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Enlace DWDM Guayaquil – Machala (8 febrero 2020)
Betsy Calderón, Luis Clavon, Milton Licto, Christian Ruiz y Luis Ruiz
Universidad Tecnológica Israel, Ingeniería Electrónica Digital y Telecomunicaciones
Quito, Ecuador
btsy_15@hotmail.com, luisclav_1@hotmail.com
mlr_a_q@hotmail.com, christianlrnct@gmail.com, andy_dj_done@live.com
RESUMEN: Durante el desarrollo de ese
proyecto se plantea realizar el enlace fibra óptica
entre las ciudades de Guayaquil y Machala
mediante la tecnología DWDM. Las soluciones
que tienen la mayoría de los proveedores de
telecomunicaciones para satisfacer este aumento
de la demanda de tráfico son diversas. Por una
parte, pueden instalar más fibra, aunque esta es
una solución costosa y en algunos casos inviable.
No obstante, el principal problema al que se
enfrentan los proveedores de servicio es el
relacionado con el salto a una capacidad mayor.
La mejor alternativa que tienen los operadores
consiste en DWDM (Dense Wavelength Division
Multiplexing), que permite aumentar de una
forma económica la capacidad de transporte de
las redes existentes. En este proyecto se realiza
un análisis de las redes DWDM para la
comunicación entre Guayaquil y Machala, sus
características principales y los aspectos que
influyen en su diseño e implementación para un
funcionamiento óptimo y escalable a futuro.
Otro aspecto a considerar son aquellas ciudades
de paso en donde se instalará amplificadores de
potencia con el fin de no perder información
debido a la gran distancia que se tiene recorrer.
PALABRAS CLAVES: Fibra, óptica, optisystem,
enlace, comunicaciones y DWDM.
ABSTRACT: During the development of this
project, the fiber optic link between the cities of
Guayaquil and Machala is proposed using
DWDM technology. The solutions that most
telecommunications providers have to meet this
increase in traffic demand are diverse. On the
one hand, they can install more fiber, although
this is an expensive and, in some cases, unfeasible
solution.
However, the main problem that service
providers face is related to the jump to greater
capacity. The best alternative operators have is
DWDM (Dense Wavelength Division
Multiplexing), which allows to increase the
transport capacity of existing networks in an
economical way. In this project, an analysis of
the DWDM networks for communication
between Guayaquil and Machala, its main
characteristics and the aspects that influence its
design and implementation for optimal and
scalable operation in the future is carried out.
Another aspect to consider are those passing
cities where power amplifiers will be installed in
order not to lose information due to the great
distance that has to be traveled.
I. INTRODUCCIÓN
Las telecomunicaciones constituyen un pilar
importante en los avances de la ciencia y tecnología,
además de ser una herramienta fundamental para el
desarrollo de nuestro país. En la actualidad uno de
los mayores problemas que enfrenta la sociedad, es
la gran demanda de ancho de banda. Sin embargo,
el desarrollo de redes ópticas y el uso de nuevas
tecnologías permiten alcanzar los requerimientos de
la evolución en redes.
En esta propuesta se realiza la planeación de un
enlace de fibra óptica entre las ciudades de
Guayaquil y Machala con una ciudad intermedia
donde se hacen hipotéticos puntos de bajada y
subida de canales en el enlace, con este objetivo se
asiste a Google maps para observar las carreteras
existentes entre estas ciudades capitales y también
2
para hacer la exploración de las ciudades
intermedias donde se hace la bajada y subida de
canales en el enlace. Teniendo una vez clara la ruta,
se procede a establecer los equipos y cable
necesarios, de acuerdo a las características del
cable, equipo y las distancias de los enlaces entre
ciudades, se procede a calcular el presupuesto de
ancho de banda y de potencia, de acuerdo a los
cuales se brindará la calidad de servicio en cuanto a
la transmisión de datos y calidad de señal, y por
último el costo de implementación, en donde se
hace un presupuesto de los costos.
II. PROPUESTA
La propuesta de este diseño esta soportada en la
red de transporte actual DWDM, cuyo objetivo
primordial es aumentar la capacidad de transmisión
y rendimiento en la red de transporte de la empresa
sin perder capacidades de ancho de banda como es
el caso de redes DWDM donde la transmisión de
señales se las realiza directamente sobre la longitud
de onda, sin proporcionar una velocidad de
conmutación flexible. Además, el proyecto está
basado en la red actual DWDM
A. Requisitos Técnicos
El cable de fibras, contiene 12 hilos de fibra
óptica monomodo, correspondientes a la
recomendación UIT-T G.655, el cable este tendido
por todo el trayecto del enlace principal ruta, de los
12 hilos, se están usando 2 para la conexión SDH, 2
para la conexión Gigabit Ethernet que conectan
ciudades próximas a los nodos SDH, quedándonos
8 hilos disponibles, que podrían ser usados como
respaldo de los hilos anteriores y como fibra oscura.
Para detallar la disponibilidad de fibras, se realiza
un estudio segmento a segmento. Al ser una red por
la cual circula muchas señales, la protección de la
información debe ser óptima, para garantizar así el
flujo normal de información a través del enlace
DWDM.
Administración
El Sistema tiene una administración
completamente local a través de un PC, el mismo se
conecta a través de una interface RS-232. Por medio
del canal de supervisión óptico, se tiene una
administración remota, que permite la
comunicación entre los elementos de red vecinos, de
esta forma se puede realizar un monitoreo de los
nodos Naranjal.
De igual forma se puede tener una administración
centralizada, en cualquiera de los puntos terminales
sea en Guayaquil o Machala.
Para nuestro diseño el sistema de gestión se
encuentra en Guayaquil, teniendo un control de los
equipos DWDM, con el centro de administración de
red se podrá monitorear alarmas, programar y
configurar los canales ópticos, hacer pruebas y
diagnosticar el funcionamiento de la red.
Factores a considerar en el diseño
Los factores más importantes a considerarse en
el diseño de un enlace de fibra óptica son:
• La atenuación, y
• La dispersión
La atenuación es el desgaste que sufre la señal en el
trayecto de un enlace, éste es un parámetro clave a
la hora de implementar un enlace óptico, de la
atenuación depende que tan lejos podemos llegar
con la fibra óptica.
Para su cálculo usaremos la siguiente ecuación:
Aenlace Atenuación del enlace en dB
L Longitud del enlace en kilómetros (Km)
α Atenuación del cable en dB/Km
αe Atenuación por empalme en dB
N Número de empalmes
M Margen de seguridad en dB
3
De la recomendación UIT-T G.655, se toma el valor
correspondiente a la atenuación del cable, y es
α=0.2dB/km.
La atenuación por empalme es 0.1 dB y el margen
de seguridad de 3 dB en el que se incluye la perdida
por conectores y restauraciones de tramos.
Para el número de empalmes, recordemos que cada
bobina de cable de fibra óptica tiene 4 Km. El
número de empalmes se calcula dividiendo la
longitud del enlace para la longitud de cada bobina,
a este resultado se suma 1, porque se debe
considerar los empalmes que se hacen en cada
extremo del enlace. El número total de empalmes es
un número entero, de no serlo se aproxima el
número al inmediato superior.
B. Diagrama de Bloques
Fig. 1 Componentes DWDM
Fig. 2 Esquema funcional DWDM
Fig. 3 Amplificador de línea
Fig. 4 Ejemplo del manejo de frecuencias en enlace
DWDM
C. Presupuesto
Una vez que se realizó el diseño e identificando
los equipos se necesitan para la integración de las
tecnologías DWDM con SDH, se realiza una lista
de equipos que se necesitan, y se calcula el costo
total que implica la adquisición de los mismos.
Con la información obtenida en la tabla 1, sabemos
que equipos necesitamos y cuál es su costo
respectivo.
El valor de los equipos es tomado de precios
estimados por lo que, al ser una tecnología de poca
explotación en nuestro país, puede que los precios
sean sujetos a alguna variante según las
negociaciones que se realicen con los fabricantes.
La tabla 1, nos resume el presupuesto de costo que
implicaría la adquisición de los mismos.
4
TABLA I
PRESUPUESTO DE EQUIPOS
El costo total para la adquisición de los equipos es
de $ 2’716.072,86.
Material menudo utilizado:
• Patch Cord de fibra óptica
Fig. 3 Conectores SC
Los patch cords de fibra pueden tener varias
aplicaciones para interconectar directamente dos
equipos activos (Switch, Router, OLT, ONT, SFP,
etc.), conectar un equipo activo a una caja pasiva
(ODF, Roseta) o interconectar dos cajas pasivas
conformando en este caso un sistema administrable
de cableado (Cross Connect).
• Pigtails monomodo con conector SC
Fig. 4 Conectores SC
El conector fibra óptica SC es un conector de
broche, también con una férula de 2.5 mm. Que es
ampliamente utilizado por su excelente desempeño.
Fue el conector estandarizado en TIA-568-A, pero
no fue utilizado ampliamente en un principio porque
tenía un costo del doble de un ST.
En la actualidad es solo un poco más costoso y más
común, ya que se conecta con un movimiento
simple de inserción que atora el conector. Existe
también la configuración dúplex.
• ODF de 12 puertos
Fig. 5 ODF rackeable (19”) de 12 puertos
Como tenemos que el cable de fibra óptica
contiene 12 hilos, se tiene 12 acopladores SC de
fibra de entrada y 12 acopladores SC de fibra de
salida, a estos ODFs se conectan los equipos de
tecnología Gigabit Ethernet y de tecnología SDH.
• Fusiones y tubillos térmicos
Descripción Cantidad Unidad P. Unitario P.Total
Mux/Demux
ópticos
2 c/u 95000 190000
Amplificador
óptico
1 c/u 32000 32000
Equipos de
gestión
1 c/u 2881,36 2881,36
Interfaces
ópticos
2 c/u 56111,25 112222,5
Fibra óptica
12 hilos
150 km 12000 1800000
Fusionado
de F.O
41 c/u 15 615
Instalación
de F.O
150 km 3422,36 513354
Material
menudo
1 Global 25000 25000
Mano de
Obra
1 Global 40000 40000
2.716.072,86
$
Equipos de gestión
5
Fig. 6 Fusionadora de fibra óptica, cortador y pelador.
El método de empalme por fusión utiliza una
fuente de calor para fundir y unir las Fibras Ópticas
a empalmar.
A diferencia de otros métodos que utilizan
materiales de adaptación o adhesivos, en este caso
no existe ningún otro material más que la propia
Fibra. Por lo tanto, este método posee
inherentemente bajas pérdidas por reflexión y alta
fiabilidad.
Los tubillos térmicos se instalan previo a la fusión
de la fibra óptica y sirven para proteger la fusión, ya
que se la somete a temperatura prudencial para q
esta envuelva la fibra fusionad ay la proteja.
• Equipo OTDR
Fig. 7 OTDR (Optical Time Domain Reflectometer)
Es un instrumento óptico-electrónico usado para
diagnosticar una red de fibra óptica.
Un OTDR puede ser utilizado para estimar la
longitud de la fibra, y su atenuación, incluyendo
pérdidas por empalmes y conectores. También
puede ser utilizado para detectar fallos, tales como
roturas de la fibra.
Para realizar su función, el OTDR inyecta en la fibra
bajo análisis una serie de pulsos ópticos. También
extrae, del mismo extremo de la fibra, luz que ha
sido dispersada y reflejada de vuelta desde puntos
de la fibra con un cambio en el índice de refracción.
Este dispositivo es el equivalente en óptica al
refractómetro en el dominio de tiempo (TDR), que
mide los cambios producidos en la impedancia de
un cable.
• Equipos
TABLA II
CARACTERISTICAS DE EQUIPOS OFERTADOS
HUAWEI, presenta al mercado el Sistemas DWDM
OptiX BWS 1600G, es un sistema de gran
capacidad y de largo alcance, desarrollado en base a
los años de experiencia de la marca Huawei en el
campo de la transmisión óptica. Huawei les
proporciona a sus clientes una red de ultra largo
alcance, las cuales son escalables, fiables, rentables,
operables y manejables. Los equipos diseñados con
6
una estructura modular, haciendo que el OptiX
BWS 1600G tenga una facil expansión 40 canales
(400Gbps) a 160 canales (1.6Tbps). Soporta
topologías de fibra punto a punto, anillo y malla.
Los equipos poseen interfaces ópticas como: OC-
3/STM1, OC-12/STM4, OC-48/STM16,
OC192/STM64
• Mano de Obra
Para realizar el tendido de la fibra óptica por
los 157 km, es necesario contratar personal para
transportar la fibra y equipos, cuadrilla para la
instalación, peones para el removimiento de suelos
o instalación de postes y supervisores (ingenieros o
tecnólogos).
Se presume el costo diario de los equipos y
cuadrillas entre 500 a 700 dólares diarios.
D. Cronograma
Si consideramos realizar los trabajos durante 6
días a la semana (lunes - sábado), con un promedio
de instalación de fibra de entre 800 a 700 metros.
Al aprovechar la instalación de equipos y ODF´s
durante el tendido de fibra óptica se tendría:
157 km = 157.000 m
La utilización de dos cuadrillas para el tendido de
fibra óptica, se tendría 78.500 metros por cuadrilla
trabajando al mismo tiempo.
Días laborables: 78.500/800= 99 días laborables
Si únicamente se trabaja 6 días a la semana:
99/6= 16 semanas, 3 días = 4 meses, 3 días.
