Redes de Telecomunicaciones cap3

Curso Optativo
REDES DE
TELECOMUNICACIONES
EIE 551

Francisco Apablaza M.
2012
famapablaza@hotmail.com

Programa
CAPITULO 3
3.- Medios de Transmisión
- Cables de cobre y fibra óptica
- Red externa, características de construcción y
explotación
- Características de fibra óptica y mediciones
- Radio enlaces y propagación
- Normativa de radio comunicaciones

2

Cables de cobre y fibra óptica

Tipos de Cables:
Autosoportado,
canalizado

3

Características eléctricas
 Por medio de transmisión se entiende el elemento
físico que permite la transmisión de una señal, sea
eléctrico, electromagnético u óptico.
 Se representa como un cuadripolo

Fuente de Receptor de
Información Información

Un par de cobre es una LÍNEA de TRANSMISIÓN
4

Los parámetros que caracterizan un cuadripolo son,
entre otros:
• Impedancias y admitancias de las puertas.
• Impedancia característica.
• Pérdidas de inserción.
• Función de transferencia.

5

Tipo de cable Capacidad [pF/m] Impedancia Z0 [Ω ] Atenuación [dB/100m]

Par trenzado rígido 5a8 115 a 70 -
Par trenzado con PVC irradiado 4 a 6,5 135 a 80 -
Coaxial tipo RG 44 a 101 95 a 50 17 a 57 @ 400 [MHz]
Coaxial miniatura dieléctrico aire 43 a 53 95 a 75 33 a 52 @ 400 [MHz]
Coaxial miniatura PVC irradiado 69 76 34 a 46 @ 400 [MHz]
5 a7 @ 10 [MHz]
Par paralelo 5a6 90 a 82 59 @ 75 [MHz]
Triplete paralelo 10 50 66 @ 75 [MHz]
Cable plano gris 3,5 a 5 120 a 85 -
Cable plano con plano de masa 8,2 65 -
Cable plano multicolor 4,2 105 -
6
Tabla 2.- Parámetros característicos de diversos tipos de cables comerciales para conexiones


A mayor
longitud mayor
atenuación

pares de
distinto calibre
(AWG)

7

Antecedentes
 El despliegue de red externa es
fuertemente dependiente de la densidad
de pares a distribuir.
 Directrices básicas: calibre AWG 24 y
red rígida en vez de flexible.
 Largo de loop máximo de diseño del orden
de 3.000m
 Parámetros fundamentales: respuesta de
frecuencia, diafonía y ruido impulsivo. 8

Directrices
–Las redes de acceso tradicional de Cu deben
adaptarse a la era NGN y la banda ancha
–Aumento en despliegue en red tipo ONU’s mas
metro
–Mejoramiento del mantenimiento de la planta
externa
–Modificación de la estructura de costos del par
–Mayor tiempo en ejecución de los proyectos
producto de mayor gestión de permisos por el
despliegue de ONU´s en recintos públicos.
–Gabinetes activos se acercan al subscriptor:
FTTx 9

Modelo genérico
PAÑO
ÁREA DE SERVICIO

PAÑO PAÑO

ONU PAÑO
CO

PAÑO

 MEDIO DE Tx, PAÑO

CAPACIDAD Y
TECNOLOGÍA
 ACORDE AL COSTO
...evolución de TDM a ETH
 DEPENDIENTE DE 10
LA DISTANCIA

Modelo genérico
Paño 350 ab.
A valores del año 2003 el valor
350.000 del par de baja densidad varía
300.000 de aprox us$ 100 a US$ 400
250.000
según distancia de la zona de
costo (US$)

200.000

150.000
servicio
100.000

50.000

0
500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000
distancia al paño (m)

CABLE 12FO + ONU 400 Prs

Paño 1.400 ab.

450.000
400.000
350.000
costo (US$)

300.000
A valores del año 2003 el valor 250.000
200.000
del par de media densidad 150.000
varía de aprox us$ 50 a US$ 100.000
50.000
190 según distancia de la zona 0

de servicio
500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000
115.000
4.500
distancia al paño (m)

CABLE 12FO + 2 ONUs 1500 Prs

Mayores exigencia de red
Ref.:

• Uso extensivo de ONU’s
• Mejor calidad de cables
• Cableado interno cat 5
• Administración de la diafonía
• Control interferencia y ruido impulsivo 12

Recomendaciones
Interpretación ADSL:
Son valores max teóricos del esquema de codificación
En ADSL2 incluyen Bonding
Criterios primitivos aplicaron para Acceso Internet a
Tasa max era 256 a 512 Kbps

Exigencia
8 veces

Recomendación ADSL2+ @ 4 Mbps:
Objetivo de loop max. = 1.000 m
Área de Servicio = 7 Km2
Atenuación max = 40 dB a 2 MHz
SNR = 30 dB
A cumplir en el 95% de los pares nuevos (sin diafonía) 13
medido con NT ADSL2


Cables ópticos con núcleo dieléctrico, auto sustentados por cordaje de
acero conjugado al cable óptico formando una “figura 8”, formados por
tubos loose, con núcleo con gel, disponibles de 02 a 96 fibras, en fibras
monomodo de tipo Standard (G.652B), Low Water Peak (G.652D) o NZD-
Non Zero Dispersion (G.655). 15


Propiedades de la Fibra óptica
Conceptos generales
Mecanismos de atenuación
Dispersión Cromática
PMD
Fenómenos no lineales
Tipos de Fibra (G.652, G.653, G.655,
G.657)
16

