separata redes de fibras opticas

7/26/2019 Separata Redes de Fibras Opticas

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UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLGICA DE LIMA SUR

FORMATO DE ELABORACIN DEL TEMARIO PARA ELEXMEN DE CONOCIMIENTOS PROFESIONALES

CARRERA PROFESIONAL : Ingeniera Electrnica y TelecomunicacionesASIGNATURA : Redes de Fibras pticasDOCENTE : Msc. Ing. Orlando A. Ortega Galicio

Redes DWDM

I.2 REDES DWDMI.2.1 Generalidades:Definicin.DWDM = Dense Wavelegth Division Multiplexing. La traduccin al castellano indica Multiplexacin Densa porDivisin en Longitudes de Onda. Es una tcnica de multiplexacin perteneciente a la familia de WDM (Wavelength

Division Multiplexing).Qu es WDM?Es una multiplexacin en el dominio ptico, que consiste en transportar simultneamente seales de luz dediferentes longitudes de onda (denominadas colores) por una misma fibra ptica.

Las diferentes seales de luz deben transportarse sin que interfieran unas con otras.Un diagrama de bloques general para WDM se puede representar de la siguiente manera:

WDM consta de tres tipos de multiplexacin definidos por la Unin Internacional de Telecomunicaciones en la

recomendacin G.671:

La definicin de cada una de ellas se basa en la separacin de sus frecuencias centrales.WWDM: Multiplexacin por divisin amplia de longitud de onda (Wide wavelength division multiplexing). Laseparacin entre longitudes de onda centrales es igual o superior a 50 nm.CWDM: Multiplexacin por divisin aproximada de longitud de onda (Coarse wavelength division multiplexing). Laseparacin entre longitudes de onda centrales es menor a 50 nm pero mayor a 1000 GHz (aproximadamente 8nmen tercera ventana y 5.7 nm en segunda ventana)

DWDM: Multiplexacin por divisin de longitud de onda densa (Dense wavelength division multiplexing). Laseparacin entre frecuencias centrales es igual o menor a 1000 GHz).Para efectos prcticos, los rangos de separacin (de frecuencias y longitudes de onda centrales) se hanestandarizado para CWDM y DWDM.Para CWDM la UIT define:


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con alcances entre 50 a 80 Km.

Para DWDM, la UIT define:

espaciamientos mayores (mltiplos enteros de 100 GHz). Asimismo, se pueden utilizar espaciamientos no uniformesentre canales.

ud de onda para los lseres: del orden de 0.1nm

los requisitos de estabilidad de frecuencia (CWDM no los necesita).

que se ha subdividido sucesivamente por factores de dos. Actualmente es muy utilizada la separacin de 50 GHz.

Las frecuencias (en THz) permitidas se definen de la siguiente manera:

a espaciamientos de canales de 50 GHz en una fibra: 193,1 + n 0,05

Donde n es un entero positivo o negativo incluido el 0Note que la divisin se hace en el dominio de la frecuencia.La frecuencia de referencia es 193.1 THz, que equivale a 1552.52 nm. Esta frecuencia es conocida como Kryptonline.El espectro utilizado para DWDM es la Banda C: 1530 1565 nm, pudiendo extenderse tambin hacia las bandas S yL.Se contempla un canal extra para supervisin aproximadamente a 198.5 THz. Este canal lleva el nombre de OSC(Optical Supervision Channel). Tambin se le denomina canal de supervisin fuera de banda.

WDM o TDM?

TDM es multiplexacin en el tiempo, donde las seales se ubican en las ranuras de tiempo asignadas.WDM se transmite simultneamente en los canales pticos asignados.

Por lo general, se utilizan de manera complementaria. Por ejemplo, DWDM en la capa ptica y cada unade las longitudes de onda se puede transportar individualmente como SDH.

CWDM o DWDM?

CWDM no est preparado para utilizar amplificadores EDFA.

CWDM utiliza canales mucho ms separados (20 nm frente a 0,4-0,8 nm) CWDM posee un rango de canales ms amplio, donde se puede utilizar todas las bandas.

DWDM posee un nmero de canales mucho mayor, al poseer menor separacin entre canales.

El uso de canales ms amplios en CWDM abarata en 4 5 veces el costo de los emisores lser respectoal DWDM.

DWDM ofrece la mayor capacidad posible al tener mayor cantidad de canales en la fibra.

DWDM ofrece el mayor alcance posible (en distancia) porque aprovecha la amplificacin EDFA (la cualpuede ser combinada con Raman).

Capacidades

Histricamente, las capacidades utilizadas para las longitudes de onda DWDM son mltiplos de 2.5Gbps.

Es as como se utilizan lambdas de 2.5 Gbps, 10 Gbps, 40 Gbps y 100 Gbps.

Es posible utilizar capacidades con otras velocidades (20 Gbps, 50 Gbps) de acuerdo al tipo demodulacin utilizado.


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En la actualidad se est realizando un despliegue masivo de lambdas de 100 Gbps. Al mismo tiempo, seestn realizando pruebas de campo y los primeros despliegues de lambdas con capacidades de 200 Gbps.

Los sistemas comerciales pueden llegar a tener 100 lambdas de 100 Gbps cada una, dando unacapacidad instalada de hasta 10 Tbps por cada par de fibras (y esta capacidad se va incrementandoconstantemente).I.2.2 Elementos de red:La arquitectura bsica de una red DWDM se muestra a continuacin.

Sistema sin regeneracin:

denominado transponder.

a seal tal como la recibieron.

terminales.

Sistema con regeneracin:canal ( lambda o frecuencia) individualmente.


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Tradicionalmente, para extraer o insertar una lambda en un nodo de la red WDM era preciso convertir todo aelctrico. Como se observa en la figura, para extraer el canal n en el Nodo B era necesario extraer todas las lambdas,separar la lambda seleccionada y luego volver a convertir las dems lambdas al dominio ptico.

Actualmente existen otros dispositivos capaces de realizar estas tareas de manera ms eficiente.OADM:

A continuacin se muestra un diagrama que introduce un elemento llamado Optical Add-Drop Multiplexer. EsteMultiplexor ptico de Insercin y Extraccin es un equipo ptico capaz de insertar o extraer lambdas de un sistemaWDM sin necesidad de realizar conversin pticaelctrica - ptica.

En el diagrama mostrado, los servicios transportados por la red DWDM admiten seales de routers (datos),multiplexores (SDH) y dispositivos de banda ancha (como switches de capa 2).El diagrama esquemtico de funcionamiento de un OADM se muestra a continuacin:

La insercin / extracin puede realizarse mediante diferentes tcnicas, como conexiones fsicas o el uso dedispositivos pticos.

ROADM:Es bsicamente un OADM Reconfigurable. La configuracin se puede realizar remotamente, dotando de dinamismoa la red ptica.

Toda reconfiguracin se puede realizar desde un centro de operaciones de red (NOC), minimizando la necesidadde personal en sitio para tareas fsicas.


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I.2.3 Componentes:Arrayed Waveguide Gratings (AWG). Arreglo de Rejillas de Guas de Onda.Son comnmente utilizados como multiplexores y demultiplexores en sistemas DWDM.

nica fibra. La salidaconsta de un grupo de fibras, cada uno de ellas transporta una longitud de onda distinta.

una nica fibra que transporta todas las seales que ingresaron.

La luz, compuesta por diversas longitudes de onda, ingresa en una fibra nica (1). Luego atraviesa un espacio libre(2). Posteriormente la luz viaja por un grupo de guas de onda de longitudes distintas, de modo que a su salidaexistir una diferencia de fases. Entonces la luz atraviesa un nuevo espacio vaco, generndose interferencias debidoa la diferencia de fases (4). En cada una de las entradas de las fibras que salen del dispositivo solo existir lapotencia ptica de una de las longitudes de onda de la seal original, pues las otras longitudes de onda se hananulado entre ellas (5).

Circuladores pticos. Son dispositivos de tres puertos que permiten direccionar las seales de luz que reciben.Su comportamiento se puede describir a partir de la siguiente imagen, que tambin constituye su smbolo.

La utilidad de este dispositivo se ver a continuacin en conjunto con la Rejilla de Bragg.Fiber Bragg Grating (FBG). Rejilla de Fibra de Bragg. Es un segmento de fibra ptica construido de manera querefleje unas longitudes de onda determinadas y transmita las dems.

Este efecto fsico se obtiene variando peridicamente el ndice de refraccin del ncleo de la fibra, generando as uncomportamiento de espejo para determinadas longitudes de onda.Una aplicacin tpica de la Rejilla de Bragg consiste en la posibilidad de formar OADMs y ROADMs como se muestraa continuacin.

Con dos circuladores y una Rejilla de Bragg se obtiene el comportamiento de un OADM o un ROADM.La seal DWDM entra al circulador de la izquierda por el puerto 1 y sale por el puerto 2. Como la lambda 4 es

reflejada por la Rejilla de Bragg, regresa al puerto 2 del circulador y sale por el puerto 3, extrayndose del sistemaDWDM.A continuacin se puede insertar una seal distinta aprovechando que la longitud de onda de la lambda 4 quedlibre. La nueva seal se inserta por el puerto 1 del circulador de la derecha. Sale por el puerto 2, es reflejada por laRejilla de Bragg y vuelve a entrar al puerto 2 junto con las dems lambdas. De este modo se insert en el sistemaDWDM sin necesidad de hacer conversiones ptico elctricoptico. La operacin se desarroll completamenteen el dominio ptico.


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Transpondedores.

Las actividades que realiza un transpondedor de transmisin en DWDM son las siguientes.

go de correccin de errores (FEC).

determinada longitud de onda (UITG.692).

En el lado de la recepcin las actividades son las mismas pero en orden inverso, de modo que a la salida del sistemaDWDM se entregue una seal gris, equivalente a la seal que ingres al sistema.Cabe mencionar que en los sistemas DWDM los transpondedores cumplen una funcin adicional: procesar el FEC,tal como veremos ms adelante.Multiplexores / Demultiplexores.Realizan la multiplexacin y demultiplexacin de las seales pticas, tomando como base elementos como los AWGvistos previamente. En el caso del multiplexor, Las n longitudes de onda generadas por los n transpondedores se multiplexan enlongitud de onda sobre una sola fibra para su transmisin en WDM.

Amplificadores.Es importante recordar que de las tecnologas WDM solo DWDM posee amplificadores. Los amplificadoresutilizados en redes DWDM son los EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) y Raman.La siguiente curva ejemplifica la ganancia de un amplificador EDFA.

Los amplificadores EDFA facilitaron el despliegue masivo de redes pticas con lambdas de 2.5 Gbps y 10 Gbps desdela dcada de los aos 90 del siglo pasado. Esto se debe a que permitieron vencer los problemas de atenuacin conun perfil de ganancia relativamente parejo. En la actualidad se suele complementar a los amplificadores EDFA conlos amplificadores Raman, que facilitan un mejor desempeo de las lambdas de velocidades superiores (como 40Gbps y 100 Gbps)

Atenuadores pticos Variables (Variable Optical Attenuators, VOA).Los sistemas DWDM utilizan estos atenuadores para ecualizar las diferentes longitudes de onda. Esto se hace paracompensar la no linealidad de la amplificacin, pues algunas lambdas reciben ms amplificacin que otras. Los VOApueden aplicarse a una lambda en particular o a un grupo de lambdas.La siguiente imagen ilustra el efecto de un VOA aplicado sobre una seal ptica compuesta por tres lambdas.


