Diseño e implementación de software para simulación de planta externa en Redes FTTP (FTTH+FTTB)

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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE SOFTWARE PARA SIMULACIÓN DE PLANTA EXTERNA EN REDES FTTP (FTTH+FTTB)

JUAN SEBASTIAN GOMEZ AVILA

20141373015

CARLOS ARTURO ARANGO MUÑOZ 20131273007

UNIVERSIDAD DISTRITAL

“Francisco José de Caldas”

Facultad Tecnológica

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CONTENIDO

I. INTRODUCCION ... 5

II. GLOSARIO ... 6

1. MARCO TEORICO ... 8

2. MARCO PRACTICO ... 25

2.1Consideraciones Previas ... 25

2.2Desarrollo De La Aplicación ... 32

2.3Programación De La Aplicación …………..………35

3. PRESENTACIÓN DE LA APLICACIÓN ... 50

3.1 Diagrama de clases………..50

3.2 Diagrama de casos de uso………51

3.3 Diagrama de secuencias………52

3.4 Implementación COLVATEL SA ………53

4. RESULTADOS……….………...55

4.1 Capacitación personal COLVATEL SA………55

4.2 Encuestas a grupo de técnicos en capacitación……….……60

4.3 Encuestas grupo de capacitadores FTTH……….……..62

5. PERSPECTIVA……….………64

6. CONCLUSIONES ... 65

7. BIBLIOGRAFÍA ... 66

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I. INTRODUCCION

La creciente implementación de las redes FTTP en el país, obliga a la existencia de personal calificado para realizar labores técnicas, de instalación y mantenimiento de la infraestructura requerida para el funcionamiento de los servicios. Por ser una implementación relativamente moderna no existen muchas herramientas que colaboren para la formación en universidades y empresas de telecomunicaciones. El software existente en el mercado es limitado, costoso y orientado en su mayoría al diseño sin hacer mayor énfasis en los elementos que componen en la red.

Se desea implementar un software que simule la estructura de planta externa de una red FTTP, explicando los elementos que intervienen y las pérdidas de potencias presentadas por distancias de cableados, empalme y conexión de dispositivos, evaluando un presupuesto óptico de enlace.

Se espera que el simulador implementado sea una herramienta que facilite la formación técnica en redes FTTP tanto en ambientes empresariales como educativos, siendo complemento de una buena práctica para un óptimo entendimiento de la planta externa de una red FTTP.

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II. GLOSARIO

Atenuación: La pérdida de potencia de una señal transmitida por el medio en que se propaga, por medios cableados la atenuación depende de la calidad de los materiales, la distancia a recorrer y las pérdidas que se puedan presentar por conexiones. La atenuación se expresa en unidades logarítmicas (dB) para mayor comodidad y comprensión.

FTTx: La tecnología de telecomunicaciones FTTx (del inglés Fiber to the x) es un término genérico para designar cualquier acceso de banda ancha sobre fibra óptica que sustituya total o parcialmente el cobre del bucle de acceso. El acrónimo FTTx se origina como generalización de las distintas configuraciones desplegadas (FTTN, FTTC, FTTB, FTTH...), diferenciándose por la última letra que denota los distintos destinos de la fibra (nodo, acera, edificio, hogar...).

FTTP: (Fiber-to-the-premises). Este término se puede emplear de dos formas: como término genérico para designar las arquitecturas FTTH y FTTB, o cuando la red de fibra óptica incluye tanto viviendas como pequeños negocios.

Planta Externa: Corresponde a la infraestructura de red por medio de la cual una empresa de telecomunicaciones suministra sus servicios a los usuarios finales., a esta pertenecen todo el conjunto de postes, cables, ductos y de más puntos que se pueden observar externamente y que de una forma u otra ingresan a las casas o edificios.

Presupuesto óptico: Es la máxima perdida que puede existir en un enlace por fibra óptica, medido en la unidad logarítmica decibel (dB). Es establecido por la potencia con la que emite el transmisor y la sensibilidad del equipo terminal

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empalme mecánico utiliza un elemento pasivo que enfrenta las fibras ópticas, presenta una perdida promedio de 0.2dB; un empalme por fusión utiliza una máquina que por medio de un arco eléctrico funde las fibras enfrentadas y las une de manera casi perfecta, presenta una pérdida promedio de 0.1dB.

Cables de FO outdoor: cables de fibra óptica fabricados para tendidos en infraestructura externa, tales como los DDR (Ducto-dieléctrico anti roedor) usado para canalizaciones subterráneas o los ADSS (Dieléctricos auto soportados) usados para acometidas aéreas.

Cables de FO indoor: cables de fibra óptica fabricados para acometidas en interiores. Podemos encontrar en este tipo de cables los Riser (cable ascendente) para tendidos verticales y el Drop (cable de bajada) para tendidos horizontales y acometidas de abonado.

Potencia de transmisión: Intensidad de la señal emitida por un transmisor hacia un determinado medio. Para el caso de comunicaciones por fibra óptica se utilizan tarjetas ópticas o transceptores para la emisión de señales con potencias entre 0dBm y 5dBm.

Sensibilidad: Capacidad de recepción del equipo terminal, define la potencia mínima necesaria para realizar el tratamiento de la información recibida.

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1. MARCO TEORICO

1.1. ¿Qué es Fibra Óptica?