CONCEPTOS GENERALES

• Es un medio físico de propagación de ondas
ópticas
• Para la transmisión de señales de información
se modula la luz digitalmente
• Como todo medio físico está sometido a:
– Atenuación
– Perdidas de inserción
– Pérdidas de retorno
– Perdida de aislamiento
– Diafonías
– Dispersión
17

Características generales
La FO es un “ducto”
que confina las ondas
electromagnéticas de
luz

“ventanas”
18

Deterioros en la fibra: pérdidas
Light scattering: durante la
fabricación, se generan regiones de
mayor y menor densidad molecular,
relativas a la densidad promedio de la
fibra. La luz propagándose a través de
la fibra, interactua con esos cambios
de densidad y la luz se dispersa
parcialmente en distintas direcciones.
BENDING LOSS:
las deformaciones causan
atenuación. Se clasifican de
acuerdo al radio de
curvatura: microbend loss
or macrobend loss. 19

MECANISMOS DE ATENUACIÓN Tendido Fo con protección “antibending
“raqueta” de radio de
curvatura apropiado
para evitar flexión
excesiva.
2.0
Bend Induced Loss (dB)

1.8 1625 nm Industry Standard Jumper
1550 nm Industry Standard Jumper
1.6 1625 nm Blue Tiger Advantage Jumper
1550 nm Blue Tiger Advantage Jumper
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0 20
5 10 15 20 25 30 35
Bend radius (mm)

MECANISMOS DE ATENUACIÓN
La atenuación A(λ) a una longitud de onda λ entre dos puntos de un
enlace de fibra óptica, separados a una distancia L se define como
sigue:

Enlace óptico entre dos puntos.

A( λ ) dB 
α(λ) =
L  unidad de longitud 
 

Los mecanismos responsables de la atenuación de la señal en una fibra óptica
son numerosos, y se deben a distintos fenómenos. Entre estos fenómenos se
encuentran: Absorción del material, Sccatering o esparcimiento del material
(ya sea de origen lineal o no lineal), Pérdidas por curvaturas y microcurvaturas,
Pérdidas de radiación por acoplamiento de modos, Pérdidas debido a fuga de 21
modos y Pérdidas por conectores y empalmes.

OTDR: muestra imperfecciones y discontinuidades
Empalmes atenuados

causales de atenuación geométrica
En algunos casos, la atenuación de un tramo de FO es tan baja que en el final
del mismo la señal óptica es demasiado alta y puede saturar o dañar el
receptor. Entonces es necesario provocar una atenuación controlada y esto se
hace con la misma empalmadora, con la función de empalme atenuado. 22

PERDIDAS DE RETORNO
Estas pérdidas corresponden a la variación de potencia entre la
señal reflejada (desadaptación de impedancia) y la potencia de la
señal de entrada:

señales en un componentes óptico
 PREF 
Pérdida de Re torno[ dB ] = −10·log
 P 

 IN 
Una alta pérdida de retorno implica una baja reflexión. Por lo
que este parámetro se desea maximizar, es decir, minimizar
las reflexiones en un componente. Típicamente debe estar 23
sobre los 60 [dB].

Aislamiento (Pérdida hacia atrás)
Corresponde a la disminución de potencia óptica, en [dB], provocada por la
inserción de un aislador en sentido inverso, tal como se muestra en la
Figura. Este parámetro es sólo medible en presencia de un aislador:

Esquema de medición de aislamiento
 POUT 
Aislamiento[ dB ] = −10·log
P 

 REF 
La idea es lograr un aislamiento bien alto, del orden de los 60
[dB]. Mientras más alto es el valor del aislamiento, el aislador
24
funciona más correctamente.

Diafonía o Crosstalk
El Crosstalk en sistemas de comunicaciones ópticas, corresponde al
disturbio en la transmisión, causada por la interferencia de señales entre
dos canales diferentes. Casi todos los componentes de sistemas WDM
introducen Crosstalk, de una manera u otra.

Dos formas de Crosstalk surgen en sistemas WDM: Crosstalk Intercanal
y Crosstalk Intracanal.

Crosstalk Intracanal
Este caso de Crosstalk ocurre cuando dos señales están a la
misma longitud de onda, o se encuentran muy cerca una de la
otra, tal que la diferencia entre longitudes de onda es menor
que el ancho de banda del receptor, filtrándose ambas en
este punto (receptor). 25


Fuentes de Crosstalk Intracanal.
(a) una configuración MUX-DEMUX en cascada, y (b) un Switch
óptico.
26

El DEMUX idealmente separa las longitudes de onda
entrantes en diferentes salidas, una porción de la señal
λ1 se filtra dentro del canal adyacente λ2, debido a
supresión no ideal dentro del DEMUX (Figura (a).
Cuando las longitudes de onda son nuevamente
combinadas por el MUX, una pequeña porción de λ1 es
filtrada dentro de λ2, podría también filtrarse en la
fibra común de la salida. Aunque ambas señales tienen
los mismos datos, no están en fase. Otra fuente de
este tipo de Crosstalk son los switches, mostrado en la
Figura (b), debido al aislamiento no ideal de un puerto
27

del switch con otro.

Crosstalk Intercanal

Fuentes de Crosstalk Intercanal.
(a) una configuración MUX-DEMUX en cascada, y (b) un Switch
óptico.
28


Este tipo de Crosstalk ocurre cuando dos señales se
encuentran lo suficientemente alejadas, tal que la
diferencia entre longitudes de onda es muy grande
en comparación con el ancho de banda del receptor.
Esta forma de Crosstalk puede ocurrir también a
través de más interacciones indirectas, por ejemplo,
si un canal afecta la potencia vista por otro canal, tal
como ocurre con las no-linealidades de la fibra.

