Redes de Fibra Optica & HFC
Ahora, ¿por qué utilizar fibra óptica? El uso de la fibra óptica permite la conexión de puntos distantes, se puede utilizar para la interconexión de centros de cableado (backbone), la interconexión de edificios y también para uso en ambientes industriales.
Las ventajas de la fibra óptica más importantes son la inmunidad a las interferencias electromagnéticas, la baja atenuación de la señal, admite un gran ancho de banda, mayor a 1Ghz, es absolutamente confidencial, se establecen comunicaciones a grandes distancias, y tiene aisalación dieléctrica entre los puntos de conexión.
Se necesitar conocer algunos datos para determinar que tipo de fibra óptica utilizar, y también, de acuerdo a los equipos activos, que tipos de conectores de fibra óptica será conveniente proveer.
Los dos tipos de fibra óptica son:
Monomodo (single mode)
Multimodo (multimode)
La fibra óptica monomodo es utilizada para las conexiones interurbanas, básicamente son instaladas por las prestadoras de servicios públicos, ya que permite el uso de amplificadores a una distancia entre si de 40 Km. o más, mientras que las líneas de transmisión de cobre necesitan más de tres amplificadores cada 10 Km.
En cambio la fibra óptica multimodo es instalada dentro de edificios comerciales, oficinas, bancos y dependencias donde la distancia entre centros de cableado es inferior a los 2 Km.
Cada uno de estos tipos de FO, tienen el núcleo de diferentes diámetros, así la fibra monomodo tiene un núcleo de 9 micrones, y la multimodo llega al mercado con dos medidas: la fibra con núcleo de 62,5 micrones y la nueva versión en 50 micrones.
Como referencia indicamos que el diámetro del cabello humano es de 70 micrones.
La fibra óptica permite distintas longitudes de onda nominales, comprendidas entre los 850nm y los 1550nm según las siguientes denominaciones:
FO 1000 Base SX ( está dentro de la ventana de los 850nm – “short”)
FO 1000 Base LX (está dentro de la ventana de los 1300nm – “long”)
Estas características determinan los parámetros de Gigabit Ethernet de ancho de banda de la fibra óptica, distancia máxima y pérdidas del link por atenuación en la fibra óptica, tal como se indica a continuación:
Características
1000 Base - SX
1000 Base - LX
Longitud de onda
850
1300
Tipo de FO
62,5
50
62,5
50
monomodo
Ancho de banda (Mhz/Km.)
160-200
400-500
500
400-500
s/d
Distancia (m)
220-275
500-550
550
550
5000
Perdida del link (dB)
3,2-3,2
3,4-3,9
4
2,4-3,5
4,7
1000 Base - SX
1000 Base - LX
Longitud de onda
850
1300
Tipo de FO
62,5
50
62,5
50
monomodo
Ancho de banda (Mhz/Km.)
160-200
400-500
500
400-500
s/d
Distancia (m)
220-275
500-550
550
550
5000
Perdida del link (dB)
3,2-3,2
3,4-3,9
4
2,4-3,5
4,7
La “ventana” de longitud de onda nominal de la fibra óptica multimodo está comprendida entre los 850nm y los 1300nm, y la fibra óptica monomodo tiene la “ventana” entre los 1310nm y los 1550nm.
Los tipos de estructuras de la fibra óptica son dos: la estructura del tipo cerrada o Tight Buffer, y la del tipo abierta o Loose Tube.Con la primera se puede realizar el conectorizado directo, es decir, armar un conector directamente sobre la fibra. Para el segundo caso, como la fibra es muy frágil, es conveniente realizar el conectorizado con “pig tail” empalmados al extremo de la fibra, “spider” o “fan out”.El “pig tail” es un patchcord de fibra óptica cortado al medio, que posee un conector prepulido en fábrica, el cual se empalma al extremo de la fibra. En tanto el “spider” o “fan out” es un conjunto de varios “pig tail” prearmado, que se conectan mediante empalme al extremo de la fibra.
