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PROYECTO INTEGRADOR CARRERA DE
INGENIERIA EN TELECOMUNICACIONES
ANALISIS, EVALUACION Y PROPUESTA DEPROYECTO PARA IMPLEMENTACION DE UNA REDDE COMUNICACIONES POR FIBRA OPTICA SOBRE
INFRAESTRUCTURA EXISTENTE DE ACCESO YTRANSPORTE
Santiago Chipolina
Julio Cesar BenıtezDirector
Miembros del JuradoEduardo Broglio (Cooperativa de Electricidad Bariloche)
Leonardo Morbidel (CNEA - Instituto Balseiro)
9 de Diciembre de 2019
Grupo de Comunicaciones Opticas (GCO)Centro Atomico Bariloche
Instituto BalseiroUniversidad Nacional de Cuyo
Comision Nacional de Energıa AtomicaArgentina
Indice de sımbolos
ASE Amplified Spontaneous Emission
ADSL Asymmetric DSL
AT&T American Telephone and Telegraph
BER Bit Error Rate
CATV Community Antenna Television
CD Chromatic Dispersion
CEB Cooperativa de Electricidad Bariloche
CMTS Cable Modem Termination System
CO Central Office
DCF Dispersion Compensating Fiber
DGD Differential Group Delay
DOCSIS Data Over Cable Service Interface Specification
DP-QPSK Dual Polarization - Quadrature Phase Shift Keying
DSL Digital Suscriber Line
DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing
EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier
ENACOM Ente Nacional de Comunicaciones
ER Extintion Ratio
FDM Frequency Division Multiplexing
FEC Forward Error Correction
FTTx Fiber To The x
GbE Gigabit Ethernet
HDSL High data rate DSL
HE Head End
HFC Hıbrido Fibra Coaxial
ITU International Telecommunication Union
ISP Internet Service Provider
NZ-DSF Non-Zero Dispersion-Shifted Fiber
ODF Optical Distribution Frame
v
vi Indice de sımbolos
OLT Optical Line Terminal
ONT Optical Network Terminal
ONU Optical Network Unit
OOK On-Off Keying
OSNR Optical Signal to Noise Ratio
OTDR Optical Time Domain Reflectometer
OTN Optical Transport Network
OTU Optical Transpor Unit
PB Power Budget
PDH Plesiochronous Digital Hierarchy
PMD Polarization Mode Dispersion
PON Passive Optical Network
RF Radio Frecuencia
SDH Synchronous Digital Hierarchy
SDM Space Division Multiplexing
SFP Small Form-factor Pluggable
SMF Single Mode Fiber
SONET Synchronous Optical Network
STM Synchronous Transport Module
TDM Time Domain Multiplexing
VDSL Very high data rate DSL
WDM Wavelength Division Multiplexing
XFP 10 Gigabit Small Form-factor Pluggable
Indice de contenidos
Indice de sımbolos v
Indice de contenidos vii
Indice de figuras ix
Indice de tablas xi
Resumen xiii
Abstract xv
1. Introduccion 1
1.1. Motivacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2. Estado del arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2.1. Redes de transporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.2. Redes de acceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3. Redes en Argentina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4. Redes en Bariloche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.5. Objetivos del trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.6. Breve descripcion de los otros capıtulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2. Escenario 1 - Barrio 400 Viviendas 11
2.1. Propuesta de solucion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2. Evaluacion de propuesta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.1. Enlace de bajada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.2. Enlace de subida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.3. Capacidad disponible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.3. Conclusiones preliminares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3. Escenario 2 - Villa Mascardi 17
3.1. Descripcion del enlace Bariloche - Villa Mascardi . . . . . . . . . . . . 17
3.2. Mediciones del enlace optico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
vii
viii Indice de contenidos
3.3. Red de transporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.3.1. Propuestas de equipamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.3.2. Evaluacion de propuestas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.3.3. Validacion de las propuestas y capacidad disponible . . . . . . . 32
3.3.4. Pruebas de concepto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.4. Red de acceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.4.1. Propuesta de equipamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.4.2. Evaluacion de propuesta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.4.3. Capacidad disponible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.5. Conclusiones preliminares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4. Conclusiones 41
A. Calculos auxiliares de la propuesta Barrio 400 Viviendas 43
A.1. Calculos del enlace de bajada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
A.1.1. Enlace nodo optico - amplificador troncal A . . . . . . . . . . . 43
A.1.2. Enlace nodo optico - amplificador troncal B . . . . . . . . . . . 44
A.1.3. Enlace nodo optico - BRANCH . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
A.2. Calculos del enlace de subida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
A.2.1. Enlace amplificador troncal A - nodo optico . . . . . . . . . . . 48
A.2.2. Enlace BRANCH - nodo optico . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Bibliografıa 55
Agradecimientos 57
Indice de figuras
1.1. Evolucion del trafico de Internet y prediccion hacia el ano 2022 [1]. . . 2
1.2. Division jerarquica de la red basada en la geografıa [2]. . . . . . . . . . 2
1.3. Espectro optico disponible en escenarios de coexistencia de sistemas
PON [3]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1. Zona de cobertura actual del nodo optico ubicado en el barrio 400 Vi-
viendas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2. Nueva diagramacion de cobertura del barrio 400 Viviendas. . . . . . . . 12
2.3. Diagrama de bloques del nodo optico que reemplaza el amplificador de
lınea. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.1. Traza del puerto 2 Villa Mascardi - Bariloche. . . . . . . . . . . . . . . 20
3.2. Traza del puerto 3 Villa Mascardi - Bariloche. . . . . . . . . . . . . . . 20
3.3. Descripcion de un evento no reflectivo en mediciones con OTDR [4]. . . 21
3.4. Esquema para la medicion de una fusion entre fibras de distinto nucleo. 21
3.5. Traza de la fusion de fibras de distinto tamano de nucleo. . . . . . . . . 22
3.6. Esquema de curvatura de 12.8 mm de diametro realizado en el laboratorio. 22
3.7. Traza de fusion de fibras de distinto nucleo mas una curvatura de 12,8
mm de diametro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.8. Comparacion de las trazas del puerto 2 del enlace original y reparado
en 1550 nm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.9. Comparacion de las trazas del puerto 3 del enlace original y reparado
en 1550 nm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.10. Comparacion de las trazas del puerto 2 del enlace original y reparado
en 1310 nm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.11. Comparacion de las trazas del puerto 3 del enlace original y reparado
en 1310 nm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.12. Diagrama de la red de transporte entre Bariloche y Villa Mascardi. . . 26
3.13. Diagrama del enlace de transporte Opcion 1. . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.14. Diagrama del enlace de transporte Opcion 2. . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.15. Diagrama del enlace de transporte Opcion 3. . . . . . . . . . . . . . . . 28
ix
x Indice de figuras
3.16. Diagrama del enlace de transporte Opcion 4. . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.17. Equipamiento Padtec a instalar en sitio. . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.18. Espectro optico de la senal transmitida sobre la red de transporte. . . . 34
3.19. Diagrama de bloques de la implementacion del proyecto de la red de
transporte junto con conectivdad a Internet para un usuario final. . . . 34
3.20. Resultados del SpeedTest dentro de las instalaciones de la usina Emilio
Frey. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.21. Diagrama de la red de acceso pasiva en Mascardi siguiendo el estandar
GPON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Indice de tablas
1.1. Principales caracterısticas de servicios DSL [5]. . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2. Velocidades de transmision de los estandares DOCSIS [5]. . . . . . . . . 6
1.3. Comparacion de las principales caracterısticas de los sistemas G-PON
[6], XG-PON2 [7] y NG-PON2 [3]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.1. Descripcion de los BRANCHs mencionados en el diagrama de bloque. . 13
2.2. Niveles de potencia a la entrada de los amplificadores y en los finales de
linea. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.1. Parametros de configuracion del OTDR para la medicion de la fibra. . . 19
3.2. Perdida del evento no reflectivo detectado a los 20,3 km. . . . . . . . . 20
3.3. Comparacion del modelo teorico con las mediciones del enlace optico
Bariloche - Mascardi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.4. Especificaciones de los equipos de transportes Padtec mencionados en
las propuestas realizadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.5. Potencia de salida del EDFA de la opcion 3 en funcion del numero de
canales del sistema, considerando Ptx=-2 dBm . . . . . . . . . . . . . . 31
3.6. Evaluacion de las propuestas para el enlace de transporte. . . . . . . . 31
3.7. Capacidad disponible en la red de transporte de las propuestas realizadas. 32
3.8. Resultados del test de datos Ethernet sobre la red utilizando el analiza-
dor de redes de datos Anritsu Network Master MT9090A. . . . . . . . . 35
3.9. Resultados del test de trafico segun ITU-T G.826 utilizando el analizador
de comunicaciones W&G ANT-20. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.10. Lugares de interes de Villa Mascardi para brindarles conectividad. . . . 36
3.11. Especificaciones de los transceptores GPON UFiber[8] . . . . . . . . . . 37
3.12. Perdidas de insercion de splitters de potencia UFiber [8]. . . . . . . . . 37
3.13. Perdidas de insercion del hogar mas cercano y mas lejano para cada
interfaz del OLT GPON. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.14. Capacidad maxima disponible por usuario en funcion del grupo al que
pertenecen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
xi
xii Indice de tablas
A.1. Descripcion tecnica del BRANCH 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
A.2. Descripcion tecnica del BRANCH 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Resumen
En este Proyecto Integrador se analizaron y evaluaron proyectos de implementacion
de una red de comunicaciones por fibra optica. Se detectaron dos escenarios de trabajo
aprovechando la infraestructura existente de red de acceso y transporte.
En primer lugar se presenta un proyecto de rediagramacion de una red de acceso
HFC en operacion en el Barrio 400 Viviendas, en la ciudad de Bariloche, con el objetivo
de duplicar el ancho de banda disponible para con los usuarios finales.
En segundo lugar se presenta un proyecto de red de transporte optico interurbana
entre la ciudad de Bariloche y la localidad de Villa Mascardi. En este, se detallan
el relevamiento preliminar, mediciones, ensayos de laboratorio y acciones correctivas.
Luego se presentan propuestas de redes de transporte de 10, 20 y 100 Gbps con sus
correspondientes evaluaciones y simulaciones. Por ultimo, se presentan los resultados de
las pruebas de concepto de una red de transporte de 20 Gbps con equipos de la firma
Padtec. Se incluye, ademas, una propuesta de red de acceso basada en el estandar
GPON.
Palabras clave: RED DE TRANPORTE OPTICO, REDES DE ACCESO OPTICAS,
HFC, GPON, RELEVAMIENTO DE INFRAESTRUCTURA DE TELECOMUNICA-
CIONES
xiii
Abstract
In this dissertation, projects for the implementation of a fiber optic communica-
tions network were analyzed and evaluated. Two work scenarios were detected taking
advantage of the existing access and transport network infrastructure.
In the first place, a project of redesigning an HFC access network in operation
in Barrio 400 Viviendas, in the city of Bariloche, is presented, with the objective of
doubling the bandwidth available to end users.
Secondly, an interurban optical transport network project between the city of Bar-
iloche and the town of Villa Mascardi is presented. This details the preliminary survey,
measurements, laboratory tests and corrective actions. Then proposals for transport
networks of 10, 20 and 100 Gbps with their corresponding assessments and simula-
tions are presented. Finally, the results of the proof of concept of a 20 Gbps transport
network with equipment from the Padtec company are presented. It also includes an
access network proposal based on the GPON standard.
Keywords: OPTICAL TRANSPORT NETWORK, OPTICAL ACCESS NETWORK,
HFC, GPON, TELECOMMUNICATIONS INFRASTRUCTURE SURVEY
xv
Capıtulo 1
Introduccion
Se presenta el punto de partida del trabajo comenzando por las necesidades actuales
que motivaron a abordar el proyecto. Se menciona el estado del arte de las redes de
transporte y de acceso en general, y se realiza una pequena descripcion de las redes de
Argentina y de la ciudad de San Carlos de Bariloche. Luego, se plantea los objetivos
del trabajo y los dos problemas desarrollados en el mismo. Por ultimo, se proporciona
una descripcion de la estructura y organizacion de este documento.
1.1. Motivacion
Las enormes demandas de ancho de banda previstas a fines del milenio pasado se
han hecho realidad. Esto ha sido provocado por la aparicion de los nuevos servicios de
banda ancha, como ser streaming de video, video vigilancia por Internet, aplicaciones de
realidad virtual y realidad aumentada, Video-on-Demand (por ejemplo, las plataformas
de NETFLIX, Youtube, entre otras) y juegos online [1].
El trafico total de Internet ha experimentado un crecimiento exponencial en los
ultimos 25 anos. En 1992, la red global de Internet transportaba aproximadamente 100
GB de trafico por dıa. Diez anos despues, en 2002, el trafico global de Internet ascendio
a los 100 GB por segundo. Se espera que, en el 2022, la red global transporte supere
los 150 TB por segundo. En la Figura 1.1 se muestra la evolucion historica del trafico
de Internet [1].
Por otro lado, el aumento de las tasas de transmision de bit da la posibilidad de
un mayor consumo de los servicios mencionados anteriormente. La velocidad promedio
global continua creciendo y segun predicciones, se duplicara de 2017 a 2022, de 39
Mbps a 75,4 Mbps. Las tecnologıas implementadas en las redes de telecomunicaciones
y los servicios de valor agregado que estas soportan son los principales factores en las
proyecciones de aumento de tasa de transmision [1].
1
2 Introduccion
1992 1997 2002 2007 2012 2017 2022
Año
105
107
109
1011
1013
1015
Trá
fico
de
In
tern
et
[Bp
s]
Figura 1.1: Evolucion del trafico de Internet y prediccion hacia el ano 2022 [1].
1.2. Estado del arte
Al momento de estudiar las tecnologıas de las redes de telecomunicaciones, es util
segmentar las mismas en distintos niveles geograficos con caracterısticas diferentes en-
tre cada nivel como ser el numero de clientes, la capacidad requerida y la extension
geografica. En la Figura 1.2 se puede observar una de estas particiones [2].
Backbone
Regional
Metro
Acceso
Usuarios finales
Figura 1.2: Division jerarquica de la red basada en la geografıa [2].
La red de acceso, tambien conocida como red de dispersion o ”ultima milla”, es
donde el trafico es distribuido/recolectado desde/hacia los clientes de la red. La red de
acceso generalmente atiende decenas - cientos de clientes y abarca unos pocos kilome-
tros. Las redes metro son las responsables de soportar el trafico a las redes de acceso,
y en general, interconecta varias oficinas centrales (Central Office - CO) o tambien
conocidas como cabeceras o head end (HE). Una red metro agrega el trafico de miles
1.2 Estado del arte 3
de clientes y abarca decenas - cientos de kilometros [2].
Ascendiendo en la jerarquıa nos encontramos con las redes regionales que interco-
nectan multiples redes metro. Una red regional es compartida por cientos - miles de
usuarios y tienen una extension geografica que varıa entre cientos a miles de kilometros.
Por ultimo, la red troncal o backbone transporta el trafico interregional. La red troncal
puede ser compartida por millones de clientes y abarcan miles de kilometros [2].
El conjunto de las redes metro, redes regionales y la red troncal conforman lo que
se denomina red de transporte. A continuacion, se presenta una descripcion del estado
del arte de las redes de transporte y de las redes de acceso.
1.2.1. Redes de transporte
Durante los anos 70, el desarrollo de las redes de telefonıa condujo a numerosos
avances en los sistemas de comunicaciones. Se utilizaban tecnologıas como el par de
cobre, el cable coaxial y los sistemas de microondas. Debido a las perdidas y la baja
capacidad, la tecnologıa de estos sistemas fue alcanzando sus lımites.
Con la necesidad de aumentar la capacidad de los sistemas de comunicacion, y ya
habiendo alcanzado un grado de avance tecnologico que permitıa contar con niveles
adecuados de atenuacion en la fibra optica, comenzaron a implementarse sistemas de
comunicaciones opticas. Por ejemplo, AT&T envio sus primeras senales de prueba el
1 de abril de 1977 en el distrito financiero de Chicago. Tres semanas despues, General
Telephone and Electronics envio trafico telefonico a 6 Mbps en Long Beach, California.
Fue seguido por la British Post Office que comenzo a enviar trafico telefonico a traves
de fibras cerca de Martlesham Heath, Reino Unido. Estas pruebas representaron el
puntapie inicial para el desarrollo e implementacion de los sistemas comerciales con
multiplexacion en el dominio del tiempo (Time Domine Multiplexing - TDM) del tipo
semisincronico (Plesiochronous Digital Hierarchy - PDH), que comenzaron a instalarse
masivamente a partir de 1980. Funcionaban, tıpicamente, a velocidades de 34/45 Mbps
con repetidores cada 10 km, llegando alcanzar en su madurez tasas de 140 Mbps [9].
La falta de un estandar internacional completo y ciertas limitaciones propias del
PDH, condujeron al advenimiento de un nuevo estandar. En Estados Unidos se desa-
rrollo el estandar llamado Red Optica Sıncrona (Synchronous Optical Network - SO-
NET) y en paralelo, la version europea denominada Jerarquıa Digital Sıncrona (Syn-
chronous Digital Hierarchy - SDH) (ITU-T G.707). Este estandar define una estructura
de trama sıncrona para transmitir senales digitales TDM en una unica longitud de onda
sobre una fibra optica [9].
