Buenas prácticas en la explotación de la tecnología GPON del proveedor ZTE en el ámbito nacional

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(1)Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. TRABAJO DE DIPLOMA. Buenas prácticas en la explotación de la tecnología GPON del proveedor ZTE en el ámbito nacional.. Autor: Reidel Matos Monjes. Tutores: Msc. Humberto Oreste Beceiro García Dr.. Vitálio Alfonso Reguera. Santa Clara, Cuba 2016 "Año 58 de la Revolución".

(2) Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica.. TRABAJO DE DIPLOMA. Buenas prácticas en la explotación de la tecnología GPON del proveedor ZTE en el ámbito nacional.. Autor: Reidel Matos Monjes…………………………..e-mail: [email protected]. Tutores: Msc Humberto Oreste Beceiro García……...e-mail: [email protected] Dr.. Vitálio Alfonso Reguera........................e-mail: [email protected]. Santa Clara, Cuba 2016 "Año 58 de la Revolución ".

(3) Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios en la especialidad de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.. Firma del Autor Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. Firma del Tutor. Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo. Firma del Responsable de Información Científico-Técnica.

(4) i. Pensamiento:. “Lo fundamental es que seamos capaces de hacer cada día algo que perfeccione lo que hicimos el día anterior. Tenemos que ir sobre nuestros errores, marchar sobre ellos, analizarlos y que no se repitan.” Ernesto Che Guevara.

(5) ii. Dedicatoria: Quisiera dedicar este trabajo de diploma a aquellas personas sin las cuales nunca hubiese sido posible la realización del mismo:  A mis padres, quienes han estado a mi lado pese a los reveses de la vida con todo su amor y confianza, con lo que me han llevado a darles este, su mayor regalo. Los quiero mucho.  A mis dos hermanos por el apoyo brindado a lo largo de toda mi vida.  A mi tutor, por todo su esfuerzo para hacer posible el desarrollo de este trabajo..

(6) iii. Agradecimientos:  A mis padres por su apoyo, amor y confianza incondicional.  A mis hermanos por su confianza en mí.  A mi tutor por su valerosa ayuda, sin la cual no hubiese sido posible la realización del trabajo.  A toda mi familia en general.  A todos mis compañeros de carrera, en especial a Merlin, Marian, Maidelis, La Gonzy, Artiom y Odel. A todos muchas gracias..

(7) iv Tarea técnica:  Descripción de los servicios a implementar en un sistema GPON incluyendo las mejores prácticas en su configuración. Entre otros tenemos:  Servicio de Voz IP  Configuración de servicio CES  Configuración general de los sistemas GPON de ZTE.  Implementación de la opción pseudowire, configuración en la OLT y ONU.  Características principales del Sistema de Gestión NetNumen R10.  Exponer posibilidades de utilización de los distintos productos de la cartera del Proveedor ZTE para dar servicios en los distintos escenarios.. Firma del Autor. Firma del Tutor.

(8) v Resumen: Debido a la gran demanda de nuevos servicios de telecomunicaciones y la incapacidad de la red de acceso existente en el país de soportar dicha demanda, se ve la necesidad de implementar redes creadas con el fin de aceptar las nuevas tecnologías que se adapten a dichos servicios, este sería el caso de las redes denominadas redes de acceso óptico o redes GPON. La tecnología GPON aún no se encuentra en desarrollo en el país, por tanto, este trabajo se realizó con el objetivo de crear una especie de guía de configuración básica del equipamiento ZXA10 C300 pasando primero por la descripción y conceptos necesarios para el entendimiento del funcionamiento de la tecnología..

(9) vi Indice Pensamiento: .................................................................................................................. i Dedicatoria: .................................................................................................................. ii Agradecimientos:............................................................................................................ iii Tarea técnica:........................................................................................................... iv Resumen: .................................................................................................................. v Indice ........................................................................................................................ vi Introducción .............................................................................................................. 1 Capítulo 1: Características generales de GPON ..................................................... 4 1.1. Desarrollo histórico...................................................................................... 4. 1.2. Arquitectura de Red. ................................................................................... 4. 1.2.1. Escenario FTTCab/C/B ......................................................................... 5. 1.2.2. Escenario FTTH.................................................................................... 5. 1.3. Configuración de Referencia ....................................................................... 6. 1.4. Bloques funcionales .................................................................................... 7. 1.4.1. Terminación de línea óptica (OLT, Optical Line Termination) ............... 7. 1.4.2. Unidad de red óptica (ONU, Optical Network Unit) ............................... 8. 1.4.3. Terminación de red óptica (ONT, Optical Network Termination) .......... 9. 1.4.4. Red de distribución óptica (ODN, Optical Distribution Network) ........... 9. 1.4.5. Red Óptica de Acceso (OAN, Optical Access Network) ....................... 9. 1.4.6. La interfaz en los puntos de referencia S/R y R/S ................................ 9. 1.4.7. Interfaz usuario-red (UNI) e interfaz de nodo de servicio (SNI) ............ 9. 1.4.8. Distancia de Fibra Diferencial. ............................................................ 10. 1.5. Servicios soportados ................................................................................. 10. 1.6. Razones de Velocidad Binarias. ............................................................... 10. 1.7. Retardo medio máximo de transferencia de señal .................................... 10. 1.8. Alcance Lógico y Físico............................................................................. 11. 1.9. Razón de División de la señal óptica (Razón de Split) .............................. 11. 1.10. Protección en la sección PON ............................................................... 11. 1.11. Tipos Conmutación de Protección ......................................................... 11. 1.11.1 1.12. Tipos de Protección GPON ............................................................. 12. Arquitectura del Sistema GPON ............................................................ 13.

(10) vii 1.12.1 Método de Encapsulamiento GPON (GEM, G-PON Encapsulation Method)……………………………………………………………………………….13 1.12.2. Arquitectura de Multiplexación en tiempo de GPON ....................... 14. 1.12.2.1 Puerto GEM e Identificador de Puerto GEM ................................ 15 1.12.2.2 Tipos de Ancho de Banda ........................................................... 15 1.12.3. Contenedores de Transmisión (T-CONTs). ..................................... 16. 1.12.4. Pila de Protocolos de GPON ........................................................... 16. 1.12.5. Pila de protocolos en los planos C/M .............................................. 17. 1.12.6. Pila de protocolos en el plano-U...................................................... 19. Capítulo 2 Configuraciones básicas y de servicios en un sistema GPON ............ 21 2.1. Configuración básica del sistema GPON de ZTE. .................................... 21. 2.1.1. Configuración del servicio GPON. ...................................................... 21. 2.1.1.1. Configuración del perfil ONU........................................................ 23. 2.1.1.2. Configuración del perfil T-CONT. ................................................. 23. 2.1.1.3. Configuración del perfil de tráfico. ................................................ 23. 2.1.1.4. Autenticación de la ONU. ............................................................. 23. 2.1.1.5. Configuración de los T-CONT y del puerto GEM. ........................ 24. 2.1.1.6 Configuración del mapeo entre el puerto GEM y el flujo de tráfico……………………………………………………………………………….24 2.1.1.7 Configuración de la VLAN del puerto virtual y la VLAN del puerto Uplink………………………………………………………………………………25 2.2. Configuración de VLAN. ............................................................................ 25. 2.2.1. Configuración de la VLAN básica. ...................................................... 26. 2.2.1.1. Configuración de VLAN Smart QinQ. ........................................... 26. 2.3. Configuración de servicios POTS (H248).................................................. 27. 2.4. Configuración de servicios CES (Circuit Emulation Service). .................... 28. 2.4.1. Servicio de Emulación de Circuitos (CES). ......................................... 28. 2.4.1.1 SAToP (Structure-Agnostic Time Division Multiplexing TDM over Packet……………………………………………………………………………...29 2.4.1.2 Servicio de Emulación de Circuitos sobre Redes de Conmutación de Paquetes (CESoPSN). ........................................................................... 29 2.4.1.3. Metro Ethernet Forum 8 (MEF 8). ................................................ 30. 2.4.1.4 Emulación del servicio TDM sin tomar en cuenta la estructura (structure-agnostic). ..................................................................................... 31.

