Guía FTTH-GPON - Puesta en marcha de la Red - v.1.0 - Junio 2012

Hacemos posible la

Sociedad de la Información

Guía FTTH/GPON

Unidad 2 - Puesta en marcha de la Red

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Adolfo García Yagüe ~ [email protected]

Versión 1.0 ~ Junio 2012

Agenda

Introducción a las Redes PON/FTTH/GPON – Algo de terminología…

– Aspectos diferenciales de GPON

– Topología de una red PON punto-multipunto

– Canal descendente

– Canal ascendente

– Vídeo sobre una red PON (VPON)

Despliegue y certificación de la red óptica – ICT 2011 en edificios y viviendas unifamiliares

– Red Interior de Usuario según ICT 2011

– Tendido FTTH por exterior en edificaciones no ICT

– Ubicación de elementos

– Presupuesto óptico y distancia

– Certificación de la red óptica con GPON Tester

Mecanismo de QoS y configuración de servicios – Mecanismo de QoS

– Configuración del servicio con TGMS

– Certificación y análisis del servicio con GPON Tester

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Algo de terminología…

FTTH. Fiber to the Home. Red de fibra óptica hasta el hogar Topologías posibles:

– Punto-a-punto. 1 o 2 FO desde central para cada usuario/hogar

– Punto-multipunto. 1FO desde central compartida por múltiples usuarios

Otras variantes FTTN, FTTC y FTTB

PON. Passive Optical Network. Red óptica punto-multipunto en la que no existen elementos activos entre las instalaciones del operador (OLT) y el equipo terminal de usuario (ONT).

GPON. Conjunto de especificaciones 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. Equipo de central

– ONT. Optical Network Termination. Equipo de usuario

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Aspectos diferenciales de GPON

Ancho de banda y distancia. El medio óptico permite superar los límites de ancho de banda y distancia existentes en las tecnologías xDSL

Economía. xPON reduce el CAPEX en fibra óptica (1FO para muchos usuarios) y OLT (1 puerto en la OLT para muchos usuarios). Además es posible suprimir la red de par telefónico y cable coaxial

Calidad de servicio. De manera nativa, GPON dispone de un modelo de QoS que garantiza el ancho de banda necesario para cada servicio y usuario (Triple Play real)

Seguridad. La información en la fibra óptica viaja encriptada en AES

Operación y mantenimiento. De manera nativa, GPON cuenta con un modelo de gestión que facilita al operador la administración remota de los equipos de usuario. Reducción de OPEX

Escalabilidad. Hoy hablamos de GPON (2,5 Gbps para 64 usuarios) mañana podremos evolucionar a WDM PON (1Gpbs simétrico para cada usuario) y seguir utilizando la misma infraestructura de fibra

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Topología de una red PON punto multipunto

OLT

1er Nivel Splitting (1x4, 1x8)

2º Nivel Splitting (1x8, 1x16)

GbE/10G

GbE

20 Km máximo

ONT

2º Nivel Splitting © 2012 TELNET-RI

312 3 45 61

312 3 45 61

Canal descendente

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1

2

3

5

3 1 2 3 4 5 6 1

4

6

312 3 45 61

312 3 45 61

312 3 45 61

312 3 45 61

3

1

1490nm – 2,4 Gbps

Cada ONT puede

desencriptar (AES 128)

únicamente el tráfico

destinado a ella

125us

Canal ascendente

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1

2

3

5

3 1 2 4 5 6 1

4

6

3

1 1

2

5 5

4

3

T=0

TX= T+(200ns)

4

TX= T+(250ns)

5

TX= T+(270ns)

1 1

TX= T+(300ns)

2

TX= T+(350ns)

6

TX= T+(390ns)

1310nm – 1,2 Gbps

1310nm

1310nm

1310nm

El divisor óptico impide

el paso de la señal

óptica de la ONT 1 a la 3

Video RF sobre una red PON (VPON)

Mediante modulación óptica es posible transportar TV de manera transparente (CATV 80-862MHz y Satélite 950-2150MHz) sobre la lambda de 1550nm

El usuario dispone de una ONT con un puerto RF para conectar a desco o TV

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OLT

GbE

ONT VPON

Modulador VPON

RF

RF

Cabecera de TV

1550nm

1er Nivel Splitting y filtro WDM (2x4 y 2x8)

1490nm

1310nm

Agenda
















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CENTRAL

Registro primario

(en RITI)

Registro Secundario

(en planta)

Registro de

Terminación de

Red (en hogar)

Red de Alimentación

Red

de D

istr

ibuci

ón

Red de Dispersión

Arqueta de Entrada Canalización de enlace

Canalización

Primaria

Canalización Secundaria

Recintos, canalizaciones y

registros de la edificación

según la ICT del 2011

Registro primario

(en RITU)

