UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INFORMATICA ESCUELA DE COMPUTACION CATEDRA: COMPLEMENTARIA III PROF.: HUGO MARCANO

GPON (Informacin Consultada)

RIOS, MAIKELLIN C.I.: 18.331.147 VSQUEZ, MANUEL C.I.: 19.513.731

CARACAS, 29 DE JUNIO DE 2011

GPON: Gigabit-capable Passive Optical Network La Red ptica Pasiva con Capacidad de Gigabit GPON, por sus siglas en ingls (Gigabit-capable Passive Optical Network), es una tecnologa punto a multipunto, en el que todos los usuarios reciben la misma informacin, pero slo que quedan con la que est dirigida a ellos. Si dos usuarios piden el mismo canal, Para qu voy a enviarlo dos veces si los usuarios reciben toda la informacin? El estndar GPON se ha diseado para que una parte de la trama GPON est dedicada al trfico Multicast, de tal manera que sea accesible por todos los usuarios. Esta es la manera de conseguir enviar una sola copia de cada canal independientemente de los usuarios que la estn solicitando. GPON fue aprobado en 2003-2004 por ITU-T en las recomendaciones G.984.1, G.984.2,G.984.3, G.984.4 y G.984.5. Todos los fabricantes de equipos deben cumplirla para garantizar la interoperabilidad. Se trata de las estandarizaciones de las redes PON (Passive Optical Network) a velocidades superiores a 1 Gbps. Este nuevo estndar surgi con el fin de establecer nuevas exigencias a la red: - Soporte de todos los servicios: Voz (TDM, tanto SONET como SDH), Ethernet (10/100 BaseT), ATM,... - Alcance mximo de 20 Km, aunque el estndar se ha preparado para que pueda llegar hasta los 60 km. - Soporte de varios bitrate con el mismo protocolo, incluyendo velocidades simtricas de 622 Mb/s, 1.25 Gb/s, y asimtricas de 2.5 Gb/s en el enlace descendente y 1.25 Gb/s en el ascendente. - OAM&P extremo a extremo. - Seguridad del nivel de protocolo para el enlace descendente debido a la naturaleza Multicast de PON. - El nmero mximo de usuarios que pueden colgar de una misma fibra es 64 (el sistema est preparado para dar hasta 128). GPON es un estndar muy potente pero a la vez muy complejo de implementar que ofrece: - Soporte global Multiservicio: incluyendo voz (TDM, SONET, SDH), Ethernet 10/100 Base T, ATM, Frame Relay y muchas ms - Alcance fsico de 20km - Soporte para varias tasas de transferencia, incluyendo trfico simtrico de 622Mbps, trfico simtrico de 1.25Gbps y asimtrico de 2.5Gbps en sentido descendente y 1.25 en sentido ascendente. - Importantes facilidades de gestin, operacin y mantenimiento, desde la cabecera OLT (Optical. Line Terminal) al equipamiento de usuario ONT (Optical Network Termination). - Seguridad a nivel de protocolo (cifrado) debido a la naturaleza Multicast del protocolo.

Tecnologa al instante (2008) [Pgina Web en Lnea]. Disponible en: http://www.tecnologiahechapalabra.com/tecnologia/glosario_tecnico/articulo.a sp?i=2686 PON (gigabit passive optical network): tecnologa de acceso mediante fibra ptica con arquitectura punto a multipunto ms avanzada en la actualidad. ANTECEDENTES: FSAN (full service access network): provee estndares mediante un conjunto bsico de requerimientos para mejorar la interoperatividad y reduccin de costo de los equipos. APON(ATM PON): no tena la capacidad para ofrecer video, sus velocidades eran de 155mbps despus se mejoro a 622mbps. BPON (BROADBAND PON): se basa en ATM, pero introduce una longitud de onda adicional para transporte de video. EPON (ETHERNET PON): tcnica PON de nueva generacin basada en gigabits Ethernet existente GPON (GIGABITS PASSIVE OPTICAL NETWORK): velocidades de lnea hasta 2.048gbps simtrica y asimtrica. ARQUITECTURA PON: SALA DE EQUIPOS/CABECERA (CENTRAL OFFICE): estn instalados el equipo de transmisin ptica y el distribuidor ptico (DGO) responsable por la transmisin entre el equipo de transmisin y los cables pticos troncales de transmisin. RED OPTICA TRONCAL/FEEDER: cables pticos que llevan la seal a la sala de equipos hasta los centros de distribucion., para redes PON las fibras son monomodo. CENTRO DE DISTRIBUCION: las redes PON se implementan en topologas estrella-distribuida, los centros de distribucion hacen la divisin de la seal ptica en reas ms distantes de la central, disminuyendo el nmero de fibras para atender estos accesos. RED OPTICA DE ACOMETIDA: compuesta por cables pticos autosoportados de baja cantidad de fibras, de la caja de empalme terminal, NAP, llevan la seal ptica hasta el abonado, pueden terminar en DIOs (distribuidor interno ptico) RED INTERNA: del bloqueo ptico (FOB) o distribuidor interno ptico (DIO) se utilizan extensiones pticos para realizar transicin de la seal ptica de la fibra del receptor interno del abonado.

ARQUITECTURA PON:

El mtodo de encapsulamiento que emplea GPON es GEM (GPON encapsulation method), que soporta cualquier tipo de servicio (ethernet, TDM, ATM) en un protocolo de transporte sincrnico basado en tramas periodicas de 125 microsegundos, GEM se basa en el estndar GFP (generic framing procedure ) de ITU-T, G7041 con modificaciones menores para optimizar PON, GPON es ms eficiente y permite a los operadores ofrecer servicios tradicionales (voz basada en TDM, lneas privadas), sin provocar cambios en las redes.