(11) viii 2.4.1.5 Emulación del servicio TDM con conocimiento de la estructura (structure-aware) ......................................................................................... 31 2.4.2. Equipamiento CES para GPON del Proveedor ZTE. .......................... 32. 2.4.3. TDM sobre GEM. ................................................................................ 34. 2.5 Principales características del Sistema de Gestión para el acceso de ZTE NetNumen U31R10. ........................................................................................... 35 2.5.1. 2.6. Principales secciones. ........................................................................ 35. 2.5.1.1. Gestión de la topología. ............................................................... 36. 2.5.1.2. Gestión de fallas. ......................................................................... 36. 2.5.1.3. Gestión de rendimiento. ............................................................... 36. 2.5.1.4. Gestión del sistema. ..................................................................... 36. 2.5.1.5. Gestión tareas. ............................................................................. 38. 2.5.1.6. Gestión de la seguridad. .............................................................. 39. 2.5.1.7. Gestión de los log ........................................................................ 40. Productos de ZTE para GPON en los distintos escenarios. ...................... 41. 2.6.1. Principales características de la OLT ZXA10 C300. ........................... 41. 2.6.2. Principales características de la ONU ZXDSL 9806H. ....................... 42. Conclusiones .......................................................................................................... 44 Recomendaciones.................................................................................................. 46 Referencias ............................................................................................................ 47 Anexos ...................................................................... ¡Error! Marcador no definido..

(12) 1. Introducción Con el desarrollo de las tecnologías en la actualidad, los usuarios poseen una gran demanda de servicios que requieren de una elevada Calidad de Servicio (QoS), por esta razón las redes de telecomunicaciones se han visto forzadas a incrementar sus funcionalidades en cuanto a velocidad, seguridad, ancho de banda, etc. Una de las tecnologías que logra alcanzar estas metas GPON (Redes Ópticas Pasivas con capacidades de Gigabit). Esta tecnología ha permitido incrementar el ancho de banda en el acceso y la implementación de servicios Triple Play (voz, video y datos). El resultado de esta tecnología es producto del proceso evolutivo de las redes PON (Redes Ópticas Pasivas) las cuales han ido teniendo lugar en el siguiente orden: [1] . APON (ATM PON) Fue la primera red que definió la FSAN (Full Service Access Network), con el objetivo de unificar las especificaciones para el acceso debanda ancha a las viviendas. APON basa su transmisión en canal descendente en ráfagas de celdas ATM (Modo de Transferencia Asíncrona) con una tasa máxima de 155 Mbit/s que se reparte entre el número de ONUs que estén conectadas. En canal descendente, a la trama de celdas ATM, se introducen dos celdas PLOAM para indicar el destinatario de cada celda y otra más para información de mantenimiento. Su inconveniente inicial era la limitación de los 155 Mbit/s que más adelante se aumentó hasta los 622 Mbit/s.. . BPON (Broadband PON) En 2001, el FSAN presenta BPON, una tecnología que también se basa en ATM, con el problema de costes y complejidad que ello supone, pero introduce una longitud de onda adicional para transportar vídeo RF. Mientras BPON estaba siendo desplegado, con un gran éxito, en Japón y EEUU, se definían EPON y GPON.. . EPON (Ethernet PON) EPON se definió en 2004 por el grupo EFM (Ethernet First Mile) del IEEE como la técnica PON de nueva generación que influenciada por la tecnología Gigabit Ethernet existente, permitía a los suministradores de equipos lanzar rápidamente al mercado equipos de mayores anchos de banda a precios más competitivos. No obstante, EPON carecía de muchas funcionalidades necesarias para el transporte de otros servicios con calidad de operador que daban lugar a soluciones propietarias. Así mismo, la eficiencia de línea es baja debido a una codificación de línea con gran sobrecarga. Aun así, es una tecnología con un notable éxito en Corea del Sur, Japón y Taiwán..

(13) 2 . GPON (Gigabit Passive Optical Network) El estándar de la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) referido a GPON incluye varias velocidades de línea hasta 2,488 Gbps, simétrica y asimétrica. Con una menor sobrecarga de codificación y tiempos de guarda menores, el ancho de banda neto de GPON es mucho mayor que el de EPON. Además de transportar tráfico de datos nativo, GPON también es capaz de transportar eficientemente otros servicios. El único problema en el momento de su definición era la mayor complejidad de esta tecnología y de los componentes, que hacían imposible tener productos comerciales en tan poco tiempo como en EPON. Sin embargo, desde el año 2006 este problema ha quedado resuelto.. El escenario nacional actual de las redes de acceso, se caracteriza fundamentalmente por la utilización de tecnologías xDSL y en pequeña medida por la utilización de la fibra óptica en una configuración punto a punto que derrocha este recurso existente. Por otra parte, los usuarios necesitan anchos de bandas mayores y con la QoS necesaria, para aplicaciones más exigentes en este sentido, fundamentalmente en el plano empresarial, aunque el país está también empeñado en acercar las tecnologías de la Información a la población en general ya sea en salas de navegación, áreas públicas o privadas, WiFi e incluso a los hogares. Por esta razón en el país se introducen nuevas tecnologías que apuntan a la solución de estas demandas, no sólo en cuanto a razones de velocidad superiores sino a la diversidad de servicios de datos, video y de Voz sobre IP (VoIP) que proveen. Una de estas tecnologías es GPON, que aun cuando en el mundo tiene amplio despliegue en varios países, en Cuba requiere de experiencias de explotación que permitan utilizarlas eficientemente. Atendiendo a éstas razones se ha decidido desarrollar este trabajo, de manera que aporte en la asimilación de esta tecnología, tanto en el plano teórico como en conocimiento de los elementos que forman el sistema y aspectos generales de su configuración. Teniendo en cuenta que en Cuba actualmente se realizan pruebas de campo de sistemas GPON de al menos tres proveedores, uno sólo de los cuales, el proveedor chino ZTE, culminó exitosamente esta etapa en la Cayería Norte de Ciego de Ávila, y se comienzan a dar los primeros pasos de la explotación real de este equipamiento, cabe entonces realizarse la siguiente interrogante: ¿Qué experiencias de las obtenidas en la puesta en marcha del sistema GPON del proveedor ZTE, incluyendo las de configuración, pueden aplicarse en la explotación masiva de esta tecnología en el país? En correspondencia con esta interrogante se formuló como objetivo general del trabajo: -. Proponer las guías básicas para la configuración de un sistema GPON del proveedor ZTE..

(14) 3 Para dar cumplimento al objetivo general, se plantean como objetivos específicos, los siguientes: -. Proponer las configuraciones requeridas de los servicios básicos a explotar. Identificar potencialidades del Sistema de Gestión NetNumen U31 R10 que ayuden a la explotación del equipamiento GPON de ZTE. Mostrar posibilidades del portafolio de ZTE para los distintos escenarios.. El alcance del presente trabajo presupone dar respuesta a las siguientes interrogantes científicas: -. ¿Cuáles son las líneas generales para la configuración del equipamiento ZTE para el uso de la tecnología seleccionada? ¿Cómo se configuran los servicios que proporciona la tecnología? ¿Cómo garantizar la sostenibilidad de aplicaciones o servicios legados de la Tecnología TDM? ¿Qué es pseudowire y cómo se aplica en la tecnología?. Organización del informe Este documento se estructura en Introducción, dos Capítulos y las Conclusiones. Además de referencias bibliográficas, bibliografía y anexos. En el Capítulo I, se abordan las Generalidades de la tecnología GPON, realizando un estudio de las principales características, y de la arquitectura de un sistema GPON, alcance físico y lógico, razones de velocidad, así como la descripción de sus bloques funcionales, basado fundamentalmente en las Recomendaciones de la serie G.984 de la UIT, de manera que los especialistas y técnicos encargados de la explotación de GPON conozcan características básicas de la Tecnología que le permitan explotar eficientemente la misma. En el Capítulo II, aborda configuraciones básicas de los servicios soportados por el equipamiento GPON de ZTE, teniendo en cuenta la utilización de la OLT ZXA10 C300 y en el lado de usuario una ONU ZXDSL 9806H, la cual existe en el país y otros ejemplos de ONU/ONT que pudieran ser introducidos próximamente para cubrir escenarios específicos en dependencia del tipo de usuario y servicios requeridos. También se realiza una breve descripción del funcionamiento y arquitectura de su Sistema de Gestión de Red NetNumen U31 R10. El resumen de estas experiencias recogidas en el presente trabajo constituye parte de los conocimientos que estarán a disposición del personal técnico de ETECSA en la explotación del Sistema GPON..