29

El Crosstalk introducido del canal X al canal Y, corresponde a la
potencia que se escapa del canal X al canal Y, la cual es
comparada con la potencia de la señal original del canal X. La
distribución de potencias en un componente se presenta en la
Figura.

Distribución de potencia entre dos canales adyacentes
 PX →Y 
Crosstalk [ dB ] = 10·log
 P 

 X 
Un valor típico de Crosstalk es, aproximadamente de -25 [dB], es decir, que la
potencia que un canal aporta al canal adyacente es más o menos un 0.2% de su
30
potencia.

DISPERSIÓN
Los pulsos de luz de una señal óptica experimentan un incremento
en su ensanchamiento y distorsión, cuando éstos viajan a través de
la fibra óptica. Esto, puede producir una superposición de las colas
de los pulsos con el comienzo de los otros, dando como resultado un
incremento de errores de detección en el receptor óptico.

Dos tipos generales de dispersión afectan a los sistemas DWDM.
Uno es Dispersión Cromática, es lineal, mientras que el otro, es
Dispersión por Modo de Polarización (PMD) es no-lineal. 31

Dispersión Cromática

Ocurre porque diferentes longitudes de onda son propagadas a diferentes
velocidades.

El efecto de la dispersión cromática incrementa al cuadrado el Bit Rate.

En fibras mono-modo, la dispersión cromática tiene dos contribuciones,
dispersión del material y dispersión de guía de onda.

La dispersión del material ocurre cuando longitudes de onda viajan a
diferentes velocidades a través del material. Una fuente de luz, no importa
cuan estrecha, emite varias longitudes de onda dentro de su rango. De esta
manera, cuando este rango viaja a través del medio, cada longitud de onda
individual llega en tiempo distinto.
32

La segunda contribución de dispersión cromática, la dispersión de guía de
onda, ocurre debido a los distintos índices de refracción, del núcleo y del
revestimiento, de la fibra. El índice de refracción efectivo varía con la
longitud de onda de la siguiente manera:
A longitudes de onda pequeñas, la luz es bien confinada dentro del núcleo.
Así, el índice de refracción efectivo es determinado por el índice de
refracción del núcleo del material.

A longitudes de onda medianas, la luz se propaga levemente dentro del
revestimiento. Esto disminuye el índice de refracción efectivo.

A longitudes de ondas largas, gran cantidad de luz es propagada dentro del
revestimiento. Esto produce un índice de refracción efectivo muy junto con
el del revestimiento.

Este resultado del fenómeno de dispersión en guía de ondas, es un retraso
en la propagación de una o más longitudes de onda en relación con las otras.
33

La dispersión cromática total, junto con estos componentes, es
mostrada en la Figura, para fibra con dispersión desplazada.
Para fibra sin dispersión desplazada, la longitud de onda de cero
dispersión es 1310 [nm].

34

Dispersón por Modo de Polarización (PMD)
La Dispersión por Modo de Polarización es otro efecto que limita la
distancia a la que un pulso luminoso puede viajar sin degradación.

La mayoría de fibras mono-modo soportan dos modos de polarización
perpendiculares: uno vertical y otro horizontal. Puesto que estos estados
de polarización no están mantenidos, ocurre una interacción entre los
pulsos, que resultan en un “desparramo” de la señal.

La dispersión por modo de polarización (PMD) es causada por la ovalidad
(no circularidad) de la forma de la fibra como resultado del proceso de
manufacturación o desde agentes externos. Puesto que la tensión puede
cambiar a través del tiempo, la PMD, distinta a la dispersión cromática,
está sujeta a cambios con el transcurso del tiempo. La PMD, generalmente,
no es un problema a velocidades bajo 10 [Gbps]
35

Dispersión FWM (Four-Wave Mixing)

Además de la PMD, hay otros efectos no lineales. Puesto que los efectos
no lineales tienden a manifestarse ellos mismos cuando la potencia óptica
es muy alta, éstos llegan a ser importantes en DWDM.

Los efectos lineales, tales como la atenuación y la dispersión cromática,
pueden ser compensados, pero los efectos no lineales se acumulan. Hay
mecanismos de limitación fundamentales para la cantidad de información
que puede ser transmitida en fibra óptica. Los tipos más importantes de
efectos no lineales son: el esparcimiento Brillouin estimulado y el
esparcimiento Raman estimulado, modulación de fase propia, y mezcla de
cuatro ondas (Four-Wave Mixing). En sistemas DWDM, Four-Wave Mixing
es el efecto más crítico de estos tipos.

36

Dispersión FWM (Four-Wave Mixing)
El Four-Wave Mixing es causado por la naturaleza no lineal del índice de
refracción en la fibra óptica. Interacciones no lineales entre diferentes canales
DWDM crean “Sidebands” (componentes de frecuencia fuera de la banda
natural), que pueden causar Interferencia Intercanal. En la Figura, tres
frecuencias interactúan para producir una cuarta frecuencia, dando como
resultado una degradación en el Crosstalk y Señal-a-Ruido.

El efecto de Four-Wave Mixing es limitar la capacidad de canales en un sistema
DWDM. Four-Wave Mixing no puede ser filtrado, óptica o eléctricamente, y
aumenta con la distancia de la fibra. Debido a esta tendencia para Four-Wave
Mixing, la DSF (fibra de dispersión desplazada) es inadecuada para aplicaciones
WDM. Así, se impulsó la invención de NZ-DSF (No-Cero DSF), la cual tiene la
ventaja de que una pequeña cantidad de dispersión cromática puede ser usada
37
para disminuir el Four-Wave Mixing.

