La fibra hasta la x ( FTTX ; también escrita como "fibra") o fibra en el bucle es un término genérico para cualquier arquitectura de red de banda ancha que utilice fibra óptica para proporcionar todo o parte del bucle local utilizado para las telecomunicaciones de última milla . Como los cables de fibra óptica pueden transportar muchos más datos que los cables de cobre, especialmente en largas distancias, las redes telefónicas de cobre construidas en el siglo XX están siendo reemplazadas por fibra. [1]
FTTX es una generalización para varias configuraciones de implementación de fibra, organizadas en dos grupos: FTTP/FTTH/FTTB (fibra tendida hasta las instalaciones/hogar/edificio) y FTTC/N (fibra tendida hasta el gabinete/nodo, con cables de cobre completando la conexión).
Las áreas residenciales que ya cuentan con instalaciones de distribución de par balanceado requieren un equilibrio entre costo y capacidad. Cuanto más cerca esté la cabecera de la fibra, mayor será el costo de construcción y mayor la capacidad del canal. En lugares donde no hay instalaciones metálicas, se ahorra poco dinero al no llevar fibra hasta el hogar.
La fibra hasta la x es el método clave utilizado para impulsar el acceso de próxima generación ( NGA ), que describe una mejora significativa de la banda ancha disponible al realizar un cambio radical en la velocidad y la calidad del servicio. Esto generalmente se considera asimétrico con una velocidad de descarga de24 Mbit/s más y una velocidad de carga rápida. [2] Ofcom ha definido la banda ancha superrápida como "productos de banda ancha que proporcionan una velocidad máxima de descarga que es mayor que24 Mbit/s : este umbral se considera comúnmente como la velocidad máxima que se puede soportar en las redes de la generación actual (basadas en cobre)". [3]
Los operadores de televisión por cable utilizan una red similar denominada red híbrida de fibra coaxial (HFC) , pero no suele ser sinónimo de "fibra en bucle", aunque las redes HFC ofrecen servicios avanzados similares. Las tecnologías inalámbricas fijas y móviles, como Wi-Fi , WiMAX y 3GPP Long Term Evolution (LTE), son una alternativa para proporcionar acceso a Internet .
La industria de las telecomunicaciones distingue entre varias configuraciones FTTX distintas. Los términos de uso más extendido en la actualidad son:
Para promover la coherencia, especialmente al comparar las tasas de penetración de FTTH entre países, los tres Consejos de FTTH de Europa, América del Norte y Asia-Pacífico acordaron definiciones de FTTH y FTTB en 2006, [10] con una actualización en 2009, [11] 2011 [12] y otra en 2015. [13] Los Consejos de FTTH no tienen definiciones formales para FTTC y FTTN.
Si bien los cables de fibra óptica pueden transportar datos a alta velocidad a largas distancias, los cables de cobre utilizados en las líneas telefónicas tradicionales y ADSL no pueden hacerlo. Por ejemplo, la forma común de Gigabit Ethernet (1 Gbit/s ) se transmite a través de cableado de cobre de par trenzado sin blindaje de categoría 5e , categoría 6 o 6A relativamente económico, pero sólo hasta 100 m (300 pies). Sin embargo,La Ethernet de 1 Gbit/s sobre fibra puede alcanzar fácilmente decenas de kilómetros. Por lo tanto, todos los principales proveedores de comunicaciones del mundo han elegido FTTP para transportar datos a larga distancia.Conexiones simétricas de 1 Gbit/s directamente a los hogares de los consumidores. Las configuraciones FTTP que llevan la fibra directamente al edificio pueden ofrecer las velocidades más altas, ya que los segmentos restantes pueden utilizar cable coaxial o Ethernet estándar.
A menudo se dice que la fibra es "a prueba de futuro" porque la velocidad de datos de la conexión suele estar limitada por el equipo terminal en lugar de la fibra, lo que permite mejoras sustanciales de velocidad mediante actualizaciones del equipo antes de que sea necesario actualizar la fibra en sí. Aún así, el tipo y la longitud de las fibras empleadas elegidas, por ejemplo, multimodo frente a monomodo, son fundamentales para la aplicabilidad para futuras conexiones de más de1 Gbps .
