Introducción a la tecnología PON

PON-¿Qué es?

PON  es, en esencia, una tecnología de acceso múltiple para suscriptores a través de una única fibra que utiliza multiplexación por división de tiempo (TDM) y división de frecuencia de rutas de recepción/transmisión (WDM).  PON  – de abbr. Red Óptica Pasiva, que se traduce como red óptica pasiva.

¿Cuál es el principio de funcionamiento de una red PON?

Todos los suscriptores de  la red PON  están conectados al equipo del proveedor a través de una fibra. La transmisión y la recepción se producen en diferentes longitudes de onda. Para garantizar que las señales de los abonados no se mezclen en la fibra, a cada dispositivo de abonado individual siempre se le asigna un intervalo de tiempo determinado durante el cual puede transmitir una señal.

¿Cuáles son las ventajas de PON sobre FTTx?

La tecnología PON  tiene las siguientes ventajas:

• El equipo activo se utiliza mínimamente;
• Se minimiza la infraestructura de cable;
• Los costos de mantenimiento se consideran bajos;
• Existe la posibilidad de integración con TV por cable;
• Excelente escalabilidad;
• Los puertos de abonado tienen una alta densidad.

¿Cuál es la diferencia entre las tecnologías para la construcción de redes ópticas pasivas GPON, EPON y GEPON?

GPON (red óptica pasiva Gigabit), EPON (red óptica pasiva Ethernet) y GEPON (red óptica pasiva Gigabit Ethernet) son tecnologías de redes ópticas pasivas que se utilizan para transmitir datos a través de fibra óptica. Se diferencian entre sí por las siguientes características:

1. Velocidad de transferencia de datos: GPON proporciona velocidades de hasta 2,5 Gbit/s en la dirección desde el nodo central hasta el usuario final (downstream) y hasta 1,25 Gbit/s en la dirección inversa (upstream), EPON – hasta 1,25 Gbit/s s en ambas direcciones, y GEPON , hasta 1,25 Gbit/s en la dirección descendente y la misma cantidad en la dirección opuesta.
2. Protocolo utilizado: GPON utiliza el protocolo ATM (Modo de transferencia asíncrono), mientras que EPON y GEPON utilizan Ethernet . GEPON y EPON son idénticos excepto por la velocidad y se crean según el mismo estándar IEEE 802.3 ah, mientras que GPON es una tecnología fundamentalmente diferente basada en el estándar ITU-T G.984.
3. División de canales: GPON usa TDMA (acceso múltiple por división de tiempo) para la división de frecuencia, EPON usa frecuencia WDMA (acceso múltiple por división de longitud de onda) y GEPON usa una combinación de TDM y WDM.
4. Longitud de onda: GPON usa una longitud de onda de 1490 nm para aguas abajo y 1310 nm para aguas arriba, EPON usa una longitud de onda de 1490 nm para aguas abajo y 1310 nm para aguas arriba, y GEPON usa una longitud de onda de 1550 nm para aguas abajo y 1310 nm para aguas arriba.
5. Número de usuarios conectados: GPON y EPON pueden conectar hasta 64 usuarios finales por puerto (módems de cable (ONU), y GEPON puede conectar hasta 32 usuarios.
6. El radio de la red EPON alcanza los 30 km. La estructura de una red PON pasiva es una ramificación de árboles de 1×64. El bosque topológico con árboles para GPON es de 1×128 y el radio no supera los 20 km.
7. Costo: GPON y EPON son más costosos de instalar y operar que GEPON.

En general, la elección de la tecnología PON depende de los requisitos específicos y de las condiciones de la red. Para elegir la tecnología adecuada para construir una red óptica, es necesario analizar los requisitos y casos de uso de la red.

Obviamente, tanto EPON como GPON se pueden implementar basándose en el mismo sistema de fibra óptica. Pero, es obvio que es necesario tener en cuenta todas las características de cada tecnología para poder dar preferencia a la hora de elegir entre tecnologías; cada una de ellas tiene sus pros y sus contras, de los que depende el presupuesto futuro del proyecto. Cabe recordar que los equipos GPON y EPON no son compatibles y no funcionarán en conjunto.

Tabla comparativa entre GPON, EPON y GEPON

¿Qué tipo de equipo se necesita para crear una red PON?

OLT  (de la abreviatura Optical Line Terminal) es un conmutador L2 equipado con puertos de enlace ascendente (para conectarse al conmutador L3) y luego puertos de enlace descendente (para crear una  red PON ). Por ejemplo,  OLT BDCOM P3310  tiene 2 puertos ópticos, 2 de cobre y 2 puertos “combo” de enlace ascendente 1G y, finalmente, 4 puertos ópticos de enlace descendente 1G.

