GPON

Tecnologia

3i-FiberTech

V.3.0

Elaborado: Ing. Estuardo Alomoto

Tecnología GPON

Servicios GPON

Parametros ópticos

Presupuesto óptico datos + CATV overlay

Equipamiento GPON

Equipamiento CATV overlay

Agenda

Tecnología Propuesta

PON (Passive Optical Network) es una red óptica pasiva punto-

multipunto en la que no existen elementos activos entre las

instalaciones del operador (OLT) y el equipo terminal de usuario

(ONT)

Se ha convertido una tecnología clave para el desarrollo de redes

de nueva generación (NGN)

Es la solución ideal para todo tipos de servicios (Datos, Voz & Video)

Ofrece enlaces punto - multipunto

Mayor de ancho de banda: downstream 2.5Gbps / upstream1.25Gbps

Mayor velocidad de acceso a los clientes (hasta 1 Giga)

Mayor Alcance (20 Kmts con datos, 10 Kmts con CATV)

Los costos tienden a la baja

Inmune a la interferencia RF o electromagnética

La vida tecnológica de FO más de 20 años

GPON

Passive OpticalSplitter

Optical NetworkUnit

Passive Optical Network

Optical LineTerminal

OpticalNetwork Termination

..

..

.

.

..

..

.

.PSTN

Internet

IPTV

Una red PON está conformada por un equipo principal ubicado en el

Nodo, que es la OLT, una planta externa con fibra óptica ODN, con

divisores ópticos totalmente pasiva, y el equipo terminal de usuario

ONT/ONU

Optical Distribution Network

Elementos Principales

GPON Conjunto de recomendaciones G.984.x del ITU-T donde se

describen las técnicas para compartir un medio común (FO) por

varios usuarios, encapsular la información y gestionar los elementos

de red, entre otros aspectos

OLT (Optical Line Terminal) es el equipo activo que concentra la

conexión de los equipos de los clientes, soporta varios puertos PON

Puerto PON: Puerto óptico de Nodo, que mediante un solo hilo de

fibra y divisores ópticos en la red permite atender hasta 64 clientes

Divisores ópticos POS (Pasive Optical Splitters): Elementos pasivos que

permiten ingresar hasta 64 clientes en un solo hilo de fibra que llega a

un puerto PON

ODN (Optical Distribution Network) es la red de fibra óptica (Planta

Extrena) que permite la conexión de los equipos de cliente con la OLT

ONT/ONU (Optical Network Termination / Unit) equipos en el lado del

cliente que se conecta a un puerto PON y que provee las interfaces

de conexión para servicios de Internet, Telefonía y Televisión

Standard ITU-G984

Tecnología GPON

Servicios GPON

Parámetros ópticos

Presupuesto óptico datos + CATV overlay

Equipamiento GPON

Equipamiento CATV overlay

Agenda

Principio de Funcionamiento

Downstream desde OLT hacia los equipos ONT se realiza con una

señal óptica con longitud de onda de 1490nm la cual llega a todas

las ONT a manera de broadcast.

Upstream desde cada ONT hacia la OLT se realiza con una señal

óptica con longitud de onda de 1310nm en un slot de tiempo

asignado para evitar la colisión de la información

Cada puerto PON teóricamente puede manejar la conexión de

splitteo de hasta 1:128 equipos ONT, lo recomendable es la conexión

de un máximo 1:64 equipos ONT

La capacidad de transmisión de un puerto PON es de 2.5 Gbps

Downstream y 1,25 Gbps Upstream

Eficiencia Broadband del 93% para todos los tipos tráfico de servicios

Cómo funciona una red PON?

Downstream

OLT envía tráfico en Modo Broadcast

Después del registro, a la ONU se le asigna LLID (s) únicos

Antes de transmitir un paquete, se agrega un LLID en cada

paquete

Después de recibir un paquete, OLT compara el LLID con su lista

de registro de LLID, la ONU sólo acepta aquellos paquetes que

tiene su propio LLID o paquete de difusión (RF)

ONU-specific

packet

ONU-specific

packet

Splitter

Cómo funciona una red PON?

