Hoy en día está muy extendido el uso de la fibra para conexiones domésticas (FTTH) ya que pueden alcanzar velocidades muy superiores a las alcanzadas a través del par de cobre con la tecnología ADSL, VDSL o VDSL2+.La conexión de fibra FTTH quiere decir Fibre-to-the-Home y básicamente consiste en enlazar los domicilios y la central de la operadora mediante un cable de fibra en vez del cable de cobre de teléfono tradicional. También existen las conexiones FTTB (Fiber To The Bulding) y FTTN (Fiber To The Node), que varían de acuerdo a los servicios  de cada prestadora llegando hasta el edificio o hasta un nodo del cliente  respectivamente.

Arquitectura GPON

A finales de los años 90 se empezó a desarrollar la tecnología PON (Passive Optical Network/ red Optica Pasiva) y dio lugar a varios estándares como APON, BPON, EPON y GPON.

Las operadoras hoy en día utilizan el estándar GPON.  que ofrece ventajas sobre el resto de las otras tecnologías ya que admite múltiples servicios a la vez.

GPON proviene del acrónimo inglés «Gigabit-capable Passive Optical Network» (Red Óptica Pasiva con Capacidad Gigabit).

Como es imaginable, el estándar GPON ha ido evolucionando con el tiempo y conforman un conjunto de recomendaciones (G.984.x del ITU-T) que describen las técnicas para encapsular la información, cómo gestionar la red, cómo transportarla, etc.

El enlace en una conexión GPON se hace mediante un dispositivo que se encuentra en la central de la operadora telefónica llamado OLT (Optical Line Terminal) y el dispositivo que se coloca en domicilio llamado ONT (Optical Node Terminal) o también ONU (Optical Network Unit).

Entre los extremos (OLT y ONT) se instalan unos divisores pasivos conocidos como splitters. Estos elementos se limitan a agrupar o desagregar las diferentes fibras pero no a amplificar la señal o a modificarla. Esto implica lógicamente que no hay consumo de energía en esta parte del tendido.

De esta manera en las centrales de las distintas operadoras telefónicas se encuentra alojado el OLT y mediante los diferentes splitters la fibra se va subdividiendo en más líneas hasta llegar a hasta el domicilio del usuario final donde se instala el ONT/ONU.  La energía en este caso se provee en ambos extremos.

En un esquema típico de una arquitectura GPON, la fibra que sale del OLT se va dividiendo a través de los splitters de primer nivel en nuevas redes de fibra. A su vez estas fibras se vuelven a subdividir en más fibras en los de segundo nivel y así sucesivamente hasta llegar al último punto de conexión que es el ONT que ese encuentra en el domicilio del abonado.

El despliegue de este tipo de red es muy barato ya que un OLT de una operadora puede dar servicio a muchos (en general y según el equipo alrededor de 64) ONTs a la vez

Esta tecnología como cualquier otra tiene sus ventajas y desventajas:

Ventajas de GPON

  • Permite conexiones de fibra de hasta 20 Km entre el OLT y el ONT. Esto es una gran ventaja ya que las antiguas conexiones xDSL sólo alcanzaban como máximo los 5,5 Km y la velocidad de la conexión caía rápidamente al incrementar la distancia. Este es el motivo por el que aquellos usuarios que vivían lejos de la central sufrían mermas en la conexión en comparación con la velocidad contratada a su ISP (proveedor de internet).
  • Anchos de banda muy grandesque permiten alcanzar hasta los 2,4 Gbps de bajada y 1,2 Gbps de subida. El incremento de velocidad respecto a las conexiones xDSL es notable.
  • También se pueden alcanzar los 2,4 Gbps simétricos pero habitualmente se utiliza el 2,4/1,2 Gbps.
  • No necesita equipos intermedios activosentre el OLT y el ONT. Simplifica mucho el despliegue de la fibra y permite topologías de red mucho más sencillas y baratas.
  • Gran reducción de costos para el operador porque permite el envío de muchos servicios a la vez por una misma conexión de fibra. Gracias a la multiplexación podemos enviar simultáneamente:
    • Voz (teléfono VoIP)
    • Datos (Internet)
    • TV y vídeo (Multicast). Podemos enviar televisión digital en alta definición  (IPTV), vídeo bajo demanda (VOD), broadcast analógico mediante RF, etc.
  • QoS(Quality of Service) para garantizar que cada usuario y cada servicio funcionen adecuadamente de acuerdo con su característica (telefonía IP, video, etc).
  • Seguridad: la información en una red de fibra viaja cifrada mediante unencriptado AES (Advanced Encryption Standard)  de difícil intervención.
  • La operatividad y el mantenimiento para las operadoras es también más sencillo ya que GPON cuenta con gestión remotadel equipo del usuario (ONT),  descarga de actualizaciones, parámetros de funcionamiento,etc.

 

Desventajas de GPON

Si bien las ventajas son mayores que los inconvenientes, no podemos ignorar estos últimos.

  • Los instaladores deben tener cuidado con los empalmes mecánicos para no sufrir pérdidas ni atenuaciones. Se requierepersonal calificado.
  • Debe tenerse cuidado con  los conectores sucios o dañados porque pueden originar innumerables problemas.
  • Identificar y corregir lareflexión tanto en el canal descendente (downstream desde el OLT al ONT del usuario) como en el ascendente (upstream desde el ONT hasta la centralita con el OLT).

 

 MULTIPLEXACION

La multiplexación consiste en combinar dos o más canales de información en uno solo. Hay muchos tipos de multiplexación pero GPON utiliza WDM (Wavelength División Multiplex) y quiere decir multiplexación por división de longitud de onda, es decir, multiplexa o superpone varias longitudes de onda en una sola fibra usando un haz de luz láser.

WDM es bidireccional y los datos de subida (upstream) y los de bajada (downstream) comparten la misma fibra, en nuestro caso enviaremos datos, voz y vídeo simultáneamente..

Vamos a ver las características de cada canal.

  • Downstream en GPON
    • Los paquetes son transmitidos desde el OLT en modo broadcastTDM (Time Division Multiplexing).
    • En TDMsiempre se está emitiendo con un periodo temporal fijo, independientemente de que haya datos disponibles o no.
    • Todos los datos se transmiten a todas las ONTsy los splitters se limitan a replicar los datos.
    • Cada ONT filtra los datosy se queda sólo con los que van dirigidos a su usuario. El resto de los datos son desechados porque corresponden a otros abonados.
    • Los datos van cifradospara que una ONT no pueda leer los datos de otro usuario.

 

  • Upstream en GPON
    • Los paquetes son enviados por el ONT en modo TDMA(Time División Múltiple Access).
    • Los datos van desde el ONT de cada abonado al OLT de la operadora. Los datos de todos usuarios de juntan en el splitter.
    • En TDMA el ONT sólo se transmite cuando es necesariopara que no se produzcan colisiones al enviar los datos al OLT.
    • El OLT es el que indica al ONT cuándo debe emitirpara que no se produzcan estas colisiones y debe saber la distancia de todas las ONTs para tener en cuenta el tiempo de llegada de cada una.

Esta es la tecnología que se viene instalando y coexiste con las instalaciones de par de cobre y coaxil aunque poco a poco terminará dominando el mundo de las prestaciones por sus ventajas competitivas y su versatilidad en la transmisión de datos.