Durante los 90, la atencion de los disenadores de sistemas se oriento hacia el uso de
tres nuevas tecnologıas: amplificacion optica periodica para gestionar las perdidas de
fibra, compensacion periodica de dispersion y tecnicas de multiplexacion en el dominio
4 Introduccion
de la frecuencia (Wavelength Division Multiplexing - WDM) [9]. Ya sobre finales de la
decada, con la intencion de adaptar formalmente las redes sıncronas al transporte de
informacion paquetizada, la ITU comenzo a trabajar en las, posteriormente denomina-
das, redes de transporte optico (Optical Transport Network - OTN) (ITU-T G.709) a
fin de soportar los nuevos requerimientos surgidos a partir de la explosion de Internet
[2].
La principal caracterıstica de los sistemas WDM es transmitir varias longitudes
de onda (o canales) a traves de una unica fibra optica [9]. Esta tecnologıa permitio
aumentar exponencialmente la capacidad de transmision. Como ejemplo, en 2001 se
realizo un experimento en el que se transmitieron 273 canales, cada uno operando a
40 Gbps, alcanzando los 11 Tbps a una distancia de 117 km [10]. Es decir, en un
perıodo de 20 anos aumento en un factor mayor a 200000 la capacidad de los sistemas
de comunicaciones opticos.
Con la intencion de mejorar la eficiencia espectral, se desarrollaron los sistemas
de deteccion coherente. Los receptores coherentes son capaces de detectar tanto la
amplitud como la fase de una senal optica [9]. En 2011 se alcanzo un nuevo record
cuando se realizo una transmision de 64 Tbps sobre una fibra monomodo (Single Mode
Fiber - SMF) usando 640 canales WDM separados 12,5 GHz. Cada canal contenıa dos
senales de 107 Gbps, una en cada polarizacion [11].
Desde aproximadamente el ano 2010 a la fecha, el foco esta puesto en las tecnicas
de multiplexacion por division espacial (Space Division Multiplexing - SDM). La idea
basica es emplear fibras de pocos modos, de manera que se puedan transmitir multiples
canales WDM a traves de cada uno de los diferentes modos de la misma. Se realizaron
varios experimentos donde se emplean fibras multinucleos, donde cada nucleo esta
disenado para admitir un unico modo [9]. Por ejemplo, en 2012, SDM fue usado para
demostrar una transmision de 1000 Tbps empleando una fibra con 12 nucleos. Cada
nucleo soportaba 222 canales WDM, y cada longitud de onda transmitıa 380 Gbps
sobre una fibra multinucleo de 52 km de longitud [12].
1.2.2. Redes de acceso
Las redes de acceso tienen como mision conectar el CO/HE con los usuarios finales.
A continuacion se realizara una breve descripcion de las tecnologıas de redes de acceso
mas utilizadas como son el par trenzado de cobre, el cable coaxial y la fibra optica.
Lınea de abonado digital (xDSL)
El estandar linea de abonado digital (Digital Suscriber Line - xDSL) utiliza el
par trenzado de cobre como lınea de transmision. La tasa de datos y la distancia de
1.2 Estado del arte 5
transmision en servicios DSL estan limitados por fenomenos intrınsecos al par de cobre
como ser la atenuacion, y externos como ser ruidos impulsivos.
Debido al crecimiento de la demanda de ancho de banda el estandar xDSL se fue
modificando. La ”x” representa cada una de las versiones del estandar. Por ejemplo,
ADSL (Asymmetric DSL), HDSL (High data rate DSL) y VDSL (Very high data rate
DSL) son algunos servicios mas comunes de DSL. En la Tabla 1.1 se presentan algunas
caracterısticas de la tecnologıa DSL [5].
Maxima velocidad Maxima distanciaTipo de DSL Upstream Downstream de transmision
ADSL 800 kbps 8 Mbps 5500 mHDSL 1,54 Mbps 1,54 Mbps 3650 mVDSL 16 Mbps 52 Mbps 1200 m
Tabla 1.1: Principales caracterısticas de servicios DSL [5].
Hıbrido Fibra Coaxial (HFC)
Originalmente, las redes CATV (Community Antenna Television) utilizaban el ca-
ble coaxial como medio de transmision para proporcionar servicios de TV broadcasting.
Cada canal CATV ocupa un slot FDM (Frequency Division Multiplexing) de 6 MHz
en el estandar NTSC. Normalmente, las senales de difusion de TV ocupan la banda de
frecuencias entre 50 y 750 MHz [5].
Ante el aumento de la cantidad de canales y con el fin de mejorar el rendimiento
de las redes troncales, se reemplazo el cable coaxial por fibra optica. De esta manera,
las senales CATV son transmitidas desde el HE hacia nodos remotos de fibra donde
se convierte nuevamente al dominio de radio frecuencia (RF). Finalmente, las senales
son distribuidas a traves de cable coaxial hacia los usuarios finales. Por este motivo,
los sistemas CATV tambien son llamados sistemas hıbrido fibra coaxial (HFC) [5].
Con el advenimiento del Internet, y la necesidad de aprovechar la infraestructura de
red desplegada, en 1997, se publico el protocolo DOCSIS 1.0 (Data Over Cable Service
Interface Specification) que permitıa la transmision de datos a traves de la red CATV
que prestaba servicios de television por cable.
El estandar DOCSIS fue desarrollado por Cable Labs. Los cables a hogares indi-
viduales son conectados a un sistema de terminacion de cable modem (Cable Modem
Termination System - CMTS) en un HE. Los datos de los clientes son multiplexados
utilizando esquemas TDM [5].
Las senales de datos del enlace de bajada o downstream, es decir desde el HE hacia
los usuarios finales, son del tipo broadcast y cada usuario reconoce sus datos a partir
de un ID. CATV usa la banda 0 - 45 MHz en el cable coaxial para el enlace de subida
o upstream [5].
6 Introduccion
Maxima velocidadVersion de DOCSIS Downstream Upstream
1.0 38 Mbps 10 Mbps2.0 40 Mbps 30 Mbps3.0 160 Mbps 120 Mbps
Tabla 1.2: Velocidades de transmision de los estandares DOCSIS [5].
Nuevamente, con el crecimiento en la demanda del ancho de banda, el estandar
fue evolucionando. Debido a los avances tecnologicos y las demandas de consumo, la
banda de frecuencia se extendio de 750 a 1200 MHz. En la Tabla 1.2 se presentan las
tasas de transmision de las versiones mas relevantes del estandar DOCSIS. Por ejemplo,
en DOCSIS 2.0 se utiliza 256-QAM como esquema de modulacion en downstream y
128-QAM en upstream, alcanzando tasas de 40 y 30 Mbps, respectivamente [5].
Sistemas de acceso por fibra
Los accesos opticos por fibra generalmente son implementados por redes opticas
pasivas (Passive Optical Network - PON) sobre una arquitectura de fibra del tipo
FTTx (Fiber To The x ). Dependiendo de la distancia entre la fibra optica y el usuario
final, la ”x” representa el destino de la fibra (FTTB: fibra hasta el edificio, FTTH:
fibra hasta el hogar, etc).
La estandarizacion de los sistemas PON comenzo en los anos 90, cuando los pro-
veedores de servicio anticiparon las crecientes demandas de ancho de banda. La ITU
ha elaborado varios estandares de estos sistemas, como ser G-PON (ITU-T G.984 [6]),
XG-PON2 (ITU-T G.987 [7]), NG-PON2 (ITU-T G.989 [3]) entre otros. En la Tabla
1.3 se comparan los estos tres sistemas.
GPONITU-T G.984
XG-PON2ITU-T G.987
NG-PON2ITU-T G.989
Ano de publicacion 2003 2010 2015Maxima Upsteream 2,4 Gbps 10 Gbps 10 Gbpsvelocidad Downstream 2,4 Gbps 10 Gbps 40 Gbps
Alcance de fibra 60 km 60 km 60 kmMaximo split ratio 1:128 1:256 1:256
Tabla 1.3: Comparacion de las principales caracterısticas de los sistemas G-PON [6], XG-PON2[7] y NG-PON2 [3].
Se entiende por alcance de fibra a la distancia entre unidades o terminales de red
opticas (Optical Network Unit - ONU)/(Optical Network Terminal - ONT) y el terminal
de linea optica (Optical Line Terminal - OLT). El maximo split ratio es la maxima
relacion de division o splitter que soporta cada estandar.
1.3 Redes en Argentina 7
Al momento de elaborar un nuevo estandar, la ITU tiene en cuenta los trabajos rea-
lizados anteriormente y contempla la coexistencia con los sistemas anteriores o legacy.
En la Figura 1.3 se presentan el plan de longitudes de onda asignados a los sistemas
G-PON y XG-PON [3].
1260 1280 1340 1360 1380 1400 1420 1440
1480 1500 1520
XG-PON GPON U/S
XG-PON D/S
1300 1320
1540 1560 1580 1600 1620 1640
1460
1460
[nm]
[nm]
BANDA O BANDA E
BANDA S BANDA C BANDA L BANDA U
RF-VIDEO
GPON D/S
Figura 1.3: Espectro optico disponible en escenarios de coexistencia de sistemas PON [3].
1.3. Redes en Argentina
En Argentina existen multiples redes de transporte optico que de soporte a las co-
municaciones del paıs. Entre las mas importantes, se encuentran las redes de transporte
de Telefonica, Telecom, Silica Network y la de ARSAT, la Red Federal de Fibra Optica
(REFEFO).
En particular, la REFEFO es la herramienta del estado argentino para brindar
servicios de comunicacion de banda ancha. Tiene como objetivo homogeneizar los de-
rechos de acceso a estos servicios de cada ciudad y pueblo del paıs. Actualmente, la red
cuenta con aproximadamente 35000 km de fibra tendida donde el 65 % de esta fibra se
encuentra en operacion. Esta red brinda conectividad a 1000 localidades aproximada-
mente.
La REFEFO utiliza tecnologıa DWDM (Dense WDM, WDM donde la separacion
de canales es menor a 100 GHz) con interfaces coherentes de hasta 100 Gbps. Entre
las caracterısticas mas destacadas de la red, se puede mencionar el uso de ROADMs
(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) y amplificacion concentrada EDFA y
distribuida Raman.
1.4. Redes en Bariloche
En la Ciudad de San Carlos de Bariloche, conviven varios prestadores de servicios
con su propia red de acceso y su tecnologıa. Por ejemplo, Telefonica posee una red
de acceso basada en tecnologıa DSL con expectativas de sumar FTTx en el corto
plazo. Por otro lado, la Cooperativa de Electricidad de Bariloche (CEB) cuenta con
una importante red de acceso HFC. Su infraestructura esta basada en una red troncal
8 Introduccion
sobre fibra optica que conecta el HE con los nodos opticos y una red de dispersion
utilizando cable coaxial como lıneas de transmision.
Actualmente, la red cuenta con 95 interfaces de CMTS que operan sobre DOCSIS
2.0. Cada interfaz provee 4 portadoras de 35 Mbps utilizables. La red esta compuesta
por 58 nodos opticos y, debido a esta configuracion, la red soporta aproximadamente
12000 usuarios con servicio de banda de 10 Mbps. La CEB, por otro lado, presta servicio
de telefonıa fija sobre la misma red.
1.5. Objetivos del trabajo
El objetivo principal de este trabajo es realizar ingenierıa en temas de actualidad
en el area de las comunicaciones opticas sobre infraestructura existente y en operacion.
Este contexto requiere realizar tareas de estudio, analisis, medicion e implementacion
en laboratorio y campo.
De esta manera, el trabajo se divide en dos partes:
Escenario 1: El primer escenario elegido para este proyecto fue el Barrio 400
Viviendas de la ciudad de San Carlos de Bariloche. Este barrio cuenta con 402
potenciales clientes a los cuales brindarles servicio de television y banda ancha. Al
momento en que se inicio el trabajo, la red de acceso contaba con un unico nodo
optico con una tasa de transmision de 140 Mbps que imposibilitaba la prestacion
de un servicio acorde a las demandas de ancho de banda de los usuarios finales.
En este escenario, el objetivo primario es presentar una propuesta de solucion al
problema de la sobre demanda de ancho de banda y, en funcion de las posibili-
dades, realizar la implementacion de la misma y evaluar el nuevo desempeno de
la red.
Escenario 2: El segundo escenario elegido fue Villa Mascardi. Aquı se encuentra
la usina Emilio Frey de la CEB. Ahora, el objetivo es evaluar el estado del enlace
optico entre Bariloche y Villa Mascardi. Luego, utilizando la infraestructura de la
CEB, desarrollar un proyecto de red de transporte y acceso sobre fibra optica para
brindar cobertura y servicios de telecomunicaciones a Villa Mascardi. Finalmente,
realizar una prueba de concepto implementando parte del proyecto elaborado.
1.6. Breve descripcion de los otros capıtulos
A continuacion, se presenta una breve explicacion de los contenidos de cada uno de
los capıtulos que conforman este trabajo, ademas del glosario y bibliografıa:
1.6 Breve descripcion de los otros capıtulos 9
Introduccion: Este primer capıtulo presenta la motivacion y el contexto que
han impulsado el inicio de este proyecto. Aportando cifras estadısticas reales
que respaldan la necesidad de abordarlo. Ademas, se describe el estado del arte
de las redes de telecomunicaciones en Argentina y en San Carlos de Bariloche.
Finalmente, se incluye el planteo de los problemas a abordar en este trabajo.
Escenario 1 - Barrio 400 Viviendas: Este capitulo incluye la descripcion del
problema del primer escenario. A partir de esto se propuso una solucion realizando
pequenas modificaciones en la red HFC existente. Luego, se realizo la evaluacion
de la misma a partir de las caracterısticas de los componentes involucrados en el
diseno y el marco normativo que rige en este tipo de redes.
Escenario 2 - Villa Mascardi Este capıtulo, en primer lugar, describe el enlace
optico existente entre Bariloche y Villa Mascardi. Se realizaron mediciones sobre
la fibra optica detectando fallas que impedıan su correcta operacion. Luego de
entregar un trabajo a la cooperativa local informando los problemas encontrado,
el enlace fue reparado. Su correcto funcionamiento motivo a la elaboracion de un
proyecto de telecomunicaciones.
Se elaboraron propuestas para el enlace de transporte, utilizando modulacion de
amplitud (On-Off Keying - OOK) de 10 y 20, y coherente DP-QPSK (Dual Po-
larization - Quadrature Phase Shift Keying) de 100 Gbps, todos sobre tecnologıa
DWDM. Luego, se realizo la evaluacion de cada una de estas propuestas a par-
tir de las caracterısticas de la red y de los sistemas involucrados. Por ultimo, se
realizo una prueba de concepto de una red de transporte de dos canales DWDM
de 10 Gbps sobre el mencionado enlace. Ademas, se elaboro una propuesta de
red de acceso utilizando el estandar GPON.
Conclusiones: Se realiza una sıntesis de las conclusiones mas importantes que
se alcanzaron durante el desarrollo de este proyecto.
Capıtulo 2
Escenario 1 - Barrio 400 Viviendas
El barrio 400 Viviendas cuenta con 402 potenciales clientes a los cuales brindarles
servicio de television y banda ancha. Como se menciono en la Seccion 1.4, en este barrio
se utiliza tecnologıa HFC. Al momento de abordar el proyecto, la red de acceso contaba
con un unico nodo optico con una tasa de transmision de 140 Mbps que imposibilita
la prestacion de un servicio acorde a las demandas de ancho de banda de los usuarios
finales. En la Figura 2.1, sombreado en rojo, se delimita el alcance del nodo optico
utilizado en la actualidad para la cobertura de dicho barrio.
Figura 2.1: Zona de cobertura actual del nodo optico ubicado en el barrio 400 Viviendas.
Este nodo optico esta conectado a una interfaz del CMTS del HE donde se le provee
4 canales de 38 Mbps, de los cuales 35 Mbps son utiles para los usuarios. Para solucionar
el problema de demanda de ancho de banda, se propone agregar un nuevo nodo optico
incorporando otra interfaz al CMTS y, de esta manera, duplicar la tasa de transmision
en el barrio.
El diseno de la red se realiza en funcion de hogares pasados por nodo, es decir, por
la cantidad potencial de usuarios que el proveedor de servicios tiene la capacidad de
conectar a la red en dicho nodo. Entonces, se propone dividir la red de 402 hogares
11
12 Escenario 1 - Barrio 400 Viviendas
pasados en dos nuevas redes con una cantidad similar de clientes. La division propuesta
se puede observar en la Figura 2.2. El nodo original brindara cobertura a la zona
delimitada en verde, mientras que la region delimitada en azul sera cubierta por el
nuevo nodo optico.
Para realizar dicha rediagramacion de la red se utiliza la mayor parte de la red exis-
tente para no realizar grandes modificaciones. El nodo optico original brinda servicio
a 230 hogares pasados, mientras que el nuevo nodo optico a 172.
Figura 2.2: Nueva diagramacion de cobertura en el barrio 400 Viviendas. El nodo opticooriginal brinda cobertura a la zona delimitada en verde. El nuevo nodo optico cubrira la regiondelimitada en azul.