Upstream

El esquema de tranmisión en Modo TDMA

End-user 1

End-user 3

End-user 2

ONU-specific

packet

ONU-specific

packet

La ONT toma el tráfico del puerto de usuario y lo mapea en tramas

GEM

Cada ONU enviará datos solo en el intervalo de tiempo asignado

Se requiere un estado de sincronismo muy preciso para evitar colisión

Servicios de Datos, VoIP, IPTV

OLT

Data

Switched

Video

Voice

Digital:

1490 nm (IPTV, VoIP, Data)

(VoIP, Data) 1310 nm

ONT

ONT

Splitter

ODN

splitter1,490 nm

1,310 nm

Passive Outside Plant

28 dB Optical Budget class B+ONT

EMS

Video Overlay RF en 1550nm

El estándar GPON reserva la longitud de onda de 1550 nm para el

envío del video RF

La señal de RF contiene la suma de todos los canales en forma de

una única señal analógica o digital que abarca desde 80 a 862

MHz de la señal de TV terrestre

ANSI separa los canales en 6 MHz. El NTSC es el estándar utilizado

en la región para el video analógico

QAM es utilizado para canales digitales. Por cada canal QAM de

6 MHZ se puede incluir varios canales SD y HD Digitales

Los operadores utilizan un modelo hibrido de grilla analógica /

digital

En Ecuador se utiliza el sistema de TV Digital ISDB-T

Servicio Datos + CATV overlay

OLT

Data

Switched Video

Analog &

QAM Video

Voice

ONT

Análogo:

1550 nm (RF Video)

Digital:

1490 nm (IPTV, VoIP, Data)

(VoIP, Data) 1310 nm

ONT

ONT

Amplificador EDFA

WDM

ODN

1,550 nm

1,490 nm

1,310 nm

splitter

Passive Outside Plant

28 dB Optical Budget Class B+

Tecnología GPON

Servicios GPON

Parámetros ópticos

Presupuesto óptico datos + CATV ovelay

Equipamiento GPON

ODN

FTTx project Deployment

Cost analysis

Agenda

Valores de TX/RX G.984

OLT B+ (dBm) C+ (dBm)

Potencia mínima de TX +1.5 +3

Potencia máxima de TX +5.0 +7

Potencia mínima de recepción (sensibilidad) -28 -32

Potencia máxima de recepción (saturación) -8 -8

ONU B+ (dBm) C+ (dBm)

Potencia mínima de TX +0.5 +0.5

Potencia máxima de TX +5.0 +5.0

Potencia mínima de recepción (sensibilidad) -27 -30

Potencia máxima de recepción (saturación) -8 -8

RF OVERLAY dBm

Potencia de salida óptica (Tx EDFA) +22 , puede variar

Potencia mínima de recepción (sensibilidad) ONU -12 , puede variar

Potencia máxima de recepción (saturación) ONU 0

Nivel de

sensibilidad casi

simétrica entre la

OLT y ONU

Transmisores GPON, RF Overlay

GPON Class: módulos ópticos SFP B+, C+

• Potencia mínima óptica de salida +1.5 dBm (B+), +3dBm (C+)

• Potencia máxima óptica de salida: +5dBm (B+) , +7dBm (C+)

• Mínima sensibilidad recepción: -28dBm(B+) , -32dBm (C+)

• Máxima sensibilidad de recepción: -8 dBm(B+), -12dBm(C+)

RF Overlay

• Potencia del transmisor óptico: Salida óptica +10dBm

• Compensación de SBS

• Potencia del amplificador EDFA: Salida óptica +19dBm, +22dBm

• Señal de ingreso al transmisor y al amplificado

Receptores ONU, RF Overlay

ONU GPON Class B+, C+

• Potencia máxima de ingreso (saturación) -8dB (B+,

C+)

• Potencia mínima de ingreso (sensibilidad) -27dB

(B+), -30 dB C+

RF Overlay

• Receptor integrado o separado de la ONU

• Potencia máxima de ingreso (saturación) 0dB

• Potencia mínima de ingreso (sensibilidad) puede

variar según el fabricante -12dB, -10 dB

• AGC (Control automático de ganancia)

Tecnología GPON

Servicios sobre GPON

Parámetros ópticos

Presupuesto óptico Datos + CATV overlay

Equipamiento GPON

Equipamiento CATV overlay

Agenda

Optical Budget [OB] disponible

OLT tarjeta PON B+ Puerto ONT

Rx sensitivity = -28dBm

Tx min power = +1.5Bm

Tx min power = +0.5dBm

Rx sensitivity = -27dBm

Downstream Optical Budget: 28,5 dB

Upstream Optical Budget: 28,5 dB

La cantidad del presupuesto óptico disponible, será para compensar las pérdidas del

OSP (Planta Externa), se recomienda 2dB de margen.

