Recibido: 21-06-2021 / Revisado: 30-06-202=
1 /
Aceptado: 19-07-2021 / Publicado: 05-08-2021
Diseńo
de una red de acceso de fibra óptica para proveer video, internet y evaluac=
ión
de parámetros de calidad sobre la red caso de estudio: Huambaló
DOI:
Design of a Fiber
Optic Access Network to Provide Video and Internet and Evaluation of quality
parameters on the network case study "Huambalo
Sector"
Oswaldo
Martínez Guashima. [1],
Oscar Sebastián Parra Mayorga. [2] &=
amp;
Irvin André Peńafiel Ortega. [3]
Resumen.
Objetivo =
Este
estudio fue diseńar=
una red de acceso de fibra
P=
alabras
claves: Telecomunicaciones, Red Óptica con Capacidad de
Gigabit.
Intro=
ducción.
El acceso a los servicios de televisión pagada e inte= rnet con mejores prestaciones como una taza alta de transferencia de datos es un problema que se presenta en las zonas rurales en la actualidad. Existen diferentes proyectos técnicos que dan solución a este problema desde el aum= ento de ancho de banda hasta soluciones más efectivas como el cambio de infraestructura de la red de cobre a fibra óptica.
Debido al crecimiento comercial de las industrias y la tecnología GPON (Red Óptica Pasiva con Capacidad de Gigabit) las empresas buscan expandir sus servicios como televisión e internet a través de un mis= mo medio de transmisión. Por lo que la fibra óptica permite utilizar una sola infraestructura de acceso reduciendo el consumo de recursos.
En 1820, Augustine-Jane Fresnes<= /span> ya sabía de las leyes matemáticas que presidian sobre la recepción de luz en muestras de vidrio. En el ańo 1870 el físico John Tyndall que provenía del = país de Irlanda encontró lo efectos que se presentaba la luz como la reflexión interior que se da en el agua al momento que la misma viaja a través de ell= a. Desde entonces se seguían presentando estudios donde exponían acerca del potencial que tenía el vidrio para transportar la luz a largas distancias de una manera eficiente.
La empresa American Cable brinda el servicio de televisión por suscripción en la ciudad de Pelileo con una red de cobre y planea hacer una migración de su tecnología hacia una nueva.
En investigaciones se conoció que existe un estudio previo no perteneciente a la empresa realizados por terceros de un diseńo de red GPON para la ciudad de Pelileo es por eso que se ha tomado a la parroqu= ia de Huambaló como base, desde el punto de vista técnico donde se ha plantead= o un análisis desde un enfoque a los servicios de telecomunicaciones con mayor demanda como son internet y televisión, por su importancia de manera local = como global debido que hoy en día la mayoría de actividades se realizan de una manera online y el entretenimiento digital va en aumento.
Es por eso por lo que se desea transmitir estos servi= cios en las ventanas de transmisión que presentan menor atenuación de la tecnolo= gía de fibra óptica donde se ha utilizado una normativa diferente que se adapte= a las necesidades de los servicios y de la parroquia donde se va a realizar el diseńo de red.
La parroquia rural Huambaló donde habitan alrededor de 16000 habitantes de los cuales 11200 se dedican = a la fabricación y comercialización de muebles finos siendo así su principal actividad económica. Donde actualmente acceden al servicio de internet por = el medio de transmisión de cobre, donde se alcanzan velocidades de transmisión= de hasta 15 Mbps en un plan elevado que ofrece CNT E.P. en la zona.
Debido al crecimiento exponencial de las tecnologías = y de los servicios que hoy en día se brinda por internet muchos de los comercian= tes están siguiendo la tendencia de las ventas en línea necesitando así un gran ancho de banda para cubrir todas las necesidades que exige realizar dichas ventas a través de una plataforma virtual.
Marco
teórico
A. Normativa ITU-T G.984.x
Es desarrollado y estandarizado por la ITU-T (Internacional Telecomunication Union) para la tecnología GPON, que cubre desde= los servicios de trasporte TDM, como información datos y video, utilizando tram= as ATM o a su vez Ethernet llegando a una velocidad de 1.25 Gbps en el canal upstream y 2.5 Gbps en el canal = downstream. Se establecen ciclos de transmisión definidos con un tiempo en 125 μs, donde se fijaron mecanismos de fragmentación= cada una de las tramas ethernet para las ONT, así como para el OLT, que serán trasmitidos en los slots de tiempos ya preestablecidos por el OLT. Para el correcto funcionamiento de toda la red PON se necesitan ciclos fijos de sincronización.
Tabla 1
Clases de la tecnología GPON
|
Clases |
Estándar ITU |
Perdidas
mínimas |
<=
span
style=3D'font-size:10.0pt'>Perdidas máximas |
|
A |
G.984.2 / G.982 |
5 dB |
20 dB |
|
B |
G.984.2 / G.982 |
10 dB |
25 dB |
|
B+ |
G.984.2 enmienda 1 (2006) |
13 dB |
28 dB |
|
C |
G.984.2 / G.982 |
15 dB |
30 dB |
|
C+ |
G.984.2 enmienda 2 (2008) |
17 dB |
32 dB |
Fuente: TELNET (2014= )
De lo que se muestra en la tabla I anterior existe un amplio catálogo de equipos y de elementos activos que manejan esos niveles = de perdidas mínimas y máximas.