2.1. Propuesta de solucion
El proyecto que se propone como solucion consiste en el reemplazo de un amplifi-
cador de lınea por un nodo optico, conservando el resto de la red que se desprende del
mencionado amplificador. Debido a la topologıa de la red existente, una reestructura-
cion alternativa requerirıa mayores cambios dentro de la red. Ası mismo, el proyecto
incluye la informacion acerca de la configuracion de los amplificadores troncales y del
nodo optico, detallando el uso de ecualizadores y atenuadores.
El amplificador a reemplazar se encuentra ubicado en calle Rıo Negro entre calles
Jacobacci y El Cuy en el poste numero 19492. Los criterios que se tuvieron en cuenta
fueron:
Los amplificadores deben funcionar en la zona lineal y satisfacer la relacion por-
tadora a ruido o Carrier to Noise C/N > 44 dB que requiere este tipo de disenos
[13].El rango de potencia al final de la lınea debe ser entre +10 y +23 dBmV.
El amplificador de lınea a reemplazar conecta, en uno de sus puertos, a los am-
plificadores troncales A y B, y por el otro directamente a los usuarios finales. En la
2.1 Propuesta de solucion 13
Figura 2.3 se puede observar una diagrama en bloques de la region que es cubierta por
el nuevo nodo que reemplaza al amplificador de linea mencionado anteriormente. El
nodo optico a utilizar cuenta con dos puertos de salida en donde se pueden configurar
diferentes niveles de potencia (POUT1 y POUT2). Cada rama o BRANCH representa un
cable coaxial dentro de la red. En el puerto 2 se utiliza un splitter interno para cubrir
los BRANCH 5 y BRANCH 6 alcanzando directamente a los usuarios finales.
Figura 2.3: Diagrama de bloques del nodo optico que reemplaza el amplificador de lınea.
Para poder configurar los niveles de potencia de salida en el nodo optico es necesario
analizar los BRANCHs del diagrama. En la Tabla 2.1 se detallan las caracterısticas de
cada uno de los BRANCHs del diagrama de bloques de la Figura 2.3. De esta manera,
los niveles de potencia de salida del nodo optico propuestos son:
CaracterısticasBRANCH 1 Coaxial 0.750” de 103m de longitudBRANCH 2 El splitter se encuentra dentro del nodoBRANCH 3 Coaxial 0.500” de 111m de longitud
BRANCH 4El amplificador se encuentra a continacion
del acoplador direccional
BRANCH 5Coaxial 0.500” de 115m de longitud
4 TAPs a lo largo de la lınea
BRANCH 6Coaxial 0.500” de 111m de longitud
3 TAPs a lo largo de la lınea
Tabla 2.1: Descripcion de los BRANCHs mencionados en el diagrama de bloque.
POUT1(750 MHz) = +37 dBmV POUT1(55 MHz) = +33 dBmV
POUT2(750 MHz) = +49 dBmV POUT2(55 MHz) = +39 dBmV
Estos niveles fueron obtenidos de manera iterativa para cumplir con los criterios
mencionados al principio de esta seccion.
14 Escenario 1 - Barrio 400 Viviendas
2.2. Evaluacion de propuesta
2.2.1. Enlace de bajada
Para evaluar la propuesta realizada, es necesario tener en cuenta los criterios de
diseno mencionados en la Seccion 2.1. Para asegurar una respuesta plana y niveles
adecuados de potencia de entrada a los amplificadores es necesario:
Amplificador troncal A: Colocar un atenuador de 13 dB a la entrada del mismo.
Amplificador troncal B: Colocar un ecualizador EQ9.0 y un atenuador de 10 dB
a la entrada del mismo.
A partir de esta configuracion, los niveles de potencia alcanzados en la entrada de
los amplificadores troncales y en los finales de linea de los BRANCHs 5 y 6 se detallan
en la Tabla 2.2. Los calculos realizados se encuentran detallados en el Apendice A.1.
(@ 750 MHz) (@ 55 MHz)PINA
+10.45 dBmV +10.26 dBmVPINB
+10.6 dBmV +10.3 dBmVBRANCH 5 +19.1 dBmV +19.3 dBmVBRANCH 6 +22.4 dBmV +20.4 dBmV
Tabla 2.2: Niveles de potencia a la entrada de los amplificadores troncales y en los finalesde linea luego de configurar la potencia de transmision del nodo optico y las entradas de losamplificadores troncales.
Tambien, es necesario verificar que la relacion C/N en los enlaces desde el nodo
optico hacia los nodos troncales cumpla con los requerimientos mencionados anterior-
mente.
C/N(750 MHz) = 55,35 dB C/N(55 MHz) = 59,16 dB
Es importante remarcar que no hay amplificadores en los BRANCH 5 y 6, por lo que
la C/N en estos casos no serıa un problema.
2.2.2. Enlace de subida
Por otro lado, es necesario verificar que se satisfacen los requerimientos en el en-
lace de upstream en la banda de 5 - 42 MHz. Es decir, que ni el nodo optico ni los
amplificadores troncales se saturen operando en inversa.
El nodo optico tiene una ganancia mınima en inversa GNI = 18 dB. Se asegura un
correcto funcionamiento si el nivel de potencia de cada puerto no supera los +18 dBmV.
En los amplificadores troncales ocurre algo similar, tienen una ganancia GAI = 19,5 dB
y aseguran un correcto funcionamiento si el nivel de potencia de salida del amplificador
es +35 dBmV.
El puerto 1 del nodo optico recibe el trafico proveniente de los dos amplificadores
troncales. Para garantizar su correcto funcionamiento se debe:
2.3 Conclusiones preliminares 15
Amplificador troncal A: Colocar un atenuador de 12 dB a la salida del mismo en
inversa.
Amplificador troncal B: Colocar un atenuador de 12 dB a la salida del mismo en
inversa.
Nodo optico: Colocar un atenuador de 15 dB a la entrada del puerto 2 en inversa.
El puerto 2 del nodo optico recibe el trafico de subida de los BRANCH 5 y 6.
En este caso, los transmisores son los modems de usuarios y el nivel de potencia de
transmision se ajusta automaticamente para que la potencia en el nodo optico sea de
+18 dBmV. Los calculos realizados se encuentran detallados en el Apendice A.2.
2.2.3. Capacidad disponible
En esta Seccion se realiza un breve analisis de la capacidad disponible de la red
para con los usuarios finales. Como se menciono al inicio de esta Seccion, el Barrio
400 Viviendas cuenta con 402 hogares pasados. Debido a que desconoce el numero
de usuarios finales, se considera una ocupacion del 50 %. Actualmente, la tasa de bit
promedio disponible por usuario es de 0,7 Mbps.
Ahora, con la rediagramacion propuesta, se obtienen dos subredes con 230 hogares
pasados que dependen del nodo orignal y 172 del nuevo nodo. Nuevamente, conside-
rando una ocupacion del 50 %, la tasa de bit promedio disponible para los usuarios del
nodo original es de 1,2 Mbps y 1,6 Mbps para los del nuevo nodo.
2.3. Conclusiones preliminares
Ante el aumento de la demanda de ancho de banda y la saturacion de los equipos
de transmision para la cobertura del Barrio 400 Viviendas, se realizo una propuesta de
rediagramacion de la red de acceso para la solucion de este problema.
Con la intencion de aprovechar la red existente, se propuso reemplazar un amplifi-
cador de lınea por un nuevo nodo optico, y de esta manera, dividir la zona de cobertura
original en dos nuevas regiones, cada una con su nodo optico.
Se elaboro una propuesta formal incluyendo los calculos de diseno y configuracion de
los equipos involucrados. La misma fue presentada y validada por el personal de la CEB.
Dicha solucion, a partir de una pequena inversion, permite aumentar la capacidad de
los usuarios finales de 0,7 Mbps a 1,2 y 1,6 Mbps dependiendo del nodo optico. Debido
a problemas operativos que excede a este Proyecto Integrador, esta propuesta no pudo
ser implementada.
Capıtulo 3
Escenario 2 - Villa Mascardi
Villa Mascardi es una localidad del Departamento Bariloche, Rıo Negro, Argentina.
Se encuentra a orillas del Lago Mascardi, dentro del Parque Nacional Nahuel Huapi y
se accede por la Ruta Nacional 40. Segun el Censo Nacional del INDEC 2010 cuenta
con 59 habitantes [14]. Villa Mascardi es uno de los atractivos turısticos de la region
debido a la presencia del Lago Mascardi, la obligada ruta a El Bolson, y el acceso a
Cerro Tronador y Cascada de los Alerces.
En Villa Mascardi y su zona de influencia encontramos, ademas de viviendas, alo-
jamientos turısticos como ser campings y hoteles, oficina de Parques Nacionales, un
destacamento de la Policıa de Rıo Negro, una estacion de servicio ACA y la Escuela
Provincial N◦ 202.
A pesar de que esta poblacion fue fundada hace mas de 70 anos, cuenta con servicios
de comunicacion practicamente nulos. Si bien es considerada poblacion rural, debido a
su gran atractivo turıstico y su ubicacion geografica, es un escenario ideal para proponer
una solucion que permita brindar servicios de comunicaciones acordes a las necesidades
del mismo.
En Villa Mascardi, ademas, se encuentra la usina hidraulica Emilio Frey de la
CEB. Existe un enlace optico desde el HE de la CEB en Bariloche hacia la usina de
Villa Mascardi previsto para telecontrol y telecomando. La intencion de este trabajo
es estudiar el estado del mencionado enlace, elaborar un proyecto del transporte desde
Bariloche hacia Mascardi y proponer una red de acceso sobre algunas de las tecnologıas
mencionadas en la Seccion 1.2.2.
3.1. Descripcion del enlace Bariloche - Villa Mas-
cardi
El enlace optico entre el HE de la CEB y la usina Emilio Frey se encuentra fuera
de servicio y se desconoce el estado del mismo. La cooperativa, a partir de un convenio
17
18 Escenario 2 - Villa Mascardi
de interoperabilidad de red, obtuvo los derechos de operacion sobre este enlace. El
mismo consta de un par de pelos de fibras, propiedad de un tercero, que se encuentran
instaladas hace mas de 20 anos cuando la empresa implemento la red de transporte
cordillerana hacia el sur del paıs.
Antes de realizar una prospeccion del escenario, se realizo un estudio con el objetivo
de inferir parametros relevantes del enlace para un futuro diseno de red. Entre ellos,
se estimo la longitud del enlace, atenuacion total, dispersion cromatica acumulada y
dispersion por modo de polarizacion.
Para estimar la distancia optica se utilizo un modelo que contempla irregularidades
en el terreno, distancia hacia sala de equipos, adicionales por reserva de bobina y
adicionales por ganacia para fusiones. Entonces, la distancia optica d viene dada por
la Ecuacion (3.1)
d = dG(1 + fc) + dSE + dB + dF (3.1)
donde dG es la distancia geografica, fc es el factor de correccion por irregularidades en
el terreno, dSE es la distancia hacia la sala de equipos, dB es la longitud adicional de
fibra por reserva de bobina y dF es la longitud adicional de fibra para fusiones.
La distancia geografica que separa la usina del HE es aproximadamente dG = 35 km.
Se considero un factor de correccion fc = 0,1 debido a la geografıa de la Ruta 40.
dSE = 2 km debido a las conexiones entre el HE de la CEB y las oficinas de Telefonica.
Debido a la antiguedad del enlace, se supusieron las peores condiciones. Se considero
dB = 0,2625 km ya que se estimo 30 m de fibras cada 4 km de fibra y dF = 0,4 km de-
bido a que se estimo 20 fusiones considerando 0,5 fallasanos
x 20 anos x 2 fusionesfallas
. Entonces,
la distancia optica estimada fue d = 41,1625 km.
Para estimar la atenuacion del enlace se utilizo un modelo que contempla la ate-
nuacion de la fibra, factores de envejecimiento y de reparacion, atenuacion por causas
climaticas, atenuacion por fusiones y perdidas de insercion en un distribuidor de fibra
optica (Optical Distribution Frame - ODF). Entonces, la atenuacion del enlace L en
dB viene dada por la Ecuacion 3.2 donde NODF es el numero de ODFs y LODF es la
perdidas de insercion de los ODF.
L = d (αFO + αENV EJ + αCLIMA + αFUSION + αREP ) +NODFLODF (3.2)
De esta manera, se obtuvo que la atenuacion del enlace es L(λ = 1310 nm) =
18, 3 dB y L(λ = 1550 nm) = 12, 95 dB 1.
Luego, para estimar la dispersion cromatica acumulada CD se considero el valor
1Se considero una fibra ITU-T G.652 αFO(1310 nm) = 0, 35 dB/km. αFO(1550 nm) =0, 23 dB/km, αENV EJ = 0, 006 dB/km, αCLIMA = 0, 01 dB/km, αFUSION = 0, 023 dB/km,αREP = 0, 007 dB/km, NODF = 4 y LODF = 0, 5 dB
3.2 Mediciones del enlace optico 19
del parametro de dispersion cromatica D = 20 pskmnm
y se obtuvo CD = D · d =
823, 2 ps/nm. Finalmente, la dispersion por el modo de polarizacion DGD 2, conside-
rando el parametro de PMD DP = 0, 2 ps√km
, se obtuvo DGD = DP · d = 1, 28 ps.
3.2. Mediciones del enlace optico
Con el objetivo de verificar el modelo planteado en la Seccion 3.1, se realizaron me-
diciones en Villa Mascardi. En primer lugar, se llevaron a cabo mediciones preliminares
del enlace optico, ya que, antes de comenzar el proyecto, se sabıa de la existencia del
enlace pero se desconocıa su estado. Se detecto un evento no reflectivo importante y,
para poder inferir la causa del mismo, se efectuaron trabajos en el laboratorio caracte-
rizando este tipo de eventos. Luego de reportar las mediciones realizadas y los trabajos
en el laboratorio, los propietarios de la fibra repararon dicho enlace. Finalmente, se
realizo un nuevo relevamiento de la fibra obteniendo la atenuacion total y la dispersion
por PMD del enlace.
Mediciones preliminares del enlace optico
Para evaluar el estado del enlace se realizo un perfilado de la fibra optica utilizando
un reflectometro optico en el dominio del tiempo (Optical Time Domain Reflectometer
- OTDR). Se realizaron las mediciones tanto para el enlace ascendente (Villa Mascar-
di - Bariloche) como para el enlace descendente (Bariloche - Villa Mascardi). No se
estudiaron las mediciones realizadas en el enlace descendente debido a problemas de
conexion en la red y de instrumental en el momento que fueron efectuadas.
Actualmente, a las instalaciones de la usina llegan dos fibras que se encuentran
conectadas a un ODF. Estas fibras estan conectadas en el puerto 2 y 3, respectivamente.
Debido al estado del ODF y de cada una de las fibras, los parametros de la medicion se
modificaron para cada uno de los puertos. En la Tabla 3.1 se detalla la configuracion
utilizada.
Puerto 2 Puerto 3Rango 50 km 50 kmResolucion 2 m 2 mAncho del pulso 100 ns 200 nsLongitud de onda 1310 - 1550 nm 1310 - 1550 nmIndice de reflexion 1,4675 1,4675
Tabla 3.1: Parametros de configuracion del OTDR para la medicion de la fibra del puerto 2 ypuerto 3 del ODF de la usina Emilio Frey.
2El DGD es el retardo de grupo diferencial que se produce entre los instantes de llegada de dosmodos de polarizacion para una longitud de onda y un instante determinado.
20 Escenario 2 - Villa Mascardi
En la Figura 3.1 y 3.2 observan las mediciones realizadas con el OTDR del puerto
2 y 3, respectivamente. En ambos casos, la traza en rojo es la medicion realizada para
λ = 1550 nm y en azul para λ = 1310 nm. La atenuacion total LTOTAL del enlace del
puerto 2 es de LTOTAL2 = 20 dB y la del puerto 3 LTOTAL3 = 22, 7 dB.
10 20 30 40 50
Distancia [km]
-50
-40
-30
-20
-10
0
Pé
rdid
as [
dB
]
LTOTAL
2
=20 dB
=1310nm Le=1,54 dB
=1550nm Le=5,4 dB
Figura 3.1: Traza medida desde Villa Mascardi hacia Bariloche. Puerto 2 del ODF de la usinaEmilio Frey, Villa Mascardi. Mediciones realizadas en 1310 y 1550 nm.
10 20 30 40 50
Distancia [km]
-50
-40
-30
-20
-10
0
Pé
rdid
as [
dB
]
LTOTAL
3
=22,7 dB
=1310nm Le=1,82 dB
=1550nm Le=7,6 dB
Figura 3.2: Traza medida desde Villa Mascardi hacia Bariloche. Puerto 3 del ODF de la usinaEmilio Frey, Villa Mascardi. Mediciones realizadas en 1310 y 1550 nm.
En ambos puertos, se puede observar un evento no reflectivo muy llamativo en
torno a los 20 km. Se midio la perdida de insercion Le producida en dicho evento.
Los resultados se pueden ver en la Tabla 3.2 para cada uno de los puertos en ambas
longitudes de onda.