Tipos de FO (G.652, G.653, G.655, G.657)

SERIE G: SISTEMAS Y MEDIOS DE TRANSMISIÓN, SISTEMAS Y
REDES DIGITALES

Standard (G.652): Características de los medios de
transmisión – Cables de fibra óptica.
Esta recomendación describe una fibra monomodo cuya
longitud de onda de dispersión nula está situada en torno a
1310 nm, optimizada para uso en la región de longitud de
onda de 1310 nm, y que puede utilizarse también a longitudes
de onda en la región de 1550 nm (en las que la fibra no está
optimizada).
Low Water Peak (G.652D) o NZD-Non Zero Dispersion
(G.655). 38

G.652, G.653, G.655, G.657

Calculo enlace – Link Budget

http://www.thefoa.org/tech/lossbudg.htm
39

Comparativo Tipos de Fibra

40


ANEXO
Complemento

41


Recomendaciones G.65X de la ITU
• ITU-T G.651
• ITU-T G.652
• ITU-T G.653
• ITU-T G.654
• ITU-T G.655


ITU-T (CCITT) G.651. FIBRA MULTIMODO 50/125.
CARACTERÍSTICAS:
– Apertura numérica NA=0,18 a 0,24 (tolerancia 10%).
– Perfil del índice de refracción parabólico.
– Diámetro del núcleo 50 µm (tolerancia 3 µm) y del
revestimiento 125 µm (3 µm).
– Recubrimiento de silicona Coating 245 µm (tolerancia 10 µm).
– Error de concentricidad 6%.
– Error de circularidad del núcleo 6%.
– Error de circularidad del revestimiento 2%.
– Atenuación a 850 nm Entre 2,7 y 3 dB/km.
– Atenuación a 1300 nm Entre 0,7 y 0,8 2 dB/km.
– Ancho de banda a 850 nm Entre 300 y 500 MHz*km.
– Ancho de banda a 1300 nm Entre 500 y 1000 MHz*km.

ITU-T G.652. FIBRA MONOMODO STANDARD.
Denominada “FO STD”. Es del tipo monomodo SM (SingleMode)
normalizada en ITU-T G.652. Se trata de la FO más popular en
redes de telecomunicaciones actuales. Se puede usar en 1300 y
1550 nm. Debido a la dispersión cromática esta FO está
optimizada para el cero de dispersión en 1300 nm.

CARACTERÍSTICAS:
– Longitud onda corte 1,18 a 1,27 µm.
– Diámetro del campo modal 9,3 (8 a 10) µm (tolerancia 10%).
– Diámetro del revestimiento 125 µm (tolerancia 3 µm).
– Error de concentricidad del campo modal 1µm.
– Atenuación de 0,4 a 1 dB/km en 1300 nm.
– Atenuación de 0,25 a 0,5 dB/km en 1550 nm.
– Dispersión cromática 1285-1330 nm: 3,5 ps/km*nm.
– Dispersión cromática 1270-1340 nm: 6 ps/km*nm.
– Dispersión cromática 1550 nm: 20 ps/km*nm.

ITU-T G.653. FIBRA SM DISPERSION
(DESPLAZADA) SHIFT.
CARACTERÍSTICAS:
– Diámetro del campo modal 8 (7 a 8,3) µm (tolerancia
10%).
– Recubrimiento de silicona Coating 245 µm (tolerancia 10
µm).
– Atenuación inferior a 0,25 a 0,5 dB/Km en 1550 nm.
– Atenuación inferior a 1 dB/Km en 1300 nm.
– Dispersión cromática 3,5 ps/km.nm entre 1525-1575 nm.


ITU-T G.654.
FIBRA SM DE MÍNIMA ATENUACION
CARACTERÍSTICAS:
– Error de circularidad del revestimiento 2 %.
– Recubrimiento de silicona Coating 245 µm (tolerancia 10
µm).
– Atenuación inferior a 0,15 a 0,25 dB/Km a 1550 nm.
– Dispersión cromática 20 ps/km.nm en 1550 nm.
– Longitud de onda de corte 1150 – 1330 nm

ITU-T G.655.
SM NON ZERO DISPERSION SHIFT
Esta normalizada en 1994 para 1550 nm. Mejora a la G.653 para
aplicaciones de multiplexación por división de longitud de onda
WDM. El cero de dispersión cromática se encuentra en 1525 nm
para las FO producidas por Lucent y en 1560 nm para las
producidas por Corning.

CARACTERÍSTICAS:
– Diámetro del campo modal 8,4 µm (tolerancia 0,6 µm).
– Diámetro núcleo 6 µm.
– Longitud de onda de corte 1260 nm.
– Atenuación Desde 0,22 a 0,30 dB/Km en 1550 nm.
– Dispersión cromática 4,6 ps/km.nm en 1550 nm.
– Zona de dispersión no-nula Desde 1540 a 1560 nm.