El costo de cada cuadrilla mensual es igual a: $
5.000,00, si trabajan dos cuadrillas quiere decir $
10.000,00 al mes, $ 40.000,00 por los cuatro meses
únicamente en dos cuadrillas.
Se planea trabajar 4 meses medios si incluimos el
tiempo de configuración y pruebas.
E. Ventajas
A continuación, se detallan las ventajas técnicas
de la propuesta de diseño para la integración de las
redes SDH y DWDM.
• Optimización y eliminación de recursos no
necesarios con la creación de rutas directas en
la segunda fase del diseño se consigue
optimizar recursos liberando capacidad en los
equipos intermedios de la ruta en la red SDH,
esto permite dedicar capacidades a una gran
cantidad de servicios en estas ciudades los
servicios que llegan van y vienen de Machala.
• Integración de todas las tecnologías de la red
de transporte. Se consigue que las tres
tecnologías presentes en la red trabajen
conjuntamente de una manera ordenada y
planificada en base a un modelo jerárquico,
mediante la redistribución de rutas que permite
que la red OTN por sus características técnicas
trabaje a manera de núcleo de la red. La
implementación de este núcleo, reduce la
complejidad de la red y facilita la solución de
problemas.
• Actualización y mejoramiento de los servicios
a clientes. Debido a que se propone una
migración de los servicios cuyas capacidades
son las más grandes, rutas con alto tráfico y un
núcleo en la red OTN, la gestión de toda la red
queda en gran parte a cargo de los equipos de
monitoreo y gestión de la red de transporte
óptico, en la cual se cuenta con canales de
monitoreo inmersos en las tramas OTU lo que
permite beneficiarse de monitoreo y gestión
centralizada en tiempo real, configuración del
tipo de trama vía gestión remota, configuración
y visualización remota de los equipos respecto
a las cross conexiones, asignación de ancho de
banda, identificación de cada servicio, estado
de alarmas, reportes de desempeño,
protecciones, entre otros.
7
III. DISEÑO FÍSICO DE LA RED
A. Tipo de tendido de fibra óptica.
Lo primero que se debe hacer antes de comenzar el
diseño de la red óptica es saber cuáles son los
requerimientos del operador. Estos determinan los
parámetros iniciales para el diseño y algunos
pueden ser:
• Mantener servicios actuales.
• Escalabilidad.
• Disponibilidad.
• Capacidad.
• Costos.
• Mantenimiento.
• Instalación.
• Gestión.
Después de tener los parámetros iniciales debemos
continuar con el diseño. Es necesario tener en
cuenta que el principal objetivo para cualquier
implementación es mantener los servicios actuales,
aumentando la capacidad de los enlaces; utilizar un
solo hilo de fibra para Tx y otro para R y garantizar
la conectividad entre los nodos, los anchos de banda
y la baja relación señal a ruido.
La metodología que se seguirá para este diseño es la
siguiente, aunque cabe aclarar que no es la única
posible:
• Elección de los equipos y tarjetas. Se debe
elegir los equipos a utilizar ya que estos
marcarán las pautas para el diseño a nivel
de potencia, ancho de banda y OSNR.
• Configuración de los equipos. Hay que
realizar
• la configuración de cada uno de los nodos,
con las tarjetas elegidas para cada señal
existente.
• Diseño a nivel de potencia. Se requiere
garantizar la potencia óptica en cada uno de
los nodos para asegurar que no se pierda
la señal en la fibra. Diseño a nivel de
ancho de banda. Se garantiza la distancia
máxima de transmisión para las señales
que se van a utilizar.
• Diseño a nivel de ruido. Se asegura que
la relación señal a ruido no sea muy alta
y no genere problemas para la señal.
B. Tipo de fibra óptica.
Elegir un cable de fibra óptica puede llegar a ser
un proceso complicado, se debe considerar muchos
factores, incluyendo la velocidad de trasmisión, la
atenuación del enlace, el medio ambiente, los tipos
de cables, tipos de fibras, equipamiento disponible,
conectores ópticos, empalmes, normas y otros.
No obstante, el proceso puede simplificarse cuando
se siguen las instrucciones del fabricante y del
equipamiento en el momento de su instalación.
Estas instrucciones normalmente suministran la
suficiente información como para seleccionar la
fibra óptica adecuada para una instalación sencilla.
La primera decisión a tomar es si debe instalarse un
sistema de fibra óptica mono o multimodo.
Ambos son factibles, pero con diferentes
características, necesarias para según como sea el
tipo de instalación.
Las fibras monomodo tienen la capacidad de
transmitir mayor ancho de banda y son ideales para
enlaces de transmisión a larga distancia, además,
poseen una atenuación más baja que las fibras
multimodo.
Los cables de fibras monomodo son más
económicos que los cables multimodo y se pueden
encontrar fibras monomodo para longitudes de onda
óptica de 1310 y 1550 nm.
Fibra óptica propuesta:
El Cable Fibra Óptica Armado KSTBR es de
estructura ajustada 900um, Armadura Metálica y
cubierta termoplástica LSZH alta resistencia a UV
y gran protección antirroedores.
8
Cable de fibra óptica monotubo para instalaciones
en interior y exterior en 900μm, estructura ajustada
y armadura metálica.
Indicado para instalaciones y despliegues
audiovisuales, eventos móviles y fijos, enrolladores
y otras aplicaciones donde se requiera fibra de alta
resistencia mecánica, resistencia a la humedad y a
las micro curvaturas.
El KST1-Z es un cable blindado con acero de 1,2, 4
Y 6 fibras ópticas G657A2, De aplicación en el
sector audiovisual y Broadcast para enrolladores de
fibra óptica.
Tiene una cubierta exterior de Termoplástico LSZH
(Libre de halógenos con baja emisión de humo),
como elementos de tracción de Kevlar que aportan
resistencia contra grandes tensiones, con un blindaje
interior de acero proporciona una buena protección
mecánica y antirroedores + el buffer ajustado de
900um.
Esta fibra armada soporta condiciones
climatológicas extremas y aplastamiento, torsión,
sobretensión y presión, además ofrece una buena
protección antirroedores.
Fig. 8 Fibra óptica armada de 12 hilos
La alta protección en todos los sentidos lo hace
especialmente adecuado para su uso en exterior.
El Cable Fibra Óptica Armado KSTBR con Fibra
TighBuffer G657A2, la más flexible del mercado,
es especialmente adecuada para instalaciones
móviles resistente a la humedad y a las micro
curvaturas.
Cubierta LSZH UV de alta resistencia climatológica
en instalaciones severas (radiación solar UV,
temperatura, humedad, naturaleza atmosférica) y
gran comportamiento ante el fuego.
Normativas que cumple la fibra óptica:
• ITU-T G.651: "Characteristics of a
50/125 μm multimode graded index
optical fibre and cable"
• ITU-T G.652: "Characteristics of a
single-mode optical fibre and cable"
• ITU-T G.657: "Characteristics of a
bending loss insensitive single mode
optical fibre and cable for the access
network"
• ICEA S-83-596: "Standard for optical
fiber cable premises distribution cable"
Telcordia GR-409-CORE: "Generic
requirements for indoor fiber optic
cable"
• ANSI/TIA-568.3-D: "Optical fiber
cabling components standard".
C. Conectorización y acoplamiento
Los conectores de fibra óptica más utilizados hay
que tener en cuenta que su uso en instalaciones de
edificios, oficinas y hogares, aplicaciones de planta
interna o externa, sistemas televisión por cable y
telefonía para conectar cables y equipos donde se
necesita tener la capacidad de conectar y
desconectar.
Los conectores son considerados el enlace más débil
en un sistema de fibra óptica, porque marcan un
punto en el que puede ocurrir pérdida de señal. Por
lo tanto, para que los cables de fibra óptica tengan
un rendimiento excepcional, se necesitan
conectores bien diseñados, buenas terminaciones y
un instalador habilidoso.
9
Fig. 9 Estructura de los conectores de fibra óptica.
Hay diferentes tipos de conectores, pero todos están
integrados por estos tres mecanismos:
Férula: Es el componente más importante de los
conectores de fibra óptica ya que es la encargada de
sujetar, proteger y alinear la fibra de vidrio. Las
férulas usualmente son hechas con cerámica y
plástico o metal de alta calidad.
Mecanismo de acoplamiento: Mantiene el conector
en su lugar cuando está conectado a otro dispositivo.
Cuerpo: Es la estructura que sostiene la férula, el
mecanismo de acoplamiento y la bota. Está hecho
de plástico o metal.
Los conectores de fibra óptica también pueden ser
categorizados como mono modo y multimodo y hay
unas cuantas diferencias entre ellos.
Los conectores mono modo son azules, mientras
que los multimodos son beige y los APC verdes.
Luego, el tamaño: los conectores mono modo tienen
aperturas de 126 micrones y los multimodos de 127
a 128 micrones.
Y la mayor diferencia: los conectores mono modo
tienen un precio más alto, que va acompañado de
una mejor transmisión de data. Proporcionan poca
distorsión y atenuación si se les compara con los
multimodos.
SC (Standard Connector)
El SC fue creado a mediados de los 80 por la
empresa de telecomunicaciones Nippon Telegraph
and Telephone, pero no fue muy usado en sus
inicios ya que se consideraba muy costoso. Los
conectores SC tienen una pérdida de inserción
promedio de 0.25dB y están calificados para
soportar 1000 ciclos de conexión y desconexión.
Fig. 10 Conectores SC para fibra óptica.
Los SC alinean las fibras con precisión debido a sus
férulas de cerámica, que funcionan con un sistema
push y pull. Fueron inicialmente utilizados en
sistemas de Gigabit Ethernet, pero fueron
reemplazados por conectores de menor tamaño.
Actualmente son utilizados en versiones mono
modo y multimodo en sistemas de TV por cable y
telefonía.
ODF
El distribuidor para fibra óptica es un accesorio
fabricado con el fin de alcanzar el mayor desempeño
en cuanto a facilidad de instalación, protección para
patchcords, espacio para empalme y administración
de fibras (internas y externas).
Su alta resistencia mecánica, su distribución de
conectores, amplio espacio interno y su mecanismo
de salida lateral de patch cords lo convierten el
accesorio ideal para terminación de fibra óptica e
interconexión con equipos activos ya sea en racks
convencionales de 19” o en rack para fibra óptica,
tanto en redes de planta externa como en redes de
cableado estructurado.
Características:
• Fácil administración de cable, caseteras de
12 hilos para zona de empalme.
• Zona de patcheo frontal, independiente de
la zona de empalme.
• Espacio para reserva de pigtails con
organizadores que permiten controlar el
radio de curvatura mínimo de 30mm.
• Bandeja deslizable con riel DIN cromada
para un perfecto deslizamiento.
• Montable en rack de 19” o racks de fibra
óptica
• Disponibilidad con todos los accesorios
incluidos (pigtails, adaptadores, bandejas
de empalme, tubillos termocontraibles para
protección de empalme, elementos de
fijación de cable y accesorios para montaje)
• Salida lateral de patch cords.
10
• Tapa Fontal para protección de conectores
y patch cords tanto mecánica como para
daños
• visuales.
• Varias capacidades y tipos de conector FC,
SC, LC, ST.
Empalmes
Los cables de fibras ópticas, para adaptarse a los
requerimientos de las instalaciones, necesitan ser
empalmados con otros, ya sea porque la longitud de
los rollos o bobinas de cables son menores a la
longitud de las infraestructuras o porque para la
distribución se utilizan cables con diferentes
números de fibras.
También se realizan empalmes de las fibras que
componen los cables en sus extremos con latiguillos
(pigtails), para poder conectar estas fibras a los
equipos transmisores y receptores que las utilizarán.
Las fibras ópticas son cables de vidrio flexible,
fabricadas principalmente con sílice, por las que se
transmiten señales luminosas, y están compuestas
por: núcleo, revestimiento y protegidas por una
cubierta de material plástico (figura 1). Por el
núcleo viaja la luz y el revestimiento tiene la misión
de evitar que la luz abandone el núcleo.
Existen dos tipos principales de fibras ópticas:
monomodo y multimodo. Las fibras monomodo
tienen un núcleo de diámetro muy pequeño, (8 a 10
µm) y por él solamente puede viajar un modo de luz
(rayo).
Las fibras multimodo tienen diámetros de núcleos
superiores a 50 µm por lo que permiten la
circulación de muchos modos de luz.
Las fibras monomodo permiten la transmisión de
mayor cantidad de información por tener un ancho
de banda superior al de las fibras multimodo.
Existen dos tipos de empalmes: empalme mecánico
y empalme por fusión. Un empalme mecánico
consiste en alinear las fibras en un soporte que
permita fijarlas mecánicamente o mediante
pegamento.
El empalme por fusión, a grandes rasgos, consiste
en unir las dos fibras fundiendo el material de sus
puntas mediante la aplicación de una fuente
calorífica, que suele estar compuesta por dos
electrodos entre los cuales se produce un arco
eléctrico cuando se les aplica una fuente de alta
tensión de 4000 a 5000 voltios con corriente
controlada. La potencia calorífica del arco eléctrico
dependerá de la corriente que en cada momento
suministre la fuente de alta tensión.
Los empalmes por fusión se realizan utilizando una
máquina a la que se suele denominar como:
Empalmadora, Fusionadora o Máquina de
Empalme. La máquina realiza como funciones
principales: aproximación de las fibras,
alineamiento, fusión, cálculo de pérdidas estimadas
y por último las máquinas disponen de un calefactor
integrado que permite colocar el protector al
empalme.