La Fibra Óptica es un medio de transmisión físico capaz de alcanzar velocidades y distancias superiores a las de cualquier otro medio de transmisión habitual en cobre. Son construidos con filamentos de vidrio puro por donde se transmite y viaja un haz de luz, capaz de transmitir potentes anchos de banda y distancias desde pocos metros hasta kilómetros de distancia. Existen diferentes tipos de fibra óptica, tanto para trasmisión de datos como para iluminación.[1]

El cable de fibra óptica consta de hilos extremadamente finos de silicio ultra-puro diseñado para transmitir señales luminosas.

Figura 1. Composición de la fibra óptica [2]

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La siguiente tabla muestra características de diferentes tipos de cables con respecto a la fibra óptica.

Tabla 1. Características de los cables de fibra óptica [3]

Es importante saber que para instalar un tipo de cable u otro los equipos receptores o enlazados entre sí han de soportar dichos cables, de no ser así habría que instalar unos acopiadores o conversores para que la tecnología y la instalación funcionen correctamente.

1.2. Tipos de fibra óptica

1.2.1.Fibras Multimodo

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Multimodo tienen un coste inferior (LED). Este tipo de fibras son las preferidas para comunicaciones en pequeñas distancias, hasta 10 Km.

Figura 2. Índice Gradual Fibra Óptica[4]

1.2.2.Fibras Mono modo

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Figura 3. fibra mono modo [3]

1.3. Características de las Fibras Ópticas

Debido a la simetría circular se tiene que todos los rayos de luz que inciden dentro del cono con ángulo Φ se encontrarán con un ángulo mayor al crítico y por lo tanto serán guiados dentro del núcleo sin refracción. Los que estén fuera del cono sufrirán sucesivas refracciones y se atenuarán paulatinamente en los primeros metros de fibra óptica. Incluso en pequeñas curvaturas cambiarán las condiciones de reflexión y existirá refracción parcial introduciendo una atenuación sobre la energía propagada.

Se denomina apertura numérica NA (Numerical Aperture) al valor sin unidad;

NA = Sen Φ = (n12-n22)1/2

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línea Zo. Si dos líneas tienen igual impedancia Zo el acoplamiento de energía es completo y no existe onda reflejada (Pérdida de retorno). Por lo tanto, se suele comparar la característica de apertura numérica de las fibras ópticas con la impedancia característica de las líneas o guías de ondas.

Figura 4. Clases de fibra óptica [3]

1.4. ¿Qué es FTTx?

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FTTH (home). En FTTH o fibra hasta el hogar, la fibra llega hasta el interior o fachada de la misma casa u oficina del abonado

Figura 4.hogar FTTH [4]

Para la instalación y/o mantenimiento de redes FTTH se utilizan instrumentos electrónicos de precisión denominados analizadores FTTH que miden diferentes parámetros de las señales utilizadas en la tecnología de telecomunicaciones FTTH. Entre los parámetros a medir se deben encontrar la potencia óptica, MER, BER, velocidad de símbolo, etc.

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FTTE (Fiber To The Enclosure): fibra hasta el armario de distribución.

FTTC (Fiber To The Curb): fibra hasta la acera.

FTTB (building). En FTTB o fibra hasta el edificio, la fibra termina antes, típicamente en un punto de distribución intermedio en el interior o inmediaciones del edificio de los abonados. es de este punto de distribución intermedio, se accede a los abonados finales del edificio o de la casa mediante la tecnología VDSL2 (Very high bit-rate Digital Subscriber Line 2) sobre par de cobre o Gigabit Ethernet sobre par trenzado CAT5. De este modo, el tendido de fibra puede hacerse de forma progresiva, en menos tiempo y con menor coste, reutilizando la infraestructura del abonado.

Figura 5. Hogar FTTB[4]

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y unos costes de mantenimiento considerablemente menores que las tecnologías ASON.

Figura 6. Redes FTTX[3]

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1.5. Conectores y Empalmes Para Fibra Óptica

1.5.1.El empalme mecánico

Las limitaciones de los empalmes de fusión y de los cordones predeterminados están conduciendo a los instaladores – particularmente en Asia donde el despliegue FTTH está más avanzado – a reconsiderar las ventajas del empalme mecánico. En este empalme se alinean y ensamblan las fibras juntas con medios mecánicos, tales como un canal en “v” como el utilizado en las fusionadoras, que es una manera simple de alinear fibras aprovechando su geometría. Tradicionalmente ha habido reservas sobre los empalmes mecánicos respecto a su coste y funcionamiento, al no resultar muy adecuadas para la conexión de grandes cables multifibras en una única operación, sin embargo ahora suponen una alternativa eficaz a las fusionadoras, en términos de económicos y tecnológicos, para la conexión individual de pocas fibras en muchos lugares a la vez, en definitiva en el despliegue de acometidas.[2]

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Los dos parámetros ópticos relevantes son la pérdida de la inserción (cuánta luz se pierde al atravesar el empalme) y la pérdida de retorno (cuanta luz se refleja en la transición del empalme).

La mayoría de los empalmes mecánicos y las fusionadoras portátiles más económicas que han sido utilizadas para el despliegue de FTTH tienen pérdidas de inserción comparables, puesto que ambas alinean las fibras usando el diámetro del revestimiento (superficie de cristal externa de la fibra) como referencia (en comparación con la alineación por núcleo antes de empalmar, que ofrecen las fusionadoras más costosas).

