Tema 10 Sistemas de C.O - grupos.unican.es · Comunicaciones Ópticas Tema 10 Sistemas de C.O . Objetivos Conocer arquitecturas más complejas ... Ejemplos de sistemas WDM ... •

1

ComunicacionesComunicacionesÓÓpticaspticas

Tema 10Tema 10Sistemas de Sistemas de C.OC.O..

ObjetivosObjetivos

� Conocer arquitecturas más complejas

� Conectar los aspectos telemáticos y de transmisión

� Conocer sus aplicaciones, prestaciones y consideraciones de diseño de:� Sistemas WDM

� Redes troncales basadas en JDS/SDH

� Redes LAN ópticas

� Distribución de TV por cable (HFC)

� Sistemas de radio sobre fibra

� Sistemas no-guiados

� Sistemas FFTH

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� ObjetivosObjetivos

ÍÍndicendice

1. Sistemas WDM

2. Redes troncales basadas en JDS/SDH

3. Redes LAN ópticas

4. Distribución de TV por cable (HFC)

5. Sistemas de radio sobre fibra

6. Sistemas no-guiados

7. Sistemas FFTH

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� ÍÍndicendice

2

Sistemas WDMSistemas WDM

• Es una técnica de multiplexación de canales utilizando diferentes portadoras ópticas (fuentes de luz), en diferentes longitudes de onda

WDM = Wavelength Domain Multiplexing

• La multiplexación y demux. se realiza en el dominio óptico

• Es posible porque las ventanas de mínima atenuación de la fibra son “anchas”: caben múltiples portadoras sin solaparse

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� Sistemas WDMSistemas WDM




• ¿Cuantos canales caben? depende de:� Anchura de las ventanas de mínima atenuación:

• 2º ventana: ~12THz

• 3º ventana: ~15THz

• En fibras de bajo contenido OH- (sin “pico” de absorción en torno a 1400nm): ~50THZ = 50.000GHz

� Separación entre canales ∆λ∆λ∆λ∆λcanal para evitar solapamientos

¡solapamiento = crosstalk!


3


• Se han normalizado la λλλλ y ∆λ∆λ∆λ∆λcanal (grids):

� Las tres ventanas de transmisión:

• 3 canales espaciados >200nm

� Coarse WDM (cDWM) – ITU-T G.694.2 (2002)

• 18 canales espaciados 20nm, de 1270-1610nm

� Dense WDM (dWDM) – IUT-T G.694.1 (2002)

• Espaciados de 200, 100 y 50GHz (ultra-dense = uDWDM)


Arquitectura de un sistema WDMArquitectura de un sistema WDM


Fibra óptica

λ2

λ3

λ4

λ1

λ2

λ3

λ4

Mux WDM DeMux WDM

λ1

Espectro óptico con múltiples portadora en la fibra óptica

Arquitectura de un sistema WDMArquitectura de un sistema WDM

• Transmisor: un transmisor completo para cada canal + un multiplexor WDM

� Importancia de los parámetros de anchura espectral ∆λ∆λ∆λ∆λ y estabilidad de la λλλλ0 con el tiempo y la temperatura.

• Canal de F.O. convencional único� La atenuación de la fibra y la ganancia de los A.O. depende de λλλλ:

atenuación/amp. diferente de cada canal.

� La potencia conjunta puede ser muy alta: se excitan efectos no-lineales fácilmente, que produce producen crosstalk “no-lineal”entre canales.

• Receptor: demultiplexor + un receptor para cada canal� Al ser los fotodiodos dispositivos de “banda ancha”, las

imperfecciones del demux. generan crosstalk “lineal” adicional.


4

Consideraciones de diseConsideraciones de diseñño de un o de un sistema WDMsistema WDM

• Separación mínima entre canales:

• Se puede hacer el diseño para el peor canal:� El que sufra más atenuación / menos ganancia

� El que trabaje en la zona de mayor dispersión cromática

� Donde se genere más crosstalk por efectos no-lineales

• Contabilizar pérdidas de los mux/demux

• Receptor: penalizar la sensibilidad por el crosstalkentre canales

canal canal∆ν 4 ∆ν 4B fuenteR ó ν≥ ⋅ ≥ ⋅ ∆


Ejemplos de sistemas WDMEjemplos de sistemas WDM

• Primera prueba de campo: cable “Rioja” entre Santander y Porthcurno (UK): 4x3,5Gbps, 4x930 Km, 1995.