D. Dispositivos pasivos
Los conectores: permiten realizar conexiones entre
equipos, ya sea entre un ODF y un puerto óptico o
entre puertos ópticos. Sin embargo, al ser un
elemento de conexión y desconexión, debe
mantener su óptimo estado para evitar problemas de
alineamiento, al ser un proceso mecánico puede
llevar a una degradación de la unión.
Para mantener las características optimas de los
conectores, se debe proteger los extremos de las
fibras, que pueden ser dañadas por la manipulación
o la exposición a la humedad o el polvo, así también
deben soportar la tensión del cable.
Los conectores de fibra disponibles en el mercado,
ofrecen una atenuación entre los 0.2 dB a 0.3 dB, así
también se pueden colocar elementos que eviten
mayores atenuaciones como gel de transferencia
óptica o simplemente el mantenimiento de los
extremos de los conectores.
11
Conector de Proximidad: es uno de los conectores
más utilizados, por su simplicidad y bajo costos. Su
estructura está determinada por un extremo de fibra
desnuda, adherido con un pegamento de resina a una
férula, cilíndrica metálica, se alinea con un agujero
central del tamaño del hilo de fibra.
Esto se introduce con un cilindro de alineación
dentro de la carcasa que tiene un mecanismo de
rosca o giro que ajusta el conector macho con su
pareja en un puerto en tarjetas, uniones de
expansión u distribuidor de Fibra Óptica (ODF). La
atenuación de este tipo de conectores está en el
rango de los 0.2 dB y 0.3 dB,
Conector de Haz Expandido: Este tipo de
conector usa la apertura numérica del haz de luz
expandido, que se convierte en un haz paralelo por
efecto de un lente convergente, con una distancia
focal adecuada, que alcanza a un segundo lente
convergente, que orienta el haz al núcleo de la fibra
próxima.
Este tipo de conectores son utilizados
principalmente en tarjetas de circuito impreso,
debido a su complejidad, su atenuación es inferior a
los 0.5 dB.
E. Dispositivos activos
Los emisores de luz: son dispositivos activos en
el extremo de transmisión de un sistema óptico. Las
fuentes de luz, o emisores de luz, son dispositivos
de transmisión que convierten las señales eléctricas
que reciben en impulsos de luz.
El proceso de esta conversión, se puede lograr
mediante la modulación externa de onda continua
de luz o mediante el uso de un dispositivo que
genere la luz modulada directamente.
Se debe tener muy en cuenta el tipo de fuente de luz
utilizado en el diseño de un sistema de transmisión
óptica, ya que puede ser uno de los elementos más
costosos y sus características son a menudo un
factor limitante en el rendimiento del enlace óptico.
La fuente de señal óptica debe ser compacta,
monocromática, estable y de larga duración.
Conversores de luz: las señales ópticas deben ser
demultiplexadas antes de llegar al receptor, luego es
necesario recuperar las señales transmitidas a
diferentes longitudes de onda en la fibra óptica
usando fotodetectores que son por naturaleza
dispositivos activos de banda ancha que convierten
la señal óptica recibida en señal eléctrica.
Actualmente existen 2 tipos de fotodetectores que
son comúnmente usados, fotodetector PIN y el
fotodiodo de avalancha (APD).
El fotodetector PIN se lo recomienda usar en
enlaces de corta distancia, tienen muchas ventajas,
incluyendo bajo costo y confiabilidad. Pero la
responsividad de un fotodiodo APD es mayor que la
de un fotodetector PIN.
Además, es más eficiente en los casos que la señal
óptica que se recibe es débil, como por ejemplo en
transmisiones a larga distancia.
Amplificador óptico semiconductor: trabaja
como un láser. Tienen una estructura común, dos
partes de semiconductores contienen otro material
semiconductor entre ellos. El material intermedio es
la capa activa.
Fig. 12 Funcionamiento de un amplificador óptico de
semiconductor.
Cuando una corriente eléctrica fluye a través del
dispositivo, los electrones se excitan, pero luego se
retiran a un estado fundamental (sin excitación), un
proceso similar a los EDFAs.
12
En un amplificador óptico semiconductor, nosotros
queremos amplificar la luz, tantas longitudes de
onda como posible. Esto es necesario porque es
posible que una red óptica la señal pueda contener
muchas longitudes de onda diferentes.
Cubriendo un rango de longitudes de onda, es
posible amplificarlos simultáneamente. Ahora, la
luz entrante de una señal óptica que está en su estado
fundamental (sin excitación), estimula los
electrones dentro del semiconductor. Cuando estos
hacen esta transición, mandan un fotón que
simplemente pasa para coincidir con el fotón que
causó la emisión. La cantidad de fotones que
representan una sección de una señal se duplica, y
así es cómo ocurre la amplificación óptica
semiconductor.
Los amplificadores ópticos de semiconductor no
proporcionan tanta amplificación como los EDFAs
en el rango de los 1550nm.
F. Equipamiento de ONT, OLT, MUX o DEMUX
MUX y DEMUX
Así Porque los sistemas de DWDM envían señales
diferentes sobre una misma fibra, estos deben
incluir algunos medios para combinar las señales
entrantes. Esto se logra con un multiplexor, que
toma longitudes de ondas ópticas de las fibras
múltiples y los converge en un solo medio. En el
extremo receptor el sistema debe separar los
componentes de la luz para que estas puedan ser
detectadas discretamente.
Los demultiplexores realizan está función
separando el medio recibido en sus componentes de
longitud de onda y acoplándolos a las fibras
individualmente. La demultiplexación debe hacerse
antes que la luz sea detectada, porque los
fotodetectores son inherentemente dispositivos de
banda ancha que no pueden selectivamente
descubrir una sola longitud de onda.
Fig. 11 Multiplexación y demultiplexación en un
sistema bidireccional.
En un sistema unidireccional, hay un multiplexor
al extremo transmisor y un demultiplexor al
extremo receptor. Dos sistemas se requerirían a cada
extremo para una comunicación bidireccional
(Figura 11), y se necesitarían dos fibras separadas.
Los multiplexores y demultiplexores pueden ser
pasivos o activos en un diseño. Los diseños pasivos
son basados en prismas, o filtros, mientras los
diseños activos combinan dispositivos pasivos con
filtros sintonizable. Un filtro sintonizable es un
filtro capas de seleccionar una longitud de onda de
una gama de longitudes de onda.
Los retos en estos dispositivos son minimizar la
interferencia entre canal y maximizar la separación
de canal. La interferencia entre canal es una medida
de qué tan bien están separados los canales,
mientras la separación de canal se refiere a la
habilidad de distinguir cada longitud de onda.
Terminal de línea óptica (OLT)
OLT es un equipo que integra la función de
interruptor L2/L3 en el sistema GEPON. En
general, el equipo OLT contiene un bastidor, un
módulo de control de conmutación, un ELM
(módulo de enlace EPON, tarjeta PON), protección
de redundancia, módulos de fuente de alimentación
de -48v CC o un módulo de fuente de alimentación
de 110/220 V CA y ventiladores. En estas partes, la
tarjeta PON y la fuente de alimentación admiten el
intercambio en caliente.
Existen además otros módulos integrados en el
interior de la OLT. La función principal del OLT es
controlar desde una oficina central la información
transmitida en ambas direcciones a través de la
ODN. La distancia máxima admitida de transmisión
13
a través de la ODN es de 20 km. OLT controla dos
sentidos de la transmisión de información: sentido
ascendente (obteniendo una clase diferente de
distribución del tráfico de información y voz de los
usuarios); y sentido descendente (obteniendo tráfico
de datos, voz y vídeo desde una red metro o una red
de larga distancia y enviando todos los módulos
ONT en el ODN).
Terminal de red óptica (ONT)
En realidad, la ONT es lo mismo que la ONU en
esencia. La ONT es un término de la UIT-T,
mientras que ONU es un término del IEEE. Ambos
se refieren al equipo del del usuario en el sistema
GEPON. En la práctica, sin embargo, hay una
pequeña diferencia entre ONT y ONU según su
ubicación. ONT está situada generalmente en las
instalaciones del cliente.
IV. ESQUEMA DE LOS ENLACES
A. Levantamiento de información
Existen nodos SDH en las ciudades de
Guayaquil, Naranjal y Machala. En la figura 12 se
muestra el esquema de la topología lineal que se
propone para este proyecto.
Fig. 12 Ubicación de nodos dentro de la ruta de fibra
óptica.
Las topologías punto a punto pueden llevarse a cabo
con o sin ODM (Figura 12). Estas redes son
caracterizadas por canales de velocidades
extremamente altas (10 a 40 Gbps), alta integridad
y fiabilidad de señal, y una restauración rápida del
enlace. En las redes de larga distancia, la distancia
entre el transmisor y receptor puede ser varios
cientos de kilómetros, y el número de
amplificadores requeridos entre puntos finales está
típicamente menor a 10. En redes MAN, no se
necesitan a menudo los amplificadores.
En los equipos, la redundancia está a nivel del
sistema. Los enlaces paralelos conectan sistemas
redundantes a cualquier punto final. En la
redundancia a nivel de tarjeta, los enlaces paralelos
conectan sistemas a cualquier punto final que
contienen transpondedores redundantes y
multiplexores.
B. Diagramas del trazado de la ruta.
En el presente Proyecto, se enfocará el enlace
Guayaquil - Machala vía Naranjal, el cual permitirá
establecer los parámetros necesarios para
realizar la integración, a continuación, un gráfico en
el que se indica cómo está la fibra óptica
atravesando algunas ciudades, de las cuales
presentaremos los servicios implementados en
mencionadas localidades.
En la figura 13 se indica la ruta de fibra óptica que
está instalada por la costa, conectando ciudades en
las cuales se ubican los Nodos SDH.
14
Fig. 13 Tendido general de fibra óptica Guayaquil -
Machala
Fig. 14 Tendido general de fibra óptica Guayaquil –
Naranjal.
Fig. 15 Tendido general de fibra óptica Naranjal –
Machala
C. Ubicación de los puntos
Dentro de la ruta de fibra óptica para el enlace
Guayaquil – Machala, se encuentran en total 3
nodos SDH, los cuales constan en las ciudades o
pueblos donde se ubican.
Fig. 16 Ubicación de equipos en el enlace.
15
D. Tablas resumen de información procesada.
TABLA III
RESUMEN DE PARAMETROS
TENDIDO DE FIBRA ÓPTICA
SEGMENTO
LONGITUD
DE F. O
Guayaquil -
Naranjal 92 km
Naranjal - Machala 65 km
Guayaquil -
Machala 157 km
NODOS TERMINALES
EQUIPOS CANTIDAD
Mux/Demux ópticos 2
Amplificador óptico 1
Equipos de Gestión 1
V. PRESUPUESTO ÓPTICO
Calculo a nivel de potencia
El estudio del balance de potencia en un sistema
de comunicaciones ópticas no es en esencia muy
diferente del que podría realizarse para cualquier
otro sistema convencional de comunicaciones,
elaborado a través de cualquier otro medio. La única
diferencia que puede presentarse es la derivada de
los componentes que se utilizan. El punto de partida
son los elementos básicos en los que se puede perder
parte de la energía transmitida.
PTX es la potencia de salida del transmisor.
PRX es la sensibilidad del receptor.
Ms, el margen de seguridad.
La simulación de una red con capacidad de 40
longitudes de onda, tiene un nivel de transmisión de
aproximadamente 12,85 dBm, trasmitiendo en todos
los canales
La atenuación de la fibra. - es un factor que también
se debe tener en cuenta para el diseño a nivel de
potencia. Esta atenuación depende directamente del
tipo de fibra y de la distancia entre nodos.
Existen tres métodos para conocerla, y la elección
de cada uno depende de la información que
tengamos. Se presentan a continuación:
Método 1: Distancia x Atenuación en km + Mar-
gen de diseño + Pérdidas por conectores.
Método 2: Distancia x 0,275 db / km.
Método 3: Pérdidas reales + 3db de margen de
diseño.
Ancho de banda
Los sistemas DWDM tienen la capacidad de
transmitir señales ópticas con un gran ancho de
banda. El láser utilizado para los típicos sistemas
DWDM alcanzan velocidades de 10 Gbps,
equivalente a un STM-64 en SDH, un OC-192 en
SONET o un canal 10 Gigabit Ethernet, se pueden
multiplexar entre 40 u 80 longitudes de onda,
proveyendo de una velocidad total de 800Gbps por
una sola fibra óptica.
En la actualidad los nuevos equipos DWDM pueden
manejar velocidades de 40 Gbps y 100 Gbps por
longitud de onda, con capa1cidad de multiplexación
de 80 a 160 canales, con esta premisa se puede
esperar transmitir velocidades entre los 6.4 a 16
Tbps sobre la misma fibra óptica.
Para este caso se trabajará con un ancho de banda
de 80 GHz, para los 40 canales propuestos.
TABLA IV
RESUMEN DE VELOCIDADES SOLICITADAS
16
Atenuación. - es el desgaste que sufre la señal
en el trayecto de un enlace, éste es un parámetro
clave a la hora de implementar un enlace óptico, de
la atenuación depende que tan lejos podemos llegar
con la fibra óptica.