(15) 4 Capítulo 1: Características generales de GPON Desarrollo histórico La Unión Internacional de Telecomunicaciones ITU-T (International Telecommunications Union) inició sus trabajos en el estándar GPON en el año 2002. GPON está estandarizado en el conjunto de recomendaciones ITU-T G.984.x (x = 1, 2, 3, 4, 5, 6). Las primeras recomendaciones aparecieron durante los años 2003 y 2004, teniendo continuas actualizaciones en los años posteriores. GPON proporciona una estructura de trama escalable desde 622 Mb/s hasta 2,5 Gb/s, así como la capacidad de soportar tasas de bits asimétricas. La velocidad de transmisión más utilizada por los actuales proveedores de plataformas PON es de 2,488 Gb/s en el canal de distribución (downstream) y de 1,244 Gb/s en el canal de retorno (upstream). La red de acceso es la parte de la red más próxima al usuario, por lo que se caracteriza por la abundancia de servicios y protocolos. El método de encapsulamiento de la información que utiliza GPON se llama GEM (GPON Encapsulation Method) que permite soportar cualquier tipo de servicio, (Ethernet, TDM, entre otros) en un protocolo de transporte síncrono basado en tramas periódicas de 125µs. Arquitectura de Red. La sección óptica de una red de acceso local puede ser activa o pasiva y su arquitectura puede ser punto a punto o punto multipunto. Entre las arquitecturas consideradas, se encuentran Fibra hasta la Casa (FTTH), pasando por Fibra hasta el Edificio/hasta la Acera (FTTB/C) o Fibra hasta el Gabinete (FTTCab) (Figura 1.1). La Red de Acceso Óptica (AON) es común a todas las arquitecturas anteriores. [2]. NT. Terminación de Red, Network Termination. Figura 1.1. Arquitectura de red. Las diferencias de las redes FTTB, FTTC, FTTCab y FTTH son principalmente debido a los diferentes servicios soportados y la distancia de la fibra óptica hasta el usuario..

(16) 5 Escenario FTTCab/C/B En estos escenarios se han considerado las siguientes categorías de servicio: -. Servicios de banda ancha asimétricos (por ejemplo, servicios de banda ancha digitales, VoD (Video por Demanda), Internet, aprendizaje a distancia, telemedicina, etc.. -. Servicios de banda ancha simétricos (por ejemplo, servicios de telecomunicación para pequeños clientes comerciales, tele consulta, etc.).. -. Servicios telefónicos conmutados (POTS, Plain Old Telephone Service) y Red Digital de Servicios Integrados (RDSI). La red de acceso deberá proporcionar, de manera flexible, los servicios telefónicos de banda estrecha con la temporización apropiada para el acceso. Escenario FTTH.. Las categorías de servicios consideradas para el escenario fibra a la vivienda (FTTH) se caracterizan por: -. Pueden considerarse ONU interiores, por lo que se obtienen condiciones ambientales más favorables.. -. No es necesario modificar la ONU para perfeccionar las capacidades de la red de acceso con el fin de acomodar una futura evolución de servicios de banda ancha y medios.. -. Servicios de banda asimétricos (por ejemplo, servicios de difusión digital, vídeo bajo demanda, tele-carga de ficheros, etc.).. -. Servicios de banda ancha simétricos (por ejemplo, difusión de contenidos, correo electrónico, intercambio de ficheros, cursos a distancia, telemedicina, juegos en línea, etc.).. -. Servicio telefónico ordinario (POTS) y red digital de servicios integrados (RDSI).. -. El mantenimiento es fácil, porque sólo se requiere para sistemas de fibra, los cuales son más fiables que los sistemas mixtos de fibra y cobre.. -. FTTH es un método que promueve el desarrollo de tecnologías optoelectrónicas avanzadas.. -. El mayor volumen de producción de los módulos ópticos repercutirá en una reducción del costo.. Cuando estos factores puedan explotarse plenamente, podrán contrapesar un costo por línea algo más elevado. En tal situación, el escenario FTTH puede considerarse como económicamente viable incluso a corto plazo..

(17) 6 Configuración de Referencia La configuración de referencia del sistema GPON se muestra en la Figura 1.2 [2]. Figura 1.2. Configuración de referencia para GPON. ONU ONT ODN OLT WDN. NE. AF. SNI UNI S. Unidad de Red Óptica (Optical Network Unit). Terminación de Red Óptica (Optical Network Termination). Red de Distribución Óptica (Optical Distribution Network). Terminación de Red Óptica (Optical Line Termination). Multiplexación por División de Longitud de Onda (Wavelength Division Multiplexing (si WDM no es usado, esta función no es necesaria). Elemento de Red (Network Element), el cual usa las distintas longitudes de onda de la OLT y la ONU). Función de Adaptación (Adaptation Function), algunas veces, puede ser incluida en la ONU). Interfaz de Nodo de Servicio (Service Node Interface). Interfaz Red-Usuario (User Network Interface) Punto en la FO justo después de la OLT (Downstream)/ ONU (Upstream), punto de conexión óptica (conector óptico o empalme óptico)..

(18) 7 R. Punto de referencia (a) Punto A/B. Punto en la FO justo antes del punto de conexión óptica de la ONU Downstream)/OLT (Upstream), es decir, punto de conexión óptica (conector óptico o empalme óptico). Si AF es incluido en la ONU, este punto no es necesario. Si WDN no es usado, estos puntos no son necesarios. Bloques funcionales Los sistemas GPON se caracterizan en general por un sistema de Terminación de Línea Óptica (OLT, Optical Line Termination) y una Unidad de Red Óptica (ONU, Optical Network Unit) o una Terminación de Red Óptica (ONT, Optical Network Termination) con una red de distribución óptica (ODN, Optical Distribution Network) pasiva que los interconecta. Por lo general, existe una relación de tipo uno a muchos entre la OLT y las ONU/ONT. [3] Terminación de línea óptica (OLT, Optical Line Termination) La OLT se conecta a la red conmutada mediante interfaces normalizadas. En el lado de la distribución, presenta interfaces de acceso ópticas de conformidad con ésta y otras normas GPON, en términos de velocidad binaria, balance de potencia, fluctuación de fase, etc. [3] La OLT consta de tres partes principales: -. Función de interfaz de puerto de servicio. Función de conexión cruzada. Interfaz de Red de Distribución Óptica (ODN, Óptical Distribution Network).. Figura 1.4. Bloques funcionales típico de una OLT..

(19) 8 La OLT es el primer punto de agregación en la red de acceso GPON y termina la Capa de Convergencia de Transmisión GPON (GTC) en el lado de usuario y reenvía las tramas Ethernet hacia la capa Ethernet del lado de la red. [3] Los principales bloques constitutivos de la OLT se describen a continuación: 1- Bloque núcleo de PON Consta de dos partes, la función de interfaz ODN especificada en la Rec. UIT-T G.984.2, y la función de TC (Convergencia de Transmisión) PON especificada en esta Recomendación. La función de TC PON incluye el entramado, el control de acceso al medio, OAM, DBA, la alineación de las unidades de datos de protocolo (PDU, Protocol Data Unit) para la función de conexión cruzada, y la gestión de la ONU. Cada TC PON selecciona un modo de entre ATM (cuando es utilizado), GEM y Dual. 2- Bloque de conexión cruzada. El bloque de conexión cruzada proporciona un trayecto de comunicación entre el bloque núcleo de PON y el bloque de servicio. Las tecnologías para la conexión de este trayecto son función de los servicios, la arquitectura interna de la OLT y de otros factores. La OLT proporciona la funcionalidad de conexión cruzada de conformidad con el modo seleccionado, ya sean GEM, ATM o Dual. 3- Bloque de servicio. Este bloque proporciona la traducción entre las interfaces de servicio y la interfaz de trama TC de la sección PON. Unidad de red óptica (ONU, Optical Network Unit) Los bloques constitutivos funcionales de la ONU G-PON son en lo esencial similares a los bloques constitutivos funcionales de la OLT. Puesto que la ONU funciona con una única interfaz PON (o un máximo de dos interfaces con fines de protección), puede omitirse la función de conexión cruzada. Sin embargo, para el manejo del tráfico, en lugar de esta función, se especifica la función MUX y DMUX de servicio. En la Figura 1.3 se describe la configuración típica de una ONU. Cada TC PON selecciona un modo de entre ATM, GEM y Dual. [3].