Le2 Le3
1550 nm 5,4 dB 7,6 dB1310 nm 1,54 dB 1,82 dB
Tabla 3.2: Perdida del evento no reflectivo detectado a los 20,3 km para cada una de lasmediciones realizadas.
3.2 Mediciones del enlace optico 21
Trabajo de laboratorio: estudio de eventos no reflectivos
Para analizar con mayor profundidad el evento localizado en torno a los 20 km,
se estudiaron los eventos no reflectivos en el laboratorio. Los eventos no reflectivos
ocurren cuando no hay discontinuidad en la fibra y, generalmente, son producidos por
fusiones de fibra de distinta area o por bendings o curvaturas. Referido a esto ultimo,
si un radio de curvatura es tal que produce la perdida de la condicion de reflexion total
interna a una dada longitud de onda, se observa que parte de la potencia optica se
refracta y se pierde en el cladding aumentando la atenuacion resultante de la fibra.
En la practica, una vez superado este lımite, las perdidas aumentan rapidamente
conforme disminuye el radio de curvatura. Las mismas dependen de la longitud de
onda, siendo mayores en 1550 nm que en 1310 nm [15] [16]. En fibras ITU-T G.652,
por ejemplo, si el radio de curvatura es menor a 30 mm, se consideran que las perdidas
de insercion no son despreciables [17]. En la Figura 3.3 se puede ver un esquema de los
eventos no reflectivos [4].
Pérdida de luz en el evento
no reflectivo
Pérdida
del evento
Figura 3.3: Descripcion de un evento no reflectivo en mediciones con OTDR [4].
En primer lugar se estudio la fusion de dos fibras de distinta area efectiva Aeff de
nucleo. El esquema experimental se puede observar en la Figura 3.4. El mismo esta
compuesto por 20 km de fibra ITU-T G.655 (Aeff = 50 µm2) NZ-DSF seguida de 4,53
km de fibra ITU-T G.652 SMF (Aeff = 80 µm2). Se configuro el OTDR de la misma
manera que en la medicion del enlace del puerto 2, parametros presentados en la Tabla
3.1. En la Figura 3.5 se puede observar los resultados de la medicion realizada.
OTDRFusión
L = 20 km
ITU-T G.655
L = 4.53 km
ITU-T G.652
Figura 3.4: Esquema para la medicion de una fusion entre fibras de distinto nucleo.
Se midio la perdida de insercion de la fusion para ambas longitudes de onda y se
obtuvo: L(λ = 1550 nm) = 1,62 dB y L(λ = 1310 nm) = 1,21 dB.
22 Escenario 2 - Villa Mascardi
10 20 30 40 50
Distancia [km]
-40
-30
-20
-10
0
Pé
rdid
as [
dB
]
=1310nm L=1,21 dB
=1550nm L=1,62 dB
Figura 3.5: Traza medida con OTDR de un esquema compuesto por dos fibras de distintonucleo fusionadas. Mediciones realizadas en 1310 y 1550 nm.
En segundo lugar se estudio la perdida de insercion que introduce un micro bend.
Para ello, se imprimio una curvatura sobre un cilindro de 12.8 mm de diametro como
se muestra en la Figura 3.6. Se realizo la medicion con el OTDR utilizando los mismos
parametros que para el caso de la fusion. Los resultados de la medicion se pueden
observar en la Figura 3.7.
Figura 3.6: Esquema de curvatura de 12.8 mm de diametro realizado en el laboratorio.
Nuevamente se midio la perdida de insercion de la fusion junto con la curvatura
para ambas longitudes de onda y se obtuvo: L(λ = 1550 nm) = 6,02 dB y L(λ =
1310 nm) = 2,03 dB.
3.2 Mediciones del enlace optico 23
10 20 30 40 50
Distancia [km]
-40
-30
-20
-10
0
Pé
rdid
as [
dB
]
=1310nm L=2,03 dB
=1550nm L=6,02 dB
Figura 3.7: Traza medida con OTDR de un esquema compuesto por dos fibras de distintonucleo fusionadas y una curvatura de 12,8 mm de diametro. Mediciones realizadas en 1310 y1550 nm.
Luego de realizar estas pruebas en el laboratorio, estudiando los eventos no reflecti-
vos en la medicion de la traza utilizando un OTDR, se pudo inferir lo que posiblemente
sucede en el enlace Bariloche - Villa Mascard:
El evento ubicado en torno a los 20 km de las Figuras 3.1 y 3.2 es producido por
una curvatura. Dicho comportamiento se emulo en el laboratorio.
Una fusion entre dos fibras diferentes no producirıa una perdida de insercion tan
grande como las que se midieron.
La fibra no esta cortada ni es un problema de un empalme mecanico ya que eso
producirıa un evento reflectivo en la traza del enlace.
Mediciones finales del enlace optico
Tanto las mediciones preliminares como los trabajos realizados en el laboratorio
fueron reportados a la cooperativa local a la espera de la reparacion del enlace bajo
estudio. Una vez reparada la fibra optica, se repitieron las mediciones para verificar el
nuevo estado del enlace. La configuracion de los parametros del OTDR fue la misma
que se utilizo en las mediciones preliminares (ver Tabla 3.1). En la Figura 3.8 y 3.9
se presentan las nuevas mediciones del puerto 2 y 3 en 1550 nm, respectivamente,
contrastando con las mediciones preliminares.
Se puede ver que el evento situado en torno a los 20 km fue solucionado. Esto
impacto directamente en la atenuacion total del enlace. En el caso del puerto 2, la
atenuacion total del enlace es LTOTAL2 = 12 dB, y en el puerto 3, LTOTAL3 = 14, 9 dB.
Es decir, la atenuacion de ambas fibras disminuyo aproximadamente 8 dB.
24 Escenario 2 - Villa Mascardi
10 20 30 40 50
Distancia [km]
-40
-30
-20
-10
0
Pérd
idas [dB
]
Original L=20 dBReparado L=12 dB
Figura 3.8: Comparacion de las trazas del enlace original y reparado medida desde VillaMascardi hacia Bariloche. Puerto 2 del ODF de la usina Emilio Frey, Villa Mascardi. Medicionesrealizadas en 1550 nm.
10 20 30 40 50
Distancia [km]
-50
-40
-30
-20
-10
0
Pérd
idas [dB
]
Original L=22,7 dBReparado L=14,9 dB
Figura 3.9: Comparacion de las trazas del enlace original y reparado medida desde VillaMascardi hacia Bariloche. Puerto 3 del ODF de la usina Emilio Frey, Villa Mascardi. Medicionesrealizadas en 1550 nm.
En las Figuras 3.10 y 3.11 se comparan las mediciones del enlace Bariloche - Villa
Mascardi del puerto 2 y 3, respectivamente, en 1310 nm antes y despues de ser repara-
do. La atenuacion de ambas fibra disminuyo aproximadamente en 2,5 dB. Existe una
diferencia notoria frente a las mejoras que se lograron cuando la longitud de onda es
1550 nm. Esto se debe principalmente a que las perdidas de insercion provocadas por
la curvatura eran mayores para esa longitud de onda.
Por otro lado, para determinar el estado de la fibra, se midio el retardo diferencial
de grupo DGD debido a la dispersion por modo de polarizacion. Para esto, se utilizo
la plataforma modular VIAVI MTS8000 con el modulo 81DISPAP que permite medir
DGD, junto con su fuente optica de banda ancha OBS-550. Las mediciones se realiza-
ron ubicando la fuente de banda ancha en Mascardi y el instrumento de medicion en
Bariloche. De esta manera, se obtuvo DGD2 = 0,20 ps y DGD3 = 0,25 ps.
3.2 Mediciones del enlace optico 25
10 20 30 40 50
Distancia [km]
-40
-30
-20
-10
0
Pérd
idas [dB
]
Original L=20 dBReparado L=17,55 dB
Figura 3.10: Comparacion de las trazas del puerto 2 del enlace original y reparado medidadesde Villa Mascardi hacia Bariloche en 1310 nm.
10 20 30 40 50
Distancia [km]
-50
-40
-30
-20
-10
0
Pérd
idas [dB
]
Original L=22,7 dBReparado L=19 dB
Figura 3.11: Comparacion de las trazas del puerto 3 del enlace original y reparado medidadesde Villa Mascardi hacia Bariloche en 1310 nm.
Comparacion de las mediciones con el modelo preliminar
En la Seccion 3.1 se realizo una descripcion del enlace Bariloche - Villa Mascardi. Se
planteo un modelo para estimar la longitud del enlace, su posible atenuacion y DGD.
En la Tabla 3.3 se compara las estimaciones con las mediciones realizadas.
La longitud real del enlace es levemente superior a las estimaciones realizadas.
Respecto a la atenuacion del enlace, el puerto 2 se comporta de manera equivalente a
las estimaciones. No ası el puerto 3, en el que existe una diferencia de aproximadamente
3 dB. Por ulitmo, el DGD por PMD es menor al DGD calculado.
26 Escenario 2 - Villa Mascardi
Estimacion MedicionLongitud del enlace 41,16 km 41,93 km
Atenuacion del enlace(@1550 nm)
12,95 dBPuerto 2 12 dBPuerto 3 14,9 dB
DGD 1,28 psPuerto 2 0,20 psPuerto 3 0,25 ps
Tabla 3.3: Comparacion del modelo teorico con las mediciones del enlace optico Bariloche -Mascardi.
3.3. Red de transporte
Una vez verificado el correcto funcionamiento del enlace optico entre Bariloche y
Villa Mascardi se elaboraron propuestas para la red de transporte. En este caso, la red
de transporte comunica el HE de la CEB en Bariloche (Sitio A) con la Usina Emilio
Frey en Villa Mascardi (Sitio B).
En cada propuesta se especifica las interfaces a utilizar en el lado de lınea o red,
es decir, en el enlace de transporte, y en el lado de cliente, las interfaces para con los
proveedores de servicios o usuarios finales. En el diagrama de la Figura 3.12 se observa
una representacion grafica de esto.
Sitio A Sitio B
Bariloche Villa Mascardid = 41,93 km
InterfazLado Cliente
InterfazLado Cliente
Proveedoresde servicios
Usuariosfinales
InterfazLado Linea
InterfazLado Linea
Figura 3.12: Diagrama de la red de transporte entre Bariloche y Villa Mascardi.
3.3.1. Propuestas de equipamiento
Las propuestas de red de transporte se realizaron utilizando especificaciones de
equipos de la empresa brasilena Padtec. Esta, se especializa en el desarrollo, fabricacion
y comercializacion de equipos para acceso corporativo, redes metropolitanas y redes
multi-terabit de larga distancia terrestre y submarinas [18].
Dicha empresa es uno de los proveedores de equipos de Silica Networks, propietaria
de importantes redes de transporte en Latinoamerica como ser la red Reina del Plata,
que conecta Rıo de Janeiro, San Pablo y Buenos Aires [19].
Utilizando este tipo de equipamiento, se proponen cuatro disenos de red de trans-
porte, compatible con la normativa ITU-T G.709 [20]. La opcion 1 utiliza modulacion
OOK de 10 Gbps. La opcion 2 utiliza modulacion OOK de 10 Gbps con capacidad de
brindar servicios sub 10 Gbps. La opcion 3 utiliza dos canales OOK de 10 Gbps con
3.3 Red de transporte 27
capacidad de ampliar el sistema hasta 8 canales de 10 Gbps cada uno. Por ultimo, de-
bido a la madurez tecnologica y las necesidades del mercado, en la opcion 4 se propone
tambien una solucion donde se utiliza modulacion DP-QPSK Coherente de 100 Gbps.
Es importante remarcar que, a pesar de la existencia de los sistemas de 40 Gbps, la
tecnologıa de 100 Gbps coherente es la impuesta por el mercado para soluciones de
este tipo.
Opcion 1: 10 Gbps OOK
En primer lugar, se plantea la opcion de un transporte de 10 Gbps con modulacion
OOK. Se propone utilizar el equipo 10 Gbps Dual Transponder. El mismo cuenta con 4
interfaces XFP (10 Gigabit Small Form-factor Pluggable) para transmision y recepcion
de senales DWDM. Estas interfaces soportan los protocolos OTU2/OTU2e y STM-64
[21].
En la Figura 3.13 se puede observar el diagrama del enlace de transporte de esta
configuracion. En el lado linea, se propone utilizar un modulo optico XFP DWDM de
10 Gbps en la banda C de transmision (1530 - 1565 nm). En el lado cliente, utilizar un
XFP de 10 Gbps en 1310 nm.
Sitio A Sitio B
Bariloche Villa Mascardid = 41,93 km
XFP DWDM XFP DWDM
XFP 1310 nm
10 Gbps
XFP 1310 nm
10 Gbps
10 Gbps Dual
Transponder
10 Gbps Dual
Transponder
Figura 3.13: Diagrama del enlace de transporte de la Opcion 1 utilizando interfaces de redOOK de 10 Gbps en el transporte y servicios de 10 Gbps en las interfaces de cliente.
Opcion 2: 10 Gbps OOK con servicios sub 10 Gbps
En segundo lugar, se propone utilizar equipos donde la itnerfaz de red es de 10 Gbps
OOK y la interfaz de cliente soporta tasas de bit menores. En este caso, el equipo a
utilizar es 10 Gbps Combiner ODU-XC 8:2. El mismo cuenta con 8 interfaces de cliente
y 2 interfaces OTU2 de red. Cada interfaz de cliente soporta Gigabit Ethernet, Fast
Ethernet, STM-16, STM-4, STM-1, entre otros protocolos [21].
En la Figura 3.14 se puede observar el diagrama de esta configuracion. En el lado
linea, se propone utilizar un modulo optico XFP DWDM de 10 Gbps en la banda C
de transmision. Mientras que, en el lado cliente, la propuestaa es utilizar 2 SFP de 1
Gbps en 850 nm.
28 Escenario 2 - Villa Mascardi
Sitio A Sitio B
Bariloche Villa Mascardid = 41,93 km
XFP DWDM XFP DWDM
SFP 1Gbps
SFP 1Gbps
SFP 1Gbps
SFP 1Gbps
Combinador
ODU-XC
Combinador
ODU-XC
Figura 3.14: Diagrama del enlace de transporte de la Opcion 2 utilizando interfaces de red de10 Gbps y servicios de 1 Gbps en las interfaces de cliente.
Opcion 3: 2 canales de 10 Gbps OOK con ampliacion de hasta 8 canales
Esta opcion sugiere utilizar la Opcion 2 con dos canales DWDM en el lado lınea.
Para esto, se incluye multiplexores, demultiplexores y amplificacion EDFA para poder
ampliar el sistema a 8 canales DWDM de 10 Gbps cada uno. En la Figura 3.15 se
puede observar el diagrama de esta configuracion.
Sitio A Sitio B
Bariloche Villa Mascardid = 41,93 km
XFP DWDM XFP DWDM
XFP DWDM XFP DWDM
SFP 1Gbps
SFP 1Gbps
SFP 1Gbps
SFP 1Gbps
Mux/D
em
ux
Mux/D
em
ux
EDFABooster
Pre-amp
Combinador
ODU-XC
Combinador
ODU-XC
Figura 3.15: Diagrama del enlace de transporte de la Opcion 3 utilizando interfaces de red de10 Gbps. Ademas, se incluye Mux/Demux y amplificacion EDFA permitiendo la expansion delsistema hasta 8 canales DWDM.
Opcion 4: 100 Gbps DP-QPSK coherente
Por ultimo, se propone utilizar modulacion DP-QPSK coherente de 100 Gbps. Se
sugiere utilizar el equipo 100G Muxponder junto co un amplificador EDFA. El mux-
ponder posee una interfaz de red que soporta OTU4 y 10 interfaces XFP de cliente que
soportan STM-64, 10 GbE, OTU2, entre otros protocolos [21].
En la Figura 3.16 se presenta el diagrama de esta configuracion. En el lado linea,
se propone utilizar un modulo optico de 100 Gbps en la banda C de transmision.
Mientras que, en el lado cliente, se propone utilizar 2 XFP de 10 Gbps en la banda C
de transmision.
En la Tabla 3.4 se presentan las principales caracterısticas de los equipos men-
cionados en las tres propuestas realizadas anteriormente. La perdida de insercion del
multiplexoy y demultiplexor LMUX = LDEMUX = 4 dB y la potencia de salida del
amplificador EDFA varıa entre -8 y 18 dBm. Este ultimo es un amplificador dual, es
decir, en transmision actua como booster y en recepcion como pre-amplificador [21].
3.3 Red de transporte 29
Sitio A Sitio B
Bariloche Villa Mascardid = 41,93 km
XFP DWDM
XFP DWDM
XFP DWDM
XFP DWDM
EDFABooster
Pre-amp
100 G
Muxponder
100 G
Muxponder
Figura 3.16: Diagrama del enlace de transporte de la Opcion 2 utilizando interfaces coherentesde 100 Gbps y servicios de 10 Gbps en la interfaces de clientes
Opcion 1,2,3 Opcion 4Tasa de bit soportada 10,709 Gbps 127 Gbps
Modulacion OOKDP-QPSKCoherente
Sensibilidad mınimadel receptor (@BER 10−12)
-24 dBm -18 dBm
Potencia de saturaciondel receptor (@BER 10−12)
-5 dBm -5 dBm
Potencia maximadel transmisor
+3 dBm +5 dBm
Potencia mınimadel transmisor
-1 dBm -3 dBm
Maxima dispersioncromatica tolerada
1600 ps/nm 40000 ps/nm
Maximo DGD tolerado 30 ps 100 ps
Tabla 3.4: Especificaciones de los equipos de transportes Padtec mencionados en las propuestasrealizadas.