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I.2.4 Parmetros de Transmisin DWDM:Bandas pticas.La segunda y tercera ventanas de la fibra ptica se dividen en una asignacin de bandas que se muestra acontinuacin.

O: Original

E: Extended

S: Short bandC: Conventional band

L: Long band

CWDM es capaz de utilizar la totalidad de estas bandas.

Espaciamiento de Canal.Como vimos previamente, la UIT en su recomendacin G. 692 realiza una asignacin de frecuencias, conocidageneralmente como la rejilla UIT (ITU Grid).Gran parte de las redes desplegadas sigui tradicionalmente esta asignacin, aunque en la actualidad la crecientedemanda de trfico est impulsando desarrollos alternativos. Esto se debe a que las lambdas pueden necesitardistintos espaciamientos en el espectro dependiendo de su velocidad y la modulacin empleada.Actualmente ya se usan separaciones tales como 33 GHz o 66 GHz. ltimamente se han empezado a desplegartambin sistemas DWDM con separacin de 40 GHz.

Por otra parte, la tecnologa FlexGrid (rejilla flexible) propone realizar una asignacin ms eficiente del espectropara conseguir un mayor ancho de banda total. Desde este enfoque la separacin entre lambdas se flexibiliza, adiferencia de la rigidez de la asignacin actual.DWDM Unidireccional y Bidireccional.Desde el punto de vista de la direccionalidad, los sistemas DWDM se pueden clasificar en 2: Unidireccionales yBidireccionales.DWDM Unidireccional:

DWDM Bidireccional:ireccin

Para realizar una asignacin ordenada de las lambdas que sern utilizadas en uno u otro sentido, se suele dividir elespectro en dos mitades. La mitad con mayor longitud de onda (y por lo tanto menor frecuencia) se denominabanda roja. La mitad con menor longitud de onda (y mayor frecuencia) se denomina banda azul. El punto dereferencia entre banda roja y azul es la frecuencia 193.1 THz (1552.52 nm).

Tecnologas de modulacin: directa y coherente .Hasta los 10 Gbps la tecnologa de transmisin en un sistema DWDM estaba basada en OOK (On Of Keying). Estoimplica una secuencia de bits en los cuales los estados On-Off representan al 1 y 0. Las lambdas que utilizan OOKcon conocidas como lambdas de deteccin directa. Se continan utilizando ampliamente, sobre todo en redes cuyadistancia impide alcanzar velocidades superiores. El pulso de luz del lser de transmisin sigue una secuencia

OOK-NRZ es ms tolerante a los efectos de la dispersin. Por su parte, OOK-RZ reduce los efectos de las prdidas depotencia, pues un pulso ms pequeo disminuye el efecto conocido como ruido de disparo (shot noise) en losfotodetectores.


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La deteccin directa utiliza un fotodiodo que genera una corriente proporcional a la intensidad de la seal pticadetectada. Siendo una modulacin OOK, se generan los correspondientes 0 y 1.

Para velocidades superiores resulta ms ptimo el uso de otras tcnicas de modulacin. En la actualidad las msutilizadas son las modulaciones PSK y QAM. Las lambdas que utilizan estas modulaciones (o sus variantes) sonconocidas como lambdas coherentes. El desarrollo de velocidades superiores a 10 Gbps apunta en esta direccin,como veremos a continuacin.Modulacin coherente.

La transmisin a 40G es ms sensible que la de 10G a los siguientes efectos:

Por estas razones se desarrollaron modulaciones alternativas, como un medio de superar estas dificultades tcnicas:PSK y QAM. Estas modulaciones permiten incrementar la cantidad de bits transmitidos sin aumentar la cantidad desmbolos transmitidos (baudios).La modulacin PSK (Phase Shift Keying) se utiliza en dos variantes: BPSK (2 estados) y QPSK (4 estados).

Una tcnica muy utilizada actualmente es combinar la modulacin en fase con polarizacin. Es as que obtenemoslas modulaciones conocidas como DP-BPSK (Dual-Polarization Binary Phase Shift Keying) y DP-QPSK (Dual-Polarization Quadrature Phase Shift Keying). Se muestran respectivamente en la siguiente figura. Ntese que loscomponentes de la seal en doble polarizacin deben estar en 90 para no generar interferencias. Esta tcnica demodulacin tambin es conocida como Polarization Division Multiplexing, y permite duplicar el nmero de bitstransportados manteniendo la misma tasa de smbolos transmitidos (baudios).

De cara a velocidades superiores a 100 Gbps, la evolucin apunta a formatos como 16 QAM (Quadrature AmplitudeModulation).

En el lado del receptor, la deteccin de estas seales se realiza utilizando deteccin coherente. Esto significa que laseal recibida es comparada con una seal de referencia presente en el receptor. Este tipo de deteccin hace quelas lambdas que utilizan esta tecnologa sean denominadas lambdas coherentes.

Optical Signal to Noise Ratio. (OSNR)No toda la potencia que se transmite en un enlace ptico corresponde a la seal til. El siguiente diagrama ilustra elconcepto de OSNR.La presencia de amplificadores a lo largo del trayecto genera un fenmeno denominado Emisin EspontneaAmplificada, conocida como ASE por sus siglas en ingls (Amplified Spontaneous Emission).El ruido generado por la ASE se va incrementando en las sucesivas etapas de amplificacin. El grfico previo muestraque si la cadena de amplificadores mantiene una potencia total relativamente constante, el ruido se incrementa endetrimento de la seal. A mayor distancia disminuir la potencia de la seal y disminuir tambin la OSNR.Si la potencia de los amplificadores se mantiene constante, compensando la prdida de la seccin previa, se puedeindicar que el ruido total acumulado es aproximadamente igual al ruido de un amplificador multiplicado por elnmero de amplificadores.

Los Analizadores de Espectro ptico (OSA) son los equipos que nos permiten medir la OSNR. Estos equipos calculanautomticamente la seal para cada lambda.

Bit Error Rate. (BER)Como en todo sistema de telecomunicaciones, en DWDM el BER es un parmetro que nos permite determinar lacalidad de la seal cuando llega al receptor. Es habitual tomarlo en el equipo receptor en dos posiciones: Antes depasar por el FEC y despus de pasar por el FEC. Un FEC robusto permitir que una seal que en principio resultadbil se vuelva adecuada para una comunicacin de buena calidad.

En DWDM se suele utilizar un parmetro llamado Factor Q, que permite expresar el BER en decibelios. Se trata deun parmetro ampliamente utilizado en la industria. La frmula de conversin consiste en:

Donde Pre-FEC es el valor de BER antes de pasar por el FEC del transpondedor.


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La relacin entre ambos valores se puede ver en la siguiente tabla:

Para indicar que estamos hablando del Factor Q se suele expresar la unidad logartmica como dBQ. As se puedediferenciar de la potencia que se expresa en dBm. De este modo, a un BER de 1.00E-10 corresponde un Q de 16.07

dBQ.

Funcionamiento del FEC. (Forward Error Correct).La utilizacin del FEC en un sistema ptico requiere de un procesamiento electrnico en el transmisor y el receptor,concretamente en los transpondedores. En el transmisor se procesa la seal a travs de algoritmos matemticospara introducir bits adicionales dentro de la seal. En la recepcin, la seal se procesa con algoritmoscomplementarios que permiten detectar y corregir errores. De este modo, el sistema incrementa su tolerancia a loserrores que se presentan durante la propagacin de la luz.

En base a la informacin obtenida, el receptor decide si la seal que recibi fue un 0 o un 1.Existen 2 tipos de FEC.

firme: se le asigna a un bit determinado el valor de 0 o 1.

Redes pticas de Transporte G.709

I.3.1 Redes pticas de Transporte G.709: Principios generales, Realizacin de una red ptica, Estructuraestratificada de la OTN digital, Red de capas de la unidad de datos de canal ptico (ODU), Red de capas de la unidadde transporte de canal ptico (OTU), Red de capas del canal ptico (Ocho), Mutiplexacin por Divisin en el tiempoODU interconexin entre dominios diferentes, OTN multidominio.

Antecedentes:La Unin Internacional de Telecomunicaciones (ITU), se estableci oficialmente en la reunin que se lleva cabo de Pars en 1865, con el fin de estandarizar las redes de telgrafos, principalmente los temas quese trataron en esa reunin fueron, las interconexiones entre distintas redes e interoperabilidad de losequipo de los diferentes fabricantes. Desde entonces, la ITU ha trabajado en la estandarizacin de lossistemas de comunicacin que se han inventado; Telgrafo, telefona, radio, microondas, televisin,satlite, transmisin de datos (redes computadoras), internet, celular anlogo, fibra ptica, celular datos,ahora.

Qu es el ahora?:Con el continuo crecimiento del Internet, potencializado con las terminales inteligentes (telfonos

inteligentes y tabletas) y las redes inalmbricas de ltima generacin HSDA+ y LTE la redes actuales TDM(legacy), estn colapsando, muchas de la rede DWDM con lambdas 10Gbps, tiene una elevada utilizacinde la parrilla ptica ms del 75%.


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Como respuesta natural a esto, se han desarrollado tecnologas de transporte de mayor capacidad, comoDWDM con la ptica compensada con lambdas de 40Gbps, o las ms recientes, las llamadas tecnologascoherentes, con capacidades superiores.

