Una red óptica pasiva ( PON ) es una red de telecomunicaciones de fibra óptica que utiliza únicamente dispositivos sin alimentación para transportar señales, a diferencia de equipos electrónicos. En la práctica, las PON se utilizan normalmente para la última milla entre los proveedores de servicios de Internet (ISP) y sus clientes. En este uso, una PON tiene una topología punto a multipunto en la que un ISP utiliza un único dispositivo para dar servicio a muchos sitios de usuarios finales utilizando un sistema como 10G-PON o GPON . En esta topología de uno a muchos, una sola fibra que sirve a muchos sitios se ramifica en múltiples fibras a través de un divisor pasivo , y cada una de esas fibras puede servir a múltiples sitios a través de más divisores. La luz del ISP se divide a través de divisores para llegar a todos los sitios de los clientes, y la luz de los sitios de los clientes se combina en una única fibra. [1] Muchos ISP de fibra prefieren este sistema. [2]
Una red óptica pasiva consta de un terminal de línea óptica (OLT) en la oficina central (hub) del proveedor de servicios, divisores ópticos pasivos (que no consumen energía) y varias unidades de red óptica (ONU) o terminales de red óptica (ONT). ), que son usuarios finales cercanos. [2] [3] Puede haber amplificadores entre la OLT y las ONU. [4] Se pueden transportar varias fibras de una OLT en un solo cable. [5] Una PON reduce la cantidad de fibra y equipos de oficina central necesarios en comparación con las arquitecturas punto a punto con conexiones dedicadas para cada usuario. Una red óptica pasiva es una forma de red de acceso de fibra óptica . El ancho de banda se comparte entre los usuarios de una PON. [6] [7]
En la mayoría de los casos, las señales descendentes se transmiten a todas las instalaciones que comparten múltiples fibras. El cifrado puede evitar las escuchas ilegales .
Las señales ascendentes se combinan mediante un protocolo de acceso múltiple , generalmente acceso múltiple por división de tiempo (TDMA).
Las redes ópticas pasivas fueron propuestas por primera vez por British Telecommunications en 1987. [8]
Dos grandes grupos de normalización, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) y el Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT-T), desarrollan normas junto con otras organizaciones industriales.
La Sociedad de Ingenieros de Telecomunicaciones por Cable (SCTE) también especificó la radiofrecuencia sobre vidrio para transportar señales a través de una red óptica pasiva. CableLabs ha desarrollado PON coherente (CPON) que funciona a 100 Gbps simétricamente [9] y admite relaciones de división de hasta 1:512. Coherente significa que sólo necesita una única longitud de onda de luz para funcionar. [10] [11] [12]
A partir de 1995, el trabajo sobre arquitecturas de fibra hasta el hogar estuvo a cargo del grupo de trabajo Full Service Access Network (FSAN), formado por los principales proveedores de servicios de telecomunicaciones y proveedores de sistemas. [13] La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) trabajó más y estandarizó dos generaciones de PON. El antiguo estándar ITU-T G.983 se basaba en el modo de transferencia asíncrono (ATM) y, por lo tanto, se lo denominaba APON (ATM PON). Nuevas mejoras al estándar APON original –así como la progresiva caída en desgracia del ATM como protocolo– llevaron a que la versión final completa de ITU-T G.983 se denomine más a menudo como PON de banda ancha o BPON. Un APON/BPON típico proporciona 622 megabits por segundo (Mbit/s) ( OC-12 ) de ancho de banda descendente y 155 Mbit/s ( OC-3 ) de tráfico ascendente, aunque el estándar admite velocidades más altas.
El estándar ITU-T G.984 de redes ópticas pasivas con capacidad Gigabit (GPON, G-PON) representó un aumento, en comparación con BPON, tanto en el ancho de banda total como en la eficiencia del ancho de banda mediante el uso de paquetes más grandes y de longitud variable. Una vez más, los estándares permiten varias opciones de velocidad de bits, pero la industria ha convergido en 2,488 gigabits por segundo (Gbit/s) de ancho de banda descendente y 1,244 Gbit/s de ancho de banda ascendente. El método de encapsulación GPON (GEM) permite un empaquetado muy eficiente del tráfico de usuarios con segmentación de tramas.
