Estudio y diseño para la migración de una red con tecnología PDH

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(1)ESCUELA POLITECNICA NACIONAL. FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA. ESTUDIO Y DISEÑO PARA LA MIGRACION DE UNA RED CON TECNOLOGIA PDH HACIA UNA RED CON TECNOLOGIA SDH. PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO EN ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES. CAIZA ALOMOTO KLÉBER FERNANDO kfcaiza@lycos.com. DIRECTOR: ING. FABIÁN CORRAL fcorral@conatel.gov.ec. Quito, Febrero 2008.

(2) DECLARACIÓN. Yo, Caiza Alomoto Kléber Fernando, declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.. A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.. ______________________________ Caiza Alomoto Kléber Fernando.

(3) CERTIFICACIÓN. Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Caiza Alomoto Kléber Fernando, bajo mi supervisión.. ________________________ Ing. Fabián Corral DIRECTOR DE PROYECTO.

(4) AGRADECIMIENTO. De todo corazón a mis padres y hermanos, por todo el cariño, apoyo y consejos brindados en el desarrollo del presente proyecto y durante mi vida estudiantil.. A Dios por sus bendiciones que me han sabido guiar por un camino de bien.. Al Ing. Fabián Corral, por sus invaluables consejos y tiempo brindado para el desarrollo exitoso del proyecto.. Al Grupo de Telecomunicaciones del Ministerio de Defensa Nacional por su ayuda y respaldo..

(5) DEDICATORIA. El presente trabajo dedico a mis padres Julio y Guadalupe, a mis hermanos Marcelo, Edgar y Verónica y a mis sobrinas Andreita y Anahi quienes han sido una felicidad más en la familia..

(6) i. INDICE INDICE i INDICE DE FIGURAS INDICE DE TABLAS RESUMEN ix PRESENTACION xi. iv vii. CAPITULO 1 ESTADO ACTUAL DEL SISTEMA DE COMUNICACIONES DE LAS F.F.A.A. 1.1 INTRODUCCIÓN 1.2 IMPORTANCIA 1.3 CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD 1.3.1 INFORMACIÓN 1.3.2 CARRIERS 1.4 ESTRUCTURA 1.4.1 RED PDH 1.4.2 RED MULTIACCESO 1.4.3 RED TRONCALIZADO 1.4.4 RED CONMUTACIÓN 1.4.5 TELEMÁTICA 1.4.6 SISTEMA SATELITAL. 1.4.7 SISTEMA ANALÓGICO 1.4.8 SISTEMA ENERGÍA 1.5 USUARIOS. 1.6 PROBLEMAS DE LA RED MODE. 1.7 OPCIONES DE SOLUCIONES.. 1 2 4 4 5 5 6 12 15 19 21 23 26 28 30 32 33. CAPITULO 2 ESTUDIO DE TECNOLOGÍAS PARA REDES. 2.1 MEDIOS DE TRANSMISIÓN. 2.1.1 FIBRA ÓPTICA. 2.1.1.1 Introducción 2.1.1.2 Definición. 2.1.1.3 Características. 2.1.1.4 Conceptos. 2.1.1.4.1 Apertura numérica (AN). 2.1.1.4.2 Ángulo de aceptación.. 35 35 35 38 38 39 39 39.

(7) ii. 2.1.1.4.3 Perfil de Índice de Refracción. 2.1.1.4.4 Tipos de Fibra Óptica. 2.1.1.4.5 Dispersión Cromática. 2.1.1.4.6 Atenuación. 2.1.1.5 Sistema de Comunicación óptico. 2.1.1.5.1 Bloque 1: Transmisor. 2.1.1.5.2 Bloque 2: Medio de transmisión 2.1.1.5.3 Bloque 3: Recepción. 2.1.1.6 Ventajas, Desventajas y Aplicaciones de la fibra óptica. 2.1.2 RADIO ENLACES 2.1.2.1 Introducción. 2.1.2.2 Tipo de Ondas. 2.1.2.2.1Ondas Terrestres. 2.1.2.2.2 Ondas Superficiales 2.1.2.2.3 Ondas Espaciales 2.1.2.3 Zona de Fresnel 2.1.2.4 Consideraciones. 2.1.2.5 Ventajas, Desventajas y Aplicaciones. 2.2 EQUIPOS. 2.2.1 JERARQUIA DIGITAL PLESIÓCRONA ( PDH ) 2.2.1.1 Introducción. 2.2.1.2 Definición. 2.2.1.3 Ventajas, Desventajas y Aplicaciones. 2.2.2 JERARQUÍA DIGITAL SINCRÓNICA ( SDH ) 2.2.2.1 Introducción 2.2.2.2 Definición. 2.2.2.3 Ventajas, Desventajas y Aplicaciones. 2.2.3 MULIPLEXACION POR LONGITUD DE ONDA. 2.2.3.1 Generalidades. 2.2.3.2 Ventajas, Desventajas y Aplicaciones. 2.2.4 IP 2.2.4.1 Introducción. 2.2.4.2 Definición. 2.2.4.3 Modelo de Arquitectura TCP/IP. 2.2.4.3.1 Capa Acceso a red. 2.2.4.3.2 Capa Internet 2.2.4.3.3 Capa Transporte. 2.2.4.3.4 Capa Aplicación. 2.2.4.4 Estándares de Señalización y Seguridad. 2.2.4.4.1 Señalización. 2.2.4.4.2 Seguridad de la Información.. 40 41 42 44 50 51 51 57 58 59 59 62 62 63 63 65 66 67 68 68 68 69 71 71 71 72 77 78 78 79 80 80 80 81 81 82 85 85 85 85 90.

(8) iii. CAPÍTULO 3 DISEÑO DE LA RED. 3.1 INTRODUCCIÓN. 3.2 TRÁFICO. 3.2.1 RED PDH. 3.2.2 RED TRONCALIZADO. 3.2.3 RED CONMUTACIÓN. 3.2.3.1 Servicio de Voz y datos. 3.2.3.2 ACT. 3.2.3.3. Servicio de Datos. 3.2.4 PRUEBAS. 3.2.5. IP DICOMSI. 3.2.6. INTERNET COMACO 3.2.7. RED MULTIACCESO 3.3 ENLACES.. 95 95 97 98 103 105 114 120 124 125 126 126 132. CAPITULO 4 4 MIGRACIÓN. 4.1 PRIORIDAD DE LOS ANILLO. 4.2 LUGAR DE INSTALACIONES. 4.3 CAMINOS DE TRÁFICO. 4.4 ADQUISICION DE EQUIPOS. 4.5 INSTALACIÓN. 4.5.1 Implantación de los equipos. 4.5.2 Pruebas. 4.5.3 Ingreso a la red. 4.6 DIAGRAMA DE GANNT.. 154 155 161 165 168 168 168 169 169. CAPITULO 5 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 5.1 CONCLUSIONES. 5.2 RECOMENDACIONES.. BIBLIOGRAFÍA GLOSARIO ANEXOS. 172 176.

(9) iv. INDICE DE FIGURAS CAPITULO 1 Pág.. 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8. TOPOLOGÍA RED PDH TOPOLOGÍA ESTACIONES RED PDH EQUIPO MELODIE 9400LX ESTRUCTURA RED MULTIACCESO ARQUITECTURA RED MULTIACCESO DISTRIBUCIÓN RED TRONCALIZADO DISTRIBUCIÓN DE ESTACIONES RED TRONCALIZADO CONEXIÓN CENTRO NODAL CON UNA ESTACIÓN. 7 9 10 12 15 16 18 20. 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15. TOPOLOGÍA RED CONMUTACIÓN ARQUITECTURA TELEMÁTICA TOPOLOGÍA SISTEMA SATELITAL ESTRUCTURA DEL SISTEMA SATELITAL ESTRUCTURA RED ANALÓGICA PROVINCIA DE GALÁPAGOS ESTRUCTURA ENLACE PROVINCIA DE PASTAZA ESTRUCTURA ENLACE PROVINCIA DE PICHINCHA DISTRIBUCIÓN SISTEMA ENERGIA EN LA RED MODE DIGITAL DISTRIBUCIÓN DEL SISTEMA ENERGÍA EN LA PROV. DE GALÁPAGOS COBERTURA RED MODE DIGITAL. 20 22 23 25 27 27 28. 1.16 1.17 1.18. 29 30 31. CAPITULO 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16. ONDA LUMINOSA ENTRE DOS MEDIOS CONO DE ACEPTACION FIBRA CON PERFIL DE INDICE RE REFRACCION ESCALONADO FIBRA CON PERFIL DE INDICE DE REFRACCION GRADUAL FIBRA TIPO MONOMODO FIBRA TIPO MULTIMODO DISPESION vs LONGITUD DE ONDA DISPERSION EN LA FIBRA OPTICA ATENUACION EN LA FIBRA OPTICA MACROCURVATURA MICROCURVATURA FWM PARA TRES MODOS DE PROPAGACION PERDIDAS POR EMPLAMES BLOQUES DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN CARACTERISTICA DEL AMPLIFICADOR EDFA JUMPER. 37 39 40 41 41 42 42 43 45 47 48 49 50 50 52 53.