RESUMEN ITU


Subcategorías de la recomendación G.652:

– G.652.A: Contiene los atributos y valores recomendados necesarios para
soportar aplicaciones tales como las recomendadas en las Recs. UIT-T G.957
y G.691 para sistemas de hasta STM-16, así como 10 Gbit/s hasta 40 km
(Ethernet) y STM-256 de la Rec. UIT-T G.693.
– G.652.B: Contiene los atributos y valores recomendados que son necesarios
para soportar aplicaciones de mayor velocidad binaria, hasta STM-64, tales
como algunas de las descritas en las Recs. UIT-TG.691 y G.692, y STM-256
para algunas aplicaciones de las Recs. UIT-TG.693 y G.959.1.
– G.652.C: Semejante a la subcategoría G.652.A, pero permite transmisiones
en partes de una gama de longitudes de onda ampliada desde 1360 nm a 1530
nm.
– G.652.D: Semejante G.652.B, pero permite transmisiones en partes de una
gama de longitudes de onda ampliada desde 1360 nm a 1530 nm.



– G.653.A: Categoría básica para un cable de fibra óptica
monomodo con dispersión desplazada. Mantienen la
especificación original "de tipo recuadro" para el coeficiente de
dispersión. Esta categoría se adapta a los sistemas de [G.691],
[G.692], [G.693], [G.957] y [G.977] con una separación no
uniforme entre canales en la región de longitud de onda de 1550
nm. Numerosas aplicaciones de cables submarinos.
– G.653.B: Semejante a G.653.A, pero un requisito de PMD más
estricto permite el funcionamiento de los sistemas STM-64 con
longitudes superiores a 400 km y el funcionamiento de
aplicaciones STM-256 de G.959.1.


– G.654.A: Constituyen la categoría básica para fibras y cables
ópticos monomodo de corte desplazado. Es la categoría
adecuada para el sistema descrito en las Recs. UIT-T G.691,
G.692, G.957 y G.977 (Comentadas en un anexo al final del
documento) en la región de longitud de onda de 1550 nm.
– G.654.B: Constituyen una categoría apropiada para el sistema
descrito en las Recs. UIT-T G.691, G.692, G.957, G.977 y
G.959.1 de aplicaciones de largo alcance en la región de longitud
de onda de 1550 nm. Esta categoría se puede utilizar para
sistemas de transmisión WDM de mayor longitud y mayor
capacidad, por ejemplo, sistemas submarinos sin repetidor con
amplificador óptico de bombeo a distancia, descritos en la Rec.
UIT-T G.973, o los sistemas submarinos con amplificadores
ópticos descritos en la Rec. UIT-T G.977.
– G.654.C: Son similares a G.654.A, pero el requisito de PMD
reducido soporta aplicaciones de largo alcance y mayor
velocidad binaria en G.959.1.



– G.655.A: Contiene los atributos y valores recomendados necesarios para
soportar aplicaciones tales como las G.691, G.692, G.693 y G.959.1. Respecto
a G.692, la separación mínima entre canales es de 200 GHz.
– G.652.B: Similar a G.655.A pero, respecto a G.692, con separación mínima
entre canales de 100 GHz.
– G.655.C: mantiene la especificación original "en tipo de caja" para el
coeficiente de dispersión, el cual permite una referencia a las fibras con
dispersión negativa que puedan adecuarse como parte de los enlaces de
gestión de la dispersión, como los usados en sistemas submarinos.
– G.655.D: define los requisitos del coeficiente de dispersión cromática como
un par de curvas limitantes en función de la longitud de onda para valores de
ésta comprendidos entre 1460 nm y 1625 nm.
– G.655.E: Similar a G.655.D. pero con valores más elevados que pueden ser
importantes para algunos sistemas, por ejemplo para aquellos que presentan
las menores separaciones de canal.

Otras:
• UIT-T G.691
– Interfaces ópticas para sistemas SDH de un solo
canal con amplificadores ópticos, y sistemas STM‑64
– Esta recomendación proporciona valores de los
parámetros de la interfaz óptica para sistemas
STM‑4 y STM‑16 de muy largo alcance y de ultra
largo alcance, y de todos los tipos de sistemas
STM‑64, incluidos sistemas de corto alcance sin
amplificadores ópticos
– UIT-T G.693
• Interfaces ópticas para sistemas intra-oficina

• UIT-T G.692
– Interfaces ópticas para sistemas multicanales con
amplificadores ópticos.
– La presente recomendación define los parámetros de las
interfaces de los sistemas de cuatro y ocho velocidades
binarias de hasta STM-16 sobre fibra óptica, tal como se
describe en las recomendaciones G.652, G.653 y G.655, con
una distancia entre amplificadores de 80 km, 120 km y 160
km y un objetivo de distancia entre regeneradores de hasta
640 km. Para facilitar la selección de las frecuencias
centrales de los canales se especifica una rejilla de
frecuencias con su referencia a 193,1 THz con separaciones
entre canales que son múltiplos enteros de 100 GHz.

UIT-T G.957
Interfaces ópticas para equipos y sistemas
relacionados con la jerarquía digital síncrona.

UIT-T G.973
Características de los sistemas de fibra óptica para
cable submarino sin repetidores.

UIT-T G.977
Características de los sistemas de fibra óptica para
cable submarino con amplificación óptica.