Donde los equipos que se utilizan para la transmisión= y recepción la recomendación ITU G.984.2 clase C+ se da los parámetros de potencia máxima de transmisión de +7 dBm en la OLT y +3 dBm potencia mínima= de transmisión en la OLT, una sensibilidad mínima en la ONT de -30 dBm y una sobrecarga mínima -8 dBm en la ONT. Siendo este estándar el más optimo que = se utilizara para el diseńo de la red ya que se tiene un margen mayor de poten= cia mínima y máxima en respecto a las demás clases.
=
Tabla 2
Niveles de potencias
ópticos de clase C+.
Metodología
B. Diseńo
Se realizó una investigación no experimental, debido a que los equipos no se pueden implementar en esta investigación por su eleva= do costo de adquisición, por ser de una estructura muy extensa debido a al fac= tor demográfico que presenta el sector al ser una zona rural de 3 kilómetros de radio aproximadamente y con un relieve bastante irregular.
Se propone una innovación a la tecnología existente de cobre remplazándola con fibra óptica tipo monomodo ya que presta mejores características y utilizando escenarios de pruebas mediante software de simulación. Es un diseńo transversal debido a que se realiza el análisis, la incidencia e interrelación de la tecnología actual a la nueva que se propon= e.
C. Enfoque
Se tiene un enfoque cuantitativo ya que se tomó como punto de partida algo que no fue mesurable, es decir que está relacionada c= on los planos de la zona referentemente al acceso a servicios de telecomunicaciones y después se pasara a algo que se pueda cuantificar, en = base a entrevistas en la zona, cuantas personas acceden a estos servicios, en ot= ras palabras son datos que al término de esta investigación aportaran conclusiones.
D. Localización
El sector de Huambaló perteneciente al cantón de Peli= leo de la provincia de Tungurahua, está situado a 7 Km de la ciudad antes mencionada con una extensión de 25.87 km^2y posee una población estimada de 10034 habitantes. Para este estudio se tomó en cuenta el número viviendas p= or sector debido a que los servicios de telecomunicaciones son contratados un contrato por todos los integrantes de la familia y por el sector económicam= ente más activa donde se ha dividido en 8 sectores principales.
Huambaló centro
La Florida
La Merced
San Antonio
San Francisco
San José
Segovia
Su= rangay
Donde se evidencia que 7 de los 8 sectores presentan = se encuentran económicamente activo, dejando solo al sector de San Antonio en = una actividad más baja en relación con la demás.
Gráfico 1
Sectores de activa económica
Fuente: Plan de desarrollo y ordenami=
ento
territorial de la parroquia rural Huambaló.
(Pavón and GADPR Huambaló, 2015)
Alrededor de 921 personas se dedican a la industria de manufactura de muebles finos de alta calidad siendo la segunda activada económica más importante de la parroquia solo por detrás de la agricultura ganadería, silvicultura y pesca. Donde existen alrededor de 40 talleres dedicados a la fabricación y 80 locales comerciales dedicados a la venta de= los mismo.
Como establecimientos importantes en el sector de Huambaló se tiene ubicados en su mayoría en la zona céntrica de la parroqui= a.
7 unidades educativas
centros infantiles del buen vivir
1 subcentro de salud
1 dispensario, medico campesino del = IESS
sucursales de cooperativas de ahorro= y crédito
restaurantes
centros de cómputo.
E. Estudio de demanda
En la elaboración del diseńo, se partió con encuestas= en el sector de estudio para establecer una población inicial, las necesidades= que tienen los clientes finales ya sea en sector residencial como el sector industrial donde ellos serán los usuarios los que se pueda brindar los servicios de telecomunicaciones y en base a ello establecer la tecnología y elementos para la red para cada uno de ellos.
En el análisis urbanístico del sector en el diseńo un factor a tomar en cuenta es identificar el número de viviendas que cuenta el sector, donde para calcular cuentas existen se realizó un conteo del número= de casas construidas en la en base al mapa urbanístico de la parroquia proporc= ionado por el Gobierno Autónomo Descentralizado de Pelileo.
Mapa urbanístico de Huambaló
Fuente: Elaboración propia.=
Donde se contabilizase cada uno de los rectángulos ro= jos del mapa como resultado se obtuvo 2508 construcciones.
Entonces como resultado se tiene que se deben realizar 345 encuetas, cada encuesta se realizara a un integrante del hogar que correspondería a usuario final de la parroquia.
Después de que se estudió cada una de las respuestas = del cuestionario se puede comprobar que el 60% de futuros clientes ha pensado en contratar el servicio de internet y el 27% en contratar ambos servicios televisión e internet como se observa en el grafico 1-3, de igual manera el= 84% de las personas encuestadas están de acuerdo con un cambio de tecnología ha= cia fibra óptica.
Gráfico 2
Respuestas de las preguntas más releva=
ntes
de la encuesta realizada
Fuente: =
Elaboración
propia.
Posteriormente al análisis de las respuestas se puede evidenciar que es necesario un cambio de tecnología de cobre hacia fibra óp= tica ya que las encuestas realizadas aleatoriamente en la parroquia rural de Huambaló respaldan y aseveran que es aceptada la propuesta tecnología del trabajo de investigación.
F. Propuesta tecnológica de diseńo=
de la
red
Consiste en identificar los componentes que estarán presentes en la red y en la cual se aplicara la tecnología GPON, donde esta= rá divida en dos partes principales: la parte del diseńo lógico y el diseńo fí= sico
En el diseńo lógico se toma en cuenta la delimitación= de la parroquia Huambaló, su relieve, arquitectura, topología y los requerimie= ntos velocidad para cada zona del usuario.