(10) v. 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23 2.24 2.25 2.26 2.27 2.28 2.29 2.30 2.31 2.32 2.33 2.34 2.35 2.36 2.37 2.38 2.39 2.40. CONECTOR ALBERINO ESPECTRO ELECTROMAGNETICO ONDA SINUSOIDAL PROPAGACION ONDA TERRESTRE PROPAGACION ONDA SUPERFICIAL PROPAGACION ONDA ESPACIAL PROPAGACION LINEA DE VISTA ZONA DE FRESNEL CONSIDERACIONES ZONA DE FRESNEL MULTIPLEXACION SDH TRAYECTOS EN UNA RED SDH EQUIPO ADD-DROP MULTIPLEXER CROSS - CONNECT BLOQUES EN UNA TRAMA STM-1 MULTIPLEXOR WDM MODELOS OSI Y TCP/IP ESQUEMA TRAMA IPv4 ESTANDAR H.32x ELEMENTOS DE LA RED H.323 ARQUITECTURA H.323 (TERMINAL) MODELO DE SEPARCION DE LAS FUNCIONES DE MEGACO MODOS DE OPERACIÓN DE IPSEC CABECERA DE AUTENTICACION ENCAPSULADO DE SEGURIDAD DE CARGA UTIL. 55 59 60 62 63 63 64 65 66 73 74 74 75 76 78 81 83 86 88 88 90 92 92 94. CAPITULO 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16. NÚMERO DE LLAMADAS POR ENLACE EN EL PERIODO DETERMINADO. ESTADÍSTICA DEL DÍA 7 ESTADÍSTICA DEL DÍA 8 ESTADÍSTICA DE TRÁFICO NODO 3 SALIDA DE DATOS PARA ACT. MEDICIÓN DEL TRÁFICO PARA EL SERVICIO DE DATOS. ESTADÍSTICA DEL SERVICIO DE DATOS TRÁFICO IP DICOMSI PROGRAMA RADIO MOBILE FRECUENCIA DE TRANSMISIÓN. NIVELES DE POTENCIA DE RECEPCIÓN. ENLACES CON UMBRALES BAJOS EN LA RED SDH PROGRAMA PARA CÁLCULO DE ENLACE ÓPTICO. CARACTERÍSTICAS DEL ENLACE CON LOS EQUIPOS TRAYECTO FIBRA ÓPTICA PARA EL ANILLO CENTRAL TRAYECTO FIBRA ÓPTICA PARA EL ANILLO SUR.. 100 106 106 106 115 120 122 125 132 135 135 137 139 140 143 144.

(11) vi. 3.17. DETALLE ENLACE PARA EL RAMAL OESTE DEL ANILLO CENTRAL. 145. 3.18. DETALLE ENLACE PARA EL TRAYECTO DOS DEL RAMAL ESTE DEL ANILLO CENTRAL.. 145. 3.19. DETALLE ENLACE PARA EL TRAYECTO UNO DEL RAMAL ESTE DEL ANILLO CENTRAL.. 145. 3.20 3.21 3.22. UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES BEI-M - BOMBOLI. UBICACIÓN ITO CRUZ. UBICACIÓN ESFORSE.. 147 149 151. CAPITULO 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10. DETALLE ALTURA ANTENAS ANILLO CENTRAL. ALTURA DE LAS ANTENAS DETALLE ALTURA ANTENAS ANILLO OCCIDENTAL. DETALLE ALTURA ANTENAS ANILLO SUR. DETALLE ALTURA ANTENAS ANILLO NORORIENTAL. DESIGNACIÓN E1´S ANILLO CENTRAL. DESIGNACIÓN DE E1´S ANILLO OCCIDENTAL E1´s ESTACION IGUALATA TRAYECTO E1 LIBERADO DIAGRAMA DE GANNT. 156 157 158 159 160 162 162 164 165 171.

(12) vii. INDICE DE TABLAS CAPITULO 1 Pág.. 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7. TIPO DE INFORMACIÓN DE SEGURIDAD ESTACIONES RED PDH CARACTERÍSTICAS EQUIPO MELODIE 9400LX COBERTURA RED MULTIACCESO REPETIDORAS RED TRONCALIZADO CAPACIDAD ABONADOS POR NODOS NÚMERO DE USUARIOS A NIVEL NACIONAL. 5 9 11 13 17 21 31. CAPITULO 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6. TIPO DE CONECTORES PARA FIBRA ACOPLADORES ACOPLADORES HIBRIDOS BANDAS DE FRECUENCIA TABLA DE JERARQUIAS PDH EQUIVALENCIAS DE CAPACIDAD PARA LOS VC. 54 56 56 61 69 72. CAPITULO 3 3.1 3.2 3.3 3.4. NÚMERO DE E1´S ASIGNADOS EN LA RED PDH ENLACES E1 PARA LA RED TRONCALIZADO. NODOS CONMUTACIÓN ACT DE LA RED CONMUTACIÓN.. 98 99 104 104. 3.5. E1´S REQUERIDOS EN LA RED PDH PARA VIDEO CONFERENCIA.. 113. 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11. E1´s REQUERIDOS EN LA RED SDH DISTRIBUCIÓN DE ACT´S TABULACIÓN DEL TRÁFICO DEL SERVICIO DE DATOS. PROYECCIÓN DEL TRÁFICO. E1 PARA EL SERVICIO DE DATOS ENLACES CON NIVEL DE SEGURIDAD ALTO.. 113 114 121 123 124 129. 3.12. INFORMACIÓN SOBRE APLICACIÓN DE NODO EN DETERMINADAS CIUDADES. 146.

(13) viii. CAPITULO 4 4.1 4.2 4.3 4.4. EQUIPOS PARA RADIO ENLACES EQUIPOS NODALES PARA ENLACES DE FIBRA OPTICA EQUIPOS AMPLIFICADORES PARA ENLACES DE FIBRA OPTICA LONGITUD DEL CABLE DE FIBRA OPTICA. 166 167 167 167.

(14) ix. RESUMEN El presente proyecto migratorio, hace referencia al estudio de un sistema de comunicaciones bastante completo (el sistema de comunicaciones de las Fuerzas Armadas del Ecuador), bajo los requerimientos y necesidades de comunicaciones de la institución se desarrolla el presente proyecto para la migración de la red troncal la cual funciona bajo la tecnología PDH y en una topología de anillos, siendo el objetivo principal, el funcionamiento de la troncal con tecnología SDH y continuar con la utilización de una topología en anillos. Los cálculos y tabulación de los datos necesarios para el diseño de la red se realiza mediante la utilización de software tanto en lo referente a radio enlaces como en lo referente a fibra óptica que son los medios de transmisión utilizados en el diseño. Se plantea además un plan migratorio con el fin de cumplir la necesidad de una comunicación continua en el proceso de migración.. En el primer capítulo se describe en forma general el sistema de comunicaciones de las Fuerzas Armadas del Ecuador, mientras que en el segundo capítulo se realiza una breve descripción de las tecnologías involucradas en el proceso de diseño de la red.. El tercer capítulo es el diseño de la red troncal con tecnología SDH, la utilización de software libre como lo es Radio Mobile versión 7.2.3 ha permitido un diseño de red bastante fiable y que ha permitido optimizar parámetros de diseño, adicionalmente se utiliza un software propietario para el diseño de enlaces con fibra óptica; uno de los objetivos al utilizar software en el diseño es la optimización de recursos como: tiempo, costos, entre otros.. El cuarto capítulo describe un plan migratorio que permitirá la implantación de la nueva red SDH mientras continúa el funcionamiento de la actual red PDH, se presenta un diagrama de Gannt con el fin de visualizar los procedimientos a seguir en la migración..

(15) x. El quinto capítulo presenta conclusiones y recomendaciones obtenidas en el desarrollo del presente proyecto.. El proyecto se adapta a los requerimientos de una institución, debido a lo cual en el diseño de la red se ha seleccionado equipo que facilite la implementación y funcionamiento completo del sistema de comunicaciones en sí..

(16) xi. PRESENTACION. El presente proyecto titulado “ESTUDIO Y DISEÑO PARA LA MIGRACION DE UNA RED CON TECNOLOGIA PDH HACIA UNA RED CON TECNOLOGIA SDH” tiene como objetivo principal, brindar un mejor funcionamiento de la red troncal dentro del sistema de comunicaciones de las Fuerzas Armadas del Ecuador; el incremento de servicios y los requerimientos de éstos dentro del sistema de comunicaciones han puesto a la actual red troncal como un sistema casi obsoleto, así como el tiempo de vida útil de los equipos presentes en la troncal han llegado a un punto crítico; debido a lo cual se ha visto la necesidad migratoria de la troncal a una tecnología que soporte los requerimientos de comunicaciones para tan importante institución.. Un plan migratorio facilita el proceso de transición de equipos mientras el sistema de comunicaciones mantiene un funcionamiento normal.. El diseño de la red ha sido realizado con el apoyo del GRUTEL (Grupo de Telecomunicaciones de las F.F.A.A.), adicionalmente se ha utilizado la ayuda de software que ha permitido: optimizar recursos y tener una mejor visualización de los resultados obtenidos..

(17) 1. CAPITULO 1 ESTADO ACTUAL DEL SISTEMA DE COMUNICACIONES DE LAS F.F.A.A.. 1.1 INTRODUCCIÓN. Fuerzas Armadas del Ecuador (F.F.A.A.) es una institución cuya misión es mantener la soberanía territorial, así como de velar por el orden interno del país, para lograr a cabalidad dichos propósitos distribuye su personal y armamento en diversas unidades militares que cubren completamente el territorio nacional, además, ésta institución se divide en tres fuerzas: Fuerza Terrestre, Fuerza Naval y Fuerza Aérea.. El organismo que funciona como eje para Fuerzas Armadas es denominado Comando Conjunto de las Fuerzas Armadas (C.C.F.F.A.A.); como su nombre lo indica integra las tres fuerzas en un solo bloque con el objetivo de coordinar el funcionamiento completo de la institución, cuya sede se encuentra en el Ministerio de Defensa Nacional ubicado en la ciudad de Quito. Al ser la ciudad de Quito y en sí el Ministerio de Defensa Nacional un punto clave para las Fuerzas Armadas del Ecuador, se percibió la necesidad de un sistema de comunicaciones a nivel nacional que permita cubrir las necesidades de telecomunicaciones de las unidades militares más importantes (compañías) con los centros de mando y en sí con el C.C.F.F.A.A., dicho sistema debía ser independiente de los sistemas de comunicaciones públicos existentes en el país (por temas de seguridad), por lo que se creó la red MODE ANALÓGICA (Micro Onda Del Ecuador) en el año de 1979 con la empresa Siemens como proveedora de los equipos; la presencia de parámetros como ruido, fallas continuas y la poca capacidad de tráfico fueron considerados. como. los. problemas. principales. en. este. sistema. de. comunicaciones. Para solventar los problemas de la red MODE ANALÓGICA se.