ONU  (de la abreviatura Unidad de red óptica) es un excelente conmutador VLAN de tamaño compacto. Estándar,  la ONU  está equipada con 1 puerto óptico de 1G (enlace ascendente) y un puerto de cobre de 1G o 4 0,1G (enlace descendente). Existen modelos  ONU  de 8, 16 y 24 puertos y un modelo con receptor CATV.

Un divisor  es un dispositivo que funciona en modo divisor en el sentido “proveedor-cliente” y en modo mezcla en el sentido opuesto.

El módulo SFP OLT  es un transceptor especial para redes PON. Una diferencia importante con respecto a los módulos SFP estándar es una mayor potencia y codificación de canales.

¿Cómo se crea una red PON?

Una red PON , por regla general, es una topología de árbol o una topología de “bus”. Los dispositivos finales  de los suscriptores de ONU  se conectan al  puerto OLT mediante  divisores ( es posible conectar no más de 64  ONU  al primer  puerto OLT ). De ello se deduce que para crear una  red PON básica  para 64 suscriptores, se requiere 1  OLT , luego 1 módulo  SFP OLT , 64  ONU  y finalmente varios  divisores  (el número de estos últimos depende del tipo de topología).

¿Qué distancia admite la red PON? 

Los módulos SFP OLT  admiten el funcionamiento a una distancia de 120 km (tipo de red punto a punto), pero como tradicionalmente la  red PON  tiene una estructura de árbol (punto a multipunto), la distancia operativa máxima  de PON se debe a la ramificación en fibra. divisores, serán unos 20 km. 

¿Cuántos suscriptores se pueden conectar a la red PON? 

Al construir una  red PON  , es una buena práctica utilizar una  ONU  para un suscriptor. En este caso, el número de suscriptores será de 256 por  OLT . Si lo desea, es posible conectar un Switch a  la ONU  . Entonces, el número de suscriptores está limitado únicamente por el tamaño de la  tabla de direcciones MAC del OLT , más  la ONU . A continuación se muestran los tamaños de las tablas MAC para  OLT y ONU  individuales  .

¿Cuál es la diferencia entre OLT de CA, 2 CA, CC y 2 CC?

Las letras DC significan que  el OLT requiere una fuente de alimentación de 36-72 V CC para funcionar. Estos  OLT son necesarios cuando surge un problema al organizar un suministro de energía eléctrica de 220 V. Como alternativa, se utiliza el suministro de energía remoto a través de líneas de comunicación de baja corriente.

Las letras AC significan que  el OLT  se alimenta de una red eléctrica tradicional de 220 V. La marca en forma de número «2» indica la cantidad de fuentes de energía: este  OLT tiene una fuente de energía de respaldo, que se enciende instantáneamente después de una emergencia. fracaso del primero.

¿Qué tipos de divisores existen?

Los propios  divisores  se pueden dividir según la cantidad de pasadores y la tecnología de fabricación. En cuanto al número de flujos de salida, existen divisores: x2, x3, x4, x6, x8, x12, x16, x24, x32, x64, x128. En cuanto a la tecnología de fabricación, los divisores se dividen en soldados y planos. Los divisores también  se  dividen por tipo de conector: regular (SC/UPC) y especial para CATV (SC/APC).

¿Cuál es la diferencia entre divisores soldados y planos?

Los divisores , que llamamos soldados, no tienen brazos iguales, es decir: no dividen la señal entre las salidas de manera uniforme (por ejemplo, 5/95, 10/90 … 45/55, 50/50).  Los divisores planos  siempre tendrán brazos iguales y tendrán una atenuación más predecible en cada salida, porque tienen una tecnología de fabricación eficiente. Además,  los divisores planos  son de banda ancha, mientras que los divisores soldados tienen solo 3 ventanas de transparencia (1310, 1490 y 1550 nm).

¿En qué situaciones se utilizan los divisores soldados?

En una situación en la que, por ejemplo, es necesario dividir la señal en 2 direcciones, donde, digamos, la distancia a un punto final es de 2 km y al otro, 8 km. En este caso, es muy posible utilizar un divisor soldado 20/80.  Los divisores  soldados también se utilizan para crear una topología de «bus».

¿Qué sería mejor: soldar divisores o quizás usar conectores SC?

En tal situación, tenemos un arma de doble filo. Por un lado, la soldadura proporciona una atenuación 10 veces menor (0,05 dB) que una conexión SC (0,5 dB). El otro lado es que los conectores SC brindarán la capacidad de buscar rápidamente fallas en la red conectando instrumentos de medición. Puede encontrar un compromiso: soldar Uplink usando divisores y conectar Downlink usando conectores SC. Aquí, que cada uno decida por sí mismo.

Presupuesto óptico: ¿qué es?

Esta frase se entiende como la diferencia entre la potencia del láser en  la OLT y la sensibilidad de recepción en  la ONU .

¿Es posible ramificar una red PON en 128 ONU? (cuando el presupuesto óptico lo permita).