(20) 9. Figura 1.3. Diagrama del Bloque Funcional de la ONU.. Terminación de red óptica (ONT, Optical Network Termination) Una ONU utilizada para FTTH y que incluye la función de puerto de usuario. La Recomendación G.983.1 emplea el término "ONU" para hacer referencia tanto a las ONT como a las ONU. Esta recomendación considera una ONT como un caso especial (single-user) de una ONU. [3] Red de distribución óptica (ODN, Optical Distribution Network) Una ODN proporciona el medio de transmisión óptica desde la OLT hasta los usuarios, y viceversa. Utiliza componentes ópticos pasivos. [3] La ODN consta de siguientes elementos ópticos pasivos: - Fibras ópticas monomodo y cables. - Cintas de fibra óptica y cintas de cable. - Conectores ópticos. - Divisores ópticos pasivos (splitters) - Atenuadores ópticos pasivos. - Empalmes. Red Óptica de Acceso (OAN, Optical Access Network) Se la considera como el conjunto de enlaces de acceso que coinciden con iguales interfaces del lado de la red admitidos por los sistemas de transmisión de tipo óptico. [3] La interfaz en los puntos de referencia S/R y R/S Esta interfaz en los puntos de referencia S/R y R/S se define como IFPON. Se trata de una interfaz específica de la PON que soporta todos los elementos de protocolo necesarios para permitir la transmisión entre la OLT y las ONU. Interfaz usuario-red (UNI) e interfaz de nodo de servicio (SNI) Como se ilustra en la figura 1.2 la ONU/ONT tiene una UNI, así como la OLT tiene una SNI. La interfaz UNI/SNI depende de los servicios ofrecidos por el operador..

(21) 10 Distancia de Fibra Diferencial. Una OLT se conecta a varias ONU/ONT. La distancia de fibra diferencial es la diferencia de distancia entre la ONU/ONT más próxima y la más distante a partir de la OLT.En GPON, la distancia máxima diferencia de fibra es de 20 km. Esta diferencia está limitada para que el tamaño de la ventana de determinación de distancia (ventana de Ranging) no sea superior a lo permitido para que no se afecte la calidad de servicio. [2] Servicios soportados Los sistemas de acceso de alta velocidad pueden ofrecer toda la gama de servicios conocidos actualmente y los nuevos que están siendo estudiados con destino a los abonados residenciales y comerciales. Entre estos servicios se encuentran: -. Las comunicaciones de datos y entre ellas la interconexión a través de redes de área local. Los servicios de líneas privadas. La telefonía. La distribución de vídeo de entretenimiento y la videoconferencia. El comercio electrónico y la transferencia de datos.. Estos servicios supondrían la especificación de una gran variedad de requisitos de la red entre los que se contarían: -. La velocidad binaria. La simetría o asimetría. El retardo. La variación de los retardos. La transparencia de trayectos virtuales. El soporte de la QoS. Razones de Velocidad Binarias.. GPON aspira a velocidades de transmisión, mayores o iguales a 1.2 Gbit/s. Sin embargo, en el caso de FTTH o FTTC con xDSL asimétrico, tan alta razón de velocidad en subida pudiera no ser requerida. GPON identifica 7 combinaciones de velocidades de transmisión, que son las siguientes: [3]       . 155 Mbit/s en subida, 1.2 Gbit/s en bajada 622 Mbit/s en subida, 1.2 Gbit/s en bajada 1.2 Gbit/s en subida, 1.2 Gbit/s en bajada 155 Mbit/s en subida, 2.4 Gbit/s en bajada 622 Mbit/s en subida, 2.4 Gbit/s en bajada 1.2 Gbit/s en subida, 2.4 Gbit/s en bajada 2.4 Gbit/s en subida, 2.4 Gbit/s en bajada Retardo medio máximo de transferencia de señal. El sistema GPON debe acomodar servicios que requieran un máximo retardo de señal término medio de transferencia de unos 1.5 ms. Específicamente, el sistema GPON debe tener un tiempo de retardo máximo de señal término medio de.

(22) 11 transferencia de menos de 1.5 ms entre T-V (o (a)-V dependiendo de la preferencia del operador). Los retardos introducidos por las funciones de adaptación como la emulación de circuitos no son incluidos en este valor. Un valor dado se determina midiendo el retardo de ida y retorno y dividiendo por dos el valor obtenido. [2] Alcance Lógico y Físico El alcance lógico máximo se define como la distancia máxima entre ONU/ONT y OLT, independientemente de la potencia óptica. En GPON, el alcance lógico máximo es de 60 km. El alcance físico se define como la distancia física máxima entre la ONU/ONT y la OLT. En GPON, se definen dos opciones para el alcance físico: 10 km y 20 km. [2] Razón de División de la señal óptica (Razón de Split) GPON tiene la mayor razón de Split, haciéndolo muy atractivo para los operadores. Sin embargo, una razón mayor de Split implica mayor división óptica (y correspondientemente el aumento de la atenuación) lo cual crea la necesidad del incremento del presupuesto de potencia para soportar el alcance físico previsto. Las razones de Split de hasta 1:64 son reales para la capa física dada la tecnología actual. Sin embargo, dada la continuidad de la evolución de los módulos ópticos, la Capa TC debe considerar razones de Split de hasta 1:128. [2] Protección en la sección PON La arquitectura de protección de GPON es considerada para aumentar la fiabilidad de las redes de acceso. Sin embargo, la protección será considerada como un mecanismo opcional porque implica el encarecimiento de los proyectos. No obstante, debe utilizarse cuando la disponibilidad de los servicios es un requerimiento insoslayable. La información de la protección conmutada puede ser encontrada en ITU-T G.808.1. Esta presenta algunas configuraciones dúplex y requerimientos relacionados como ejemplos de sistemas de protección GPON. Además, se mencionan los mensajes OAM requeridos para la protección. Tipos Conmutación de Protección Existen dos tipos de protección conmutada, ambas son análogas de los sistemas SDH: 1- Conmutación automática; y 2- Conmutación forzada. El primer tipo es activado por la detección del defecto, como la perdida de la señal, perdidas de tramas, degradación de la señal, etc. El segundo tipo es activado mediante eventos administrativos, como cambio de ruta de la fibra, reemplazo de fibra, etc. Ambos casos deberían ser posibles en un sistema GPON, si se requiere, aunque son funciones opcionales. El mecanismo conmutado es generalmente realizado por la función OAM, por lo tanto, el campo de información OAM requerido debería estar reservado en la trama OAM. [2].

(23) 12 Tipos de Protección GPON Existen varios tipos de de sistemas GPON dúplex. Los protocolos de control para cada configuración deben especificarse independientemente para cada uno. [2] Tipo A: Duplica sólo las fibras ópticas. En este caso la ONU y la OLT son únicas. Las pérdidas de señal e incluso las pérdidas de tramas son inevitables en el período de conmutación. [2]. Figura 1.6a Sistema dúplex de fibra.. Tipo B: En este caso se doblan las OLTs y las fibras ópticas entre la OLT y el splitter óptico, éste tiene dos puertos Ent/Sal por el lado de la OLT. [2] Esta configuración reduce el costo de duplicar las ONUs, aunque sólo el lado OLT puede ser recuperado.. Figura 1.6b Sistema dúplex sólo de la OLT.. Tipo C: La tercera configuración dobla la OLT y el lado de las ONUs, permitiendo la recuperación de fallas en cualquier punto, mediante la conmutación a la reserva. Los altos costos de esta variante, garantizan una alta confiabilidad. [2].