3.- Medios de Transmisión OSP
Red externa, características de construcción y
explotación: Construcción
Planimetría; Sistemas; permisos;
normativas; contratistas, altos
costos; ……
Materiales: mufas, conectores,
ferretería, ……

Largos max típicos de carretes
multipares Cu:
50 pares 2000m
600 pares 500m
1200 pares 300m 56

2100 pares 150m

explotación

Multipar v/s FO Autosoportado o fig 8
Aérea:
Servidumbres
Contaminación visual
Robos

Carretes de 4.000 o
57
mas mts

explotación

Subterránea:
Alto costo
Mayor tiempo de construcción
Troncales 58

explotación. Medición pares

59

explotación

OPGW: Optical fiber composite overhead ground wire
ADSS: All-Dielectric Self-Supporting
60

explotación
OTDR: muestra imperfecciones y discontinuidades

Típicamente, resultados prácticos arrojan aproximadamente61un
valor entre 0,1 y 0,2 [dB]

explotación
Resultado Típico de una medición
Origen: DESTINO: INSTRUMENTO : OTDR SHINEWAY TECH
LONGITUD DEL ENLACE : 13100
INDICE DE REFRACCION : 1,4666
TIPO DE CABLE : MONOMODO

NUMERO CONECTOR PERDIDA MUFA : 1 MUFA : 2 MUFA : 3 MUFA : CONECTOR PERDIDA
FIBRA ORIGEN POR RETORNO LONG.: 3976 LONG.: 7926 LONG.: 11266 LONG.: EXTREMO POR RETORNO Total
M M M M M
1 0,06 52 0,00 0,12 0,06 0,25 0,15 0,20 -0,19 0,21 0,01 0,03 53 0,27
2 0,36 51 -0,18 0,26 0,04 0,07 0,02 0,05 0,24 0,15 0,20 0,08 52 0,28
3 0,44 50 0,23 0,16 0,20 0,00 0,07 0,04 0,13 0,07 0,10 0,04 54 0,33
4 0,16 56 0,23 0,17 0,20 0,16 0,10 0,13 0,22 0,23 0,23 0,25 55 0,56
5 0,20 51 0,00 0,10 0,05 0,00 0,02 0,01 0,18 0,23 0,21 0,40 54 0,27
6 0,07 54 0,17 0,13 0,15 0,12 0,06 0,09 -0,08 0,20 0,06 0,08 54 0,30
7 0,14 50 0,19 0,08 0,14 -0,18 0,18 0,00 -0,09 0,14 0,03 0,02 54 0,16
8 0,04 56 0,09 0,02 0,06 0,00 0,02 0,01 0,00 0,02 0,01 0,06 54 0,08
9 0,30 50 0,15 0,02 0,09 0,00 0,02 0,01 0,14 0,40 0,27 0,04 54 0,37
10 0,10 55 0,15 0,02 0,09 0,00 0,17 0,09 0,17 0,05 0,11 0,05 54 0,28
11 0,05 58 0,55 -0,25 0,15 0,14 0,19 0,17 0,16 0,10 0,13 0,29 53 0,45
12 0,06 53 0,13 0,07 0,10 0,00 0,07 0,04 0,24 0,21 0,23 0,08 52 0,36
13 0,07 50 0,15 0,10 0,13 0,16 0,05 0,11 0,13 0,02 0,08 0,16 64 0,31
14 0,32 62 0,21 -0,15 0,03 -0,07 0,26 0,10 0,11 - 0,05 0,03 0,21 56 0,16
15 0,26 52 0,24 0,15 0,20 -0,07 0,25 0,09 0,00 0,05 0,03 0,11 51 0,31
< .2 dB typ
Insertion loss
Ejemplos de pérdidas < .3 dB max
para tipos de conector: Return loss PC < -30dB

Return loss Super
< - 40dB
PC
62
Return loss Ultra PC < -50dB

El Roble

Radio enlaces y propagación

63

Radiopropagación: HF a UHF Microndas
Propagación troposférica
Fenómenos de reflexión, refracción y difracción.
Obstrucciones
Variaciones del medio : desvanecimiento o Fading

Zonas de Fresnel y radio 4/3 64

Propagación troposférica
• Repetidores
• Vano: sección del enlace radioeléctrico entre un terminal y un
repetidor, o entre dos repetidores.
rSi f <10GHz, se despeja al menos un 60 % de la primera zona
de Fresnel y en condiciones normales de refractividad
atmosférica: límite ≈80 Km.
a Si f >10GHz, la atenuación por lluvia limita la distancia:
límite≈30 Km
l Económicamente, interesan vanos de la mayor longitud posible
E Pero, hay que tener en cuenta desvanecimiento es
proporcional a distancia (Rec ITU 530)
El problema: ¿Longitud óptima del vano?

65

Existen radioenlaces con propagación por dispersión
troposférica:
“radioenlaces transhorizonte”
• Allí donde los repetidores tengan una difícil
colocación
• Alcance de 200 Km
• Problemas: elevadas potencias, grandes
desvanecimientos: terminales caros.
• Alternativa: radioenlaces por satélite.

66

 Antenas muy directivas (relación delante-atrás) permiten
reutilización del mismo par de frecuencias en cada vano
 Limitación de recursos espectrales: Planes estrictos de
canalización: aumenta distorsión, ISI,...
c Solución: codificación, igualación.
 Ventajas e inconvenientes de un radioenlace
• Ventajas (no hay que poner el medio)
V Inversión reducida
I Instalación rápida y sencilla
I Conservación más económica y de actuación rápida
C Se superan bien las irregularidades del terreno
• Inconvenientes (acceso a emplazamientos elevados)
I Necesidad de visibilidad directa
NAcceso adecuado a repetidor, energía, ...
A La segregación de canales no es tan flexible
L Linealidad en repetidores 67
L Anchos de banda reducidos comparado con fib. óptica

Estructura general de un enlace

68


Se debe modelar la probabilidad de fading
Multitrayectoria, desvanecimiento selectivo 69
MARGEN de FADING

A - Factor de Rugosidad de Terreno
(Valores característicos)

