Este artículo brindará toda la información necesaria para crear una red GPON que funcione utilizando equipos y accesorios UFiber. También brindará detalles para planificar una red GPON a gran escala al tiempo que considera la potencia óptica, la distancia, la atenuación y la capacidad de ancho de banda.

Nota : Aplicable a todas las versiones de firmware de UFiber. Aplicable a los modelos: UFiber OLT y UFiber Nano G.

Introducción

La planificación ODN (red de distribución óptica) es fundamental para una implementación exitosa de GPON. Es esencial contar con un diseño de red bien planificado para garantizar que los CPE reciban una señal utilizable, permitan la capacidad de ancho de banda y el número de clientes en cada puerto GPON, y ahorren costos. Esto se hace equilibrando la potencia óptica, la distancia, la atenuación y la capacidad de ancho de banda. Después de seguir este artículo, comprenderá cómo diseñar su contabilidad de red GPON para estos diferentes factores y calcular la potencia óptica.

Componentes requeridos

Para una red GPON correctamente conectada, ya sea en un entorno de laboratorio o para una implementación real, se requieren algunos accesorios para conectar el UF-OLT a un UF-Nano G. Como mínimo, un SC / UPC a <cualquier> / APC single- se requieren cable de parche de modo, atenuador, <cualquier> / APC a cable de parche monomodo SC / APC y un divisor. Consulte más detalles en nuestro artículo UFiber GPON - Accesorios.

Conectividad básica
Para la topología básica, tendrá un enrutador como EdgeRouter Infinity, conectado con un cable DAC o Fiber utilizando módulos SFP +, que se conecta al puerto SFP + en el UF-OLT. Luego, utilizando el módulo UF-GP-B + suministrado, conectará un cable de parche de fibra monomodo UPC a APC a un PLC Splitter. En este punto, suponiendo que se proporciona la cantidad adecuada de atenuación utilizando un divisor o atenuador, al conectar un Nano G ONU al divisor de PLC con un cable de conexión de APC a APC, verá un indicador verde en la pantalla del Nano G que muestra conectividad. El rango de nivel de potencia óptica aceptable en la ONU es de -8 dBm a -28 dBm.

Atenuación

Nota: La atenuación es el factor más importante en el diseño de una red GPON y existen múltiples fuentes de atenuación discutidas en esta sección.

Nota: Importante: conectar un Nano G directamente al UF-GP-B + en el puerto PON del OLT puede dañar la óptica del Nano G y / o el OLT debido a que la potencia es demasiado alta. La potencia óptica aceptable para el Nano G es de -8 dBm a -28 dBm. La salida del módulo UF-GP-B + es ~ 3 dBm. Por lo tanto, debe haber atenuación para proporcionar un nivel aceptable en la ONU. Esto también es un factor en la óptica aguas arriba donde la salida de la ONU @ ~ 3 dBm sería demasiado alta y causaría daños al módulo UF-GP-B +.

En la siguiente sección, cubriremos el cálculo de la potencia óptica. En primer lugar, debemos familiarizarnos con las fuentes de atenuación para poder utilizarlas en el diseño de la red. Las fuentes comunes de atenuación en la fibra son la longitud, los empalmes, los conectores, los divisores y los atenuadores.

Longitud

~ 0.3 dB por Km en 1490 nm de frecuencia descendente

~ 0.5 dB por Km en 1310 nm Frecuencia de subida

La atenuación ocurre a lo largo de la distancia de una carrera de fibra por kilómetro (Km) y difiere en las frecuencias aguas abajo y aguas arriba. Los valores anteriores se usan en el cálculo para determinar la pérdida.

Empalme ~ 0.1 dB por Empalme

Cada empalme en una ejecución de fibra óptica representa ~ 0.1 dB, esto parece mínimo, sin embargo, como el recuento de empalmes en una sola carrera se suma, es importante considerar esta pérdida.

Conectores ~ 0.6 dB por conector

Cada conector representa una pérdida de ~ 0.6 dB en la ruta. Esto comienza desde el conector SC en el módulo UF-GP-B + y se agregan 0.6 dB para cada otro conector. Por ejemplo, esto comienza desde el conector SC en el módulo UF-GP-B +, el conector en el divisor, el conector fuera del divisor y el conector en la ONU.