Con la creciente popularidad de las aplicaciones y dispositivos de transmisión de video a pedido de alta definición como YouTube , Netflix , Roku y Facebook LIVE , la demanda de ancho de banda confiable es crucial a medida que más y más personas comienzan a utilizar estos servicios. [14]
FTTC (donde la fibra se transforma en cobre en un gabinete de calle) generalmente está demasiado lejos de los usuarios para las configuraciones estándar de Ethernet sobre el cableado de cobre existente. Generalmente, utilizan una línea de abonado digital (VDSL) de muy alta velocidad de bits a velocidades de descarga de80 Mbit/s , pero esta velocidad disminuye extremadamente rápido cuando la distancia supera los 100 m (300 pies).
La fibra hasta las instalaciones (FTTP) es una forma de distribución de comunicaciones por fibra óptica en la que se coloca una fibra óptica en una red de distribución óptica desde la oficina central hasta las instalaciones ocupadas por el suscriptor. El término "FTTP" se ha vuelto ambiguo y también puede referirse a FTTC, donde la fibra termina en un poste de servicios públicos sin llegar a las instalaciones.
La fibra hasta las instalaciones se puede clasificar según dónde termina la fibra óptica:
Un edificio de apartamentos puede ser un ejemplo de la distinción entre FTTH y FTTB. Si se lleva una fibra hasta un panel dentro de la unidad de apartamento de cada suscriptor, se trata de FTTH. Si, en cambio, la fibra llega solo hasta la sala eléctrica compartida del edificio de apartamentos (ya sea solo hasta la planta baja o hasta cada piso), se trata de FTTB.
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La fibra hasta el bordillo/gabinete (FTTC, por sus siglas en inglés) es un sistema de telecomunicaciones basado en cables de fibra óptica que se extienden hasta una plataforma que presta servicio a varios clientes. Cada uno de estos clientes tiene una conexión a esta plataforma a través de un cable coaxial o de par trenzado . El "bordillo" es una abstracción y puede significar fácilmente un dispositivo montado en un poste o un armario o cobertizo de comunicaciones. Normalmente, cualquier sistema que termine la fibra a menos de 300 m (1000 pies) del equipo de las instalaciones del cliente se describiría como FTTC. [15]
La fibra hasta el nodo o el vecindario (FTTN), a veces identificada y a veces diferenciada de la fibra hasta el gabinete (FTTC), [16] es una arquitectura de telecomunicaciones basada en cables de fibra óptica que se extienden hasta un gabinete que da servicio a un vecindario. Los clientes normalmente se conectan a este gabinete mediante un cable coaxial tradicional o cableado de par trenzado . El área atendida por el gabinete suele tener un radio de menos de una milla y puede contener varios cientos de clientes.
La FTTN permite la entrega de servicios de banda ancha, como Internet de alta velocidad. Entre el gabinete y los clientes se utilizan protocolos de comunicaciones de alta velocidad , como acceso por cable de banda ancha (normalmente DOCSIS ) o alguna forma de línea de abonado digital (DSL). Las velocidades de datos varían según el protocolo exacto utilizado y según la proximidad del cliente al gabinete.
A diferencia de FTTP, FTTN suele utilizar la infraestructura de par trenzado o coaxial existente para proporcionar el servicio de última milla y, por lo tanto, su implementación es menos costosa. Sin embargo, a largo plazo, su potencial de ancho de banda es limitado en relación con las implementaciones que acercan la fibra aún más al abonado.
Una variante de esta técnica para los proveedores de televisión por cable se utiliza en un sistema híbrido de fibra coaxial (HFC). A veces se le da el acrónimo FTTLA (fibra hasta el último amplificador) cuando reemplaza a los amplificadores analógicos hasta el último antes del cliente (o vecindario de clientes).
FTTC permite la entrega de servicios de banda ancha, como Internet de alta velocidad. Por lo general, se utilizan cables existentes con protocolos de comunicaciones , como acceso por cable de banda ancha (normalmente DOCSIS ) o alguna forma de DSL que conecta la acera o el gabinete y los clientes. En estos protocolos, las velocidades de datos varían según el protocolo exacto utilizado y según la proximidad del cliente al gabinete.