Gracias a las tecnologas coherentes, y a los avanzados mtodos de codificacin y demodulacin, ahora sepueden lograr velocidades de transmisin de 100 Gbps o ms, por cada longitud de onda en un sistemaDWDM, y con menos requerimientos tcnicos sobre la fibra, evitando la utilizacin de compensadores dedispersin cromtica que incrementaban la atenuacin en el presupuesto ptico, permitiendo minimizar

el costo por Megabit del sistema, maximizando la infraestructura instalada.Para darnos una idea del incremento de capacidad que nos ofrecen las nuevas tecnologas coherentes,revisemos lo siguiente:En un sistema DWDM con lambdas de 10Gbps, tericamente podran transportar 88 lambdas con un totalterico de 880Gbps, sin embargo, debido a los efectos no lineales de la fibra ptica, en muchos casos solose pueden transportar hasta 40 lambdas, lo que hace al sistema con la capacidad real de 400Gbps. Con latecnologa coherente actual, se pueden transportar las 88 lambdas de 100Gbps (ya que las correccionesse realizan en la deteccin) lo que da una capacidad total de 8.8tbps, o con 44 lambdas de 400Gbps setendra una capacidad de 17.6Tbps, por un par de fibras pticas.En la dcada de los 90s, con las redes SONET/SDH se ha cubierto la demanda exigida, suministrandocapacidad requerida a las redes de comunicacin, con una proteccin muy calificada y soportando una

mezcla transparente y flexible de protocolos de trfico incluido IP, Fiber Channel, Ethernet, etc. Mientrasque el despliegue de las redes WDM (Mltiplexacin por divisin de onda) durante la dcada siguiente haservido, para incrementar el ancho de banda de las otras fibras existentes, con enlaces simples,escaseando severamente las capacidades de proteccin y de gestin inherentes a la tecnologaSONET/SDH.Sin embargo WDM ha seguido avanzando, contando actualmente con un nuevo y completo conjunto deElementos de Red (NE, Network Elements) como: amplificadores, conmutadores, multiplexadores ydesmultiplexadores pticos, los cuales introducen un subnivel en las redes WDM, con funcionales deO&M pero exige un monitoreo constante para garantizar la calidad del trfico libre. En otras palabras, enlas OTNs conformadas por sistemas WDW, se est aplicando las funcionalidades de Operacin,Administracin, Mantenimiento y Aprovisionamiento del SONET/SDH. As como La correccin de errores

hacia adelante (FEC del ingls, Forward Error Correction) que es un mecanismo de correccin de erroresque permite la correccin en el receptor sin retransmisin de la informacin original. Se utiliza ensistemas sin retorno o sistemas en tiempo real en donde no se puede esperar a la retransmisin paramostrar los datos.Esto lo logra, introduciendo en la Redes de Transporte ptica (OTN), el concepto de envoltura digital(Digital Wrapper- DW), con este concepto, (Digital Wrapper) toma la tecnologa SONET/SDH de unanica longitud de onda como un paso a las redes transparentes gestionables de longitud de onda demuchas longitudes de onda. Y FEC (Forward Error Correction)

Estndares:Los principales 4 estndares en los que se basan las redes pticas de alta velocidad 100Gbps o ms y que

son los estndares bsicos que sustentan estas tecnologas son:1.- ITU-T G.872) Relacionado a la arquitectura de la Red de transmisin ptica (OTN), y es sobre el que sefundamentan los otros 3 estndares.2 ITU-T G.694.1) Define la ocupacin del espectro ptico por canales o longitudes de onda que semultiplexarn, para ser transmitidos por el hilo de fibra ptica.3.- ITU-T G.709) Define las estructuras de las nuevas interfaces y capas para las Redes de Transmisinptica, OTN.

4.- IEEE- 802.3ba) Define las especificaciones de las interfaces y velocidades de lnea, as como laconformacin de los canales para tasas de transmisin de 100Gbps o ms para interfaces Ethernet.Recomendacin G.872. Arquitectura para Redes de Transmisin ptica

Hay un nmero importante de estndares dentro de la ITU que caen bajo la definicin de OTN (pticalTransport Network).En la parte digital, el estndar G.872, define a la arquitectura de la OTN que estcompuesta por: i) Canales pticos (Och), ii) Seccin de Multiplexacin ptica (OMS), y iii) Seccin detransmisin ptica, (OTS). Adems, describe la funcionalidad entre estos para que la OTN trabaje.


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En la G872, se definen 2 clases de interfaces: Interfaces Inter-Dominio (IrDI) y las interfaces Itra-Dominio(IaDI) con el objeto de garantizar la interoperabilidad y compatibilidad entre Redes y entre equipos(operadores y fabricantes). Ver figura 1.La interfaz Inter-Dominio (IrDI) fue definida como la funcin de procesamiento 3R, cuyo objeto es elgarantizar la interopebatividad entre redes (diferentes Operadores).La interfaz Intra-Dominio (IaDI) fue definida con el objeto de garantizar la compatibilidad entre redesdentro del dominio de un operador, lo que tambin puede interpretarse como compatibilidad entre

equipos (diferentes fabricantes).

Recomendacin G.694.1. Rejilla espectral para aplicaciones DWDM (Spectral grid for DWDMapplications).La G694.1. Define la estructura de la rejilla de espectro ptico para el uso de aplicaciones basadas enmultiplexaje por divisin de longitud de onda densa (DWDM)en su primera definicin el estndar solocontempla el uso de la rejilla fija, sin embargo con el advenimiento de los sistemas de ms de 100Gbps, laITU-T publico una actualizacin la cual concibe la posibilidad de aplicaciones DWDM con uso de rejillaflexible, lo que supone la posibilidad de utilizar tamaos de ranuras de la rejilla desde los 12.5GHz hastalos 100GHz de ancho espectral.Dado el espaciado del canal en GHz, el centro de frecuencia en THz, se tendr la distribucin de canales

de la siguiente forma con n enteros positivos, negativos incluyendo el 0.Separacin 12.5 GHz: 193.1 THz+n * 0.0125Separacin 25 GHz: 193.1 THz+n * 0.025Separacin 50 GHz: 193.1 THz+n * 0.05Separacin 100 GHz: 193.1 THz+n * 0.1En otras palabras, para una separacin de 50 Ghz, se puede obtener en la banda C, un total de 88canales; si la separacin es de 100 GHz, se pueden obtener 44 canales; si la separacin es de 25GHz sepueden obtener 176 canales y si es de 12.5 GHz, se pueden obtener 352 canales,

Recomendacin G.709.-Jerarqua de Red de Transporte ptica- (Hierarchy Optical Transport Network).La recomendacin G.709, define los requerimientos de interfaces de la Red de Transporte ptica OTN, y

define los estndares para el transporte transparente de servicios sobre longitudes de onda en sistemasDWDM; la cual es considerada como la jerarqua ptica de transporte (OTH). Del mismo modo se definelas estructuras de la trama, las tasas de transmisin y los formatos de conexin de trfico del cliente.La estructura de trama definida por el estndar G.709, est definida bsicamente, por 3 reas:

ODUk contiene el OPUk con bytes de OVERHEAD adicionales.

cin de entramadoEl sistema DWDM basado en redes pticas est conformado por canales que contienen las sealesdigitales del cliente. Este se denomina OTN OTUk.

El OTN OTUk es la seal digital en la longitud de onda, adicionalmente incluye el OVERHEA del OTUk parael canal ptico de Unidad de Datos (ODU, Optical Data Unit) en el nivel k determinado (ODUk) y el bloquepara revisin y deteccin de errores (FEC)La trama OTUk consiste en 4 filas de 4080 bytes, independientemente del nivel de k, cada ODUk contieneuna unidad de carga til de canal ptico (optical chanel payload unit) OPUk el cual lleva una o msODUks,

El nmero k, define la tasa de transmisin: 1 significa 2.5 Gbps, 2 significa 10.7 Gbps, 3 significa 43 Gbps,4 significa 111.8 Gbps, y 5 puede ser 4449.219 bps. La tabla 1 muestra la tasa de transmisin para cadauna de las jerarquas de la OTN. Para todos los casos desde las capacidades de OTU1 hasta OTU4, sontasas de trasmisin que sern conducidas sobre una sola longitud de onda.

La Visin OTNPropiedades de la OTN.Durante el desarrollo de la Recomendacin G.709 (Implementacin de la capa del Canal ptico) deacuerdo con lo requerido en ITU-T Rec. G.872 se dieron cuenta que la nica tcnica disponible en ese


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momento que pudiera garantizar la traza del Och asociado, as como proporcionar una evaluacin precisade la calidad de la seal digital del cliente, eran las tcnicas digitales.La meta de la OTN es poder hacer el transporte multiservicio de paquetes basado en el trfico depaquetes de datos y el legacy, mientras que la tecnologa DW (Digital Wrapper) permita acomoda lagestin no intrusiva y la monitorizacin de cada canal ptico asignado a una determinada longitud deonda. Por tanto el HOVERHEAD "wrapped " (OH) hara posible la gestin y el control de la informacin dela seal. La figura 5 ilustra como las capacidades de gestin de la OTN se realizan con la adicin decabeceras (OH) en varias posiciones durante el transporte de la seal cliente.

A la seal cliente se aaden varias secciones de OVERHEAD y se forma el Optical Chanel Payload Unit(OPU).

OVERHEAD es aadido al OPU formando el Optical chanel Data Unit (ODU)

OVERHEAD y el FEC formando la Optical Transport Unit (OTU).

OVERHEAD se crea el Canal ptico (OCh) el cual es transportado por un color(una longitud de onda)

OVERHEAD a cada unade ellas para poder tener la funcionalidad de gestin de la OTN.Las secciones Multiplexacin ptica y las secciones de Transmisin ptica se construyen usando un

OVERHEAD adicional junto con el OCh como se observa al final de la figura 5.Las capas bsicas de la OTN se hacen visibles en la estructura de transporte de la OTN y consiste del OCh,la seccin de Multiplexacin ptica OMS y la seccin de transmisin ptica OTS, como se ve en la figura 6.Esta estructura de capas en la OTN es similar a la estructura de capas utilizada en la tecnologaSONET/SDH.La OTN presenta muchas ventajas a los operadores de la red incluyendo:

Compatibilidad hacia atrs con los protocolos existentes

neracin 3R (a travs de diseos flexibles pticos de la red)El ltimo punto es de particular significado en cuanto a minimiza la complejidad de la red, lo que nos llevaa una reduccin de costos

Los estndares ITU-T G.709 para la OTN.El estndar ITU-T G.709, para la interface de los nodos de la OTN, define la IrDI (Inter-Domain Interface)de la OTN de la siguiente manera:

OVERHEAD en preparar la red ptica multilongitud de onda.

al Transport Unit).

Interfaces Inter-Dominio IrDI se definen en:

-redes con dos fabricantes distintos en el mismo dominio de un operador

-redes con equipos de un fabricante

Interfaces Intra-Dominio IaDI se definen en:-red

IEEE 802.3ba Task Force 2010Este estndar define los parmetros de control del medio de acceso (MAC) la capa fsica y parmetros degestin para la operacin del sistema de 40 Gbps y 100 Gbps. A diferencia de la recomendacin de la ITU

T G.709, en la cual se transportan los 40 Gbps, 100 Gbps en un solo canal del espectro ptico (sistemaserial), para el estndar IEEE 802.3ba el flujo de 40 Gbps y 100Gbps se transporta en forma paralela ydependiendo de la distancia, esta se puede transmitir en varios medios fsicos, separados o multiplexadosen uno solo (ejemplo fibra ptica).


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En Junio de 2010, el Task Force del Ieee802.3ba, liber el estndar para 40 Gbps y 100 Gbps lo quedenominaron 40 GE y 100 GE para diferenciarlos de 40 Gbps y 100 Gbps del ITU-T G.709.

Aunque los 2 organismos trabajaron al inicio de forma separada, posteriormente se realizaron trabajos enconjunto, de tal manera que las capacidades de 40 GE y 100 GE pudieran ser consideradas comointerfaces y tasas de transmisin admitidas en la arquitectura OTN como vlidas, como interfaces decliente. Es as como del trabajo conjunto dio su resultado en 2010 en donde, primero se liber el estndarIEEE 802.3ba en junio y posteriormente el grupo de trabajo SG15 liber el estndar G.709 para

velocidades de 40 Gbps y 100 Gbps.