En los empalmes de fusión, la fibra se funde, de modo que no hay superficies en las que la luz se puede reflejar. En los empalmes mecánicos hay dos extremos de la fibra enfrentados. El empalme se rodea de un gel adaptador de índices de refracción que protege el empalme y reduce las reflexiones.

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Figura 9. Empalme Mecánico Fo.[6]

Un empalme mecánico de fibra óptica típico consiste en una cubierta plástica pequeña con un elemento de la aleación de aluminio que sirve a la ver para alinear y para retener las fibras de forma precisa. Según explicamos anteriormente, un gel de adaptación de índices de refracción en el interior del empalme se encarga de reducir las pérdidas de inserción, con un promedio por empalme de menos de 0.1dB, comparable al empalme de fusión. Tanto con la fusión como con el empalme mecánico, el proceso depende de la calidad de las fibras. Si las fibras o su corte son de baja calidad las pérdidas serán mayores.

1.5.2.Empalmes de fusión

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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, Fusionadoras o Máquina de Empalme. La máquina realiza como funciones principales: aproximación de las fibras, alineamiento, fusión, cálculo de pérdidas estimadas (figura 2) y por último las máquinas disponen de un calefactor integrado que permite colocar el protector al empalme.[1]

Para realizar un empalme, las fibras se deben pelar (retirar la protección primaria), limpiar con papel o gasas que no suelten partículas impregnados en alcohol, preferentemente etanol, aunque también se puede utilizar alcohol isopropílico. Y por último, se deben cortar, utilizando una cortadora de precisión que asegure que el ángulo de corte con respecto a la perpendicular sea menor a 1º. Se colocarán las fibras en la máquina procurando que no se ensucien y se realiza el empalme simplemente apretando un botón, ya que la máquina realiza el proceso de modo automático. Una vez finalizada la fusión, la máquina evalúa las pérdidas del empalme y se puede proceder a la colocación del protector del empalme.

Los alineamientos de las fibras son los factores que más influyen en las pérdidas de señal óptica de los empalmes de fibras ópticas, pueden ser de tres tipos: longitudinales (separación), laterales y angulares.

Las pérdidas de señal ópticas dependerán del valor de los errores en estos alineamientos y de las características de las fibras a empalmar, entre las que se encuentran los diámetros de los núcleos y las Aperturas Numéricas (NA) de las mismas.

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superficie del corte. Para realizar estos cortes se utilizan cortadoras de precisión.

Figura 10. Fusionadora[2]

1.6. Conectores

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Figura 11. Clases de Conectores[4]

Por supuesto, el mercado es el que con el tiempo determina cuáles son los conectores eficaces, aunque se ha intentado en varias oportunidades estandarizar los conectores. Algunos son únicos para ciertos sistemas o redes, por ejemplo, la FDDI (interfaz de datos distribuida por fibra) la primera red de área local LAN, y el ESCON, la interfaz para conectar los servidores centrales (mainframe) de IBM a periféricos, necesitaban conectores especiales. La norma TIA 568 originalmente determinaba que los conectores SC eran los estándar, pero luego cuando los usuarios comenzaron a utilizar más los conectores ST que los SC y una nueva generación de conectores más pequeños fue introducida, la norma TIA-568B fue modificada y estableció que se aceptaba cualquier conector que fuese respaldado por las normas de FOCIS.[3]

1.6.1.Formas y tipos de pulido de la férula del conector

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fibras. Los extremos de las férulas se pulían en superficies planas y resistentes.

Los primeros conectores ST y FC con férulas con ranuras estaban diseñados para unirse completamente, lo que ahora llamamos conectores de tipo "contacto físico" (PC). Estos primeros conectores todavía tenían el extremo plano pulido. Al reducir el espacio de aire se reducía la pérdida y la reflexión (lo que es muy importante para los sistemas Monomodo basados en láser), ya que tiene una pérdida de alrededor del 5% (equivalente a 0.25 dB) en cada espacio de aire y la luz vuelve reflejada a la fibra. Mientras que los conectores con espacio de aire normalmente tenían pérdidas de 0.5 dB o más y una reflexión de -20 dB, los conectores PC tienen menos pérdidas, de 0.3 dB y una reflexión menor, de -30 a -40 dB. Los conectores PC deben ser pulidos en una superficie plana con una almohadilla suave para permitir un pulido convexo.[2]

Figura 12. Clases de Pulido Fo [2]

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La solución definitiva para los sistemas Monomodo extremadamente sensibles a las reflexiones, como la televisión por cable (CATV) o las redes de telecomunicaciones con una tasa de bits alta, fue la de realizar ángulos de 8 grados en el extremo de la férula para crear lo que denominamos un conector APC o conector PC angulado. Luego, cualquier luz reflejada está en un ángulo que se absorbe en el revestimiento (cladding) de la fibra, lo que resulta en una reflectancia menor a -60 dB.