Figura 2
Fuente: =
Elaboración
propia.
Diseńo de la red GPON
Donde se realizó una división del mapa en 6 zonas específicas: 4 centrales que es donde se presenta mayor concentración demográfica, una en la parte norte y otra en la al sur para así tener un ma= yor control de los usuarios
Para el diseńo de red se utilizó 3 red feeder o también conocidas como redes troncales. Es a= quella que se conecta desde el armario de distribución óptica ubicado en la OLT ha= sta la maga de sangrado llamado así por qué se hace un corte en la fibra princi= pal donde solo se toma solo un número de hilos necesarios para cubrir una determinada zona.
Red de distribución que es la encargada de distribuir todos los hilos asignados a la zona desde la maga hasta cada una de las NAP (Punto de acceso de red) que se encuentran en segundo nivel de splitter y con el primer nivel de splitter. Su función principal es de cubrir un sector específico de la zona, por lo general son ubicadas por una manzana o dos específicamente dependiendo de l= as dimensiones de cada una.
Red de dispersión esta última parte de la de la red, = es la que llega hasta el usuario final desde el segundo nivel de splitter hasta cada una de las ONT de las viviendas d= e los futuros clientes.
G. Recursos Materiales
Se va a analizar cada uno de los materiales de la red, las características físicas y técnicas de los equipos que se propone utiliz= ar para el diseńo de la red, se ha separado en dos los elementos, activos y pasivos.
OLT
Es el elemento principal de la red, este debe contar = con las características técnica especificadas por la normativa ITU-T G.984.2. c= lase C+ para un correcto funcionamiento, además de propiedades fundamentales de escalabilidad de la red para cumplir con todos los usuarios potenciales y futuros, compatibilidad con los demás equipos finales de la red, seguridad,= QoS (calidad de servicio) y control de usuarios.
Se ha tomado en cuenta dos modelos de equipos OLT que actualmente se encuentra en el mercado ecuatoriano para analizar cada uno de ellos y determinar cuál es el más adecuado para el diseńo de la red.
=
Tabla 3
|
Equ=
ipo |
HUAWEI
MA5680T |
ZTE
C300 |
|
|
Cat=
egoría
GPON |
Class
B+ and Class C+ |
Class
B+ and Class C+ |
|
|
Lon=
gitud
de onda operativa |
Tx:
1550 |
Tx:
1550 |
|
|
Tip=
o de
encapsulación |
SFP |
SPF |
|
|
Taz=
as de velocidades |
Tx:
2.49 |
Tx:
2.49 |
|
|
Pot=
encia
óptica de salida mínima |
3
|
4.5
|
|
|
Pot=
encia
óptica de salida máxima |
7 |
|
|
|
Sen=
sibilidad
máxima del receptor |
-32 |
-32 |
|
|
Tip=
o de
conector |
SC/PC |
SC/PC |
|
|
Fib=
ra
Óptica |
Monomodo |
Monomodo |
|
|
Rel=
ación
de división |
Min:16
Max:128 Sugerida:
64 |
Min:16
Max:128 Sugerida:
64 |
|
|
Dis=
tancia
|
20 |
20 |
|
|
Pre=
cio |
$18
000.00 |
$19
500.00 |
Fuente:
(Huawei MA5680T Price and Datasheet, 2020; ZTE C300 Price and Datasheet,
2020)
Características de los
diferentes modelos de OLT
Se ha elegido el equipo HUAWEI MA5680T, desde el punt= o de vista de potencia ya que lo que se desea saber es comprobar uno de los casos críticos de la red del usuario más lejano, con la mínima potencia que se pu= ede encontrar en el mercado para garantizar un correcto funcionamiento de la re= d y por su menor costo con respecto al equipo ZTE C300.
H. Presupuesto comercial de los recursos mate=
riales
A continuación, se detallará los costos de cada uno de los equipos activos como pasivos que intervendrán en el diseńo de la red GP= ON para conocer cuál sería la inversión de este proyecto, donde se especifica = cada uno de los precios unitarios de los equipos y el precio total. Estos precio= s se han averiguado en varias empresas de telecomunicación que se dedican a la v= enta y distribución de equipos y material de fibra óptica.
=
Tabla 4
|
Equipos |
Cantidad |
Valor Unitario |
Valor Total |
|
|
OLT |
1 |
$ 18.000,00 |
$ 18.000,00 |
|
|
ONT |
2048 |
$ 54,99 |
$112.619,52 |
|
|
Fibra Óptica G.652.D (m) |
5840 |
$ 4,21 |
$ 24.586,40 |
|
|
Fibra Óptica G.652.D (1000m) |
6 |
$ 284,00 |
$ 1.704,00 |
|
|
Fibra Óptica G.657.A (1000m) |
10 |
$ 104,00 |
$ 1.040,00 |
|
|
Conectores OLT |
16 |
$ 1,60 |
$ 25,60 |
|
|
Pigtail ONT |
2048 |
$ 1,60 |
$ 3.276,80 |
|
|
Manga |
6 |
$ 84,99 |
$ 509,94 |
|
|
1° Splitter 1:2 |
32 |
$ 8,99 |
$ 287,68 |
|
|
2° Splitter 1:32 |
64 |
$ 32,99 |
$ 2.111,36 |
|
|
Caja terminal de 4 |
32 |
$ 13,20 |
$ 422,40 |
|
|
Caja terminal de 48 |
64 |
$ 16,20 |
$ 1.036,80 |
|
|
Roseta Óptica |
2048 |
$ 6,30 |
$ 12.902,40 |
|
|
Total |
$178.522,90 |
|||
Fuente: Elaboración propia.
