¿Por qué es tan popular la GPON en las redes FTTH?

¿Por qué es tan popular la GPON en las redes FTTH?

La red de acceso FTTH basada en la red óptica pasiva (PON, por sus siglas en inglés) es una arquitectura de red de punto a multipunto de fibra hasta instalaciones en la que se utilizan divisores ópticos sin alimentación para permitir que una única fibra óptica sirva para varias instalaciones, de 32 a 128. La red FTTH utiliza la baja atenuación y el alto ancho de banda de la fibra monomodo para proporcionar un ancho de banda mucho mayor que el disponible actualmente con las tecnologías de banda ancha existentes.

La red óptica pasiva con capacidad de Gigabit (GPON, Gigabit passive optical network) está definida por la recomendación de la serie G.984.x de la UIT-T. Puede transportar tanto tráfico Ethernet como tráfico ATM y TDM (PSTN, ISDN, E1 y E3). Representa un aumento de ancho de banda en comparación con la red óptica pasiva ATM (APON) y la red óptica pasiva de banda ancha (BPON, broadband passive optical network). La GPON soporta servicios triple-play, más ancho de banda y mayor alcance (hasta 20 km) y se puede aplicar en muchos escenarios, especialmente en las redes FTTx. Además, los clientes de GPON suelen ser hogares o pequeñas empresas; como la tecnología GPON puede entregar datos, voz y video IP, es adecuada y se utiliza habitualmente para la transmisión de fibra para el hogar (FTTH, fiber to the home). En la aplicación de FTTH, la red FTTH basada en PON es de punto a multipunto: una arquitectura de red donde se utilizan divisores ópticos sin alimentar para que una sola fibra pueda proporcionar conexión a 32-128 establecimientos. Este artículo se centrará en los componentes y la arquitectura de la red de acceso FTTH GPON.

Componentes de la red de acceso FTTH GPON

En una red de acceso FTTH GPON hay tres componentes principales: el terminal de la línea óptica (OLT; optical line terminal), el divisor óptico y el terminal de red óptica (ONT, optical network terminal).

Terminal de la línea óptica (OLT)

El OLT es un dispositivo que funciona como punto extremo del proveedor de servicio en una red óptica pasiva. Es un dispositivo de agregación de Ethernet activo que suele estar ubicado en un centro de datos o en la sala de equipos principal, es el motor que dirige el sistema FTTH. Un OLT convierte las señales ópticas en eléctricas y las presenta a un switch de Ethernet central. El OLT sustituye a múltiples switches de la capa 2 en los puntos de distribución. El OLT que distribuye la señal está conectado con el cableado de la red principal o el cableado horizontal a través de divisores ópticos que están conectados al terminal de red óptica en cada salida del área de trabajo.

Divisor óptico

El divisor óptico divide la potencia de la señal óptica. Es decir, cada enlace de fibra que entra al divisor puede dividirse en una cantidad determinada de fibras salientes. Habitualmente, tres o más niveles de fibras se corresponden con dos o más niveles de divisores, esto permite que cada fibra sea compartida por múltiples usuarios. El divisor óptico pasivo tiene las siguientes características: una amplia gama de longitudes de onda de funcionamiento, baja pérdida por inserción y uniformidad, pequeñas dimensiones y alta fiabilidad, además, soporta la política de supervivencia y protección de la red.

Terminal de red óptica (ONT)

El ONT se despliega en las instalaciones del cliente, está conectado al OLT por medio de fibra óptica, en este enlace no hay elementos activos. En la GPON, hay un transceptor en el terminal de red que es la conexión física entre las instalaciones del cliente y el terminal de la línea (en la oficina central).

Arquitectura de la red FTTH GPON

Con una topología de árbol, la GPON maximiza la cobertura con una cantidad mínima de divisiones de red, lo que resulta en una reducción de la potencia óptica. Una red de acceso FTTH está compuesta por 5 áreas: la de la red central, la de la oficina central, la de alimentación, la de distribución y la del usuario (instalaciones del cliente).

Red central

La red central incluye el equipo del proveedor del servicio de internet (ISP, internet service provider), la red telefónica pública conmutada (paquetes conmutados o el circuito heredado conmutado) y el equipo del proveedor de la tele por cable.

Oficina central

La función principal de este área consiste en «hospedar» (host) a la OLT y al marco de distribución óptica (ODF, optical distribution frame). También es responsable de proporcionar la potencia necesaria, a veces incluso contiene algunos de los componentes de la red central.

Red de alimentación

El área de alimentación se extiende desde la oficina central (CO, central office) hasta los puntos de distribución. Estos puntos (normalmente gabinetes en el exterior) se llaman terminales de distribución de fibra (FDT, fiber distribution terminal) y habitualmente alojan los divisores de nivel El cable de alimentación suele estar conectado en topología de anillo que empieza en un puerto GPON y termina en otro puerto GPON para proporcionar una protección tipo B (véase imagen de arriba).

Red de distribución

El cableado de distribución conecta el divisor de nivel 1 (dentro del FDT) con el divisor de nivel 2, el cual suele estar alojado en una caja montada en un poste que se llama terminal de acceso de fibra (FAT, fiber access terminal) y habitualmente está situada a la entrada del barrio.

Área del usuario

En el área del usuario, se conectan el divisor nivel 2 del FAT con las instalaciones de los suscriptores a través de cables de bajada. Para un mantenimiento fácil, normalmente el cable de bajada está terminado en la entrada de la casa del suscriptor/usuario con una caja terminal (TB, terminal box), luego, un cable de bajada para interiores conecta a la caja terminal de acceso (ATB, access terminal box), que se encuentra en el interior de la casa. Finalmente, un cable de conexión conecta la ONT a la ATB.

Resumen

Como hemos podido comprobar a lo largo de este artículo, la tecnología GPON tiene un papel importante en una red FTTH. Una arquitectura de red FTTH basada en GPON es fiable, escalable y segura. Al ser una red pasiva, no hay componentes activos entre la oficina central y el usuario final, por lo que se reducen notablemente el costo y los requerimientos de la red. La FTTH basada en GPON es una solución para proporcionar servicios de banda ancha compatible con futuras innovaciones.