• Sistemas instalados:� SCO submarinos: TAT-14 (8x10Gbps c/fibra)

� Red pan-europea i-21: 20.900Km, 160 canales x 10 Gbpsx 192 fibras = 300 Tbps; 8 anillos auto-reparados con protocolo ATM o IP sobre JDS.

� Enlaces troncales de telefonía: p.e. Auna: 8x2,5Gbps, enlaces de hasta 120 Km, anillos JDS.


ÍÍndicendice

1. Sistemas WDM






7. Sistemas FFTH


5

JDS: JDS: ¿¿QuQuéé es?es?

• Estándar de la ITU-T

• Para redes multipunto

• Basado en TDM

• Con nodos y enlaces� Nodos para extracción/inserción y encaminamiento de la

información

� Enlaces basados en fibra óptica (y radio)

• Herencia de la red JDP/PDH

• Pensada para transmitir conversaciones telefónicas

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� JDS: IntroducciJDS: Introduccióón e historian e historia

�

JerarquJerarquíía JDS: a JDS: ““E0E0””

• Muestreo� 8000 m/s (cada 125µµµµs)

� 8 bits de resolución

• Codificación: PCM

• Régimen binario: 64Kbps

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� JDS: JerarquJDS: Jerarquíía de sea de seññalesales

�

... 01010101 10100111 0011 ...

125µs

JerarquJerarquíía JDS: a JDS: ““E1E1”” y my máás...s...

• Reúne 32 “tributarios”� 30 canales de voz digitalizada

� 2 canales de señalización, sincronismo, alineamiento, ...

• Trama G.704 ó Trama de 2Mbps

• Más agregados:


01010101

... ...

125µs

140MbpsE4 = 64 E1

34MbpsE3 = 16 E1

8MbpsE2 = 128 E0

2MbpsE1 = 32 E0

0 31

6

JerarquJerarquíía JDS: STMa JDS: STM--11

• Unidad fundamental de transporte a 155Mbps



• La trama STM-1 contiene:� Carga útil (Payload)

� Cabecera de 9x9 bytes con información de:

• Alarmas y mantenimiento

• Indicadores de calidad

• Detección y corrección de errores

• Origen y calidad del reloj

• Mecanismos de protección

• Situación del payload (punteros)

• ...



• Contenedor virtual (VC Virtual Container)


7

JerarquJerarquíía JDS: STMa JDS: STM--NN

• Multiplexación de STM-1’s

• Se han estandarizado:


51MbpsSTM-0

10GbpsSTM-64

40GbpsSTM-256

2.5GbpsSTM-16

622MbpsSTM-4

155MbpsSTM-1

Equipos para JDSEquipos para JDS

• Multiplexor Terminal� Inicio y final del camino de la información: PTE Path

Terminating Equipment

� Acceso de usuarios

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� JDS: EquiposJDS: Equipos


• Multiplexor de inserción/extracción (ADM

Add/Drop Multiplexer)� Inserción y extracción de tributarios en una señal STM-N

� Útil para redes en anillo


8


• Transconector Digital (DXC Digital Cross

Connect)

� Funciones complejas de multiplexación y mapeo de tributarios



• Regenerador “3R”� Están siendo sustituidos

actualmente por amplificadores ópticos


DetectorDetector

ModulatorModulator

LaserLaser

Long Long

distancedistance

FiberFiber

Repeater

ElectricalElectrical

AmplifierAmplifier

clockclock

OriginalOriginal

OpticalOptical

PulsePulse

Long Long

distancedistance

FiberFiber

RegeneratedRegenerated

OpticalOptical

PulsePulse

NoiseNoise

LossLoss

DispersionDispersion

““DistortedDistorted””

Pulse by fiberPulse by fiber

BufferBuffer

Terminales de lTerminales de lííneanea

• Realizan la transmisión a medias y largas distancias mediante un interfaz eléctrico-óptico-eléctrico

• En el planteamiento inicial, solo hay elementos ópticos en la transmisión a distancia

• Especificaciones en las normas:� G.957 (1999) “Interfaces ópticas ... JDS”, hasta STM-16

(2.5Gbps) sin amplificación óptica (<80Km)

� G.692 (1998) “Interfaces ópticas multicanal con AO ”, hasta STM-64, hasta 32 canales WDM