I. =
Balance
de potencia de la red Óptica
Se realizará el análisis para los casos más críticos = de la red que son el usuario más cercano y lejano de cada una de las zonas ya = que una vez comprobado que los valores obtenidos en estos casos se garantizara = un correcto funcionamiento para los demás casos de la de la res
Para el cálculo del usuario más cercano que se encuen= tra a 1348m se realizará con las perdidas mininas que se tendrá en la red, dond= e se utilizará una fibra óptica de tipo monomodo con una longitud de onda de 155= 0 nm debido a que es la que menor perdidas presenta por kilómetro y la distancia= que recorre la fibra óptica es la más cercana desde la OLT pasando por todos lo demás componentes hasta llegar a la ONT del usuario más cercano.
=
Tabla
5
Usuarios más cercano de
cada una de las 6 zonas
|
Zonas |
Distancia |
Pérdidas Totales |
Potencia Recibida |
||||
|
Zona 1 |
3,54 |
|
25,085 |
|
-18,085 |
|
|
|
Zona 2 |
1,34 |
|
24,530 |
|
-17,537 |
|
|
|
Zona 3 |
1,95 |
|
24,687 |
|
-17,687 |
|
|
|
Zona 4 |
1,48 |
|
24,570 |
|
-17,570 |
|
|
|
Zona 5 |
3,22 |
|
25,005 |
|
-18,005 |
|
|
|
Zona 6 |
3,61 |
|
25,102 |
|
-18,102 |
|
|
Fuente: Elaboración propia.
Para el cálculo del usuario más lejano que se encuent= ra a 4200m realizará con las perdidas máximas que se tendrá en la red, donde se utilizará una fibra óptica de tipo monomodo con una longitud de onda de 131= 0 nm debido a que es la que mayor perdida presenta por kilómetro y la distancia = que recorre la fibra óptica es la más alejada desde la OLT pasando por todos lo demás componentes hasta llegar a la ONT del usuario más distante.
=
Tabla
6
Usuarios más lejanos de cada una de las 6 zonas
|
Zonas |
Distancia |
Pérdidas Totales |
Potencia Recibida |
|||
|
Zona=
1 |
4,01=
|
|
25,6=
035 |
|
-22,=
6035 |
|
|
Zona=
2 |
1,63=
|
|
24,7=
705 |
|
-21,=
7705 |
|
|
Zona=
3 |
3,27=
|
|
25,3=
445 |
|
-22,=
3445 |
|
|
Zona=
4 |
2,72=
|
|
25,1=
520 |
|
-22,=
1520 |
|
|
Zona=
5 |
4,20=
|
|
25,7=
995 |
|
-22,=
7995 |
|
|
Zona=
6 |
4,17=
|
|
25,8=
205 |
|
-22,=
8205 |
|
Fuente: Elaboración propia.
J. =
Simulación
Para el desarrollo de la simulación de la red se trabajará con el software Optisystem de la comp= ańía Optiwave, donde este es de uso gratuitito con 30 días= de vigencia desde el momento de su instalación.
Debido al gran número de clientes potenciales se desa= rrollará la simulación de la red para el usuario más cercano a la OLT que será el pr= imer caso y para el más lejano de la OLT el segundo caso, debido a que si se rea= liza la simulación de toda la red representaría una sobrecarga datos a procesar = para el software y hardware.
Es por eso por lo que serán los dos casos más críticos donde se simulara con perdías mínimas para el primer caso y perdidas máximas para el segundo caso, y así se comprueba el desempeńo la red ya que si func= iona y se encuentran dentro del estándar para estos dos casos más críticos funcionara correctamente para todos los demás usuarios.
Figura 3
Diseńo de la red GPON simulación
Fuente: =
Elaboración
propia.
Para la configuración de la simulación del usuario más cercano se debe tomar en cuenta dos factores muy importantes, la OLT que de= be proporcionar la potencia máxima y la fibra óptica de tipo monomodo con meno= res perdidas que es la de longitud de 1550 nm. Como se realizó en el análisis d= el cálculo de pérdidas y potencia del usuario más cercano.
Configuración de la OLT del usuario más cercano
La OLT está compuesta por un transmisor a la frecuenc= ia de 1550nm que representará la seńal de video, otro transmisor a la frecuenc= ia de 1490nm que será seńal de internet, ambos transmisores configurados con u= na potencia de 7dBm, Un bit rate igual al del sist= ema 2.5Gbps y una modulación NRZ. Las dos seńales se juntan en el multiplexor p= or división de longitud de onda WDM Add para obten= er una única seńal a trasmitir, esta ingresa al Circulator Bidirectional que se encarga de obtener el canal downstream y upstream, un= Attenuador Bidireccional que representa las pérdidas = de conectores y fusiones en cada etapa de la red.