FUNCIONAMIENTO GPON: TRAFICO DOWNSTREAM: el OLT enva datos al ONT a travs de una longitud de onda (1490nm) empleando un cable de fibra ptica.//mediante un splitter pasivo la seal ptica entrante es dividida en varias seales de luz de salida para que el trafico del OLT sea distribuido // es una arquitectura puntomultipunto // el trafico downstream es enviado por broadcast ptico, la informacin es comn para todas las ONT's // TRAFICO UPSTREAM: las ONT envan trafico a las OLT a travs de una longitud de onda (1310nm) distinta, para evitar colisiones con el downstream // el Splitter pasivo acta como combinador en la direccin del trafico upstream, permitiendo que el OLT recolecte datos sobre la fibra y envi el trafico downstream // el trafico upstream se basa en TDMA que aseguran la transmisin sin colisiones desde el ONT hasta la OLT.

DOWNSTREAM: time division (TD) multiplexing, toda la data es transmitida a todas las ONT's // la lgica de cada ONT filtra la data de entrada en funcin del portID. UPTREAM: td/multiple acess(TDMA), OLT controla el canal U/S via asignacion de frames a las ONT's, //TDMA requiere medium access control (mac) en OLT = asignacion dinamica de ancho de banda. CONCEPTO FTTx: conocido como fibre to the X ( x= distintos destinos terminales)

FTTH(fiber to the home): se basa en la actualizacin de cables de fibra ptica y sistema de distribucion pticos adaptados a la tecnologa para distribucion de servicios avanzados, como triple play FTTB(fiber to the building): se basa en una sola terminal de red ptica (ONT) que llega hasta el edificio y compartida a los abonados FTTC(fiber to the curb=acera): la fibra llega generalmente hasta el armario ubicado en la calle hasta el usuario por medio de cobre o coaxial, se considera hibrida porque llega hasta el punto donde termina la instalacion optica y de ahi hasta el usuario con coaxial o cobre. FTTCcab=gabinete: similar a FTTC pero sirve a un mayor nmero de clientes, capacidad de proporcionar al usuario servicios con un gran ancho de banda FTTN vecindario: similar a FTTC llega hasta el barrio y desde all llegar al usuario por un medio de transmisin mas econmico como el cobre CONCEPTO DE FTTx:

DESCRIPCION DE LA TECNOLOGIA:

PON: permite ahorros en el tendido de accesos de fibra respecto de uno punto a punto // busca integrar soluciones Multiservicio a mejores tasas de transferencia // permite ancho de banda muy superiores a la red de acceso de cobre UN ENLACE GPON PERMITE: *velocidad de bajada 2.5gbps puerta pon *velocidad de subida 1.2gbps puerta pon *distancia mxima OLT-ONT 20kms *conexin de hasta 64 accesos. TECNOLOGIA INNOVADORA GPON:*mejora las capacidades de ancho de banda en el acceso satisfaciendo demandas *representa un cambio de disear la red de acceso y permitir crecimiento a menor costo *alternativa viable para satisfacer demandas.

APLICACION DE GPON A UNA RED CELULAR:

APLICACION DE GPON SOBRE RED DE VOZ+DATO: APLICACION DE GPON SOBRE RED DE VOZ+INTERNET: APLICACION DE GPON SOBRE RED DE VOZ+DATO+INTERNET: Wikiteka (2010) [Pgina Web en Lnea]. Disponible en: http://www.wikiteka.com/trabajos/cuarta-prueba-1/ Introduccin a las redes PON Una Red ptica Pasiva (PON) permite eliminar todos los componentes activos existentes entre el proveedor de servicios de telecomunicaciones y el cliente, introduciendo en su lugar componentes pticos pasivos para encaminar el trfico por la red. La utilizacin de estos sistemas pasivos -cuyo elemento principal es el dispositivo divisor ptico, tambin conocido como Splitterreduce considerablemente los costes de instalacin y mantenimiento. Las Redes PON representan la base sobre la que se estn construyendo las nuevas redes de acceso de banda ancha sobre fibra ptica en hasta el hogar. Esta nueva aproximacin tecnolgica es conocida como FTTH (Fiber to the home). Estructura de una red PON-FTTx Una red ptica pasiva es una red punto-multipunto formada bsicamente por:

y y y y

Sistema OLT (Optical Line Terminal Terminal ptico de Lnea) localizado en las instalaciones del operador. Red de fibra ptica monofibra con una topologa rbol-rama Divisor ptico (splitter) ONTs (Optical Network Terminal - Terminal ptico de Red), ubicadas en el domicilio del usuario.

La transmisin se realiza entre OLT y mltiples ONTs utilizando la red de fibra ptica comn. En esta red de fibra estn presentes los divisores pticos que son los responsables de encaminar la seal procedente de la OLT a cada una de las ONT.