Redes de conmutacin de paquetes pticos. Conceptos fundamentalesLas redes pticas de segunda generacin se consideran redes basadas en conmutacin de circuitos dadoque se basan en el establecimiento y liberacin de caminos pticos. Ante el crecimiento anual, desde1999, de la transmisin de datos sobre los servicios de voz, se plantea la posibilidad de que las redespticas dispongan de una capa ptica que tambin proporcione el servicio de conmutacin de paquetesen el domino ptico, de modo que la red de soporte a servicios basados en el establecimiento de circuitosvirtuales y servicios de tipo datagrama.Un equipo o fuente asociada a un nodo de entrada genera la seal de informacin que se convierte enuna serie de paquetes pticos que se envan a travs de los enlaces de fibra ptica de la red. Cada

paquete contiene un campo de datos o carga y una cabecera que incluye la direccin del nodo destino. Alllegar a un nodo o router intermedio se deben realizar varias funciones:Primero, se ha de separar la cabecera de la carga. La informacin contenido en los bits de cabecera seleen para determinar la direccin final del paquete. De acuerdo con la informacin almacenada sobre elestado de la red en las tablas de encaminamiento, se obtiene el puerto de salida y la longitud de ondaque asigna la carga. Mientras tanto, se almacena en memoria o buffer ptico. Determinada lainformacin de salida del paquete se ha de restituir la cabecera antes del envi al prximo router.

Los problemas que se encuentran a nivel de la tecnologa se resumen en los siguientes:1. La lectura y procesado de las cabeceras directamente en el domino ptico es factible para estructurasde pocos bits (1 2) pero la extensin a un mayor nmero de bits e incluso a cabeceras de varios bytes.

2. Otra dificultad reside en la eleccin tcnica de multiplexacin de cabecera y carga de paquetes pticos.Existen varias alternativas como la multiplexacin de cabecera y carga en el domino del tiempo o latransmisin de la carga empleando una portadora ptica junto con la cabecera multiplexada en dichocanal empleando una subportadora de radiofrecuencia.

3. Otra importante dificultad reside en el hecho que no existe posibilidad de implementar buffers pticosque sean fcilmente controlables que no se basen en lneas de retardo de fibra ptica.

En la actualidad se est investigando dispositivos y medios capaces de ralentizar la velocidad depropagacin de la luz, si bien los resultados obtenidos son preliminares sin aplicacin inmediatacomercial. As mismo se investiga la opcin ms conveniente para realizar la segmentacin de lainformacin, sin tener claro si se prefiere la conmutacin basada en paquetes (optical packet switching),etiquetas (optical label swapping) o rfagas (optical switching). Muchas de las funciones de control delnodo exigen unos requisitos difciles de implementar en el domino ptico.

Desarrollos futurosEn cuanto a la evolucin de las redes de comunicaciones pticas pasa por soportar las futuras demandasen el transporte de trfico IP. Ello es debido al desarrollo de dispositivos que permitan el procesamientode seales en el domino ptico. En esta lnea los actuales estudios se basan en un modelo de router deconmutacin de paquetes pticos basado en el paradigma de intercambio de etiqueta con capacidad deconmutacin de paquetes IP a 10 Gb/s. Estos routers incorporan la capacidad de procesar paquetes detamao variable.Las lneas de evolucin de redes pticas de se resumen en los siguientes aspectos, Redes pticas detercera generacinEl rpido incremento del trfico de datos requiere que las tecnologas completamente pticas seancapaces de conmutar a nivel de longitud de onda. En este sentido, la conmutacin de rfagas pticas y la


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conmutacin de paquetes pticos son dos tecnologas prometedoras para el transporte de trficodirectamente sobre redes pticas WDM.

En la conmutacin de rfagas pticas los paquetes son concatenados dentro de unidades de transportereferidas como rfagas, las cuales se enrutan a travs de la red de una forma completamente ptica.

La conmutacin de rfagas pticas permite un mejor aprovechamiento de los recursos y es ms

apropiada para el manejo del trfico a rfagas que las redes de conmutacin de circuitos pticos.Se considera la conmutacin de rfagas como un paso de evolucin intermedio entre la conmutacin decircuitos pticos y la conmutacin de paquetes pticos.La conmutacin de paquetes pticos genera una buena utilizacin de los recursos de red ya quefcilmente alcanza un alto grado de multiplexacin estadstica, es completamente compatible contcnicas de ingeniera de trfico y ofrece una configuracin dinmica de los recursos de red con unagranularidad muy fina a nivel de paquete.Se clasifican en dos categoras, ranuradas o sncronas y no ranuradas o asncronas.En una red sncrona todos los paquetes deben ser alineados a la entrada del router para poder serprocesados, los paquetes tienen un tamao fijo y se ubican junto con su encabezado dentro de unaranura de tiempo fija y de tamao superior al del paquete con el fin de proveer un tiempo de guarda

entre paquetes.En una red asncrona, los paquetes pueden tener el mismo tamao o pueden tener diferentes tamaos yno necesitan ser alineados a la entrada del router para ser procesados.Este hecho incrementa las posibilidades de la existencia de colisiones ya que el comportamiento de lospaquetes es ms impredecible y menos regulado ocasionando que en ciertos casos dos o ms paquetescon la misma longitud de onda puedan estar compitiendo por el mismo puerto de salida en el mismoinstante de tiempo.Por otro lado, las redes asncronas son ms fciles y menos costosas de construir adems de ser msrobustas y ms flexibles comparadas con las redes sncronas.En las redes pticas de tercera generacin la conmutacin de paquetes pticos convierte los paquetes IPa paquetes pticos IP en la entrada de un router de frontera siguiendo una topologa similar a la

presentada en redes MPLS (MultiProtocol Label Switching). Desde ese momento la transmisin y elenrutamiento de los paquetes dentro de la red se realizarn en el dominio ptico, asignndose unalongitud de onda a cada paquete y realizando el enrutamiento paquete por paquete con tiempos tpicosde conmutacin del orden de microsegundos. La Figura 15 muestra el entorno de red para IP/WDMbasado en conmutacin de paquetes.

Necesidad de una nueva plataforma de transporte de datosActualmente la mayor parte de las redes de datos pticas se sustentan en la transmisin de paquetessobre jerarquas digitales sncronas o plesicronas. Estos sistemas de transmisin, idealmente diseadospara el trfico telefnico, no son adecuados para la transmisin de datos, ya que la asignacin de anchode banda no es flexible y la cantidad del mismo destinado a cabeceras e informacin para la

configuracin de proteccin es muy grande. El encaminamiento de los datos debe hacerse previademultiplexacin de la seal, con lo que cada nodo de la red debe incorporar conversores opto-electrnicos y electro-pticos que los hace costosos y poco eficaces.Por otra parte la tecnologa WDM permite una gran flexibilidad en cuanto a sealizacin, monitorizaciny restauracin de red y parece lgico que la evolucin lgica de las redes sea la de transmitir paquetes IPdirectamente sobre WDM.En consecuencia, esta evolucin plantea que las funciones de enrutado y conmutacin deban realizarsedirectamente en el dominio ptico, dando lugar a redes transparentes o completamente pticas, cuyaventaja principal sera la independencia del formato y la tasa binaria. Esta mejora ya se ha conseguido envarias redes de segunda generacin basadas en WDM, donde la conmutacin y el enrutamiento deseales se realizan en funcin de la longitud de onda de la seal ptica sin conversin previa al dominio

elctrico. Este tipo de conmutacin, de naturaleza bastante lenta, slo es vlida para el establecimientode circuitos o rutas de reconfiguracin limitada (milisegundos, segundos, minutos), por lo que aunqueeste tipo de redes son un avance sustancial respecto a las redes actuales, el aprovechamiento del anchode banda que se hace es todava moderado, aunque mucho mayor que en las redes de primera


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generacin. As pues, la evolucin tiende a la introduccin de redes de transporte ptico que conllevarala simplificacin de la actual arquitectura de red IP/ ATM, SDH /WDM hacia una arquitectura IP/WDM.Las funcionalidades de red proporcionadas por las capas eliminadas tienen que asumirse Necesidad deuna nueva plataforma de transporte de datos

Actualmente la mayor parte de las redes de datos pticas se sustentan en la transmisin de paquetessobre jerarquas digitales sncronas o plesiocronas. Estos sistemas de transmisin,

idealmente diseados para el trfico telefnico, no son adecuados para la transmisin de datos, ya que laasignacin de ancho de banda no es flexible y la cantidad del mismo destinado a cabeceras e informacinpara la configuracin de proteccin es muy grande. El encaminamiento de los datos debe hacerse previademultiplexacin de la seal, con lo que cada nodo de la red debe incorporar conversores opto-electrnicos y electro-pticos que los hace costosos y poco eficaces.Por otra parte la tecnologa WDM permite una gran flexibilidad en cuanto a sealizacin, monitorizaciny restauracin de red y parece lgico que la evolucin lgica de las redes sea la de transmitir paquetes IPdirectamente sobre WDM.En consecuencia, esta evolucin plantea que las funciones de enrutado y conmutacin deban realizarsedirectamente en el dominio ptico, dando lugar a redes transparentes o completamente pticas, cuya

ventaja principal seria la independencia del formato y la tasa binaria. Esta mejora ya se ha conseguido envarias redes de segunda generacin basadas en WDM, donde la conmutacin y el enrutamiento deseales se realizan en funcin de la longitud de onda de la seal ptica sin conversin previa al dominioelctrico. Este tipo de conmutacin, de naturaleza bastante lenta, solo es vlida para el establecimientode circuitos o rutas de reconfiguracin limitada (milisegundos, segundos, minutos), por lo que aunqueeste tipo de redes son un avance sustancial respecto a las redes actuales, el aprovechamiento del anchode banda que se hace es todava moderado, aunque mucho mayor que en las redes de primerageneracin. As pues, la evolucin tiende a la introduccin de redes de transporte ptico que conllevarala simplificacin de la actual arquitectura de red IP/ ATM, SDH /WDM hacia una arquitectura IP/WDM.Las funcionalidades de red proporcionadas por las capas eliminadas tienen que asumirse entonces entrela capa cliente (IP) y la capa de transporte (WDM). En este contexto, la tecnologa MPLS aparece como un

complemento excelente, capaz de proporcionar las funcionalidades de ingeniera de trfico y calidad deservicio en la capa cliente, adems de un esquema verstil de encaminamiento basado en etiquetas, lascuales transportan la informacin de control asociado a cada paquete (destino, tamao del paquete,prioridad, tiempo de vida, etc.) con el fin de incrementar las funcionalidades y eficiencia de la red.Cada etiqueta solo tiene significado local, es decir, que en cada nodo se debe reescribir una nuevaetiqueta con la informacin de encaminamiento del paquete ptico para el siguiente nodo.Como el protocolo IP se basa en la conmutacin de paquetes, parece evidente que realizar unaconmutacin ptica a nivel de paquete simplifica notablemente la gestin global de la red.Por este motivo las tcnicas para realizar la transmisin del trafico IP en redes pticas se estnestudiando activamente, en particular, la investigacin y el desarrollo en las tcnicas de conmutacin depaquetes pticos para lograr la transmisin de paquetes por medio de procedimientos totonacos est

adquiriendo gran importancia, debido a los potenciales beneficiosen la velocidad de procesamiento, solidez de la implementacin, consumo de potencia de los circuitoselectrnicos, etc.Si bien un nodo de conmutacin de paquetes pticos tiene una configuracin similar a un routerconvencional (la etiqueta incluye la informacin correspondiente al destino del paquete, de esta formalos nodos de conmutacin de paquetes pticos pueden colaborar entre s para crear y actualizar de formaautnoma sus tablas de enrutamiento). Lo interesante del nodo ptico es que el procesamiento deseales en el dominio ptico minimiza la carga de circuitos electrnicos, caracterstico de la conmutacinde paquetes pticos, ya que la introduccin de procesamiento ptico se traduce en una mejorasignificativa en la eficiencia de la transferencia de paquetes y el aprovechamiento del ancho de bandautilizado, al evitar los

ConclusionesSe han descrito los elementos de las Redes pticas hasta la de tercera generacin, definiendo las redestodo pticas y las de conmutacin de paquetes pticos.