Figura 3
OLT del primer caso más cercano
Fuente: Elaboración propia.=
La red ODN está compuesta por: Bidirectional Optical Fiber, Attenuator Bidireccional, dos Sp= litter Bidirectional de 1:2 y de 1:32 el software por defecto da una pérdida de 3.011 dBm es por eso por lo que se inserta manualmente pérdidas de 0.489 dBm y 14.489 dBm respectivamente para alcanazar las perdidas reales de los splitter. Con una distancia total de 1.34 km.
Figura 4
ODN del primer caso de red GPON
Fuente: =
Elaboración
propia.
Para la configuración de la simulación del usuario más lejano se debe tomar en cuenta dos factores muy importantes, la OLT que del usuario más lejano debe proporcionar la potencia mínima y la fibra óptica de tipo monomodo con la característica de perdidas mayores que esta posee. Com= o se realizó en el análisis del cálculo de pérdidas y potencia del usuario más lejano.
Configuración de la OLT del usuario más lejano
La OLT va a tener la misma configuración que en el usuario más cercano de la zona 2 ahora lo que va a diferenciar es la potenc= ia de transición para simular la red con pérdidas máximas, esta potencia va a = ser ahora de 3 dBm.
Figura 5
OLT del segundo caso más lejano
Fuente: =
Elaboración
propia.
La red ODN está compuesta por: B= idirectional Optical Fiber, Attenuator Bidireccional, dos Sp= litter Bidirectional de 1:2 y de 1:32 el software por defecto da una pérdida de 3.011 dBm es por eso por lo que se inserta manualmente pérdidas de 0.489 dBm y 14.489 dBm respectivamente para alcanazar las perdidas reales de los splitter. Con una distancia total de 4.20 km.
Figura 6
ODN del segundo caso más lejano
Fuente: =
Elaboración
propia.
Configuración de la ONT de la Red GPON
La ONT está conformado por un subsistema y un 3R Generator que es el encargado de reconstruir la seńal= para observar los resultados obtenidos en el BER Analyzar.
El subsistema de la ONT está conformado por un Pin APD que detecta la seńal óptica y la transforma en eléctrica es por eso por lo = que el color de línea de conexión cambia pasa por un Low Pass Bessel Filter encargado de separar las seńales de video e in= ternet y eliminar el ruido introducido del sistema.
También consta de una etapa de trasmisión que represe= nta el canal de subida de internet donde se utiliza WDM Tr= ansmiter con una potencia de 5 dBm suministrada por el fabricante del equipo ONT, la longitud de onda a 1310 nm. Para simular el acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) se emplearon Dynamic Y Select con= un intervalo de tiempo que se le asigna a cada cliente final para que los datos puedan ser trasmitidos por el canal upstream ha= cia la OLT.
Figura 7
ONT de la Red GPON
Fuente: =
Elaboración
propia.
Resultados
=
En el
presente capitulo se realizará un análisis de los datos obtenidos en las
encuestas, los resultados de las pruebas hechas en la red comparando los
valores de obtenido teóricamente con los valores conseguidos en la simulaci=
ón
de los casos críticos de cada una de las 6 zonas de la red de fibra óptica.=
K. Análisis del balance de potenci=
as de
los casos críticos
=
Primer
caso critico usuario más cercano, se analizó el balance de potencias de cada
uno de los usuarios más críticos de las 6 zonas, es decir cuál es el usuario
más cercano.
=
Para el
primer caso crítico del usuario más cercano es importante detallar que lo q=
ue
deseamos analizar es que se obtenga la cantidad de perdidas mínimas que hay=
en
el enlace, ya que si un caso fortuito la potencia del trasmisor aumentara p=
or
encima del promedio que trabaja en condiciones normales que es en el rango =
de 3
a 7 dBm. Este aumento no afecte a los equipos receptores es por eso por lo =
que
el balance de potencia se realiza con la potencia máxima que puede suminist=
rar
el equipo transmisor de 7 dBm.
=
=
Tabla
6
Atenuacion recibida del priimer caso
|
Zona |
Distancia |
|
Perdidas |
|
Potencia recibida |
|
|
Zona 1 |
3,54 |
|
25,085 |
|
-18,085 |
|
|
Zona 2 |
1,34 |
|
24,530 |
|
-17,537 |
|
|
Zona 3 |
1,95 |
|
24,688 |
|
-17,688 |
|
|
Zona 4 |
1,48 |
|
24,570 |
|
-17,570 |
|
|
Zona 5 |
3,22 |
|
25,005 |
|
-18,005 |
|
|
Zona 6 |
3,61 |
|
25,103 |
|
-18,103 |
|
Fuente: Elaboración propia.
=
Se
observa en la tabla 6 que la atenuación recibida de los usuarios más cercan=
o de
cada una de las 6 zonas, con potencia máxima suministrada por el equipo
transmisor se encuentra dentro de la recomendación del estándar es decir de=
be
estar por encima de los 17 dB y no debe sobrepasar los 32 dB, manteniendo el
marguen de seguridad de 3 dB.
=
Comprobamos
que cada uno de los valores obtenidos se encuentra dentro del rango de
funcionamiento garantizando un correcto funcionamiento de la red.
=
Para el
segundo caso crítico del usuario más lejano, Se analizo el balance de poten=
cias
de cada uno de los usuarios más críticos de las 6 zonas, es decir cuál es el
usuario más lejano.