(18) 2. ejecutó en 1998 el plan denominado RED MODE DIGITAL (dominante en la actualidad) con la empresa Alcatel como proveedora de equipos.. 1.2 IMPORTANCIA La red MODE DIGITAL es considerada como un pilar para las Fuerzas Armadas del Ecuador, ya que permite el diario desempeño de las telecomunicaciones de más de 150 unidades militares en operaciones militares así como de logística, para lo cual la red soporta servicios de:. SERVICIO DE VOZ, con más de 4500 abonados a nivel nacional.. SERVICIO DE VOZ IP, utilizada por organismos internos específicos de F.F.A.A.. SERVICIO DE DATOS, utilizado para la transmisión de información de las unidades militares.. INTERNET, el acceso es por medio de proveedores en cada uno de los nodos principales en las distintas regiones que se encuentren éstas, es decir, no todas las unidades militares cuentan con dicho servicio.. SERVICIO DE TELEFONÍA MÓVIL, utilizado por los altos mandos y unidades militares marítimas.. VIDEO CONFERENCIA, una utilización muy limitada, ya que su uso es exclusivo para los altos mandos.. Estos servicios permiten el desenvolvimiento diario de las actividades de F.F.A.A. pero el avance de la tecnología, así como de las necesidades prevé una mejora en los servicios como:.

(19) 3. CONTROL DE ARMAS, que es el poder implementar, en las distintas unidades militares que son designadas para esta función (bodegas de material bélico), mecanismos de seguridad como cámaras de video (Tele vigilancia) , transmisión de alarmas que tendrán un mejor monitoreo en un punto de control que estará en el Ministerio de Defensa Nacional.. VIDEO CONFERENCIA, que no solamente reduce el costo de traslado, alimentación, hospedaje, entre otros del personal involucrado para las distintas reuniones que mantienen F.F.A.A. a nivel nacional sino también el tiempo del cual se debe disponer para toma de decisiones rápidas; además de otras características como el permitir interacción visual, auditiva, verbal y de documentos (archivos) con personas ubicadas en lugares geográficamente distantes en el país como si se encontrasen en un mismo espacio físico y grabación de la videoconferencia. Este servicio también facilitará, capacitación y entrenamiento interactivo para el personal militar a nivel nacional desde puntos estratégicos (como es el Ministerio de Defensa Nacional). El sistema MODE presenta diferentes medios de transporte de la señal, por tal motivo, los equipos que proveen videoconferencia funcionan y deben funcionar bajo el estándar. de. señalización. H.323. que. facilita. la. integración. de. las. comunicaciones sobre diferentes medios de transporte.. INTERNET, permite satisfacer múltiples necesidades de información y comunicación de las distintas Unidades de Fuerzas Armadas, por tal motivo, el contratar una capacidad determinada en un punto principal y poder distribuirlo a nivel nacional a través de su propia red ofrecerá varias ventajas como el obtener un servicio rápido, eficiente que cubra las necesidades operativas y profesionales de la institución.. INGRESO DIRECTO A LA RED DE ORGANISMOS INTERNOS, es decir, la utilización de la red por instituciones estatales como el Banco del Estado, Corporación Aduanera Ecuatoriana o el proyecto de una emisora de radio a nivel nacional de Fuerzas Armas, educación (ESPE), coordinación interna (Dirección de Movilización), entre otros..

(20) 4. Para un desempeño impecable de esta institución se debe desarrollar el sistema de comunicaciones (MODE) acorde con el avance de la tecnología, para lo cual se considera el soporte que la red troncal del sistema ofrece para la implementación de los servicios anteriormente descritos y así permitir a F.F.A.A. un normal desempeño para la Seguridad Nacional y/o Soberanía Territorial.. 1.3 CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD 1.3.1 INFORMACIÓN.. Fuerzas Armadas del Ecuador maneja información confidencial que se clasifica considerando el perjuicio que puede originar la revelación de ésta. La siguiente tabla ilustra el tipo de información manejada por ésta institución:. TIPO INFORMACIÓN. CONCEPTO. Información o material conocida por la CONFIDENCIAL. persona o funcionario interesado en el evento. y. la. difusión. podría. afectar. funciones y/o reputación de los miembros de F.F.A.A. Información o material de conocimiento de personal de F.F.A.A. cuya difusión podría RESERVADO. afectar. actuaciones. administrativas. u. originar interpretaciones y comentarios negativos para las F.F.A.A. Información o material relacionado cuya SECRETO. revelación no autorizada podría ocasionar graves consecuencias para la seguridad nacional..

(21) 5. Información o material cuya revelación no SECRETÍSIMO. autorizada podría incidir en un peligro excepcionalmente grave para la nación.. Tabla 1.1 TIPO DE INFORMACIÓN DE SEGURIDAD.. Esta clasificación es una de las consideraciones tomadas en cuenta al momento de optar por un sistema propio de comunicaciones, debido a la inseguridad en la transmisión de información en redes públicas que existen a nivel nacional como a nivel mundial.. 1.3.2 CARRIERS. El problema que presentan frecuentemente los carriers con periodos de pruebas, cambios de equipos, competencia entre éstos y otras adversidades, dan como resultado pérdidas de enlaces ó a su vez no se adaptan a los requerimientos de F.F.A.A. Éstas son unas de las consideraciones que no pueden permitir un desempeño normal de las actividades de Fuerzas Armadas cuando se considera el servicio de carriers y que representan un punto clave para un sistema propio de comunicaciones.. 1.4 ESTRUCTURA La red MODE DIGITAL, es un sistema de comunicaciones estructuralmente completo que presta servicio a Fuerzas Armadas. A continuación se presenta una breve descripción de cada una de las redes y/o sistemas que la conforman..

(22) 6. 1.4.1 RED PDH. Es una red formada por radio enlaces con topología de anillos, considerada como la troncal del sistema de comunicaciones MODE DIGITAL, ya que sobre ésta funcionan las demás redes del sistema.. La confiabilidad del sistema está ofrecida por cuatro anillos a nivel nacional que son supervisados por matrices de control (nodos principales) o mejor conocidos en Fuerzas Armadas como Centros de Gestión y Mantenimiento, que están distribuidos de la siguiente manera:. ANILLO NORORIENTAL, con su centro de Gestión y Mantenimiento en COCA, cubre la provincia de: Napo, así como parte de las provincias de: Orellana, Sucumbíos e Imbabura.. ANILLO CENTRAL, con su centro de Gestión y Mantenimiento en QUITO, cubre las provincias de: Pichincha, Cotopaxi, Los Ríos, Tungurahua, Bolívar y parte de la provincia de Chimborazo.. ANILLO OCCIDENTAL, con su centro de Gestión y Mantenimiento en GUAYAQUIL, cubre las provincias de: Guayas y Manabí.. ANILLO SUR, con su centro de Gestión y Mantenimiento en MACHALA, cubre las provincias de: Cañar, Azuay, El Oro, Loja y parte de: Zamora Chinchipe y Chimborazo.. Los Centros de Gestión y Mantenimiento además de manejar datos de varias Unidades Militares (Recintos Militares, Batallones, Departamentos, Organismos Internos o Centros de generación y recepción de datos, mejor conocidos como usuarios), también coordinan el mantenimiento y gestión de los anillos que les corresponda. Los Subcentros de Gestión también son parte de cada uno de los anillos, éstos manejan datos de Unidades Militares pero no manejan directamente.

(23) 7. el mantenimiento de los tramos designados en los anillos ya que estos proceden bajo órdenes de los Centros de Gestión y Mantenimiento.. La figura ilustra la topología y los Centros Gestión y Mantenimiento de la RED PDH.. Figura 1.1 TOPOLOGÍA RED PDH. Los radios enlaces están formados por 28 estaciones repetidoras y 11 estaciones terminales que se detallan a continuación:.

(24) 8. ORD.. ESTACIÓN. NOMENCLATURA NUMERO. TIPO. 1. QUITO. QTO. 010. REP –TER. 2. CAYAMBE. RLC. 022. REPETIDOR. 3. COTACACHI. CCT. 024. REP –TER. 4. ATACAZO. CAZ. 030. REP –TER. 5. BOMBOLI. DGR. 031. REP –TER. 6. AZUCENA. CRA. 033. REPETIDOR. 7. CERRO 507. CR5. 034. REP –TER. 8. CRUZ LOMA. CCO. 035. REP –TER. 9. IGUALATA. CIG. 036. REP –TER. 10. CARSHAO. CCA. 037. REPETIDOR. 11. GUAYAQUIL. GYL. 040. TERMINAL. 12. TAURA. TAU. 043. TERMINAL. 13. MANTA. MTF. 049. TERMINAL. 14. JABONCILLO. CRJ. 047. TERMINAL. 15. SALINAS. SLS. 049. TERMINAL. 16. MACHALA. MLA. 050. REP –TER. 17. BALAO CHICO. CHB. 051. REP –TER. 18. MOTILON. CRM. 061. REPETIDOR. 19. GUANCAVILCA. GYS. 067. TERMINAL. 20. BASE NAVAL SUR. GYN. 068. REP –TER. 21. LOJA. LJA. 070. TERMINAL. 22. VILLONACO. CVC. 071. REP –TER. 23. BUERAN. CRB. 082. REP –TER. 24. TINAJILLAS. CRT. 083. REPETIDOR. 25. ACACANA. CAC. 084. REPETIDOR. 26. PASTAZA. PZA. 100. TERMINAL. 27. TABLON. CHO. 101. REPETIDOR. 28. HABITAGUA. CBJ. 102. REPETIDOR. 29. COCA. COC. 103. REP –TER. 30. LUMBAQUI. RCO. 124. REP –TER.

