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Trabajo de ingeniería electrónica sobre el presente y futuro de la FTTH, así como comparativa y presencia en el mundo de la tecnología. Actualizado en el 2012.

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  1. 1. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez Franco FTTH Fiber To The Home Pilar Rodríguez Franco Sistemas Telemáticos Cuatrimestre primavera, 2012 1
  2. 2. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez FrancoÍNDICE DE CONTENIDOS1 ANTECEDENTES: HISTORIA DE LA COMUNICACIÓN VIA INTERNET………………………………………………………………………………………………………………………32 EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE ACCESO A INTERNET……………………………………………………………………………………………………………………...4 2.1 LA CONECTIVIDAD CLÁSICA………………………………………………..………….4 2.1.1 QUÉ ES UNA RED DE ACCESO?............................................................................4 2.2 NUEVAS TECNOLOGÍAS: LA FAMILIA DSL ……………………………...….........53 FTTH: Fiber To The Home ………………………………………………………………..…........6 3.1 LA TRANSMISIÓN POR FIBRA ÓPTICA: PRINCIPIOS ………………….…….7 3.1.1 FIBRAS MULTIMODO…………………………………………………….…….…....7 3.1.2 FIBRAS MONOMODO…………………………………………….…………….…….8 3.2 VENTANAS DE OPERACIÓN EN LA FIBRA ÓPTICA …………………..………94 APLICACIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA A LAS COMUNICACIONES:5 TIPOLOGÍAS DE RED FTTH……………………...………………………………………………10 5.1 REDES PTP: Point To Point ...…………………………………………………………11 5.2 REDES PTM: Point To Multipoint …………………………………………………..12 5.2.1 Active optical network (AON) ……………………………………………….…12 5.2.2 Passive optical network (PON)………………………………………………...….126 PROTOCOLOS DE TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN PARA FTTH………………………………………………………………………………………………………15 6.1 SISTEMAS HEREDADOS DE LA RADIOFRECUENCIA …………………...…15 6.1.1 TDM: Time Division Multiplexing…………………………………………......15 6.1.2 SCM: Sub Carrier Multiplexing……………………………………………….…15 6.2 WDM: Wavelength Division Multiplexing ……………………………………....16 6.2.1 Fundamentos…………………………………………………………………………..16 6.2.2 ¿Cómo funciona el WDM?................................................................................187 CONSIDERACIONES ECONÓMICAS: LA MAYOR BARRERA DE LA FTTH ………………………………………………………………………………………………………………188 PRESENCIA DE LA FFTH EN EL MUNDO …………………………………………...……..19 8.1 FTTH/B: Incremento de más del 28% en el número de subscriptores en 1 año..………………………………………………………………………………………199 BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………….…………………………………..22 2
  3. 3. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez Franco 1 ANTECEDENTES: HISTORIA DE LA COMUNICACIÓN VIA INTERNETEl origen de las comunicaciones via internet se remonta al 1964, cuando LawrenceRoberts, Robert Kahn y Donald Davies investigan de forma independiente elproceso de creación de redes de paquetes para pocos años después, en el congresode Tennesse de 1967, ponerlos en común y perfilar el inicio del ARPANET, elprimer conmutador de paquetes.Las cuatro reglas de diseño del nuevo protocolo fueron las siguientes: 1) Cada red existente se debía mantener como estaba, no deberían requerirse cambios para conectarse a ARPANET. 2) Las comunicaciones se basarían en el concepto ‘best effort’: si un paquete no llegase a su destino, debería de ser retransmitido cuanto antes por el origen. 3) Las redes se conectarían mediante cajas negras, más tarde llamadas Gateways y aún más tarde, routers. 4) No habría un control global a nivel de operación de la red.En mayo de 1974 se publica un artículo titulado “A protocol for packet networkinterconnection”, describiendo un protocolo llamado TCP (Transport ControlProtocol), que proveía los servicios de transporte y renvío de paquetes en una red.El protocolo debía seccionar la información en paquetes, y añadir la dirección IP(internet protocol) en la cabecera y la de destino en el final. El protocolo deberíatambién dedicarse a decidir qué hacer con los paquetes perdidos. Más tarde, sedecidió seccionar el protocolo en dos: el IP y el TCP. El protocolo IP solo debíaencargarse del correcto direccionamiento de la información. El protocolo TCP seríaentonces el encargado de velar por que los paquetes llegasen al destinatario deforma segura y sin errores (control de flujo y recuperación de paquetes perdidos).De esta forma, la aplicación concreta podría decidir si hacer uso del TCP o de unprotocolo más simple, el UDP (User Datagram Protocol) (ej. Una aplicación de vozbidireccional, al no admitir retrasos en la comunicación, no puede funcionar con unprotocolo de tipo TCP, sino que asume las pérdidas de datos y continúa sin más conla siguiente trama.Es importante insistir en que ni el primigenio Arpanet ni el más elaborado Internetfueron diseñados para una aplicación en concreto, sino como servicios depropósito generalista y con múltiples vicisitudes. 3