[OB] = [TX mínima] – [RX sensibilidad]Class B+ / 28 dB

Planeamiento ODN

Perdidas

Es conveniente hacer uso del peor caso cuando se realizan cálculosde diseño de la ODN, así se obtiene un margen de seguridad paraasegurar el correcto funcionamiento PON

Son valores referenciales de atenuación, cada proveedor puedetener diferentes valores y generalmente están documentados con elproducto

Distancia Max = ( Optical Budget - Engineering Budget -∑ Splitter Loss

- ∑ Connection Loss - ∑ Splicing Loss ) / Attenuation Per Km of Cable

Ratio of Splitter Attenuation dB

1:2 -3.8

1:4 -7.2

1:8 -10.3

1:16 -13.5

1:32 -16.8

1:64 -20.2

Items Type Loss(dB)

Connector

Field assembly connector <0.5

Mechanical connection <0.2

Splicing connection <0.1

Adaptor connection <0.5

Fiber(G.652D)

1310nm(1km) <0.35

1490nm(1km) <0.30

1550nm(1km) <0.25

EDFA+MUX Combiner 1 dB

El diseño de la ODN excede el OB, debemos:

• Bajar tasa de splitteo

• Eliminar conectores y reemplazarlo por fusiones

Planeamiento ODN: Datos

-22.53 dBm esta

entre: -8 a -28,

dentro del rango

aceptable

Calculo de potencia de Upstream

Class B+ / 28 dB

(Potencia de inicio) – (F) – (C) – (2*1:8 PLC Splitters) – (Distancia)

3 dB – 5*0.1 - 5*0.3 – 2*0,5 - 2*10.3 - 0.35 * n (km)

Si n = 5.5 Km, la señal en la ONU será: -22.53

Planeamiento ODN: Datos

-22.25 dBm esta

entre: -8 a -27,

dentro del rango

aceptable

(Potencia de inicio) – (F) – (C) – (2*1:8 PLC Splitters) – (Distancia)

3 dB – 5*0.1 - 5*0.3 – 2*0,5 - 2*10.3 - 0.3 * n (km)

Si n = 5.5 Km, la señal en la ONU será: -22.25

Calculo de potencia Downstream

Class B+ / 28 dB

Tabla con Nivel Optico mínimo Requerido

de entrada ONT

Número de canales Analógicos

Nú

me

ro d

e Q

AM

25

6

Por ejemplo, 25 canales analógicos y 30

canales digitales QAM, requieren -9.3dBm

de Sensibilidad en la ONT. Por lo tanto si

el Presupuesto Optico es de 28 dB, la

Potencia Mínima de Lanzamiento en el

EDFA es de 19 dBm

Presupuesto Optico

Potencia de lanzamiento en video overlay

GPON

Servicios sobre GPON

Parametros ópticos

Presupuesto óptico datos + CATV overlay

Equipamiento GPON

Equipamiento Overlay

FTTx project Deployment

Cost analysis

Agenda

OLT

La OLT es un concentrador de abonados (ONT) y encamina el

tráfico generado por los mismos hacia la red del proveedor de

servicios, generalmente instalado en cuartos de equipos diseñados

para el efecto

Debe tenerse en cuenta:

