FUENTES DE LUZ PARA SU TRANSMISIÓN MEDIANTE FIBRA ÓPTICA
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FUENTES DE LUZ PARA SU TRANSMISIÓN MEDIANTE FIBRA ÓPTICA
 
FUENTES DE LUZ PARA SU TRANSMISIÓN MEDIANTE FIBRA ÓPTICA


Fuentes de luz para transmisión por fibra óptica en redes GPON.

Por Ing Mario Borjas

El tema expuesto a continuación, es una introducción a la monografia fuentes de luz para utilización mediante fibra óptica, en la cual estoy realizando estudio e investigaciones.
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Fuentes ópticas

La generación de luz en fuentes ópticas usuales para uso en sistemas de comunicación por fibra óptica envuelve la transición de un electrón que está en un estado excitado E2 (mayor nivel de energía) para un estado menos excitado E1 (menor nivel de energía). Este tipo de generación es un proceso discreteado más comúnmente llamado de proceso cuántico. La liberación de energía es realizada en la forma de fotones. El fotón es el menor valor de energía de un proceso cuántico. Sin embargo, la energía de un fotón depende de la longitud de onda de la radiación asociado al fotón. Dos tipos de transición son envueltas en los procesos de radiación: transición espontánea transición estimulada.

FIBRA ÓPTICA GPON.
FTTH. Fiber to the Home. Red de fibra óptica hasta el hogar
– Punto-a-punto. 1 o 2 FO desde central para cada usuario/hogar
– Punto-multipunto. 1FO desde central compartida por múltiples usuarios
Otras variantes FTTN, FTTC, FTTB y FTTO
PON. Passive Optical Network. Red óptica punto-multipunto en
la que no existen elementos activos entre las instalaciones del
operador (OLT) y el equipo terminal de usuario (ONT).
GPON. Conjunto de recomendaciones G.984.x del ITU-T donde
se describen las técnicas para compartir un medio común (FO)
por varios usuarios, encapsular la información y gestionar los
elementos de red, entre otros aspectos
– OLT. Optical Line Terminal. Equipo de central
– ONT/ONU. Optical Network Termination (Unit). Equipo de usuario.


ARQUITECTURA DE RED DE GPON
La red de GPON consta de un OLT (Optical Line Terminal), ubicado en las dependencias del operador, y las ONT (Optical Networking Terminal) en las dependencias de los abonados para FTTH. La OLT consta de varios puertos de línea GPON, cada uno soportando hasta 64 ONT. Aunque depende del suministrador, existen sistemas que pueden alojar hasta 7.168 ONTs en el mismo espacio que un DSLAM. En las arquitecturas FTTN las ONT son sustituidas por MDU (Multi-Dwelling Units), que ofrecen habitualmente VDSL2 hasta las casas de los abonados, reutilizando así el par de cobre instalado pero, a su vez, consiguiendo las cortas distancias necesarias para conseguir velocidades simétricas de hasta 100 Mbps por abonado.

Para conectar la OLT con la ONT con datos, se emplea un cable de fibra óptica para transportar una longitud de onda downstream. Mediante un pequeño divisor pasivo que divide la señal de luz que tiene a su entrada en varias salidas, el tráfico downstream originado en la OLT puede ser distribuido. Puede haber una serie de divisores pasivos 1 x n (donde n = 2, 4, 8, 16, 32, o 64) en distintos emplazamientos hasta alcanzar los clientes. Esto es una arquitectura punto a multipunto, algunas veces descrita como una topología en árbol. Los datos upstream desde la ONT hasta la OLT -que son distribuidos en una longitud de onda distinta para evitar colisiones en la transmisión downstream- es agregado por la misma unidad divisora pasiva, que hace las funciones de combinador en la otra dirección del tráfico. Esto permite que el tráfico sea recolectado desde la OLT sobre la misma fibra óptica que envía el tráfico downstream.
Para el tráfico downstream se realiza un broadcast óptico, aunque cada ONT sólo será de capaz de procesar el tráfico que le corresponde o para el que tiene acceso por parte del operador, gracias a las técnicas de seguridad AES (Advanced Encryption Standard). Para el tráfico upstream los protocolos basados en
MA (Time Division Multiple Access) aseguran la transmisión sin colisiones desde la ONT hasta la OLT. Además, mediante MA sólo se transmite cuando sea necesario, por lo cual, no sufre de la ineficiencia de las tecnologías M donde el período temporal para transmitir es fijo e independiente de que se tengan datos o no disponibles.
Arquitectura de red de GPON
Figura 2: Arquitectura de red de GPON.
Una de las características clave de PON es la capacidad de sobresuscripción. Esto permite a los operadores ofrecer a los abonados más tráfico cuando lo necesiten y la red esté con capacidad ociosa, es decir, cuando no haya otros abonados en el mismo PON que están empleando todo su ancho de banda disponible. Esta funcionalidad es denominada ubicación dinámica del ancho de banda o DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) del PON punto a multipunto.
En una red GPON, se asigna una longitud de onda para el tráfico de datos (Internet, VoIP, IPTV, etc.) downstream (1.490 nm) y otra para el tráfico upstream (1.310 nm). Además, a través del uso de WDM (Wavelength Division Multiplexing), se asigna una tercera longitud de onda (1.550 nm) que está dedicada para el broadcast de vídeo RF (broadcast analógico, broadcast digital, broadcast digital y HDTV, y vídeo bajo demanda). De este modo, el vídeo/TV puede ser ofrecido mediante dos métodos distintos simultáneamente: RF (radio frecuencia) e IPTV. Mediante RF las operadoras de cable pueden hacer una migración gradual hacia IPTV. En este caso, las ONT dispondrán de una salida para vídeo RF coaxial que irá conectada al STB tradicional. Con IPTV la señal de vídeo, que es transformada por la cabecera en una cadena de datos IP se transmite sobre el mismo enlace IP como datos para acceso a Internet de banda ancha. El STB conectado mediante Gigabit Ethernet al ONT, convertirá de nuevo la cadena de datos en una señal de vídeo. Mediante IPTV y GPON, cuyos equipos incorporan capacidades de QoS y multicast IP avanzadas, los operadores puede ofrecer varios canales de alta calidad de imagen y sonido, incluidos HDTV, así como proporcionar servicios interactivos y personalizados, lo cual no es factible con vídeo RF.

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