Canal descendente En canal descendente una red PON utiliza la longitud de onda de 1490nm y se comporta como un sistema de envo punto-multipunto. En este entorno la OLT enva seales pticas que el divisor se encarga de distribuir a todas las ONT. Una vez que la informacin ha llegado a la ONT slo pueden ser abiertos aquellas unidades de informacin dirigidas a un usuario/ONT concreto. El resto de la informacin permanece cifrada. Canal ascendente En canal ascendente una PON se comporta siguiendo un modelo de comunicacin punto a punto. En l, cada ONT transmite contenidos a la OLT en 1310nm. Por esta razn es necesaria la arbitracin del uso del canal de transmisin segn uso modelos TDMA (Time Division Multiple Access) para que cada ONT enve la informacin en diferentes instantes de tiempo. Este control se realiza desde la OLT. Al mismo tiempo, todos los usuarios se sincronizan a travs de un proceso conocido como "Ranging". Ventajas de las redes pticas pasivasy Mayor ancho de banda para el usuario. La actual tecnologa GPON pueden ofrecer hasta 2,5 Gbps para cada 64 usuarios. Ya se estn trabajando en estndares que elevan este ancho de banda hasta los 10Gbps. y Aumento de la cobertura y calidad de servicio. Desde las instalaciones del operador es posible extender una Red PON hasta una

distancia de 20 km. Con tecnologas basadas en DSL se alcanzan -como mximo- 5,5 km. Por otro lado, las redes PON son inmunes a perturbaciones de origen electromagntico. y Ahorro de costes asociados al despliegue de red. Adems del ahorro que supone el empleo de fibra ptica frente al cobre, la topologa arbolrama de la red de fibra, junto al empleo de sistemas de trasmisin monofibra, reduce notablemente los costes de implantacin. Protocolos PON-FTTH ITU-T G.983 APON (ATM ((Asynchronous Transfer Mode) Passive Optical Network) o BPON (Broadband PON - Red ptica Pasiva de Banda Ancha) y ITU-T G.984 o GPON(Gigabit-capable PON): y IEEE 802.3ah o EPON(Ethernet PON) o GEPON y IEEE P802.3av o 10GEPON y WDM PON: Todava en definiciny o

ITU-T G.984 G-PON GPON (Red ptica Pasiva con Capacidad de Gigabit) es el protocolo PON ms extendido en las redes FTTH de Europa y Estados Unidos. Fue aprobado en 2003-2004 por la ITU-T bajo las recomendaciones G.984.1, G.984.2, G.984.3, G.984.4 y G.984.5. Objetivos de GPON Este estndar surgi con el fin de establecer nuevas exigencias a la red: Transporte multiservicio: Voz TDM, transporte sncrono SONET/SDH, Ethernet (10/100 BaseT), ATM, Multirate: Soporte de varios bitrate con el mismo protocolo, incluyendo velocidades simtricas de 622 Mb/s, 1.25 Gb/s, y asimtricas de 2.5 Gb/s en el enlace descendente y 1.25 Gb/s en el ascendente. Alcance mximo de 20 Km, aunque el estndar se ha preparado para que pueda llegar hasta los 60 km. OAM extremo a extremo. Seguridad del nivel de protocolo para el enlace descendente debido a la naturaleza Multicast de PON. El nmero mximo de usuarios que pueden colgar de una misma fibra es 64 (el sistema est preparado para dar hasta 128).

Caractersticas y Tcnicas Multiplexacin de la Informacin: Ambos canales de informacin (descendente y ascendente) viajan en la misma fibra ptica empleando diferentes longitudes de onda. Para ello se utiliza un esquema de multiplexacin WDM (Wavelength Division Multiplexing). Sentido Descendente TDM: Se utiliza tecnologa TDM (Time Division Multiplexing). Todos los datos se transmiten a todas las ONTs. Cada ONT filtra los datos recibidos y slo es capaz de acceder a aquellos datos que van dirigidos hacia ella. Es posible cifrar el trfico que se cursa entre OLT-ONT para que este sea inaccesible a segunda ONT modificada para comportarse como un espa. Sentido Ascendente TDMA: Se utiliza tecnologa TDMA (Time Division Multiple Access). La OLT controla el canal ascendente, asignando ventanas de tiempo de transmisin a cada ONT. Se requiere un control de acceso al medio para evitar colisiones y para distribuir el ancho de banda entre los usuarios. Es necesaria la perfecta sincronizacin de los paquetes ascendentes para que la OLT sea capaz de reconstruir la trama GPON. Por esta razn es necesario que la OLT conozca la distancia a la que se encuentra cada ONTs para tener en cuenta el retardo que sufre la informacin desde que parte del usuario. Identificacin de Usuarios: GPON dispone de un mecanismo que permite a la OLT identificar a cada una de las ONT presentes en la misma red de fibra. Por este motivo, cada ONT dispone de nmero de serie exclusivo que es conocido por la OLT. Configuracin Remota de las ONTs: Uno de los principales retos que resuelve la tecnologa GPON es la gestin remota del equipamiento de usuario. De esta forma se consigue un notable ahorro de costes derivados del mantenimiento ya que no es necesaria la intervencin en el domicilio del cliente. Para ello, dentro de la norma GPON se ha desarrollado un protocolo denominado OMCI (ONT Management and Control Interface). Este protocolo permite la configuracin remota de las ONTs. Para cada ONT se establece un canal de gestin entre OLT y ONT. Incluye gestin, rendimiento, monitorizacin de alarmas, fallos y prestaciones. El protocolo OMCI es uno de los aspectos fundamentales para garantizar la interoperabilidad entre fabricantes. Hay diversos mecanismos de transmisin de la informacin OMCI. Protocolos de Transporte: La norma GPON contempla dos posibilidades referentes a los protocoles de transporte que se pueden utilizar: ATM: es el utilizado por APON y BPON, por lo que es una solucin continuista.