Splitters

Los Splitters también son esenciales en una red GPON para conectar múltiples ONU y se pueden usar para su ventaja en el diseño de una red.  Aquí mostraremos la pérdida general de atenuación para cada proporción común de divisores, pero también incluiremos el cálculo que usamos para obtener estos valores.

Cálculo de atenuación del Splitter:

log10 (x) x 10 = Atenuación para cada split

Ejemplo para un Splitter 1:32: log10 (32) x 10 = 15.05 dB

Atenuación para relaciones de splitter comunes:

Atenuación del splitter 1: 2: 3.01 dB

Atenuación del splitter 1: 4: 6.02 dB

Atenuación del splitter 1: 8: 9.03 dB

Atenuación del splitter 1:16: 12.04 dB

Atenuación del splitter 1:32: 15.05 dB

Atenuación del splitter 1:64: 18.06 dB

Nota: Estos son valores generales de atenuación y cada proveedor de accesorios puede tener diferentes valores y generalmente están documentados con el producto.


Cálculo de niveles de potencia

Al diseñar su red de distribución de fibra, el objetivo es calcular toda la atenuación en cada ejecución de fibra para garantizar que, al conectar la ONU en las instalaciones del cliente, recibirá un valor Rx de -8 dBm a -28 dBm. También es importante que el OLT Rx de la ONU también esté dentro del mismo rango. Esta sección muestra el cálculo y la forma de calcular la potencia óptica que recibirá la ONU o la OLT.

La mejor manera de explicar esto es con un ejemplo. Como se muestra en la imagen siguiente, comenzando con la potencia de salida del módulo UF-GP-B + (+3 dBm), restaremos y daremos cuenta de todos los puntos de atenuación.

Viendo arriba que comenzamos con la salida 3dBm del módulo OLT UF-GP-B +, restamos los conectores, la distancia, el divisor y los empalmes, lo que nos da 19.45 dBm en la ONU que está dentro de -8 dBm a -28 dBm rango aceptable.

En la imagen a continuación, mostramos un cálculo muy similar comenzando con 3dBm en la ONU y restamos toda la atenuación regresando a la OLT. La única diferencia aquí es la diferencia en la atenuación en la frecuencia ascendente, 1310 nm (0,5 dB por Km) en lugar de la frecuencia descendente, 1490 nm (0,3 dB por Km).

Nota Importante: los módulos de Clase B + como el UF-GP-B + tienen una pérdida mínima de -8 dBm y una pérdida máxima de -28 dBm. Todas las señales deben estar en este rango. A diferencia de cuando se conecta un equipo airMAX cuando puede obtener un bajo rendimiento con una señal débil, con GPON si la señal Rx está fuera del rango especificado no habrá rendimiento. Además, el ancho de banda no aumentará con un mejor valor de potencia óptica. Piense en esto como "encendido" cuando está dentro del rango o "apagado" cuando está fuera del rango. El Nano G tiene una pantalla incorporada que muestra los niveles de potencia óptica de ambos Rx y Tx para ver fácilmente si el nivel está en el rango aceptable.

Planificación de la capacidad frente a la cantidad de clientes

Al planificar su red, es importante planear para futuros clientes y calcular el ancho de banda disponible en cada puerto PON en comparación con el número de clientes. A menudo hay una combinación de muchos clientes que requieren un ancho de banda relativamente bajo de alrededor de 50 a 100 Mbps y una cantidad menor de clientes que requieren un ancho de banda de 500 Mbps a 1 Gbps.

Ejemplo de capacidad de ancho de banda más alta: para mayor capacidad de ancho de banda, la conexión de una sola ONU a un solo puerto PON podría proporcionar un único cliente a 20 km de distancia con el ancho de banda completo del puerto PON. Tenga en cuenta que cada uno de los ocho puertos PON en el UF-OLT puede proporcionar 2.488 Gbps en sentido descendente y 1.244 Gbps en sentido ascendente. En el caso raro de que se utilice una sola ONU en un único puerto PON, tenga en cuenta que el ancho de banda estará limitado por el puerto de cobre LAN de 1000 Mbps en la ONU.

Ejemplo de mayor recuento de clientes: para mayor capacidad de clientes. Un divisor de PLC con una relación de 1: 128 conectada a un puerto PON podría proporcionar 128 clientes con ancho de banda igual de aproximadamente 19 Mbps de descarga y 9 Mbps de carga cuando los clientes estén todos dentro de ~ 8 km.