Cuando es posible instalar un nuevo cable, tanto la fibra como el cobre Ethernet son capaces de conectar el "bordillo" con una red completa.100 Mbit/s oConexión de 1 Gbit/s . Incluso utilizando cobre de categoría 5 para exteriores relativamente barato a lo largo de cientos de metros, se admiten todos los protocolos Ethernet, incluida la alimentación por Ethernet (PoE) [ cita requerida ] . La mayoría de las tecnologías inalámbricas fijas dependen de PoE, incluida Motorola Canopy , que tiene radios de baja potencia capaces de funcionar con unaFuente de alimentación de 12 VCC alimentada a través de varias decenas de metros de cable.
Las implementaciones de redes de líneas eléctricas también dependen de FTTC. Al utilizar el protocolo IEEE P1901 (o su predecesor HomePlug AV ), los cables de servicio eléctrico existentes se trasladan a1 Gbit/s desde la acera/poste/gabinete hasta cada toma de corriente de CA de la casa: cobertura equivalente a una implementación de Wi-Fi robusta , con la ventaja adicional de un solo cable para energía y datos.
Al evitar la instalación de nuevos cables y sus costos y responsabilidades, la implementación de FTTC cuesta menos. Sin embargo, históricamente también ha tenido un potencial de ancho de banda menor que FTTP. En la práctica, la ventaja relativa de la fibra depende del ancho de banda disponible para el backhaul , las restricciones de facturación basadas en el uso que impiden el uso completo de las capacidades de última milla, las restricciones de mantenimiento y equipamiento de las instalaciones del cliente y el costo de instalar fibra, que puede variar ampliamente según la geografía y el tipo de edificio.
En Estados Unidos y Canadá, el mayor despliegue de FTTC lo llevó a cabo BellSouth Telecommunications . Con la adquisición de BellSouth por AT&T , el despliegue de FTTC terminará. Los despliegues futuros se basarán en FTTN o FTTP. La planta FTTC existente puede ser eliminada y reemplazada con FTTP. [17] Verizon , por su parte, anunció en marzo de 2010 que estaban terminando la expansión de Verizon FiOS , concentrándose en completar su red en áreas que ya tenían franquicias FiOS pero que no estaban desplegando en nuevas áreas, [18] lo que sugiere que FTTH no era rentable más allá de estas áreas.
Verizon también anunció (en el CES 2010) su ingreso en el ámbito de la gestión de datos de hogares inteligentes y empresas de servicios públicos de energía , indicando que estaba considerando utilizar FTTC basado en P1901 o algún otro enfoque de cableado existente para llegar a los hogares y acceder a ingresos adicionales del ancho de banda seguro AES-128 requerido para la infraestructura de medición avanzada . Sin embargo, el mayorEl despliegue de 1 Gbit/s en Estados Unidos, en Chattanooga , Tennessee , a pesar de estar a cargo de la empresa eléctrica EPB [19] , fue FTTH en lugar de FTTC, y llegó a todos los suscriptores en un área de 600 millas cuadradas. El precio mensual de US$350 reflejaba este costo de despliegue generalmente alto. Sin embargo, EPB de Chattanooga ha reducido el precio mensual a US$70/mes. [20]
Históricamente, tanto las compañías telefónicas como las de cable evitaban las redes híbridas que utilizaban varios modos de transporte diferentes desde su punto de presencia hasta las instalaciones del cliente. La mayor presión competitiva de los costos, la disponibilidad de tres soluciones de cableado existentes diferentes, los requisitos de implementación de redes inteligentes (como en Chattanooga) y mejores herramientas de redes híbridas (con proveedores importantes como Alcatel-Lucent y Qualcomm Atheros , y soluciones Wi-Fi para redes de borde , esfuerzos de protocolo IEEE 1905 e IEEE 802.21 y mejoras de SNMP ) hacen que las implementaciones de FTTC sean más probables en áreas donde no es económico brindar servicios con FTTP/FTTH. En efecto, FTTC sirve como una medida intermedia entre la conexión inalámbrica fija y FTTH, con ventajas especiales para los electrodomésticos inteligentes y los vehículos eléctricos que ya dependen del uso de PLC .
Los operadores de todo el mundo han estado implementando redes de acceso a Internet de alta velocidad desde mediados de la década de 2000. Algunos usaban una topología de red conocida como Active Ethernet Point-to-Point para entregar servicios desde su oficina central directamente a los hogares de los suscriptores. La terminación de la fibra era manejada por un gateway residencial proporcionado por Advanced Digital Broadcast dentro del hogar de un suscriptor para ser compartido con otros dispositivos electrónicos de consumo (CE).