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Dentro de las capas clientes actuales se han esbozado las tecnologas SDH, PDH, ATM, IP, MPLS y GigabitEthernet. As mismo, se han detallado los componentes avanzados de estas redes, como los terminalespticos de lnea, filtros pticos, conmutadores y los conversores de longitud de onda.Se tiene, a modo de conclusin, los aspectos relativos a la evolucin futura de estas redes de transporteptico.

1) En el estado actual del arte existe la necesidad de desarrollar una nueva plataforma que soporte los

requerimientos actuales y futuros de la demanda de ancho de banda.2) Los nuevos routers para redes pticas de tercera generacin transportan paquetes IP a 10 Gb/s, 40Gb/s y 100 Gb/s basados en el intercambio de etiquetas a una velocidad de 155 Mb/s o velocidadessuperiores. Sus prestaciones dan medidas de calidad de seal a la salida del router, con una correctaoperacin en trminos de la separacin de la carga y la etiqueta mediante procesamiento ptico. Elestado del router se actualiza en trminos de longitudes de onda y puertos de salida.3) Experimentalmente se ha comprobado que las prestaciones del nodo, en el encaminamiento depaquetes de tamao variable, el procesamiento de los paquetes, se realiza a travs de la lectura de laetiqueta, la cual incorpora un campo que identifica el tamao del paquete que se est procesandoactualmente.

Redes de Acceso a Banda Ancha

Antecedentes.La arquitectura GPON consiste en una red ptica pasiva (PON) que permite a varios clientescompartir la misma conexin, sin ningn tipo de componentes activos, lo que se utiliza en este casoson los llamados splitters, que no es ms que un divisor pasivo que permite conectar hasta 32 o 64clientes por medio de la misma fibra ptica. A travs de los splitters se puede llevar la fibra ptica dealimentacin desde un terminal de lnea ptica OLT (Optical Line Terminal) ubicado en una central deservicio hasta el usuario final u ONT (Optical Network Terminal), a toda esta red de fibra se la llamaODN (Optical Distribution Network)

En una red GPON, se asigna una longitud de onda para el trfico de datos downstream (1490 nm) yotra para el trfico upstream (1310 nm). Adems, a travs del uso de WDM (Wavelength DivisionMultiplexing), se puede se asignra una tercera longitud de onda (1.550 nm) que est dedicada parael broadcast de vdeo en radio frecuencia (broadcast analgico, digital, alta definicin y vdeo bajodemanda), de este modo, el vdeo o seal de televisin puede ser ofrecido mediante dos mtodosdistintos simultneamente: RF (radio frecuencia) e IPTV (Internet Protocol Television).Esta revolucin tecnolgica en las telecomunicaciones ha provocado hoy en da que los serviciosbsicos de comunicacin (telefona, televisin e internet) se unifiquen y puedan ser brindados alusuario a travs de un medio nico de forma simultnea, esta convergencia de servicios a travs deun solo medio es llamada Triple Play y permite al usuario unificar recursos comunicacionalesutilizando una nica infraestructura de acceso, independientemente de la tecnologa o proveedor. El

servicio Triple Play es el futuro cercano para el desarrollo integral de los servicios detelecomunicaciones para usuarios masivos y corporativosEn Telecomunicaciones, el concepto Triple Play, se define como la convergencia de servicios de voz(telefona fija), banda ancha (comunicacin de datos o Internet) y televisin CATV (CommunityAntenna Television). Es decir, es la comercializacin de los servicios Telefnicos de voz junto alacceso de banda ancha, aadiendo adems los servicios de canales de Televisin y pago por evento(PPV o Pay Per View) a travs de una misma red basada en protocolos de comunicacin IP y otrosauxiliares, utilizando la misma infraestructura de red.La digitalizacin de la informacin generada por las aplicaciones Triple Play se codifica y se comprimepara que pueda ser fcilmente identificada por los equipos de transmisin y recepcin. El acceso debanda ancha a Internet requiere de la capacidad de procesamiento de datos digital, lo que significaque la informacin analgica se convierte en digital (codificacin) y, en algunos casos, se comprimepara ocupar menos ancho de banda. As, la voz, los datos y el vdeo pueden viajar por las redes enforma de bits y tener un tratamiento similar, independiente de cul sea la fuente de informacin,


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con transporte y enrutamiento realizado por los mismos equipos. Al final, ser el equipo de usuario,en recepcin, el que decodifique y vuelva la seal a su formato original.El servicio Triple Play es el presente y futuro cercano para el desarrollo integral de lasTelecomunicaciones, las empresas proveedoras de servicios relacionadas a cualquier tipo de envode informacin o transmisin de datos (empresas de telecomunicaciones, televisin por cable,televisin satelital, elctricas, etc.) han buscado la manera de unificar los diferentes servicios quebrindan de tal forma que el servicio telefnico, televisin interactiva y acceso a Internet se presentancomo todo en un mismo servicio. La diferencia que distingue a esta nueva categorizacin de

tecnologa consiste en que todos los servicios se sirven por un nico soporte fsico, ya sea cablecoaxial, fibra ptica, cable de par trenzado, red elctrica o bien medios inalmbricos.Adems el Triple Play posibilita un servicio ms personalizado al usuario debido a que el clientedispone de los servicios y contenidos que l desea utilizar en el momento idneo, se mejora lacalidad de los servicios llegando hasta los hogares con la nueva tecnologa digital y brindar nuevasposibilidades en telefona, as como un abaratamiento en el acceso a Internet.Adems el Triple Play posibilita un servicio ms personalizado al usuario debido a que el clientedispone de los servicios y contenidos que l desea utilizar en el momento idneo, se mejora la

calidad de los servicios llegando hasta los hogares con la nueva tecnologa digital y brindar nuevasposibilidades en telefona, as como un abaratamiento en el acceso a Internet

ASPECTOS TCNICOS.-xPON: Redes pticas pasivasEste salto tecnolgico que permite compartir eficazmente y sin perturbacin los datos de Internet, lavoz y el vdeo puede ser suministrado por proveedores de cable o empresas de telefona. Losproveedores de telefona entregan el servicio utilizando una combinacin de fibra ptica FTTH (FiberTo The Home) y xDSL (Digital Subscriber Line), valindose del primero cuando necesitan recorrergrandes distancias y del segundo en el ltimo tramo de la conexin tambin conocido como ltimamilla.

La tecnologa de telecomunicaciones FTTx (Fiber to the X) es un trmino genrico para designarcualquier acceso de banda ancha sobre fibra ptica que sustituya total o parcialmente al cobre delbucle de acceso. El acrnimo FTTx se origina como generalizacin de las distintas configuracionesdesplegadas (FTTN, FTTC, FTTB, FTTH), diferencindose por la ltima letra que denota los distintosdestinos de la fibra (nodo, acera, edificio, hogar). Se puede observar en la figura 1, una descripcinde las diferentes arquitecturas FTTx.

Entre las diferentes arquitecturas se encuentran:FTTH (Fiber to the Home, Fibra hasta el hogar).FTTB (Fiber to the Building, Fibra hasta el edificio).FTTN (Fiber To The Node, Fibra hasta el nodo).FTTC (Fiber To The Curb, Fibra hasta esquina).FTTP (Fiber to the Premises, Fibra hasta las instalaciones).FTTH - (Del ingls Fiber-to-the-home). En FTTH o fibra hasta el hogar, la fibra llega hasta elinterior o fachada de la casa u oficina del abonado.FTTB - (Del ingls Fiber-to-the-building o Fiber-to-thebasement). En FTTB o fibra hasta eledificio, la fibra normalmente termina en un punto de distribucin intermedio en el interior deledificio de los abonados. Se accede a los abonados finales del edificio o de la casamediante la tecnologa VDSL2 (Very high bit-rate Digital Subscriber Line 2) sobre par decobre.FTTN - (Del ingls Fiber-to-the-node). En FTTN o fibra hasta el vecindario, la fibra terminaen un gabinete en la calle, tpicamente en las inmediaciones del barrio o residencial.

FTTC - (Del ingls Fiber-to-the-cabinet o fiber-to-the-curb). Similar a FTTN, pero el gabineteest ms cerca del usuario, normalmente a menos de 300 metros.FTTP - (Del ingls Fiber-to-the-premises). Este trmino se puede emplear de dos formas:como trmino genrico para designar las arquitecturas FTTH y FTTB, o cuando la red defibra incluye tanto viviendas como pequeos negocios.


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TIPOS DE REDES PONAPON (ATM Passive Optical Network)Fue la primera red que defini la FSAN, (un grupo formado por 7 operadores de telecomunicacionescon el fin de agrupar las especificaciones para el acceso de banda ancha a las viviendas.), APON basasu transmisin en canal descendente en rfagas de celdas ATM (Modo de transferencia asncrona)con una tasa mxima de 155 Mbps que se reparte entre el nmero de ONUs que estn conectadas.

En canal descendente, a la trama de celdas ATM, se introducen dos celdas PLOAM para indicar eldestinatario de cada celda y otra ms para informacin de mantenimiento. Su inconveniente inicialera la limitacin de los 155 Mbps que ms adelante se aument hasta los 622 Mbps.

BPON (Broadband PON)Es un estndar basado en anterior (APON), pero con la diferencia que pueden dar soporte a otrosestndares de banda ancha. Originalmente estaba definida con una tasa de 155 Mbps fijos tanto encanal ascendente como descendente; pero, ms adelante, se modific para admitir, trficoAsimtrico: canal descendente -> 622 Mbps // Canal ascendente -> 155 MbpsTrfico simtrico: canal descendente y ascendente -> 622 Mbps.El aumento del ancho de banda demandado por los usuarios unido al balanceo del tipo de trficoexclusivamente hacia trfico IP, incidieron directamente en el desarrollo de una nuevaespecificacin que se apoyaba en el estndar BPON, altamente ineficiente para eltransporte de trfico IP, que mejorara utilizaba un procedimiento de encapsulacindenominado GFP (Procedimiento General de Segmentacin General Framing Procedure)que aumentaba la eficiencia de la arquitectura, permitiendo mezclar tramas ATM de tamaovariable. No obstante presentaban un coste elevado y limitaciones tcnicas.EPON (Ethernet PON)Este tipo de red se caracteriza porque transporta trfico nativo de red Ethernet en lugar delclsico trfico ATM. Se mejora el trfico IP, la seguridad y soporta mayores velocidades detransmisin de datos.