Nota: la distancia aquí se reduce desde el máximo de 20 km a 8 km debido a la relación de pérdida de atenuación del divisor, la longitud de la fibra, los conectores y los empalmes. La distancia puede variar cuando se conectan en cascada múltiples divisores para dar el mismo ancho de banda a los clientes a una distancia mayor. 

Planificación con Splitters

Al diseñar su red, es importante utilizar divisores para reducir costos, permitir llegar a las ubicaciones periféricas de los clientes más fácilmente y permitir una expansión futura. El siguiente ejemplo muestra una buena combinación de divisores para cubrir las ubicaciones de los clientes mientras se mantienen los valores en el rango de -8 dBm a -28 dBm.

En esta ilustración, calcularemos la potencia del OLT a la ONU y la ONU al OLT para asegurarnos de que cada cliente tenga una señal utilizable. Recuerde que también es importante calcular en la dirección inversa para asegurarse de que la diferencia de atenuación de la frecuencia de Upstream también permita un nivel de potencia utilizable.

Nota: Para propósitos de ilustración, asumiremos una cantidad general de conectores, empalmes, etc. para la atenuación contable.

Cálculos para el diagrama de ONU arriba

ONU1

Downstream

Potencia de arranque - cuatro conectores - distancia de fibra de 20 km a 1490 nm - divisor 1: 2 - cuatro empalmes

+ 3dBm + [(-.6dB x (4)] + (-.3dB x 20) + (-3.01dB) + [(-.1dB x (4)] =

+ 3dBm + (-2.4dB) + (-6dB) + (-3.01dB) + (-.4dB) = -8.81dBm

Upstream

Potencia de arranque - cuatro conectores - distancia de fibra de 20 km a 1310 nm - divisor de 1: 2 - cuatro empalmes

+ 3dBm + [(-.6dB x (4)] + (-.5dB x 20) + (-3.01dB) + [(-.1dB x (4)] =

+ 3dBm + (-2.4dB) + (-10dB) + (-3.01dB) + (-.4dB) = -12.81dBm

ONU2

Downstream

Potencia de arranque: seis conectores, distancia de fibra de 16 km a 1490 nm, splitter de 1: 2, divisor de 1: 4, ocho empalmes

+ 3dBm + [(-.6dB x (6)] + (-.3dB x 16) + (-3.01dB) + (-6.02dB) + [(-.1dB x (8)] =

+ 3dBm + (-3.6dB) + (-4.8dB) + (-3.01dB) + (-6.02dB) + (-.8dB) = -15.23dBm

Upstream

Potencia de arranque: seis conectores, distancia de fibra de 16 km a 1310 nm, splitter de 1: 2, divisor de 1: 4, ocho empalmes

+ 3dBm + [(-.6dB x (6)] + (-.5dB x 16) + (-3.01dB) + (-6.02dB) + [(-.1dB x (8)] =

+ 3dBm + (-3.6dB) + (-8dB) + (-3.01dB) + (-6.02) + (-.8dB) = -18.43dBm

ONU3

Downstream

Energía de arranque: ocho conectores, distancia de fibra de 13 km a 1490 nm, splitter de 1: 2, divisor de 1: 4, divisor de 1: 8, 12 empalmes.

+ 3dBm + [(-.6dB x (8)] + (-.3dB x 13) + (-3.01dB) + (-6.02dB) + (-9.03dB) + [(-.1dB x (12)] =

+ 3dBm + (-4.8dB) + (-3.9dB) + (-3.01dB) + (-6.02dB) + (-9.03dB) + (-1.2dB) = -24.96dBm

Upstream

Energía de arranque - ocho conectores - 13 km de distancia de fibra a 1310 nm - splitter de 1: 2 - divisor de 1: 4 - divisor de 1: 8 - 12 empalmes

+ 3dBm + [(-.6dB x (8)] + (-.5dB x 13) + (-3.01dB) + (-6.02dB) + (-9.03dB) + [(-.1dB x (12)] =

+ 3dBm + (-4.8dB) + (-6.5dB) + (-3.01dB) + (-6.02dB) + (-9.03dB) + (-1.2dB) = -27.56dBm

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