Desde 2007, los proveedores de acceso italianos Fastweb , [21] Vodafone y Wind participaron en una iniciativa llamada Fiber for Italy, con el objetivo de crear una red de fibra hasta el hogar en todo el país. El piloto que se lleva a cabo en la capital italiana, Roma, ha visto un ancho de banda simétrico de100 Mbit/s . [22] Telecom Italia, que se negó a participar en la iniciativa Fibra para Italia, tenía un plan aún más ambicioso: llevar fibra al hogar y fibra a las empresas a 138 ciudades para 2018. [23]
A finales de diciembre de 2010, el número total de hogares con fibra óptica hasta el hogar había superado los 2,5 millones, con más de 348.000 abonados. [23] [ aclaración necesaria ] )
En septiembre de 2010, la Comisión Europea publicó una nueva "Recomendación para el acceso regulado a redes NGA" junto con una lista de medidas para promover el despliegue de banda ancha rápida y redes de acceso de próxima generación. [24]
Portugal Telecom planea completar su despliegue nacional de fibra hasta el hogar en 2020. Actualmente200 Mbit/s de bajada,La conexión a 100 Mbit/s cuesta 22 € al mes. [25]
Entre septiembre de 2017 y marzo de 2019, el número de abonados europeos a FTTH y FTTB aumentó casi un 16 %. Se espera que, para 2025, el número total de instalaciones por las que pasen las infraestructuras FTTH y FTTB alcance los 187 millones en toda Europa. [26]
Google Fiber ofrece una velocidad de hasta8 Gbps . [27]
Active Line Access es un estándar en evolución para la prestación de servicios a través de redes FTTP en el Reino Unido propuesto por el regulador Ofcom y desarrollado por el Comité Consultivo de Interoperabilidad de Redes. [28]
La mayoría de las implementaciones de FTTH siguen uno de los cuatro tipos de arquitectura principales: división centralizada, división distribuida, arquitectura en estrella o conexión en cadena. Los desarrolladores de redes de fibra eligen arquitecturas en función de diversos factores, como la geografía física del entorno local, la cantidad de suscriptores previstos y la cualificación de la fuerza laboral. [29]
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FTTN/C se considera un paso intermedio hacia la FTTH completa y, en muchos casos, los servicios triple play se ofrecen utilizando este enfoque para proporcionar hastaSe ha demostrado que 100 Mbit/s aumentan considerablemente el número de suscriptores y el ARPU [30] [31] [32] FTTN/C es utilizado actualmente por varios operadores, entre ellos AT&T en Estados Unidos, Deutsche Telekom de Alemania , OTE de Grecia , Swisscom, TIM en Italia, Proximus en Bélgica, nbn™ en Australia y los operadores canadienses Telus , Cogeco y Bell Canada .
La arquitectura de red de distribución óptica más sencilla es la de fibra directa: cada fibra que sale de la oficina central va a exactamente un cliente. Estas redes pueden soportar mucho ancho de banda, pero cuestan más debido a la fibra y al equipo en la oficina central. [33]
Los nuevos participantes y los operadores competitivos suelen preferir la fibra directa. Una ventaja es que no se excluye ninguna tecnología de red de capa 2, ya sea la red óptica pasiva (PON), la red óptica activa (AON) u otra. Es posible cualquier tipo de solución regulatoria utilizando esta topología. [34]
Lo más habitual es que cada fibra que sale de la oficina central sea compartida por muchos clientes. Solo cuando dicha fibra se acerca relativamente a los clientes se divide en fibras individuales específicas para cada cliente. Tanto las AON como las PON logran esta división.
Los AON dependen de equipos de red alimentados eléctricamente para distribuir la señal, como un conmutador o un enrutador . Normalmente, las señales necesitan una transformación óptica-eléctrica-óptica en el AON. Cada señal que sale de la oficina central se dirige únicamente al cliente al que está destinada.