GPON (Gigabit PON)Es una evolucin de BPON, nos ayuda a mejorar la transmisin del trfico IP y ATMmediante celdas de tamao variable. Este nuevo estndar surgi con el fin de establecernuevas exigencias a la red:

Soporte de todos los servicios: voz (TDM, tanto SONET como SDH), Ethernet BaseT),ATM, F(10/100 rame Relay.

hasta los 60 km

trfico simtrico de 1.25Gbps y asimtrico de 2.5Gbps en sentido descendente y 1.25 ensentido ascendente

equipamiento de usuario ONT.

o a la naturalezamulticast de PON.

est preparado para dar hasta 128).

GIGABIT ETHERNET PASSIVE OPTICAL NETWORK GPONGPON, identifica una nueva tecnologa desarrollada para el transporte de datos por mediode la fibra ptica como objetivo especfico, valindose del protocolo Ethernet y variosestndares que se analizaran a en el mismo captulo, que permite desplegar redes deacceso a usuarios residenciales utilizando distribuidores pticos pasivos.


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La topologa utilizada es topologa rbol, conectando la OLT con las ONUs a travs dedistribuidores pticos pasivos

Este ancho de banda se reparte entre los usuarios finales, es decir el 2.5 Gbps se divideentre los receptores conectados a la ONU, para proporcionar desde la interfaz Ethernet elservicio que el cliente desee.Existen varios tipos de ONUs desde un solo puerto Ethernet, hasta 24 cuya principalaplicacin sera un edificio u oficina. La forma de distribuir el ancho de banda entre los

usuarios con trayectoria comn, es determinable y se la puede regular.

COMPOSICIN DE LA RED GPON.La red GPON prcticamente se compone de:

- OLT ) ubicado en la central.

Splitter

Varios Terminales de Red pticos (Optical Network Terminals) ONTs tambindenominados ONU (Optical Network Unit), los que se encuentran en la casa del usuario ypresentan las interfaces hacia los dispositivos que con los cuales se hace uso del servicio

ONT (Optical Network Unit)Cuyas siglas significan Unidad ptica de red, Equipo Terminal del Cliente en el sistemaGPON. Trabaja en conjunto con OLT y proporciona a los usuarios varios tipos de serviciosde banda ancha como son VoIP, HDTV, y video conferenciaInterconexin de la red GPONEl equipo OLT debe ser capaz de interconectarse con lasredes IP-MPLS o SDH, ya que actualmente son las redes ms utilizadas a nivel WAN. Parasoportar los servicios de vdeo es necesario realizar una conversin electro-ptica yamplificar la seal de vdeo RF a niveles pticos funcionales en la ventana de los 1550 m.Tambin es necesario implementar un equipo que permita combinar las longitudes de ondamediante la tcnica WDM, y de esta manera se distribuya una sola seal a nivel de acceso

para su entrega al usuario final. La figura 6 muestra un diagrama de interconexin generalde la OLT a la Red.

ODN (Optical Distribution Network)La ODN (Red de distribucin ptica) corresponde a un anillo de fibra ptica o cable feeder(alimentacin) que conecta la puerta principal y le da respaldo a los splitters primarios; y siel nivel de atenuacin lo permite, a travs de cables de distribucin se conectan splitterssecundarios para llegar a las ONT a travs de una caja de distribucin y cables drop oacometida.La ODN est compuesta por los ODF, terminales de los cables de FO feeder que estnasociados a la red GPON (ruta principal o de trabajo y ruta de respaldo o proteccin),

splitters primarios y secundarios con sus cajas de distribucin, cables de distribucin y porltimo los cables de acometida o cables drop que conectan las ONT. La ODN es pasiva, notiene elementos activos o energizados, la OLT y las ONT son las encargadas de inyectar lasseales pticas a esta red. En la figura 6, se muestra la composicin y ubicacin de la ODN,

El cable feeder corresponde al cable o grupos de cables que interconectan los puertos PONde la OLT con el splitter primario. El cable de distribucin corresponde al filamento de fibraptica que alimenta un splitter secundario, en el caso de edificios se recomienda utilizar fibrariser. Los splitters son elementos pasivos que dividen la seal ptica de entrada, splitterprimario es aquel que tiene ruta de respaldo, y splitter secundario es aquel que carece deruta de respaldo.

ESTANDAR GPON (Gigabit-Capable PON).El estndar GPON resulta de la mejora en varias de las caractersticas de lasrecomendaciones de redes basadas en la tecnologa PON. Bsicamente una red PON esuna tecnologa de acceso mediante la implementacin de una red de fibra ptica con


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elementos pasivos, es decir, que no requieren de alimentacin externa para sufuncionamiento al distribuir la informacin a travs de la red.

El propsito de tales componentes, es la reduccin del costo de equipos que van dirigidosdirectamente al usuario final. Aunque se suponga un elevado gasto por el tendido de fibraentre la central de servicio y el hogar del usuario, se puede considerar el hecho de que elmantenimiento compensar tal inversin gracias a la cantidad de servicios que se vayan a

ofrecer.GPON es una red ptica pasiva con capacidad de gigabit que permite manejar ampliosmrgenes de ancho de banda para prestar servicios a nivel comercial y residencial,mejorando sus prestaciones en el transporte de servicios IP y con una nueva capa detransporte diferente. El envo de la seal es en forma ascendente y descendente con rangosde 1.25 Gbps y 2.5 Gbps para el primer caso y de 2.5 Gbps para el segundo ya sea deforma simtrica o asimtrica llegando bajo ciertas configuraciones a entregar hasta 100Mbps por usuario.Entre las principales diferencias que se presentan sobre otros estndares, estn:

Soporte completo para voz (TDM Time Division Multiplexing, SONET Synchronous OpticalNetwork y SDH Synchronous Digital Hierarchy), Ethernet (10/100 Base T), ATM

(Asynchronous Transfer Mode).

establecidas.

principio a fin, en el manejo de los servicios.

en modo de radiodifusin para latransmisin en modo descendente heredado del estndar PON2.

RED GPON.

GPON cuenta con los mismos elementos de una red ptica pasiva (PON): OLT, ONT,splitters, etc.; estos elementos trabajan de la siguiente forma: la transmisin se realiza entrela OLT y la ONU que se comunican a travs del divisor, cuya funcin depende de si el canales ascendente o descendente. La operacin en el envo de la seal se cataloga en dossentidos, ascendente y descendente, para la primera se utiliza el protocolo de accesoTDMA, para combinarlas y hacer ms segura la transmisin ya que hay que recordar que setrata de una divisin pasiva o carente de fuentes de alimentacin, mientras que para lasegunda se aplica el esquema de radiodifusin (broadcasting).Cuando el canal es descendente, la red GPON funciona como una red punto-multipuntodonde la OLT enva una serie de contenidos que recibe el divisor y que se encarga derepartir a todas las unidades ONU, cuyo objetivo es el de filtrar y slo enviar al usuarioaquellos contenidos que vayan dirigidos a l. En este procedimiento se utiliza TDM ( TimeDivision Multiplexing) para enviar la informacin en diferentes instantes de tiempo.Cuando el canal es ascendente, la red GPON funciona como una red punto a punto dondelas diferentes ONU transmiten contenidos a la OLT. Por este motivo tambin es necesario eluso de TDMA (Time Division Multiple Access) para que cada ONU enve la informacin endiferentes instantes de tiempo, controlados por la unidad OLT. Al mismo tiempo, todos losusuarios se sincronizan a travs de un proceso conocido como ranging.

Las OLT a su vez son las encargadas de administrar y sincronizar el trfico que va hacia las ONT enmodalidad TDM; trfico que se transmite por la red ODN y se replica por todas las puertas de lossplitter que estn asociados a la puerta PON. As mismo, la OLT es la encargada de gestionar,sincronizar y administrar el trfico que viene desde las ONT en modo TDMA. Rfagas de trfico

sincronizado que permite compartir el canal de retorno por varias ONT. Una OLT est compuesta porun chasis, una tarjeta de ventiladores (fan tray), tarjetas de poder, tarjetas de gestin y control,tarjetas de uplink, y tarjetas de servicios. La interconexin de la ruta principal y respaldo de unsplitter primario a la OLT, se hace en tarjetas distintas.


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REDES METRO ETHERNET Y 802.3BA

Concepto de Metro EthernetLa Red Metro Ethernet, es una arquitectura tecnolgica destinada a suministrar servicios deconectividad MAN/WAN de nivel de capa 2 (L2), a travs de UNIs (User Network Interface)

Ethernet. Estas redes denominadas "multiservicio", soportan una amplia gama de servicios,aplicaciones, contando con mecanismos donde se incluye soporte a trfico "RTP" (tiemporeal), como puede ser telefona IP y video IP; este tipo de trfico resulta especialmentesensible a retardo y al jitter.La utilizacin de las lneas de cobre, garantiza el despliegue de un punto de red ethernet, encualquier punto del casco urbano, soportando el 100% de los servicios demandados por losproyectos de Smart City. Definimos Smart City (en castellano Ciudad Inteligente) comoaquella ciudad que usa las tecnologas de la informacin y las comunicaciones para hacerque tanto su infraestructura crtica, como sus componentes y servicios pblicos ofrecidossean ms interactivos, eficientes y los ciudadanos puedan ser ms conscientes de ellos. Esuna ciudad comprometida con su entorno, tanto desde el punto de vista medioambientalcomo en lo relativo a los elementos culturales e histricos.Las redes Metro Ethernet, estn soportadas principalmente por medios de transmisinguiados, como son el cobre y la fibra ptica, existiendo tambin soluciones de radiolicenciada, los caudales proporcionados son de 10 Mbit/s, 20 Mbit/s, 34 Mbit/s, 100 Mbit/s, 1Gbit/s y 10 Gbit/s.La tecnologa de agregacin de mltiples pares de cobre, permite la entrega de entre 10Mbit/s, y 10 Gbit/s, mediante la transmisin simultnea de mltiples lneas de cobre,adems, esta tcnica cuenta con muy alta disponibilidad ya que imposible la rotura de todaslas lneas de cobre y en caso de rotura parcial el enlace sigue transmitiendo y reduce elancho de banda de forma proporcional. La fibra ptica y el cobre, se complementan deforma ideal en el mbito metropolitano, ofreciendo cobertura total a cualquier servicio, adesplegar.

Los beneficios que Metro Ethernet ofrece son:metropolitano, en especial

gracias a la disponibilidad de las lneas de cobre, con cobertura universal en el mbito delurbano.

constituidos por mltiples pares de en lneas de cobre y los enlaces de Fibra ptica, seconfiguran mediante Spanning tree (activo-pasivo) o LACP (agregacin de enlace).

se simplifica las operaciones de red,Administracin, manejo y actualizacin.