� G.691 (2003) “Interfaces ópticas STM-64 ... JDS c/ AO”, STM-64, con amplificación óptica (no en línea)

� G.693 (2003) “Interfaces ópticas intra-office”


9


• Se especifica una configuración genérica:



• Y varias aplicaciones para diferentes:� Longitud de onda (λλλλ): 1310 y 1550nm

� Fibra óptica: G.652 (Estándar)

G.653/G.654 (Dispersión desplazada)

G.655 (Dispersión aplanada)

� Distancia: <2Km (intra-centrales)

~15 Km (corta distancia)

~80Km (larga distancia)

<640Km (muy larga dist., A.O.)

� Régimen binario: STM-1 a STM-256



• Especificaciones para STM-1 (155Mbps)


10








• Transmisor� Entrada con niveles LVDS o PECL

� Codificación NRZ

� Señal aleatorizada (scrambler) para evitar largas series de ceros o unos consecutivos


SerializadorN:1

DATOSN

CLOCK

DATOS

CLOCK

LATCHDriver

Laser F.O.

11


• Canal de fibra óptica� Atenuación


0

1

2

3

1200 1300 1400 1500 1600

1260

1280 1335

1360 1430

1480 1580

A

C D

B

T1509000-92

nm

dB/km

Longitud de onda

Co

efic

ien

te d

e a

ten

uació

n


• Canal de fibra óptica� Dispersión


Fibra estándar G.652 Fibra G.652 y G.654 Fibra G.655(estándar) (estándar) (disp. aplanada)


• Receptor� Basado en APD

� Sensibilidad para BER = 10-10 o 10-12

� Penalización de 1dB


De-serializ.1:N

NDATOS

CLOCK

Recup.RelojTIA

F.O.

AMP

12

ArquitecturaArquitectura

• Desde el punto de vista de la señal: dispositivos que atraviesa entre dos destinos.

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� JDS: ArquitecturaJDS: Arquitectura


• Doble anillo auto-reparable� APS Automatic Protecction Switching (50ms)



• Doble anillo auto-reparable con 4 fibras


13


• Ejemplo de anillo



• Redes complejas: concatenación de anillos mediante ADMs y DXCs


IntegraciIntegracióón de otros serviciosn de otros servicios

• Se hace necesario en la actualidad transportar otros protocolos, no sólo voz:� ATM� Frame Relay

� TCP/IP� Ethernet� VPN

• Idea general: � Insertar las celdas/paquetes/tramas en un VC

• Problemas:� Eficiencia (tamaño, sincronismo y overhead)

� Enrutamiento, ...

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� JDS: IntegraciJDS: Integracióón de otros serviciosn de otros servicios

14

MPLSMPLS

• Multi Protocol Label Switching

• Estandarizado por la IETF


Provider

Provisioned

VPNs

MPLS

Traffic Engineering

IP+ATM

Network Infrastructure

IP+Optical

GMPLS

MPλλλλS

Any

Transport

Over MPLS

MPLSMPLS

• Etiqueta: identificador dinámico genérico con� Posición fija

� Tamaño fijo


Label HeaderPPP HeaderPPP Header Layer 3 HeaderLayer 3 HeaderPaquete PPP (TCP/IP)

Celda ATM HECHEC

Label

DATADATACLPCLPPTIPTIVCIVCIGFCGFC VPIVPI

Label HeaderMAC HeaderMAC Header Layer 3 HeaderLayer 3 HeaderTrama Ethernet

MPLSMPLS

1. Se recibe el paquete, se analiza el destino, y se etiqueta 2. Se conmutan los

paquetes en base a su etiqueta

3. Se elimina la etiqueta y se entrega el paquete

ORIGEN

DESTINO


15

Futuro: procesado Futuro: procesado óópticoptico

• Nuevas funciones realizadas en el dominio óptico

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� JDS: Futuro: Procesado JDS: Futuro: Procesado óópticoptico

Futuro: procesado Futuro: procesado óópticoptico

• ¿Por qué?� Simplificación �� menor coste

� Transparencia

� Mayor velocidad de conmutación

� Mayor régimen binario

• ¿Se puede hacer?� Conmutación de:

• Camino físico (fibras)

• Lambdas (WDM)

• Time slots (extracción de tributarios)

• Paquetes/celdas/tramas (enrutado, QoS, ...)


