
FTTC
Fiber To The Curb
Fiber To The Cabinet
FTTB
• Fibra finaliza en central del
proveedor de servicios
• Típicamente en el barrio de clientes
• Distancia mayor de 300 m.
• Fibra finaliza en cabina del
proveedor de servicios pero más
cerca del cliente
• Distancia menor de 300 m.
• Fibra hasta acometida (interior o
inmediaciones del edificio)
Fiber To The Building
Fiber To The Basement
FTTH
Fiber To The Home
• Fibra hasta interior del edificio

16. Estándares: BPON, GPON y EPON
BPON
Broadband PON
GPON
Gigabit-capable PON
EPON
Ethernet PON
Estándares
ITU-T G.983
ITU-T G.984
IEEE 802.3ah
Bajada
155,52 Mbps
622,08 Mbps
1,244 Gbps
2,488 Gbps
1 Gbps
Subida
155,52 Mbps
622,08 Mbps
155,52 Mbps
622,08 Mbps
1 Gbps

17. Ventajas del acceso PON

Mayores distancias de cobertura
(hasta 20 Km desde la central)
Mayores anchos de banda
Menores requerimientos de espacio

Reducción de tasas de fallos

Eliminación de:








Elementos activos
Equipos de conversión eléctrica
Interferencias electromagnéticas
Costes de energía
Controles medioambientales
Menores costes de mantenimiento

18. Anexo – Bibliografía
IEEE COMMUNICATIONS SOCIETY



Comunidad profesionales de las telecomunicaciones.
Patrocina publicaciones, conferencias, programas
educativos, actividades y comités técnicos
Autores: Stephen Weinstein, Yuanqiu Luo, Tin Wang
‘THE COMSOC GUIDE TO PASSIVE OPTICAL NETWORKS’



Editorial: Wiley
Páginas: 200
ISBN: 978-0-470-16884-4

19. Gavilán
GR
Ignacio
www.ignaciogavilan.com
bluechip.ignaciogavilan.com
@igrgavilan
igrgavilan@telefonica.net