SISTEMAS de ACCESO OPTICOS (xpon) sistemas de telecomunicación (STEL-2011)

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tema 3

SISTEMAS de ACCESO

OPTICOS (xPON)

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sistemas de telecomunicación (STEL-2011)

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GPON EN ESPAÑA SISTEMAS GPON

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4 GPON: arquitectura genérica /1

-> UNI: Ethernet (10Base-T, 1000Base-T,..), ATM, E1,E3,….

-> SNI: Ethernet (1000Base-X), POTS, ATM,E1, E3,..

OLT -> Optical Line Termination

ONU -> Optical Network Unit

ODN -> Optical Distribution Network

UNI -> User Network Interface

SNI -> Service Network Interface

SNI

UNI UNI

GPON

(Gigabit Passive Optical Network) UIT-T/G.984.1/4

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GPON: escenarios /2 Fibre To The Cabinet Fibre To The Home Fibre To The Building/Curb In te rne t, P O T S , I P T V ,…

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6 GPON: escenarios /3

uso, opcional, de la tecnología DWDM

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8 GPON: configuraciones de protección /5

ONU-n ONU-1 SPLITTER O L T SPLITTER O L T ONU (1) ONU (n) DIVERSIFICACION TOTAL ONU-n ONU-1 OLT SPLITTER CONFIGURACION BASICA DIVERSIFICACION OLTs

cada enlace entre la OLT y el splitter, y entre éste y las ONUs, puede ser sobre 1 o sobre 2 fibras.

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GPON: equipos /6

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10 GPON: equipos /7

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1_ Un armazón (shelf) típico de OLTs consta de 20 tarjetas, destinando dos de ellas para control y el resto para OLTs (line cards) a razón de cuatro puertos (cuatro OLTs) por tarjeta.

Si el precio del armazón, tarjeta de control y tarjeta de puertos es de, respectivamente, 200 €, 1.500 € y 6.000 €, el coste de una OLT será:

a) 200 €

b) 6.000 / 4 = 1.500 €

c) (200 + 1.500 x 2 + 6.000 x 18) / 18 = 6.127,8 €

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12 2_ Una OLT dista unos 10 km del conjunto de viviendas a los

que atiende, siendo entonces la ubicación más idónea del splitter, desde la óptica técnico-económica, la siguiente:

a) junto a la propia OLT (en el mismo armario, por ejemplo). b) en las inmediaciones de la OLT.

c) en, aproximadamente, la mitad del trayecto (a unos 5 km de la OLT).

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3_ Si bien el estándar GPON admite la posibilidad de instalar una o dos fibras (entre la OLT y el splitter, y entre éste y las distintas ONUs/ONTs), en España los operadores de red están desplegando la opción de:

a) sólo una fibra. b) dos fibras.

c) indistintamente, una o dos fibras.

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14 GPON: capa física /8

GPON Upstream Downstream

sobre 1 Fibra 1.260 – 1.360 nms 1.480 – 1.500 nms sobre 2 Fibras 1.260 – 1.360 nms 1.260 – 1.360 nms

codigo de línea: NRZ (Non Return to Zero)

fibra monomodo optimizada en 2ª ventana, según UIT-T/G.652

GPON -> splitters tipo 1:16, 1:32 y 1:64

(y, en el futuro, tipo 1:128)

entre puntos S/R y R/S

clase de ODN Margen de Pérdidas (dB)

A 5 - 20

B 10 - 25

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4_ En una red GPON se utilizan divisores ópticos de razón 1:32 con pérdida en exceso de 1 dB, por lo que la atenuación de los mismos será:

a) 32 +1 = 33 dB

b) 10 log (32+1) ≈ 15,2 dB c) 10 log 32 + 1 ≈ 16,1 dB d) 1/32 + 1 ≈ 1 dB

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GPON: CAPACIDAD Nominal (Mbps)

downstream upstream 1.244,16 155,52 1.244,16 622,08 1.244,16 1.244,16 2.488,32 155,52 2.488,32 622,08 2.488,32 1.244,16 2.488,32 2.488,32

 alcance lógico (distancia máxima gestionada por capas superiores: MAC,…): 60 kms.

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5_ Si una red GPON tiene capacidad downstream de 2.488,32 Mbps, utiliza splitters de 1:32 de razón de

división, y sus clientes registran una tasa de

concurrencia del 25%, que sólo es superada con probabilidad del 1%, la capacidad por cliente que se puede garantizar con probabilidad del 99% será:

a) 2.488,32 x 32 = 79.626,24 Mbps b) 2.488,32 / 32 = 77,76 Mbps

c) (2.488,32 /32) x (100/25) = 311,04 Mbps d) (2.488,32 /32) x (25/100) = 19,44 Mbps

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De acuerdo con el estándar, la ganancia G puede utilizarse para reducir bien la potencia del transmisor o bien la sensibilidad del receptor, pero no ambas a la vez, para facilitar el interfuncionamiento de equipos.