Para su cálculo usaremos la siguiente ecuación:
𝐴𝑒𝑛𝑙𝑎𝑐𝑒(𝑑𝐵) = 𝐿 ∗∝ +𝑁 ∗∝𝑒+ 𝑀
𝐴𝑒𝑛𝑙𝑎𝑐𝑒 Atenuación del enlace en dB
𝐿 Longitud del enlace en kilómetros
(km)
∝ Atenuación del cable en dB/km
∝𝑒 Atenuación por empalme en dB
𝑁 Número de empalmes
𝑀 Margen de seguridad en dB
El número de empalmes se calcula dividiendo la
longitud del enlace para la longitud de cada bobina,
a este resultado se suma 1, porque se debe
considerar los empalmes que se hacen en cada
extremo del enlace. El número total de empalmes es
un número entero, de no serlo se aproxima el
número al inmediato superior.
𝑁 =
𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑛𝑙𝑎𝑐𝑒 (𝑘𝑚)
𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎 (𝑘𝑚)
+ 1
𝑁 =
71 𝑘𝑚
4 𝑘𝑚
+ 1 = 18,75 ≅ 19
𝑁 =
97 𝑘𝑚
4 𝑘𝑚
+ 1 = 25,25 ≅ 26
TABLA V
RESUMEN DE ATENUACIÓN
PARÁMETRO GUAYAQUIL -
NARANJAL
Distancia 92
Atenuación de la fibra óptica
0,25
dB/km
Ateniación de cada empalme 0,1 dB
Número de empalmes 24
Margen de seguridad 3 dB
ATENUACIÓN DEL
ENLACE 28.40dB
PARÁMETRO NARANJAL -
MACHALA
Distancia 65
Atenuación de la fibra óptica
0,25
dB/km
Ateniación de cada empalme 0,1 dB
Número de empalmes 17
Margen de seguridad 3 dB
ATENUACIÓN DEL
ENLACE 20.92dB
TABLA VI
RESUMEN DE POTENCIAS DE ENTRADA Y SALIDA
Potencia de salida del transmisor
12,85
dBm
Detector tipo
APD
Señal de recepción
máxima
-10 dBm
Sensibilidad del receptor
-35 dBm
𝐺 = 𝑃𝑇𝑋 − 𝑃𝑅𝑋𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒
𝐺 = −8𝑑𝐵𝑚 − (−35𝑑𝑏𝑚)
𝐺 = 27 𝑑𝐵
Asignación de longitudes de onda
Dentro de las asignaciones de los canales o
longitudes de onda (lambdas), está la asignación del
canal óptico de servicio (OSC), con la finalidad de
hacer un monitoreo interno de las longitudes de
onda que se están trasmitiendo.
La Recomendación UIT-T G.692 describe el uso de
un canal óptico de servicio, en un enlace DWDM
que usa la banda C (1530 a 1565nm), los 1550 nm
es la longitud de onda preferida para un OSC.
Para poder realizar la asignación de canales, se toma
en cuenta la recomendación UIT-T G.694.1, el
ancho de banda requerido para las aplicaciones de
datos es mayor que el ancho de banda para las
aplicaciones de Internet, por lo cual se usará más
longitudes de onda para la transmisión de datos que
para las de uso de Internet, dentro del uso de Internet
están las aplicaciones de IPTv y demás aplicaciones
multimedia.
17
VI. SIMULACIÓN
El simulador posee una interfaz gráfica GUI, para
ingresar al mismo, se debe dar doble clic sobre el
ícono creado en el escritorio, después del proceso de
instalación, o a su vez buscando en el menú inicio
en todos los programas. En la figura 17, se puede
aprecias la interfaz gráfica con un barra de
herramientas y columna de componentes de librería.
Fig. 17 Pantalla principal software Optisystem
Los bloques utilizados para la simulación son los
siguientes:
Fig. 18 Bloque transmisor de 40 canales, con 40
lambdas diferentes.
Fig. 19 Bloque multiplexor de 40 canales a uno.
Fig. 20 Bloque de lazo de control
Fig. 21 Bloque simulador de tendido de fibra óptica.
Fig. 22 Bloque amplificador óptico de 20dB.
Fig. 23 Bloque demultiplexor de un canal a 40.
18
Fig. 24 Bloque conversor óptico para recibir las
diferentes señales.
Los bloques utilizados para realizar medidas para la
simulación son los siguientes:
Fig. 25 Analizador óptico del espectro
Fig. 26 Analizador de ondas WDM.
Fig. 27 Medidor de potencia óptica.
Fig. 28 Visualizador óptico en el dominio del tiempo.
Fig. 29 Analizador BER.
A continuación, en la figura 30 se indica una
pantalla que contiene un ejemplo de diseño con la
herramienta optisystem.
Fig. 30 Pantalla ejemplo de diseño software Optisystem
SIMULACION DE LA RED DWDM
A continuación, se muestra el modelado de una red
DWDM a través del uso del programa de simulación
Optisystem. El Diagrama de la figura 31 muestra el
enlace Guayaquil - Machala, el cual se utiliza para
la simulación:
19
Fig. 31 Diagrama de la red Óptica a ser modelada
La etapa emisora de señal se encuentra en la ciudad
de Guayaquil y para nuestro caso particular tendría
el siguiente esquema:
Fig. 32 Etapa emisora de señal óptica.
La etapa amplificadora ubicada en la ciudad de
Naranjal tiene el siguiente esquema:
Fig. 33 Etapa amplificadora de señal
La etapa receptora de señal ubicada en la ciudad de
Machala, presenta el siguiente esquema:
Fig. 34 Etapa receptora de señal óptica.
VII. RESULTADOS
Una vez armado todo el sistema que compone
la emisión y recepción de la señal óptica
previamente amplificada, los datos obtenidos en la
simulación son los siguientes:
La primera medición realizada con el power meter
es a la salida del Transmisor DWDM en el puerto 1.
La Figura 35 muestra el detalle de la medición tanto
en watts como en dBm.
Fig. 35 Medición de potencia a la salida del Transmisor
ÓpticoODF puerta 1.
La segunda medición se realiza a la salida del
multiplexor óptico con el visualizador óptico en el
dominio del tiempo). La figura 36 muestra la gráfica
obtenida de la medición realizada.
20
Fig. 35 Medición en el dominio del tiempo del
Transmisor Óptico puerta 1.
La tercera medición se realiza a la salida del
multiplexor óptico con el visualizador en el dominio
del tiempo. La figura 36 muestra la gráfica de 40
canales transmitidos.
Fig. 36 Medición de señal óptica en el dominio del
tiempo a la salida del multiplexor óptico.
La tercera medición se realiza a la salida del
multiplexor óptico con el analizador de espectro
óptico. La figura 37 muestra la gráfica de seis
canales conectados.
Fig. 37 Medición del espectro de la señal óptica a la
salida del multiplexor óptico.
La cuarta medición realizada es a la salida del
multiplexor óptico con el analizador WDM.
21
Fig. 38 Medición de la señal óptica a la salida del
multiplexor óptico mediante el analizador WDM.
La quinta medición se realiza con el power meter a
la salida del Multiplexor óptico.
Fig. 39 Medición de la señal óptica, en la salida del
Multiplexor.
La sexta medición se realiza con el power meter a la
salida del amplificador óptico, 92 kilómetros de
distancia del origen de la señal, previo a la entrada
al amplificador.
Fig. 40 Medición de la señal óptica, salida de
amplificador óptico.
La séptima medición se realiza a la entrada del
demultiplexor óptico con el visualizador en el
dominio del tiempo. La figura 41 muestra la gráfica
de 40 canales transmitido.
Fig. 41 Medición de señal óptica en el dominio del
tiempo a la entrada del de multiplexor óptico.
La octava medición se realiza a la salida del receptor
óptico puerto 1, mediante el analizador de BER. La
figura 42 muestra el detalle de los resultados
obtenidos (diagrama de ojo).
22
Fig. 42 Diagrama de ojo – medición realizada a la salida
del receptor óptico, puerto 01.
La novena medición se realiza a la salida del
receptor óptico puerto 20, mediante el analizador de
BER. La figura 43 muestra el detalle de los
resultados obtenidos (diagrama de ojo).
Fig. 43 Diagrama de ojo – medición realizada a la salida
del receptor óptico, puerto 20.
La decima medición se realiza a la salida del
receptor óptico puerto 30, mediante el analizador de
BER. La figura 44 muestra el detalle de los
resultados obtenidos (diagrama de ojo).
Fig. 44 Diagrama de ojo – medición realizada a la salida
del receptor óptico, puerto 30.
La décima primera medición se realiza a la salida
del demultiplexor óptico en el puerto 1 con el
visualizador en el dominio del tiempo. La figura 45
muestra la gráfica de 1 canal transmitido.
23
Fig. 45 Medición de señal óptica en el dominio del
tiempo a la salida del demultiplexor óptico.
La décima segunda medición se realiza con el power
meter a la salida del Demultiplexor óptico en el
puerto 1.
Fig. 46 Medición de la señal óptica, puerto 1
Demultiplexor.
La décima tercera medición se realiza con el power
meter a la salida del Demultiplexor óptico en el
puerto 20.
Fig. 47 Medición de la señal óptica, puerto 20
Demultiplexor.
La décima cuarta medición se realiza con el power
meter a la salida del Demultiplexor óptico en el
puerto 30.
Fig. 48 Medición de la señal óptica, puerto 30
Demultiplexor.
VIII. CONCLUSIONES
DWDM no es tan sólo una técnica para ampliar la
capacidad de una red de fibra óptica sino, más bien,
una tecnología robusta de backbone, que permite
satisfacer el crecimiento en volumen y complejidad
que presentan los servicios de telecomunicaciones,
sin necesidad de hacer nuevos tendidos de fibra. Los
sistemas DWDM comerciales han incrementado la
velocidad de canal a 40 Gbps y el número de canales
a 256, alcanzando una eficiencia espectral sin
precedentes de 1,28 bps/Hz y utilizando el ancho de
banda total de los amplificadores ópticos.
Los amplificadores ópticos, en sistemas DWDM,
son una parte fundamental en las transmisiones de
larga distancia, estos equipos reducen el uso de
regeneradores eléctricos. Al tener amplificadores
ópticos, la señal se amplifica en forma totalmente
óptica sin realizar una conversión previa, sea óptica-
eléctrica y viceversa.
La tecnología DWDM permite a proveedores de
servicios, transmitir tráfico en cualquier formato
independiente de la aplicación que se haga, esta
propiedad resalta la flexibilidad de la
multiplexación en aceptar cualquier tipo de datos,
ya sea provenientes de equipos SDH, IP, Gigabit
Ethernet, 10 Gigabit Ethernet, y más, con ésta
característica una mediana empresa puede ofrecer
un servicio de mayor ancho de banda, a cualquier
empresa que requiera el transporte de información a
lo largo del recorrido de un enlace de fibra óptica.
El uso de multiplexores ópticos de inserción y
extracción (OADM), dentro de un enlace permite a
la mediana empresa manipular las longitudes de
onda, de una forma que se las puede tanto extraer,
modificarlas y volverlas a insertar en el medio
óptico, estos equipos permiten a nuestro proyecto
dar una conexión a ciudades que se encuentran
dentro del enlace Guayaquil – Machala.
IX. RECOMENDACIONES
Los nuevos enlaces deben ser configurados de
acuerdo a la matriz de Cross conexiones y esta se
24
debe actualizar al momento de la migración para
tener una base de datos que contribuya a la eficiente
gestión y monitoreo de la red.
Se debe tener bien claro el tipo de fibra usado, para
de esta manera realizar una investigación y conocer
características que distinguen a los tipos de fibra,
una vez conocido estos parámetros se debe
investigar que equipos son compatibles con la fibra
en cuestión, de esta forma se puede ayudar a tener
óptimos resultados del sistema.
El monitoreo constante de la red es un factor
primordial para el rendimiento de DWDM, con
equipos como un analizador de espectro óptico y un
OTDR, podemos llevar a cabo lecturas tanto de
fallos de conexión, atenuación, niveles de OSNR y
dispersión, que nos da información de que tan bien
está respondiendo una longitud de onda, previendo
así posibles malos funcionamientos y dar
periódicamente mantenimientos para tener un
sistema totalmente confiable.
REFERENCIAS
[1] S. Rodriguez, «ADSLZONE,» ADSL, 02 julio
2017. [En línea]. Available:
https://www.adslzone.net/foro/fibra-
optica.94/analisis-pon-que-es-olt-onu-ont-
odn.461996/. [Último acceso: 04 Febrero
2020].
[2] D. Sanchez Lucas, «Redes ópticas de
transmisión DWDM, diseño e
implementación,» Escuela Técnica Superior
de Ingenieria y Sistemas de
Telecomunicación, Mexico, 2015.
[3] P. Kumar Chaudhary y R. Kumar, «Review
Paper on DWDM Technology,» IJESC,
Karnataka, 2018.
[4] C. Vasquez y T. Albán , «Diseño de una Red
OTN Soportada en la Red de Transporte
DWDM Para CELEC EP,» Politecnica del
Litoral, Guayaquil, 2016.
[5] D. A. Buelvas Peñarredonda y I. D. Tellez
Silva, «REDES ÓPTICAS DWDM: DISEÑO
E IMPLEMENTACIÓN,» Universidad
Autónoma de Colombia, Bogota, 2009.
[6] C. R. Vieites Freire, «Implementación de un
Sistema DWDM en la Red Interurbana de
Fibra Optica de Telcel BellSouth y Evaluación
Teórica de Equipos DWDM,» Universidad
Central de Venezuela, Caracas, 2003.