(24) 13. Figura 1.6c. Sistema full dúplex.. Tipo D: Si las ONUs se instalan en edificios de usuarios, el alambraje de la casa pudiera o no ser duplicado. La confiabilidad requerida depende de cada usuario y sólo un número limitado de ONUs pudieran estar duplicadas. [2]. Figura 1.6d. Sistema dúplex parcial.. Arquitectura del Sistema GPON Método de Encapsulamiento GPON (GEM, G-PON Encapsulation Method). El método de encapsulación que emplea GPON permite soportar cualquier tipo de servicio (Ethernet, TDM, ATM, etc.) por lo que es un protocolo de transporte síncrono basado en tramas periódicas de 125 ms. Al ser una adaptación de GFP (Generic Framework Protocol), con modificaciones menores para optimizarla para las tecnologías PON de manera que no sólo ofrece mayor ancho de banda, sino también más eficiencia y la posibilidad de permitir a las redes continuar ofreciendo sus servicios tradicionales sin tener que cambiar los equipos instalados en las dependencias de sus clientes GEM está integrado en la sección de la PON, y es independiente de los tipos de interfaces de nodo de servicio (SNI) que existan en la OLT, o de los tipos de UNI en la ONU, tal como se muestra en la Figura 1.7. [3].

(25) 14. Figura 1.7 GEM integrada.. Arquitectura de Multiplexación en tiempo de GPON Dispone de dos mecanismos de multiplexación, uno basado en ATM y otro basado en GEM. Ambos conceptos se resumen en las Figuras 1.8 a/b. [3]. Figura 1.8a Multiplexación en el servicio ATM.. Figura 1.8b Multiplexación en el servicio GEM.. En la capa TC (Convergencia de Transmisión) de la G-PON, la unidad de control básica es un T-CONT identificado mediante Alloc-ID. El concepto Identificador de puerto, Port-ID, se utiliza para la multiplexación de flujos de tráfico sobre un T-CONT en el servicio GEM. Los conceptos de trayectos virtuales/circuitos virtuales, identificados mediante los VPI/VCI, se utilizan para la multiplexación de flujos de tráfico en ATM. [3] Además, tal como se muestra en las Figuras 1.9 a/b es posible utilizar configuraciones que son una combinación de ambos modos..

(26) 15. Figura 1.9a. Multiplexación combinada en una PON.. Figura 1.9b. Multiplexación combinada en una ONU.. Puerto GEM e Identificador de Puerto GEM Es un puerto virtual para realizar la encapsulación GEM de las tramas transmitidas entre la OLT y la ONU/ONT. El rango del Id del Puerto GEM varía en el rango entre 0 y 4095, este se asigna por la OLT de manera que el puerto GEM sólo puede ser utilizado por una ONU/ONT por interfaz PON de la OLT. Cada clase de tráfico diferente por UNI se asigna a puertos GEM diferente. La asignación del GEM PortID para la conexión lógica del OMCC (Canal de Control y Gestión de las ONU) se realiza por medio de mensajes de configuración Port-ID PLOAM y se realizan por dicho canal. [3] Tipos de Ancho de Banda  Ancho de Banda Fijo. Cuando el T-CONT se activa, la OLT asignará las ranuras de tiempo correspondiente a las ONUs sin importer que el T-CONT posea requerimientos de tráfico ascendente.  Ancho de Banda Asegurado. Difiere del fijo en que el ancho de banda puede ser compartido.  Ancho de Banda No-Asegurado. Solamente después que se asigne el ancho de banda fijo y asegurado, puede obtener su cuota de ancho de banda.  Ancho de Banda del Mejor Esfuerzo. Tiene la menor prioridad., solo obtiene su cuota luego de que se sirva el fijo, asegurado y no Asegurado.  Ancho de Banda Máximo.  Sin importar cuáles son las demandas reales en subida, la asignación de ancho de banda no puede exceder el ancho de banda máximo.  Igual al total de Ancho de Banda Fijo, Asegurado, No Asegurado y del Mejor Esfuerzo.

(27) 16 La prioridad en orden descendente es Fijo, Asegurado, No Asegurado y del Mejor Esfuerzo. Contenedores de Transmisión (T-CONTs). Es un objeto portador de tráfico dentro de una ONU que representa un grupo de conexiones lógicas, y que es tratado como una entidad única con el propósito de asignación de ancho de banda en subida (upstream) sobre la PON. Es gestionado mediante el Canal de Control y Gestión de las ONU (OMCC). En la dirección de subida, el T-CONT se utiliza para llevar el tráfico de servicio. Cada T-CONT corresponde a un tipo de tráfico de servicio con un tipo de ancho de banda dado, que tiene sus propias características de QoS como se observó antes. Los T-CONT se dividen en 5 tipos: 1- Tipo 1: Provee un ancho de banda fijo con ranuras de tiempo definidas (ts). Adecuado para servicios tales como E1/T1 y otros sensibles a la demora y al jitter. 2- Tipo 2: Provee sólo ancho de banda asegurado (ancho de banda definido sin ranura de tiempo), adecuado para servicios como VOD (Video por Demanda). 3- Tipo 3: Para anchos de banda asegurado y no asegurado, adecuado para clientes comerciales. 4- Tipo 4: Provee Ancho de Banda para el Mejor Esfuerzo, adecuado para los servicios de internet. 5- Tipo 5: es una mezcla de ancho de banda Fijo, Asegurado, y de Mejor Esfuerzo, lo cual sirve para casi todos los servicios. Cada T-CONT se identifica únicamente por el Alloc_ID, que está en el rango de 0 y 4095. Es asignado por la OLT, o sea, un T-CONT puede sólo ser utilizado por una ONU/ONT por interfaz PON en la OLT. Cada T-CONT consiste de uno o más puertos GEM. Cada puerto GEM lleva un tipo de tráfico de servicio, o sea, un tipo de T-CONT y reporta el estado de sus buffers a la OLT. Pila de Protocolos de GPON La Figura 1.10 muestra la pila genérica de protocolos de la capa TC del sistema GPON (GTC). La capa GTC se compone de dos subcapas, la subcapa de entramado GTC y la subcapa de adaptación TC. Desde otro punto de vista, la GTC consta de un plano C/M, que gestiona flujos de tráfico de usuario, la seguridad y funcionalidades de OAM, y un plano U que transporta el tráfico de usuario. Tal como se muestra en la Figura 1.10, en la subcapa de entramado GTC, la partición ATM, la partición GEM, la partición de OAM integrada y de PLOAM se reconocen según su ubicación en la trama GTC. Solamente la OAM integrada se termina en esta capa para el control de la subcapa, debido a que la información de la OAM integrada está incluida directamente en el encabezamiento de la trama GTC. La información PLOAM se procesa en el bloque PLOAM, que se sitúa como cliente de esta subcapa. La unidad de datos de servicio (SDU, service data unit) de las particiones ATM y GEM se convierten de/en unidades de datos de protocolo (PDU, protocol data unit) convencionales ATM y GEM en cada subcapa de adaptación, respectivamente..

(28) 17 Además, estas PDU incluyen datos del canal OMCI. Estos datos también se reconocen en esta subcapa y se intercambian desde/hacia entidades OMCI. La OAM integrada, PLOAM y OMCI se clasifican en planos C/M. Las SDU, excepto para OMCI en particiones ATM y GEM, se consideran del plano U. La capa de entramado GTC tiene visibilidad global de todos los datos transmitidos, y la capa de entramado GTC de la OLT tiene una relación directa del mismo nivel con todas las capas de entramado GTC de las ONU. Además, el bloque de control DBA se especifica como bloque funcional común. Actualmente, este bloque tiene la responsabilidad para la DBA con informe completo de ONU. [3]. Figura 1.10 Pila de protocolos del sistema GTC. En un sistema GTC, la OLT y la ONU no tienen siempre el modo ATM y el modo GEM. Los modos soportados se identifican cuando se realiza la instalación del sistema. La ONU informa del soporte de los modos ATM o GEM mediante un mensaje número de serie (Serial_Number). Si la OLT puede tener una interfaz con al menos uno de los modos ofrecidos, establece el canal OMCI, detectándose la ONU de la forma habitual. Si existe discordancia entre ambas, se calcula la distancia de la ONU, pero ésta se declara incompatible con el sistema soporte de las operaciones. [3] Pila de protocolos en los planos C/M Los planos de control y de gestión del sistema GTC constan de tres partes: OAM integrada, PLOAM y OMCI. Los canales de OAM integrada y de PLOAM gestionan las funciones de las capas dependientes del medio (PMD) y GTC. La OMCI.