GEM (GPON Encapsulation Method): se trata de un nuevo protocolo definido por la G.984s para utilizarse en GPON. Implementacin Multicast: Multicast es el protocolo utilizado para la difusin de televisin. No confundir con el servicio de video bajo demanda. Este protocolo, integrado en la ONT, OLT y descodificador, permite al usuario seleccionar el canal de televisin que recibe en cada momento. Problemtica de las redes PON y GPON Comparticin del medio por varios terminales Como hemos comentado anteriormente, el medio ptico en una red PON es comn y se emplean tcnicas de comunicacin punto multipunto. Este hecho tiene importantes implicaciones a la hora de definir cmo se arbitra el trfico en el canal ascendente. Por esta razn es preciso establecer un esquema de TDMA en el que la OLT es la encargada de arbitrar el momento en el que cada ONT puede emitir. En cada trama downstream se incluye un campo (BWMAPs) en el que se indica una referencia temporal para que cada ONT conozca cuando emitir datos. Esta referencia temporal es dinmica y variable, siendo la OLT la encargada de decidir las asignaciones de ancho de banda correspondientes a cada ONU siempre cumpliendo:y y

Cada ONT el ancho de banda en ascendente mnimo configurado. Latencia mnima y Roundtrip mnimo

Sin embargo, hay un grado de complejidad extra, la diferencia de referencia temporal que hay entre las diferentes ONTs:

y Cada ONT usa el momento de llegada del inicio de trama descendente como referencia temporal para sus asignaciones de ancho de banda. y Cada ONT puede estar a una distancia distinta de la OLT, el tiempo de propagacin OLT a ONT es diferente y de lo que deriva que la misma trama descendente llega en diferente instante temporal a cada ONT. y A su vez, cada trama ascendente que emita cada ONT tendr un tiempo de propagacin diferente.

Por las razones anteriores, se establece un proceso de Ranging que permite calibrar la distancia de cada una de las ONTs: Cada ONT recibe un tiempo de retardo que debe aplicar a la hora de comenzar a emitir en el canal ascendente para as evitar colisiones o errores en la lnea. Ese proceso de ranking es complejo porque requiere crear ventanas de silencio, medir el retraso de una ONT concreta y finalizar asignado ese retraso a la ONT.

La creacin, uso y respeto de las ventanas de silencio son puntos importantes a verificar para el buen funcionamiento de la Red GPON: Sin ello es imposible iniciar ningn proceso de negociacin. Por otra parte, un mal funcionamiento en el sistema de ventanas de silencio es muy difcil de diagnosticar desde los propios equipos ya que la semntica de un dato recibido depende del momento en que se recibe. Divisin de potencia y el Budget ptico La estructura de una red PON es la de una fibra que se va dividiendo en ms fibras usando divisores de potencia ptica o splitters. En este punto aparece el concepto de grado de splitting, definido como el nmero de divisiones que sufre la fibra hasta llegar a una ONT. El grado de splitting nos indica que porcentaje de la potencia ptica est llegando a una ONT.

Por ejemplo, supongamos una PON en la que hay un Splitter 1:16 y de cada ramal cuelga un Splitter 1:4. El grado de splitting es 64. Eso quiere decir que a cada ONT le llegar 1/64 de la potencia ptica emitida por la OLT (y viceversa, a la OLT le llegar 1/64 de la potencia ptica emitida por la ONT). Aadiendo las atenuaciones debidas a conectorizacin, fusin y la distancia en la fibra, resulta que la atenuacin en un circuito GPON puede ser muy elevada:y y

Grado de Splitting 1 a 64: Atenuacin aproximada: - 18.5 dB 20 Km de fibra: Atenuacin aproximada (1310 nm): - 6.5 dB

Atenuacin Total: -25 dB. Si suponemos que la sensibilidad de los mdulos pticos est alrededor de los 27 dBm y que la potencia de emisin puede estar alrededor de los 2dBm, esto deja un total de entre -2 dB a -4 dB de atenuacin permitida debida a conectorizacin o fusin. Interoperabilidad Uno de los retos el mercado del acceso de alta velocidad es el precio por abonado. Se han presentado las ventajas econmicas de un despliegue tipo PON. Sin embargo hay que tener en cuenta otro aspecto: El precio de la ONT o terminal de cliente. Con el objetivo de poder reducir el precio de la ONT es importante que cualquier OLT sea capaz de interactuar con cualquier ONT con independientemente del fabricante. Sin embargo, GPON tiene una serie de caractersticas que pueden dificultar la interoperabilidad de fabricantes por alguna de las siguientes razones: Implementaciones comerciales pertenecientes a versiones antiguas del estndar: Aunque actualmente se encuentra en un estado muy maduro, todava no hay una versin definitiva del estndar. Esto ha generado que los fabricantes early adopters, hayan implementado versiones del estndar que pueden diferir en gran medida de la actual. y Complejidad temporal del proceso de negociacin: Los proceso de descubrimiento y ranging son muy sensibles. Un retraso o adelanto de microsegundos puede significar que dos equipos no negocien. y Interpretaciones errneas del estndar: GPON es un estndar complejo y ha sufrido importantes evoluciones. Es fcil que distintos fabricantes interpreten el estndar de distinta manera ocasionando problemas irreconciliables en los procesos de negociacin. y OMCI, un estndar muy amplio: La capa de gestin OMC est pensada para configurar de manera remota todas las funcionalidades de una ONT. Adems, el estndar define un conjunto muy amplio de entidades OMCI que pueden combinarse de diferentes maneras para establecer los mismosy