  4. 4. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez Franco2 EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE ACCESO AINTERNET2.1 LA CONECTIVIDAD CLÁSICAEn este tipo de conectividad aparecen tres bloques (fig.1): 1) Red de conmutación: proporciona el medio para acceder desde nuestra ubicación hasta la del proveedor de internet mediante llamada conmutada (al fin de la comunicación la conexión se corta). 2) Red de datos o acceso: acceso a los servicios de internet. 3) Red de transporte: transporte de señal entre nodos o centrales de las redes de datos. Fig. 1: Esquema de la red de acceso básica.2.1.1 QUÉ ES UNA RED DE ACCESO?La red de acceso permite al usuario acceder al sistema de telecomunicacionesmediante diferentes métodos, catalogados en función del soporte físico empleado.Estos cubren el tramo entre los clientes (routers) y los nodos locales. Inicialmentela comunicación se estableció aprovechando el tendido telefónico, con hilo decobre. Con la liberalización del mercado y la aparición de la demanda de mayorancho de banda por parte de algunas aplicaciones, han aparecido alternativastecnológicas. 4
  5. 5. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez FrancoLos sistemas utilizados para cubrir esta necesidad en términos generales son: 1) Hilo de cobre. 2) Fibra óptica y cable coaxial (la fibra permite un mayor ancho de banda). 3) Acceso inalámbrico.Resulta especialmente destacable que, pese a que la aparición de la tecnología confibra óptica estuviese a punto antes que el acceso inalámbrico, esta aún no se hapodido llevar a la práctica de forma definitiva. De nuevo, esto se debe a que lasgrandes compañías telefónicas disfrutan de un tendido telefónico de par trenzadode cobre en todo el territorio. Las compañías telefónicas de la competenciaconsiguen una mayor rentabilidad alquilando la red a telefónica o evitando utilizarun servicio físico que tendiendo una red de comunicaciones nueva.Ejemplos de estas primigenias conectividades son las tecnologías RTC (RedTelefónica Conmutada), RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) y GSM (GlobalSystem for Mobile comunications).En los tres casos, la comunicación es catalogada de ‘dial-up’. Su principalcaracterística es que esta no es permanente. El circuito permanece cerrado exceptocuando se establece comunicación. De esta forma el canal queda libre para otrocliente el resto del tiempo. Con este sistema, la calidad de la comunicación dependedel estado de la operadora en cada momento (fig.2). Fig. 2: Comparación de la comunicación clásica y la de la familia DSL.2.2 LA FAMILIA DSLLa familia de comunicaciones xDSL (Digital Subscriber Line) aparece para cubrir lanecesidad de crear comunicaciones de mayor ancho de banda utilizando lainfraestructura heredada de la telefonía. Entre la familia, ADSL (DSL asimétrico) seha alzado como la más exitosa opción. Esta asimetría fue idónea para el servicio alque inicialmente estaba destinado: distribución de video en bucle de abonado. Mastarde, con el auge de internet, esta se reaprovecharía para otros fines. 5
  6. 6. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez FrancoEl ADSL ha continuado evolucionando y existen nuevas opciones de mayorvelocidad de tráfico de datos (fig.3). Fig. 3: Evolución de la tecnología en función de las necesidades.La clave del éxito del ADSL a medio plazo ha sido que han permitido alcanzarvelocidades muy superiores a las anteriormente conseguidas sin suponer uncambio de soporte físico que supusiera una inversión millonaria para telefónica.Transmitiendo información en un margen de frecuencias de los 24kHz- 1104kHzaproximadamente, el ADSL supera con creces la usual comunicación telefónica enla región de 300-3400Hz.Otra de las mayores ventajas que presenta el ADSL es su conexión ‘ALWAYS ON’.No existen