(25) 9. 31. BASE NAVAL NORTE. GIN. 135. TERMINAL. 32. JARAMIJO. ENJ. 156. TERMINAL. 33. CERRO ANIMAS. RAH. 204. REP –TER. 34. NAPO GALERAS. DAP. 210. REPETIDOR. 35. REPETIDOR SALINAS. RSL. 376. REPETIDOR. 36. COROZO. COZ. 397. REPETIDOR. 37. CABUYAS. CYA. 398. REP –TER. 38. LA BALBINA. BAB. 137. TERMINAL. 39. CUENCA. CNC. 80. TERMINAL. Tabla 1.2 ESTACIONES RED PDH. La configuración de la red con el tipo de estaciones se muestra en la siguiente figura:. Figura 1.2 TOPOLOGÍA ESTACIONES RED PDH. Los equipos utilizados por las estaciones son de modelo MELODIE 9400LX de marca Alcatel..

(26) 10. La siguiente figura muestra al equipo MELODIE 9400LX de Alcatel:. Figura 1.3 EQUIPO MELODIE 9400LX. Melodie 9400LX está conformada principalmente por:. BASTIDOR ETSI, es una estructura metálica que permite alojar los componentes de los equipos Melodie 9400LX en dualidad con una Motherboard (placa base de circuito impreso que permite la conexión entre las tarjetas que trabajan en el equipo Melodie 9400Lx) en su interior, además incluye tres alimentaciones de energía, un conjunto de conectores BNC para los tributarios y filtros pasa banda que permiten configurar la frecuencia de la señal que ingresará al equipo.. EMISOR, es un componente que permite asegurar el funcionamiento del equipo a una determinada frecuencia, es decir, es un bloque de hiperfrecuencia (Considera frecuencias altas para microondas, los valores se encuentran entre los 7 GHz y 23 GHz) montado en una tarjeta..

(27) 11. RECEPTOR, es un componente que tiene un funcionamiento similar al emisor, es decir, es un bloque de hiperfrecuencia.. TARJETA MULTIPLEX STATION UNIT (MSU), es una tarjeta multiplexora / demultiplexora cuya función es multiplexar los tributarios para su transmisión.. TARJETA UNIDAD DE INTERFAZ DE TRIBUTARIO (TIU), es una tarjeta que se conecta principalmente con la MSU que trabaja como interfaz física con los afluentes, además permite las conversiones HDB3 a binario.. SISTEMA POWER SUPPLY UNIT (PSU), es una fuente cuya función es alimentar cada etapa de emisión y recepción.. Alimentación Capacidad Frecuencia de trabajo Modulación Configuraciones Crecimiento Stand by. Potencia de salida Sensibilidad en recepción Equipo de supervisión. -48 V (DC) Desde 2 x 2 hasta 16 x 2 Mbps 7.1 - 8.5 GHz Con la misma unidad 4 QAM 1 +1 (105W), 2 +1 (165W) Hasta 5 + 1 (de 16 x 2 Mbps) HSB (Host Stand By), diversidad de espacio, diversidad híbrida como opciones con el mismo equipo + 27 dBm - 87 dBm (-93 dBm máximo valor) Alcatel 1353 supervisión (TMN). Tabla 1.3 CARACTERÍSTICAS EQUIPO MELODIE 9400LX. Los equipos permiten trabajar con la característica de Diversidad en Espacio, el cual es ocupado en sitios en los cuales se tienen un alto nivel de desvanecimiento de la señal; por medio de este método se llega a mejorar la calidad de la relación S/N o BER (Bit Error Rate), aumentando la fiabilidad del enlace. Los enlaces que.

(28) 12. presentan diversidad de espacio son: Cabuyas-Repetidora Salinas, Azucena Cerro 507, Cerro 507- Balao Chico, Cerro 507-Carshao, Cayambe-Lumbaqui, Cruz Loma – Igualata, Igualata – Carshao.. Los equipos Melodie 9400LX están configurados para trabajar con dos canales de servicios (16 E1´s por canal) más un E1 de respaldo; lo equipos tienen una capacidad máxima de 5 canales de servicio más un E1 de respaldo.. 1.4.2 RED MULTIACCESO.. Es considerada como una de las redes de última milla, siendo su principal importancia para usuarios fijos.. Está conformada por tres estaciones principales enlazadas por la red PDH, cada una de éstas divididas en subestaciones distribuidas de la siguiente forma: Estación Quito con tres subestaciones, Estación Guayaquil con cuatro subestaciones y Estación Machala con dos subestaciones; a continuación se presenta una gráfica de la estructura de esta red:. Figura 1.4 ESTRUCTURA RED MULTIACCESO. La siguiente tabla ilustra la cobertura da cada Subestación:.

(29) 13. SUBESTACIÓN NOMENCLATURA QUITO 1. Q1. ÁREA DE COBERTURA Unid. militares del norte de Quito, Imbabura y Carchi. QUITO 2. Q2. Unid. militares del resto de Quito, Sto. Domingo y Esmeraldas. QUITO 3. Q3. Unid. militares de Chimborazo, Tungurahua y Cotopaxi. GUAYAQUIL 1. G1. Unid. militares de Guayaquil. GUAYAQUIL 2. G2. Unid. militares de la Península. GUAYAQUIL 3. G3. Unid. Militares de Manabí, Los Ríos, y Bolívar. GUAYAQUIL 4. G4. Unid. militares de Azuay y Morona Santiago. MACHALA 1. M1. Unid. militares de la prov. El Oro. MACHALA 2. M2. Unid. militares de la prov. de Loja. Tabla 1.4 COBERTURA RED MULTIACCESO. Los equipos utilizados son A9800R2 de marca Alcatel, que proporcionan radio enlaces punto-multipunto en la banda de 2.1 GHZ a 2.5 GHz, además presenta modulación 4 QAM y TDM (multiplexación por División de Tiempo) para una capacidad de 4 Mbps. Los principales componentes de la red son:. Estación de Operación y Mantenimiento (OMS). Es la Interfaz HombreMáquina del sistema A9800-R2, utilizada para: configuración, pruebas, supervisión del estado del sistema, visualización y análisis de alarmas..

(30) 14. Multiestación y/o Estación Base Central (XBS). Situada en la central, controla la red y contiene las interfaces para la central local, asigna los canales, realiza un control de eco, utiliza transcodificación PCM/ADPCM, además de una conversión de las diferentes interfaces posibles entre redes y el sistema (Analógico, digital, etc. ).. Estación Radio Central (RSC). La estación puede instalarse cercana o alejada de la XBS, existe una sola estación por circuito o sistema, utiliza una conexión directa mediante enlace con la XBS.. Estación Radio Terminal (RST-16 y RST-80). La RST está instalada lejos del sistema de la central telefónica y cerca de los abonados estando conectada a la RSC mediante enlace radio TDM/TDMA, permite el acceso a todas las interfaces de abonados. Estación Radio Nodal (RSN-16 y RSN-80). La estación RSN, funciona como una estación repetidora, se constituye añadiendo un segundo transceptor a una estación terminal, utiliza la RSN cuando el trayecto radio entre la RSC y la RST está obstruido o la distancia sea muy grande, (distancia máxima de 30 a 40 Km.).. Estación Base de Abonado Inalámbrico (WBS) y Terminación de red sin hiloslínea simple (WNT-S). Son equipos terminales que permiten un manejo inalámbrico del servicio para el abonado final.. El siguiente gráfico ilustra los componentes utilizados en los enlaces:.

(31) 15. Figura 1.5 ARQUITECTURA RED MULTIACCESO. Esta red tiene disponible 20 estaciones transportables, que permite enlazar RSN (previa revisión de la configuración), con la disposición de un generador móvil, antena y guía de onda. El alcance es de alrededor de 20 Km.. 1.4.3 RED TRONCALIZADO.. Es una red punto-multipunto de última milla para usuarios móviles y puntos donde la red multiacceso no logra cobertura (las embarcaciones de la fuerza naval, unidades militares de la frontera norte, nororiental y. la provincia del Oro,. estaciones portátiles asignadas a diversas autoridades como: Presidencia de la República, Ministerio de Defensa, Comandantes de Fuerza). La siguiente figura ilustra la distribución de la red Troncalizado:.

(32) 16. Figura 1.6 DISTRIBUCIÓN RED TRONCALIZADO. La red Troncalizado está conformada por 12 estaciones repetidoras y un centro nodal. El enlace lo realiza por medio de radio enlaces con frecuencias de 400 MHz en el cual los usuarios comparten todos los canales disponibles evitando así que dependan de una frecuencia determinada y no puedan transmitir su mensaje si éste se encuentra ocupado. El tiempo de espera para obtener acceso al sistema disminuye mediante la distribución proporcional de tráfico entre los canales disponibles, utiliza una configuración de 4 canales por sitio de repetición (1 canal de control y 3 de trabajo) que permiten dos tipos de llamadas: INTERSITIO, que es una comunicación distinta a la BTS de origen de la llamada (número de llamadas es:4 semiduplex ó 2 full dúplex) y SITIO, que es dentro de la misma BTS (número de llamadas: 1 semiduplex y 1 full duplex)..