Estimación profundidad de FADING
FM (dB) = 30 x log DKM + 10 x log (6 x A x B x FGH) - 10 x log (1 - R) - 70

A - Factor de Rugosidad de Terreno
(Valores característicos)
4,00 Espejos de agua, ríos muy anchos, etc
3,00 Sembrados densos; pastizales; arenales
2,00 Bosques (la propagación va por encima)
1,00 Terreno normal 0,25
0,3 Terreno rocoso (muy) desparejo

B - Factor de Análisis climático anual
(del tipo promedio, anualizado) 1,000 área marina o condiciones de peor mes
0,500 Prevalecen áreas calientes y húmedas
0,250 Áreas mediterráneas de clima normal
0,125 Áreas montañosas de clima seco y fresco
70


Determinar el perfil topográfico que asegure 71
LINEA VISTA (LOS)

Atenuación espacio libre
Atenuación por lluvia y/o nieve
Dependencia de la banda de frecuencia
Repetidores activos y pasivos
Confiabilidad y Protección 1+N
 Mejoras por diversidad

72


EIRP

73

Atenuación espacio libre:

Señal recibida:

Señal mínima a recibir:
RSL = EIRP – L + Gr - FM

EIRP -> Effective-Isotropic-Radiated-Power
PIRE -> Potencia Isotópica Radiada Equivalente 74

Datos Ejemplo:
Gant= 1,2 m; Pt= 30 dbm; Lct= 1,5dB; Lcr= 2dB;
f = 11 GHz y d =25 Km; Pr (10-6)= -85dBm

L=
RSL=
Sensibilidad Rx C/N para un BER
Ruido:
NU= -174dBm +10 log(B) + NF
kT
Para antenas parabólicas:
GA= 17,8 +20 log(Dm*FGHz) 75

Para antenas parabólicas: Diagrama de radiación
Antenas reflectores de bocina o
paraboloides,
• Para f> 2Ghz, D<3m
Son parámetros de interés
• Ganancia isótropa (parabólica)

GA= 17,8 +20 log(DxF)

Anchura de haz (3 dB)

76

Diagrama de envolvente

77


http://ayudaelectronica.com/radio-mobile-software-radio-enlaces/

Planillas de calculo 78

Diversidad

Grado de Servicio: SES, SE US 79

Calidad v/s Disponibilidad
Se distingue entre pérdida de calidad en un tiempo grande
•Indisponibilidad
y en un tiempo pequeño
•Fidelidad (o también simplemente calidad)
F En radioenlaces
•1.-Criterios
1 Indisponibilidad: pérdida de calidad (Ej BER) durante un tiempo ≥ To
I Fidelidad: pérdida de calidad (Ej BER) durante un tiempo < To
•2.-Objetivos
2 Se fijan en un % del tiempo y se suelen distribuir proporcionalmente a
la distancia
•3.-Evaluación
3 La indisponibilidad está ocasionada por
L Mal funcionamiento de Equipos
MLluvia
L La pérdida de fidelidad viene dada por
L Desvanecimiento Plano 80
D Desvanecimiento Selectivo

Calidad : Interrupciones

La calidad representa el grado en que, el radioenlace, estará en
condiciones de proporcionar el servicio para el que se ha diseñado.
c La pérdida de calidad viene dada por interrupciones en el servicio.
L Existen interrupciones debido a:
• Fallos o averías
• Condiciones anómalas de propagación (lluvia y desvanecimientos)
• Interferencias (internas o externas)
I que producen, en un periodo de tiempo,
• Un corte parcial o total de la señal
• Que aparezca un ruido elevado
• Que aparezca discontinuidades
• Que aparezca distorsión

81

Calidad : Interrupciones: indisponibilidad y calidad
Las interrupciones del servicio pueden darse en:
•Un periodo de tiempo largo (≥To s): Calidad de disponibilidad
•Un periodo de tiempo corto: Calidad de fidelidad

1) La Indisponibilidad cuantifica la probabilidad de que el sistema
NO se encuentre en condiciones de funcionamiento en un momento
dado.
• Cuando el sistema no está operativo durante más de To.
• Se cuenta el tiempo que está indisponible Tind:

• El tiempo de reestablecimiento del servicio es tiempo indisponible.
•Se debe medir en un tiempo T significativo: más de un año 82

Calidad : Interrupciones: indisponibilidad y fidelidad
2) La fidelidad: microinterrupciones y degradaciones ligeras y
breves
• Afecta a la nitidez o claridad de la señal recibida
• A veces se le denomina también “calidad”
• Se cuantifica atendiendo al % del tiempo en el que hay una BER por
encima de un umbral
e Siempre que estos errores no sean en un periodo consecutivo mayor
de To
T Se suele medir en el mes más desfavorable
 Ambas se cuantifican en % del tiempo.
 Para definirlas hay que especificar
• Criterio cuantitativo relativo al parámetro de calidad:
 Analógico: Potencia de ruido en banda base pWp0 (=pW0p)
 Digital: BER y Duración To
83

Calidad : Objetivos
Trayecto Digital Ficticio de Referencia para
radioenlaces digitales