3.3.2. Evaluacion de propuestas
Para evaluar disenos de enlaces opticos, es necesario tener algunas consideracio-
nes donde se contemple el presupuesto de potencia, la sobrecarga de los receptores y
dispersiones cromaticas y por modo de polarizacion. La evaluacion se realizo contem-
plando las condiciones lımites de los equipos con el objetivo de garantizar su correcto
funcionamiento en los proximos 20 anos. A continuacion, se detalla brevemente cada
una de ellas.
Presupuesto de potencia
Se debe verificar que el presupuesto de potencia (Power Budget - PB) sea mayor
que la atenuacion del enlace L (Ecuacion 3.2). El PB en dB viene dado por la Ecuacion
3.3.
PB = min PTX − LDEMUX − sens minRX − penalidad optica (3.3)
30 Escenario 2 - Villa Mascardi
donde min PTX es la potencia mınima de transmision, LDEMUX la perdida de in-
sercion del demultiplexor, sens minRX es la sensibilidad mınima del receptor, y la
penalidad optica tiene en cuenta las penalidades por dispersion cromatica o por el mo-
do de polarizacion. Segun el fabricante, para los equipos a utilizar, LDEMUX = 4 dB
y la penalidad optica es igual a 2 dB si no es posible compensar, antes del receptor,
ninguno de los tipos de dispersion. Todas las magnitudes de la Ecuacion 3.3 deben
estar en dB/dBm.
Sobrecarga del receptor
Se debe verificar que la potencia a la entrada del receptor PinRX no sea mayor a
la soportada por el equipo. PinRX en dBm viene dada por la Ecuacion 3.4.
PinRX = min PTX − LDEMUX −NODFLODF − d (αFO + αFUSION) (3.4)
donde min PTX es la mınima potencia de transmision, NODF es el numero de ODF,
LODF es la perdida de insercion de un ODF, d la distancia optica del enlace, αFO
la atenuacion de la fibra y αFUSION las perdidas de insercion por fusion. Todas las
magnitudes de la Ecuacion 3.4 deben estar en dB/dBm.
Dispersion cromatica y dispersion por modo de polarizacion
En la actualidad, las interfaces opticas de los receptores soportan cierta dispersion
debido a que realizan compensacion electronica. Por lo tanto, es necesario verificar que
la dispersion cromatica CD y la dispersion por modo de polarizacion PMD acumulada
en el enlace sea menor a la soportada por el equipo.
Las 4 opciones satisfacen todas las consideraciones de diseno. La evaluacion de las
opciones 1 y 2 se verifican rapidamente utilizando las especificaciones de la Tabla 3.4
y las Ecuaciones 3.3 y 3.4. La evaluacion de las opciones 3 y 4 no es tan directa. Estas
propuestas incluyen un amplificador EDFA, y ahora, la potencia de transmision de
cada canal PTX depende de la potencia de salida del amplificador PoutEDFAy de la
cantidad de canales NCH del sistema, como lo indica la Ecuacion 3.5.
PTX = PoutEDFA− 10 log NCH (3.5)
El presupuesto de potencias, como se menciono anteriormente, debe ser mayor a la
atenuacion total del enlace, es decir
PB = PTX − LDEMUX − sens minRX − penalidad optica > L
3.3 Red de transporte 31
PTX > L+ LDEMUX + sens minRX + penalidad optica . (3.6)
Si reemplazamos las especificaciones de la Tabla 3.4 en la Ecuacion 3.6 considerando
que la opcion 4 no incluye demultiplexor, y que la atenuacion total del enlace es L =
14, 9 dB, se obtienen que PTXOPC3> −3, 1 dBm y PTXOPC4
> −1, 1 dBm.
Se desea tener un margen de seguridad adicional de 5 dB, entonces, PTXOPC3=
+2 dBm y PTXOPC4= +4 dBm. A partir de los niveles de potencia de transmision de
cada canal es posible determinar la potencia de salida del EDFA, teniendo en cuenta
la cantidad de canales del sistema. En la Tabla 3.5 se presenta la potencia de salida del
EDFA dependiendo de la cantidad de canales del sistema para la opciones 3. Como la
opcion 4 contempla un unico canal, PoutEDFA4= PTXOPC4
= +4 dBm.
NCH PoutEDFA
1 +2,0 dBm2 +5,0 dBm3 +6,8 dBm4 +8,0 dBm5 +9,0 dBm6 +9,8 dBm7 +10,4 dBm8 +11,0 dBm
Tabla 3.5: Potencia de salida del EDFA de la opcion 3 en funcion del numero de canales delsistema, considerando Ptx=-2 dBm
Ahora, utilizando las mediciones del enlace presentadas en la Seccion 3.2, las es-
pecificaciones de los equipos de la Tabla 3.4, las Ecuaciones 3.3 y 3.4 y los niveles de
potencia de transmision para las opciones 3 y 4, se realizo la Tabla 3.6 donde se evalua
cada una de las propuestas presentadas.
Opcion1 y 2
Opcion 3 Opcion 4Parametro decomparacion
Presupuesto depotencia PB
21 dB 20 dB 20 dBAtenuaciondel enlace
14,9 dB
Sobrecarga delreceptor
-5 dBm
PinRX -8,2 dBm -13,9 dBm -7,9 dBmMaxima CD
tolerada1600 ps/nm
40000ps/nm
CDacumulada
823,2 ps/nm
Maximo DGDtolerado
30 ps 100 psDGD
acumulado0,25 ps
Conclusion
Tabla 3.6: Evaluacion de las cuatro propuestas realizadas para el enlace de transporte entreBariloche y Villa Mascardi.
32 Escenario 2 - Villa Mascardi
3.3.3. Validacion de las propuestas y capacidad disponible
Para verificar la viabilidad de las propuestas realizadas (ver Seccion 3.3.1), y atento
a la posible implementacion de una prueba de concepto, se intercambio informacion con
Padtec acerca del enlace optico. La companıa nos compartio resultados de su propio
calculo de diseno para este enlace, y comparandolos con los nuestros, validaron nuestras
propuestas para la red de transporte entre Bariloche y Villa Mascardi.
A continuacion se presenta un breve analisis de la capacidad disponible en Villa
Mascardi en cada una de las propuestas realizadas. La opcion 1 provee una capacidad
de 10 Gbps tanto para el lado lınea como para el lado cliente, es decir, no se admiten
servicios para clientes con tasas de bit menores ni se permite la ampliacion del sistema.
La opcion 2, al igual que la opcion 1, provee una capacidad de 10 Gbps para el lado
lınea y 2 interfaces de cliente de 1 Gbps. Esta propuesta no permite la ampliacion de
la capacidad de la red de transporte pero si la ampliacion de la cantidad de servicios
de clientes.
La opcion 3 provee una capacidad de 20 Gbps para el lado lınea con la posibilidad
de ampliar el sistema hasta 80 Gbps. En este caso, se mantiene la cantidad de servicios
de clientes de la opcion 2. Por ultimo, la opcion 4 provee una capacidad de 100 Gbps
para el lado lınea y dos interfaces de cliente de 10 Gbps. Este propuesta no permite la
ampliacion de la capacidad de la red de transporte pero si la ampliacion de la cantidad
de servicios de clientes.
En la Tabla 3.7 se presenta un resumen de las capacidades disponibles para cada
una de las propuestas realizadas.
Capacidad de lared de transporte
Capacidad de serviciosa clientes por interfaz de
transportePropuesta Maxima Propuesta Maxima
Opcion 1 10 Gbps 10 Gbps 10 Gbps 10 GbpsOpcion 2 10 Gbps 10 Gbps 2 Gbps 10 GbpsOpcion 3 20 Gbps 80 Gbps 2 Gbps 10 GbpsOpcion 4 100 Gbps 100 Gbps 20 Gbps 100 Gbps
Tabla 3.7: Capacidad disponible en la red de transporte de las propuestas realizadas.
3.3.4. Pruebas de concepto
Con el objetivo de realizar una prueba de concepto, la empresa Padtec nos pro-
veyo dos terminales equipados segun la tercera propuesta de red de transporte (Ver
Figura 3.15), pero sin el amplificador EDFA. A partir de esto, se realizaron medicio-
nes en laboratorio y en campo para verificar parametros del transmisor y el correcto
funcionamiento del enlace.
3.3 Red de transporte 33
Pruebas de laboratorio
En primer lugar, se procedio a montar ambos extremos del enlace en el laboratorio,
realizando el correspondiente conexionado optico y electrico, y la posterior energizacion
y configuracion de tarjetas y puertos. Ademas, se verifico, vıa gestor local, niveles de
potencia y estado de alarmas. En la Figura 3.17a y Figura 3.17b se presenta el frente
de los equipos a instalar en Bariloche y Villa Mascardi, respectivamente.
(a) Equipo de Bariloche
(b) Equipo de Villa Mascardi
Figura 3.17: Equipamiento Padtec a instalar en sitio.
Luego, se procedio a medir la potencia de salida del transmisor de manera de
contrastar con los datos provistos por el fabricante. Para la medicion de la potencia del
transmisor PTX se utilizo un medidor de potencias optica Keysight N7752A y se obtuvo
PTX = −0, 04 dBm. La medicion realizada se corresponde con el rango de potencias
de salida especificado por el fabricante (Pmin = −1 dBm - Pmax = +3 dBm).
Tambien, se verifico la atenuacion total soportada por los equipos en el lado li-
nea, para lo cual se utilizo la funcionalidad de atenuador optico variable del Keysight
N7752A. El enlace tolero 19 dB de atenuacion entre los dos puertos de lınea, es decir,
una atenuacion mayor a la que se calculo en la etapa de diseno de la red. Este resultado
permitio que la propuesta pueda ser implementada sin incluir el amplificador EDFA.
Posteriormente, se midio la relacion senal a ruido optica OSNR. Para esto, se uti-
lizo un analizador de espectro optico Anritsu MS9740A y se midio la potencia de
senal con una resolucion de ancho de banda (Resolution Bandwidth - Res BW) de
0,2 nm y la potencia de ruido Res BW = 0,1 nm. De esta manera, se obtuvo que la
OSNR0,1nm = 40, 2 dB. En la Figura 3.18 se presenta el espectro de salida del trans-
ceptor (utilizando el punto de monitoreo 90/10) con un Res BW = 0,1 nm.
Cabe aclarar que una medicion clave que no se pudo realizar fue la de diagrama de
ojo, debido a la imposibilidad de recuperar el reloj con el modulo optico 86105C que
equipa al osciloscopio de muestreo Keysight Infiniium DCA-X 86100D. Si bien estaban
contempladas, tampoco se realizaron mediciones de desempeno con adicion de ruido
de emision espontanea amplificada (Amplified Spontaneous Emission - ASE) debido a
que el enlace no requirio amplificacion optica.
34 Escenario 2 - Villa Mascardi
1559 1559.5 1560 1560.5 1561 1561.5
Longitud de onda [nm]
-70
-60
-50
-40
-30
Niv
el d
e p
ote
ncia
[d
Bm
]
Espectro ópticoC21 192,1 THzC22 192,2 THz
Figura 3.18: Espectro optico de la senal transmitida sobre la red de transporte.
Pruebas de campo
Luego de las pruebas de laboratorio, y previamente a la conexion del equipamiento
a la red, se verifico el estado del enlace con el OTDR. Se obtuvieron resultados simi-
lares a las mediciones detalladas en la Seccion 3.2. Posteriormente, se continuo con la
instalacion de los terminales en sitio. El equipo de 4 unidades de rack (4 RU) se ubico
en el HE de la CEB, y el equipo de 2 unidades de rack en la usina Emilio Frey.
Con el equipamiento ya instalado en campo, se realizaron pruebas de verificacion
de potencia y sensibilidad, ademas del monitoreo de alarmas mediante el sistema de
gestion local. Luego, se llevo a cabo una prueba de conectividad con trafico vivo. Esta
consistio en conectar switches TP-LINK en los puertos de cliente de ambos extremos del
enlace, a fin de conectar a un usuario final en Villa Mascardi dentro de las instalaciones
de la usina E. Frey, con un servicio de Internet de 10 Mbps provisto desde el HE de la
CEB.
Sitio A Sitio B
Bariloche Villa Mascardid = 41,93 km
XFP DWDM XFP DWDM
XFP DWDM XFP DWDM
SFP 1Gbps
SFP 1Gbps
SFP 1Gbps
SFP 1Gbps
Switch
SFP
1 GbE
Switch
SFP
1 GbE
Modem10 Mbps
PCISP
Mux/D
em
ux
Mux/D
em
ux
Combinador
ODU-XC
Combinador
ODU-XC
Figura 3.19: Diagrama de bloques de la implementacion del proyecto de la red de transportejunto con conectivdad a Internet para un usuario final.
3.3 Red de transporte 35
Para esto, se utilizaron las interfaces de clientes SFP de 1 GbE para conectar los
equipos de transporte a los switches. En la Figura 3.19 se presenta un diagrama de
la conectividad entre el usuario final y el proveedor de servicios de Internet (Internet
Service Provider - ISP) de la CEB.
Una vez establecido el enlace, se verifico la funcionalidad del acceso a internet
mediante el acceso a paginas web con contenido de streaming de video. Luego, y a fin de
cuantificar el desempeno del enlace de datos, se realizo un test de velocidad utilizando
el servicio SpeedTest y se contrastaron velocidades de 9,3 Mbps en downstream y 0,8
Mbps en upstream. En la Figura 3.20 se presentan los resultados del test.
Figura 3.20: Resultados del SpeedTest dentro de las instalaciones de la usina Emilio Frey.
Finalmente, se realizaron dos pruebas de calidad del sistema implementado. En
primer lugar, utilizando un analizador de redes de datos Anritsu Network Master
MT9090A con el modulo 1 Gigabit Ethernet, se realizo un test de datos Ethernet
sobre la red. La prueba consiste en incluir informacion adicional en la transmision, y
luego de la deteccion, verificar si hubo errores en la comunicacion. El test duro 40 mi-
nutos y no se detectaron errores. En la Tabla 3.8 se pueden ver los resultados arrojados
por el instrumento de medicion.
Duracion del test 40 minutosNumero de tramas
transmitidas2, 50 109
Numero de tramasperdidas
0
Resultado del test Aceptado
Tabla 3.8: Resultados del test de datos Ethernet sobre la red utilizando el analizador de redesde datos Anritsu Network Master MT9090A.
En segundo lugar, utilizando un analizador de comunicaciones Wandel & Golter-
mann ANT-20, se realizo un test de trafico TDM segun ITU-T G.826, utilizando como
cliente una interfaz optica STM-1 (155,52 Mbps). El test duro 63 minutos y, nueva-
mente, no se detectaron errores como tampoco indicaciones de alarmas. En la Tabla
3.9 se pueden ver los resultados arrojados por el instrumento de medicion.
36 Escenario 2 - Villa Mascardi
Cantidad DescripcionES 0 Segundos con errores
EFS 3806 Segundos libres de errorSES 0 Segundos con muchos erroresDM 0 Minutos degradadosUAS 0 Segundos no disponible
VERDICT Aceptado
Tabla 3.9: Resultados del test de trafico segun ITU-T G.826 utilizando el analizador de comu-nicaciones W&G ANT-20.
3.4. Red de acceso
Si bien el proyecto de una red de dispersion para el enlace Bariloche - Vila Mascardi
es un trabajo que excede a este Proyecto Integrador, se desarrollo un breve diseno a
modo ilustrativo. El objetivo es presentar un posible despliegue de fibra para la presta-
cion de servicios de comunicaciones. Esto se podrıa llevar a cabo luego de implementar
alguno de los proyectos de red de transporte desarrollados en la Seccion 3.3.
El diseno de la red de acceso viene asociado al estandar que se utilizara, en este
caso, GPON (ITU-T G.984). Se propone ubicar el OLT GPON en la Usina Emilio Frey
y desde ahı realizar la dispersion hacia Villa Mascardi y otros lugares de interes.
En la Tabla 3.10 se presentan los lugares de interes para la red de acceso, espe-
cificando la distancia geografica que los separan de la usina. En el barrio central E.
Frey y en Villa Mascardi se considero la cantidad de hogares presentes. Luego, se los
agrupo segun la region geografica y distancia de la usina. Las distancias fueron estima-
das utilizando Google Maps y considerando un factor de correccion del 10 % debido a
las imperfecciones del terreno.
Lugar Distancia [km] GrupoBarrio central E. Frey x 7 0,5 1Hotel Padre Mascardi 0,5 1Parques Nacionales 0,6 2Camping Las Carpitas 1,2 2Villa Mascardi x 6 2,0 2Pobladores del P. N. x 5 2,5 3Cabanas Mascardi SJ 2,9 3Camping La Querencia 5,3 3ACA 5,6 2Campamento Ruca Lauquen 6,1 2Camping ATE 8,5 3Camping Los Rapidos 10,0 3Hotel Tronador 26,4 3Camping Los Cesares 26,7 3
Tabla 3.10: Lugares de interes de Villa Mascardi para brindarles conectividad mediante tec-nologıa GPON. Se los agrupo segun la region geografica y su distancia a la Usina Emilio Frey.