La fibra óptica del tipo cerrada, está constituida por un núcleo de sílice o vidrio molido y compactado, de un diámetro de 9, 50 o 62,5 micrones; el cladding o cubierta de silicona o polímeros, con un diámetro exterior de 125 micrones y, finalmente el coating o revestimiento, de nylon o PVC, con un diámetro exterior de 250 o 900 micrones.
Las normas internacionales han determinado los colores de la fibra óptica, así por ejemplo, la norma ANSI/EIA/TIA 598 A dispone el ordenamiento de los colores para cada hilo de la fibra óptica, que es:
1.
Azul
7.
Rojo
2.
Naranja
8.
Negro
3.
Verde
9.
Amarillo
4.
Marrón
10.
Violeta
5.
Gris
11.
Rosa
6.
Blanco
12.
Agua
Para la cobertura exterior se determinaron los siguientes colores y usos:
Naranja Multimodo
Amarillo Monomodo
Verde o Azul LS0H o LSZH (coberturas libres de halógenos)
Los conectores de fibra óptica más usuales comercialmente son:
ST, metálico, con ferrule de cerámica, sujeción a bayoneta, usado en multimodo, con pulido convexo PC. Pude e conectarse por crispado mecánico, soldadura por material epoxi.
SC, plástico, con ferrule de cerámica, sujeción push-pull, simple o dúplex, usado tanto en multimodo como en monomodo, con pulido convexo PC y APC, en tres colores diferenciados: azul, para monomodo; beige para multimodo y verde para larga distancia.
FC, similar al ST pero roscado.
FDDI
D4
Biconic
SMA
ESCON
Si bien todos los cables se pueden empalmar, el cable UTP, por ejemplo, empalmado no puede certificar ni está incluido en las normas. En cambio si se contempla el empalme de fibra óptica, y hay dos tipos: el empalme mecánico y el empalme por fusión.
Los empalmes mecánicos son fabricados por 3M, Siecor y AMP, se utilizan en trabajos de campo, son muy simples de utilizar, y tienen influencia directa en el costo y en los niveles de atenuación.
Los empalmes por fusión deben realizarse con el horno de fusión o “fusionadora”, un equipo que pocos pueden tener por su alto costo, que permite realizar empalmes de muy baja atenuación.
Que es una red HFC.
Una red HFC es una red de telecomunicaciones por cable que combina la fibra óptica y el cable coaxial como soportes de la transmisión de las señales. Se compone básicamente de cuatro partes claramente diferenciadas: la cabecera, la red troncal, la red de distribución, y la red de acometida de los abonados.
La cabecera es el centro desde el que se gobierna todo el sistema. Su complejidad depende de los servicios que ha de prestar la red. Por ejemplo, para el servicio básico de distribución de señales unidireccionales de televisión (analógicas y digitales) dispone de una serie de equipos de recepción de televisión terrenal, vía satélite y de microondas, así como de enlaces con otras cabeceras o estudios de producción. La cabecera es también la encargada de monitorear la red y supervisar su correcto funcionamiento.
La red troncal suele presentar una estructura en forma de anillos redundantes de fibra óptica que une a un conjunto de nodos primarios. Los nodos primarios alimentan a otros nodos (secundarios) mediante enlaces punto a punto o bien mediante anillos. En éstos nodos secundarios las señales ópticas se convierten a señales eléctricas y se distribuyen a los hogares de los abonados a través de una estructura tipo bus de coaxial, la red de distribución.
Cada nodo sirve a unos pocos hogares lo cual permite emplear cascadas de 2 ó 3 amplificadores de banda ancha como máximo. Con esto se consiguen muy buenos niveles de ruido y distorsión en el canal descendente (de la cabecera al abonado). La red de acometida salva el último tramo del recorrido de las señales descendentes, desde la última derivación hasta la base de conexión de abonado.
La red de distribución y la de acometida a los abonados es lo que comúnmente se conoce como la red de última milla.
Las modernas redes de telecomunicaciones por cable híbridas fibra óptica-coaxial están preparadas para poder ofrecer un amplio abanico de aplicaciones y servicios a sus abonados. La mayoría de estos servicios requieren de la red la capacidad de establecer comunicaciones bidireccionales entre la cabecera y los equipos terminales de abonado, y por tanto exigen la existencia de un canal de municaciones para la vía ascendente (upload) o de retorno, del abonado a la cabecera.