1.7. Elementos de la red FTTx

La red de acceso consta de toda serie de elementos y equipamientos necesarios para realizar la conexión entre el proveedor de servicio y el bucle de abonado. El nodo central es el punto en el cual los proveedores de servicios realizan la interconexión con la red de acceso. La red de acceso local se denomina como “la última milla” o “el bucle local” La red de acceso puede ser implementada de distintas maneras, pero la mejor elección es el medio de acceso óptico. Esto es, se considera una de las mejores opciones para el futuro debido al inmejorable rendimiento que ofrece la fibra óptica para las redes FTTH, gran capacidad, pocas pérdidas, etc. Generalmente una red de acceso óptica está integrada por los siguientes elementos:

• OLT (Optical Line Terminal): es el elemento activo situado en la central

del proveedor. De él parte el cable principal de fibra hacia los usuarios y es él mismo el que se encarga de gestionar el tráfico hacia los usuarios o proveniente de ellos, es decir, realiza funciones de router para poder ofrecer todos los servicios demandados por los usuarios. Cada OLT suele tener la suficiente capacidad para proporcionar un servicio a cientos de usuarios. Además, actúa de puente con el resto de redes externas, permitiendo el tráfico de datos con el exterior[6]

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1. Realizar las funciones de control en la red de distribución: control de las potencias emitidas y recibidas, corrección de errores e interleaving.

2. Coordinar la multiplexación de los canales de subida y de bajada.

Cada OLT, adquiere datos de tres fuentes diferentes de información, actuando como concentrador de todas ellas. Así pues, el OLT de cabecera tiene conexión con las siguientes redes

• ONT (Optical Network Terminal) u ONU (Optical Network Unit): es el

terminal situado en casa del usuario que termina la fibra óptica y ofrece las interfaces de usuario. Los ONT son los elementos encargados de recibir y filtrar la información destinada a un usuario determinado procedente de un OLT. Además, de recibir la información y dársela al usuario en un formato adecuado. Cumple la función inversa, es decir, encapsula la información procedente de un usuario y la envía en dirección al OLT de cabecera, para que éste la re direccione a la red correspondiente

• ODN (Optical Distribution Nodes) u ORN (Optical Remote Node):

consiste en un nodo que distribuye la señal desde la centralita hasta los hogares. Consta de splitters, tramos de fibras ópticas, empalmes y conectores.

• Splitter o Divisor óptico: elemento pasivo que se encarga de

direccionar la señal proveniente del OLT hasta cada uno de los usuarios.

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donde la señal de entrada se distribuye en dos caminos diferentes, resultando en una pérdida de potencia aproximadamente de 3,5 dB. Cada camino vuelve a separarse en dos permitiendo mayor distribución, pero también adicionando nuevamente una pérdida de potencia. Por ejemplo, un splitter de razón 1:32 tendrá 5 etapas de splitter resultando en una pérdida de potencia de aproximadamente 5 x 3,5 dB = 17.5dB. En realidad, la pérdida introducida no es exactamente el igual en un splitter 1:32 que si se colocan 5 splitters de relaciones 1:2, esta será algo superior y se debe a la introducida por los conectores externos necesarios, mientras que en el otro caso esto se realiza internamente. En el siguiente cuadro se pueden ver las pérdidas típicas introducidas por algunos splitter comercialmente disponibles.

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2. MARCO PRACTICO

2.1. Consideraciones Previas.

Antes de realizar el diseño de la aplicación es necesario tener en cuenta algunos parámetros y consideraciones de las fibras ópticas y los equipos utilizados en una red FTTH operativa. Para este caso se tuvieron en cuenta elementos utilizados en la red FTTH implementada por ETB.

Los equipos y parámetros para considerar y que se usan como base son:

2.1.1.Cables de Fibra Óptica

En el proyecto FTTH ETB se utilizan distintos cables de fibra óptica dependiendo el entorno en el cual se instale el mismo. La siguiente tabla muestra los tipos de cable, fabricantes utilizados, el ambiente de uso del cable y sus pérdidas.

Tipo de

cable Entorno Fabricante Estructura

Perdida dB/Km

DDR Acometida externa canalizada Fiberhome Holgada 0,3 ADSS Acometida externa aérea Fiberhome Holgada 0,3 Riser Acometida interna vertical Prysmian Ajustada 0,4

Drop

Acometida interna horizontal Tyco Ajustada 0,3 Acometida aérea de abonado Corning Holgado 0,3

Tabla 3. Cables de FO [1] 2.1.2.Splitters ópticos

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Relacion de splitter

Perdida dB

1:2 3,5

1:4 7

1:8 10,5

1:16 14

1:32 17,5

1:64 21

Tabla 4. Perdida por relación de Splitter [5]

2.1.3.OLT y ONT

Los equipos OLT que se tomaron como modelo y utilizados por ETB en su proyecto son fabricados por Alcatel, transmiten una potencia configurable entre 0dBm y 5dBm.

Los ONT utilizados por ETB de marca ZTE y Alcatel tienen una sensibilidad de -26dBm, sin embargo, dependiendo su aplicación se pueden encontrar equipos más o menos sensibles.

2.1.4.Conectores y pulido

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Figura 14. Conector SC A PC[19]

2.1.5.Consideraciones técnicas

El proyecto define una cobertura de 64 usuarios por cada puerto OLT distribuidos en dos niveles de splitter, el segundo nivel de splitter corresponde al punto de acceso o NAP que se ubica en los sótanos de los edificios y los postes como punto de conexión hacia los usuarios finales.