3.4 Red de acceso 37
3.4.1. Propuesta de equipamiento
Se elaboro una propuesta de red de acceso utilizando equipos GPON UFiber de la
empresa Ubiquiti. Se propone utilizar 3 interfaces del OLT, una para cada grupo de
clientes, y mediante splitters de potencia, realizar la dispersion de la red. En la Tabla
3.11 se presentan las caracterısticas de los transceptores GPON UFiber [8].
Longitud de onda TX 1490 nmLongitud de onda RX 1310 nmRango de potencia TX +1,5 - +5 dBmRango de potencia RX -28 - -8 dBmTasa de datos Downstream 2,5 GbpsTasa de datos Upstream 1,25 Gbps
Tabla 3.11: Especificaciones de los transceptores GPON UFiber[8]
Se sugiere utilizar fibra SMF donde α1310 = 0,35 dB/km y α1490 = 0,24 dB/km.
En la Tabla 3.12 se presentan las perdidas de insercion de splitters de potencia UFiber
[8].
Splitter 1x4 7,4 dBSplitter 1x8 10,5 dBSplitter 1x16 13,7 dBSplitter 1x32 17,0 dB
Tabla 3.12: Perdidas de insercion de splitters de potencia UFiber [8].
Se propone utilizar tres interfaces GPON SFP, una por cada grupo de la Tabla
3.10. Luego, utilizar un splitter 1x8 en la interfaz 1 y un splitter 1x16 en la interfaz 2 y
3. Finalmente, conectar los usuarios finales con fibra SMF. Este esquema se representa
en la Figura 3.21.
OLT GPON
1
2
3
4
Grupo 1: 8 hogares
Grupo 2: 10 hogares
Grupo 3: 11 hogares
......
...
1x8
1x16
1x16
Red de transporte
Figura 3.21: Diagrama de la red de acceso pasiva en Mascardi siguiendo el estandar GPON.
3.4.2. Evaluacion de propuesta
Para evaluar disenos de redes de acceso pasiva, a diferencia de las redes de trans-
porte, basta con analizar el presupuesto de potencia. Esto se lleva a cabo, teniendo en
38 Escenario 2 - Villa Mascardi
cuenta los rangos de potencia de transmision y recepcion, las perdidas de insercion de
los splitters de potencia y la atenuacion de la fibra optica.
Los transceptores GPON UFiber ajustan automaticamente su potencia de trans-
mision para alcanzar mayores/menores distancias. De esta manera, la mınima perdida
de insercion entre el transmisor y el receptor permitida es de 9,5 dB. Asimismo, la
maxima perdida de insercion admitida es de 33 dB.
Utilizando las especificaciones de las Tablas 3.11 y 3.12, se calculo las perdidas de
insercion para el hogar mas cercano LDmin y para el hogar mas lejano LDmax para cada
grupo de la Tabla 3.10. Ademas, se calculo el margen adicional como la diferencia entre
la maxima perdida de insercion admitida y la perdida de insercion para el hogar mas
lejano. Estos resultados se presentan en la Tabla 3.13.
GrupoNumero de
usuariosSplitter LDmin LDmax
Margenadicional
1 8 8 10,67 dB 10,67 dB 22,33 dB2 10 16 13,91 dB 15,83 dB 17,17 dB3 11 16 14,57 dB 23 dB 10 dB
Tabla 3.13: Perdidas de insercion del hogar mas cercano y mas lejano para cada interfaz delOLT GPON.
Entonces, dada la configuracion de la Figura 3.21, y con los resultados de la Tabla
3.13 se puede concluir que es viable la propuesta realizada. En todos los grupos, LDmin
es mayor a la mınima perdida de insercion admitida (9,5 dB) y LDmax es menor a
la maxima perdida de insercion admitida (33 dB). Ademas, se cuenta con un margen
adicional en el caso de que se quiera cambiar los splitters y anadir mas usuarios, o se
incrementen las perdidas de insercion debido a posibles futuros empalmes de la fibra
utilizada.
3.4.3. Capacidad disponible
En esta Seccion se presenta un breve analisis de la capacidad disponible para los
usuarios finales de cada uno de los grupos segun la propuesta realizada anteriormente.
Cabe destacar que los numeros que se obtienen estan relacionados a la propuesta rea-
lizada. Existen multiples combinaciones de propuestas, pero se opto por esta debido a
la disposicion geografica de los usuarios finales.
Cada interfaz del OLT tiene 2,5 Gbps de capacidad para brindarle a los usuarios
finales. El grupo 1 abarca 8 usuarios finales que pueden alcanzar los 300 Mbps, y, segun
la propuesta realizada, no se podrıan agregar nuevos usuarios a esa interfaz sin cambiar
el splitter utilizado. El grupo 2 y 3 abarcan 10 y 11 usuarios finales respectivamente. Los
mismos pueden alcanzar velocidades aproximadas de 150 Mbps. La propuesta realizada
permite anadir hasta 16 usuarios en las interfaces 2 y 3 del OLT.
3.5 Conclusiones preliminares 39
En la Tabla 3.14 se presenta un resumen del numero de usuarios de cada interfaz y
la capacidad maxima disponible para los usuarios finales.
GrupoNumero de
usuariosCapacidad disponiblemaxima por usuario
Actuales Maximo1 8 8 ∼300 Mbps2 10 16 ∼150 Mbps3 11 16 ∼150 Mbps
Tabla 3.14: Capacidad maxima disponible por usuario en funcion del grupo al que pertenecen.
3.5. Conclusiones preliminares
Ante la presencia de un enlace optico fuera de servicio entre Bariloche y Villa
Mascardi, se realizaron una serie de trabajos sobre dicha infraestructura con el objetivo
primario de brindar servicios de telecomunicaciones en este lugar.
En primera instancia, se realizo un estudio con el objetivo de inferir algunos parame-
tros relevantes del mencionado enlace. Se siguio con las primeras mediciones, obtenien-
do un perfilado de las fibras y el estado de la misma. Se observaron eventos no reflectivos
con perdidas de insercion mayores a 5 dB que dificultaban el correcto funcionamiento
del enlace.
Por otro lado, se realizaron experiencias en el laboratorio con el fin de reproducir
el escenario observado en las mediciones. De esta manera, se pudo inferir que el evento
no reflectivo medido sobre el enlace a Mascardi estarıa producido por una curvatura.
Se elevo un informe al personal de la CEB en donde se plantearon los problemas
encontrados mencionando sus posibles orıgenes.
Una vez reparada la fibra optica, se repitieron las mediciones en el enlace y se verifico
su correcto funcionamiento. El enlace es de 41,93 km y tiene una atenuacion total de
14,9 dB. Ademas, para verificar el estado de la fibra, se midio el retardo diferencial
de grupo DGD debido a la dispersion por modo de polarizacion. Se obtuvieron valores
adecuados segun el marco normativo.
Una vez que se verifico el correcto funcionamiento del enlace optico, utilizando equi-
pos de la empresa Padtec, se elaboraron cuatro propuestas para la red de transporte.
Las mismas utilizaban modulaciones de amplitud y fase, desde tasas de 10 Gbps hasta
100 Gbps, utilizando tecnologıa DWDM. Las mismas fueron evaluadas a partir de las
especificaciones de los equipos.
Con ayuda de la CEB y Padtec, se implemento una de las propuestas de red de
transporte desarrollada. Se transmitieron 2 canales DWDM de 10 Gbps sobre el enla-
ce Bariloche - Villa Mascardi. Se verificaron algunos parametros del transmisor y se
conecto a un usuario final en Villa Mascardi con un servicio de Internet de 10 Mbps.
40 Escenario 2 - Villa Mascardi
Finalmente, a modo complementario, se elaboro una breve propuesta de red de
acceso PON basada en el estandar GPON presentando un posible despliegue de fibra
para la prestacion de servicios de comunicaciones. Este proyecto permite brindarles
servicios de hasta 300 Mbps para los usuarios finales de Villa Mascardi.
Capıtulo 4
Conclusiones
Las enormes demandas de ancho de banda previstas a fines del milenio pasado se
han hecho realidad. El trafico de Internet ha experimentado un crecimiento exponencial
en los ultimos anos, provocando la necesidad de optimizar y mejorar la tecnologıa de
las redes de telecomunicaciones.
En este Proyecto Integrador, se trabajo sobre infraestructura existente en dos esce-
narios: la red de acceso HFC del Barrio 400 Viviendas y el enlace de fibra optica entre
Bariloche y Villa Mascardi.
En primer lugar, se realizo una propuesta de rediagramacion de la red HFC para
resolver el problema de la demanda de ancho de banda en el Barrio 400 Viviendas. Se
propuso reemplazar un amplificador de lınea por un nuevo nodo optico, y de esta ma-
nera, dividir la zona de cobertura original en dos nuevas regiones, cada una con su nodo
optico. Se elaboro una propuesta formal incluyendo los calculos de diseno y configura-
cion de los equipos involucrados. La misma fue presentada y validada por el personal
de la CEB. Esta solucion permite aumentar la capacidad de los usuarios finales de 0,7
Mbps a 1,2 y 1,6 Mbps dependiendo del nodo optico. Debido a problemas operativos
que exceden a este Proyecto Integrador, esta propuesta no pudo ser implementada.
En segundo lugar, ante la presencia de un enlace optico fuera de servicio entre Ba-
riloche y Villa Mascardi, se realizaron una serie de trabajos sobre dicha infraestructura
con el objetivo primario de brindar servicios de telecomunicaciones en este lugar.
En primera instancia, se realizo un estudio con el objetivo de inferir algunos parame-
tros relevantes del mencionado enlace. Se siguio con las primeras mediciones, obtenien-
do un perfilado de las fibras y el estado de las mismas. Se observaron eventos no
reflectivos con perdidas de insercion mayores a 5 dB que dificultaban el correcto fun-
cionamiento del enlace.
Luego, se realizaron experiencias en el laboratorio con el fin de reproducir el esce-
nario observado en las mediciones. De esta manera, se pudo inferir que el evento no
reflectivo medido sobre el enlace a Mascardi se produjo por una curvatura. Se elevo
41
42 Conclusiones
un informe al personal de la CEB en donde se plantearon los problemas encontrados
mencionando las posibles causas que lo ocasionaron.
Una vez reparada la fibra optica, se repitieron las mediciones en el enlace y se
verifico su correcto funcionamiento. Se obtuvo una mejora de 8 dB en la atenuacion
del enlace, permitiendo desarrollar propuestas de redes de transporte. Ademas, para
verificar el estado de la fibra, se midio el retardo de grupo diferencial DGD debido a la
dispersion por modo de polarizacion. Se obtuvieron valores adecuados segun el marco
normativo.
Sabiendo que el enlace optico se encuentra en buenas condiciones, y utilizando
equipos de la empresa Padtec, se elaboraron cuatro propuestas para la red de transporte
con tecnologıa DWDM y canales de 10 y 100 Gbps. Las mismas fueron evaluadas
siguiendo las especificaciones de los equipos.
Junto con la empresa Padtec y la CEB, se realizo una prueba de concepto im-
plementando una de las propuestas de red de transporte. La misma consistio en la
transmision de 2 canales DWDM de 10 Gbbps sobre el enlace Bariloche - Villa Mascar-
di. Se realizaron mediciones en el laboratorio verificando parametros del transceptor y
mediciones en el campo verificando el correcto funcionamiento de la red. Tambien se
brindo servicio de Internet de 10 Mbps a un usuario final dentro de la Usina Emilio
Frey en Villa Mascardi.
Finalmente, complementando la propuesta de la red de transporte, se elaboro un
breve propuesta de red de acceso PON basada en el estandar GPON presentando un
posible despliegue de fibra para la prestacion de servicios de comunicaciones. Esta
propuesta permitirıa brindar servicios con tasas superiores a los 150 Mbps.
Apendice A
Calculos auxiliares de la propuesta
Barrio 400 Viviendas
A.1. Calculos del enlace de bajada
A.1.1. Enlace nodo optico - amplificador troncal A
La potencia de entrada del amplificador troncal A PINAdebe ser menor a 11 dBmV
para que el mismo opere en la zona lineal. Este nivel viene dado por la Ecuacion (A.1)
donde:
POUT1 potencia de salida del puerto 1 del nodo optico.
LBRANCH1 perdidas en el BRANCH 1: Cable coaxial 0.750” de 103m de longitud.
LDCAperdidas de insercion en la salida acoplada del acoplador direccional LDCA
=
8,5 dB.
LBRANCH4 perdidas en el BRANCH 4: el amplificador se encuentra a continuacion
del acoplador direccional, por lo tanto, LBRANCH4 = 0.
PINA= POUT1 − LBRANCH1 − LDCA
− LBRANCH4 (A.1)
Este calculo debe realizarse tanto para la banda alta (750 MHz) como para la banda
baja (55 MHz). Hay que asegurar que no se generen productos de intermodulacion en
el upstream. Para eso, es necesario que el nivel de potencia en la banda baja no supere
al nivel de la banda alta.
Si bien las perdidas de insercion del acoplador direccional son uniforme en toda la
banda, no ocurre lo mismo con las perdidas en BRANCH 1. LBRANCH1(750 MHz) =
0,049 dB/m y LBRANCH1(55 MHz) = 0,012 dB/m. Reemplazando en la Ecuacion
(A.1), se obtuvo:
43
44 Calculos auxiliares de la propuesta Barrio 400 Viviendas
PINA(750 MHz) = POUT1(750 MHz) − 103 m · 0,049 dB/m− 8,5 dB
PINA(75 0MHz) = POUT1(750 MHz) − 13,55 dB
PINA(55 MHz) = POUT1(55 MHz) − 103 m · 0,012 dB/m− 8,5 dB
PINA(55 MHz) = POUT1(55 MHz) − 10,25 dB
Configurando POUT1(750 MHz) = +37 dBmV POUT1(55 MHz) = +33 dBmV y
reemplazando en la Ecuacion A.1 se obtiene:
PINA(750 MHz) = 23,45 dBmV PINA
(55 MHz) = +23,26 dBmV
Por ultimo, es necesario que este nivel de potencia sea menor a 11 dBmV, ası que
se colocara un atenuador de 13 dB a la entrada del amplificador. De esta manera se
obtiene:
PINA(750 MHz) = +10,45 dBmV PINA
(55 MHz) = +10,26 dBmV
La Ecuacion (A.2) define la relacion Carrier to Noise en una cascada de amplifica-
dores, donde
PIN potencia de entrada al primer amplificador de la cadena.
NA figura de ruido del amplificador NA(750 MHz) = 10 dB NA(55 MHz) =
10,5 dB.
n numero de amplificadores en cascada.
C/N = PIN [dBmV ] + 59,4 dB −NA [dB] − 10 log n (A.2)
En el BRANCH que empieza a la salida del amplificador troncal A no hay otro am-
plificador, por lo que el numero de amplificadores en cascada es n = 1. Si se reemplaza
los valores de PINApropuestos anteriormente se obtiene:
C/NA(750 MHz) = 55,35 dB C/NA(55 MHz) = 59,16 dB
A.1.2. Enlace nodo optico - amplificador troncal B
Se trabajo de manera similar para el amplificador troncal B. Nuevamente, la po-
tencia de entrada del amplificador troncal A PINBdebe ser menor a 11 dBmV. Este
nivel viene dado por la Ecuacion (A.3) donde:
POUT1 potencia de salida del puerto 1 del nodo optico.
LBRANCH1 perdidas en el BRANCH 1: Cable coaxial 0.750” de 103 m de longitud.
LDC perdidas de insercion en la salida directa del acoplador direccional.
LBRANCH3 perdidas en el BRANCH 3: Cable coaxial 0.500” de 111 m de longitud.
A.1 Calculos del enlace de bajada 45
PINB= POUT1 − LBRANCH1 − LDC − LBRANCH3 (A.3)
Este calculo debe realizarse tanto para la banda alta (750 MHz) como para la banda
baja (55 MHz). Hay que asegurar que no se generen productos de intermodulacion en
el upstream. Para eso, es necesario que el nivel de potencia en la banda baja no supere
al nivel de la banda alta.
Las perdidas de insercion del acoplador direccional son LDC(750 MHz) = 2,6 dB
y LDC(55 MHz) = 1,7 dB.
En el BRANCH 1: LBRANCH1(750MHz) = 0,049 dB/m y LBRANCH1(55MHz) =
0,012 dB/m.
En el BRANCH 3: LBRANCH3(750 MHz) = 0,07 dB/m y LBRANCH3(55 MHz) =
0,017 dB/m.