(33) 17. La arquitectura de la red está dada por una BTS (Base Tranceiver Station) en cada estación repetidora. Para cada BTS se utiliza las estaciones de base (BSC) que es una Unidad de control y de gestión de las BS (Base Station, permite la conexión con el equipo que origina y/o termina la llamada). Cada una de las estaciones repetidora se enlaza por medio de la red PDH y Multiacceso, siendo cada estación detallada en el siguiente cuadro:. ESTACION. CODIGO. NUMERO. PABX. 1017. 1. SAN LORENZO. 1007. 2. ESMERALDAS. 1010. 3. JABONCILLO. 1019. 4. CABUYAS. 1045. 5. SALINAS. 1003. 6. ANIMAS. 1030. 7. CERRO AZUL. 1014. 8. BALAO CHICHO. 1012. 9. MACHALA. 1016. 10. BASE SUR. 1022. 13. CRUZ LOMA. 1021. 14. Tabla 1.5 REPETIDORAS RED TRONCALIZADO.. Y su distribución en la red se muestra en la siguiente figura:.

(34) 18. Figura 1.7 DISTRIBUCIÓN DE ESTACIONES RED TRONCALIZADO. En el centro de gestión Quito se encuentra el Centro Nodal dotado de una consola CGR, servidor OMC y la central privada PABX (PABX A). El Centro de Gestión de Red (CGR) asegura la administración de la red de los sitios radio, móviles y abonados, es una Micro-computadora conectada sobre la red y sobre el servidor OMC, que sirve para la administración y supervisión técnica. El Servidor OMC es una Micro-computadora conectada con la red y gestionada por la consola CGR, contiene todos los datos de la red. La central privada PABX gestiona las comunicaciones. Trabaja en una banda de frecuencia de 380 MHz – 400 MHz que permiten una transmisión de datos de 28.8 Kbps (sin encriptación y a 7.7 Kbps con encriptación) además de la transmisión de voz..

(35) 19. En una conexión mediante la red PDH se utilizan los siguientes equipos: una BTS (se puede considerar como la parte del emisor), un conversor (Módulo URAD) de interfaces X.21 a G.703 y viceversa, el bloque de la red PDH, una PABX A (central propia de la red Troncalizado), PABX B (central de la red Conmutación la cual se conecta mediante circuitos dedicados con la central PABX A) y el centro nodal (receptor).. Figura 1.8 CONEXIÓN CENTRO NODAL CON UNA ESTACIÓN. 1.4.4 RED CONMUTACIÓN.. Es una red que brinda los servicios utilizados por F.F.A.A. mediante una distribución de centrales telefónicas que permiten la transmisión de: VOZ (canales Análogos-64 Kbps y Digitales-4x64 Kbps), DATOS (64 y 128 Kbps) Y VIDEO (128 Kbps) a nivel nacional y cuyos enlaces ínter centrales se los realiza mediante la red PDH, Multiacceso y Troncalizado (también es posible interconectar centrales por medio de par de cobre y Fibra Óptica).. La red está formada por cuatro nodos principales y nodos secundarios, así como de ACT´s, siendo su topología mostrada en la siguiente figura:.

(36) 20. BCO-DIREL 5. 15-BAFT 14 FAE 3. F.T. 7. MARINA 9 1X 2M bp s. MANTA FAE. F.O.. Cu.. TRONCALIZADO TRONCALIZADO CERRO SALINAS CERRO ANIMAS. BASJAR. Cu F.O. F.O.. TRONCALIZADO CERRO CABUYAS. s bp 2M 1X. Cu. ESMA. COMACO 4. 1X2Mbps. 1X2Mbps. bps 2M 2X. F.O.. TRONCALIZADO JABONCILLO. 1X2Mbps. s bp 2M 2X. QUITO Nod 1. SALINAS. 2X2Mbps. 2 F.O.. CODES. F.O. s bp 2M 2X. 4X 2M bp s. 19-BS 4 2X 2M bp s. 1X. 17-BS 2. bps 2M. 1X. ps 2 Mb. 2X2 Mbps. 2X2Mbps. 2X 2M bp s. ps Mb. 2X2MbPS. 2. BASNO R. X. s bp 2M 2X. 1. ESDESU. TRONCALIZADO LUMBAQUI 3. CUENCA. 1X2Mbps TAURA 2 1X. F.O.. BI-5. NAPO GALERAS 5. COCA Nodo 4. GUAYAQUIL Nodo 2. s bp 2M 2X. 2X 2M bp s. 2 F.O.. 2X2Mbps. COMAC. ps Mb. MACHALA Nodo 3. LOJA. 1X2 Mb ps. NODO PRINCIPAL TRONCALIZADO CERRO AZUL. TAURA CAFIR/F-1. NODO SECUNDARIO TRONCALIZADO BALAO CHICO. ACT. Figura 1.9 TOPOLOGÍA RED CONMUTACIÓN.. La capacidad del enlace entre el nodo de Quito y Guayaquil es de 4 E1’s y entre el resto de nodos se tienen 2 E1`s entre nodos y 1 E1 para conectarse entre Guayaquil – Salinas y Guayaquil-Taura.. Los equipos en la red son de marca Alcatel tipo A4400 (nodo) que además de las tarjetas de abonados e interfaces, contiene una tarjeta informática denominada CPU5 con microprocesador que permite gestionar y supervisar (la limitación en la compra de licencias prohíbe obtener directamente el tráfico cruzado por cada nodo y ACT). Los ACT (Alcatel Cristal Technology), no disponen de microprocesador y depende de un nodo, la interconexión al nodo se la realiza mediante radio, cobre (utilizando Tarjetas RT2, esta tarjeta sirve para enlaces de 2 Mbps entre una central y un ACT) o fibra óptica (utilizando Tarjetas INTOF que sirve para enlaces de 2 Mbps a través de fibra óptica, adicionalmente se necesita una tarjeta adaptadora de medio tarjeta COST)..

(37) 21. La capacidad de la red acorde a su configuración se presenta en la siguiente tabla:. NODO. ACT’S. NUM. MÁXIMO DE. ABONADOS. ABONADOS. UTILIZADOS. Quito. 12. 2000. 1300. Guayaquil. 13. 2500. 1600. Machala. 6. 1000. 510. El Coca. 6. 1000. 400. Taura. 7. 150. 50. Salinas. 4. 150. 30. Quito 1. 2. 1000. 400. Quito 2. 2. 1000. 300. TOTAL. 52. 8800. 4590. Tabla 1.6 CAPACIDAD ABONADOS POR NODOS. 1.4.5 TELEMÁTICA.. Esta parte de la red MODE está encargada de los servicios de Internet y redes LAN (Red de Área Local). El servicio de Internet tiene características de 1 Mbps es decir de 768 Kbps / 256 Kbps, por lo que su distribución es limitada.. La siguiente figura ilustra la estructura de una red que presta servicio de distribución de Internet:.

(38) 22. Figura 1.10 FUNCION DEPARTAMENTO DE TELEMÁTICA.. Las principales herramientas de Telemática son:. FIREWALL. El funcionamiento de éste tipo de programas se basa en el "filtrado de paquetes". Todo dato o información que circule entre el Internet y la Intranet será analizado por el equipo (firewall) con la misión de permitir o denegar su paso en ambas direcciones (Internet-->Intranet ó Intranet--->Internet).. PROXY Comparte el servicio de navegación en Internet, permite distribuir el servicio de navegación en Internet a todos los usuarios de la red, aplicando políticas de seguridad anti-hacking, software detector de intrusos, entre otros.. Administrador Ancho de Banda Packeteer, software que permite determinar el ancho de banda entregado a cada una de las direcciones IP determinadas.. Servidores con plataforma Linux DNS Servicio de Nombres de Dominio DNS ("Domain Name Service"), es el "servicio" encargado de transformar nombres, como ffaa.militares.ec, en cifras, como 10.223.142.12.

(39) 23. MAIL Servicio de Correo Electrónico, este servicio se encarga de examinar correos entrante y saliente de todos los usuarios pertenecientes a esta red.. 1.4.6 SISTEMA SATELITAL.. Es considerada como una red de contingencia para la red MODE, además brinda enlaces donde la red Mode no tiene cobertura.. Utiliza una estructura de dos estaciones Maestras y treinta estaciones remotas, la siguiente figura ilustra la estructura del sistema:. Figura 1.11 TOPOLOGÍA SISTEMA SATELITAL.. Para su funcionamiento se divide en dos secciones:.

(40) 24. EQUIPAMIENTO DE RADIO FRECUENCIA. Opera en la Banda C con polarización lineal para: Amplificadores de potencia en estaciones maestras y en estaciones Remotas transportables, fijas y móviles(Fragatas); Módems Satelitales con acceso tipo SCPC (una portadora por canal) lo cual permite disponer de enlaces de datos desde 9.6 Kbps hasta 1.554 Mbps en los modelos de Módems con FEC.. ENRUTAMIENTO DE PAQUETES Está conformado por tres conmutadores centrales de paquetes denominados RNET (Switch conmutador de paquetes de voz y datos punto a punto), dos ubicados en la estación maestra principal y uno en la estación maestra secundaria, constituyen el núcleo de la red, se enlazan a 34 nodos (multiplexores), que proporcionan el servicio de voz o datos para los usuarios. Es de tecnología TDM y por tanto tiene limitaciones en crecimiento y en brindar servicio de comunicación de datos, su máxima velocidad es de 19.2 Kbps. Los canales de voz son de tipo FXs (abonado) y FXo (troncal). Se dispone de Nodos de datos en X.25(PADs), los cuales se encuentran fuera de servicio por fallas presentadas en el Servidor Central de Administración, por lo que al momento no se dispone de canales conmutados de datos. Dispone adicionalmente de un equipo multiplexor de acceso (Sistema RIO) que proporciona la interface E1 para interfaces WAN (red de área extendida) y para los enlaces de la red con otros medios que requieren interconexión como centrales telefónicas..