[7] J. L. Chicaiza Palma, «ESTUDIO PARA LA
INTEGRACIÓN DE LA TÉCNICA DE
MULTIPLEXACIÓN DWDM (Dense
Wavelength Division Multiplexing) DENTRO
DE UN ENLACE QUITO – GUAYAQUIL
QUE UTILICE SDH COMO TÉCNICA DE
TRANSMISIÓN PARA UNA MEDIANA
EMPRESA PORTADORA.,» ESCUELA
POLITÉCNICA NACIONAL, Quito, 2009.
BIBLIOGRAFIA
Nikola Tesla (M’1888, F’17)
nació en Smiljan, Yugoslavia, el 9
de Julio de 1856. Se graduó en la
Escuela Politécnica Austriaca de
Graz y estudió en la Universidad
de Praga. Ejerció profesionalmente
en la American Telephone Company de Budapest,
la Edison Machine Works, la Westinghouse Electric
Company y los Laboratorios Nikola Tesla. Entre sus
campos de interés estaban los fenómenos de alta
frecuencia.
El ingeniero Tesla recibió títulos honoríficos de
diversas instituciones de enseñanza superior entre
las que se encuentran las universidades de
Columbia, Yale, Belgrado y el Zagreb. Obtuvo la
Medalla Elliott Cresson del Instituto Franklin y la
Medalla Edison del IEEE. En 1956, el término
25
"tesla" (T) fue adoptado como unidad de inducción
magnética, o densidad de flujo magnético, del
sistema de medidas MKSA. En 1975 la Power
Engineering Society estableció el Premio Nikola
Tesla en su honor. Tesla murió en Nueva York el 7
de enero de 1943.

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Enlace DWDM Guayaquil – Machala usando fibra óptica

  • 1. 1 Enlace DWDM Guayaquil – Machala (8 febrero 2020) Betsy Calderón, Luis Clavon, Milton Licto, Christian Ruiz y Luis Ruiz Universidad Tecnológica Israel, Ingeniería Electrónica Digital y Telecomunicaciones Quito, Ecuador btsy_15@hotmail.com, luisclav_1@hotmail.com mlr_a_q@hotmail.com, christianlrnct@gmail.com, andy_dj_done@live.com RESUMEN: Durante el desarrollo de ese proyecto se plantea realizar el enlace fibra óptica entre las ciudades de Guayaquil y Machala mediante la tecnología DWDM. Las soluciones que tienen la mayoría de los proveedores de telecomunicaciones para satisfacer este aumento de la demanda de tráfico son diversas. Por una parte, pueden instalar más fibra, aunque esta es una solución costosa y en algunos casos inviable. No obstante, el principal problema al que se enfrentan los proveedores de servicio es el relacionado con el salto a una capacidad mayor. La mejor alternativa que tienen los operadores consiste en DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), que permite aumentar de una forma económica la capacidad de transporte de las redes existentes. En este proyecto se realiza un análisis de las redes DWDM para la comunicación entre Guayaquil y Machala, sus características principales y los aspectos que influyen en su diseño e implementación para un funcionamiento óptimo y escalable a futuro. Otro aspecto a considerar son aquellas ciudades de paso en donde se instalará amplificadores de potencia con el fin de no perder información debido a la gran distancia que se tiene recorrer. PALABRAS CLAVES: Fibra, óptica, optisystem, enlace, comunicaciones y DWDM. ABSTRACT: During the development of this project, the fiber optic link between the cities of Guayaquil and Machala is proposed using DWDM technology. The solutions that most telecommunications providers have to meet this increase in traffic demand are diverse. On the one hand, they can install more fiber, although this is an expensive and, in some cases, unfeasible solution. However, the main problem that service providers face is related to the jump to greater capacity. The best alternative operators have is DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), which allows to increase the transport capacity of existing networks in an economical way. In this project, an analysis of the DWDM networks for communication between Guayaquil and Machala, its main characteristics and the aspects that influence its design and implementation for optimal and scalable operation in the future is carried out. Another aspect to consider are those passing cities where power amplifiers will be installed in order not to lose information due to the great distance that has to be traveled. I. INTRODUCCIÓN Las telecomunicaciones constituyen un pilar importante en los avances de la ciencia y tecnología, además de ser una herramienta fundamental para el desarrollo de nuestro país. En la actualidad uno de los mayores problemas que enfrenta la sociedad, es la gran demanda de ancho de banda. Sin embargo, el desarrollo de redes ópticas y el uso de nuevas tecnologías permiten alcanzar los requerimientos de la evolución en redes. En esta propuesta se realiza la planeación de un enlace de fibra óptica entre las ciudades de Guayaquil y Machala con una ciudad intermedia donde se hacen hipotéticos puntos de bajada y subida de canales en el enlace, con este objetivo se asiste a Google maps para observar las carreteras existentes entre estas ciudades capitales y también
  • 2. 2 para hacer la exploración de las ciudades intermedias donde se hace la bajada y subida de canales en el enlace. Teniendo una vez clara la ruta, se procede a establecer los equipos y cable necesarios, de acuerdo a las características del cable, equipo y las distancias de los enlaces entre ciudades, se procede a calcular el presupuesto de ancho de banda y de potencia, de acuerdo a los cuales se brindará la calidad de servicio en cuanto a la transmisión de datos y calidad de señal, y por último el costo de implementación, en donde se hace un presupuesto de los costos. II. PROPUESTA La propuesta de este diseño esta soportada en la red de transporte actual DWDM, cuyo objetivo primordial es aumentar la capacidad de transmisión y rendimiento en la red de transporte de la empresa sin perder capacidades de ancho de banda como es el caso de redes DWDM donde la transmisión de señales se las realiza directamente sobre la longitud de onda, sin proporcionar una velocidad de conmutación flexible. Además, el proyecto está basado en la red actual DWDM A. Requisitos Técnicos El cable de fibras, contiene 12 hilos de fibra óptica monomodo, correspondientes a la recomendación UIT-T G.655, el cable este tendido por todo el trayecto del enlace principal ruta, de los 12 hilos, se están usando 2 para la conexión SDH, 2 para la conexión Gigabit Ethernet que conectan ciudades próximas a los nodos SDH, quedándonos 8 hilos disponibles, que podrían ser usados como respaldo de los hilos anteriores y como fibra oscura. Para detallar la disponibilidad de fibras, se realiza un estudio segmento a segmento. Al ser una red por la cual circula muchas señales, la protección de la información debe ser óptima, para garantizar así el flujo normal de información a través del enlace DWDM. Administración El Sistema tiene una administración completamente local a través de un PC, el mismo se conecta a través de una interface RS-232. Por medio del canal de supervisión óptico, se tiene una administración remota, que permite la comunicación entre los elementos de red vecinos, de esta forma se puede realizar un monitoreo de los nodos Naranjal. De igual forma se puede tener una administración centralizada, en cualquiera de los puntos terminales sea en Guayaquil o Machala. Para nuestro diseño el sistema de gestión se encuentra en Guayaquil, teniendo un control de los equipos DWDM, con el centro de administración de red se podrá monitorear alarmas, programar y configurar los canales ópticos, hacer pruebas y diagnosticar el funcionamiento de la red. Factores a considerar en el diseño Los factores más importantes a considerarse en el diseño de un enlace de fibra óptica son: • La atenuación, y • La dispersión La atenuación es el desgaste que sufre la señal en el trayecto de un enlace, éste es un parámetro clave a la hora de implementar un enlace óptico, de la atenuación depende que tan lejos podemos llegar con la fibra óptica. Para su cálculo usaremos la siguiente ecuación: Aenlace Atenuación del enlace en dB L Longitud del enlace en kilómetros (Km) α Atenuación del cable en dB/Km αe Atenuación por empalme en dB N Número de empalmes M Margen de seguridad en dB
  • 3. 3 De la recomendación UIT-T G.655, se toma el valor correspondiente a la atenuación del cable, y es α=0.2dB/km. La atenuación por empalme es 0.1 dB y el margen de seguridad de 3 dB en el que se incluye la perdida por conectores y restauraciones de tramos. Para el número de empalmes, recordemos que cada bobina de cable de fibra óptica tiene 4 Km. El número de empalmes se calcula dividiendo la longitud del enlace para la longitud de cada bobina, a este resultado se suma 1, porque se debe considerar los empalmes que se hacen en cada extremo del enlace. El número total de empalmes es un número entero, de no serlo se aproxima el número al inmediato superior. B. Diagrama de Bloques Fig. 1 Componentes DWDM Fig. 2 Esquema funcional DWDM Fig. 3 Amplificador de línea Fig. 4 Ejemplo del manejo de frecuencias en enlace DWDM C. Presupuesto Una vez que se realizó el diseño e identificando los equipos se necesitan para la integración de las tecnologías DWDM con SDH, se realiza una lista de equipos que se necesitan, y se calcula el costo total que implica la adquisición de los mismos. Con la información obtenida en la tabla 1, sabemos que equipos necesitamos y cuál es su costo respectivo. El valor de los equipos es tomado de precios estimados por lo que, al ser una tecnología de poca explotación en nuestro país, puede que los precios sean sujetos a alguna variante según las negociaciones que se realicen con los fabricantes. La tabla 1, nos resume el presupuesto de costo que implicaría la adquisición de los mismos.
  • 4. 4 TABLA I PRESUPUESTO DE EQUIPOS El costo total para la adquisición de los equipos es de $ 2’716.072,86. Material menudo utilizado: • Patch Cord de fibra óptica Fig. 3 Conectores SC Los patch cords de fibra pueden tener varias aplicaciones para interconectar directamente dos equipos activos (Switch, Router, OLT, ONT, SFP, etc.), conectar un equipo activo a una caja pasiva (ODF, Roseta) o interconectar dos cajas pasivas conformando en este caso un sistema administrable de cableado (Cross Connect). • Pigtails monomodo con conector SC Fig. 4 Conectores SC El conector fibra óptica SC es un conector de broche, también con una férula de 2.5 mm. Que es ampliamente utilizado por su excelente desempeño. Fue el conector estandarizado en TIA-568-A, pero no fue utilizado ampliamente en un principio porque tenía un costo del doble de un ST. En la actualidad es solo un poco más costoso y más común, ya que se conecta con un movimiento simple de inserción que atora el conector. Existe también la configuración dúplex. • ODF de 12 puertos Fig. 5 ODF rackeable (19”) de 12 puertos Como tenemos que el cable de fibra óptica contiene 12 hilos, se tiene 12 acopladores SC de fibra de entrada y 12 acopladores SC de fibra de salida, a estos ODFs se conectan los equipos de tecnología Gigabit Ethernet y de tecnología SDH. • Fusiones y tubillos térmicos Descripción Cantidad Unidad P. Unitario P.Total Mux/Demux ópticos 2 c/u 95000 190000 Amplificador óptico 1 c/u 32000 32000 Equipos de gestión 1 c/u 2881,36 2881,36 Interfaces ópticos 2 c/u 56111,25 112222,5 Fibra óptica 12 hilos 150 km 12000 1800000 Fusionado de F.O 41 c/u 15 615 Instalación de F.O 150 km 3422,36 513354 Material menudo 1 Global 25000 25000 Mano de Obra 1 Global 40000 40000 2.716.072,86 $ Equipos de gestión
  • 5. 5 Fig. 6 Fusionadora de fibra óptica, cortador y pelador. El método de empalme por fusión utiliza una fuente de calor para fundir y unir las Fibras Ópticas a empalmar. A diferencia de otros métodos que utilizan materiales de adaptación o adhesivos, en este caso no existe ningún otro material más que la propia Fibra. Por lo tanto, este método posee inherentemente bajas pérdidas por reflexión y alta fiabilidad. Los tubillos térmicos se instalan previo a la fusión de la fibra óptica y sirven para proteger la fusión, ya que se la somete a temperatura prudencial para q esta envuelva la fibra fusionad ay la proteja. • Equipo OTDR Fig. 7 OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) Es un instrumento óptico-electrónico usado para diagnosticar una red de fibra óptica. Un OTDR puede ser utilizado para estimar la longitud de la fibra, y su atenuación, incluyendo pérdidas por empalmes y conectores. También puede ser utilizado para detectar fallos, tales como roturas de la fibra. Para realizar su función, el OTDR inyecta en la fibra bajo análisis una serie de pulsos ópticos. También extrae, del mismo extremo de la fibra, luz que ha sido dispersada y reflejada de vuelta desde puntos de la fibra con un cambio en el índice de refracción. Este dispositivo es el equivalente en óptica al refractómetro en el dominio de tiempo (TDR), que mide los cambios producidos en la impedancia de un cable. • Equipos TABLA II CARACTERISTICAS DE EQUIPOS OFERTADOS HUAWEI, presenta al mercado el Sistemas DWDM OptiX BWS 1600G, es un sistema de gran capacidad y de largo alcance, desarrollado en base a los años de experiencia de la marca Huawei en el campo de la transmisión óptica. Huawei les proporciona a sus clientes una red de ultra largo alcance, las cuales son escalables, fiables, rentables, operables y manejables. Los equipos diseñados con
  • 6. 6 una estructura modular, haciendo que el OptiX BWS 1600G tenga una facil expansión 40 canales (400Gbps) a 160 canales (1.6Tbps). Soporta topologías de fibra punto a punto, anillo y malla. Los equipos poseen interfaces ópticas como: OC- 3/STM1, OC-12/STM4, OC-48/STM16, OC192/STM64 • Mano de Obra Para realizar el tendido de la fibra óptica por los 157 km, es necesario contratar personal para transportar la fibra y equipos, cuadrilla para la instalación, peones para el removimiento de suelos o instalación de postes y supervisores (ingenieros o tecnólogos). Se presume el costo diario de los equipos y cuadrillas entre 500 a 700 dólares diarios. D. Cronograma Si consideramos realizar los trabajos durante 6 días a la semana (lunes - sábado), con un promedio de instalación de fibra de entre 800 a 700 metros. Al aprovechar la instalación de equipos y ODF´s durante el tendido de fibra óptica se tendría: 157 km = 157.000 m La utilización de dos cuadrillas para el tendido de fibra óptica, se tendría 78.500 metros por cuadrilla trabajando al mismo tiempo. Días laborables: 78.500/800= 99 días laborables Si únicamente se trabaja 6 días a la semana: 99/6= 16 semanas, 3 días = 4 meses, 3 días. El costo de cada cuadrilla mensual es igual a: $ 5.000,00, si trabajan dos cuadrillas quiere decir $ 10.000,00 al mes, $ 40.000,00 por los cuatro meses únicamente en dos cuadrillas. Se planea trabajar 4 meses medios si incluimos el tiempo de configuración y pruebas. E. Ventajas A continuación, se detallan las ventajas técnicas de la propuesta de diseño para la integración de las redes SDH y DWDM. • Optimización y eliminación de recursos no necesarios con la creación de rutas directas en la segunda fase del diseño se consigue optimizar recursos liberando capacidad en los equipos intermedios de la ruta en la red SDH, esto permite dedicar capacidades a una gran cantidad de servicios en estas ciudades los servicios que llegan van y vienen de Machala. • Integración de todas las tecnologías de la red de transporte. Se consigue que las tres tecnologías presentes en la red trabajen conjuntamente de una manera ordenada y planificada en base a un modelo jerárquico, mediante la redistribución de rutas que permite que la red OTN por sus características técnicas trabaje a manera de núcleo de la red. La implementación de este núcleo, reduce la complejidad de la red y facilita la solución de problemas. • Actualización y mejoramiento de los servicios a clientes. Debido a que se propone una migración de los servicios cuyas capacidades son las más grandes, rutas con alto tráfico y un núcleo en la red OTN, la gestión de toda la red queda en gran parte a cargo de los equipos de monitoreo y gestión de la red de transporte óptico, en la cual se cuenta con canales de monitoreo inmersos en las tramas OTU lo que permite beneficiarse de monitoreo y gestión centralizada en tiempo real, configuración del tipo de trama vía gestión remota, configuración y visualización remota de los equipos respecto a las cross conexiones, asignación de ancho de banda, identificación de cada servicio, estado de alarmas, reportes de desempeño, protecciones, entre otros.