Teniendo en cuenta la anterior información se cumple con una perdida por splitting constante de 21dB como se muestra a continuación.

Relación splitter 1er nivel

Relación splitter 2do

nivel Total de usuarios

1:2 1:32

64

1:4 1:16

1:8 1:8

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2.1.6.Pruebas de potencia y reflectométricas

Medición de potencia

Es necesario conocer la potencia en un punto específico para mantener un seguimiento del presupuesto óptico. En el caso de FTTH ETB, el procedimiento técnico de instalación de servicios indica que el personal debe realizar medición de potencia en el último punto de acceso antes de instalar el tramo final de fibra hacia el usuario y en la toma terminal cuando se instala en ONT o modem óptico.

Power Meter: Equipo utilizado para realizar una medición de potencia (dBm) en un puto específico, es necesario que exista conector y que el enlace se encuentre activo.

Figura 15 Power Meter.[20]

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Cuando se realizan labores de empalme e instalación de puntos de acceso en la planta externa se debe generar un reporte de los empalmes y las conexiones por medio de una gráfica que muestre la pérdida del enlace en todo su recorrido.

OTDR: (Optical Time Domain Reflectometer) Traza una gráfica de potencia versus distancia indicando los cambios de potencia en un enlace óptico, es necesario que exista conector terminal pero el enlace no debe estar activo.

Figura 16. OTDR [21]

No se puede mostrar la imagen en este momento.

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Cada variación en la gráfica implica un evento en el enlace óptico, por ello es importante saber su interpretación y conocer los eventos que frecuentemente se observan.

Evento reflectivo: Se muestra como un cambio drástico de ganancia a pérdida de potencia, este evento es causado por conectores y splitter.

Evento no reflectivo: Se muestra como una pérdida de señal o una caída escalonada, este evento es causado por empalmes cuando se observa una caída pequeña y por estrés en la fibra óptica cuando la caída es drástica.

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2.2. Desarrollo de la Aplicación

La plataforma permite aprender de forma clara el funcionamiento de las redes FTTP dando al usuario una experiencia amigable y pertinente, por medio de ayudas inmersas se explica de manera sencilla el manejo de la aplicación mostrando características de las barras de herramientas y una corta reseña de los elementos que se encuentren en las mismas. Se muestra al aprendiz una buena herramienta que complementa la práctica técnica y la formación teórica en la composición y el manejo de las redes FTTP.

Los temas fundamentales para complementar la formación técnica por medio de la aplicación son:

2.2.1.Claridad en conceptos FTTP

El manejo de la aplicación es un adicional a la formación práctica de técnicos y estudiantes, por ello se debe explicar previamente todos los conceptos, características, funcionamiento y composición de las redes FTTP de manera que el usuario comprenda la aplicación y la relacione con todo lo aprendido.

2.2.2.Conocimiento de los elementos de red FTTP.

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2.2.3.Análisis de las pérdidas del enlace y manejo del presupuesto óptico.

Corresponde a la parte más importante dentro del aprendizaje pues es vital que el aprendiz entienda que al igual que en otros medios de comunicación la fibra presenta perdidas por conexiones, derivaciones, distancia y fallos de construcción de la red. Se debe entender que un buen enlace óptico es aquel que presenta una perdida menor y lo más posiblemente alejada del presupuesto óptico.

2.2.4.Medición de potencia e interpretación de gráfica OTDR.

La medición de potencia en el punto de acceso (NAP) o en un punto específico de la red permite al estudiante hacer un monitoreo constante al presupuesto óptico. La adopción de esta práctica aumenta la calidad de las instalaciones y los mantenimientos que realizarán los técnicos en la operación.

2.2.5.Iconos de la aplicación.

Los iconos de la aplicación se obtienen teniendo en cuenta documentos existentes de redes FTTx, tales como la norma UIT G984.1, documentos del FTTH counsil y guías de equipos de certificación como el EXFO FTB-720.

• CONECTOR

• ONT

(a)

34 • OLT

• EMPALME

• SPLITTER

Como se planteó el anteproyecto el desarrollo de una interfaz de tipo simulador de la planta externa FTTP, desarrollada en el compilador Java Netbeans bajo la licencia de GLPv2.0 de Java development kit para el uso de desarrollo de aplicaciones libres para ser compartido con todos los usuarios y asegurar que este sea libre.

Figura 18. Iconos de la aplicación. (a)conector; (b)ONT; (c)OLT; (d)empalme; (e)splitter

(c)

(d)

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Figura 19. Metodología de desarrollo

2.3. Programación de la aplicación

2.3.1.Parametrización de elementos

Para realizar una correcta interfaz, se creó una clase que se encargaría de crear los elementos y de parametrizar estos mismos permitiendo de esta forma realizar una conexión entre clases para mostrar los iconos de los elementos que se van creando por solicitud del usuario.

Planteamiento del Problema

Dar solución al Planteamiento

Parametrización de elementos de

red Diseño de Interfaz Implementación de Software Desarrollo del software Diagnostico y verificación del Software Reportes

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Figura 20. Crear componentes.

Se estudió la mejor forma de crear y parametrizar los elementos, utilizando las funcionalidades que brinda Java Netbeans apoyados con la librería de Javax.Swing que permite cargar una imagen a un elemento, posicionarlo y otorgar características como su tamaño, resolución, color y acción a realizar.