servicios. Dos fabricantes pueden ser capaces de ofrecer los mismos servicios sobre GPON pero utilizar diferentes entidades OMCI. y Heterogeneidad entre Operadores: Cada carrier que despliega una solucin GPON elige un subconjunto de OMCI para desplegar sus servicios, esto significa que de hardware GPON personalizan implementaciones especficas de su capa OMCI para cada operador. Como se puede deducir, la interoperabilidad es un requerimiento importante en cualquier Red GPON. Cuando se presentan problemas de interoperabilidad, la identificacin de las causas representa un difcil reto de diagnstico que, por lo general, requiere una fuente de informacin y anlisis ajena a los fabricantes de hardware GPON afectados. GPON en el mundo real: Un mundo compartido Los marcos econmico, legal y tecnolgico en el que se producen los despliegues FTTH-GPON hacen de este un mundo un lugar compartido. Veremos por qu y la consecuencia: Escenario Objetivo de precio reducido por abonado: Necesidad de poder comprar los terminales de cliente ms baratos posible manteniendo un nivel de calidad. Consecuencia - Necesidad de interoperabilidad entre cualquier fabricante. - Cada fabricante: un enfoque OMCI distinto. - Componentes pticos de baja calidad que acortan el presupuesto ptico de la PON. Medio upstream compartido en una red PON. - Canal ascendente complejo. - Proceso de negociacin complejo. - Cualquier detalle puede alterar el proceso de negociacin Obligaciones regulatorias: Obligacin a los operadores de realquilar el servicio GPON a otros operadores. - Necesidad de interoperabildad entre terminales de distintos operadores. - Necesidad de verificar el funcionamiento de la PON y comprobar el cumplimiento de los SLAs contratados.

- En algunos casos no hay acceso de gestin a uno de los terminales, impidiendo diagnosticar un problema. - Necesidad de unificar la manera de establecer los servicios, Obligaciones Regulatorias: Obligacin a realquilar tramos de fibra dentro de los edificios de los abonados - Necesidad de diagnosticar el buen funcionamiento de esos tramos.

En general vemos que aparece la necesidad de poder diagnosticar cualquier problema en un sistema GPON desde los siguientes ngulos: Interoperabilidad: En los procesos de negociacin Interpretacin de los mensajes segn estndar Soporte de las mismas entidades OMCI Respecto de los parmetros temporales del protocolo. En la mayora de los casos sin poder acceder a uno de los terminales: Es necesaria una fuente de informacin directa desde la fibra. Independiente de fabricante: Que no deforme la informacin por interpretaciones errneas del estndar. Sin poder acceder a las instalaciones centrales: Porque pueden pertenecer a otro operador, y por lo tanto sin informacin de gestin directa. Sin poder acceder a informacin de primera mano o confiable: Porque ha sido generada por otro operador o competidor. Por ejemplo cumplimiento de servicios o SLAs. GPON Doctor Qu es GPON Doctor? GPON Doctor es un analizador pasivo independiente de fabricante del protocolo de FTTH GPON orientado al anlisis de Interoperabilidad: Analizador: Se conecta a un punto de la fibra de distribucin de una red FTTH GPON y: Captura datos a nivel de bit de la fibra tanto en downstream como upstream. Interpreta los datos almacenando toda la informacin de control del protocolo tanto a nivel OAM, PLOAM, OMCI Y DBA. Analiza los datos componiendo la situacin topolgica y mquinas de estados de los diferentes elementos que hay en la red: (ONTs/OLT)

Aplica una serie de reglas de evaluacin para identificar posibles negociaciones que no hayan seguido el protocolo ITU-T G.984.x. Pasivo: Captura datos de la fibra de manera transparente, no modifica ni intercepta los datos que se mueven por la red. Independiente de Fabricante: No est basado en ningn chipset de ONT/OLT de ningn fabricante. De esta manera sus resultados son independientes de implementaciones comerciales especficas. Protocolo FTTH GPON: Protocolo definido por la FSAN y utilizado actualmente en el despliegue de FTTH segn recomendacin ITU-T G.984.x. Orientado a Interoperabilidad: El anlisis de protocolo est orientado a encontrar posibles errores en la negociacin y transmisin entre dispositivos GPON debido al no cumplimiento del estndar. Es perfecto para evaluar implementaciones de elementos de red GPON y evaluar su interoperabilidad con dispositivos: Del mismo Fabricante Fabricantes distintos.

Caractersticas Tcnicas Generales Sistema de captura Hardware de captura de implementacin propia independiente de chipsets comerciales: Independizado de implementaciones particulares de fabricantes. Capacidad para pinchar de manera no invasiva una red GPON en cualquier punto. Sistema de sincronizacin de distancia: Calcula la distancia del analizador a la OLT y se sincroniza con el canal downstream y upstream. Capaz de captar datos de control de la red GPON tanto en upstream como dowsntream incluyendo: OAM DBRu-DBA PLOAM

OMCI Capturas de informacin de control de 30 a 60 minutos (Segn configuracin del equipo y tipo de trfico). Sistema de Anlisis CST-GGS (Cold Start Topology GPON Guess System) capaz de reconstruir la topologa de red a partir de los mensajes de control y negociacin: ONTs que cuelgan de la fibra intervenida. Estado de negociacin Mquina de Estados de cada elemento de red. PERB (Protocol Evaluator Rule Based): A partir de una captura y la deduccin de topologa aplica una serie de reglas de control que permiten: Detectar situaciones anmalas en la negociacin. Comprobacin del cumplimiento del estndar por parte de las ONTs OLT. Evaluacin de nivel Interoperabilidad entre dispositivos. Almacenamiento Las capturas se pueden volcar en el disco duro incorporado para su anlisis posterior. Las capturas se almacenan en formato binario. Capturas exportables a formato XML para ser utilizadas con otras aplicaciones. Las capturas se pueden volcar en un sistema de almacenamiento externo. Equipo Equipo autocontenido: No necesita teclado o ratn. Pantalla tctil de 11 de alta resolucin Sistema de almacenamiento interno. Acabado en Aluminio blanco o negro. Sistema Operativo Windows XP Embedded Diagnstico y anlisis OMCI Capaz de capturara toda la informacin OMCI en una PON para: Crear una composicin de estado de las entidades OMCI residentes en una ONT con el valor de sus atributos. Verificar que las entidades utilizadas estn definidas en el estndar y se usan correctamente. La capa OMCI y el soporte de las entidades de gestin OMCI en las ONTs es la principal fuente de problemas de interoperabilidad entre equipos GPON. Aplicaciones Herramienta fundamental en el despliegue de una nueva red GPON. Anlisis de incidencias y mal funcionamiento en una red GPON establecida Solucin de problemas de Interoperabilidad entre diferentes fabricantes GPON en la red de una Operadora Evaluacin del cumplimiento del protocolo en el desarrollo de OLTs/ONTs GPON Anlisis de protocolos sobre GPON desde el medio Ethernet

