3.9 Diseño de las redes e ingenieria(1)

La figura 7 muestra la arquitectura general de las redes FTTx.  En la oficina Central (CO), a la cual también se le puede denominar  Headend, la red pública de telefonía conmutada (PSTN) y los servicios de Internet,  mediante interfaces se une con la red de distribución óptica (ODN) en el punto de terminación de línea óptica (OLT) . Se usa una longitud de onda de 1490 nm. para la señal de bajada y 1310 para la señal de subida para la transmisión de voz y datos. Las señales de Video se convierten a formato óptico de longitudes de onda de 1550 nm. en el transmisor de video óptico. Las señales de 1550 nm. y 1490 nm. son combinadas por un acoplador WDM y transmitidos en la ruta de bajada de manera conjunta. Hasta la fecha aún no existen planes para la transmisión del video en la ruta de subida(2). Las redes de longitudes de onda (1310nm, 1490 nm. y 1550 nm.) transportan diferente información de manera simultánea y en diferentes direcciones sobre la misma fibra.

Figura 7 Arquitectura general de una FTTx

El cable alimentador transporta la señal  entre la OC.  y el Splitter, lo que permite que un buen número de ONT´s se conecten a la misma fibra alimentadora. Se requiere una ONT para cada abonado, el cual provee conexiones para cada tipo de servicio (POTS, Ethernet, y video).
Desde que las redes FTTx típicas proveen servicios hasta 32 abonados, se requieren muchas de estas configuraciones para poder atender una  zona de la ciudad.

3.9.1  Los Elementos Activos

A pesar que las redes PON en su gran parte esta integrada por  elementos pasivos, estas requieren de los siguientes elementos activos:

En la Oficina Central :

• EL OLT  es un equipo digital de voz y datos que usados transmisores láser uno de 1490 nm  para P2MP y otro de 1310 nm,  para  P2P, así como un receptor de 1310 nm..
• Los equipos de video análogo que usan un transmisor láser de 1550 nm.
•  Un amplificador dopado con Erbio (EDFA) usado para amplificar las señales de video antes de transmitirlo a través del acoplador WDM.

Localizado en el local del cliente;

• EL ONU u ONT, que  requiere de una fuente de alimentación, un transmisor láser de 1310 nm,  un receptor de 1490 nm para P2PM , un receptor de 1310 nm para P2P  y un receptor de 1550 nm para señal de video.
•  Baterías de backup , que pueden ser instaladas en el interior o exterior del local del cliente; pueden estar bajo la responsabilidad del cliente.

La fibra de acometida es  llevada al ONT y los servicios son  transportados al interior del local del cliente mediante un cable de cobre

La señal de bajada de 1490-nm es transmitida usando un láser de retroalimentación distribuido (DFB Distributed Feedback Bragg). La señal de subida de 1310-nm es transmitida usando la modulación directa no refrigerada de un láser Fabry-Perot.
Los  servicios de vídeo son convertidos al formato óptico con una  longitud de onda de 1550-nm por el transmisor óptico de vídeo  usando un láser estabilizado de frecuencia DFB. Actualmente, no hay ninguno proyecto para la transmisión de video de subida, aunque existan estudios en la ITU-T  (una enmienda a la Recomendación G.983.2 incluye  una provisión para una ruta de subida de video, que podría ser considerada para la transmisión del video digital IP).

 La figura 5.8 muestra el espectro típico de los láseres  DFB y  Fabry-Perot. Los láser DFB son láser de  un único modo longitudinal (SLM) con un ancho espectral mínimo lo que lo hace recomendable para el uso de la transmisión de señal de bajada a altas velocidades de bits, y para un alto nivel de potencia de la señal análoga de video. Los láser Fabry Perot,  son  de bajo costo pero transmites sobre un gran ancho espectral. Debido a que el Fabry Perot  es de modo multilongitudinal (MLM), su espectro no es monofrecuencia y  esta formado por multilíneas periódicas.

5.3.2 Componentes Pasivos Ópticos

Los principales componentes Pasivos Ópticos  en una PON  son :

• Acoplador 1x2 WWDM
• Splitter 1xN
• Cables de fibra óptica (alimentadores, distribudores y acometida
• Conectores y cables de ensamble
• Sistemas de administración de fibra/ cajas de empalmes

Los dos componentes críticos son el acoplador y el splitter :

El acoplador 1x2 WWDM usado en una P2PM PON es bidireccional  y típicamente tiene una pérdida de inserción de 0.7 a 1.0 dB. Este componente es usado en un ambiente controlado dentro la CO y en un ambiente no controlado dentro del ONU.

En la CO , el acoplador tiene una potencia alta de entrada a 1550 nm (después del EDFA se puede tener hasta +21 dB en la entrada).

La función del acoplador WWDM es el siguiente :

• Acoplar la señal de alta potencia de vídeo con la señal de voz/datos del OLT para la transmisión de bajada en la CO.
  • 1550 nm y 1310 nm en P2P sobre una de las dos fibras.
  • 1550 nm y 1310 nm/1490 nm en P2MP sobre una sola fibra
• Acoplar las señales de video con las señales de voz en el ONT
  • 1550 nm y 1310 en P2P sobre la misma fibra
  • 1550 nm y 1310nm/1490nm en P2MP
• Acoplar la señal Voz/dat para la transmsisión  de subida y bajada
  • No necesario en P2P
  • 1310 nm y 1490 nm en P2PM

Transmitir las señales de subida de voz/dato hacia el receptor en el OLT.

El Splitters : Es el elemento divisor óptico usado en las PON, el mismo tiene una sola entrada y múltiples puertos de salida. La señal de entrada óptica es dividida en una cantidad de puertos  de salida, permitiendo que múltiples usuarios compartan una sola fibra y en consecuencia compartan una banda. En la dirección de subida, las señales ópticas son combinadas desde un número determinados de ONT´s a una sola fibra.

Los Splitter son elementos pasivos ya que no  requieren ninguna fuente de energía externa, mas que la señal óptica de entrada. Son independientes de la longitud de onda y solamente incorporan una atenuación debido al hecho que divide la potencia de entrada. Esta pérdida usualmente llamado radio de  acoplamiento,   es usualmente expresado en db y depende del número de puertos de salida, tal como se muestra en la tabla 2. Notar que contrario a lo que se podría esperar, el splitter agrega aproximadamente la misma pérdida  para señales viajando en distinta direcciones.

Tabla 5.3 Atenuacion de Splitter