  • 7. 7 III. DISEÑO FÍSICO DE LA RED A. Tipo de tendido de fibra óptica. Lo primero que se debe hacer antes de comenzar el diseño de la red óptica es saber cuáles son los requerimientos del operador. Estos determinan los parámetros iniciales para el diseño y algunos pueden ser: • Mantener servicios actuales. • Escalabilidad. • Disponibilidad. • Capacidad. • Costos. • Mantenimiento. • Instalación. • Gestión. Después de tener los parámetros iniciales debemos continuar con el diseño. Es necesario tener en cuenta que el principal objetivo para cualquier implementación es mantener los servicios actuales, aumentando la capacidad de los enlaces; utilizar un solo hilo de fibra para Tx y otro para R y garantizar la conectividad entre los nodos, los anchos de banda y la baja relación señal a ruido. La metodología que se seguirá para este diseño es la siguiente, aunque cabe aclarar que no es la única posible: • Elección de los equipos y tarjetas. Se debe elegir los equipos a utilizar ya que estos marcarán las pautas para el diseño a nivel de potencia, ancho de banda y OSNR. • Configuración de los equipos. Hay que realizar • la configuración de cada uno de los nodos, con las tarjetas elegidas para cada señal existente. • Diseño a nivel de potencia. Se requiere garantizar la potencia óptica en cada uno de los nodos para asegurar que no se pierda la señal en la fibra. Diseño a nivel de ancho de banda. Se garantiza la distancia máxima de transmisión para las señales que se van a utilizar. • Diseño a nivel de ruido. Se asegura que la relación señal a ruido no sea muy alta y no genere problemas para la señal. B. Tipo de fibra óptica. Elegir un cable de fibra óptica puede llegar a ser un proceso complicado, se debe considerar muchos factores, incluyendo la velocidad de trasmisión, la atenuación del enlace, el medio ambiente, los tipos de cables, tipos de fibras, equipamiento disponible, conectores ópticos, empalmes, normas y otros. No obstante, el proceso puede simplificarse cuando se siguen las instrucciones del fabricante y del equipamiento en el momento de su instalación. Estas instrucciones normalmente suministran la suficiente información como para seleccionar la fibra óptica adecuada para una instalación sencilla. La primera decisión a tomar es si debe instalarse un sistema de fibra óptica mono o multimodo. Ambos son factibles, pero con diferentes características, necesarias para según como sea el tipo de instalación. Las fibras monomodo tienen la capacidad de transmitir mayor ancho de banda y son ideales para enlaces de transmisión a larga distancia, además, poseen una atenuación más baja que las fibras multimodo. Los cables de fibras monomodo son más económicos que los cables multimodo y se pueden encontrar fibras monomodo para longitudes de onda óptica de 1310 y 1550 nm. Fibra óptica propuesta: El Cable Fibra Óptica Armado KSTBR es de estructura ajustada 900um, Armadura Metálica y cubierta termoplástica LSZH alta resistencia a UV y gran protección antirroedores.
  • 8. 8 Cable de fibra óptica monotubo para instalaciones en interior y exterior en 900μm, estructura ajustada y armadura metálica. Indicado para instalaciones y despliegues audiovisuales, eventos móviles y fijos, enrolladores y otras aplicaciones donde se requiera fibra de alta resistencia mecánica, resistencia a la humedad y a las micro curvaturas. El KST1-Z es un cable blindado con acero de 1,2, 4 Y 6 fibras ópticas G657A2, De aplicación en el sector audiovisual y Broadcast para enrolladores de fibra óptica. Tiene una cubierta exterior de Termoplástico LSZH (Libre de halógenos con baja emisión de humo), como elementos de tracción de Kevlar que aportan resistencia contra grandes tensiones, con un blindaje interior de acero proporciona una buena protección mecánica y antirroedores + el buffer ajustado de 900um. Esta fibra armada soporta condiciones climatológicas extremas y aplastamiento, torsión, sobretensión y presión, además ofrece una buena protección antirroedores. Fig. 8 Fibra óptica armada de 12 hilos La alta protección en todos los sentidos lo hace especialmente adecuado para su uso en exterior. El Cable Fibra Óptica Armado KSTBR con Fibra TighBuffer G657A2, la más flexible del mercado, es especialmente adecuada para instalaciones móviles resistente a la humedad y a las micro curvaturas. Cubierta LSZH UV de alta resistencia climatológica en instalaciones severas (radiación solar UV, temperatura, humedad, naturaleza atmosférica) y gran comportamiento ante el fuego. Normativas que cumple la fibra óptica: • ITU-T G.651: "Characteristics of a 50/125 μm multimode graded index optical fibre and cable" • ITU-T G.652: "Characteristics of a single-mode optical fibre and cable" • ITU-T G.657: "Characteristics of a bending loss insensitive single mode optical fibre and cable for the access network" • ICEA S-83-596: "Standard for optical fiber cable premises distribution cable" Telcordia GR-409-CORE: "Generic requirements for indoor fiber optic cable" • ANSI/TIA-568.3-D: "Optical fiber cabling components standard". C. Conectorización y acoplamiento Los conectores de fibra óptica más utilizados hay que tener en cuenta que su uso en instalaciones de edificios, oficinas y hogares, aplicaciones de planta interna o externa, sistemas televisión por cable y telefonía para conectar cables y equipos donde se necesita tener la capacidad de conectar y desconectar. Los conectores son considerados el enlace más débil en un sistema de fibra óptica, porque marcan un punto en el que puede ocurrir pérdida de señal. Por lo tanto, para que los cables de fibra óptica tengan un rendimiento excepcional, se necesitan conectores bien diseñados, buenas terminaciones y un instalador habilidoso.
  • 9. 9 Fig. 9 Estructura de los conectores de fibra óptica. Hay diferentes tipos de conectores, pero todos están integrados por estos tres mecanismos: Férula: Es el componente más importante de los conectores de fibra óptica ya que es la encargada de sujetar, proteger y alinear la fibra de vidrio. Las férulas usualmente son hechas con cerámica y plástico o metal de alta calidad. Mecanismo de acoplamiento: Mantiene el conector en su lugar cuando está conectado a otro dispositivo. Cuerpo: Es la estructura que sostiene la férula, el mecanismo de acoplamiento y la bota. Está hecho de plástico o metal. Los conectores de fibra óptica también pueden ser categorizados como mono modo y multimodo y hay unas cuantas diferencias entre ellos. Los conectores mono modo son azules, mientras que los multimodos son beige y los APC verdes. Luego, el tamaño: los conectores mono modo tienen aperturas de 126 micrones y los multimodos de 127 a 128 micrones. Y la mayor diferencia: los conectores mono modo tienen un precio más alto, que va acompañado de una mejor transmisión de data. Proporcionan poca distorsión y atenuación si se les compara con los multimodos. SC (Standard Connector) El SC fue creado a mediados de los 80 por la empresa de telecomunicaciones Nippon Telegraph and Telephone, pero no fue muy usado en sus inicios ya que se consideraba muy costoso. Los conectores SC tienen una pérdida de inserción promedio de 0.25dB y están calificados para soportar 1000 ciclos de conexión y desconexión. Fig. 10 Conectores SC para fibra óptica. Los SC alinean las fibras con precisión debido a sus férulas de cerámica, que funcionan con un sistema push y pull. Fueron inicialmente utilizados en sistemas de Gigabit Ethernet, pero fueron reemplazados por conectores de menor tamaño. Actualmente son utilizados en versiones mono modo y multimodo en sistemas de TV por cable y telefonía. ODF El distribuidor para fibra óptica es un accesorio fabricado con el fin de alcanzar el mayor desempeño en cuanto a facilidad de instalación, protección para patchcords, espacio para empalme y administración de fibras (internas y externas). Su alta resistencia mecánica, su distribución de conectores, amplio espacio interno y su mecanismo de salida lateral de patch cords lo convierten el accesorio ideal para terminación de fibra óptica e interconexión con equipos activos ya sea en racks convencionales de 19” o en rack para fibra óptica, tanto en redes de planta externa como en redes de cableado estructurado. Características: • Fácil administración de cable, caseteras de 12 hilos para zona de empalme. • Zona de patcheo frontal, independiente de la zona de empalme. • Espacio para reserva de pigtails con organizadores que permiten controlar el radio de curvatura mínimo de 30mm. • Bandeja deslizable con riel DIN cromada para un perfecto deslizamiento. • Montable en rack de 19” o racks de fibra óptica • Disponibilidad con todos los accesorios incluidos (pigtails, adaptadores, bandejas de empalme, tubillos termocontraibles para protección de empalme, elementos de fijación de cable y accesorios para montaje) • Salida lateral de patch cords.
  • 10. 10 • Tapa Fontal para protección de conectores y patch cords tanto mecánica como para daños • visuales. • Varias capacidades y tipos de conector FC, SC, LC, ST. Empalmes Los cables de fibras ópticas, para adaptarse a los requerimientos de las instalaciones, necesitan ser empalmados con otros, ya sea porque la longitud de los rollos o bobinas de cables son menores a la longitud de las infraestructuras o porque para la distribución se utilizan cables con diferentes números de fibras. También se realizan empalmes de las fibras que componen los cables en sus extremos con latiguillos (pigtails), para poder conectar estas fibras a los equipos transmisores y receptores que las utilizarán. Las fibras ópticas son cables de vidrio flexible, fabricadas principalmente con sílice, por las que se transmiten señales luminosas, y están compuestas por: núcleo, revestimiento y protegidas por una cubierta de material plástico (figura 1). Por el núcleo viaja la luz y el revestimiento tiene la misión de evitar que la luz abandone el núcleo. Existen dos tipos principales de fibras ópticas: monomodo y multimodo. Las fibras monomodo tienen un núcleo de diámetro muy pequeño, (8 a 10 µm) y por él solamente puede viajar un modo de luz (rayo). Las fibras multimodo tienen diámetros de núcleos superiores a 50 µm por lo que permiten la circulación de muchos modos de luz. Las fibras monomodo permiten la transmisión de mayor cantidad de información por tener un ancho de banda superior al de las fibras multimodo. Existen dos tipos de empalmes: empalme mecánico y empalme por fusión. Un empalme mecánico consiste en alinear las fibras en un soporte que permita fijarlas mecánicamente o mediante pegamento. El empalme por fusión, a grandes rasgos, consiste en unir las dos fibras fundiendo el material de sus puntas mediante la aplicación de una fuente calorífica, que suele estar compuesta por dos electrodos entre los cuales se produce un arco eléctrico cuando se les aplica una fuente de alta tensión de 4000 a 5000 voltios con corriente controlada. La potencia calorífica del arco eléctrico dependerá de la corriente que en cada momento suministre la fuente de alta tensión. Los empalmes por fusión se realizan utilizando una máquina a la que se suele denominar como: Empalmadora, Fusionadora o Máquina de Empalme. La máquina realiza como funciones principales: aproximación de las fibras, alineamiento, fusión, cálculo de pérdidas estimadas y por último las máquinas disponen de un calefactor integrado que permite colocar el protector al empalme. D. Dispositivos pasivos Los conectores: permiten realizar conexiones entre equipos, ya sea entre un ODF y un puerto óptico o entre puertos ópticos. Sin embargo, al ser un elemento de conexión y desconexión, debe mantener su óptimo estado para evitar problemas de alineamiento, al ser un proceso mecánico puede llevar a una degradación de la unión. Para mantener las características optimas de los conectores, se debe proteger los extremos de las fibras, que pueden ser dañadas por la manipulación o la exposición a la humedad o el polvo, así también deben soportar la tensión del cable. Los conectores de fibra disponibles en el mercado, ofrecen una atenuación entre los 0.2 dB a 0.3 dB, así también se pueden colocar elementos que eviten mayores atenuaciones como gel de transferencia óptica o simplemente el mantenimiento de los extremos de los conectores.