=
En el
segundo caso crítico del usuario más lejano es importante detallar que lo q=
ue
deseamos analizar es que se obtenga la cantidad de perdidas máximas que hay=
en
el enlace, ya que si un caso fortuito la potencia del trasmisor disminuyera=
por
debajo del promedio que trabaja en condiciones normales que es en el rango =
de 3
a 7 dBm. Esta disminución no afecte a los equipos receptores es por eso por=
lo
que el balance de potencia se realiza con la potencia mínima que puede
suministrar el equipo transmisor de 3 dBm.
=
Tabla 7
atenuacion recibida del segundo caso
|
Zona |
Distancia |
|
Perdidas |
|
Potencia recibida |
|
|
Zona 1 |
4,01 |
|
25,604 |
=
|
-22,604 |
|
|
Zona 2 |
1,63 |
|
24,771 |
=
|
-21,771 |
|
|
Zona 3 |
3,27 |
|
25,345 |
=
|
-22,345 |
|
|
Zona 4 |
2,72 |
|
25,152 |
=
|
-22,152 |
|
|
Zona 5 |
4,20 |
|
25,670 |
=
|
-22,670 |
|
|
Zona 6 |
4,17 |
|
25,660 |
=
|
-22,957 |
|
Fuente: Elaboración propia.
=
Se
observa que la atenuación recibida de los usuarios más lejano de cada una de
las 6 zonas, con potencia mínima suministrada por el equipo transmisor se
encuentra dentro de la recomendación del estándar es decir debe estar por
encima de los 17 dB y no debe sobrepasar los 32 dB, manteniendo el marguen =
de
seguridad de 3 dB.
=
Comprobamos
que cada uno de los valores obtenidos se encuentra dentro del rango de
funcionamiento garantizando un correcto funcionamiento de la red
=
Se
procederá a analizar cada uno los valores de atenuación y los diagramas de =
ojo
que se obtiene como resultado del software OptiSystem<=
/span>
que contiene los valores BER y factor Q.
Figura 8
Diagrama de ojo ideal
Fuente: Rivera and Leandro(2018)
=
Se
utilizará como referencia la figura 1-3 de un diagrama de ojo ideal con una
apertura amplia y poco ruido en los bordes del ojo para comparar con los
diagramas de ojo de los casos críticos y saber si se acercan a aun diagrama
ideal.
=
En los
resultados de los casos más críticos obtenidos en las diferentes ONT de cada
una de las zonas se verificara que estos se encuentren dentro de los paráme=
tros
que establecidos por la normativa (ITU G.984.2, 2019) donde el factor Q que=
es
acerca de la calidad de la conexión, debe tener un valor igual a 6 o mayor =
y el
BER debe ser igual a 1*10^(-10) o menor, esto qu=
iere
decir que se puede generar un bit errado por cada 10 mil millones de bits q=
ue
se trasmitieron por la OLT.
A continuación, se
realizará el análisis paso a paso del usuario más crítico de toda la red que
ese encuentra en la zona 2, ya que para los demás casos de las demás zonas =
se
analizará de manera similar.
Los resultados del
usuario más cercano de la zona 2 están representados en el diagrama de ojo
obtenido de la simulación de la red del primer caso donde se representa de =
una
manera visual el factor Q y el BER combinados en este diagrama, es decir
muestra una posición aleatoria de combinaciones de bits unos y ceros que fu=
eron
transmitidos por la OLT.
Figura 9
Diagrama de ojo del primer caso
Fuente: =
Elaboración
propia.
=
En el
primer caso del usuario más cercano de la zona 2 se obtiene como resultado =
que
el diagrama del ojo tiene una abertura amplia y un ruido aceptable haciendo=
una
comparación con la figura 1-3 se tiene un diagrama de ojo que se acerca al
ideal y los valores obtenidos lo demuestra, donde su factor Q 16.6171 y su =
BER
de 2.57303*10^(-62)
comprobando que los valores se encuentran dentro de los parámetros d=
e la
normativa.
Figura 10
Atenuación del primer caso
Fuente: =
Elaboración
propia.
=
Ahora se
va a analizo la atenuación obtenida de la simulación con pérdidas mínimas d=
el
primer caso es decir la potencia máxima de la OLT y la menor cantidad de
pérdidas presentes en el enlace y compararla con la potencia de recepción q=
ue
se calculó en la sección 2.15.2 donde se obtuvo una atenuación de -17.5.37 =
dBm
=
En la
simulación se obtuvo una atenuación de -17.439 dbm
que se acerca bastante a la calculada solo con un 0.09 dbm
de diferencia donde se comprueba que los valores conseguidos se encuentran =
por
encima del valor que recomienda el estándar (ITU G.984.2, 2019) clase C+ qu=
e es
de -17.00 dbm conde con este valor se garantiza=
un
correcto funcionamiento de la red en el primer caso más crítico de la zona =
2.
=
Los
resultados del usuario más lejano que se encuentra en la zona 5 están
representados en el diagrama de ojo obtenido de la simulación de la red del
segundo caso, donde se representa de una manera visual el factor Q y el BER
combinados en este diagrama, es decir muestra una posición aleatoria de
combinaciones de bits unos y ceros que fueron transmitidos por la OLT.
Figura 11
Diagrama del ojo del segundo caso
Fuente: =
Elaboración
propia.