¡GMPLS!

Elementos de red Elementos de red óópticospticos


16

OpticalOptical AddAdd//DropDrop MultiplexerMultiplexer


Acceso local

OpticalOptical Digital Cross Digital Cross ConnectConnect


OpticalOptical Switch MatrixSwitch Matrix


Espejos

Interferométrico

Burbujas

17

ODXC basado en MEMSODXC basado en MEMS


Ejemplos de redes JDSEjemplos de redes JDS

• Retevisión (Auna)

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� JDS: EjemplosJDS: Ejemplos


• Red de Auna� Anillos troncales STM-16 (2,5Gbps) x 4ch WDM

� Fibras propias y de terceros (“fibra oscura”)

� Transporte de:

• Telefonía

• Internet (IP sobre ATM sobre MPLS)

• Red troncal GSM para Amena

• Televisión Digital Terrestre (TDT) en STM-1


18


• Universidad de Cantabria� Red LAN/MAN en el campus con enlaces:

• Troncales: Gigabit Ethernet con– Fibra monomodo entre edificios– Fibra multimodo entre switches dentro de edificios

• De usuario: 100Base-T sobre par trenzado

� Conexiones remotas con edificios:

• Conexiones punto a punto basadas en IP sobre ATM

� Enlace con el exterior: 622Mbps proporcionado por Rediris

• Red REDIRIS2 basada en JDS, conexión oeste a Asturias y este a Bilbao

• IP sobre ATM sobre MPLS

• Transporte sobre F.O. de la red de REE (Albura) y Ono



• Universidad de Cantabria: Rediris



• Universidad de Cantabria: Conectividad exterior


19


• Universidad de Cantabria: red GÉANT


ÍÍndicendice

1. Sistemas WDM






7. Sistemas FFTH


Redes LAN/MAN Redes LAN/MAN óópticaspticas

• Ethernet:

� Tecnología de interconexión multipunto de ordenadores.

� Estándar del IEEE (802.3), primeros productos en 1982.

� Define:• Formato de tramas (bits)• Protocolo de acceso al medio (MAC)• Electrónica de conexión al medio (hardware)

• Medio físico de transmisión: cable coaxial, UTP, F.O.

� Ha evolucionado desde 10Mbps a 10Gbps� Nexo común: protocolo CSMA/CD

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� Redes LAN/MAN Redes LAN/MAN óópticaspticas

20

EvoluciEvolucióón de Ethernetn de Ethernet


10Mbps 1982 IEEE-802.3 Coax/UTP/Fibra

100Mbps (FastE) 1992 IEEE-802.3u Coax/UTP/Fibra

1Gbps (GBE) 1995 IEEE-802.3z UTP/STP/Fibra

10Gbps (10GBE) 2002 IEEE-802.3ae Fibra

GigabitGigabit EthernetEthernet

• Medio físico y distancia máxima� 1000Base-CX Shielded Twisted Pair (STP) 25m

� 1000Base-T Unshielded Twistet Pair (UTP) <100m

� 1000Base-SX 850nm LED c/ fibra MM 300m

� 1000Base-LX 1310nm LED c/ fibra MM 500m

1310nm láser c/ fibra SM 3Km

• Problema: CSMA/CD �� Carrier extension


10 10 GigabitGigabit EthernetEthernet

• Medio físico y distancia máxima� 850nm fibra MM serie 65m

� 1310nm fibra SM serie 10Km

� 1550nm fibra SM serie 40Km

� 1310nm fibra MM WDM 4ch 300m

� 1550nm fibra SM WDM 4ch 10Km

• Problema: CSMA/CD �� Sólo punto a punto


21

ÁÁmbito de aplicacimbito de aplicacióónn


10GBE

GBE

Ejemplo de red LAN/MANEjemplo de red LAN/MAN


ÍÍndicendice

1. Sistemas WDM






7. Sistemas FFTH


22

Redes HFC: Redes HFC: ¿¿ququéé son?son?

• Redes Híbridas Fibra-Coaxial

• Tradicionalmente: Distribución punto-multipunto de señales de TV con:

� Multiplexación de canales por subportadora eléctrica en la cabecera

� Red troncal de fibra óptica en árbol

� Conversión O/E a cable coaxial antes de llegar al usuario

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� Redes HFC: IntroducciRedes HFC: Introduccióónn

Redes HFC: Redes HFC: ¿¿ququéé son?son?