(29) 18 proporciona un sistema uniforme de gestión de capas superiores (que definen los servicios). El canal de OAM integrado se constituye mediante información de campos formateados en el encabezamiento de la trama GTC. Este canal proporciona un trayecto de baja latencia para información urgente de control, ya que cada información se hace corresponder con un campo específico de la cabecera de la trama GTC. Las funciones que utiliza este canal son, entre otras, las siguientes: -. concesión de anchura de banda; cambio de clave; y señalización de asignación dinámica de anchura de banda.. El canal PLOAM es un sistema basado en mensajes formateados transportados en un espacio dedicado para ello en la trama GTC. Este canal se utiliza para toda la información de gestión PMD y GTC no enviada a través del canal OAM integrado. El canal OMCI se utiliza para gestionar las capas que definen el servicio por encima de la GTC. La capa de convergencia de transmisión GPON (GTC) debe proporcionar una interfaz de transporte para este tráfico, existiendo dos alternativas para el mismo, a saber, ATM o GEM. La función GTC proporciona los medios necesarios para configurar estos canales opcionales a fin de que se adapten a las capacidades del equipo, incluida la especificación de los identificadores de flujos del protocolo de transporte (VPI/VCI o Port-ID). En la Figura 1.11 se muestran los bloques funcionales en los planos C/M. La DBA con informe completo de ONU se especifica en los planos C/M. sin embargo, dado que es opcional, no se muestra en la figura. [3]. Figura 1.11. Bloques funcionales de los planos C/M.

(30) 19 Pila de protocolos en el plano-U Los flujos de tráfico en el plano-U se identifican por el tipo de tráfico que transportan (modos ATM o GEM) y por su Port-ID o VPI. En la Figura 1.12 se indica cómo se realiza la identificación por tipo de tráfico y Port-ID/VPI. El tipo de tráfico viene implícitamente indicado por la partición descendente o por el ID de asignación (AllocID) ascendente que transporta los datos. El Port-ID de 12 bits se utiliza para identificar los flujos en caso de tráfico GEM. El VPI se utiliza para identificar los flujos en caso de tráfico ATM. Además, se utiliza el concepto de T-CONT que se identifica mediante el Alloc-ID y constituye una unidad de agrupación para flujos de tráfico. La asignación de anchura de banda y el control de la QoS se realizan en cada T-CONT mediante la asignación de ancho de banda con control basado en un número variable de intervalos de tiempo. Nótese que los tráficos encapsulados en modo ATM y GEM no pueden corresponderse en un único T-CONT y no pueden tener el mismo AllocID. [3]. Figura 1.12. Pila de protocolos del plano-U e identificación mediante partición y Port-ID o VPI A continuación, se resumen las operaciones para cada tipo de tráfico. 1. ATM en GTC En sentido descendente, las células se transportan en la partición ATM, y llegan a todas las ONU. La subcapa de entramado de la ONU.

(31) 20 extrae las células, y el adaptador de TC ATM filtra la célula en función de su VPI. Solamente pasan a la función cliente ATM las células que tienen los VPI adecuados. En sentido ascendente, el tráfico ATM se transporta en uno o más T-CONT. Cada T-CONT se asocia con tráfico ATM o GEM, por lo que no existe ambigüedad en la multiplexación. La OLT recibe la transmisión asociada con el T-CONT identificado por el Alloc-ID, enviándose las células al adaptador de TC ATM y, a continuación, al cliente ATM. 2. GEM en GTC En sentido descendente, las tramas GEM se transportan en la partición GEM, y llegan a todas las ONU. La subcapa de entramado de la ONU extrae las tramas, y el adaptador de TC GEM filtra las células en base a su Port-ID de 12 bits. Solamente pasan a la función cliente GEM las tramas que tienen los Port-ID adecuados. En el sentido ascendente, el tráfico GEM se transporta en uno o más T-CONT. Cada T-CONT se asocia con tráfico ATM o GEM, por lo que no existe ambigüedad en la multiplexación. La OLT recibe la transmisión asociada con el T-CONT identificado, enviándose las tramas al adaptador de TC GEM y, a continuación, al cliente GEM. Hasta aquí se han abordado características generales de los sistemas GPON, relacionadas con su alcance físico, lógico, los elementos funcionales y el carácter pasivo de la red que enlaza la OLT con las ONU/ONT, donde destaca el aprovechamiento de la fibra óptica con el empleo de divisores ópticos que en la práctica alcanza niveles de 1:64, aunque el estándar está preparado para 1:128. Se estudió detalladamente la Capa de Convergencia de Transmisión GPON en cuanto al manejo de los flujos de tráfico ATM o GEM y se explica la utilización de TDMA en el flujo ascendente con el adecuado control de acceso al medio, para evitar colisiones..

(32) 21 Capítulo 2 Configuraciones básicas y de servicios en un sistema GPON Este Capítulo recoge las configuraciones básicas de los sistemas GPON, utilizando una OLT ZXA10 C300 del proveedor ZTE y una ONU ZTEG-F820 para el caso de ejemplo. No obstante, para ejemplificar las configuraciones relacionadas con la provisión de los servicios soportados por esta tecnología, se utiliza la misma OLT y ejemplos de configuración de ONUs del tipo ZXDSL 9806H en su funcionamiento como MDU (Multi Dwelling Units), es decir, sirviendo a varios clientes. Las configuraciones del equipamiento se realizan fundamentalmente en modo CLI (Command Line Interface), aunque es práctica en la explotación aprovechar las bondades del NetNumen U31 R10 como Gestor de Red Universal que aprovecha sus potencialidades gráficas, en la configuración del equipamiento y en la provisión de los servicios. Configuración básica del sistema GPON de ZTE. Esta sección abordará las siguientes temáticas. -. Configuración del servicio GPON. Configuración del perfil de la ONU. Configuración del perfil de los T-CONT. Configuración del perfil de tráfico. Autentificación de la ONU. Configuración de los T-CONT y del puerto GEM. Configuración del mapa entre el puerto GEM y el flujo de tráfico. Configuración de la VLAN del puerto virtual y el puerto up-link VLAN. [4] Configuración del servicio GPON.. GPON provee acceso flexible en servicios de banda ancha y banda estrecha. En el primer modo facilita múltiples razones de transmisión, utilizando una única fibra por donde se soportan servicios de voz, video y datos. Primeramente debe ponerse en explotación la OLT (si es un escenario nuevo), configurando previamente la dirección IP para la gestión del equipo en banda y fuera de banda, la ruta, el tipo de rack a utilizar, la entrada del reloj de sincronismo, shelf y las tarjetas en las respectivas posiciones, según las previsiones de la Tarea Técnica emitida, entre otras cosas, así como la conectividad con las redes de servicio, a través de Lan Switch de Agregación y red de transporte IP (IP/MPLS), entonces se pone en funcionamiento la ONU/ONT prevista, lo cual puede llevar en dependencia del tipo, acciones elementales para su puesta en marcha. A partir de estos pasos se puede realizar la configuración del servicio de acceso GPON, según el flujo de configuración mostrado en la Figura 2.1. [4].

(33) 22 Inicio Configuración del perfil ONU. Configuración del mapa entre el flujo de tráfico y el puerto GEM. Configuración del perfil de los T-CONT. Configuración del puerto virtual VLAN. Configuración del perfil de tráfico. Configurar localmente la ONU. Autentificación de la ONU. Guardar los datos. Configuración del TCONT y puerto GEM. Fin. Figura 2.1. Diagrama de flujo del servicio de acceso GPON. En la tabla se muestran los parámetros a tener en cuenta en la configuración del servicio de datos de acceso, mientras que en la Figura 2.2 se muestra un diagrama de red del servicio de acceso de datos GPON. Elemento. Dato. Puerto uplink de la OLT. 1/20/1. Puerto OLT GPON. 1/5/1. Puerto ONU OLT. 1/5/1:1. VLAN. 101. Prioridad. 0. Puerto de Usuario de la ONU. Primer puerto FE. TCONT. TCONT 2 con ancho de banda fijo y razón de velocidad de 100Mbps, utilizado por todos los servicios de la ONU. Puerto GEM. Puerto GEM 1, con 100 Mbps de bajada, utilizado por todos los servicios de la ONU.