Registro Secundario

(en exterior)

Canalización Primaria

Canalización

Secundaria

Registro de Terminación

de Red (en hogar)

Recintos, canalizaciones y registros

de la vivienda unifamiliar según la

ICT del 2011

Red Interior del Usuario según la

ICT del 2011

WIFI

Set-top Box

RJ-45

RJ-45

RJ-45

RJ-45

RJ-45

Tendido FTTH por fachada en

edificaciones que no cumplen ICT

Tendido Principal (cable distribución)

Tendido Secundario (c. acometida)

Registro Secundario

(caja exterior)

Ejemplo de tendido FTTH por fachada en

manzana 16 bloques, 4 plantas, 4 viviendas

Hacia otra

manzana

Bloque 1 Bloque 2 Bloque 3 Bloque 4

3

4

5

16 v. 16 v. 16 v. 16 v. 16 v. 16 v. 16 v.

16 v. 16 v. 16 v. 16 v. 16 v. 16 v. 16 v.

16 v. 16 v.1 2

34

Patio interior

• Objetivo de despliegue y dimensionamiento:

• 256 usuarios pasados y dimensionamiento de la red para conectar al 50% de estos.

• Solución propuesta:

• 2 puertos OLT. (64 usuarios por puerto)

• En central, sobre cada puerto OLT, división óptica 1x8.

• Desde central hasta la manzana, red de alimentación con cable PKP de 64 f.o. en configuración 8 f.o./tubo (1).

• En fachada de manzana caja repartidor (2) para segregar dos tubos del PKP e iniciar tres redes de distribución (3): dos

hacia fachadas exteriores y una para el patio interior. Desde esta caja pueden continuar el PKP a otras manzanas.

• Red de distribución (3) con cable FlexiTP de 32 f.o en configuración 4 f.o/tubo (8 tubos).

• En cada caja derivación (4) se extrae un tubo y divide ópticamente en1x8. Quedan libres 3 f.o. para ampliaciones o mto.

• Desde caja de derivación acometida a cada abonado con cable de 2 f.o. (5). Queda libre 1 f.o para ampliaciones o mto.

Ubicación de elementos

Elemento Ubicación

OLT Central

Modulador RF-VPON (opcional) Central

1er nivel de splitting Central

TELNET GPON Extender (opcional) Central

Repartidor óptico Central

Cable tendido PKP, KP, FVP, FlexiTP Canalización, aéreo o fachada

Cajas repartidor cable tendido Arquetas, cámaras de registro o fachada

Caja terminal óptica Registro instalaciones de telecom. inferior (RITI) o único (RITU)

2ª nivel de splitting RITI o RITU. En edif. no ICT en caja de derivación de fachada

Cable distribución Canalización principal (Tendido principal en edif. no ICT)

Caja derivación o segregación óptica Registro secundario

Cable de acometida Canalización secundaria (Tendido secundario edif. no ICT)

Roseta óptica Registro de Terminación de red (en hogares ICT 2011)

ONT Registro de Terminación de red (en hogares ICT 2011)

Presupuesto óptico y distancia

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¿Rango dinámico? ¿FEC? ¿Grado de división óptica?

¿Perdidas de inserción? ¿Nº de empalmes y tipo?

¿Longitud del tendido fibra?

Algunas consideraciones – No escatimar recursos en el desarrollo de la red pasiva

– Establecer metodologías de instalación y certificación

– Instrumental adecuado

– Prever variaciones del comportamiento de las piezas ópticas a lo largo del tiempo

Atenuación

Total

Atenuación

fibra/Km Distancia

* ( ) = + Atenuación

empalme Nº * ( ) + Atenuación

conectores Nº * ( ) Atenuación

Splitter 1 + ( ) + Atenuación

Splitter 2

Potencia, sensibilidad y atenuación

FEC

2 dB

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Parámetro interfaz GPON B+ ONT OLT