(41) 25. Estació Estación Maestra 1. RF Redundante. Estació Estación RF Maestra 2 Redundante. Modems Satelitales MUX RLX 416A. Modems Satelitales. Modems Satelitales. PBX. RNET A. RLX 416A. RNET B. RLX 416A. RLX 416A. PBX. PBX MODE Analó Analógico. Y Andinatel. Estación Remota. RNET C. RF. Nodos de datos X25 Aplicaciones. RLX 416A. RLX 416A. PBX MODE Analó Analógico. Nodos de datos X25. Nodos de datos X25. Nodos de datos X25. Aplicaciones. Aplicaciones. Aplicaciones. Figura 1.12 ESTRUCTURA DEL SISTEMA SATELITAL. Este sistema permite enlazar la provincia de Galápagos con la red MODE DIGITAL, por lo tanto, los servicios que brinda este sistema son: Interconexión a redes LAN (Intranets). Interconexión a PBXs, servicio de teléfono, fax, (VoIP). Video conferencia. Educación virtual. Sistemas de Tele-medicina. Control de tráfico aéreo. Aplicaciones de Radiodifusión. Enlaces a centros informáticos internacionales. Transferencia rápida de archivos. Redes de Comunicación multimedia, aplicaciones cliente servidor..

(42) 26. El satélite geoestacionario utilizado es el denominado “Amazonas”, éste es un proyecto desarrollado y puesto en órbita en junio del 2004 por Hispamar, subsidiaria de Hispasat en conjunto con Brasilsat. El satélite Amazonas provee una buena pisada (área de cobertura) sobre América del Norte y Sur, de ahí que la cobertura del sistema satelital es completa a nivel nacional. 1.4.7 SISTEMA ANALÓGICO.. Está conformada por los equipos que estructuraban la red MODE ANALÓGICA (banda de los 300 MHz utilizando equipos Siemens FM 72/300 y equipos Fujitsu FM 2 G-10B ) y que ahora prestan servicios a sectores del país donde eran considerados de menor importancia (como las provincias de Galápagos y Pastaza).. El enlace de la provincia de Galápagos es a través del Sistema Satelital con capacidad de un E1 en la Central de Quito; con el Sistema Satelital se llega a la Isla San Cristóbal en donde se encuentra una terminal Satelital y una Central Telefónica Siemens del Sistema Analógico con 8 líneas de 64 Kbps (para voz y datos). Entre las islas los radio enlaces son UHF y VHF, se ingresa también a las Unidades Móviles (como Guardacostas y Buques de la Fuerza Naval)..

(43) 27. Figura 1.13 ESTRUCTURA RED ANALÓGICA PROVINCIA DE GALÁPAGOS.. Para la provincia de Pastaza el enlace es desde la Terminal de Pastaza, se conecta por un ramal al sistema Multiplex del sistema Analógico por medio de un radio enlace de 800 MHz hacia la repetidora HABITAHUA, de allí a las unidades perteneciente a la provincia de Pastaza; el otro ramal es desde la repetidora HABITAHUA hacia la repetidora el CALVARIO y de ésta hacia el PUYO.. Figura 1.14 ESTRUCTURA ENLACE PROVINCIA DE PASTAZA..

(44) 28. En la provincia de Pichincha también es utilizada el Sistema Analógico, esta es enlazada desde el repetidor ATACAZO hacia las unidades en YARUQUÍ, SANGOLQUÍ Y PARCAYACU.. Figura 1.15 ESTRUCTURA ENLACE PROVINCIA DE PICHINCHA.. 1.4.8 SISTEMA ENERGÍA.. Se considera como un sistema que permite mantener a los equipos de la red MODE DIGITAL siempre en funcionamiento, para lo cual utiliza un sistema fotovoltaico que permite extraer energía eléctrica directamente de la luz del sol. Este sistema está conformado por tres equipos que se describen a continuación:. PANEL SOLAR. Características Constructivas: √ Células de Silicio Mono cristalino. √ Cara frontal de vidrio templado. √ Marco de perfil de aluminio. √ Cajas de conexión con diodos bypass. Características eléctricas: √ Potencia Máxima 110 W. √ Corriente de 6.76 A. √ Tensión de 21.6 V..

(45) 29. BATERÍAS. Características: √ Placa positivas tubulares. √ Batería libre de mantenimiento. √ Aislamiento de las conexiones y de las salidas de los polos. SISTEMA DE REGULACIÓN Y CONTROL Características eléctricas: √ Tensión nominal 12/24/48 VDC. √ Corriente máxima 30A (12/24V) / 20A (48V). Características constructivas: √ Desconexión del consumo por baja tensión de batería. √ Señalización del estado de carga y alarmas locales de tensión alta y baja de baterías. La distribución de este sistema se muestra a continuación:. SLO ESB ESE. TYA ESM. RLC MIR. RIN PIL RLJ. CRA. RLC. CHO. QVO DMH. RSL CHB CCA. OTZ RLA CRT RLA. Figura 1.16 DISTRIBUCIÓN SISTEMA ENERGIA EN LA RED MODE DIGITAL.

(46) 30. Figura 1.17 DISTRIBUCIÓN DEL SISTEMA ENERGÍA EN LA PROV. DE GALÁPAGOS.. 1.5 USUARIOS. Fuerzas Armadas del Ecuador enlaza a más de 150 de sus recintos militares, teniendo presente que la asistencia llega hasta las unidades que son consideradas como principales, es decir, se distribuye hacia los Batallones, Compañías y otros; debiendo de allí ser distribuidas hacia cada uno de los abonados por cuenta propia de cada unidad militar.. La siguiente figura muestra la cobertura de la red MODE DIGITAL..

(47) 31. Figura 1.18 COBERTURA RED MODE DIGITAL.. El número de usuarios que cubre la red se describe en la siguiente tabla:. REGIÓN. SERVICIO DE VOZ. SERVICIO DE DATOS. COSTA. 430. 28. SIERRA. 1046. 22. ORIENTE. 140. 2. Tabla 1.7 NÚMERO DE USUARIOS A NIVEL NACIONAL.

(48) 32. El crecimiento del número de usuarios en cada uno de los servicios es considerada entre un 5 a 15 por ciento anual. El desarrollo de una nueva red troncal para la red MODE permitirá la integración de un gran número de nuevos usuarios (como instituciones de servicios internos para Fuerzas Armadas, así como de otras compañías) que superará considerablemente la ponderación considerada en años anteriores.. 1.6 PROBLEMAS DE LA RED MODE. Los servicios que actualmente presenta la RED MODE son resultado de las necesidades de comunicación que un país requiere para su Seguridad Nacional y/o Soberanía Territorial, siendo estos servicios crecientes tanto en capacidad como en beneficios y que en los últimos años ha saturado la actual red PDH del sistema de comunicaciones.. Los equipos de la red PDH no proveen la facilidad para el crecimiento en capacidad de tráfico, por lo que, para el aumento de ésta se debe realizar la adquisición completa de nuevos equipos, lo cual conlleva a considerar una gran inversión (por no ser equipos con tecnología de punta), además, por la homologación del sistema de gestión se debe recurrir a la misma proveedora de los equipos que actualmente se encuentra en funcionamiento.. La empresa que fue proveedora de los equipos para el sistema de comunicaciones de las Fuerzas Armadas ha dado por terminado el periodo de garantía para los equipos en el año 2005, por lo que, a partir de ese año cualquier falla en los elementos pertenecientes a los equipos va por cuenta de F.F.A.A..

(49) 33. Existen frecuentemente fallas por uso en los equipos de cada una de las redes, por lo que, el costo para la reparación de los elementos de estos equipos es muy considerable, además de no tener opciones de centros de reparación debiendo acudir a la propia empresa proveedora.. 1.7 OPCIONES DE SOLUCION. El principal problema de la red MODE DIGITAL se presenta en la red PDH, por lo tanto, se considera como primera opción para el crecimiento de capacidad de tráfico la implementación de nuevos equipos MELODIE 9400LX de la empresa Alcatel, para los cual se debe tener presente consideraciones como: Enlaces con diversidad de espacio, Plan de frecuencias para los nuevos radio enlaces, Proyección del tráfico para un periodo no menor a 8 años, entre otros. Esta alternativa acarrea una inversión bastante considerable en relación con la implementación de una red nueva.. Una segunda opción es la creación de un centro de reparación de microelectrónica, el cual permita dar mantenimiento a los elementos de cada uno de los equipos de las redes, ésta es considerada como una solución parcial ya que al considerar elementos complejos (como tarjetas de modulación en el caso de los equipos MELODIE 9400LX) se está hablando de tarjetas con circuitos integrados exclusivos de la empresa proveedora cuya adquisición sería de un valor muy considerable, además de los circuitos impresos que estén formadas por una, dos o hasta tres pistas ruteadas en una misma placa lo cual complica considerablemente el mantenimiento, e incluso la capacitación del personal y los equipos adecuados para la implementación de un centro de reparación de este nivel complican esta solución.. Una tercera opción es el sistema satelital, el cual permite cubrir las deficiencias de la red MODE, pero cuyo problema es el retardo en la transmisión (que es típico en cualquier enlace satelital y que es de mayor consideración en servicios de.