El canal de retorno ocupa en las redes HFC el espectro comprendido entre 5 y 45MHz.. Este ancho de banda lo comparten todos los hogares servidos por un nodo óptico.
Los retornos de distintos nodos llegan a la cabecera por distintas vías. Una señal generada por el equipo terminal de un abonado recorre la red de distribución en sentido ascendente, pasando por amplificadores bidireccionales, hasta llegar al nodo óptico. Allí convergen las señales de retorno de todos los abonados, que se convierten en señales ópticas en el láser de retorno, el cual las transmite hacia la cabecera.
Acceso a Internet a alta velocidad: módems de cable.
Las redes HFC, mediante el uso de cablemódems especialmente diseñados para las comunicaciones digitales en redes de cable, tienen capacidad para ofrecer servicios de acceso a redes de datos como Internet a velocidades cientos de veces superiores a las que el usuario medio está acostumbrado a través de modems telefónicos. Los módems de cable (o cablemodems) están convirtiendo las redes de CATV en verdaderos proveedores de servicios de telecomunicación de vídeo, voz, y datos.
La cabecera es el centro desde el que se gobierna todo el sistema. Su complejidad depende de los servicios que ha de prestar la red. Por ejemplo, para el servicio básico de distribución de señales unidireccionales de televisión (analógicas y digitales) dispone de una serie de equipos de recepción de televisión terrenal, vía satélite y de microondas, así como de enlaces con otras cabeceras o estudios de producción. La cabecera es también la encargada de monitorear la red y supervisar su correcto funcionamiento.
La red troncal suele presentar una estructura en forma de anillos redundantes de fibra óptica que une a un conjunto de nodos primarios. Los nodos primarios alimentan a otros nodos (secundarios) mediante enlaces punto a punto o bien mediante anillos. En éstos nodos secundarios las señales ópticas se convierten a señales eléctricas y se distribuyen a los hogares de los abonados a través de una estructura tipo bus de coaxial, la red de distribución.
Cada nodo sirve a unos pocos hogares lo cual permite emplear cascadas de 2 ó 3 amplificadores de banda ancha como máximo. Con esto se consiguen muy buenos niveles de ruido y distorsión en el canal descendente (de la cabecera al abonado). La red de acometida salva el último tramo del recorrido de las señales descendentes, desde la última derivación hasta la base de conexión de abonado.
La red de distribución y la de acometida a los abonados es lo que comúnmente se conoce como la red de última milla.
Las modernas redes de telecomunicaciones por cable híbridas fibra óptica-coaxial están preparadas para poder ofrecer un amplio abanico de aplicaciones y servicios a sus abonados. La mayoría de estos servicios requieren de la red la capacidad de establecer comunicaciones bidireccionales entre la cabecera y los equipos terminales de abonado, y por tanto exigen la existencia de un canal de municaciones para la vía ascendente (upload) o de retorno, del abonado a la cabecera.
El canal de retorno ocupa en las redes HFC el espectro comprendido entre 5 y 45MHz.. Este ancho de banda lo comparten todos los hogares servidos por un nodo óptico.
Los retornos de distintos nodos llegan a la cabecera por distintas vías. Una señal generada por el equipo terminal de un abonado recorre la red de distribución en sentido ascendente, pasando por amplificadores bidireccionales, hasta llegar al nodo óptico. Allí convergen las señales de retorno de todos los abonados, que se convierten en señales ópticas en el láser de retorno, el cual las transmite hacia la cabecera.
Acceso a Internet a alta velocidad: módems de cable.
Las redes HFC, mediante el uso de cablemódems especialmente diseñados para las comunicaciones digitales en redes de cable, tienen capacidad para ofrecer servicios de acceso a redes de datos como Internet a velocidades cientos de veces superiores a las que el usuario medio está acostumbrado a través de modems telefónicos. Los módems de cable (o cablemodems) están convirtiendo las redes de CATV en verdaderos proveedores de servicios de telecomunicación de vídeo, voz, y datos.
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