pues tiempos de marcación y desconexión de la llamada.3 FTTH: Fiber To The HomeLa necesidad de ingeniar un Nuevo método para transportar los datos de la redaparece cuando las aplicaciones empiezan a requerir mayores anchos de bandaque los ofrecidos por la ‘solución temporal’ proporcionada por el ADSL. TDT,fullHD video,… infinidad de protocolos que codifican gran cantidad de informacióna alta frecuencia deben de disponer de un canal robusto y fiable que permitaestablecer la comunicación a tiempo real y sin delays. De este modo aparece en losaños 80-90 la idea de utilizar la luz, el ente más veloz que existe, como medio decomunicación de banda ancha: el FTTx (Fiber To The x). Esto no significa otra cosamás que ‘fibra hasta’ alguna parte en concreto. 6
  7. 7. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez FrancoEl uso de la luz para la codificación de señales no es nuevo, los antiguos griegosusaban espejos para transmitir información, de modo rudimentario, usando luzsolar. En 1972, Claude Chappe diseñó un sistema de telegrafía óptica, que medianteel uso de un código y torres y espejos distribuidos a lo largo de los 200 km queseparan Lille y París, conseguía transmitir un mensaje en tan sólo 15 minutos.La evolución de la tecnología ha permitido que la luz pueda propagarse de formaconfinada por trayectorias pre-diseñadas, mediante el uso de un cable de fibraóptica. Esta no es más que un conducto de vidrio -fibra de vidrio ultra delgada-protegida por un material aislante que sirve para transportar la señal lumínica deun punto a otro.3.1 LA TRANSMISIÓN POR FIBRA ÓPTICA: PRINCIPIOSLa fibra óptica es el medio de transmisión más rápido conocido, y también elelemento con mayor capacidad de transmisión de información. Esta característicapuede ser usada para acercar al hogar todas las ventajas de la banda ancha: Videoon Demand (vídeo sobre demanda), juegos online, videoconferencia,... Proporcionatambién muchas otras ventajas, como bajas pérdidas de señal, tamaño y pesoreducido, inmunidad frente a emisiones electromagnéticas y de radiofrecuencia yseguridad. Una de las mayores ventajas que presenta respecto a otros medios esque presenta una atenuación independiente de la velocidad de transmisión. Lacomunicación se puede establecer confinando la luz bien en fibras monomodo omultimodo.3.1.1 FIBRAS MULTIMODOSon fibras que permiten el paso de varios haces de luz (modos) a través del núcleo,que se reflejan con distintos ángulos dentro del núcleo. Su alcance es limitado aconstrucciones con poca distancia entre ellas. Este tipo de fibras tienen un núcleo(core) con un diámetro bastante grande (50-62.5um). Dentro de las fibrasmultimodo, existen dos tipos principales, las de índice escalonado y las de índicegradual, que permiten un alcance ligeramente superior.En las fibras de índice escalonado, se propagan varias ondas o modos diferentes através de la fibra (fig.4,5). • Unas ondas se propagan completamente paralelas al revestimiento, por el núcleo de la fibra. • Otras se refleja continuamente, atrapadas por el fenómeno TIR. • El resto se refracta en el revestimiento. 7
  8. 8. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez Franco Fig. 4: Esquema de la propagación de luz en una fibra óptica.Las ondas que se reflejan, recorren mucha mayor distancia que las que sepropagan por el núcleo sin reflejarse. Esto da lugar al fenómeno de la dispersión,que produce atenuación de la señal transmitida. Este fenómeno es inevitable en lafibra óptica multimodo y es el ocasionante de que la longitud de estas fibras nopueda ser tan grande como la de las fibras monomodo.En las fibras de índice gradual, el índice de refracción del núcleo decrece desde elcentro hacia el revestimiento. Esto hace que se reduzca la dispersión, ya que loshaces llegan casi al mismo tiempo, pues cerca del revestimiento los rayos sepropagan más rápidamente que en el núcleo (fig.5). Fig. 5: Comparación de los dos tipos de fibra multimodo.3.1.2 FIBRAS MONOMODOSon fibras con el núcleo de vidrio muy fino, permitiendo el paso de un único haz deluz (fig.6). Estas fibras tienen la característica de tener un alcance muy superior(hasta 10 Km). Para su correcto funcionamiento se precisan emisores láser máspotentes y sofisticados, lo que encarece su uso. Estas fibras se empleanfundamentalmente para conexiones de media, larga y muy larga distancia: desde550 metros hasta 40 kilómetros. 8