=
En el
segundo caso del usuario más lejano se obtiene como resultado que el diagra=
ma
del ojo tiene una abertura considerable y mucho ruido pero es aceptable ya =
que
estamos evaluando a la red en un caso extremo haciendo una comparación con =
la
figura 1-3 se tiene que el diagrama de ojo que aún conserva su forma origin=
al
pese al ruido presente y la calidad de la seńal en comparación con el ideal=
y
los valores obtenidos lo demuestra donde su factor Q es mayor a 6 6.03071y =
un
BER de 8..13001*10^(-10) comproban=
do que
los valores se encuentran dentro de los parámetros de la normativa.
Figura 12
Atenuación del segundo caso
Fuente: =
Elaboración
propia.
=
Ahora se
ha analizo la atenuación obtenida de la simulación con pérdidas máximas del
segundo caso es decir la potencia mínima de la OLT y la mayor cantidad de
pérdidas del enlace y compararla con la potencia de recepción que se calcul=
ó en
la sección 2.15.5 donde se obtuvo una atenuación de -22.67 dbm
=
En la
simulación se obtuvo una atenuación de -22.573 dbm
que se acerca bastante a la calculada solo con un 0.09 dbm
de diferencia donde se comprueba que los valores conseguidos se encuentran =
por
debajo del valor que recomienda el estándar (ITU G.984.2, 2019) clase C+ qu=
e es
de -32.00 dbm donde con este valor se garantiza=
un
correcto funcionamiento de la red en el segundo caso más crítico de la zona=
5.
Por ende una vez comprobados los valores de los =
dos
casos más críticos se garantizar un correcto funcionamiento de la red para
todos los demás casos.
=
Resultados
de los casos críticos de las 6 zonas
=
A continuación,
se muestra todos los valores obtenidos de la simulación de todos los casos
críticos de cada una de las 6 zonas. Se tiene como primer dato una comparac=
ión
de la atenuación obtenida con la atenuación simulada donde los valores
obtenidos son casi iguales tan solo con un margen de error del 0.5%
aproximadamente ya que la atenuación obtenida con la simulada existe una
diferencia de 0.09 dBm en promedio.
=
Ahora
comparando estos datos con la recomendación ITU G.984.2 clase C + se observ=
ar
que para todos los casos críticos lejano y cercano de las 6 zonas están den=
tro
del rango, mayor a -17dBm y menor a -32 dBm manteniendo el margen de seguri=
dad
de 6 dB en todos los casos.
=
Tabla 8
resultados obtenidos de cada una de las zonas
|
Usuario más cercano |
Usuario más lejano |
|||||||
|
Zonas |
Distancia |
Atenuación Obtenida |
Atenuación Simulada |
Factor Q |
BER |
|||
|
Zona 1 |
3,54 |
|
-18,085 |
|
-17,988 |
|
14,8238 |
5,0740e-50 |
|
|
4,01 |
|
-22,604 |
|
-22,507 |
|
6,0236 |
8,5209e-10 |
|
Zona 2 |
1,34 |
|
-17,537 |
|
-17,439 |
|
16,6171 |
2,5730e-62 |
|
|
1,63 |
|
-21,771 |
|
-21,674 |
|
7,2299 |
2,4119e-13 |
|
Zona 3 |
1,95 |
|
-17,688 |
|
-17,591 |
|
16.0891 |
1,4969e-58 |
|
|
3,27 |
|
-22,345 |
|
-22,248 |
|
6,4133 |
7,1035e-11 |
|
Zona 4 |
1,48 |
|
-17,570 |
|
-17,474 |
|
16,5516 |
7,6557e-62 |
|
|
2,72 |
|
-22,152 |
|
-22,055 |
|
6,5583 |
2,7160e-11 |
|
Zona 5 |
3,22 |
|
-18,005 |
|
-17,954 |
|
14,6466 |
6,9210e-49 |
|
|
4,20 |
|
-22,670 |
|
-22,573 |
|
6,0307 |
8,1300e10 |
|
Zona 6 |
3,61 |
|
-18,103 |
|
-18,006 |
|
15,0417 |
1,9320e-51 |
|
|
4,17 |
|
-22,690 |
|
-22.563 |
|
6,0439 |
7,4902e10 |
Fuente: Elaboración propia.
=
Ahora
revisando los valores de factor Q todos los datos son mayor a 6, en los
usuarios más cercanos en mucho mayor llegando hasta 16 donde se tienen una
calidad de conexión excelente a diferencia de los usuarios más lejanos que =
no
es excelente pero es aceptable. De igual manera
analizo los valores de BER que se encuentran muy por debajo de 1*10*e-10 qu=
e es
excelente ya que no se pierde casi nada de bits en los usuarios más cercano=
s a
diferencia de los lejano que no es tan bajo se pierde menos de un bit por c=
ada
mil millones de bits transmitidos es aceptable.
=
Cabe
recalcar que estos son casos críticos es decir con condiciones extremas que=
se
puedan presentar en la red potencia mínima suministrada por la OLT y la may=
or
cantidad de pérdidas, con todas estas condiciones se mantienen por encima d=
el
valor de la recomendación que es 6 para el factor Q y por debajo 1*10E-10 c=
on
respecto al BER.
=
Es por
esos que los valores se diferencian bastante del usuario más cercano del
usuario más lejano ya el primero es con máxima que potencia y segundo es con
potencia mínima.