  • 11. 11 Conector de Proximidad: es uno de los conectores más utilizados, por su simplicidad y bajo costos. Su estructura está determinada por un extremo de fibra desnuda, adherido con un pegamento de resina a una férula, cilíndrica metálica, se alinea con un agujero central del tamaño del hilo de fibra. Esto se introduce con un cilindro de alineación dentro de la carcasa que tiene un mecanismo de rosca o giro que ajusta el conector macho con su pareja en un puerto en tarjetas, uniones de expansión u distribuidor de Fibra Óptica (ODF). La atenuación de este tipo de conectores está en el rango de los 0.2 dB y 0.3 dB, Conector de Haz Expandido: Este tipo de conector usa la apertura numérica del haz de luz expandido, que se convierte en un haz paralelo por efecto de un lente convergente, con una distancia focal adecuada, que alcanza a un segundo lente convergente, que orienta el haz al núcleo de la fibra próxima. Este tipo de conectores son utilizados principalmente en tarjetas de circuito impreso, debido a su complejidad, su atenuación es inferior a los 0.5 dB. E. Dispositivos activos Los emisores de luz: son dispositivos activos en el extremo de transmisión de un sistema óptico. Las fuentes de luz, o emisores de luz, son dispositivos de transmisión que convierten las señales eléctricas que reciben en impulsos de luz. El proceso de esta conversión, se puede lograr mediante la modulación externa de onda continua de luz o mediante el uso de un dispositivo que genere la luz modulada directamente. Se debe tener muy en cuenta el tipo de fuente de luz utilizado en el diseño de un sistema de transmisión óptica, ya que puede ser uno de los elementos más costosos y sus características son a menudo un factor limitante en el rendimiento del enlace óptico. La fuente de señal óptica debe ser compacta, monocromática, estable y de larga duración. Conversores de luz: las señales ópticas deben ser demultiplexadas antes de llegar al receptor, luego es necesario recuperar las señales transmitidas a diferentes longitudes de onda en la fibra óptica usando fotodetectores que son por naturaleza dispositivos activos de banda ancha que convierten la señal óptica recibida en señal eléctrica. Actualmente existen 2 tipos de fotodetectores que son comúnmente usados, fotodetector PIN y el fotodiodo de avalancha (APD). El fotodetector PIN se lo recomienda usar en enlaces de corta distancia, tienen muchas ventajas, incluyendo bajo costo y confiabilidad. Pero la responsividad de un fotodiodo APD es mayor que la de un fotodetector PIN. Además, es más eficiente en los casos que la señal óptica que se recibe es débil, como por ejemplo en transmisiones a larga distancia. Amplificador óptico semiconductor: trabaja como un láser. Tienen una estructura común, dos partes de semiconductores contienen otro material semiconductor entre ellos. El material intermedio es la capa activa. Fig. 12 Funcionamiento de un amplificador óptico de semiconductor. Cuando una corriente eléctrica fluye a través del dispositivo, los electrones se excitan, pero luego se retiran a un estado fundamental (sin excitación), un proceso similar a los EDFAs.
  • 12. 12 En un amplificador óptico semiconductor, nosotros queremos amplificar la luz, tantas longitudes de onda como posible. Esto es necesario porque es posible que una red óptica la señal pueda contener muchas longitudes de onda diferentes. Cubriendo un rango de longitudes de onda, es posible amplificarlos simultáneamente. Ahora, la luz entrante de una señal óptica que está en su estado fundamental (sin excitación), estimula los electrones dentro del semiconductor. Cuando estos hacen esta transición, mandan un fotón que simplemente pasa para coincidir con el fotón que causó la emisión. La cantidad de fotones que representan una sección de una señal se duplica, y así es cómo ocurre la amplificación óptica semiconductor. Los amplificadores ópticos de semiconductor no proporcionan tanta amplificación como los EDFAs en el rango de los 1550nm. F. Equipamiento de ONT, OLT, MUX o DEMUX MUX y DEMUX Así Porque los sistemas de DWDM envían señales diferentes sobre una misma fibra, estos deben incluir algunos medios para combinar las señales entrantes. Esto se logra con un multiplexor, que toma longitudes de ondas ópticas de las fibras múltiples y los converge en un solo medio. En el extremo receptor el sistema debe separar los componentes de la luz para que estas puedan ser detectadas discretamente. Los demultiplexores realizan está función separando el medio recibido en sus componentes de longitud de onda y acoplándolos a las fibras individualmente. La demultiplexación debe hacerse antes que la luz sea detectada, porque los fotodetectores son inherentemente dispositivos de banda ancha que no pueden selectivamente descubrir una sola longitud de onda. Fig. 11 Multiplexación y demultiplexación en un sistema bidireccional. En un sistema unidireccional, hay un multiplexor al extremo transmisor y un demultiplexor al extremo receptor. Dos sistemas se requerirían a cada extremo para una comunicación bidireccional (Figura 11), y se necesitarían dos fibras separadas. Los multiplexores y demultiplexores pueden ser pasivos o activos en un diseño. Los diseños pasivos son basados en prismas, o filtros, mientras los diseños activos combinan dispositivos pasivos con filtros sintonizable. Un filtro sintonizable es un filtro capas de seleccionar una longitud de onda de una gama de longitudes de onda. Los retos en estos dispositivos son minimizar la interferencia entre canal y maximizar la separación de canal. La interferencia entre canal es una medida de qué tan bien están separados los canales, mientras la separación de canal se refiere a la habilidad de distinguir cada longitud de onda. Terminal de línea óptica (OLT) OLT es un equipo que integra la función de interruptor L2/L3 en el sistema GEPON. En general, el equipo OLT contiene un bastidor, un módulo de control de conmutación, un ELM (módulo de enlace EPON, tarjeta PON), protección de redundancia, módulos de fuente de alimentación de -48v CC o un módulo de fuente de alimentación de 110/220 V CA y ventiladores. En estas partes, la tarjeta PON y la fuente de alimentación admiten el intercambio en caliente. Existen además otros módulos integrados en el interior de la OLT. La función principal del OLT es controlar desde una oficina central la información transmitida en ambas direcciones a través de la ODN. La distancia máxima admitida de transmisión
  • 13. 13 a través de la ODN es de 20 km. OLT controla dos sentidos de la transmisión de información: sentido ascendente (obteniendo una clase diferente de distribución del tráfico de información y voz de los usuarios); y sentido descendente (obteniendo tráfico de datos, voz y vídeo desde una red metro o una red de larga distancia y enviando todos los módulos ONT en el ODN). Terminal de red óptica (ONT) En realidad, la ONT es lo mismo que la ONU en esencia. La ONT es un término de la UIT-T, mientras que ONU es un término del IEEE. Ambos se refieren al equipo del del usuario en el sistema GEPON. En la práctica, sin embargo, hay una pequeña diferencia entre ONT y ONU según su ubicación. ONT está situada generalmente en las instalaciones del cliente. IV. ESQUEMA DE LOS ENLACES A. Levantamiento de información Existen nodos SDH en las ciudades de Guayaquil, Naranjal y Machala. En la figura 12 se muestra el esquema de la topología lineal que se propone para este proyecto. Fig. 12 Ubicación de nodos dentro de la ruta de fibra óptica. Las topologías punto a punto pueden llevarse a cabo con o sin ODM (Figura 12). Estas redes son caracterizadas por canales de velocidades extremamente altas (10 a 40 Gbps), alta integridad y fiabilidad de señal, y una restauración rápida del enlace. En las redes de larga distancia, la distancia entre el transmisor y receptor puede ser varios cientos de kilómetros, y el número de amplificadores requeridos entre puntos finales está típicamente menor a 10. En redes MAN, no se necesitan a menudo los amplificadores. En los equipos, la redundancia está a nivel del sistema. Los enlaces paralelos conectan sistemas redundantes a cualquier punto final. En la redundancia a nivel de tarjeta, los enlaces paralelos conectan sistemas a cualquier punto final que contienen transpondedores redundantes y multiplexores. B. Diagramas del trazado de la ruta. En el presente Proyecto, se enfocará el enlace Guayaquil - Machala vía Naranjal, el cual permitirá establecer los parámetros necesarios para realizar la integración, a continuación, un gráfico en el que se indica cómo está la fibra óptica atravesando algunas ciudades, de las cuales presentaremos los servicios implementados en mencionadas localidades. En la figura 13 se indica la ruta de fibra óptica que está instalada por la costa, conectando ciudades en las cuales se ubican los Nodos SDH.
  • 14. 14 Fig. 13 Tendido general de fibra óptica Guayaquil - Machala Fig. 14 Tendido general de fibra óptica Guayaquil – Naranjal. Fig. 15 Tendido general de fibra óptica Naranjal – Machala C. Ubicación de los puntos Dentro de la ruta de fibra óptica para el enlace Guayaquil – Machala, se encuentran en total 3 nodos SDH, los cuales constan en las ciudades o pueblos donde se ubican. Fig. 16 Ubicación de equipos en el enlace.
  • 15. 15 D. Tablas resumen de información procesada. TABLA III RESUMEN DE PARAMETROS TENDIDO DE FIBRA ÓPTICA SEGMENTO LONGITUD DE F. O Guayaquil - Naranjal 92 km Naranjal - Machala 65 km Guayaquil - Machala 157 km NODOS TERMINALES EQUIPOS CANTIDAD Mux/Demux ópticos 2 Amplificador óptico 1 Equipos de Gestión 1 V. PRESUPUESTO ÓPTICO Calculo a nivel de potencia El estudio del balance de potencia en un sistema de comunicaciones ópticas no es en esencia muy diferente del que podría realizarse para cualquier otro sistema convencional de comunicaciones, elaborado a través de cualquier otro medio. La única diferencia que puede presentarse es la derivada de los componentes que se utilizan. El punto de partida son los elementos básicos en los que se puede perder parte de la energía transmitida. PTX es la potencia de salida del transmisor. PRX es la sensibilidad del receptor. Ms, el margen de seguridad. La simulación de una red con capacidad de 40 longitudes de onda, tiene un nivel de transmisión de aproximadamente 12,85 dBm, trasmitiendo en todos los canales La atenuación de la fibra. - es un factor que también se debe tener en cuenta para el diseño a nivel de potencia. Esta atenuación depende directamente del tipo de fibra y de la distancia entre nodos. Existen tres métodos para conocerla, y la elección de cada uno depende de la información que tengamos. Se presentan a continuación: Método 1: Distancia x Atenuación en km + Mar- gen de diseño + Pérdidas por conectores. Método 2: Distancia x 0,275 db / km. Método 3: Pérdidas reales + 3db de margen de diseño. Ancho de banda Los sistemas DWDM tienen la capacidad de transmitir señales ópticas con un gran ancho de banda. El láser utilizado para los típicos sistemas DWDM alcanzan velocidades de 10 Gbps, equivalente a un STM-64 en SDH, un OC-192 en SONET o un canal 10 Gigabit Ethernet, se pueden multiplexar entre 40 u 80 longitudes de onda, proveyendo de una velocidad total de 800Gbps por una sola fibra óptica. En la actualidad los nuevos equipos DWDM pueden manejar velocidades de 40 Gbps y 100 Gbps por longitud de onda, con capa1cidad de multiplexación de 80 a 160 canales, con esta premisa se puede esperar transmitir velocidades entre los 6.4 a 16 Tbps sobre la misma fibra óptica. Para este caso se trabajará con un ancho de banda de 80 GHz, para los 40 canales propuestos. TABLA IV RESUMEN DE VELOCIDADES SOLICITADAS
  • 16. 16 Atenuación. - es el desgaste que sufre la señal en el trayecto de un enlace, éste es un parámetro clave a la hora de implementar un enlace óptico, de la atenuación depende que tan lejos podemos llegar con la fibra óptica. Para su cálculo usaremos la siguiente ecuación: 𝐴𝑒𝑛𝑙𝑎𝑐𝑒(𝑑𝐵) = 𝐿 ∗∝ +𝑁 ∗∝𝑒+ 𝑀 𝐴𝑒𝑛𝑙𝑎𝑐𝑒 Atenuación del enlace en dB 𝐿 Longitud del enlace en kilómetros (km) ∝ Atenuación del cable en dB/km ∝𝑒 Atenuación por empalme en dB 𝑁 Número de empalmes 𝑀 Margen de seguridad en dB El número de empalmes se calcula dividiendo la longitud del enlace para la longitud de cada bobina, a este resultado se suma 1, porque se debe considerar los empalmes que se hacen en cada extremo del enlace. El número total de empalmes es un número entero, de no serlo se aproxima el número al inmediato superior. 𝑁 = 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑛𝑙𝑎𝑐𝑒 (𝑘𝑚) 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎 (𝑘𝑚) + 1 𝑁 = 71 𝑘𝑚 4 𝑘𝑚 + 1 = 18,75 ≅ 19 𝑁 = 97 𝑘𝑚 4 𝑘𝑚 + 1 = 25,25 ≅ 26 TABLA V RESUMEN DE ATENUACIÓN PARÁMETRO GUAYAQUIL - NARANJAL Distancia 92 Atenuación de la fibra óptica 0,25 dB/km Ateniación de cada empalme 0,1 dB Número de empalmes 24 Margen de seguridad 3 dB ATENUACIÓN DEL ENLACE 28.40dB PARÁMETRO NARANJAL - MACHALA Distancia 65 Atenuación de la fibra óptica 0,25 dB/km Ateniación de cada empalme 0,1 dB Número de empalmes 17 Margen de seguridad 3 dB ATENUACIÓN DEL ENLACE 20.92dB TABLA VI RESUMEN DE POTENCIAS DE ENTRADA Y SALIDA Potencia de salida del transmisor 12,85 dBm Detector tipo APD Señal de recepción máxima -10 dBm Sensibilidad del receptor -35 dBm 𝐺 = 𝑃𝑇𝑋 − 𝑃𝑅𝑋𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝐺 = −8𝑑𝐵𝑚 − (−35𝑑𝑏𝑚) 𝐺 = 27 𝑑𝐵 Asignación de longitudes de onda Dentro de las asignaciones de los canales o longitudes de onda (lambdas), está la asignación del canal óptico de servicio (OSC), con la finalidad de hacer un monitoreo interno de las longitudes de onda que se están trasmitiendo. La Recomendación UIT-T G.692 describe el uso de un canal óptico de servicio, en un enlace DWDM que usa la banda C (1530 a 1565nm), los 1550 nm es la longitud de onda preferida para un OSC. Para poder realizar la asignación de canales, se toma en cuenta la recomendación UIT-T G.694.1, el ancho de banda requerido para las aplicaciones de datos es mayor que el ancho de banda para las aplicaciones de Internet, por lo cual se usará más longitudes de onda para la transmisión de datos que para las de uso de Internet, dentro del uso de Internet están las aplicaciones de IPTv y demás aplicaciones multimedia.