Figura 21. Elemento de Interfaz

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2.3.2.Desarrollo de la Interfaz

Como forma práctica y entendible para el personal técnico y académico se buscó la forma de que los participantes experimentaran con el simulador un ambiente amigable pero a la vez realista de la estructuración de una red FTTP y de los elementos principales que intervienen en ella desde la señal que se emite en el nodo hasta el usuario final ya sea cliente hogar o un cliente residencial.

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Figura 23. Creación de múltiples elementos

La programación de la clase principal fue orientada de forma modular, donde se efectúa el llamado de cada uno de los métodos “Action Listener” que ejecutan el llamado del método de creación del objeto desde la clase crear componentes.

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Después de tener todos los elementos creados se procede a realizar los métodos de contar los elementos e identificación de cada uno de ellos dentro del programa para conocer su posición, sus características. Y eliminar los objetos.

Figura 25. Elementos creados.

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Figura 26. Parametrización OLT.

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Figura 28. Parametrización Conector

2.3.3.Desarrollo del menú de trabajo del simulador FTTPsim.

Se realizó un entorno para la aplicación similar a uno trabajado sobre un sistema Windows donde permite crear, abrir, guardar y cerrar la aplicación desde una pestaña con un submenú con la librería Javax.Swing.Menus

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Los archivos creados y guardados tendrán la extensión “.FTTPsim”, podrán ser utilizados únicamente desde el simulador dado que se creó exclusivamente este formato para el desarrollo de la aplicación y evitar que se pueda abrir un archivo incorrecto.

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Figura 31. Menú Abrir Proyecto

Existe una pestaña de ayuda donde se encontrara información sobre el manual de uso de la aplicación e información sobre la licencia libre para el desarrollo de la aplicación, la descripción y características técnicas dadas por los fabricantes de cada uno de los elementos que componen la red de planta externa FTTP.

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Cuando los componentes están en el área de trabajado, puede desplegar un menú adicional con clic derecho, que permite ver las propiedades del elemento seleccionado, realizar la conexión entre los elementos que se encuentren conectados o poder eliminar este mismo.

Figura 33. Conexión elementos

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Para dar las propiedades del cable como su longitud se despliega un submenú donde nos solicitara ingresar la longitud de este en (m).

Figura 35. Parámetros Cable

Es posible personalizar la aplicación haciendo cambios sutiles como la imagen del logo y el inicio de la aplicación, esto se realiza haciendo el uso de la librería “Javax.swing.ImageIcon”, para el caso del simulador se diseñó el siguiente logo, el cual está ubicado en la parte superior izquierda y anclado en la barra de inicio cunado la aplicación se está ejecutando.

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Figura 37. Vista Logo

Figura 38. Logo modo icono

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Figura 39. Contenedor Imágenes proyecto

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La aplicación permite realizar la conexión de los elementos mostrados en la barra de componentes, los cuales comprenden una red FTTH como la vista en ETB, a continuación, se muestra un ejemplo de una interconexión entre los elementos para conocer su funcionalidad, características propias dentro de la red y la simulación de cómo se comportan entre ellos.

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2.3.4.Caracterización de los elementos

Elemento Uso

Perdida ficha técnica (dB/Km) Perdida caracterizada (dB/Km)

Cable DDR Acometidas externas canalizadas 0,2 a 0,6 0,3 Cable ADSS Acometidas externas aéreas 0,2 a 0,6 0,3 Cable Riser Acometidas internas verticales max 0,6 0,4

Cable Drop Acometidas de abonado max 0,35 0,3

Elemento Uso

Perdida Ficha Técnica (dB) Perdida caracterizada (dB)

Conector SC APC Prefabricado 0,15 a 0,3 Configurable 0,1 a 5

Manual 0,3 típica

Splitter

Domo Primer nivel, relación 1:2 3,7 3,5

Domo Primer nivel, relación 1:4 7,1 7

Domo/NAP Primer y segundo nivel, relación 1:8 10,5 10,5

Segundo nivel relación, 1:16 13,7 14

Segundo nivel relación, 1:32 17,1 17,5

Empalme Fusión 0,1 Configurable de

0,01 a 5

Mecánico 0,07 a 0,5

Elemento Uso Potencia Tx

(dBm)

Potencia caracterizada

(dBm)

OLT Equipo transmision Nodo -2 a 9 0 a 5

Elemento Uso Sencibilidad

Rx (dBm)

Sencibilidad caracterizada

(dBm)

ONT Modem óptico cliente -7 a -27 -7 a -27

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Figura 42. Prueba reflectrométrica

3. Presentación de la aplicación 3.1. Diagrama de Clases

51

3.2. Diagrama casos de uso

52

3.3. Diagrama de Secuencias

53

3.4. Implementación en Colvatel SA

Se incluye el uso de la aplicación dentro del proceso formativo para técnicos instaladores y reparadores FTTH en Colvatel SA ESP pues se cuenta con una sala de sistemas que permite su uso como complemento a la explicación teórica de las redes FTTH. A continuación se muestra el contenido de la capacitación técnica impartida, los temas resaltados serán complementados con el uso de la plataforma pues corresponde al conocimiento de la planta externa de la red FTTP.