No. Incluso si la potencia de la señal permite que la red se ramifique nuevamente,  la OLT todavía tiene una limitación en la cantidad de ONU  conectadas   en la capa física. Puede conectar más de 64  ONU  , pero  la OLT  seguirá registrando solo 64 de ellas.

¿Cómo transmitir por la red PON – CATV?

En  el lado OLT es necesario instalar un transmisor CATV y luego un amplificador CATV, que funcionan a una longitud de onda de 1550 nm. En  el lado OLT , es necesario utilizar una bombilla CWDM a 1550 nm. para inyectar la señal CATV en la fibra. Todos los demás  divisores  deben tener conectores SC/APC. En el lado del suscriptor,  se puede instalar una ONU  con un receptor CATV o un receptor CATV separado.

¿Es posible utilizar SFP CWDM 1490nm? módulo en lugar de SFP PON?

Imposible. Aunque el módulo CWDM 1490nm utiliza la misma longitud de onda que  SFP PON , estos módulos tienen diferentes algoritmos de codificación de canales.

Utilizando la tecnología PON, ¿qué velocidad de Internet se puede ofrecer a los suscriptores?

Si los suscriptores  del árbol PON  (64 suscriptores) descargan simultáneamente una gran cantidad de información de Internet, entonces cada suscriptor tendrá un canal de 16 Mbit/s. Y si además tenemos en cuenta que no todos los abonados utilizan Internet al mismo tiempo, y aquellos que lo hacen no consumen al máximo el recurso del canal, entonces un abonado puede llegar a tener hasta 50 Mbit/s, a veces incluso más.

¿Por qué no es aceptable que la señal de la ONU sea inferior a -26 dBm?

La cuestión es que si en una o varias  ONU  el nivel de la señal es muy débil (< -26 dBm), existe una alta probabilidad de que se produzcan errores en la transmisión de paquetes desde dichas  ONU . En este caso,  la OLT  desperdicia intervalos de tiempo para darle  a la ONU  la oportunidad de enviar el paquete nuevamente. Estas solicitudes repetidas reducen la eficiencia del rendimiento de la red.

¿Qué se debe tener en cuenta al calcular el árbol PON?

Para construir correctamente  un árbol PON  , es necesario tener en cuenta la pérdida óptica que surge de los equipos pasivos. En teoría,  PON  cubrirá un área con un radio de 20 km. Casi todo depende del presupuesto de pérdidas de una determinada rama del árbol. Para un cálculo correcto, es mejor guiarse por los indicadores menos rentables de atenuación, potencia y sensibilidad a la radiación de los transmisores.

¿Se están quemando los puertos de cobre de la ONU?

El  árbol PON se crea sobre fibra óptica y, por lo tanto, no se ve afectado por tormentas ni interferencias. El problema sólo surge cuando   varios usuarios están conectados a una  ONU de cobre y la propia ONU  está colocada en un poste. Estos problemas se resuelven activando un interruptor de búfer, que se utiliza en casos de interferencia. la tormenta recibe el golpe.

¿Cómo se puede determinar el rendimiento óptico de una línea?

Para determinar la atenuación de la línea, se pueden utilizar reflectómetros especiales para  PON  (son mucho más caros que los convencionales) o probadores ópticos. Cuando la red ya está construida, la solución más sencilla para comprobar los niveles de señal es utilizar comandos especiales desde  la interfaz de comandos OLT .

¿Pueden 2 ONU comunicarse directamente entre sí?

No pueden. Cada operación de intercambio de información entre  ONU  se produce a través de  la OLT .

¿Las ONU de otras marcas funcionarán con el BDCOM P3310 OLT?

No.  ONU  con  OLT  es una sola unidad y es un sistema de conmutación. Se recomienda utilizar equipos de un solo fabricante (en algunos casos, por supuesto, es posible la compatibilidad entre marcas).

OLT BDCOM P3310B admite: ¿espionaje DHCP (opción 82)?

Ciertamente. Pero para que la Opción 82 funcione eficazmente,  las ONU  deben, por supuesto, apoyar esta función. Actualmente, la opción 82 solo admite  el modelo ONU P1504B  .

¿Está la red PON protegida contra inundaciones?

Las tecnologías TDM y TDMA utilizadas garantizan la protección de la red contra inundaciones y radiodifusión.

¿Cómo se puede desactivar una red PON?

Aparte de los métodos obvios (cortar el cable), un  árbol PON  puede dejar de funcionar cuando recibe radiación constante a 1310 nm. Esto, muy raramente, sucede debido a una falla  de la ONU  o debido a la falla de los atacantes al conectar un convertidor de medios de 1310 nm al divisor.

¿Es posible asignar una VLAN a cada uno de los puertos ONU de forma individual?

Ciertamente.

¿Vale la pena utilizar divisores para sistemas CWDM, DWDM?

Ciertamente. Son posibles esquemas de construcción similares. Aquí es necesario utilizar divisores planos porque son de banda ancha.