Los sistemas GPON pueden utilizar corrección de errores en recepción (FEC, Forward Error Correction), definiéndose la ganancia de la misma,G,

como la diferencia de potencia óptica a la entrada del receptor, con y sin FEC, para una tasa de error en bits (BER) de 1x 10-10

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6_ La probabilidad de error barajada en las redes GPON es del orden de:

a) 10-3

b) 10-6

c) 10-10

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22 GPON: downstream /13

 sentido descendente (downstream):

 protocolo de difusión (a todas las ONUs/ONTs).

 encriptación AES (Advance Encryption Standard), pa-ra la carga útil, sobre bloques de datos de 16 bytes con claves de, también, 16 bytes.

 una ONU/ONT puede, o no, soportar FEC (Reed

So-lomon 255,239), con ganancia de 3/4 dB.

 trama descendente de longitud fija, 125 μseg (19.440 si 1,24416 Gbps, o 38.880 bytes si 2,48832 Gbps), que contiene varias tramas GEM, y aleatorizada excepto en sus 32 bits iniciales, de sincronización.

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GPON: downstream /14 OLT 1 1 2 1 1 3 User 2 3 ONU 1 User 1 ONU 2 2 1 1 3 2 ONU 3 User 3 header CRC payload sentido Descendente: protocolo de DIFUSION trama GEM

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24 GPON: downstream /15

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GPON: downstream /16 Alloc-ID (Allocation IDentifier): 12 bits para identificación de ONUs PCBd (Physical

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sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 26 GPON: upstream /17 ONU ONU OLT ONU después del Ranging ONU ONU OLT ONU antes del Ranging

al efecto, a cada ONU se le asigna un “ranging time”, o “retardo de ecualización”

el mecanismo del rangingsitúa a todas las ONUs a la misma distancia “virtual” de la OLT, de forma que las transmisiones de aquellas

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GPON: upstream /18

 sentido ascendente (upstream):

 protocolo de acceso al medio tipo TDMA (Time Divi-sion Multiple Access) controlado de forma dinámica por la OLT.

 la trama ascendente está constituida por las trans-misiones de una o de varias ONUs/ONTs.

 trama aleatorizada, con campo BIT (Bit Interleaved Parity) de 8 bits,…

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28 GPON: arquitectura genérica de red /19

OLT BSR (Broadband Service Router) BSA (Broadband Service Aggregator) OLT OLT

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32 GPON versus EPON /2

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7_ Los sistemas GPON prevalecen en Europa, frente a los EPON, en razón:

a) a su mayor capacidad. b) a su menor tasa de fallos.

c) al empleo de óptica activa (EDFA,…).

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GPON en España /1

 El 31/10/2008 la CMT (“Comisión del Mercado de las

Telecomunicaciones”) fija obligaciones simétricas, es decir

acuerdos recíprocos y a precios razonables, a los operadores

que desplieguen fibra óptica en el interior de los edificios.

 Por resolución del 19/11/2009 de la CMT (RE-2009-11-19-1)

en España se decide no regular la nueva red de fibra de Telefónica, pero sus competidores tendrán derecho a usar la

infraestructura civil (canalizaciones, conductos, tritubos,...) del operador, estableciéndose en dicha resolución los precios para el uso de dicha infraestructura.

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sistemas de telecomunicación (STEL-2011) 36 GPON en España /2 2_ En cada conducto de la canalización se insta-la un tritubo (3 tubos), y en cada tubo un cable de fibra ótpica (de 16, 64, 128,… fibras).

1_Aunque también se puede instalar en aéreo, sobre línea de postes, la fibra óptica se suele tender enterrada, en prismas de canalización de, típicamente, 6, 8 o 10 conductos.

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8_ Suponiendo la instalación de un cable de 128 fibras, en tritubo, en canalización de 8 conductos que transcurre por terreno normal, y con reposición de pavimento, el coste de

una fibra se estima en 210 €/km (repercutiendo

canalización, fibra e instalación). Consecuentemente, si se hubiese considerado la instalación de un cable de 64 fibras, el coste sería:

a) también de 210 €/km b) ligeramente superior. c) algo inferior.

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38 GPON en España /3

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1 2 3 4 5 6 7 8

d d a c c c a b

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