  9. 9. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez FrancoLas fibras monomodo no sufren tanto el fenómeno de la dispersión como lasmultimodo ya que por la fibra sólo viaja un modo cada vez. También tiene menosatenuación (absorción parcial al ser reflejada en el revestimiento), lo que garantizauna transmisión de la señal más fidedigna. Fig. 6: Esquema de la propagación de la luz en una fibra monomodo.Una de las desventajas de este tipo de fibras es que al ser el núcleo mucho másestrecho que en las fibras multimodo, la conexión entre dos fibras tiene que sermucho más precisa, encareciendo los conectores y el coste del cable en general.Existen 3 tipos básicos de fibra monomodo: NDSF (Non-Dispersion-Shifted Fiber),DSF (Dispersion-Shifted Fiber) y NZ-DSF (Non-Zero Dispersion-Shifted Fiber). Lasdiferencias entre los 3 tipos se basan principalmente en su adecuación para elfuncionamiento con diferentes láseres que funcionen en distintas longitudes deonda. Existe en concreto una familia de fibras monomodo, las PM (Polarization-maintaining), que son capaces de transmitir sólo una polarización de la luz deentrada, lo cual tiene aplicaciones muy interesantes en la industria.3.2 VENTANAS DE OPERACIÓN EN LA FIBRA ÓPTICAPara la transmisión de datos por fibra óptica, se han seleccionado las longitudes deonda de 850 nm, 1310 nm y 1550nm. Esto es debido a que en ellas los datos setransmiten más fácilmente que a otras sobretodo porque presentan unaatenuación menor. Se las conoce como ventanas de operación (fig.7). Fig. 7: Atenuación de la luz confinada en una guía de onda en función de la longitud de onda. 9
  10. 10. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez FrancoPara generar estas longitudes de onda se utilizan los diodos LED y los diodos láser,que emiten luz de un solo color (monocromáticos). Con los láser se puedetransmitir datos a mayor distancia porque son más directivos, concentran más lapotencia de luz (fig.8). 850 nm y 1310 nm 1310 nm y 1550 nm Fig. 8: Diferencia en el tipo de fuente de luz comparando un haz LED y un haz LASER.4 APLICACIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA A LAS COMUNICACIONES: TIPOLOGÍAS DE RED FTTxSe entiende por red de acceso de fibra óptica al conjunto de elementostecnológicos que conectan los terminales de los usuarios finales hasta los equiposterminales de la red de transporte (la última milla).Dependiendo del punto de terminación de la fibra óptica, el tipo de red recibe unnombre u otro distinto. Para abarcar todas las tipologías posibles se utiliza eldenominador común FTTx.Los elementos que determinan esta clasificación son: 1) La longitud de la fibra óptica. 2) Los medios de transmisión: de fibra óptica o de fibra óptica y par trenzado combinados. 3) Los componentes de red: terminales de usuario (ópticos) o equipos concentradores (DSL).Entre las diferentes tipologías encontramos (fig.9):Fibra hasta elnodo (Fiber to Fibra óptica y 200 –500 Servicios de 30the node, FTTN) cable coaxial hogares por fibra Mbps (Outdoor) 10
  11. 11. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez FrancoFibra hasta el Fibra óptica yedificio (Fiber to par de cobre 10 –100 hogares Servicios de 50the building, (Outdoor) por fibra MbpsFTTB)Fibra hasta la Fibra ópticaacera (Fiber to (Outdoor) y par 32 hogares por Servicios de 100the curb, FTTC) de cobre fibra Mbps (Indoor)Fibra hasta elhogar (Fiber to Enteramente de 1 hogar por fibra Servicios de másthe home, FTTH) fibra óptica de 100 Mbps Fig. 9: Esquema gráfico del tendido de comunicaciones ópticas en cada una de las tipologías.En cuanto a lo que arquitecturas se refiere, se distingue entre redes PTM (Poinjt toMultipoint) y PTP (Point to Point), que a su vez pueden dividirse en activas ypasivas.4.1 REDES PTP: Point To PointLas soluciones punto a punto proponen la llegada de un hilo por cliente desde elúltimo OLT (Optical Line Termination) o switch de Ethernet. Debido a motivoseconómicos, en general esta solución sólo se implementa en el caso de que lapérdida de información deba ser minimizada de forma extrema y se tiende autilizar el tendido de cable y a utilizar una comunicación del tipo Ethernet. 11