(34) 23 Se utiliza como ejemplo una ONU ZTEG-F820 utilizada para escenarios, FTTB, FTTO y FTTC que provee acceso de banda ancha, TDM (E1) y accesos POTS para usuarios comerciales líneas dedicadas y MDU. Facilita a los usuarios interfaces de acceso FE, VoIP, E1. Figura 2.2. Esquema de red del servicio de acceso de datos GPON.. Ténganse en cuenta que el modo de mapeo entre el puerto virtual y el puerto GEM es 1:1. Los comandos de configuración según el flujo de la Figura 2.1 aparecen en el Anexo III. Configuración del perfil ONU. En este paso se crea un perfil con un nombre que no puede ser igual a ninguno creado anteriormente. Luego se configura el interfaz de la ONU (Anexo III) y se dan parámetros del perfil en dependencia del terminal óptico utilizado. En este caso, 7 TCONTs como máximo, 32 puertos gem máximo, 4 puertos Ethernet entre y otros. Configuración del perfil T-CONT. Se tiene en cuenta la selección del tipo de TCONT a utilizar en dependencia del servicio, según se explicó en el Capítulo 1, para este ejemplo se selecciona un tipo 1, es decir, se reserva un ancho de banda fijo, especificándose una razón de velocidad de 100 Mbps. Se asume como nombre del perfil UP-100M. Los comandos utilizados se muestran en el Anexo III. Configuración del perfil de tráfico. Esta tarea configura el perfil de tráfico con la siguiente información:    . Nombre del perfil: DOWN-100M. Tasa asegurada: 100Mbps. Tasa máxima: 120Mbps. Tamaño de la Ráfaga pico 100Kb. Los pasos a seguir y los comandos correspondientes se muestran en el Anexo III. Autenticación de la ONU. Antes de realizar esta operación, asegurarse de que: [4]  . La instalación del hardware de la ONU haya finalizado. No exista problemas en el enlace óptico..

(35) 24 Las ONUs pueden autenticarse por Número de Serie (SN), Palabra Clave (password) o por ambas. La información del número de serie puede obtenerse del equipo o del chequeo de las ONUs no autenticadas, mediante comandos (más recomendable). Lo anterior se logra entrando al interfaz gpon-olt_1/5/1, donde los últimos números se corresponden con el puerto pon 1, del slot 5 del rack que se configura. Se indaga por las ONUs no configuradas en ese puerto pon, obteniéndose en el ejemplo el SN, que se utilizará en el paso posterior en la autenticación, así como el estado en que se encuentra la ONU, que debe estar trabajando. Esta tarea autentifica la ONU con la siguiente información:  . Número de serie: ZTEG00000001 Identificador de ONU (ONU ID): gpon-onu_1/5/1:1. Los pasos a seguir y los comandos correspondientes se muestran en el Anexo III. Configuración de los T-CONT y del puerto GEM. Los T-CONT y el puerto GEM quedan configurados con la siguiente información: . T-CONT - Número: 2 - Nombre del perfil: UP-100M  Puerto GEM - Número: 1 - Nombre: gemport-1 El último paso asocia el gemport 1 al T-CONT 2 [4] Los pasos a seguir y los comandos correspondientes se muestran en el Anexo III. Configuración del mapeo entre el puerto GEM y el flujo de tráfico. Antes de realizar esta operación, asegurarse de:  . La ONU ha sido autentificada. El puerto GEM está creado.. La información del puerto GEM y del flujo de tráfico es la siguiente:   . ID lógico de la ONU: gpon-onu_1/5/1:1 Dirección IP en banda de F820: 10.63.196.205 VLAN ID: 101. Los pasos para realizar esta tarea se muestran en el Anexo III e incluyen las siguientes acciones: [4] 1. Entrar en el modo interfaz de mantenimiento remoto de la ONU. 2. Configuración del mapeo entre el puerto GEM y el flujo de tráfico. 3. Configuración del filtro VID del flujo 1 para la transmisión transparente de los paquetes etiquetados (tagged) y no etiquetados (untagged). 4. Establece el tamaño máximo de la trama de ETH_0/1 a 1632 bytes..

(36) 25 Por defecto, el tamaño máximo de la trama del puerto Ethernet de la ONU establecida por la OLT es 1518 bytes. Algunos datos en el conmutador de red son de 1518 bytes, pero después de añadir la VLAN se convierte en 1522 bytes. Por consiguiente, el tamaño máximo de la trama necesita ser determinado un poquito más grande. 5. Deshabilitar el STP (del inglés Spanning Tree Protocol). Como se conoce STP es un protocolo de red de nivel 2 del modelo OSI (capa de enlace de datos), cuya función es la de gestionar la presencia de lazos en topologías de red debido a la existencia de enlaces redundantes (necesarios en muchos casos para garantizar la disponibilidad de las conexiones). Por defecto el STP está habilitado en el F820. 6. Deshabilitar el intercambio de datos entre puertos. Por defecto, los puertos en el F820 no están separados, esto es, los datos pueden ser intercambiados entre puertos. 7. Establecer la dirección IP en banda del F820. Configuración de la VLAN del puerto virtual y la VLAN del puerto Uplink. Información relacionada con esta tarea:    . Modo de mapeo entre el puerto virtual y el puerto GEM: 1:1 VLAN ID: 101 ONU ID: gpon-onu_1/5/1:1 Modo del puerto Up-link: hybrid. Pasos para la configuración: 1. Entrar en el modo interfaz de la ONU. 2. Establece la VLAN del VPORT 1 a VLAN 101. 3. Configuración de la VLAN del puerto Uplink. Configuración de VLAN. Las VLANs dividen una red física en varias redes lógicas (virtuales). El ID de la VLAN (VID) identifica cada VLAN. La solución de VLAN está basada en el estándar IEE 802.1q [4] Tipos de VLAN: . . . VLAN básica: Utilizada para aislar puertos. Es usada en gestión de red (MN) y en cascada para puertos Ethernet y puertos PON. VLAN Smart QinQ: Utilizada para extender VLAN, añade diferentes SVLAN externas acorde a diferentes flujos de datos. TLS (Transport Layer Security) VLAN:.

(37) 26. . . Añade una SVLAN externa a cualquiera que sea el modo de acceso de usuario, o si el paquete en subida tiene una VLAN etiquetada, o cualquiera que sea la etiqueta de la VLAN. 1:1 VLAN: Establece un canal especial para el puerto de usuario y el puerto uplink. Los paquetes son intercambiados en el modo 1:1 acorde con el ID de la VLAN. Puerto de servicio de la VLAN: Implementa la traducción VLAN a nivel ONU. Configuración de la VLAN básica.. Pasos a seguir para la configuración: [4] 1. Usar el comando configure terminal para entrar en el modo de configuración global. 2. Usar el comando vlan para añadir una sola VLAN. 3. Usar el comando vlan database para entrar en el modo de configuración de VLANs en lote. 4. Usar el comando vlan para añadir múltiples VLANs. 5. Usar el comando show vlan para ver la información de la VLAN. Ver ejemplo de configuración en el Anexo III. Configuración de VLAN Smart QinQ. En el siguiente diagrama de flujo se resumen los pasos de Configuración de VLAN Smart QinQ. Inicio. (opcional) Configuración del servicio VLAN. Añadir el puerto de servicio para la VLAN de transmisión transparente. Habilitar Smart QinQ global. Añadir el puerto uplink para la VLAN de transmisión transparente y la SVLAN. Habilitar el puerto Smart QinQ. Guardar los datos. Establecer las reglas de VLAN Smart QinQ. Fin. Figura 2.3. Diagrama de flujo de VLAN Smart QinQ..