Mean launched power MIN 0.5 dBm 1.5 dBm

Mean launched power MAX 5 dBm 5 dBm

Minimum sensitivity -27 dBm -28 dBm

Minimum overload -8 dBm -8 dBm

Downstream optical penalty 0.5 dBm 0.5 dBm

División óptica Atenuación

1:2 -3.01 dB

1:4 -6.02 dB

1:8 -9.03 dB

1:16 -12.04 dB

1:32 -15.04 dB

1:64 -18.07 dB

1:128 -21.08 dB

Elemento Atenuación

Fibra óptica 1310nm (Km) -0,4 dB

Fibra óptica 1550nm (Km) -0,3 dB

Empalme por fusión -0.1~-0.2 dB

Empalme mecánico -0,5 dB

Perdidas inserción (conector) -0.3~-0.5 dB

Margen Guarda

2 dB

Ejemplo de cálculo distancia máxima 1:64

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ONT

Repartidor

Roseta

2ºSplitter 1ºSplitter

OLT

Atenuación fibra/Km

Distancia

Máxima

- - Nº Atenuación

empalme * ( ) - ( Atenuación

conectores Nº * ) Atenuación

Splitter 1 + ( ) Atenuación

Splitter 2 = ( ) Potencia

Mínima - Sensibilidad FEC + Guarda -

Ejemplo de cálculo distancia máxima 1:64

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ONT

Repartidor

Roseta

2ºSplitter 1ºSplitter

OLT

Atenuación fibra/Km

Distancia

Máxima

- - Nº Atenuación

empalme * ( ) - ( Atenuación

conectores Nº * ) Atenuación

Splitter 1 + ( ) Atenuación

Splitter 2 = ( ) Potencia

Mínima - Sensibilidad FEC + Guarda - 7,25 Km =

(0.5 – (-28) - 2) – (9.3 + 9.3) – (0.2 * 6) – (0.4 * 7)

0,4

Reflexiones

Puntos críticos (!): conectores sucios o dañados y empalmes mecánicos de baja calidad o mal instalados

Parte de la potencia ascendente se pierde en la reflexión por lo que medir únicamente la potencia descendente en el domicilio de usuario no es suficiente

Es importante identificar la presencia de reflexión, su valor, y a que distancia se encuentra para proceder a la reparación

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ONT

1310 nm 1310 atenuada

1310 reflejada

1490 nm 1490 atenuada

! ! !

¿Potencia descendente 1490nm?

¿Presencia reflexión y distancia? ¿FEC?

Certificando de red óptica con GPON Tester

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GPON Tester OLT Emulator

Nº

¿Potencia ascendente 1310nm?

¿Distancia?

Agenda
















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Mecanismo QoS: Interior de la ONT

En la ONT el tráfico entrante (GbE) es procesado a nivel 2 (802.1p/Q/ad) según la política establecida desde la OLT a través de gestión OMCI. A su vez, el tráfico de voz (RJ11), se codifica en IP y se transporta en tramas Ethernet

Según criterios 802.1p/Q, el tráfico Ethernet se encapsula en tramas o puertos GEM

A través de gestión OMCI se configuran uno o más T-CONT (colas). Las tramas GEM se acomodan en T-CONT. En un T-CONT se puede colocar una o más tramas GEM

De acuerdo a la política de desencolado establecida desde la OLT, el tráfico de cada T-CONT se envía por el canal ascendente

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VoIP

Tratamiento

802.1p/Q

QinQ

RJ 11

GbE

Interfaz GPON

ascendente

TCONT-256

TCONT-260

TCONT-261

Gestión OMCI

X

Internet

VPN

TCONT-1 gestión (OMCI)

VLAN tráfico Internet

VLAN VPN

VLAN Voz

Buffer y

Scheduling

Mecanismo QoS: Interacción ONT y OLT

A través de mensajes DBA Report cada ONT informa a la OLT de sus necesidades de ancho de banda. De esta forma la OLT tiene una visión completa del estado de todos los T-CONT existentes en la red FTTH

Mediante mensajes BW Map la OLT asigna las ventanas de tiempo en las que el tráfico presente en cada T-CONT (de cada ONT) debe ser desencolado. Estas ventanas de tiempo se denominan AllocID

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DBA Report

BW Map

3 3

1 2 1 1 2 3 3

Mecanismo QoS: Asignación de AllocID

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Physical Control Block

Downstream (PCBd)

Payload

AllocID Start End AllocID Start End

1 100 200 2 300 500

T-CONT 1

(ONT 1)

T-CONT 2

(ONT 2)

Slot

100

Slot

200

Slot

300

Slot

500

PLOu PLOAMu PLSu DBRu Payload x DBRu Y Payload y

Upstream

Bandwidth Map

125us

Downstream Framing

Upstream Framing

OLT

ONT n

ONT 1

Configuración de Servicios a través de

TELNET GPON Management System

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TELNET GPON Management System

Dispositivos

OLTs

ONTs

Oferta

(perfiles)

SoloDatos

DatosyVoz

TriplePlay

VPN

Usuarios

Ejemplo estructura de la oferta TriplePlay

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Oferta (perfil) TriplePlay

(servicio)

Datos 100-50

Perfil tráfico

Mapeo

VLAN

Televisión HD

Perfil tráfico

Mapeo VLAN

Voz IP

(fuera de la ONT)

Mapeo VLAN

Perfil tráfico

Voz IP

(SIP en ONT)

Perfil tráfico

Mapeo VLAN

Configuración

SIP

Certificación QoS y análisis con GPON Tester

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4 4

¿T-CONT? ¿Alloc-ID? ¿Tipo?

¿Sniffer de un puerto GEM?

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