TEMA Instalación y Mantenimiento de Servicios FTTH

1 Introducción FTTH 2 Infraestructura red ETB

3 Conceptos básicos FO (Ventajas, partes, funcionamiento, tipos) 4 Tipos de cable FO (holgados, ajustados)

5 Código de colores FO

6 Manipulación de cables de FO

7 Vision sistémica FTTH (Redes PON, FTTX, Splitters) 8 Elementos de red FTTH

9 Red FTTH ETB

10 Instalación en planta externa (tendido red de abonado)

11 NAP´s

12 Conectorizacion FO

13 Empalmes mecánicos y por fusión 14 Red interna (tendido vertical, horizontal) 15 Preparación de cables

16 Instalación de elementos de distribución 17 Medición de potencia (dB, dBm)

18 Herramientas de medición e identificación de red (Power Meter, VFL) 19 Presupuesto óptico

20 Conceptos básicos redes de datos (bit y Byte, Modelo TCP/IP, redes LAN, redes WAN) 21 Instalación y configuración de terminal óptico de red (ONT)

22 Aprovisionamiento de servicios (voz y datos) 23 Cableado UTP (nomas de conectorización) 24 IP TV (conceptos, arquitectura de red) 25 Formatos de video

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27 Set Top Box (Cables de conexión A/V, funciones control remoto) 28 Aprovisionamiento de servicio de IP TV

29 Entrega de servicio (informes, plataformas) 30 Comportamental y atención al cliente 31 Solución de Fallos en Servicios FTTH

Público

Técnico instalador - Reparador FTTH

Supervisor técnico instalador reparador FTTH Auxiliar Instalador FTTH

Duración Horas ₉₆

Tabla 7. Contenidos de Capacitación FTTH.

En cuanto a los espacios para capacitación, se cuenta con aulas de capacitación técnica, zona de prácticas y laboratorio de sistemas, este último importante para dar la explicación y el uso de la aplicación.

55

4. RESULTADOS

4.1. Capacitación de personal COLVATEL SA

Los aprendices realizan las prácticas de la aplicación simulando una infraestructura de red con unos datos de componentes y pérdidas suministrados por el capacitador. Luego de la práctica se socializan las diferentes simulaciones con el grupo de trabajo.

56

Figura 48. Capacitación Grupo 2

57

Figura 49. Grupo 1 TDR

58

Figura 50. Grupo 1 inducción

Teniendo en cuenta las practicas realizadas con personal técnico en proceso de capacitación para aprovisionamiento de servicios FTTH en Colvatel SA ESP, se puede resaltar la siguiente información.

• Se evidencia un mayor entendimiento por parte de los aprendices

en cuanto al funcionamiento de los elementos de red FTTH y sus pérdidas típicas dentro de la infraestructura ETB.

• Hubo más claridad al momento de realizar prácticas tecnicas pues

las personas identificaron y comprendieron la ubicación de los elementos en su distribución por la planta externa.

• Se encuentra una mejora en los resultados de las evaluaciones

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hacer uso de la aplicación, tal como se muestra en la siguiente tabla

NOMBRE

CANTIDAD DE PREGUNTAS

PUNTAJE NOTA

TECNICO AREA

Florez Vargas Victor Dayan 30 27 85% Aprovisionamiento FTTH G1

Vallejo Maldonado Brandon Smith 30 27 84% Aprovisionamiento FTTH G1

Benitez Esteban Jhon Jairo 30 26 82% Aprovisionamiento FTTH G1

Oviedo Hernandez Enrique 30 27 76% Aprovisionamiento FTTH G1

Batero Manso John Jaime 30 27 67% Aprovisionamiento FTTH G1

Arias Quilindo Julián 30 28 87% Aprovisionamiento FTTH G1

Martin Madero Edisson 30 28 93% Aprovisionamiento FTTH G2

Parra Yara Victor 30 27 90% Aprovisionamiento FTTH G2

Miranda Argumero Dunel David 30 26 88% Aprovisionamiento FTTH G2

Arango Amorocho Elberth Giancarlo 30 25 84% Aprovisionamiento FTTH G2

Calderon Mondragon Miguel Angel 30 29 97% Aprovisionamiento FTTH G2

Tarazona Calderon Hermes 30 30 100% Aprovisionamiento FTTH G2

Solano Montesino Ivan Alfonso 30 26 87% Aprovisionamiento FTTH G2

Angarita Leyva Kevin Julian 30 25 83% Aprovisionamiento FTTH G2

Tabla 8. Resultados de evaluación

Figura 51. Promedios de calificación.

PROMEDIO G1 PROMEDIO G2

60

NOTA: Las evaluaciones expuestas se realizaron mediante la plataforma Colv@aprende que funciona sobre Moodle.

Figura 52. Portada PlataformaMoodle Colvatel SA ESP.