  12. 12. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez Franco4.2 REDES PTM: Point To MultipointPese a la existencia de la arquitectura activa PTP, la solución más común es la dedisponer de una única fibra tendida desde la CO (Central Office), que es compartidapor diversos clientes. En general, existen dos arquitecturas de distribución ópticade red que realizan la división del ancho de banda: active optical networks (AONs)y passive optical networks (PONs).4.2.1 Active optical network (AON)Las redes ópticas activas dependen de algún tipo de equipamiento alimentadoeléctricamente en el ODN (Optical Distribution Network) para distribuir la señal.Se utilizan switches o routers. La forma de evitar la interferencia entre la señal debajada y la de subida en las intersecciones es el uso de buffers proporcionados enel equipamiento alimentado. El tipo de AON más extendido es el Active Ethernet(fig.10). Este utiliza switches ópticos de Ethernet para distribuir la señal. Estasredes son idénticas a las utilizadas para conectar ordenadores en negocios einstituciones, solo que su objetivo es el de conectar la CO con hogares y edificios.Cada cabina de switches puede controlar de 500 a 1000 usuarios. Velocidades entorno al 1Gbit/s se están comercializando con esta arquitectura.4.2.2 Passive optical network (PON)Las redes ópticas pasivas basan su arquitectura en el uso de splitters ópticospasivos (que no requieren alimentación), sirviendo típicamente a 32-128 usuariospor fibra. Este tipo de configuración reduce no solo la cantidad de fibra necesariaen comparación con las arquitecturas P2P, sino también el equipamiento que lared necesita respecto a las AON. La comunicación Downstream proveniente de laCO se transmite a cada cliente compartiendo fibra. Para evitar problemas en lademultiplexación se utilizan mecanismos de encriptación de la información.Las señales en Upstream son combinadas utilizando protocolos de múltiple acceso,usualmente el TDMA (Time Division Multiple Access). La terminación óptica delínea (OLT) coordina las ONUs (Optical Network Units) para proveer unaasignación de slots de tiempo para la comunicación upstream (fig.11). 12
  13. 13. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez Franco Fig. 10: Ejemplo de implementación de la comunicación AON. Fig. 11: Ejemplo de la implementación de la comunicación PON.A continuación y como broche del tema, se adjunta un cuadro-resumen de laclasificación de la FTTH en base a todas las condiciones mencionadas conanterioridad. 13
  14. 14. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez Franco 14
  15. 15. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez Franco5 PROTOCOLOS DE TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN PARA FTTHLa transmisión y la recepción de información por una fibra óptica siguen métodosde codificación o protocolos similares a los de otro medio de transporte no ópticocuando se establece entre dos puntos determinados.5.1 SISTEMAS HEREDADOS DE LA RADIOFRECUENCIAComo herencia de los métodos empleados en la transmisión de datos por radio,surge la idea de modular la señal óptica variando la intensidad eléctrica que seaplica al dispositivo generador de la luz. Esto permite enviar una sola señal.En los casos en que se deban transmitir diferentes señales en el mismo canal, serequiere el uso de técnicas de multiplexación de la información.5.1.1 TDM: Time Division MultiplexingLa multiplexación se hace en tiempo aprovechando que se dispone de un canal másrápido al llenar slots de tiempo sucesivos con información de los diversos canales(fig.12). Este método es útil hasta velocidades de 100-Gbps. La contra de estemétodo es que no utiliza todo el ancho de banda que ofrece la fibra óptica, debido aque está limitado a la velocidad de los elementos de multiplexión y demultiplexión. Fig. 12: Varios canales TDM con multiplexado de canales entrelazados.5.1.2 SCM: Sub Carrier MultiplexingCon este método, la señal es superpuesta en subportadoras auxiliares y luegocombinadas utilizando la señal eléctrica resultante para modular la portadoraóptica (SCM: Sub Carrier Multiplexing)(fig.13). Igual que en el caso de TDM, SCMestá limitada en la frecuencia máxima de las subportadoras y en los data-rates porel ancho de banda disponible de los componentes ópticos y electrónicos. No es unmétodo por sí solo capaz de aprovechar todo el ancho de banda que la fibrapermite, aunque es un método suficiente para aplicaciones de baja velocidad ycoste. 15