(50) 34. videoconferencia), además de tener una capacidad limitada, siendo los costos y la seguridad un impedimento para la utilización completa de este sistema.. Por último. y considerando como la opción más factible, se plantea la. implementación de una nueva red troncal, es decir, una red con tecnología que permita soportar los servicios actuales y venideros del sistema de comunicaciones de F.F.A.A. además debe presentar una vida útil mayor a la presentada por la red actual y facilidades en el acoplamiento con las demás redes del sistema de comunicaciones. Por lo anteriormente expuesto se plantea el diseño de una red de alta velocidad, la cual se detalla en el capítulo III..

(51) 35. CAPITULO 2 ESTUDIO DE TECNOLOGÍAS PARA REDES. El avance de la humanidad en los últimos años se debe en gran medida al aporte que ha tenido las telecomunicaciones en el diario vivir de las personas, brindando valiosos servicios como: telefonía, Internet, entre otros. El permanente desarrollo de las telecomunicaciones ha sido gracias al avance de las distintas tecnologías que la conforman, cada una de éstas son consideradas por científicos. en. continuos estudios, con el fin de mejorar el estilo de vida para la humanidad.. Cada servicio ha ido mejorando sus prestaciones, es decir, dando mayores beneficios a los usuarios; pero toda mejora presenta un costo y en el caso de las telecomunicaciones ese costo esta dado por el ancho de banda (se puede considerar que el ancho de banda es proporcional a beneficio para el usuario).. Éste capítulo presenta una breve descripción de las tecnologías que se encuentra involucradas en el desarrollo de una red troncal de alta velocidad, además de considerar la arquitectura TCP/IP.. 2.1 MEDIOS DE TRANSMISIÓN. 2.1.1 FIBRA ÓPTICA. 2.1.1.1 Introducción El continuo incremento de la cantidad y calidad de servicios en las telecomunicaciones (en especial servicios tales como multimedia, video conferencia, entre otros) en la humanidad ha generado que los medios de transmisión en radio enlaces y cableados de cobre queden prácticamente inservibles al no poder soportar la complejidad de dichos servicios, tanto en las redes troncales como en las redes de última milla.. El objetivo. principal de. transmisión por fibra óptica es el incremento de: bits por segundo (velocidad de transmisión), la distancia de los enlaces, además de considerar la disminución de la atenuación de las señales. Para lograr esto se opta por la transmisión de luz (la.

(52) 36. luz como portadora de la información) considerada como onda, es decir, transmitir ondas electromagnéticas con longitud de onda del orden de los micrómetros en contraparte de las longitudes de onda del orden de los metros o centímetros para las ondas de radio (Longitudes de onda del orden de los micrómetros son fáciles de obtener al utilizar ondas luminosas, que en el espectro electromagnético es considerado como zona cercana a la Luz Visible). El siguiente paso es el considerar un medio que permita una transmisión sin mayor pérdida, para lo cual, se determinó que se podía realizar una propagación de las ondas luminosas en medios muy densos como el agua y que dicha propagación continuaba su trayecto sin una desviación considerable hacia el aire (atmósfera). Varios fueron los intentos hasta determinar la transmisión de las ondas micrométricas por medio de tubos concéntricos con índices de refracción diferentes (permitiendo los efectos de reflexión y refracción que se dan en la frontera entre los medios). La reflexión, como su nombre lo indica es el reflejo (se desvía alejándose de la normal de la superficie entre los dos medios) de la onda luminosa que se propaga por un medio al “chocar” con la superficie de un medio diferente; dos medios aquí son considerados como diferentes a través de sus índices de refracción, los cuales están dados por la siguiente fórmula: n=. c v. n.- índice de refracción. v.- velocidad de la luz en un medio distinto al vacío. c.- velocidad de la luz en el vacío ( 3 x108 [m / s ] ).. De lo cual, la velocidad es inversamente proporcional al índice de refracción. El efecto de la refracción en cambio determina que una onda luminosa que se propaga por un medio al “chocar” con un medio de diferente índice de refracción se desvía acercándose a la normal de la superficie entre los dos medios en cuestión..

(53) 37. El comportamiento de una onda luminosa en la frontera de dos medios de índices distintos es el siguiente:. Figura 2.1 ONDA LUMINOSA ENTRE DOS MEDIOS Si:. n1<n2 → v1>v2 → Θ1> Θ2 la onda se acerca a la normal.. Si:. n1>n2 → v1<v2 → Θ1< Θ2 la onda se aleja de la normal.. Este fenómeno está expresado por la ley de SNELL como:. n1 * senΘ1 = n2 * senΘ2 Si Θ2 es π/2 el seno es 1, es decir su máxima expresión, dando como consecuencia: sen Θ1 =. n2 n2 ⇒ sen Θ C = n1 n1. Θc.- ángulo crítico. El ángulo crítico determina el límite máximo con el cual una onda luminosa debe incidir sobre un medio para que pueda ser refractado (acercarse a la normal entre los dos medios) si la onda incide con un ángulo menor al crítico el seno del ángulo de refracción (Θ2) resulta mayor que la unidad, esto indica que, las ondas que inciden no pasan al segundo medio sino que son reflejadas en la superficie de separación (alejarse de la normal entre los dos medios)..

(54) 38. Estos efectos sobre la luz son optimizados gracias a la geometría óptica y utilizados en un solo medio físico, hoy en día conocido como FIBRA OPTICA. 2.1.1.2 Definición. FIBRA OPTICA en su definición básica es una constitución de dos medios como: cristales naturales (vidrio) o cristales artifíciales (plástico); que están dispuestos de forma de cilindros concéntricos con características. que permiten: la. transmisión de la luz, ser dieléctricos, flexibles, entre otros. 2.1.1.3 Características. La Fibra Óptica presenta un gran número de características entre las cuales se destaca las siguientes: La principal, es la de servir como guía de onda luminosa, para lo cual la fibra se compone de las siguientes partes que son: 1. NUCLEO, es un medio cilíndrico con un alto índice de refracción, cuyo diámetro varía entre 9 y 50 micras; su constitución puede ser tanto de cristales naturales (sílice) así como de cristales artificiales (plástico). 2. REVESTIMIENTO (O CUBIERTA), es también un medio cilíndrico, además concéntrico al núcleo, cuyo índice de refracción es menor al del núcleo y cuyo diámetro varia a partir de las 125 micras. Permite enlaces con longitudes promedios de 100 Km ya que presenta muy bajas atenuaciones, reduciendo el número de repetidores. Al manejar ondas luminosas permite su fabricación con materiales dieléctricos, reduciendo el problema de Interferencia Electromagnética. Permite manejar datos en diversos medios con temperaturas que pueden variar entre -40°C y 200°C Su diámetro y su peso en comparación con otros medios guiados de transmisión es considerablemente menor. Su costo representa un inconveniente para la configuración de redes. La flexibilidad es limitada, en instalaciones que presentan curvaturas muy. cerradas..

(55) 39. 2.1.1.4 Conceptos. 2.1.1.4.1 Apertura numérica (AN). Es un parámetro a dimensional, el cual indica la cantidad de luz aceptable (al extremo de la fibra) a propagarse por el núcleo (mantener el efecto de reflexión); al considerarlo geométricamente es conocido como cono de aceptación en el cual los modos de luz que ingresan (fibra multimodo) pueden ser transmitidos.. Figura 2.2 CONO DE ACEPTACIÓN La apertura numérica se expresa de la siguiente forma: AN =. n1 − n 2 2. 2. Siendo: AN = n0 sen(β1max) y n0 =1 (aire) 2.1.1.4.2 Ángulo de aceptación. Definido como el ángulo máximo en el cual los rayos de luz externos pueden chocar con la interfaz aire/fibra y propagarse por la fibra. Al girar el ángulo de aceptación alrededor del eje concéntrico de la fibra describe el cono de aceptación..

(56) 40. 2.1.1.4.3 Perfil de Índice de Refracción. La fibra está conformada por materiales como el Silicio ó plásticos de distintas clases, permitiendo obtener variedad de índices de refracción tanto en el núcleo como en el revestimiento. Debido a las cualidades anteriormente expuestas se puede realizar la fabricación de distintas fibras con distintas características, que permiten manejar las velocidades de los haz y además la propagación de los modos los cuales se describen como el Perfil de índice de refracción,. a. continuación se detalla los principales tipos a considerar: INDICE ESCALONADO.- Se considera que una fibra tiene índice de refracción escalonado cuando el valor del índice de refracción en el núcleo es distinto completamente al del revestimiento en un 100%, es decir, al moverse del centro del núcleo hacia el. revestimiento el índice de. refracción sufre un cambio brusco al pasar de una sección a otra.. Figura 2.3 FIBRA CON PERFIL DE ÍNDICE DE REFRACCIÓN ESCALONADO INDICE GRADUAL.- Se considera que una fibra tiene índice de refracción gradual cuando el valor del índice de refracción en el núcleo tiene una variación continua hacia el valor del índice de refracción del revestimiento, es decir,. al moverse del centro del núcleo hacia el. extremo del. revestimiento el índice de refracción no sufre un cambio brusco al pasar de una sección a otra..