Casos de uso Test Interoperablidad GPON 984.x Verificacin del proceso de negociacin Verificacin del uso de las entidades correctas y de manera correcta. Cumplimiento de los parmetros temporales Deteccin de usos desactualizados del estndar Uso de mensajes no estndar. Deteccin del punto concreto en el que se detiene la negociacin Capaz de generar un informe con los errores detectados. Diagnstico de PONs problemticas Identificacin del Terminal que origina una incidencia Deteccin de errores en la lnea: FEC, CRC Diagnstico de situaciones de Prespuesto ptico sobrepasado. Acotar problemas en una PON GPON. Identificar que parte de la PON es la que origina el problema. Ayuda al saneamiento y monitorizacin de una PON Conocer el estado de la red y todos sus componentes (ONTs) A partir de los datos capturados puede realizar una interpretacin que permite conocer el estado de los elementos conectados a la PON. Telnet Redes Inteligentes (2011) [Pgina Web en Lnea]. Disponible en: http://www.telnet-ri.es/soluciones/acceso-gpon-y-redes-ftth/la-solucion-gpondoctor-a-la-interoperabilidad-gpon/ REDES GPON Es una red ptica pasiva (del ingls Passive Optical Network, conocida como PON) FTTH La tecnologa de telecomunicaciones FTTH (del ingls Fiber To The Home), tambin conocida como fibra hasta el hogar TECNOLOGIAS PON A-PON o ATM-PON (Redes pticas Pasivas ATM): Las especificaciones iniciales definidas para las redes PON fueron hechas por el comit FSAN (Full Service Access Network), el cual utiliza el estndar ATM como protocolo de sealizacin de la capa 2 (Enlace de Datos). GPON Gigabit-Capable PON (GPON): El principal objetivo de GPON es ofrecer un ancho de banda mucho ms alto que sus anteriores predecesoras, y lograr una mayor eficiencia para el transporte de servicios basados en IP. EPON Ethernet PON: Este sistema aplica los beneficios que trae usar la fibra ptica en el transporte va Ethernet. COMPARATIVA Standard Data Packet Cell Size Maximum Downstream Line Rate A/BPO N ITU G.983 53 bytes EPON (GEPON ) IEEE802ah 1518 bytes GPON ITU G.984 53 to

1518 bytes 10 GEPON IEEE P802.3av 1518 bytes IP; 2.4 Gbps, Broadcast; 5 Gbps Ondemand; 2.5 Gbps 2.5 Gbps WDM PON ITU G.983 Independent 622 Mbps 1.2 Gbps 2.4 Gbps 1-10 Gbit/s per channel Maximum Upstream Line Rate Downstream wavelength Upstream wavelength Traffic Modes Voice Video Max PON Splits Max Distance Average Bandwidth per User 155/622 Mbps 1.2 Gbps 1.2 Gbps 1-10 Gbit/s per channel 1490 and 1550 nm 1550 nm 1490 and 1550 nm 1310 nm ATM Ethernet or TDM TDM 1550 nm overlay/ IP 64 60 Km 40 Mbit/s 1550 nm Individual wavelength/chan nel Individual wavelength/chan nel Protocol Independent Independent 1550 nm overlay/ IP 16/100s 20 Km Up to 10 Gbit/s 1310 nm 1310 nm 1310 nm ATM Ethernet Ethernet ATM 1550 nm overlay 32 20 Km 20 Mbit/s VoIP 1550 nm overlay/IP 32 20 Km 60 Mbit/s VoIP IP 128 10 Km 20 Mbit/s ESTRUCTURA DE UNA RED PON Un mdulo OLT (Optical Line Terminal - Unidad ptica Terminal de Lnea) que se encuentra en el nodo central. Un divisor ptico (splitter). Varias ONUs (Optical Network Unit - Unidad ptica de Usuario) que estn ubicadas en el domicilio del usuario. GPON La Red ptica Pasiva con Capacidad de Gigabit (GPON o Gigabit-capable Passive Optical Network en ingls) fue aprobada en 2003-2004 por ITU-T (International