Economa: Los servicios Ethernet reducen el capital de suscripcin y operacin de tresformas:

soluciones de Networking.

funcionamiento de la red.

banda ancha a menor costo.redes de conectividad mediante Ethernet permiten modificar y manipular

de una manera ms dinmica, verstil y eficiente, el ancho de banda y la cantidad deusuarios en corto tiempo.El modelo bsico de los servicios Metro Ethernet, est compuesto por una Red conmutadaMEN (Metro Ethernet Network), ofrecida por el proveedor de servicios; los usuarios accedena la red mediante CEs (Customer Equipment), CE puede ser un enrutador; Bridge IEEE


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802.1Q (switch) que se conectan a travs de UNIs (User Network Interface) a velocidadesde 10 Mbit/s, 20 Mbit/s, 34 Mbit/s, 100 Mbit/s, 1 Gbit/s y 10 Gbit/s.Los organismos de estandarizacin (IEEE, IETF, ITU) y los acuerdos entre fabricantes,estn jugando un papel determinante en su evolucin. Incluso se ha creado el MEF (MetroEthernet Forum), organismo dedicado nicamente a definir Ethernet como serviciometropolitano.

La Red de Metro Ethernet

Metro es simplemente el primer tramo de la red que conecta a los abonados y las empresasa la red WAN. Las diferentes entidades que reciben servicios Metro se compone de clientesresidenciales y empresariales, ejemplos de los cuales son grandes empresas, pequeaoficina/oficina en casa (SOHO), pequeas y medianas empresas (PYMES) y unidades demultiusuario (MTU).La porcin de la Metro que toca el cliente se llama la ltima milla para indicar el ltimo tramode la red del operador. Un trmino adecuado sera probablemente "la ltima frontera", yaque el ltimo tramo de la red suele ser el ms difcil y el ms caro de construir y es labarrera final para acelerar la transformacin del Metro en una red de datos de altavelocidad.

El Metro legado consiste principalmente en la tecnologa de multiplexacin por divisin detiempo (TDM), que est muy optimizada para la entrega de servicios de voz. Una red deMetro tpica legada consiste en equipos TDM colocado en el stano del edificio del cliente yoperador de telecomunicaciones. El equipo TDM consiste en multiplexores digitales (digitalaccess cross-connects o DACs), multiplexores SONET/SDH de insercin/extraccin(multiplexores ADM). Este escenario muestra la conectividad a los clientes empresarialesde redes on-net y off-net. Una red on-net es una red en la que la fibra llega al edificio y lacompaa instala un ADM en el stano del edificio y ofrece circuitos E3/OCN, E1 o paradiferentes clientes en el edificio. En este caso, los multiplexores digitales tales comomltiplex E1 o E3 o mltiples E3 a un circuito OCn que se lleva sobre el anillo de fibraSONET/SDH a la oficina central (CO). En una red off-net, en que la fibra no llega al edificio,la conectividad se realiza a travs de circuitos E1 de cobre o E3, que se agrupan en el COutilizando DACS.El funcionamiento y la instalacin de una red TDM pura es tedioso y muy caro deimplementar, porque TDM es una tecnologa muy rgida y no tiene la flexibilidad o laeconoma de escala con las necesidades del cliente. El coste de desplegar redes de metroes la suma de los gastos de capital en equipos y gastos operativos. Gastos defuncionamiento incluye el costo de la planificacin de redes, instalacin, operacin y gestin,mantenimiento y resolucin de problemas, y as sucesivamente. Lo importante es darsecuenta de que estos gastos operacionales podra alcanzar el 70 por ciento de los gastostotales de la compaa, lo que podra pesar mucho en la decisin de la compaa conrespecto a qu productos y tecnologas para instalar en la red El costo de llevar el servicio aun cliente tiene un efecto enorme en el xito de la entrega de ese servicio. Cuanto menos el

proveedor tiene que tocar las instalaciones del cliente y equipos CO para ofrecer un servicioinicial e incremental, la inversin alta para el proveedor se trasladara al cliente. Se requiereun nuevo cableado de cobre para cada nuevo enlace a implementar. Mientras ms enlacesexistan, ms dinero est gastando el proveedor en el cliente.El reto que las interfaces TDM tienen es que el ancho de banda que ofrecen no crecelinealmente con la demanda de los clientes, sino que crece en funciones escalonadas. Unainterfaz E1, por ejemplo, ofrece 2 Mbps; la funcin siguiente paso es una interfaz E3 a 34Mbps; la funcin siguiente paso es una interfaz OC3 a 155 Mbps; etc. As, cuando lasnecesidades de ancho de banda de un cliente exceden la tasa de 2 Mbps, el portador se veobligado a ofrecer mltiple N-E1 circuitos (E1) cliente o migrar a un circuito E3 y dar alcliente una porcin del E3. El efecto final es que la interfaz fsica vendida al cliente cambia,

y el costo del cambio tiene un impacto importante en tanto el proveedor como para elcliente.Pasar de una interfaz E1 a una N-E1 o E3/OCn requiere cambios en el equipo, en lasinstalaciones del cliente (CPE) para apoyar la nueva interfaz y tambin requiere cambios enel equipo de CO para dar cabida a los nuevos circuitos implementados. Esto ocurrir cada


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vez que un cliente solicita un cambio de ancho de banda para la vida de la conexin decliente. Servicios canalizados E1, E3, y canalizado OCn pueden ofrecer ms flexibilidad enel despliegue de incrementos de ancho de banda. Sin embargo, estos servicios tienen uncosto mucho mayor para la interfaz fsica y enrutadores. Este es uno de los principalesimpulsores de la proliferacin de Metro Ethernet como interfaz de acceso. Una interfazEthernet 10/100/1000 escala mucho mejor y tienen una fraccin del costo de una interfazTDM.

Ethernet y Metro EthernetLa tecnologa Ethernet hasta el momento ha sido ampliamente aceptada en lasimplementaciones empresariales, y millones de puertos Ethernet ya se han desplegado. Lasimplicidad de esta tecnologa permite escalar la interfaz Ethernet con gran ancho de banda,mientras que ms rentable que TDM. Estos costos y mtricas de rendimiento y facilidad deuso de Ethernet han motivado a los proveedores de transporte a utilizar Ethernet comotecnologa de acceso. En este modelo, el cliente recibe una interfaz Ethernet en lugar deuna interfaz de TDM.

El siguiente es un resumen de la propuesta de valor que una lnea de acceso Ethernetofrece en relacin con las lneas privadas TDM:

Ancho de banda Escalabilidad: El bajo costo de una interfaz de dispositivo de accesoEthernet tanto en el CPE y el equipo de acceso portador favorece la instalacin de unainterfaz ethernet de mayor velocidad que puede durar la vida til de la conexin del cliente.Basta con comparar el coste de tener una sola instalacin de una interfaz Ethernet 100Mbps frente a la instalacin de una interfaz E1 para el servicio de 2 Mbps, a E3 para elservicio de 34 Mbps, y un OC3 (155 Mbps) para el servicio de 100 Mbps. Una interfaz TDMofrece muchos cambios en la interfaz CPE, muchos cableado se despliega en lasinstalaciones del cliente, cada vez ms mdems y enrutadores.

Granularidad en Ancho de Banda: Una interfaz Ethernet puede aprovisionarse paraentregar anchos de banda escalables para la velocidad mxima de la interfaz (10Mbps,20Mbps, 34Mbps, 100Mbps, 1Gb/s, 10Gb/s. En comparacin, en un TDM los cambios en lajerarqua de funciones se hacen en pasos rgidos. Es importante sealar que la granularidadde ancho de banda no es una funcin especfica para Ethernet, sino que es especfico paracualquier interfaz de paquetes.

Provisioning: EL rpido despliegue de un servicio Ethernet resulta en un modelo operativodiferente en el que las lneas de paquetes objeto del arrendamiento se aprovisionan en lugarde lneas arrendadas de circuitos TDM. El modelo de aprovisionamiento de paquetes sepuede hacer mucho ms rpido que el modelo TDM legado porque aprovisionamiento sepuede hacer sin necesidad de cambiar los equipos de red y las interfaces.Aprovisionamiento es una simple funcin de cambio de los parmetros de software en el

sistema de gestin que hace que se pueda aumentar o disminuir el ancho de banda,establecer una conexin en cuestin de minutos, lo que proporciona disminucin de tempo ycostes.

Tecnologas y Servicios Metro EthernetEste captulo cubre los temas siguientes:

Los servicios Ethernet pueden tomar cualquiera de dos formas: un servicio minorista quecompite con los servicios privados tradicionales T1/E1 o un servicio mayorista donde unproveedor vende enlaces de alta capacidad ethernet a otros proveedores de servicio ms


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pequeos. En cualquier caso, los mltiples clientes comparten una misma infraestructura yequipamiento metro.Cundo la multiplexin y conmutacin es aplicada a un paquete, como en los casos depaquetes EOS (Ethernet sobre Sonet/SDH) conmutados, las cosas cambian. Los paquetesde clientes diferentes son multiplexados sobre el mismo enlace y el ancho de banda escompartido. Ninguna frontera fsica separa el trfico de un cliente de otro, slo fronteraslgicas. La separacin de trfico de cliente y tcnicas de encolamiento de paquetes tienenque ser usados para asegurar QoS. Mltiples funciones tienen que ser bien definidas para

ofrecer servicio:

compartida.mo identificar y aplicar QoS dado a un cliente particular.

en el caso de redes LAN transparentes.

En la presente parte se discutir la conmutacin L2 (Capa 2) bsica de ethernet para estarfamiliarizado con los conceptos de conmutacin ethernet. Entonces se pasan a discutirdiferentes conceptos de servicios Metro Ethernet tales como los definidos por el Metro

Ethernet Frum.

Conmutacin L2 BsicaLa conmutacin L2 permite a los paquetes ser conmutados en la red a travs de direccionesfsicas llamadas Media Control Access (MAC). Cundo un paquete llega al conmutador, sieste es conocido, el paquete es enviado hacia el puerto de salida por donde el conmutadoraprendi la direccin MAC destino.Los dos elementos fundamentales en la conmutacin Ethernet L2 son las direcciones MACy la LAN virtual (VLAN). El conmutador L2 referencia los terminales finales va la direccinMAC. Las direcciones MAC son nicas y se encuentran grabadas en el hardware de latarjeta de red. El administrador de red no puede asignar direcciones MAC debido a que

estas se encuentran grabadas en la memoria de solo lectura de las interfaces de losequipos de red.Ethernet es un medio broadcast. Si no consideramos por ahora el concepto de VLAN, unaestacin enva broadcast a todos los segmentos fsicos de la red LAN conmutada. Elconcepto de VLAN permite la segmentacin de la red LAN en entidades lgicas. El trficode la red se transporta dentro de cada entidad lgica o VLAN. Por ejemplo, un campusuniversitario puede tener mltiples VLAN una dedicada para la facultad, una dedicadapara los estudiantes y una tercera dedicada para los visitantes. El trafico broadcast dentrode cada VLAN est aislado de otras VLAN.La figura muestra el concepto de LAN ethernet usando un HUB (parte A) y un conmutadorethernet (parte B). Con el HUB ethernet todas las estaciones de la red LAN comparten el

mismo segmento fsico. Un HUB con 10Mbps de ancho de banda por ejemplo, permiteenviar trfico broadcast y unicast entre las estaciones que comparten el ancho de banda. Enla LAN conmutada se permite a cada segmento tener anchos de banda de 1Gb/s y la redLAN se divide en dos segmentos lgicos, VLAN 10 y VLAN 20. El concepto de VLAN esindependiente de las estaciones finales, es decir, la VLAN es definida en el conmutadorethernet. En este ejemplo, los puertos 1 y 2 son asignados a la VLAN 10 y los puertos 3 y 4son asignados a la VLAN 20. Cuando las estaciones A1 y A2 envan trfico, el conmutadoretiqueta el trfico con el nmero de VLAN asignada a la interface y toma la decisin deconmutacin basada en el nmero de VLAN. El resultado es que, el trfico en una VLAN esaislado del trfico de otras VLAN.