4.2. Encuestas a grupo de técnicos en capacitación

61

Pregunta Respuestas

Características visuales de la aplicación (Iconos, Colores, Presentación, Barras de

herramientas). 1 2 3 4 5

0 1 3 2 2

0 12.5% 37,5% 25% 25%

Facilidad del manejo de la

aplicación. 1 2 3 4 5

0 0 2 4 2

0 0 25% 50% 25%

Parámetros de configuración y entorno acorde a la estructura de la

red FTTP 1 2 3 4 5

0 1 1 3 3

0 12,5% 12,5% 37,5% 37,5%

Con el uso de la aplicación, mi comprensión acerca del

funcionamiento de la red FTTH... Mejoró Se mantuvo Empeoró

6 2 0

75% 25% 0

El uso de la aplicación logra que la calidad de mis actividades

técnicas... Mejore Siga igual Empeore

7 1 0

87,5% 12,5% 0

Valore la utilidad y la pertinencia de la aplicación dentro de su proceso

de formación técnica Muy útil Útil Poco útil

6 2 0

75% 25% 0

Tabla 9. Resultados encuesta aprendices técnicos

62

4.3. Encuestas grupo de capacitadores FTTH

Posterior a la explicación de la aplicación y su uso en los grupos de capacitación, se encuestó el grupo de formación en FTTH de Colvatel SA (ver Anexo 1).

• Respuesta Si/No

1. ¿Le parecen apropiadas las características visuales de la aplicación? (Iconos, Colores, Presentación, Barras de herramientas)

2. ¿Los elementos mostrados cumplen con las convenciones de la red y son acorde a la capacitación planteada?

3. ¿Las barras de herramientas muestran de manera clara la información teniendo en cuenta lo que se busca realizar?

• Respuestas con calificación 1 a 5

4. Facilidad de instalación y configuración de los elementos en el área de trabajo

5. Facilidad de conexión de los elementos

6. Parámetros de configuración acordes al proyecto

7. Tipos de cable y perdidas respectivas acordes al proyecto

8. Cálculos de la plataforma sobre el enlace simulado (perdida total y presupuesto óptico)

9. Gráfica reflectométrica OTDR

• Respuesta Si/No

10. ¿Cree usted que la herramienta facilita el entendimiento del personal técnico en el proceso de capacitación?

63

12. ¿La herramienta refuerza los conceptos abarcados durante el proceso de capacitación?

13. ¿Con la experiencia adquirida luego del uso de la aplicación hubo mejora en los resultados de evaluación del personal técnico?

14. ¿El uso de la aplicación aumenta calidad de las actividades de instalación y mantenimiento de servicios ofrecidos por la compañía?

Se obtuvo las siguientes respuestas

Preguntas encuesta

Nombre Cargo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Cesar Javier Cortes Baron Formador SI SI SI 5 5 5 5 5 5 SI SI SI SI NO Carlos Andres Ribon Rinaldi Lider Laboratorio SI SI SI 5 4 5 5 5 5 SI SI SI SI S Guillermo Alberto Arriaga Torralba Formador SI SI SI 5 5 5 5 5 5 SI SI SI SI SI Oswaldo Camacho Sandoval Formador SI SI SI 5 5 5 5 5 5 SI SI SI SI SI Carlos Fabian Castro Parra Formador SI SI SI 5 5 5 5 5 5 SI SI SI SI SI

Tabla 10. Resultados encuesta capacitadores

Teniendo en cuenta los resultados de la encuesta se puede observar la buena acogida de la plataforma por parte del grupo de formación. Dentro de sus observaciones para futuras mejoras de la aplicación se puede resaltar lo siguiente:

• Se sugiere el uso de una cuadricula en el área de trabajo

• Se podría permitir más parámetros erróneos en la configuración de los

elementos con el fin de aumentar más el análisis de los aprendices.

• Los cables podrían mostrase en un icono como cualquier elemento.

64

5. PERSPECTIVA

El desarrollo de este proyecto da camino a futuras propuestas que puedan hacer uso de la idea para nuevos estudios o desarrollos dentro de la universidad.

• Mejoras en la aplicación: implementación de nuevos elementos o

ampliación en la funcionalidad de los existentes, posibilitar simulaciones simultaneas.

• Evaluación del impacto económico luego de varios meses, producto de

la utilización de un simulador antes de las practicas técnicas o la operatividad del personal.

• La implementación de esta aplicación básica de simulación de redes

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6. CONCLUSIONES

• La simulación de la planta externa de la red FTTP permite modelar los

elementos que la comprenden y parametrizar sus valores de potencia y pérdidas validando la importancia del presupuesto óptico para el correcto funcionamiento de los servicios. Se logra crear elementos que se pueden configurar de manera acorde al proyecto FTTH ETB mostrando sus diferentes configuraciones de red dependiendo el modo de acceso al usuario (FTTH/ FTTB)

• La potencia en una red pasiva se comporta de manera lineal pues la

pérdida de sus elementos se expresa en unidades logarítmicas (dB) que muestran variaciones acordes a las definidas por los fabricantes y su calidad de instalación, esto facilita el cálculo del presupuesto óptico, la caracterización de los elementos del simulador y la pérdida total del enlace.

• La acotación en los parámetros de los elementos para las distintas

configuraciones de red permite simular la viabilidad del funcionamiento de los servicios de voz datos y televisión ofrecidos por ETB a los usuarios teniendo en cuenta la potencia recibida por el equipo terminal ONT.

• La mejora en los resultados de evaluación y las encuestas realizadas a

66

7. BIBLIOGRAFÍA

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[19] HTTP://WWW.METRICOM.COM.CO/FIBRA.HTM

[20] HTTP://FIBRAOPTICA.BLOG.TARTANGA.EUS/2013/12/20/1175

[21] Http://Www.Used-Line.Com/List-Fiber-Optics/Otdr/Exfo-Axs-110-Mm

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8. ANEXOS