  • 17. 17 VI. SIMULACIÓN El simulador posee una interfaz gráfica GUI, para ingresar al mismo, se debe dar doble clic sobre el ícono creado en el escritorio, después del proceso de instalación, o a su vez buscando en el menú inicio en todos los programas. En la figura 17, se puede aprecias la interfaz gráfica con un barra de herramientas y columna de componentes de librería. Fig. 17 Pantalla principal software Optisystem Los bloques utilizados para la simulación son los siguientes: Fig. 18 Bloque transmisor de 40 canales, con 40 lambdas diferentes. Fig. 19 Bloque multiplexor de 40 canales a uno. Fig. 20 Bloque de lazo de control Fig. 21 Bloque simulador de tendido de fibra óptica. Fig. 22 Bloque amplificador óptico de 20dB. Fig. 23 Bloque demultiplexor de un canal a 40.
  • 18. 18 Fig. 24 Bloque conversor óptico para recibir las diferentes señales. Los bloques utilizados para realizar medidas para la simulación son los siguientes: Fig. 25 Analizador óptico del espectro Fig. 26 Analizador de ondas WDM. Fig. 27 Medidor de potencia óptica. Fig. 28 Visualizador óptico en el dominio del tiempo. Fig. 29 Analizador BER. A continuación, en la figura 30 se indica una pantalla que contiene un ejemplo de diseño con la herramienta optisystem. Fig. 30 Pantalla ejemplo de diseño software Optisystem SIMULACION DE LA RED DWDM A continuación, se muestra el modelado de una red DWDM a través del uso del programa de simulación Optisystem. El Diagrama de la figura 31 muestra el enlace Guayaquil - Machala, el cual se utiliza para la simulación:
  • 19. 19 Fig. 31 Diagrama de la red Óptica a ser modelada La etapa emisora de señal se encuentra en la ciudad de Guayaquil y para nuestro caso particular tendría el siguiente esquema: Fig. 32 Etapa emisora de señal óptica. La etapa amplificadora ubicada en la ciudad de Naranjal tiene el siguiente esquema: Fig. 33 Etapa amplificadora de señal La etapa receptora de señal ubicada en la ciudad de Machala, presenta el siguiente esquema: Fig. 34 Etapa receptora de señal óptica. VII. RESULTADOS Una vez armado todo el sistema que compone la emisión y recepción de la señal óptica previamente amplificada, los datos obtenidos en la simulación son los siguientes: La primera medición realizada con el power meter es a la salida del Transmisor DWDM en el puerto 1. La Figura 35 muestra el detalle de la medición tanto en watts como en dBm. Fig. 35 Medición de potencia a la salida del Transmisor ÓpticoODF puerta 1. La segunda medición se realiza a la salida del multiplexor óptico con el visualizador óptico en el dominio del tiempo). La figura 36 muestra la gráfica obtenida de la medición realizada.
  • 20. 20 Fig. 35 Medición en el dominio del tiempo del Transmisor Óptico puerta 1. La tercera medición se realiza a la salida del multiplexor óptico con el visualizador en el dominio del tiempo. La figura 36 muestra la gráfica de 40 canales transmitidos. Fig. 36 Medición de señal óptica en el dominio del tiempo a la salida del multiplexor óptico. La tercera medición se realiza a la salida del multiplexor óptico con el analizador de espectro óptico. La figura 37 muestra la gráfica de seis canales conectados. Fig. 37 Medición del espectro de la señal óptica a la salida del multiplexor óptico. La cuarta medición realizada es a la salida del multiplexor óptico con el analizador WDM.
  • 21. 21 Fig. 38 Medición de la señal óptica a la salida del multiplexor óptico mediante el analizador WDM. La quinta medición se realiza con el power meter a la salida del Multiplexor óptico. Fig. 39 Medición de la señal óptica, en la salida del Multiplexor. La sexta medición se realiza con el power meter a la salida del amplificador óptico, 92 kilómetros de distancia del origen de la señal, previo a la entrada al amplificador. Fig. 40 Medición de la señal óptica, salida de amplificador óptico. La séptima medición se realiza a la entrada del demultiplexor óptico con el visualizador en el dominio del tiempo. La figura 41 muestra la gráfica de 40 canales transmitido. Fig. 41 Medición de señal óptica en el dominio del tiempo a la entrada del de multiplexor óptico. La octava medición se realiza a la salida del receptor óptico puerto 1, mediante el analizador de BER. La figura 42 muestra el detalle de los resultados obtenidos (diagrama de ojo).
  • 22. 22 Fig. 42 Diagrama de ojo – medición realizada a la salida del receptor óptico, puerto 01. La novena medición se realiza a la salida del receptor óptico puerto 20, mediante el analizador de BER. La figura 43 muestra el detalle de los resultados obtenidos (diagrama de ojo). Fig. 43 Diagrama de ojo – medición realizada a la salida del receptor óptico, puerto 20. La decima medición se realiza a la salida del receptor óptico puerto 30, mediante el analizador de BER. La figura 44 muestra el detalle de los resultados obtenidos (diagrama de ojo). Fig. 44 Diagrama de ojo – medición realizada a la salida del receptor óptico, puerto 30. La décima primera medición se realiza a la salida del demultiplexor óptico en el puerto 1 con el visualizador en el dominio del tiempo. La figura 45 muestra la gráfica de 1 canal transmitido.
  • 23. 23 Fig. 45 Medición de señal óptica en el dominio del tiempo a la salida del demultiplexor óptico. La décima segunda medición se realiza con el power meter a la salida del Demultiplexor óptico en el puerto 1. Fig. 46 Medición de la señal óptica, puerto 1 Demultiplexor. La décima tercera medición se realiza con el power meter a la salida del Demultiplexor óptico en el puerto 20. Fig. 47 Medición de la señal óptica, puerto 20 Demultiplexor. La décima cuarta medición se realiza con el power meter a la salida del Demultiplexor óptico en el puerto 30. Fig. 48 Medición de la señal óptica, puerto 30 Demultiplexor. VIII. CONCLUSIONES DWDM no es tan sólo una técnica para ampliar la capacidad de una red de fibra óptica sino, más bien, una tecnología robusta de backbone, que permite satisfacer el crecimiento en volumen y complejidad que presentan los servicios de telecomunicaciones, sin necesidad de hacer nuevos tendidos de fibra. Los sistemas DWDM comerciales han incrementado la velocidad de canal a 40 Gbps y el número de canales a 256, alcanzando una eficiencia espectral sin precedentes de 1,28 bps/Hz y utilizando el ancho de banda total de los amplificadores ópticos. Los amplificadores ópticos, en sistemas DWDM, son una parte fundamental en las transmisiones de larga distancia, estos equipos reducen el uso de regeneradores eléctricos. Al tener amplificadores ópticos, la señal se amplifica en forma totalmente óptica sin realizar una conversión previa, sea óptica- eléctrica y viceversa. La tecnología DWDM permite a proveedores de servicios, transmitir tráfico en cualquier formato independiente de la aplicación que se haga, esta propiedad resalta la flexibilidad de la multiplexación en aceptar cualquier tipo de datos, ya sea provenientes de equipos SDH, IP, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet, y más, con ésta característica una mediana empresa puede ofrecer un servicio de mayor ancho de banda, a cualquier empresa que requiera el transporte de información a lo largo del recorrido de un enlace de fibra óptica. El uso de multiplexores ópticos de inserción y extracción (OADM), dentro de un enlace permite a la mediana empresa manipular las longitudes de onda, de una forma que se las puede tanto extraer, modificarlas y volverlas a insertar en el medio óptico, estos equipos permiten a nuestro proyecto dar una conexión a ciudades que se encuentran dentro del enlace Guayaquil – Machala. IX. RECOMENDACIONES Los nuevos enlaces deben ser configurados de acuerdo a la matriz de Cross conexiones y esta se
  • 24. 24 debe actualizar al momento de la migración para tener una base de datos que contribuya a la eficiente gestión y monitoreo de la red. Se debe tener bien claro el tipo de fibra usado, para de esta manera realizar una investigación y conocer características que distinguen a los tipos de fibra, una vez conocido estos parámetros se debe investigar que equipos son compatibles con la fibra en cuestión, de esta forma se puede ayudar a tener óptimos resultados del sistema. El monitoreo constante de la red es un factor primordial para el rendimiento de DWDM, con equipos como un analizador de espectro óptico y un OTDR, podemos llevar a cabo lecturas tanto de fallos de conexión, atenuación, niveles de OSNR y dispersión, que nos da información de que tan bien está respondiendo una longitud de onda, previendo así posibles malos funcionamientos y dar periódicamente mantenimientos para tener un sistema totalmente confiable. REFERENCIAS [1] S. Rodriguez, «ADSLZONE,» ADSL, 02 julio 2017. [En línea]. Available: https://www.adslzone.net/foro/fibra- optica.94/analisis-pon-que-es-olt-onu-ont- odn.461996/. [Último acceso: 04 Febrero 2020]. [2] D. Sanchez Lucas, «Redes ópticas de transmisión DWDM, diseño e implementación,» Escuela Técnica Superior de Ingenieria y Sistemas de Telecomunicación, Mexico, 2015. [3] P. Kumar Chaudhary y R. Kumar, «Review Paper on DWDM Technology,» IJESC, Karnataka, 2018. [4] C. Vasquez y T. Albán , «Diseño de una Red OTN Soportada en la Red de Transporte DWDM Para CELEC EP,» Politecnica del Litoral, Guayaquil, 2016. [5] D. A. Buelvas Peñarredonda y I. D. Tellez Silva, «REDES ÓPTICAS DWDM: DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN,» Universidad Autónoma de Colombia, Bogota, 2009. [6] C. R. Vieites Freire, «Implementación de un Sistema DWDM en la Red Interurbana de Fibra Optica de Telcel BellSouth y Evaluación Teórica de Equipos DWDM,» Universidad Central de Venezuela, Caracas, 2003. [7] J. L. Chicaiza Palma, «ESTUDIO PARA LA INTEGRACIÓN DE LA TÉCNICA DE MULTIPLEXACIÓN DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) DENTRO DE UN ENLACE QUITO – GUAYAQUIL QUE UTILICE SDH COMO TÉCNICA DE TRANSMISIÓN PARA UNA MEDIANA EMPRESA PORTADORA.,» ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL, Quito, 2009. BIBLIOGRAFIA Nikola Tesla (M’1888, F’17) nació en Smiljan, Yugoslavia, el 9 de Julio de 1856. Se graduó en la Escuela Politécnica Austriaca de Graz y estudió en la Universidad de Praga. Ejerció profesionalmente en la American Telephone Company de Budapest, la Edison Machine Works, la Westinghouse Electric Company y los Laboratorios Nikola Tesla. Entre sus campos de interés estaban los fenómenos de alta frecuencia. El ingeniero Tesla recibió títulos honoríficos de diversas instituciones de enseñanza superior entre las que se encuentran las universidades de Columbia, Yale, Belgrado y el Zagreb. Obtuvo la Medalla Elliott Cresson del Instituto Franklin y la Medalla Edison del IEEE. En 1956, el término
  • 25. 25 "tesla" (T) fue adoptado como unidad de inducción magnética, o densidad de flujo magnético, del sistema de medidas MKSA. En 1975 la Power Engineering Society estableció el Premio Nikola Tesla en su honor. Tesla murió en Nueva York el 7 de enero de 1943.