(38) 27 Pasos para la configuración: 1. (Opcional) Configuración del servicio de transmisión transparente de la VLAN y SVLAN externa. 2. Habilitar la VLAN Smart QinQ global. 3. Habilitar el puerto VLAN Smart QinQ. 4. Configuración de las reglas de la VLAN Smart QinQ 5. Adición del puerto de servicio para la VLAN de transmisión transparente. 6. Adición del puerto uplink para la VLAN de transmisión trasparente y SVLAN externa. 7. Guardar los datos de la configuración. Configuración de servicios POTS (H248). En este punto se ejemplificará la configuración de servicios de voz POTS (H.248), cuyo escenario general simplificado se muestra en la Figura 2.4. Interfaz GPON. NGN otros proveedores. MGCF IMS. OLT AGCF IMS. Interfaz GPON. 9806H. Figura 2.4. Escenario para los servicios de voz utilizando acceso GPON controlado por el IMS ZTE. El servicio VoIP realiza un procesamiento especial (tal como compresión y empaquetamiento) de las señales analógicas, y entonces transmite las mismas a través de una red de conmutación de paquetes IP. Esto reduce el costo de los servicios de voz. En el sitio del usuario se utiliza una ONU ZXDSL 9806H. El equipo dispone de 4 slots o ranuras para tarjetas de servicio y se completa convenientemente según requiera el cliente. Para el servicio de voz se utiliza una tarjeta ATLCI de 48 abonados POTS cada una. Además, se requiere el hardware que permite el procesamiento de la voz IP, esta es una sub tarjeta que se adiciona en la tarjeta de Control y Conmutación SCCBK, donde también se aloja una sub tarjeta Uplink GPON. Los comandos para configurar el servicio en la ONU aparecen en el Anexo IV. También se requiere configurar la OLT del Sistema GPON. En ambos equipos se requiere configurar la VLAN de voz. En este punto ya ha sido autenticada la ONU, dispone de su IP y VLAN de gestión y otros aspectos de la configuración. Previamente se ha definido el TCONT y GEM port que corresponden al servicio de.

(39) 28 voz. La VLAN de voz se ha dejado pasar por el uplink de la OLT hacia la red de servicio, la cual no se alcanza sin antes pasar por la agregación, la Red IP/MPLS y los dispositivos de seguridad de red que garantizan el servicio. Como control de las llamadas para el servicio de voz del proveedor ZTE funciona el IMS (IP Multimedia Subsistem). Las llamadas que se presentan al mismo en estas condiciones arriban al AGCF (Access Gateway Control Function), que funciona como Controlador de Acceso para las llamadas implementadas que utilizan el Protocolo H.248. El AGCF convierte los mensajes recibidos a mensajes SIP y los envía a los elementos de red I/S-CSCF (Controladores de Sesión de Llamada) o AS (Servidor de Aplicaciones), que están en el núcleo de IMS, solicitando el estado de registro, el estado del servicio de un abonado y los servicios suplementarios. Según el destino de las llamadas, dentro o no del mundo IP y en dependencia del dominio hacia donde se envían, entones se intercambia señalización con otros softswitchs de otras tecnologías presentes en el país ya sea Alcatel o Huawei, continuando el enrutamiento de las llamadas hacia el destino final. Configuración de servicios CES (Circuit Emulation Service). La migración de las redes basadas en la conmutación de circuitos a las redes basadas en paquetes, como son las redes IP, crea a los Operadores de Telecomunicaciones establecidos, como es ETECSA, la necesidad de mantener servicios legados de las tecnologías anteriores en las nuevas condiciones. Este es el caso que se presenta en las pizarras privadas PABX enlazadas con flujos de 2 Mbps con la Red Telefónica Pública Conmutada (RTPC), de manera que la migración a las redes de paquetes, no puede abruptamente privar de estos servicios a clientes que lo tienen implementados y para los cuales en su momento invirtieron, por lo que el Operador de Telecomunicaciones deberá garantizarlo y explotar los nuevos servicios sobre redes de paquetes, lo que además le permite mantener y explotar una sola red, disminuyendo los gastos de Operación y Mantenimiento, al tiempo que aumenta la QoS. Por lo tanto, se deduce la importancia de la utilización del servicio CES (Servicio de Emulación de Circuitos) para operadores como ETECSA y el presente ejemplo se basa en un caso real, que se utiliza en un Hotel de la Cayería Norte de Ciego de Avila. Servicio de Emulación de Circuitos (CES). CES (Servicio de Emulación de Circuitos) provee servicios TDM tradicionales como E1/T1, sobre la Redes de Conmutación de Paquetes (de sus siglas en Inglés PSN Packect Switch Network). La Emulación de Circuitos es una tecnología que provee un protocolo de transporte independiente sobre redes IP, posibilitando la conducción transparente hacia el destino de servicios heredados, similares a los utilizados sobre.

(40) 29 líneas dedicadas, uno de los casos más utilizados es el transporte de flujos E1, que sirven de enlace a las PABX con la RTPC (Red Telefónica Pública Conmutada). En el IETF se han presentado dos estándares relacionados con los modos pseudo wires para implementar los servicios CESoP en las Redes de Conmutación de Paquetes (PSN), específicamente en las redes PON, estos son el servicio no estructurado (SAToP) y el servicio estructurado (CESoPSN). Además el otro estándar a considerar, es el Acuerdo de Implementación para la Emulación de Circuitos PDH sobre Redes Metro Ethernet (MEF 8), que trata el transporte de tráfico TDM sobre una conexión Ethernet. Téngase en cuenta que las redes de acceso GPON también son consideradas como una nube Ethernet a través de la cual el tráfico TDM es canalizado utilizando emulación de circuitos pseudo wires. A continuación se abordarán estos estándares. SAToP (Structure-Agnostic Time Division Multiplexing TDM over Packet. La RFC 4553 describe una encapsulación pseudo wire para flujos de bits TDM (T1, E1, T3, E3), sobre la PSN, que ignora cualquier estructura que puede ser impuesta sobre esos flujos, en particular la estructura impuesta por el estándar TDM. Toda la señalización se conduce al extremo transparentemente como parte de un flujo de bits. En el modo SAToP el interfaz se considera como un flujo de bits de entramado continuo. La paquetización de los bits se realiza en correspondencia con la RFC 4553 de la IETF. La Figura 2.5 muestra el formato de una trama en el Modo SAToP no estructurado. Encabezamiento Encapsulación Control CE (4 bytes) RTP (opcional 12 bytes) Carga Util CEoP. Bytes 1-N. Figura 2.5. Formato de Trama no Estructurada.. Servicio de Emulación de Circuitos sobre Redes de Conmutación de Paquetes (CESoPSN). CESoPSN encapsula señales TDM estructuradas (NxDS0) como pseudo wire (PW) sobre redes de conmutación de paquetes (PSN). Esta complementa la emulación de estructura agnóstica de flujos de bit TDM, tal como SAToP. La emulación de NxDS0 circuitos ahorra ancho de banda sobre la PSN y mejora la adaptabilidad de los.

(41) 30 dispositivos CE (Equipo Terminal del Usuario) debido a los efectos de pérdidas de paquetes en la PSN. CESoPSN identifica entramado y envía sólo la carga útil, la cual pudiera ser T1 canalizados dentro de DS3 o DS0 dentro de T1. El modo CESoPSN se basa en la RFC 5086 de la IETF. CESoPSN soporta señalización de canal asociado (CAS) para interfaces E1 y T1. CAS también es referida como señalización en banda. Cada interfaz puede ser configurado individualmente para cualquier modo soportado. La Figura 2.6 muestra el formato de trama en modo CESoPSN. Encabezamiento Encapsulación Control CE (4 bytes) RTP (opcional 12 bytes) Trama # 1 Timeslots 1-N Carga Util CEoP. Trama # 2 Timeslots 1-N Trama # 3 Timeslots 1-N Trama # 4 Timeslots 1-N. Figura 2.6. Formato de Trama en Modo Estructurado CESoPSN.. Metro Ethernet Forum 8 (MEF 8). Es un estándar creado en 2004, que aborda el transporte de señales digitales basadas en la Multiplexación por División en Tiempo (TDM), como son los E1s a través de la Red Metro Ethernet (MEN). Cabe resaltar que este estándar a su vez está basado en el MEF 3 (Circuit Emulation Service Definitions, Framework and Requirements in Metro Ethernet Networks), donde se describen dos servicios principales sobre los cuales se puede realizar la emulación: El servicio punto a punto y el servicio a punto a multi-punto. Los Servicios de Emulación de Circuitos a través de Ethernet (CESoETH) realizan una conexión pseudo wire entre dos funciones de interoperabilidad (IWF), que manejan la paquetización de las tramas TDM, encapsulándolas y enviándolas por la red Ethernet, de manera que, en el otro extremo, se reciban, se recuperen y se extraigan los datos TDM que han sido transportados por la red Ethernet. Existen dos interfaces de servicio en el dominio TDM. Ellos se muestran en la Figura 2.7 y se definen como: 1) Interfaz de Servicio TDM: El servicio TDM es recibido del usuario u operador de red TDM. Los servicios TDM pueden ser transportados sin considerar su.