=
Conclusiones
ˇ&nb=
sp;
Mediante la utilización del software de OptiSystem se evaluó la red de acceso GPON para los d=
os
casos más críticos, donde se obtuvo los siguientes datos, en el primer caso=
que
corresponde al usuario más cercano que se encuentra en la zona 2 se simulo =
con
la menor cantidad de pérdidas que se podría presentar y potencia máxima del
equipo de transmisión OLT, donde se obtuvo los siguientes resultados: en
atenuación -17.439 dbm, factor Q 16.6171 y un B=
ER de
2.57303*10^(-62) y para en el segundo caso que corresponde al usuario más
lejano que se encuentra en la zona 5, se simulo con la mayor cantidad de
pérdidas que se podría presentar y potencia al mínimo del equipo de transmi=
sión
OLT, donde se obtuvo los siguientes resultados: en atenuación -22.573 dbm=
, factor
Q 6.03071 y un BER de 8.13001 *10^(-10) comprobando que los valores se
encuentran dentro de los parámetros de la normativa ITU G.984.2 Clases C+
afianzando así un correcto funcionamiento de la red para todos los demás
usuarios.
Referencias
bibliográficas.
Caizaguano criollo, Santiago Luis. (2020) Diseńo de una red convergente de fibra
óptica para interconectar los Campus de la Universidad de la Américas, 9-10=
. Recuperado
desde:
http://repositorio.puce.edu.ec:80/xmlui/handle/2200 0/8078
Díaz Ataucuri, Daniel, Sifuentes, Isabel Guadalupe, Chamor=
ro,
Rudy, Tucto, Tucto & Curioso, Walter H. (2014). Despliegue de
infraestructura de fibra óptica para formar la Red Nacional de Investigació=
n y
Educación en el Perú. 16 17. Recuperado desde: https://docplaye=
r.es/2343221-Despliegue-de-infraestructura-de-fibra-optica-para-formar-la-r=
ed-nacional-de-investigacion-y-educacion-en-el-peru.html
Huawei MA5680T. (2020) Price and Datasheet
Recuperado
desde: https://www.thunder-link.com/HUAWEI-MA5680T_p575.html
ITU G.984.2, G.984.2. G.984.2: (2019) Redes ópti=
cas
pasivas con capacidad de gigabits 22-26. Recuperado de=
sde: https://www.itu.int/rec/T-REC-G.984.2-201908-I/es
Joskowicz, José. (2013). Breve historia de las telecomunicaciones. Instituto d=
e Ingenieria Eléctrica de la republica de Uruguay. 43-4=
6. Recuperado
desde: http://iie.fing.=
edu.uy/ense/asign/ccu/material/docs/Historia%20de%20las%20Telecomunicacione=
s.pdf
OPTIWAVE SYSTEMS INC. (2020). OptiSystem
Overview. Dans: Optiwave. Recuperado des=
de: https://optiwave.com/optisystem-overview=
/
Pavón, Cristian Marcelo & Gadpr
Huambaló. (2015). Plan de desarrollo y ordenami=
ento
territorial de la parroquia rural Huambaló. Octobre
2015, p. 245. Recuperado desde: http://app.sni.gob.ec/snilink/sni/PORTAL_SNI/data_sigad_plus/sigadplu=
sdocumentofinal/1865
015860001_PDOT_HUAMBALO_OCTUBRE_2015_FINAL_30-10-2015_21-21-19.pdf
Rivera Velasco, Leandro Bruno. (2018). Diseńo y
simulación de una red GPON para ofrecer el servicio de Triple Play en el se=
ctor
de San Antonio de Ibarra para la CNT-EP. Recuperado desde:
TELNET, Garcia. (201=
4). Soluciones
y casos de éxito. Dans: TELNET Redes Inteligentes Recuperado
desde: https://www.telnet-ri.es/soluciones-y-casos-de-exito/
ZTE C300 (2020). Price and =
Datasheet
Recuperado desde: https:/=
/www.thunder-link.com/gtgh-c-plus2.html
PARA
CITAR EL ARTÍCULO INDEXADO.
Martínez Gu=
ashima,
O., Parra Mayorga, O. S., & Peńafiel Ortega, I. A. (2021). Diseńo de una
Red de Acceso de Fibra Óptica para Proveer Video e Internet y Evaluación de
parámetros de calidad sobre la red caso de estudio Sector de Huambaló . AlfaPublicaciones,
3(3.1), 202223. <=
span
style=3D'font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:16.0pt;line-height:115%;font-f=
amily:
"Times New Roman",serif;mso-fareast-font-family:"Times New Roman"'>https://=
doi.org/10.33262/ap.v3i3.1.88
El artículo que se publica es de exclusiva responsabilid=
ad
de los autores y no necesariamente reflejan el pensamiento de la Revista Alfa Publicaciones.
El artículo qu=
eda
en propiedad de la revista y, por tanto, su publicación parcial y/o total en
otro medio tiene que ser autorizado por el director de la Revista Alfa Publicaciones.
=
=
[1] Esc=
uela
Superior Politécnica de Chimborazo, Facultad de Informática y Electrónica.
Riobamba, Ecuador. omartinez@espoch.edu.ec. https://orcid.org/0000-00=
01-9018-7777
[2] Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Facu=
ltad
de Informática y Electrónica. Riobamba, Ecuador. oscar.parra@espoch.edu.ec.
https://orcid.org/0000-0002-1034-2544
[3] Instituto Tecnológico Superior La Mana, Carrera =
de
Redes y Telecomunicaciones. La Mana Ecuador. ipenafiel@istlamana.edu.ec.
Alpha publicaciones<=
o:p>