84

Calidad : Objetivos
Parámetros

85

Calidad : Objetivos Indisponibilidad - Fidelidad

86

Calidad : Objetivos Indisponibilidad

87

Calidad : Objetivos Fidelidad

88

Resumen Rec UIT de Objetivos de calidad
R Circuitos de referencia T G.801
C Disponibilidad (Availability):
• Objetivos en redes de telecomunicaciones:
T G.827,b
• Objetivos en radioenlaces del servicio fijo:
R F.557,695,696,697 a R F.1703 b
;
R Fidelidad (Performance)
• Objetivos en redes de telecomunicaciones:
T G.821a T G.826,
; b
• Objetivos en radioenlaces del servicio fijo:
b
R F.594,634,696,697,a R F.1668
a Para canales con tasas inferiores a la primaria
b Para todas tasas 89

Norma Tec SUBTEL de Objetivos de calidad

Resolución 231 :
Norma de Calidad de
Funcionamiento y
Disponibilidad de Circuitos
Digitales

90

Diversidad
Diversidad: enviar información por caminos radioeléctricos
diferentes
• Espacial,
• de frecuencia,
• de ángulo,
• de polarización,
• de ruta
Según el tipo de procesado de Señal de los distintos caminos:
• Conmutación
• Combinación
Interesa correlación pequeña entre distintas señales a procesar
Ventajas:
• Reduce el % de tiempo de desvanecimiento
• Aumenta la fiabilidad (redundancia)
• Mejora la S/N o la BER 91

Diversidad de Espacio: reflexiones de suelo

Inclinación de las antenas (RR en mínimo diagrama radiación),
• Desplazamiento del punto de reflexión, altura de antenas
• Apantallamiento RR
• Sistemas antireflectantes: se ponen en fase (con φ) los RD y se
calcula s para cancelar la suma de RR. 92

Diversidad de Espacio: doble ruta

Poco probable un doble desvanecimiento
• Una sola frecuencia
• Redundancia sólo en Recepción: Fiabilidad en Rx.
• Se aconseja una distancia vertical de
93

Diversidad de Frecuencia

El periodo de desvanecimiento difiere para frecuencias
separadas entre 2-5%. En la práctica (escasez de frecuencias)
se separan un 1-2%
• Cuando una se desvanece la otra frecuencia no.
Redundancia Tx y Rx: Aumenta fiabilidad
Inconveniente: usar otro radiocanal (espectro es muy escaso
y caro) 94
Útil contra desvanecimiento selectivo.

Normativa de radio comunicaciones
Espectro Radioeléctrico

95

Nomenclatura bandas de Microondas
From To Name

1 GHz 2 GHz L
2 GHz 4 GHz S
4 GHz 8 GHz C
8 GHz 12 GHz X
12 GHz 18 GHz Ku
18 GHz 26.5 GHz K
26.5 GHz 40 GHz Ka
30 GHz 50 GHz Q
40 GHz 60 GHz U
50 GHz 75 GHz V
60 GHz 90 GHz E
75 GHz 110 GHz W
90 GHz 140 GHz F
110 GHz 170 GHz D 96

Asignación UIT bandas de Microondas

97

Objetivo de la Asignación de bandas
• Optimizar la utilización del espectro
• Minimizar interferencias
• Otros: facilitar interconexión en circuitos internacionales,
intercalado de radiocanales adicionales,

El plan de frecuencias recoge para cada banda:
• Su frecuencia central
• Su anchura
• Número de radiocanales
• Las portadoras asociadas a cada canal
• Separación entre frecuencias adyacentes y entre las frecuencias
extremas y los bordes
• Polarizaciones de cada portadora
• Tipo y calidad de radioenlace 98

Planes de Frecuencia

Ejemplo de plan para radioenlace digital: Rec 636 (14 GHz)
• Separaciones posibles entre canales 14 ó 28 MHz: 32 ó 16
radiocanales

99

Plan a 2 frecuencias:
una para cada sentido de la transmisión del vano

Frecuencias suficientemente separadas, para minmizar
interferencias intercanal hacia atrás y hacia adelante,
por directividad de antenas,

Se puede cambiar la polarización en cada vano.
100

Asignación de bandas bandas de Microondas
En el Reglamento de Radiocomunicaciones (2001, ITU-R) se asignan
al servicio fijo las bandas:
2,4,5,6,7,8,10,11,12,13,14,15,18,23,27,31,38,55 GHz
http://www.itu.int/ITU-R/publications/publication.asp?product=rr2001&lang=s
(previo pago)

Subtel Dto 127 de 18-4-2006

Gran saturación de bandas

101


PREGUNTAS

102

CONCLUSIONES

• Los distintos medios de Tx son aplicables según
sean los requerimientos específicos, ya sea desde
pares de cobre, la radio propagación a la fibra
óptica.
• La radio tiene grandes ventajas de flexibilidad de
instalación.
• La Fibra Óptica revolucionó el mundo de las
telecomunicaciones, constituyendo un adelanto
tecnológico altamente efectivo.
• Tiene como ventajas indiscutibles, la alta
velocidad, su inmunidad al ruido e interferencia,
reducidas dimensiones y peso.
103


Investigar:
1.- Lectura OSP: Normas de Operador (resumen 1/2 pag)
2.- Lectura OSP: protocolos de medición (resumen 1/2 pag)
3.- Obtenga alguna de las Rec UIT de FO y resuma datos relevantes.
4.- ¿qué es MFD en fo?
5.- Obtener el perfil para un R/E entre Valparaiso y Quillota, eligiendo
puntos de repetición si estima necesario. Calcular distancia de despeje
de 1a ZF. Elija banda a operar, considerando que el R/E es del tipo
STM1.
6.- Determine la atenuación de un cable de FO standard de larga distancia
de una longitud de 120 Kms. ¿será necesario uso de repetidor(s)?

Responder indicando la fuente
104

Redes de Telecomunicaciones cap3

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