• Ahora: Nuevos servicios, señales digitales, canal de retorno

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� Redes HFC: IntroducciRedes HFC: Introduccióónn

ANILLOPRIMARIO

ANILLOSECUNDARIO

RED DEDISTRIBUCION

TV

NODOSSECUNDARIOS

NODOS PRIMARIOSDE 40.000 A 60.000 HOGARES

2.000 HOGARES

NODOSTERMINALES

500 HOGARES

CABECERA

PUNTO DEDISTRIBUCIONDEL EDIFICIO

TELEFONIAEQIPOS PARADISTRIBUCION

Red troncalRed troncalRed de Transporte

Interurbano (SDH + HFC)

Fibraóptica

Fibraóptica pares

Red de alimentaciónde pares telefónicos

pares Red de distribución de pares

Cablesiamés

Acometida

STBPTR

RIC

CM

Red Interior de Cliente

Punto deTerminación

de Red

Amplificador RF

coaxial

tap Red de distribucióny acceso de coaxial

15.000HP

Nodo Primario

NP

NP

NPNP

NP

Cabecera

NF Telefónico

500HPNodo Final

NF

NF

NFT

NFTNF

PTR

RIC

siamés

CTpares

(caja terminal)

STM-1+

HFC

Red troncalsecundaria

STM-1 (155.5 Mbps)

STM-4+

HFC

Red troncalprimaria

STM-4 (622.0 Mbps)

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� Redes HFC: Arquitectura y topologRedes HFC: Arquitectura y topologííaa

23

Red de distribuciRed de distribucióónn

• Red “Overlay” con separación de servicios



• Separación en la acera



• Separación en el hogar


24

Consideraciones de diseConsideraciones de diseññoo

• Hay una fuerte atenuación de la señal hasta el nodo secundario �� relación S/N� Hay que equilibrar las pérdidas� Se trabaja en 3ª ventana y con amplificación óptica� Medida: CNR Carrier to Noise Ratio

• La dispersión produce:� Limitación en el ancho de banda de transmisión� Cancelación periódica de la modulación

• No linealidades de los equipos �� distorsión� Linealidad del conv. O/E, E/O y amp. eléctricos� Medida: CSO Composite Second Order

CTB Composite Triple Beat

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� Redes HFC: CaracterizaciRedes HFC: Caracterizacióón y medidasn y medidas

Ejemplo de red HFC: Ejemplo de red HFC: OnoOno

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� Redes HFC: EjemploRedes HFC: Ejemplo

1A2G 1A2F 1A2E

1A2A 1A2B 1A2C

GW

1A2D

SC1_1A_SM_GW2 STM-1

1A1H 1A1G 1A1F

1A1E

1A1A 1A1B 1A1C

GW

1A1D

SC1_1_A_SM_GW1 STM-1

1A3H 1A3G 1A3F

1A3E

1A3A 1Aª3B 1A3C

GW

1A3D

SC1_1A_SM_GW3 STM-1

1A4H 1A4G 1A4F

1A4E

1A4C

GW

1A4D

SC1_1A_SM_GW3 STM-1

1B2E

GW

1B2F

SC1_1B_SM_GW2

1B1D 1B1C 1B1A

1A2E 1B1F 1B1G

GW

1B1H

SC1_1B_SM_GW2

1641 SM D

STM-4 16515 M

16515 M SC1_ST4_ATP_1_1

SC1_ST4_ATP_1_1

E

W E

W

189XE12

4XSTM1e

3XSTM1e

REP SYNC INTERFAZ ELÉCTRICO INTERFAZ ÓPTICO STM_1 (155.5 Mbps)

STM_4 (622.0 Mbps)

Ejemplo de red HFC: Ejemplo de red HFC: OnoOno

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� Redes HFC: EjemploRedes HFC: Ejemplo

P. Ópt. 6,5 dBmC.N.R. 57,0 dBC.S.O. 70,8 dBC.T.B. 66,2 dB




CABECERA SC1

EPA800-A(EP r)

EO

OTXE90A(TX r)

1550 nm

Divisor

1:2

EO

OTXE090A(TX n)

1550 nm

Divisor

1:2

EPA800-A(EP n)

NP 1A

SCUAPPC-B(1)

Acoplador

70:30

SCUAPPC-B(2)