A mediados de 2008, Verizon había instalado más800.000 líneas . British Telecom , BSNL , Saudi Telecom Company , Etisalat y AT&T se encontraban en pruebas avanzadas en Gran Bretaña, India, Arabia Saudita, los Emiratos Árabes Unidos y Estados Unidos, respectivamente. Las redes GPON ya se han implementado en numerosas redes en todo el mundo y las tendencias indican un mayor crecimiento en GPON que en otras tecnologías PON.
G.987 definió 10G-PON con 10 Gbit/s de bajada y 2,5 Gbit/s de subida; el entramado es "similar a G-PON" y está diseñado para coexistir con dispositivos GPON en la misma red. [14]
La UIT aprobó el 50G-PON asimétrico en septiembre de 2021, [15] [16] y el 50G-PON simétrico en septiembre de 2022. [17] La primera prueba de 50G-PON tuvo lugar en 2024 en Turquía. [18] Se han demostrado 100G-PON y 200G-PON. [19] [20] [21] [22] La primera demostración de 100G-PON en una red en vivo se realizó en Australia en 2024. [23]
Desarrollada en 2009 por Cable Manufacturing Business para cumplir con los requisitos SIPRNet de la Fuerza Aérea de EE. UU. , la red óptica pasiva segura (SPON) integra la tecnología de red óptica pasiva gigabit (GPON) y el sistema de distribución de protección (PDS). [24] Los cambios en los requisitos NSTISSI 7003 para PDS y el mandato del gobierno federal de EE. UU. para tecnologías VERDES permitieron que el gobierno federal de EE. UU. considerara las dos tecnologías como una alternativa a Ethernet activo y dispositivos de cifrado . El director de información del Departamento del Ejército de los Estados Unidos emitió una directiva para adoptar la tecnología antes del año fiscal 2013. Empresas como Telos Corporation la comercializan para el ejército estadounidense . [25] [26] [27] [28]
GPON utilizado en implementaciones de Fiber to the x puede enfrentar vulnerabilidad a ataques de denegación de servicio a través de inyecciones de señales ópticas, sin resolver según las tecnologías actuales disponibles comercialmente. [29] [30]
En 2004, el estándar Ethernet PON (EPON o GEPON) 802.3ah-2004 fue ratificado como parte del proyecto Ethernet en la primera milla del IEEE 802.3 . EPON es una red de "corta distancia" que utiliza paquetes Ethernet, cables de fibra óptica y una capa de protocolo único. [1] EPON también utiliza tramas Ethernet 802.3 estándar con velocidades ascendentes y descendentes simétricas de 1 gigabit por segundo. EPON es aplicable a redes centradas en datos, así como a redes de voz, datos y vídeo de servicio completo. Se ratificó 10 Gbit/s EPON o 10G-EPON como una enmienda de IEEE 802.3av a IEEE 802.3. 10G-EPON admite 10/1 Gbit/s. El plan de longitud de onda descendente admite la operación simultánea de 10 Gbit/s en una longitud de onda y 1 Gbit/s en una longitud de onda separada para la operación de IEEE 802.3av e IEEE 802.3ah en la misma PON simultáneamente. El canal ascendente puede admitir el funcionamiento simultáneo de IEEE 802.3av y 1 Gbit/s 802.3ah simultáneamente en un único canal compartido (1310 nm).
En 2014, había más de 40 millones de puertos EPON instalados, lo que la convierte en la tecnología PON más implementada a nivel mundial. EPON también es la base para los servicios comerciales de los operadores de cable como parte de las especificaciones DOCSIS Provisioning of EPON (DPoE).