Telecommunication Union) en las recomendaciones G.984.1, G.984.2, G.984.3, G.984.4 y G.984.5. Todos los fabricantes de equipos deben cumplirla para garantizar la interoperabilidad. Se trata de las estandarizaciones de las redes PON a velocidades superiores a 1 Gbps CARACTERISTICAS Soporte de todos los servicios: voz (TDM, tanto SONET como SDH), Ethernet (10/100 BaseT), ATM. Alcance mximo de 20 km, aunque el estndar se ha preparado para que pueda llegar hasta los 60 km. Soporte de varios bitrate con el mismo protocolo, incluyendo velocidades simtricas de 622 Mb/s, 1.25 Gb/s, y asimtricas de 2.5 Gb/s en el enlace descendente y 1.25 Gb/s en el ascendente. Seguridad del nivel de protocolo para el enlace descendente debido a la naturaleza multicast de PON. El nmero mximo de usuarios que pueden colgar de una misma fibra es 64 (el sistema est preparado para dar hasta 128). TIPO DE MODULACION Sentido Descendente TDM Se utiliza tecnologa TDM (Time Division Multiplexing). Todos los datos se transmiten a todas las ONTs (el splitter es un elemento pasivo que simplemente replica los datos). Cada ONT filtra los datos recibidos (slo se queda con aquellos que van dirigidos hacia l). Tiene el problema de que el operador/usuario puede querer confidencialidad de los datos. Debido a esta confidencialidad se puede utilizar cifrado de los datos. Sentido Ascendente TDMA Se utiliza tecnologa TDMA (Time Division Multiple Access). La OLT controla el canal ascendente, asignando ventanas a las ONT. Se requiere un control de acceso al medio para evitar colisiones y para distribuir el ancho de banda entre los usuarios. Al ser el splitter un elemento pasivo, es necesaria la perfecta sincronizacin de los paquetes ascendentes que le lleguen, para que sea capaz de formar la trama GPON. Es por ello necesario que la OLT conozca la distancia a la que estn las ONTs para tener en cuenta el retardo. TRANSMICION DE DATOS ATM es una tecnologa de transmisin de datos digital, implementado como in protocolo de red por conmutacin de paquetes de tamao fijo, con la ventaja sobre IP o Ethernet en el aprovechamiento de las cualidades de la conmutacin de circuitos y de paquetes para la transmisin en tiempo real de la informacin, en un modelo de conexin orientada con el establecimiento de un circuito virtual entre los puntos de enlace previo al intercambio de datos. ELEMENTOS DE LA RED GPON Fibra ptica Como medio de transporte es una gua de onda dielctrica que opera a frecuencias pticas, que en su presentacin bsica de filamento est

formada por un ncleo central de vidrio o plstico y un recubrimiento del mismo tipo con un ndice de refraccin menor al que posee el ncleo. OLT (Optical Line Termination) Es el elemento activo situado en la central telefnica. De l parten las fibras pticas hacia los usuarios (cada OLT suele tener capacidad para dar servicio a varios miles de usuarios). ONT (Optical Network Termination) Es el elemento situado en casa del usuario que termina la fibra ptica y ofrece las interfaces de usuario. Actualmente no existe interoperabilidad entre elementos, por lo que debe ser del mismo fabricante que la OLT. Se esta trabajando para conseguir la interoperabilidad entre fabricantes, lo que permitira abrir el mercado y abaratar precios (situacin actualmente conseguida por las tecnologas XDSL) Buenas Tareas (2011) [Pgina Web en Lnea]. Disponible en: http://www.buenastareas.com/ensayos/Gpon/1721239.html GPON - Gigabit Passive Optical Network En el mundo de las telecomunicaciones ya no solo se trata del transporte de datos y voz, sino que se estn mejorando los servicios de telecomunicacin que implementando a los anteriores estamos hablando de las redes convergentes de banda ancha basadas en IP, la cual permite brindar servicios de transmisin de datos, voz, video, televisin interactiva y entre las tecnologas que est permitiendo esta convergencia es GPON la tecnologa de acceso mediante fibra ptica con arquitectura punto a multipunto. Las economas de escala y experiencia acumulada en el ncleo de la red, con elevados niveles de trfico sobre sistemas WDM (Wavelength Division Multiplexing), ha permitido que la viabilidad econmica de la fibra y los componentes pticos sea un hecho. Los servicios que se pueden emplear sobre una red de estas caractersticas son adems los mismos que se pueden ofrecer sobre la red mvil, gracias a la integracin que supone la introduccin de IMS (IP Multimedia Subsystem). La fibra ptica es el medio de transmisin ms avanzado y el nico capaz de soportar los servicios de nueva generacin, como televisin de alta definicin. Las principales ventajas de tener un bucle de abonado de fibra ptica son muchas: mayores anchos de banda, mayores distancias desde la central hasta el abonado, mayor resistencia a la interferencia electromagntica, mayor seguridad, menor degradacin de las seales, etc. Adems, la reduccin de repetidores y otros dispositivos supondrn menores inversiones iniciales, menor consumo elctrico, menor espacio, menos puntos de fallo, etc. La obra civil a realizar para el tendido de fibra puede verse reducido a partir de innovadoras alternativas; por ejemplo, NTT en Japn y Verizon en EEUU han empleado en algunos casos un tendido areo en vez de tendido subterrneo. Tambin cabe destacar la solucin de fibra soplada (blow fibre), mediante la cual la fibra es tendida sobre canalizaciones existentes a travs de pistolas de aire comprimido. Aunque tender fibra hasta el hogar pueda suponer una fuerte inversin inicial (CAPEX) sta podr ser rpidamente amortizada a travs de la