La conmutacin ethernet incluye los siguientes conceptos bsicos:Aprendizaje MACFloodingBroadcast y multicastTrunking


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Aprendizaje MACEl aprendizaje MAC permite al conmutador ethernet aprender las direcciones MAC de lasestaciones en la red para identificar por cual puerto se enviara el trfico. Los conmutadoresnormalmente mantienen las direcciones MAC aprendidas de las estaciones en una tabla.Las direcciones MAC aprendidas de la tabla son asociaciones MAC/VLAN/Puerto. En lafigura anterior (parte B) el conmutador ha aprendido las direcciones MAC de las estaciones

A1, A2, B1 y B2 en los puertos 1, 2, 4 y 3 respectivamente. Tambin conoce que los puertos1 y 2 estn asociados a la VLAN 10 y los puertos 2 y 4 estn asociados a la VLAN 20.

FloodingSi el conmutador recibe un paquete con una direccin MAC desconocida (que no seencuentra almacenada en la tabla), el conmutador reenva el paquete por todas susinterfaces que pertenecen a la misma VLAN asignada (menos por la interface por dondellego el paquete). Este mecanismo es llamado flooding. Todas las estaciones quepertenecen a la VLAN reciben el flooding, pero solo responder aquella estacin cuyadireccin MAC coincida con la direccin MAC destino del paquete que recibi originalmenteel conmutador. Despus el conmutador pasara a incorporar la direccin MAC descubierta en

su tabla.

Broadcast y MulticastEl broadcast suele ser usado para habilitar a los clientes descubrir recursos que estn en lared. Cundo un equipo final anuncia sus servicios a sus clientes, enva mensajes broadcasta la direccin MAC: FFFF FFFF FFFF, el cual significa "todas las estaciones." Los clientesfinales escuchan el broadcast y almacenan en sus tablas la direccin MAC del equipo.Multicast es un subconjunto de broadcast, una estacin enva trfico slo a un grupo deestaciones y no a todas las estaciones. Las direcciones broadcast y multicast son tratadascomo destinos desconocidos y son inundadas sobre todos los puertos dentro de un VLAN.

TrunkingEl trunking es una funcin para conectar dos conmutadores mediante dos cables en paraleloen modo Full-Dplex. As se consigue un ancho de banda del doble para la comunicacin entrelos conmutadores. Esto permite evitar cuellos de botella en la conexin de varios segmentos yservidores. Tambin nos permite transportar trfico entre estaciones de trabajo que pertenecen auna misma VLAN pero que se encuentran fsicamente conectadas a distintos conmutadores. Elprotocolo est definido en la norma IEEE 802.1ad

En la figura. Los conmutadores SW1 y SW3 tienen asignados el puerto de acceso 1 conVLAN 10 y puerto de acceso 2 con VLAN 20. El puerto 3 es un puerto de trunk que esusado para conexin con otros conmutadores de la red. Notar que SW2 (el del medio) no

tiene ninguno puerto en modo de acceso y est utilizado sus puertos 1 y 2 slo parainterconexin con los conmutadores 1 y 3.

VLAN TaggingEl estndar IEEE 802.1Q define como el paquete ethernet es etiquetado con un VLAN ID. ElVLAN ID est asignado por el conmutador y no por la estacin final. El conmutador asignaun nmero de VLAN a un puerto y cada paquete recibido en aquel puerto es etiquetado conun VLAN ID. Los conmutadores ethernet conmutan paquetes dentro de una misma VLANidentificando en las cabeceras de los paquetes los VLAN ID respectivos.

El paquete untagged ethernet consiste la direccin MAC del destino, direccin MAC origen, un

campo de longitud del paquete y el dato. El tagging 802.1Q se consigue insertado una etiqueta de 4bytes entre la direccin MAC del origen y el campo de tipo/longitud. Consiste de un campoTipo/Longitud de 2 bytes y un campo de informacin de control de 2 bytes. El campo Tipo/Longitudtiene el valor de 0X8100 para indicar que es un paquete 802.1Q tagged. El segundo campo indica laprioridad 802.1P y el VLAN ID. El campo 802.1P da al paquete Ethernet hasta ocho diferentes niveles


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de prioridad que pueden ser niveles de diferentes de servicio dentro de la red. Los 12 bits del VLANID permiten tener hasta 4096 nmeros de VLAN para distinguir el diferentes paquetes VLAN tagged.

El Protocolo Spanning TreeLa conmutacin L2 ethernet puede funcionar bsicamente con el aprendizaje de direccionesMAC y flooding. Si mltiples rutas existen hacia un mismo destino y el paquete tiene undestino desconocido, el flooding podra causar que el paquete sea retornado nuevamente alconmutador original causando un lazo llamado tormenta de broadcast. STP previene los

lazos en la red, bloqueando las rutas redundantes y asegurando que sola una ruta activaexista entre cada dos conmutadores dentro de la red. STP usa bridge protocol data units(BPDU), que se emplea para controlar los paquetes que viajan en la red e identifican queruta y que puertos deben ser bloqueados.

VCAT Virtual ConcatenationLa concatenacin virtual o VCAT (en ingls, Virtual Concatenation) es una tcnica demultiplexacin inversa usada para dividir un ancho de banda SDH/SONET en gruposlgicos, los cuales son transportados o enrutados de forma independiente. Existen otrastcnicas de concatenacin SDH/SONET como concatenacin contigua y concatenacinarbitraria.

VCAT es considerada la mejora primordial para voz optimizada sobre SDH/SONET, porsoportar el transporte de flujo de datos de bits variables. Otras mejoras recienteSDH/SONET incluyen LCAS y GFP. En relacin con LCAS y GFP, VCAT ofrece la ventajade dividir equitativamente el ancho de banda requerido entre un nmero establecido de sub-trayectos llamados Tributarios Virtuales (VT). VCAT est especificada en lasrecomendaciones ITU-T G.707 (2007) y G.783 (2006).VCAT es usado para dividir el ancho de banda SDH/SONET en grupos. Estos gruposvirtualmente concatenados pueden ser empleados para soportar diferentes clientes yservicios y facturarlos apropiadamente. VCAT trabaja a travs de la infraestructura existentey puede de forma significativa incrementar la utilizacin de la red por medio de ladistribucin efectiva de carga a travs de la red entera.

Ajuste Link Capacity (LCAS)La concatenacin virtual es una herramienta poderosa para agrupar de manera eficiente elancho de banda y la creacin de tuberas que coinciden con el ancho de banda requerido.Sin embargo, el requisito de ancho de banda cliente podra cambiar con el tiempo, lo querequiere que los tubos de SONET/SDH cambien de tamao. Esto podra causarinterrupciones en la red a medida que se agregan o se quitan ms canales SONET/SDH.Esquema de ajuste de la capacidad del enlace (LCAS) es un protocolo que permite a loscanales para cambiar el tamao en cualquier momento sin interrumpir el trfico o el enlace.LCAS tambin realiza comprobaciones de conectividad para permitir que enlaces fallidossean retirados y nuevos enlaces se aadan de forma dinmica y sin interrupciones en lared.La combinacin de EOS, VCAT y LCAS proporciona la mxima eficiencia al desplegarservicios Ethernet sobre SONET.

EOS usado como servicio de transporteEthernet sobre SONET/SDH por s mismo un servicio de transporte con una interfazEthernet, que se comporta similar al servicio de lnea privada tradicional con una interfazE1/T1, E3, DS3, o OCn. EOS ofrece lo que es comparable a un servicio de lnea depaquetes dedicada punto a punto. EOS es una tecnologa de "mapeo de paquetes", no unatecnologa de "conmutacin de paquetes", y no ofrece la multiplexacin de paquetes que senecesita para la agregacin y desagregacin de los servicios. Para entregar servicios dedatos conmutados mejoradas, es necesario introducir la funcionalidad de conmutacin de

paquetes en el equipo metro.La falta de multiplexacin de paquetes para el servicio de EOS y el hecho de que miles decircuitos punto a punto deben ser provisionados entre los clientes y la oficina central (CO)crea un problema en la agregacin de servicios en despliegues a gran escala. Cada circuitoEOS individual podra ser presentado como una interfaz Ethernet separado en el CO. Con


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miles de clientes a atender, el CO tendra que recibir miles de cables Ethernet individuales.Esto requerira un gran patch-panel y una pesadilla para el aprovisionamiento y el cambioentre circuitos.

Transporte EOSPor cada cliente, se ha aprovisionado una interfaz Ethernet, una interfaz Ethernet seextiende fuera de la XC en el CO, ya que el XC funciona a nivel de TDM, y cada circuitotiene que ser terminado de forma individual. Las interfaces Ethernet individuales se

conectan a un conmutador Ethernet que agrega el trfico hacia el enrutador del ISP. Estosignifica que si un edificio tiene 20 clientes, 20 circuitos diferentes tienen que seraprovisionada para ese edificio y tienen que ser terminado en el CO. Si el CO es compatiblecon 50 edificios, con 20 clientes por edificio, se tendr 1.000 circuitos TDM que tienen queser provisionados, y por lo tanto, 1.000 interfaces Ethernet tienen que conectarse en el CO.Este modelo es muy ineficiente y no escala bien en trminos de equipo o la direccin. El XCse conectara con interfaces Fast Ethernet fsicas, y la conectividad fsica es inmanejable. Lasolucin lgica para este problema es introducir tcnicas de agregacin dentro de laconexin cruzada utilizando Ethernet VLAN y agregacin de mltiples circuitos de Etherneta travs de una sola Gigabit o 10 Gigabit.La Figura muestra un ejemplo en el que el XC agrega los diferentes circuitos EOS travs de

una sola interfaz de Ethernet que se conecta a un conmutador de Ethernet. Para que estosuceda, la XC tiene que ser capaz de separar lgicamente los circuitos EOS individualescuando son presentarlos al conmutador Ethernet. Esto se debe hacer porque el trficoenviado desde el conmutador Ethernet al XC sobre el puerto GE necesita ser etiquetado conel ID de circuito de la derecha para llegar al destino correcto. Un mtodo es tener lasetiquetas XC circuitos individuales con un ID de VLAN antes de enviar el trfico alconmutador Ethernet.

Un beneficio obvio de un servicio de transporte que le da a cada cliente su propio circuito TDM esque al cliente se le garantiza el ancho de banda completo. Los proveedores metro que vendencircuitos SONET/SDH se han ocupado de este modelo desde hace aos y saben muy bien cmo

justificar los SLAs que venden. Cuando este modelo se usa con VCAT, que permite a los operadorespara adaptar el tamao del circuito a la necesidad del cliente, se pueden obtener una gran eficienciade ancho de

separata redes de fibras opticas

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