10G EPON es totalmente compatible con otros estándares de Ethernet y no requiere conversión ni encapsulación para conectarse a redes basadas en Ethernet, ya sea en el extremo ascendente o descendente. Esta tecnología se conecta perfectamente con cualquier tipo de comunicaciones basadas en IP o en paquetes y, gracias a la ubicuidad de las instalaciones de Ethernet en hogares, lugares de trabajo y otros lugares, la implementación de EPON generalmente es muy económica. [1]
Una PON aprovecha la multiplexación por división de longitud de onda (WDM), utilizando una longitud de onda para el tráfico descendente y otra para el tráfico ascendente en una fibra monomodo (ITU-T G.652 ). BPON, EPON, GEPON y GPON tienen el mismo plan de longitud de onda básico y utilizan la longitud de onda de 1490 nanómetros (nm) para el tráfico descendente y la longitud de onda de 1310 nm para el tráfico ascendente. 1550 nm está reservado para servicios de superposición opcionales, normalmente vídeo RF (analógico).
Al igual que con la velocidad de bits, los estándares describen varios presupuestos de potencia óptica , el más común es 28 dB de presupuesto de pérdida tanto para BPON como para GPON, pero también se han anunciado productos que utilizan ópticas menos costosas. 28 dB corresponden a unos 20 km con una división de 32 vías. La corrección de errores directos (FEC) puede proporcionar otros 2 a 3 dB de pérdida presupuestada en los sistemas GPON. A medida que mejore la óptica, es probable que aumente el presupuesto de 28 dB. Aunque tanto el protocolo GPON como el EPON permiten grandes ratios de división (hasta 128 suscriptores para GPON, [31] hasta 32.768 para EPON), en la práctica la mayoría de las PON se implementan con una relación de división de 1:64, [32] 1:32. [33] o más pequeños. Las redes XGS-PON admiten relaciones de división de hasta 1:128 [34] y 50G-PON admiten relaciones de división de al menos 1:256, según la OLT. [35]
Los divisores pueden estar conectados en cascada, como en áreas con una baja densidad de población y, por lo tanto, con un número bajo de suscriptores en un área determinada. [36] [37] Esto también se puede hacer para facilitar la reducción del número de suscriptores en una PON en el futuro. [37] Por lo tanto, las PON pueden tener una topología de red de árbol. [38] En las zonas rurales, se pueden utilizar OLT remotas con capacidad para sólo unos pocos usuarios. [39] Los divisores se pueden fabricar con tecnologías de circuito de onda de luz plana (PLC) o de cono bicónico fundido (FBT): el PLC crea guías de ondas ópticas en un sustrato plano hecho de sílice para dividir la luz, y el FBT fusiona fibras ópticas para crear un divisor. [40]
Una PON consta de un nodo de oficina central, llamado terminal de línea óptica (OLT), uno o más nodos de usuario, llamados unidades de red óptica (ONU) o terminales de red óptica (ONT), y las fibras y divisores entre ellos, llamados terminales ópticos. Red de distribución (ODN). "ONT" es un término del UIT-T para describir una ONU de un solo inquilino. En unidades de múltiples inquilinos, la ONU puede conectarse en puente a un dispositivo de las instalaciones del cliente dentro de la unidad de vivienda individual utilizando tecnologías como Ethernet sobre par trenzado, G.hn (un estándar ITU-T de alta velocidad que puede operar sobre cualquier cableado doméstico existente). - líneas eléctricas , líneas telefónicas y cables coaxiales ) o DSL . Una ONU es un dispositivo que termina la PON y presenta interfaces de servicio al cliente al usuario. Algunas ONU implementan una unidad de abonado independiente para proporcionar servicios como telefonía, datos Ethernet o vídeo.