  16. 16. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez Franco Fig. 13: Espectro de frecuencias de varios canales SCM transmitidos con un único laser.5.2 WDM: Wavelength Division Multiplexing5.2.1 FundamentosHasta finales de los años 80, las primigenias comunicaciones ópticas se basaban enla transmisión de un único canal óptico . Debido a la atenuación que introducía elcanal, la señal debía ser periódicamente regenerada. Esto incluía detección,procesado electrónico y retransmisión óptica. Claro está, este proceso producía uncuello de botella en las comunicaciones ópticas de ‘alta velocidad’, que además solopodían llevar a cabo este proceso en una única longitud de onda.Cuando la nueva generación de amplificadores se desarrolló, finalmente seconsiguió transmisión monocanal de alta velocidad. Se puede imaginar un únicocanal de ~Gbps como un carril de alta velocidad de una autopista, donde loscoches sean los paquetes de información guardada ópticamente. Sin embargo, los~25 THz que la fibra óptica puede acomodar son un ancho de banda muy superioral de un único carril. Para aumentar la capacidad del sistema se puede incrementarel número de ‘canales’, transmitiendo a longitudes de onda independientessimultáneamente. La imagen 13 ilustra la evolución de la comunicación FTTH. Fig. 14: Esquema de la evolución de la comunicación por fibra óptica. 16
  17. 17. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez FrancoLa transmisión de luz por las fibras ópticas presenta diferentes propiedades enfunción de la longitud de onda del haz que la recorre. La principal característicaque se aprovecha para este tipo de transmisión de información es la atenuaciónque presenta la fibra para las distintas frecuencias de la fuente de luz (introducidacon anterioridad) (fig.15). Fig. 15: Recordatorio de la atenuación en la fibra óptica.Las dos regiones de poca atenuación de una fibra mono-modo son los rangos de1270 a 1350 nm (llamado ventana de 1310 nm) y de 1480 a 1600 nm (la ventanade 1550 nm). Para encontrar el ancho de banda correspondiente a un anchoespectral en particular, usamos la relación c=λv, que relaciona la longitud de ondaλ con la frecuencia portadora v, donde c es la velocidad de la luz. Diferenciando larelación v = c/λ y aproximándola para Δλ<<λ² , se obtiene que el ancho espectralpara cierta longitud de onda es de |Δv| = (c/λ²) |Δλ|. De la ecuación anterior seextrae que:Δv = 14 THz para una banda espectral usable de Δλ = 80 nm (ventana 1310 nm)Δv = 15 THz para una banda espectral de Δλ = 120 nm (ventana de 1550 nm) Esto da como resultado un ancho de banda total de la fibra de unos 30 THz en lasdos ventanas de baja atenuación. Usando diferentes fuentes de luz, cada unaemitiendo con una longitud de onda que esté suficientemente espaciada de suvecina - de tal manera que no se interfieran - la integridad de los mensajesindependientes de cada fuente se mantiene para una posterior conversión aseñales eléctricas en el receptor. La definición de estos canales de comunicación enfunción de la longitud de onda se establece según la ITU (InternationalTelecommunication Union) en frecuencias. La razón fundamental para seleccionarfrecuencias fijas para el espaciado de canales, en lugar de longitudes de onda,radica en que al fijar el modo de funcionamiento de un láser es la frecuencia lo quese selecciona, pues la longitud de onda depende del medio de propagación. Laventaja fundamental de WDM es que las longitudes de onda discretas forman un 17
  18. 18. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez Francoconjunto de portadoras ortogonales que pueden ser separadas, enrutadas yconmutadas sin interferir mutuamente.5.2.2 ¿Cómo funciona el WDM?El routing y la detección de las señales que viajan juntas por la fibra óptica en estetipo de multiplexación se puede efectuar independientemente, con la longitud deonda apropiada determinando la ruta de comunicación actuando comoidentificación. Por lo tanto, se requiere que los componentes sean selectivos enlongitud de onda (fig.16).En un sistema sencillo de WDM cada laser debe emitir luz a una longitud de ondadiferente, con la luz de todos los láseres multiplexada en la misma fibra. Despuésde viajar por la fibra, estas señales deben de ser demultiplexadas