Flexibilidad,

Expansión futura

Soporte local

GPON (ITU-T), garantiza los servicios triple play adecuados para

cada uno de los perfiles de los clientes

ONT

ONT equipo terminal que se instala donde el cliente provee las

interfaces de conexión para servicio Internet, Telefonía y Televisión

Puertos WAN: SC/APC GPON

Puertos LAN: 1 GE en modo Bridge o Router

Leds indicadores de estado de operación

No es una Buena practica incorporar WiFi, los operadores vende

banda ancha

Esquema de Conexión

GPON

Servicios GPON

Parametros ópticos

Pressupuesto óptico datos + CATV overlay

Equipamiento GPON

Equipamiento CATV overlay

Agenda

Esquema de conexión Datos + CATV

overlay

Tx Optico

Modulación externa

1 o 2 salidas óptica 2~10 dBm

Alta compensación de SBS

Monitoreo por SNMP

Fuente redundante y ACG

Entrada conector F

Impedancia de entrada RF 75 ohmios

Ancho de banda 1550 +-10 nm

CNR >= 51,0

EDFA GPON + MUX CWDM

Cada puerto de salida para el

amplificador óptico se le ha incorporado

un CWDM

Variedad de densidades 8/16/32

puertos.

Combina 1310/1490/15550

Monitoreo por SNMP

Receptor óptico

WDM demux intregrado

2xSalida RF: frec 45-1002MHz

Entrada +2 a -7 dBm

Salida RF: 95dBuV@ -7→ +2dBm AGC

CNR >51dB @ -1dBm recepción

WDM demux integrado

Salida RF: frec 45-862MHz

Entrada +2 a -8 dBm

Salida RF: 82dBuV @ -1→ +2dBm AGC

CNR>51dB @ -1dBm recepción

Salida RF: fre 45-862 MHz

Entrada -3 a -10 dBm

Salida RF: 76dBuV

CNR >46 dB

Gracias por su

atención !

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para obtener mayor información

GPON

ODN

3i-FiberTech

V.3.0

Si requiere las 4 presentaciones GPON, envíenos un correo

electrónico a: ealomoto@3i-fibertech.com

Arquitectura ODN

ODN Planificación & Diseño

Estrategia de Splitteo

Criterios de Selección de los Productos

Proyecto ODN: Caso de estudio

Agenda

Planeamiento ODN: Video

Downstream

Potencia 19 dB

Link Budget 1:64

2 niveles de Spliteo en Cascada

FEEDER (m) DISTRIBUCIÓN(m) ACOMETIDA (m) TOTAL EN KM

4000 1300 200 5,50

LCP Pedestal FDH Manga Aerea Manga Ductos Box

NAP DPBox 6 core DPBox 8 core DPBox 16 core Manga Ducto

Cantidad Perdida Tipica (dB) Total Perdida (dB)

Conectores ITU671 = 0.3dB 5 0,3 1,50

Fusión splices ITU751 = 0.1dB 5 0,1 0,50

Mechanical Connector ITU751=0.5dB 2 0,5 1,00

1x2 3,5 0,00

1x4 7,2 0,00

1x8 2 10,3 20,60

1x16 13,5 0,00

1x32 16,8 0,00

1x64 20,2 0,00

1310 nm 0,35 0,00

1490 nm 0,30 0,00

1550 nm 5,50 0,25 1,38

Marge Seguridad 1 2 2,00

26,98

Splitters

Longitud de

Onda

TOTAL (Db)

ULTIMA CAJA DE DISTRIBUCIÓN OPTICA (NAP): RUTA N-Sector N

PERDIDA TOTAL VIDEO A 1550 nm

PRESUPUESTO OPTICO EDFA 19: 27 dB

OSP

Elementos de la Red de FO

GPON

PROYECTO

3i-FiberTech

V.3.0

Si requiere las 4 presentaciones GPON, envíenos un correo

electrónico a ealomoto@3i-fibertech.com

Estructura del Proyecto

Objetivos Generales del Proyecto

Solución GPON-FTTX + CATV Overlay

Red ODN-Propuesta Técnica

Red ODN-Presupuesto Optico

Analisis de Costos

Gestión de Red

Agenda

Divisón Secundaria

RED 12H

DIVISON DE

ACOMETIDAS

HACIA ZONA N

16 CLIENTES

NAP

POS

2S-1:8

PANEL DE

PACHEO

FUSIONES 1,2 H

PARA ALIMENTAR

A 16 CLIENTES

DESDE DIVISON SECUNDARIA

SALIDAS

CONECTORIZADAS

CABLE DROP

1 o 2 H