reduccin de los gastos de mantenimiento (OPEX) respecto a la infraestructura actual y a los nuevos servicios que se pueden ofrecer. Los Gobiernos de todas las naciones reconocen la necesidad de desplegar redes de fibra ptica para mejorar la competitividad de sus economas. Los principales operadores de telecomunicaciones del mundo, incluida Telefnica, tambin han comenzado el despliegue de GPON, la tecnologa de acceso de fibra ptica con arquitectura punto a multipunto ms avanzada en la actualidad, si bien no ser hasta el ao 2009 cuando arranque a toda mquina. Los principales suministradores de equipos de telecomunicacin ofrecen soluciones GPON (Alcatel-Lucent, Ericsson, Huawei, Nokia-Siemens, ZTE, etc.), lo que muestra el prometedor futuro de esta tecnologa emergente. CARACTERISTICAS DE GPON GPON ofrece una estructura de trama escalable de 622 Mbps hasta 2,5 Gbps, as como soporte de tasas de bit asimtricas. La velocidad ms utilizada por los actuales suministradores de equipos GPON es de 2,488 Gbps downstream y de 1,244 Gbps upstream. Sobre ciertas configuraciones se pueden proporcionar hasta 100 Mbps por abonado. La red de acceso es la parte de la red del operador ms cercana al usuario final, por lo que se caracteriza por la abundancia de protocolos y servicios. El mtodo de encapsulacin que emplea GPON es GEM (GPON Encapsulation Method) que permite soportar cualquier tipo de servicio (Ethernet, TDM, ATM, etc.) en un protocolo de transporte sncrono basado en tramas peridicas de 125 ms. GEM se basa en el estndar GFP (Generic Framing Procedure) del ITUT G.7041, con modificaciones menores para optimizarla para las tecnologas PON. GPON de este modo, no slo ofrece mayor ancho de banda que sus tecnologas predecesoras, es adems mucho ms eficiente y permite a los operadores continuar ofreciendo sus servicios tradicionales (voz basada en TDM, lneas alquiladas, etc.) sin tener que cambiar los equipos instalados en las dependencias de sus clientes. Adems, GPON implementa capacidades de OAM (Operation Administration and Maintenance) avanzadas, ofreciendo una potente gestin del servicio extremo a extremo. Entre otras funcionalidades incorporadas cabe destacar: monitorizacin de la tasa de error, alarmas y eventos, descubrimiento y ranging automtico, etc. ARQUITECTURA DE GPON La arquitectura de GPON es conceptualmente similar a la de (BPON, Broadband PON). Se han mejorado aspectos referidos a la gestin de servicios y a la seguridad pero, sobre todo, GPON ofrece tasas de transferencia de hasta 1,25 Gbps en caudales simtricos o de hasta 2,5 Gbps para el canal descendente en caudales asimtricos.

El blog del informtico (2008) [Pgina Web en Lnea]. Disponible en: http://blog-del-linformatico.blogspot.com/2008_10_01_archive.html Regenerador GPON-Extender 1:4 con mdulos pticos SFP GPON-Extender 1:4 es un repetidor optoelectrnico para ampliar el alcance de una red ptica pasiva GPON. Esta tarjeta usa el muestreo para la regeneracin de la seal y del reloj para transportar las lambdas en upstream (1310nm) y downstream (1490nm). Diagnstico digital Cuando la tarjeta se inserta en un chasis gestionado (MetroSAE/MiniSAE), es posible controlar fallos en la fibra y cambiar todos los parmetros pticos del amplificador ptico (potencia de RX, potencia de TX, temperatura, ganancia, etc.) Bajo factor de ruido Se evita aadir ruido en la fibra mediante el uso de regeneracin ptica en condiciones pticas, a diferencia de lo ocurre en otros regeneradores PON basados en implementaciones RSOA. Cuando el GPON EXTENDER de TELNET incluye un bloque de amplificacin, un filtro ptico limita el ruido de amplificacin en la lambda de 1550nm, sin afectar a los canales de 1310nm y 1490nm. Compatible con todos los parmetros PON Extender GPON es capaz de trabajar en todas las posibilidades definidas en el estndar UIT-T G.984.2. Probado contra los parmetros ms restrictivos

posibles: 32 bits de tiempo de guarda, 5 bytes de prembulo en modo "ranged". Regeneracin en cascada Es posible enlazar varios GPON Extenders para aumentar an ms el alcance de la red PON. Ejemplos de aplicacin Aumenta el alcance de una red GPON actuando sobre el primer o segundo nivel de splitting. Ampla tanto la seal de CATV en 1550nm como la seal digital de IPTV en 1550nm superpuesta sobre una red GPON. Aumenta el nmero de ONTs conectadas hasta 128 por la mejora de la seal en la red PON. Reduce el CAPEX en despliegues GPON suburbanos, reutilizando equipos GPON en lugares prximos.

WDM en la PON: Transceptores SFP intercambiables El GPON-Extender equipa transceptores SFP intercambiables, lo que aporta una gran flexibilidad a la hora de configuraciones en redes PON que utilizan lambdas no convencionales para implementar WDM sobre Trunk-PON. (Usando transceptores coloreados).

En el ejemplo que se muestra a continuacin se pueden ver 3 redes PON diferentes utilizando ventanas pticas y transceptores diferentes y compartiendo una misma fibra ptica mediante WDM. Al terminar la fibra ptica compartida de vuelve a dividir la seal en un multiplexor WDM y se manda la seal a un GPON Extender configurado para cada una de las lambdas utilizadas. Adems, el GPON Extender 1:4 permite 4 salidas totalmente regeneradas, con lo que se salva un nivel de splitting adicional que puede servir para maximizar el nmero de usuarios de la red PON.

Especificaciones Tcnicas Telnet Redes Inteligentes (2011) [Pgina Web en Lnea]. Disponible en: http://www.telnet-ri.es/productos/acceso-gpon-y-redes-ftth/gpon-extender14/

VIDEO

Youtube (2011). GPONDoctor 8000 [Video en Lnea]. Consultado el 27 de junio de 2011 en: http://www.youtube.com/watch?v=7Cl0yZQjASA