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Jueves, 23 Nov 2017

Tecnología GPON - Características y Técnica

Indice del artículo
Tecnología GPON
Objetivos
Características y Técnica
Elementos
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Multiplexación de la Información

Tanto el sentido descendente como el ascendente viajan en la misma fibra óptica. Para ello se utiliza una multiplexación WDM (Wavelength Division Multiplexing).

Potencia y Alcance

El alcance de un equipo viene dado por la atenuación máxima que es capaz de soportar sin perder el servicio. La atenuación máxima soportada por un sistema vendrá dada por la potencia máxima garantizada por la OLT (Optical Line Terminal) menos la potencia mínima que es capaz de percibir la ONT (Optical Network Units). El estándar GPON define diferentes tipos de láseres (medidos en dBm):

OLT:

TIPO --------> Pot. Media Mín.
A -------------------> - 4
B+ -----------------> +1
C -------------------> +5

ONT:

TIPO ---------> Sensibilidad Mínima del Receptor
A -----------------------> -25
B+ ---------------------.> -27
C ------------------------> -26

Los fabricantes se han decantado por los láseres B+ por lo que la atenuación máxima que se puede asegurar para que funcione el servicio es 28 dB.

La atenuación de un nivel de splitting más los conectores es de unos 20 dB. Quedarían 8 dB para la atenuación de la fibra. Cada km son unos 0.4 dB, por lo que el alcance máximo sería de unos 20 km.

Sentido Descendente – TDM

Se utiliza tecnología 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 (sólo se queda con aquellos que van dirigidos hacia él). 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 tecnología 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 sincronización 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 están las ONTs para tener en cuenta el retardo.

Identificación de Usuarios

Todos los elementos situados entre OLT y ONT (fibra óptica, splitters, repartidores y conectores) son elementos pasivos (no requieren alimentación eléctrica). Esto implica que la OLT necesita un mecanismo que le permita identificar a cada uno de los usuarios que tiene conectados a una misma fibra.

Para ello se ha creado un elemento denominado número de serie de ONT, que debe estar configurado tanto en la OLT como en la ONT. La OLT debe tener un registro de los números de serie de ONT de todos los usuarios y a qué puerto pertenecen (de qué fibra cuelgan).

El número de serie esta compuesto por 8 bytes (64 bits). Los primeros 4 bytes identifican al fabricante y los 4 siguientes a la ONT propiamente dicha.

Para que sea más manejable, se suele convertir el número a ASCII (8 caracteres ASCII) o a hexadecimal (16 caracteres hexadecimales).

Configuración Remota de las ONT’S

Uno de los principales problemas que se ha intentado resolver en la tecnología GPON ha sido el conseguir gestión remota del equipamiento de usuario, ya que cada visita a casa del cliente supone un elevado coste económico. Esto permite reducir los costes derivados del OPEX.

Para ello, dentro de la norma GPON se ha desarrollado un protocolo denominado OMCI (ONT Management and Control Interface). Este protocolo permite la configuración remota de las ONTs. Para cada ONT se establece un canal de gestión entre OLT y ONT. Incluye gestión, rendimiento, monitorización de alarmas, fallos y prestaciones. El protocolo OMCI es uno de los aspectos fundamentales para garantizar la interoperabilidad entre fabricantes. Hay diversos mecanismos de transmisión de la información OMCI.

Protocolos de Transporte

La norma GPON contempla dos posibilidades referentes a los protocolos de transporte que se pueden utilizar:

  • ATM: es el utilizado por APON y BPON, por lo que es una solución continuista.
  • GEM (GPON Encapsulation Method): se trata de un nuevo protocolo definido por la G.984s para utilizarse en GPON.

A pesar de existir las dos posibilidades, los fabricantes se han decantado por implementar solamente la solución GEM. La pila de protocolos quedaría de la siguiente manera: Ethernet sobre GEM, y éste sobre TDM/TDMA

Implementación Multicast

Multicast es el protocolo utilizado para la difusión de televisión. No confundir con el servicio de video bajo demanda. Este protocolo, integrado en la ONT, OLT y decodificador, permite al usuario seleccionar el canal de televisión que recibe en cada momento.

GPON es una tecnología punto a multipunto, en el que todos los usuarios reciben la misma información, pero sólo que quedan con la que está dirigida a ellos. Si dos usuarios piden el mismo canal, ¿para qué voy a enviarlo dos veces si los usuarios reciben toda la información?

El estándar GPON se ha diseñado para que una parte de la trama GPON esté dedicada al tráfico 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 estén solicitando.