Reemplazando en la Ecuacion (A.3), se obtiene:
PINA(750 MHz) = POUT1(750 MHz) − 103 m · 0,049 dB/m− 2,6 dB − 111 m ·
0,07 dB/m
PINA(750 MHz) = POUT1(750 MHz) − 15,4 dB
PINA(55 MHz) = POUT1(55 MHz) − 103 m · 0,012 dB/m − 1,7 dB − 111 m ·
0,017 dB/m
PINA(55 MHz) = POUT1(55 MHz) − 4,8 dB
Configurando POUT1(750 MHz) = +37 dBmV POUT1(55 MHz) = +33 dBmV se
obtiene:
PINA(750 MHz) = +21,6 dBmV PINA
(55 MHz) = +28,2 dBmV
Como el nivel de potencia en la banda baja es mas grande que en la banda alta, es
necesario colocar un ecualizador EQ9.0 a la entrada del amplificador troncal B. Este
ecualizador tiene una respuesta lineal en frecuencia que atenua LEQ9,0(750 MHz) =
1 dB LEQ9,0(55 MHz) = 7,9 dB y se obtiene:
PINA(750 MHz) = +20,6 dBmV PINA
(55 MHz) = +20,3 dBmV
Por ultimo, es necesario que este nivel de potencia sea menor a 9 dBmV, ası que se
colocara un atenuador de 10 dB a la entrada del amplificador. De esta manera se
obtiene:
PINA(750 MHz) = +10,6 dBmV PINA
(55 MHz) = +10,3 dBmV
Para analizar C/N en este amplificador, observamos la Ecuacion (A.2). En el
BRANCH que empieza a la salida del amplificador troncal B no hay otro amplifi-
cador, por lo que n = 1. Si se reemplaza los valores de PINBpropuestos anteriormente
se obtiene:
C/NB(750 MHz) = 55,35 dB C/NB(55 MHz) = 59,16 dB
46 Calculos auxiliares de la propuesta Barrio 400 Viviendas
A.1.3. Enlace nodo optico - BRANCH
Para calcular la potencia al final del BRANCH PBRANCH es necesario considerar
las perdidas en el coaxial, las perdidas de insercion de los taps (dispositivos pasivos
para la distribucion de la senal al usuario final) y la perdida de la boca del tap. La
Ecuacion (A.4) relaciona la potencia final del BRANCH y las perdidas mencionadas
donde:
POUT2 potencia de salida del puerto 2 del nodo optico.
LSP perdidas de insercion en el splitter: LSP (750MHz) = 4,9 dB LSP (55MHz) =
4,2 dB.
LCOAXIAL perdidas en el cable coaxial.
N el numero de TAPs en el BRANCH.
LTAPn perdidas de insercion del TAP n.
PBRANCH = POUT2 − LSP − LCOAXIAL −N∑
n=1
LTAPn (A.4)
Las caracterısticas del BRANCH 5 se presentan en la Tabla A.1 y las del BRANCH
6 en la Tabla A.2.
L (@750 MHz) L (@ 55MHz)Cable coaxial 0.500”de 115m de longitud
8.0 dB 2.0 dB
TAP 9821 1.3 dB 0.6 dBTAP 9818 2.6 dB 1.2 dBTAP 9414 2.6 dB 1.2 dBTAP 9411 10.5 dB 10.5 dB
Tabla A.1: Descripcion tecnica del BRANCH 5. Caracterıstica del cable coaxial y de los TAPsdel BRANCH.
L (@750 MHz) L (@55 MHz)Cable coaxial 0.500”de 111m de longitud
7.8 dB 1.9 dB
TAP 9821 1.3 dB 0.6 dBTAP 9417 1.3 dB 0.6 dBTAP 9812 11.3 dB 11.3dB
Tabla A.2: Descripcion tecnica del BRANCH 6. Caracterıstica del cable coaxial y de los TAPsdel BRANCH.
A.1 Calculos del enlace de bajada 47
Para cumplir con los requerimientos de diseno hay que configurar:
POUT2(750MHz) = +49 dBmV POUT2(55MHz) = +39 dBmV
Reemplazando en la Ecuacion (A.4), se obtiene:
PBRANCH5(750 MHz) = POUT2(750 MHz) − 29,9 dB = +19,1 dBmV
PBRANCH5(55 MHz) = POUT2(55 MHz) − 19,7 dB = +19,3 dBmV
PBRANCH6(750 MHz) = POUT2(750 MHz) − 26,6 dB = +22,4 dBmV
PBRANCH6(55 MHz) = POUT2(55 MHz) − 18,6 dB = +20,4 dBmV
48 Calculos auxiliares de la propuesta Barrio 400 Viviendas
A.2. Calculos del enlace de subida
Los calculos para el enlace de subida son muy similares a los del enlace de bajada. La
banda de upstream se encuentra entre 5 y 42 MHz. Se utilizo la informacion detallada
en el Anexo A.1 para la frecuencia de 55 MHz.
A.2.1. Enlace amplificador troncal A - nodo optico
La Ecuacion (A.5) relaciona la potencia de salida de los amplificadores troncales A
PAT con la potencia recibida en el puerto 1 del nodo optico PIN1 donde
LATx atenuador interno en inversa del amplificador troncal x.
LBRANCHx perdidas en el BRANCH x
LDC perdidas de insercion en la salida directa del acoplador direccional.
LDCAperdidas de insercion en la salida acoplada del acoplador direccional.
LNODO atenuador interno en inversa del nodo optico en el puerto 1.
PIN1 = (PATA−LATA
−LBRANCH1−LDCA)+(PATB
−LATB−LBRANCH3−LDC)+LNODO
(A.5)
La potencia recibida en el puerto 1 del nodo optico debe ser +18 dBmV. Las
potencias de salida de los amplificadores troncales son PATA= PATB
= +35 dBmV
(asegurando su operacion en el regimen lineal). Las perdidas en los BRANCH son
LBRANCH1 = 1,25 dB y LBRANCH3 = 1,9 dB. Las perdidas del acoplador direccional
son LDC = 1,7 dB y LDCA= 8,5 dB. Reemplazando en la Ecuacion A.5 se obtiene:
PIN1 = 56,65 dBmV − (LATA+ LATB
+ LNODO)
Se debe cumplir que LATA+LATB
+LNODO = 38,65 dB. Como solucion posible, se
propone LATA= LATB
= 12 dB y LNODO = 15 dB.
A.2.2. Enlace BRANCH - nodo optico
La Ecuacion (A.6) relaciona la potencia de salida del modem de un usuario del
ultimo TAP del BRANCH PU con la potencia recibida en el puerto 2 del nodo optico
PIN2.
LSP perdida de insercion en el splitter LSP .
LCOAXIALx perdidas en el cable coaxial del BRANCH x.
N5 numero de TAPs en el BRANCH 5.
A.2 Calculos del enlace de subida 49
N6 numero de TAPs en el BRANCH 6.
LTAPn perdidas de insecion del TAP n.
PBRANCH5 = PU5 − LSP − LCOAXIAL5 −N5∑n=1
LTAPn
PBRANCH6 = PU6 − LSP − LCOAXIAL6 −N6∑n=1
LTAPn
PIN2 = PBRANCH5 + PBRANCH6 (A.6)
Reemplazando la informacion de los BRANCHs, se obtiene: PIN2 = PU5 + PU6 −38,3 dB
Los modems de usuario pueden transmitir con un rango de potencia entre +8 dBmV
y +55 dBmV. Estos niveles se ajustan automaticamente para que la potencia recibida
en el puerto del nodo sea 18 dBmV. Se debe cumplir PU5 + PU6 = +56,3 dBmV .
Practica Profesional Supervisada
(PPS)
Se informa que este Proyecto Integrador (PI) ha cumplido con mas de 200 hs
de Practica Profesional Supervisada (PPS) en el Grupo de Comunicaciones Opticas
(GCO) del Departamento de Ing. En Telecomunicaciones (Gcia DTyPE – GAIyANN,
CNEA) y en instalaciones de la Cooperativa de Electricidad Bariloche (CEB), bajo
la supervision del Mg. Ing. Julio C. Benıtez. Dicha PPS cubre las actividades de los
capıtulos 2, 3 y 4 del presente PI.
Mg. Ing. Julio C. Benıtez
51
Proyecto y Diseno (P&D)
Se informa que este Proyecto Integrador ha cumplido con mas de 200 hs de ac-
tividades de Proyecto y Diseno (P&D), en las cuales se emplearon conocimientos de
ciencias basicas y de la ingenierıa para el desarrollo del trabajo. Las actividades que
contemplan P&D son las que se describen en los capıtulos 2, 3 y 4 del presente PI.
Mg. Ing. Julio C. Benıtez
53
Bibliografıa
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2019. URL https://www.cisco.com/c/en/us/solutions/
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[2] Simmons, J. M. Optical Network Design and Planning. 2014. ix, 2, 3, 4
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[4] JDSU Uniphase Corporation. Reference Guide to Fiber Optic Testing, Volume 1,
2007. ix, 21
[5] Lam, C. Passive Optical Networks: Principles and practice. 2007. xi, xi, 5, 6
[6] International Telecommunication Union. Recommendation ITU-T G.984.1
gigabit-capable passive optical networks (GPON): General characteristics. xi, 6
[7] International Telecommunication Union. Recommendation ITU-T G.987.1 10-
gigabit-capable passive optical networks (XG-PON): General requirements. 2016.
xi, 6
[8] Ubiquiti. UFiber GPON Datasheet. https://www.ui.com/downloads/ds/uf_
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[9] Agrawal, G. Optical Communication: Its History and Recent Progress. 2016. 3, 4
[10] Fukuchi, K., Kasamatsu, T., Morie, M., Ohhira, R., Ito, T., Sekiya, K., et al. 10.92-
tb/s (273 x 40-gb/s) triple-band/ultra-dense wdm optical-repeatered transmission
experiment. En: Optical Fiber Communication Conference and International Con-
ference on Quantum Information, pag. PD24. Optical Society of America, 2001.
URL http://www.osapublishing.org/abstract.cfm?URI=OFC-2001-PD24. 4
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[11] Zhou, X., Yu, J., Huang, M.-F., Shao, Y., Wang, T., Nelson, L., et al. 64-
tb/s, 8 b/s/hz, pdm-36qam transmission over 320 km using both pre- and post-
transmission digital signal processing. J. Lightwave Technol., 29 (4), 571–577, Feb
2011. URL http://jlt.osa.org/abstract.cfm?URI=jlt-29-4-571. 4
[12] Takara, H., Sano, A., Kobayashi, T., Kubota, H., Kawakami, H., Matsuura, A.,
et al. 1.01-pb/s (12 sdm/222 wdm/456 gb/s) crosstalk-managed transmission with
91.4-b/s/hz aggregate spectral efficiency. En: European Conference and Exhibition
on Optical Communication, pag. Th.3.C.1. Optical Society of America, 2012. URL
http://www.osapublishing.org/abstract.cfm?URI=ECEOC-2012-Th.3.C.1. 4
[13] Ministerio de Modernizacion. Resolucion 580 - Reglamento de Calidad de los
Servicios de TIC. https://www.enacom.gob.ar/multimedia/normativas/
2018/res580MM.pdf, 2018. 12
[14] Ministerio del Interior, Obras Publicas y Vivienda. Villa mas-
cardi. http://www.mininterior.gov.ar/municipios/masinfo.php?
municipio=RNO072&idName=municipios&idNameSubMenu=&idNameSubMenuDer=
&idNameSubMenuDerNivel2=&idNameSubMenuDerPrincipal=, 2017. 17
[15] CORNING - John A. Cay . An Overview of Macrobending and Microbending of
Optical Fibers. 21
[16] International Electrotechnical Commission . Measurement methods and test
procedures - Macrobending loss, 2011. 21
[17] International Telecommunication Union. Recommendation ITU-T G.652 charac-
teristics of a single-mode optical fibre and cable. 2009. 21
[18] Padtec. Sobre Padtec. https://www.padtec.com.br/, 2019. 26
[19] Silica Networks. Mapa de red. https://www.silicanetworks.com/es/
mapa-red/. 26
[20] International Telecommunication Union. Recommendation ITU-T G.709 interfa-
ces para la red optica de transporte. 2016. 26
[21] Padtec. LightPad i6400G Plataform: 200-channel DWDM Multiservice System.
Technical Manual, 2018. 27, 28
Agradecimientos
En primer lugar, agradezco a mi familia, personas fundamentales desde el dıa uno
que llegue a Bariloche. A mi mama, Daniela, por ser mi sosten afectivo apoyando
incondicionalmente todas mis decisiones desde Tucuman. A mis hermanos, Solana y
Luciano, que a pesar de la distancia, me hicieron sentir parte de sus acontecimientos
importantes en estos ultimos tres anos y medio. Y a mi papa Luis y a mi hermano
Maurizio por apoyar mis proyectos a la distancia.
Agradezco a mis amigos de Tucuman que siempre estuvieron dispuestos a reencon-
trarnos en mis cortas estadıas. A mis companeros de carrera, Pablo, Belen, Omelio,
Rodri, Juan, Jose y Felix, por hacer mas llevadera la cursada y los largos dıas de estu-
dio. A Thomas, por ser un amigo incondicional compartiendo los buenos y los malos
momentos. Y al resto de la gente de Bariloche, IB 15, IB 16, IB 17, IB 18 y amigos de
posgrados por haber compartidos tantos momentos.
A Julio Benıtez, mi director, por la confianza que deposito en mi y por consejos a
la hora de enfrentar la vida laboral que arranca ahora. Tambien agradecer su tiempo y
ganas de trabajar que hizo que este proyecto se haga realidad. A Diego Grosz, director
de la carrera, por su humildad y disposicion a ayudarme en lo que necesite. Y al resto
de los integrantes del Grupo de Comunicaciones Opticas por su ayuda y predisposicion.
Al Instituto Balseiro y a la Comision Nacional de Energıa Atomica que me dieron la
inmejorable oportunidad de completar mis estudios en una institucion tan prestigiosa
como es el IB. Por darme la posibilidad de conocer excelentes personas y profesionales
que hicieron que me lleve de Bariloche algo mas que mi tıtulo de grado.
A la CEB, por medio de Roberto y Leonardo Otermin, Eduardo Broglio y Federico
Lutz, por poner a disposicion su infraestructura de telecomunicaciones para llevar a
cabo este trabajo y por transmitirme sus conocimientos en la operacion de este tipo
de redes. Tambien a Leo, Santiago y Axel por ayudarme a realizar las mediciones
pertinentes en campo.
A la empresa Padtec, a traves de Jorge Apfel, Pablo Prieto, Rafael Tabelli Terranova
y Eduardo Tadashi Hirata, por poner a disposicion su equipamiento para terminar este
Proyecto Integrador. Sin su colaboracion no hubiese sido posible concretar este trabajo.
57
Model 6940 Optoelectronic Node - 5-42/54-870 MHz Optical Section Specifications
Optical Section - Forward Receiver (RX) Module
Units
Standard RX
High Gain RX
Notes
Wavelength nm 1310 and 1550 1310 and 1550 Optical Input Range dBm -3 to +2.0 -3.0 to +1.0 Pass Band MHz 52-870 52-870 Frequency Response dB ± 0.75 ± 0.75 1 Tilt (±1.5 dB) dB 0 0 Optical Input Test Point (± 20 %) V DC 1V / mW 1V / mW 2 RF Output Test Point (± 1.0 dB) dB - 20 - 20 RF Output Level dBmv See Chart Below See Chart Below 3
Receiver RF Output Level Vs Transmitter OMI
Standard Receiver High Gain Receiver
19.520.020.521.021.522.022.523.023.524.024.525.025.526.0
2.25%
2.50%
2.75%
3.00%
3.25%
3.50%
3.75%
4.00%
Transmitter OMI per Channel
MinimumRF Output
Level 3
(dBmV)
with 0 dBm Optical Input
Power
1310 nm1550 nm
30.531.031.532.032.533.033.534.034.535.035.536.036.537.037.5
2.25%
2.50%
2.75%
3.00%
3.25%
3.50%
3.75%
4.00%
Transmitter OMI per Channel
MinimumRF Output
Level 3
(dBmV)
with 0 dBm Optical
Input Power
1310 nm1550 nm
Notes for Optical Section Specifications: 1. For forward receiver module only. Does not include frequency response contributions from forward optical transmitter. 2. Referenced to optical input power in milliwatts at 1310 nm. 3. Minimum receiver RF output level for the stated transmitter percent Optical Modulation Index (OMI) per channel, with receiver optical
input power of 0 dBm. To determine RF output levels at other optical input power, add (or subtract) 2 dB in RF level for each 1 dB increase (or decrease) in receiver optical input power.