Las señales entrantes de los clientes evitan colisionar en la intersección porque el equipo alimentado allí proporciona almacenamiento en búfer . Active Ethernet (un tipo de Ethernet en la primera milla ) es un AON común, que utiliza conmutadores Ethernet ópticos para distribuir la señal, incorporando las instalaciones de los clientes y la oficina central en una gran red Ethernet conmutada. Las implementaciones de Ethernet en la primera milla siguen una topología de red punto a punto o en estrella y a menudo se basan en velocidades Fast Ethernet de hasta100 Mbit/s . [35]
Estas redes son idénticas a las redes de ordenadores Ethernet que se utilizan en empresas e instituciones académicas, salvo que su finalidad es conectar hogares y edificios a una oficina central en lugar de conectar ordenadores e impresoras dentro de una misma ubicación. Cada armario de distribución puede gestionar hasta 1.000 clientes, aunque lo más habitual es que sean entre 400 y 500.
Este equipo de proximidad realiza conmutación de capa 2 o conmutación y enrutamiento de capa 3, descargando el enrutamiento completo de capa 3 a la oficina central del operador. El estándar IEEE 802.3ah permite a los proveedores de servicios ofrecer hasta1000 Mbit/s , full-duplex , sobre fibra óptica monomodo FTTP, dependiendo del proveedor.
Una red óptica pasiva (PON) es una arquitectura de red FTTP punto a multipunto en la que se utilizan divisores ópticos sin alimentación para permitir que una única fibra óptica preste servicio a hasta 128 clientes. Una PON reduce la cantidad de fibra y de equipos de oficina central necesarios en comparación con la arquitectura punto a punto. Por este motivo, y porque no necesita divisores con alimentación ni otros componentes activos desde el momento en que sale de las instalaciones del ISP hasta que llega al cliente, muchos ISP prefieren esta tecnología. [36]
La señal descendente procedente de la oficina central se transmite a cada una de las instalaciones del cliente que comparten una fibra. Se utiliza un cifrado para evitar escuchas no autorizadas. Las señales ascendentes se combinan mediante un protocolo de acceso múltiple, normalmente el acceso múltiple por división de tiempo (TDMA).
El protocolo punto a punto sobre Ethernet (PPPoE) es una forma habitual de ofrecer servicios triple y cuádruple (voz, vídeo, datos y telefonía móvil) tanto a través de redes de fibra como de redes híbridas de fibra coaxial (HFC). El PPPoE activo utiliza fibra dedicada desde la central de un operador hasta los hogares de los abonados, mientras que las redes híbridas (a menudo FTTN) la utilizan para transportar datos a través de fibra hasta un punto intermedio para garantizar velocidades de transmisión suficientemente altas a través de conexiones de cobre de última milla .
Este enfoque se ha vuelto cada vez más popular en los últimos años entre los proveedores de servicios de telecomunicaciones tanto en América del Norte ( AT&T , Telus , por ejemplo) como en Europa, como Fastweb , Telecom Italia , Telekom Austria y Deutsche Telekom , por ejemplo. Google también ha estudiado este enfoque, entre otros, como una forma de ofrecer múltiples servicios a través de redes de acceso abierto en los Estados Unidos. [37]
Una vez en una propiedad privada, la señal normalmente se convierte a un formato eléctrico.
La terminal de red óptica (ONT, un término de la UIT-T ) o unidad (ONU, un término idéntico del IEEE ) convierte la señal óptica en una señal eléctrica mediante tecnología de filtro de película fina . Estas unidades requieren energía eléctrica para su funcionamiento, por lo que algunos proveedores las conectan a baterías de respaldo en caso de cortes de energía para garantizar el acceso de emergencia a las telecomunicaciones. Las terminaciones de línea óptica "regulan" las terminales o unidades de red óptica para proporcionar asignaciones de intervalos de tiempo TDMA para la comunicación ascendente.
En el caso de FTTH y algunas formas de FTTB, es habitual que los sistemas de Ethernet, teléfono y televisión por cable existentes en el edificio se conecten directamente a la terminal o unidad de red óptica. Si los tres sistemas no pueden llegar directamente a la unidad, es posible combinar señales y transportarlas a través de un medio común, como Ethernet. Una vez más cerca del usuario final, un equipo como un enrutador o un controlador de interfaz de red puede separar las señales y convertirlas al protocolo adecuado.
Para FTTC y FTTN, la señal combinada de Internet, video y teléfono viaja al edificio a través del cableado telefónico o de cable existente hasta que llega a la vivienda del usuario final, donde un módem VDSL o DOCSIS convierte las señales de datos y video en protocolo Ethernet, que se envía a través del cable de categoría 5 del usuario final .