en el receptor dealguna forma. Cada laser se modula a cierta velocidad, y la capacidad totaltransmitida a través de la fibra es la suma de los diferentes bit-rates de los láseresindividuales. Fig. 16: Diagrama de un sistema WDM simple.6 CONSIDERACIONES ECONÓMICAS: LA MAYOR BARRERA DE LA FTTHSe estima que entorno al 50% o más de la inversión inicial en la creación de unasólida red de FTTH deberá ser destinada a costes asociados al tendido de la fibraóptica (fig.17). Esto es más que razonable, teniendo en cuenta la cantidad deterritorio a cubrir y también la cantidad de óptica de precisión requerida paraconseguir un acoplamiento perfecto entre fibras contiguas. 18
  19. 19. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez Franco Fig. 17: Distribución aproximada de los costes de la instalación de FTTH por sectores.Como solución a esta fuerte barrera, se están considerando soluciones dondediversas compañías puedan fusionar sus inversiones por el bien común, ya sea deforma pasiva (solamente compartiendo la infraestructura) o activa (compartiendoinversión y beneficios). En todo caso, las grandes compañías telefónicas no cederánterreno tan fácilmente mientras los clientes no reclamen un mayor ancho de banday puedan estirar el ADSL mediante técnicas de multiplexación más eficientes.7 PRESENCIA DE LA FFTH EN EL MUNDOEn los últimos años, el liderazgo mundial de la FTTH ha sido para Japón y Corea del sur,con la incorporación reciente y masiva de los Emiratos Árabes y de Lituania. Estos paíseshan apostado fuertemente por la nueva tecnología, reportando que la inversión inicialqueda largamente compensada con el fuerte aluvión de suscriptores (fig.18).7.1 FTTH/B: Incremento de más del 28% en el número de subscriptores en 1 año(Roland MONTAGNE, Director Telecoms Business Unit; Munich, 15 Feb. 2012 )Los últimos datos del European FTTH Council reportan datos actualizados de laincidencia de la FTTH en países europeos (fig.19). Rusia y Suecia destacan, a lacabeza de las conexiones de banda ancha. España ni tan solo aparece en el ranking,al no contar con el mínimo de 200k suscriptores para hacerlo. La políticaconservadora de Telefónica dificulta el acceso a esta tecnología. 19
  20. 20. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez Franco Fig. 18: Ranking de países con mayor número de hogares conectados a la red por fibra óptica. 20
  21. 21. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez FrancoFig. 19: Ranking de los países europeos con mayor número de subscriptores a la FTTH; Comparativa del coste del servicio en diversos países.Dada la aparición de la HDtv y la previsible necesidad de mayor ancho de bandaaño tras año, parece seguro que la fibra óptica será una realidad de la próximadécada (fig.20). Queda sólo esperar a que las compañías de telefonía españolaslleguen a un acuerdo y se vean obligadas a realizar el tendido de fibra que podránpostergar no por mucho tiempo más. Fig. 20: Previsión de la demanda de ancho de banda en el futuro cercano. 21
  22. 22. FTTH – Fiber To The Home SISTEMAS TELEMÁTICOS Pilar Rodríguez Franco8 BIBLIOGRAFÍA • FTTH-Handbook; Fibre to the Home, Council Europe, 2010. • Computer Networking and the Internet, 5th Edition, Fred Halsall, Addison Wesley, 2005. • Photonic Networks - Advances in Optical Communications, Giancarlo Prati (Ed.) • Optical Fiber Communication Systems, Leonid Kazovsky, Sergio Benedetto & Alan Wilner. • Tesis doctoral Andreu Veà i Baró, La Salle, 2002. • Las telecomunicaciones en la España contemporánea, 1855-2000; Luis Enrique Otero Carvajal, Universidad Complutense de Madrid. • Sistemas de Telecomunicación .Tema 1: Historia de las Telecomunicaciones; Apuntes universidad de Valencia. • Modelado y simulación de transmisión de datos en un ADSL transceiver utilizando LabVIEW ; Alejandro David Alcudia León; Tesis doctoral (2005). • Comunicaciones ópticas: El canal óptico: la fibra óptica; Edison Coimbra G., 2010. • http://www.fabila.com/noticia.asp?id=677 • http://www.directindustry.com/prod/westermo/point-to-point-fiber-optic- modems-for-profibus-networks-7111-576465.html • http://www.directindustry.com/prod/westermo/point-to-point-fiber-optic- modems-for-profibus-networks-7111-576465.html • http://www.pulsewan.com/data101/wdm_basics.htm 22

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