Torrelavega

SCUACCP-B(DOWN 1B)

NP 1B

OAAS815D-A(D1 r)

2 x 13 dBm

OAAS815D-A(D1 n)

2 x 13 dBm

70%

30%

OAH02x16(D2 n)

2 x 16 dBm

OAH02x16(D2 r)

2 x 16 dBm

SCUAPPC-B(3)

Gama

(Castro Urdiales)

41,8 Km / 11,65 dB

SCUAPPC-B(4)

Ramal 3

3,1 Km / 1.0 dB

1,8 Km / 0.6 dB


24 Km / 8..3 dB


P. Ópt. 14,5 dBmC.N.R. 53,4 dBC.S.O. 70,5 dBC.T.B. 66,0dB





CABECERA SC1

EPA800-A(EP r)

EO

OTXE90A(TX r)

1550 nm

Divisor

1:2

EO

OTXE090A(TX n)

1550 nm

Divisor

1:2

EPA800-A(EP n)

NP 1A

SCUAPPC-B(1)

Acoplador

70:30

SCUAPPC-B(2)

Torrelavega

SCUACCP-B(DOWN 1B)

NP 1B

OAAS815D-A(D1 r)

2 x 13 dBm

OAAS815D-A(D1 n)

2 x 13 dBm

70%

30%

OAH02x16(D2 n)

2 x 16 dBm

OAH02x16(D2 r)

2 x 16 dBm

SCUAPPC-B(3)

Gama

(Castro Urdiales)

41,8 Km / 11,65 dB

SCUAPPC-B(4)

SCUAPPC-B(4)

Ramal 3

3,1 Km / 1.0 dB

1,8 Km / 0.6 dB


24 Km / 8..3 dB


P. Ópt. 14,5 dBmC.N.R. 53,4 dBC.S.O. 70,5 dBC.T.B. 66,0dB

25

ÍÍndicendice

1. Sistemas WDM






7. Sistemas FFTH


Sistemas de radio sobre fibra (Sistemas de radio sobre fibra (RoFRoF))

• Surgen de la necesidad de transportar señales de RF en sistemas de datos y telefonía por radio (GSM, UMTS, LMDS, …) entre:� La antena y la estación base

� Estaciones base

� Estaciones base y centrales

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� Sistemas de radio sobre fibraSistemas de radio sobre fibra

Servicios y bandas de frecuenciaServicios y bandas de frecuencia


MVDS40GHz

MBS60GHz

26

¿¿porquporquéé es interesante la es interesante la RoFRoF??

• Las frecuencias involucradas son muy altas: por encima de las posibilidad de los cables de cobre para distancias de más de unos pocos metros

• Se puede separar la antena del resto del sistema� Instalación en entornos más preparados

� ¡Cobertura en interiores!

• Permite más clientes/tráfico por estación que los enlaces por microondas� Ejemplo: enlace típico BTS-MSC: 2Mbps (Minilink)

La idea es centralizar la inteligencia


Cobertura en interioresCobertura en interiores

• Centralización de las múltiples antenas necesarias en túneles, metro, centros comerciales, edificios…


CentralizaciCentralizacióón de estaciones basen de estaciones base

• La transmisión óptica permite distancias de decenas de Km


Unidad de antena remota

(RAU)

27

TransmisiTransmisióón transparenten transparente


La RAU esmás simple

El ancho de banda muy elevado

TransmisiTransmisióón en n en frecfrec. intermedia. intermedia


La RAU esmás compleja

El ancho de banda menor: ¡F.O. multimodo!



• Son sistemas de subportadora eléctrica (SCM sub-carrier multiplexing)� Es crítica la linealidad de todos los equipos:

• Especialmente la curva P-I de la fuente de luz ��importancia del índice de modulación m

• Frecuencias altas + distancias cortas:

¡limita la dispersión!