(57) 41. Figura 2.4 FIBRA CON PERFIL DE ÍNDICE DE REFRACCIÓN GRADUAL. 2.1.1.4.4 Tipos de Fibra Óptica. Fibra Monomodo.- Se caracteriza por su capacidad de transmitir un solo rayo de luz (un solo modo de propagación), dando dos ventajas principales: Mayor. velocidad de transmisión y Menor atenuación. Generalmente el. perfil del índice de refracción es de tipo escalonado.. Figura 2.5 FIBRA TIPO MONOMODO. Fibra Multimodo.- Permite la transmisión de varios rayos de luz (varios modos de propagación), presenta mejores cualidades que el medio de trasmisión de cobre pero menor con respecto a la fibra monomodo. Aquí se puede presentar el caso de los dos perfiles de índice de refracción: escalonado y gradual..

(58) 42. Figura 2.6 FIBRA TIPO MULTIMODO. 2.1.1.4.5 Dispersión Cromática. Se origina debido a la dependencia del índice de refracción con la frecuencia de la señal óptica, cada pulso de la señal óptica sufrirá un retardo diferente con relación a la frecuencia portadora ocasionando el ensanchamiento del pulso en recepción y por ende interferencia. Un gráfico permite determinar el cambio que sufre un pulso al desplazarse por el núcleo de la fibra, esta variación depende del material que conforma al núcleo teniendo un valor aceptable cuando se utiliza longitudes de onda del orden de los 1300 nm pero la atenuación presente en este rango es considerable, por tal motivo se han fabricado fibras que permiten desplazar estas característacas de dispersión para trabajar con longitudes de onda del orden de los 1550 nm en el cual, las perdidas por atenuación son menores..

(59) 43. Figura 2.7 DISPERSIÓN VS LONGITUD DE ONDA. Las principales causas por la cual se presentan diversos efectos (dispersión, no linealidad) es: velocidad de transmisión, longitud del enlace y modulación (DWDM, UDWDM); con parámetros de velocidad menores a 2 Gbps, enlaces menores a 100Km y dispersión y. modulaciones WDM los valores a considerar por. no linealidad son mínimos ó aceptables. Un gráfico permite. determinar la dispersión presente en fibras ópticas la cual depende del material que constituye el núcleo.. Figura 2.8 DISPERSIÓN EN LA FIBRA ÓPTICA..

(60) 44. La dispersión por guía de onda se presenta por la variación de la velocidad que sufre la señal al pasar por el núcleo, debido principalmente a que el radio del núcleo no es constante en toda la fibra. La dispersión cromática está presente debido a que los emisores ópticos generalmente utilizados (LED) no son totalmente monocromáticos, es decir, presentan un ancho de banda espectral (varios modos), este fenómeno se reduce al utilizar Láser como emisor. La dispersión de material se presenta por la variación de la velocidad en distintas partes de la fibra ya que la estructura del núcleo no es homogénea a lo largo de la trayectoria del rayo de luz.. 2.1.1.4.6 Atenuación. Es la disminución de potencia de una señal transmitida, se la puede apreciar al comparar dicha señal tanto en recepción como en transmisión. La atenuación puede ser calculada en dB (decibel) por medio de la siguiente fórmula: P P ( λ ) dB = 10 log  T  PR. P T . − Potencia. de transmisió n.. P R . − Potencia. de recepción ...   . Siendo el coeficiente de atenuación definido como la atenuación por unidad de longitud, esta dado por:. α (λ ) =. P 1 10 log  T L  PR.   . Cuando la fibra es utilizada para enlaces en los cuales los parámetros de transmisión (potencia de transmisión, longitud del enlace, velocidades mayores a 2 Gbps en transmisión) exigen mayor fiabilidad del sistema se presentan varios.

(61) 45. factores responsables de las distintas pérdidas en la fibra para las señales transmitidas, en el siguiente grafico se representa algunos de estos factores.. Figura 2.9 ATENUACIÓN EN LA FIBRA ÓPTICA Una transmisión (en un sistema de comunicación óptico) por fibra de una manera lineal¹ es aceptable si la potencia del haz de luz es pequeña (unos pocos mW) y si la velocidad de transmisión es relativamente menor (unos pocos Gbps); sin embargo, al aumentar dichos parámetros (por mayores distancias del enlace o las necesidades de mayor velocidad) se debe considerar los efectos no lineales que se producen debido a la dependencia del índice de refracción con la intensidad del campo aplicado (potencia de transmisión), los efectos no son constantes en las diferentes longitudes de onda de las señal guiada por la fibra, por lo cual se han designado rangos de longitudes de onda que se caracterizan por presentar pérdidas mínimas, dichos rangos son consideradas como ventanas de trabajo las cuales son: Ventana de los 850 nanómetros, ventana de los 1310 nanómetros y ventana de los 1550 nanómetros. ¹ Hace referencia a una transmisión en la cual no se considera pérdidas intrínsecas en la fibra óptica como Modulaciones (auto modulación de fase SPM, mezcla de cuarta onda FWM) y pérdidas por absorción..

(62) 46. El gráfico 2.9 muestra los efectos no lineales presentes en la fibra de acuerdo a las ventanas de trabajo, dichos efectos no lineales son detallados a continuación: a) Dispersión Rayleigh. Fenómeno de esparcimiento, se produce cuando la luz encuentra en su camino partículas extrañas al medio continuo, cuyo diámetro es mucho menor que la longitud de onda de la señal produciendo el fenómeno de difracción2 el cual absorbe parte del espectro energético de la señal y produce una pérdida de energía. Las pérdidas por efecto Rayleigh son las de mayor influencia para las longitudes de onda comprendidas en la primera y segunda ventanas. Otro tipo de dispersión menos consideradas son : La Dispersión estimulada de Raman SRS (Stimulate Raman Scattering) se refiere a la interacción que sufren las ondas ópticas con las vibraciones moleculares del material. Las ondas incidentes se dispersan al chocar con las moléculas y experimentan una reducción de su potencia. También se presenta cuando se introducen en una fibra dos o más señales a diferentes longitudes de onda produciéndose una transferencia de potencia de la señal de mayor frecuencia a la de menor frecuencia provocando un acoplo de potencia de las señales tanto en el sentido de la propagación de las señales como en el sentido inverso, siempre y cuando en ese momento haya presencia de señales en los dos sentidos. En el caso de un sistema óptico mono portador puede generarse dispersión espontánea de Raman que posteriormente sea amplificada. No obstante, para que se produzca una degradación significativa son necesarias potencias ópticas del orden de 1 W. Otro tipo de Dispersión es la Dispersión estimulada de Brillouin SBS (Stimulate Brillouin Scattering) cuyo origen es similar al del SRS, es decir, producida por el choque de una onda con moléculas en el interior de la fibra generando nuevas ondas. Sin embargo existen algunas diferencias. 2. Fenómeno por el cual un haz se dispersa en varias direcciones al chocar con un cuerpo de menor. dimensión..

(63) 47. En el SBS la onda Stokes3. se propaga en el sentido opuesto al de la onda. incidente, mientras que en el SRS podía propagarse en los dos sentidos, y el umbral de potencia depende de la onda incidente. b) Macrocurvatura y Microcurvatura. Las pérdidas por macrocurvaturas se presentan cuando la fibra es doblada (curvada) de una manera que forme un ángulo excesivamente pequeño ocasionando que los rayos de luz logren escapar del núcleo, ya que se supera el ángulo máximo de incidencia admitido para la reflexión total interna; generalmente producidos por falta de conocimiento en la instalación de la fibra.. Figura 2.10 MACROCURVATURA EN LA FIBRA. Las pérdidas por microcurvaturas son similares a la macrocurvatura, sino que a diferencia de la anterior no se necesita realizar un doblado a la fibra, sino que se encuentra presente por un mal diseño de la fibra o también se dan con el aumento de la temperatura ó debido a la diferencia entre los coeficientes de dilatación térmica entre fibras y los materiales que la protegen (las fibras se curvan dentro del tubo).. 3. Cuando una señal choca con un cuerpo de dimensiones inferiores a la longitud de onda se origina una. nueva señal desviada que presenta un nivel de potencia similar a una señal incidente..

(64) 48. Figura 2.11 MICROCURVATURA EN LA FIBRA. c) Pérdidas por Absorción. La pérdida por absorción en las fibras ópticas se producen por la presencia de impurezas que absorben la luz y la convierten en calor. El vidrio ultrapuro usado para fabricar las fibras ópticas es aproximadamente 99.9999% puro, sin embargo, persisten pérdidas por absorción que son típicas. La presencia de impurezas como el ión OH¯ disuelta en el vidrio (sílice) produce absorción por vibraciones de este elemento dando sobretonos4 dando como resultado la atenuación. Este efecto se presenta más frecuentemente debido a los métodos de fabricación de la fibra y es conocida como absorción extrínseca. En cambio la absorción intrínseca se puede considerar la absorción debido a elementos como el SiO (óxido de silicio) que tienen efecto en la zona ultravioleta y es debido al cambio de nivel de un electrón, mientras que en la zona. infrarrojo se produce por la. interacción de los fotones (del haz) con vibraciones moleculares (del núcleo), la absorción intrínseca depende de la longitud de onda de la señal utilizada y la reacción del medio con respecto a la señal. Un efecto adicional que se relaciona con el índice de refracción es el denominado Mezcla de cuarta onda FWM (Four Wave Mixing por sus siglas en inglés) es un fenómeno por el cual al propagarse varias ondas a frecuencias f1, f2...fn, y la dependencia de éstas con la intensidad y el índice de refracción induce a la aparición de nuevas ondas a frecuencias fi± fj±fk. Sea el caso de transmitir frecuencias ópticas f1 y f2 por una misma fibra, el proceso no lineal generará dos. 4. Hace referencia a la picos de atenuación que se presentan debido a las impureza y depende del valor de la. longitud de onda de la señal ingresada en el núcleo de la fibra óptica..