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
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GPON
ODN
3i-FiberTech
V.3.0
Si requiere las 4 presentaciones GPON, envíenos un correo
electrónico a: [email protected]
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
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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
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