Model 6940 Optoelectronic Node - 5-42/54-870 MHz RF Section Specifications General Station Performance
Units Forward Reverse Notes
Passband MHz 54-870 5-42 Amplifier Type - - PHD Push-Pull Return Loss dB 16 16 Hum Modulation @ 12A dB 65 65 Hum Modulation @ 15A dB
dB 65 (54-750MHz) 60 (751-870MHz)
65
Internal RF Test Points (± 1 dB) dB -20 -20 External RF Test Points (± 1.5 dB) dB -30 -30 Launch Amplifier Performance - Forward Units Forward Notes Operational Gain (minimum) dB 26 4 Frequency Response dB ± 0.5 Internal Tilt (±1.0 dB) dB 9.5 1,3 Noise Figure @ 870 MHz 750 MHz 650 MHz 550 MHz 54 MHz
dB 11 11.5 12.5 13.5 18.5
2
Reference Output Levels @… 870 MHz 750 MHz 650 MHz 550 MHz 55 MHz
dBmV 47.5 45.7 44
42.7 35
Reference Output Tilt (55-870 MHz) dB 12.5 1,5 78 NTSC Channels (CW) with digital 12 Composite Triple Beat dB 73 6 Cross Modulation dB 72 6 Composite Second Order (high side) dB 73 6 94 NTSC Channels (CW) with digital 13 Composite Triple Beat dB 69 6 Cross Modulation dB 67 6 Composite Second Order (high side) dB 71 6 110 NTSC Channels (CW) with digital 14 Composite Triple Beat dB 64 6 Cross Modulation dB 63 6 Composite Second Order (high side) dB 68 6 Forward Insertion Loss Optical Interface Board and Plug-Ins
(Loss from optical receiver RF output to launch amplifier RF input)
Units With Standard Thru Jumper Board
Installed
With Status Monitoring (SMC)
Thru Jumper Board Installed
Notes
Receiver position 1 and 2 dB 1.5 2.7 15 Unless otherwise noted, the above specifications reflect typical station performance at stated reference levels in the recommended Operating configuration (s). Unless otherwise noted, specifications are based on measurements made in accordance with NCTA Recommended Practices for Measurements on Cable Television Systems using standard frequency assignments and are referenced to 68°F (20°C).�
Model 6940 Optoelectronic Node - 5-42/54-870 MHz RF Section Specifications, Cont’d Launch Amplifier Performance - Reverse Units 6940 Reverse Notes Operational Gain (minimum) dB 18 8,10 Frequency Response dB ± 0.5 10 Noise Figure dB 14 9,10 Reference Output Levels @ 5 and 42 MHz dBmV 35 7,10 6 NTSC Channels (CW) Composite Triple Beat dB 78 10 Cross Modulation dB 71 10 Composite Second Order dB 73 10 Station Performance - Reverse (Station port input to optical transmitter input)
Units Notes
Amplifier Type - - Push Pull Operational Gain ( minimum) dB 14 11
Station Delay Characteristics Forward (Chrominance to Luminance Delay)
Reverse (Group Delay in 1.5 MHz BW)
Frequency (MHz) Delay (nS) Frequency (MHz) Delay (ns) 55.25 - 58.83 16 5.0 - 6.5 39 61.25 - 64.83 8 6.5 - 8.0 17 67.25 - 70.83 5 8.0 - 9.5 8
37.5 - 39.0 15 39.0 - 40.5 19 40.5 - 42.0 27
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
Unless otherwise noted, the above specifications reflect typical station performance at stated reference levels in the recommended Operating configuration (s). Unless otherwise noted, specifications are based on measurements made in accordance with NCTA Recommended Practices for Measurements on Cable Television Systems using standard frequency assignments and are referenced to 68°F (20°C).
Notes for RF Section Specifications: 1. Reference output tilt and internal tilt are both “Linear” tilt. 2. Launch amplifier forward noise figure with 1 dB input pad and 0 dB interstage equalizer (ISEQ). 3. Forward internal tilt specified with factory installed 0 dB ISEQ. 4. Launch amplifier forward gain from RF input to station output port, with 1 dB input pad and 0 dB ISEQ. The 1 dB input pad
simulates the loss of an ISEQ with value greater than 0 dB, which is typically field installed to achieve desired output tilt. 5. The forward reference output tilt specified is achieved via the field installation of appropriate ISEQ, in conjunction with the
internal tilt of the launch amplifier and the tilt associated with the optical link (transmitter/receiver combination). 6. Station performance can be determined by combining optic performance and launch amplifier performance. Stated distortion
performance is for launch amplifier section operated at reference output levels and tilt. 7. Reverse output reference level at reverse output of RF launch amplifier. 8. Launch amplifier reverse gain from station reverse input(s) to launch amplifier RF output, with 0 dB reverse input pad, 0 dB
reverse output pad, and 0 dB reverse EQ. 9. Reverse noise figure at station input with 0 dB reverse input pad, 0 dB reverse output pad and 0 dB reverse EQ. 10. All reverse specifications are with reverse switch installed. 11. Station reverse gain from station input(s) to reverse transmitter input. With 0 dB reverse input pad, 0 dB reverse output pad,
and 0 dB reverse EQ in launch amplifier. Includes optical interface board losses. 12. “Digital” refers to 550-870 MHz loading with 52 QAM carriers at –6 dB relative to analog video carrier levels. 13. “Digital” refers to 650-870 MHz loading with 35 QAM carriers at –6 dB relative to analog video carrier levels. 14. “Digital” refers to 750-870 MHz loading with 19 QAM carriers at –6 dB relative to analog video carrier levels. 15. Subtract this loss from the launch amplifier forward operational gain to determine forward station gain (gain from optical receiver
output to station output).
Notes:(1) Specifications are listed for a 2A-3 station with a jumper installed in the Aux signal director location.(2) Reference output tilt is specified as “CABLE” tilt (as opposed to “linear” tilt). (3) Down tilt, the effect of cable, is represented by a (-). Up tilt, the effect of equalization, is represented by a (+).(4) Forward gain and noise figure measured with 0 dB input EQ and 1 dB input pad.(5) “Digital” refers to 550-750 MHz loading with 33 QAM carriers at -6 dB levels relative to analog video carrier levels.(6) CTB and CSO measured using CW carriers, with spectrum analyzer as the measurement device.(7) X-Mod (@ 15.75 kHz) specified using 100% synchronous modulation and frequency selective measurement device.(8) Reverse output reference level with a 0 dB reverse output equalizer and factory selected reverse output pad.(9) Reverse gain and noise figure for station with 0 dB reverse input pad, 0 dB reverse output EQ, and factory-selected reverse output pad.
Unless otherwise noted, the above specifications reflect typical station performance at stated reference levels in the recommended operating configuration,including the input equalizer and reverse filters where applicable. Unless otherwise noted, specifications are based on measurements made in accordancewith NCTA Practices for Measurements on Cable Television Systems using standard frequency assignments and are referenced to 68°F (20°C).
Units Forward ReversePass Band MHz 52-750 5-40Amplifier Type --- PHD PPOperational Temperature Range degrees -40 to +140 F -40 to +140 FFrequency Response dB ±0.5 ±0.5Auto Slope & Gain Range dB ±4 N/AReturn Loss dB 16 16Operational AC Through Current Amps 15 N/AMax AC Through Current (2 hrs) Amps 25 N/AHum Modulation @ 10 A dB 66 (55-750 MHz) 60 (5-15 MHz)(over specified frequency range) 70 (16-40 MHz)Hum Modulation @ 15 A dB 56 (55-150 MHz) 50 (5-15 MHz)(over specified frequency range) 59 (151-600 MHz) 58 (16-40 MHz)
55 (601-750 MHz)Current Draw @ 24 V DC Amps 1.37 0.09Test Points (±0.5 dB) dB -20 -20Interstage Equalizer (value - type) dB 16.5 - fixed N/AInterstage Level Control (type) AGC w/ manual temp backoff N/AOperational Gain (minimum) 4, 9 dB 37 19Internal Tilt 3 (±0.5 dB) dB +12.5 0Noise Figure 4 @ 54 MHz dB 10.5 N/ANoise Figure 4 @ 750 MHz dB 10 N/AReverse Noise Figure 9 dB N/A 10Reference Output Level–High Freq. dBmV 46 @ 750 MHz 35 @ 40 MHz 8
44 @ 550 MHzReference Output Level–Low Freq. dBmV 36 @ 54 MHz 35 @ 5 MHz 8
Reference Output Tilt 2 dB 10 flat
Units Forward ReverseCW Channel Loading NTSC 79 w/ digital 5 6Composite Triple Beat 6 dB 70 92Cross Modulation 7 dB 67 80Composite Second Order 6 (high side) dB 64 82
TYPE 2A-3 SYSTEM AMPLIFIER III – 5-40/52-750 MHzGeneral Station Performance Data 1
Forward and Reverse Performance with Specified Channel Loading
Delay CharacteristicsForward Reverse (Chrominance to Luminance Delay) (Group Delay in 1.5 MHz BW)Freq. (MHz) Delay (ns) Freq. (MHz) Delay (ns)
55.25 - 58.83 27 38.5 - 40.0 3361.25 - 64.83 12 33.5 - 35.0 967.25 - 70.83 7 10.0 - 11.5 677.25 - 80.83 3 5.0 - 6.5 60
4.
Technical Specifications of Padtec DWDM System Units
TM.LP64.2018.03.ENG.V1 Padtec S.A. 4-2
4.1. 10 Gbps Dual Transponder G.709
4.1.1. Models:
T100-HA
T100-HB (with GCC)
OTU2 Interface Value
Supported bit rate [Gbps] 10.709 (FEC)
Sensitivity for error rate of 10-12
[dBm] -24 (Note 1)
Saturation power for error rate of 10-12
[dBm] -5
Minimum output power [dBm] -1
Maximum output power [dBm] 3
Extinction ratio [dB] > 10
Wavelength [nm] ITU-T grid [*] + 0.10 nm
Receiver OSNR [dB] (BER 10-12; DGD=0; Chromatic Dispersion=0) 17
Maximum tolerated dispersion [ps/nm] 0 up to 1,600
Supported DGD [ps] 30
Tunability [**] C or L Band, 50 GHz
[*] G.694.1
[**] Valid for tunable models
Note 1: The sensitivity values are valid only for attenuated loop assemblies (OUT DWDM Variable Attenuator IN DWDM). In this condition, the signal is attenuated until the sensitivity associated with respective BER, as below:
4.
Technical Specifications of Padtec DWDM System Units
TM.LP64.2018.03.ENG.V1 Padtec S.A. 4-13
4.2. 10 Gbps Combiner ODU G.709
4.2.1. Model:
4.2.1.1. 4,5U one slot model
TCX22-HA – Combiner ODU-XC with two 10G network interfaces, 8 client interfaces up to 4G and 20G traffic matrix.
OTU2 Interface Value
Supported bit rate [Gbps] 10.709 (FEC)
Sensitivity for error rate of 10-12
[dBm] -24 (Note 1)
Saturation power for error rate of 10-12
[dBm] -5
Minimum output power [dBm] -1
Extinction ratio [dB] > 10
Wavelength [nm] ITU-T grid [*] + 0.10 nm
Receiver OSNR [dB] (BER 10-12; DGD=0; Chromatic Dispersion=0) 17
Maximum tolerated dispersion [ps/nm] 0 up to 1,600
Supported DGD [ps] 30
Tunability [**] C or L Band, 50 GHz
[*] G.694.1
[**] Valid for tunable models
Note 1: The sensitivity values are valid only for attenuated loop assemblies (OUT DWDM Variable Attenuator IN DWDM). In this condition, the signal is attenuated until the sensitivity associated with respective BER, as below:
Pluggable Interfaces Characteristics
Client interfaces are implemented with SFP and DWDM Interfaces can also be implemented with XFP, pluggable modules that are widely commercially available. In these cases, parametric characteristics may diverge according to model and unit’s supplier (Erro! Fonte de referência ão encontrada. - Erro! Fonte de referência não encontrada.).
4.
Technical Specifications of Padtec DWDM System Units
TM.LP64.2018.03.ENG.V1 Padtec S.A. 4-36
4.4. 100G Transponders G.709
100G WDM-Side Interfaces – Coherent DP-QPSK Valor
Supported rate at OTU4 interface [Gbps] 127 (32 Gbaud)
Frequency range [THz] Min: 192,10
Max: 196,05
Limit pre-FEC BER to post-FEC BER of 10-12 1.0E-2*
Sensitivity for error rate of 10-12 [dBm] (post-FEC) -18
Saturation power for error rate of 10-12 [dBm] -5
Output power [dBm]
Min: -3
Typ: 0
Max: 5
Output Power Variation [dB] Max: + 1
Output Power Reading Accuracy [dB] Typ: + 1
Max: + 1.5
Frequency Stability [GHz] Max: + 2
Receiver OSNR [dB] (BER 10-12
; DGD=0; Chromatic Dispersion=0)
Special Features I: C
according to model code table Min: 15
Special Features I: I
according to model code table Min: 11.8
Chromatic Dispersion Tolerance [ps/nm] (1 dB of penalty to OSNR)
Special Features I: C
according to model code table + 40,000
Special Features I: I
according to model code table + 280,000
DGD Tolerance (1 dB of penalty to OSNR) [ps] Min: 0
Max: 100
Optical Return Loss [dB] 30
* From a pre-FEC BER of 1.0E-2, the post-FEC BER related to the delivery client signal will be 1.0E-12.
Client interfaces characteristics
The 100G transponders client interfaces are implemented with pluggable modules (XFP, QSFP+ e CFP) which are widely available commercially. Parametric characteristics may diverge according to CFP modules and its suppliers.
Model Comparison
UF‑SPLITTER‑4 UF‑SPLITTER‑8 UF‑SPLITTER‑16 UF‑SPLITTER‑32
Input (1) SC/APC (1) SC/APC (1) SC/APC (1) SC/APC
Outputs (4) SC/APC (8) SC/APC (16) SC/APC (32) SC/APC
Insertion Loss with Connectors 7.4 dB 10.5 dB 13.7 dB 17.0 dB
Uniformity Loss 0.6 dB 0.8 dB 1.2 dB 1.5 dB
Polarization Dependent Loss 0.3 dB 0.3 dB 0.3 dB 0.3 dB
Wavelength Bandwidth 1260-1650 nm 1260-1650 nm 1260-1650 nm 1260-1650 nm
Return Loss (All Ports) 50 dB 50 dB 50 dB 50 dB
Directivity 55 dB 55 dB 55 dB 55 dB
Fiber Type G657A1 G657A1 G657A1 G657A1
Operating Temperature
-40 to 85° C (-40 to 185° F)
-40 to 85° C (-40 to 185° F)
-40 to 85° C (-40 to 185° F)
-40 to 85° C (-40 to 185° F)
Total Length 4.06 m (13.32') 4.06 m (13.32') 4.06 m (13.32') 4.08 m (13.39')
Weight 58 g (2.0 oz) 62 g (2.2 oz) 110 g (3.9 oz) 160 g (5.6 oz)
PLC SplittersUbiquiti offers four PLC splitters that provide from 4 to 32 outputs.
• UF‑SPLITTER‑4 • UF‑SPLITTER‑8• UF‑SPLITTER‑16• UF‑SPLITTER‑32
Each model is available as a single‑pack.UF-SPLITTER-32
7
D A T A S H E E T
4‑Port GPON Optical Line Terminal (Model: UF‑OLT‑4)
Dimensions 299.80 x 258.95 x 42.55 mm (11.80 x 10.19 x 1.68")
Weight(with Mount Brackets)
1.93 kg (4.25 lb)2.13 kg (4.70 lb)
Networking Interfaces (4) GPON OLT SFP (1) 1G/10G SFP+
Concurrent Clients 512 Registered ONUs/ONTs (128 per GPON Port)
Management Interfaces (1) Ethernet for Out‑of‑Band Management(1) RJ45 Serial Console Port
(1) Uplink for In‑Band Management
GPON Speeds 2.488 Gbps Downstream1.244 Gbps Upstream
Operating Wavelengths 1490 nm TX1310 nm RX
Normal Optical Power Range TX (Class B+): 1.5 to 5 dBmRX: ‑28 to ‑8 dBm
Max. Fiber Distance 20 km*
Power Method 100‑240VAC/50‑60 Hz, Universal Input24VDC
Power Supply AC/DC Internal 56W DC
Max. Power Consumption 35W (Excluding SFP Modules)
Operating Mode OLT GPON Core and Layer 2 Ethernet Switch
Advanced QoS Supports 8 Priority Queues per User Port and Traffic Classification
Processor Specs MIPS 1004kc, 880 MHz Dual Core
Memory Information 512 MB DDR3, 512 MB NAND
Operating Temperature ‑10 to 45° C (14 to 113° F)
Operating Humidity 10 to 90% Noncondensing
Certifications CE, FCC, IC
* Distance varies according to your optical network design. For details, visit: ubnt.link/Designing-a-GPON-Network
S P E C I F I C A T I O N S
9
UFiber Nano G (Model: UF‑Nano)
Dimensions 77 x 77 x 28 mm (3.03 x 3.03 x 1.1")
Weight 110 g (3.88 oz)
Networking Interfaces (1) SC/APC, GPON WAN(1) Gigabit RJ45, Ethernet LAN
Networking Interface Speeds(1) GPON WAN, ITU G.984
(1) GbE LAN
2.488 Gbps Downstream1.244 Gbps Upstream
10/100/1000 Mbps
Management Interface In‑Band Ethernet/PON
Normal Optical Power Range TX (Class B+): 1.5 to 5 dBmRX: ‑28 to ‑8 dBm
Power Method Passive PoE (Pins +4, 5; ‑7, 8)Dying Gasp Support
Power Supply PoE Adapter: 24V, 0.3A (Included)
Max. Power Consumption 7W
Supported Voltage Range 20V to 28V
Processor Specs MIPS32, 240 MHz
Memory Information 128 MB DDR3
Buttons (1) Display Information(1) Reset
Operating Temperature ‑10 to 45° C (14 to 113° F)
Operating Humidity 5 to 95% Noncondensing
Certifications CE, FCC, IC
S P E C I F I C A T I O N S
10