• La dispersión causa:� Limitación en el ancho de banda

� Cancelación periódica de la modulación

28

Efecto de la dispersiEfecto de la dispersióón en n en RoFRoF


• Una solución:

Ejemplo de sistema Ejemplo de sistema RoFRoF


• Brite-cell� Transmisión transparente 0..2,1GHz (p.e. UMTS)

� SMF, láser DFB en 2ª ventana, L<1,5Km, hasta 48 antenas

� Se uso en los juegos olímpicos de Sidney: 500.000 personas en 1,5Km2

(500 antenas)

ÍÍndicendice

1. Sistemas WDM






7. Sistemas FFTH


29

Sistemas no guiadosSistemas no guiados

• El canal de transmisión es la atmósfera o el vacío

• Sistemas de corta distancia (interiores)

• Larga distancia

��

��

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� Sistemas no guiadosSistemas no guiados


• Atmósfera:� Atenuación variable con el tiempo atmosférico

• Modelos para estimar las pérdidas del canal

• Necesidad de un diseño estadístico (tiempo de servicio)

� Pérdidas por desalineamientos Tx-Rx

� Es un canal no dispersivo

� No hay efectos no-lineales con niveles de potencia típicos

• Añadir al ruido la radiación de fondo solar

• Ojo con los aspectos de seguridad para las personas: PTX-máxima


Ejemplos de Ejemplos de S.C.OS.C.O. no guiados. no guiados

• Corta distancia:

� Estándar Irda® (1993) 9k6..4Mbps, 2m

� 802.11-IR (1997) 2Mbps, 25m

• Larga distancia atmosférico:

WaveStar® OpticAir® de Lucent

� Hasta 5 Km. Rb=2,5 Gbps(10 Gbps con 4 canales WDM)

� λλλλ = 1550 nm , tracking automático, cuatro haces simultáneos

� Tx: láser DFB + amplificador óptico: 1W

• Entre satélites: Proyecto europeo SILEX (2001)


30

ÍÍndicendice

1. Sistemas WDM






7. Sistemas FFTH


FiberFiber--ToTo--TheThe--XX

10 Sistemas de 10 Sistemas de C.OC.O. . �� Sistemas FTTHSistemas FTTH

FiberFiber--ToTo--TheThe--HomeHome


• “Bucle de abonado” basado en fibra óptica

• Solución a largo plazo al “first mile issue”

PON: PassiveOptical Network

X ¡NO!

31

Arquitectura de una PONArquitectura de una PON


• Ventajas:� Menos fibras y TX/RX ( $ )� Todos los equipos activos

en interiores� Actualización sin cambiar

elementos intermedios de red

EstEstáándares para FTTHndares para FTTH


• Se busca:� Nuevos servicios y ventajas para el usuario (para

justificar sus costes)

� Facilidad de gestión para el operador

� Compatible/interoperable con lo ya existente

• Estándares en liza:� ATM sobre PON (APON): ITU-T G.983

� Ethernet sobre PON (EPON): en desarrollo por IEEE

� GPF sobre PON (GPON): ITU-T G.984 (en desarrollo)

EstEstáándar G.983 (ATM sobre PON)ndar G.983 (ATM sobre PON)


• Definiciones� OLT (Optical Line Terminal): equipos E/O en la

central

� ONU/ONT (Optical Network Unit): equipos E/O de usuario

� ODN (Optical Distribution Network): red pasiva de fibra óptica

� Downstream: tráfico hacia el usuario

� Upstream: tráfico hacia la central

32

EstEstáándar G.983 (ATM sobre PON)ndar G.983 (ATM sobre PON)


• Capacidad� 64 usuarios

� Downstream de 155 o 622MBps, upstream de 155Mbps

• Tecnología� Fibra estándar SMF G.652, pérdidas 10..30dB

� OLT: Láser FP/DFB 1550nm, ONT: Láser FP 1310nm

• Potencia inyectada en fibra: -4..+4dBm

• Relación de extinción < -10dB

• Anchura espectral eficaz < 1,4nm

• SMSR > 30dB (láser DFB)

� Codificación NRZ con scrambling

� BER < 10-10

� Potencia en el receptor: -33 .. -8 dBm

¡WDM!

ComparticiComparticióónn del medio: TDMAdel medio: TDMA


Downstream

Upstream

�� Seguridad

�� Sincronización



• Si se sigue un estándar, está todo especificado para que funcione correctamente

• Hay muchas pérdidas de reparto de acopladores (hacia las casas)

• Distancia diferente a cada casa ¿cuál es la más problemática?

• Dos sentidos de transmisión con diferente λ,λ,λ,λ, tx, rx…

33

FinFin

Documents

Tema 10 Sistemas de C.O - grupos.unican.es · Comunicaciones Ópticas Tema 10 Sistemas de C.O . Objetivos Conocer arquitecturas más complejas ... Ejemplos de sistemas WDM ... •