Un OLT proporciona la interfaz entre una PON y la red central de un proveedor de servicios . Estos suelen incluir:
La ONT u ONU termina la PON y presenta las interfaces de servicio nativas al usuario. Estos servicios pueden incluir voz ( servicio telefónico antiguo (POTS) o voz sobre IP ( VoIP )), datos (normalmente Ethernet o V.35 ), vídeo y/o telemetría (TTL, ECL, RS530, etc.). Las funciones de la ONU se dividen en dos partes:
Una PON es una red compartida, en la que la OLT envía un único flujo de tráfico descendente que es visto por todas las ONU. Cada ONU lee el contenido únicamente de aquellos paquetes que están dirigidos a ella. El cifrado se utiliza para evitar escuchas en el tráfico descendente.
Un OLT puede tener varios puertos, y cada puerto puede controlar una única red PON con relaciones de división o factores de división de alrededor de 1:32 o 1:64, lo que significa que para cada puerto del OLT, hasta 32 o 64 ONU en los sitios del cliente. se puede conectar. [41] [42] Varios estándares PON pueden coexistir en la misma ODN (red de distribución óptica) utilizando diferentes longitudes de onda. [43]
La OLT es responsable de asignar ancho de banda ascendente a las ONU. Debido a que la red de distribución óptica (ODN) es compartida, las transmisiones ascendentes de la ONU podrían colisionar si se transmitieran en momentos aleatorios. Las ONU pueden encontrarse a diferentes distancias de la OLT, lo que significa que el retardo de transmisión de cada ONU es único. El OLT mide el retraso y establece un registro en cada ONU a través de mensajes PLOAM (operaciones, administraciones y mantenimiento de la capa física) para igualar su retraso con respecto a todas las demás ONU en la PON.
Una vez establecido el retardo de todas las ONU, el OLT transmite las llamadas subvenciones a las ONU individuales. Una concesión es un permiso para utilizar un intervalo de tiempo definido para la transmisión ascendente. El mapa de concesión se vuelve a calcular dinámicamente cada pocos milisegundos. El mapa asigna ancho de banda a todas las ONU, de modo que cada ONU reciba ancho de banda oportuno para sus necesidades de servicio.
Algunos servicios ( POTS , por ejemplo) requieren un ancho de banda ascendente esencialmente constante, y la OLT puede proporcionar una asignación de ancho de banda fija a cada servicio que se haya proporcionado. DS1 y algunas clases de servicios de datos también pueden requerir una velocidad de bits ascendente constante. Pero gran parte del tráfico de datos, como la navegación por sitios web, es ráfaga y muy variable. A través de la asignación dinámica de ancho de banda (DBA), una PON puede sufrir una sobresuscripción para el tráfico ascendente, de acuerdo con los conceptos de ingeniería de tráfico de multiplexación estadística . (El tráfico descendente también puede sufrir sobresuscripción, de la misma manera que cualquier LAN puede sufrir sobresuscripción. La única característica especial en la arquitectura PON para la sobresuscripción descendente es el hecho de que la ONU debe poder aceptar intervalos de tiempo descendentes completamente arbitrarios, tanto en el tiempo como en el tiempo. y en tamaño.)
En GPON hay dos formas de DBA, informes de estado (SR) y informes sin estado (NSR).
En NSR DBA, la OLT asigna continuamente una pequeña cantidad de ancho de banda adicional a cada ONU. Si la ONU no tiene tráfico para enviar, transmite tramas inactivas durante su asignación excedente. Si la OLT observa que una determinada ONU no envía tramas inactivas, aumenta la asignación de ancho de banda a esa ONU. Una vez que se ha transferido la ráfaga de la ONU, la OLT observa una gran cantidad de tramas inactivas de la ONU dada y reduce su asignación en consecuencia. NSR DBA tiene la ventaja de que no impone requisitos a la ONU y la desventaja de que la OLT no tiene forma de saber cuál es la mejor manera de asignar ancho de banda entre varias ONU que necesitan más.
En SR DBA, la OLT encuesta a las ONU para determinar sus retrasos. Una ONU determinada puede tener varios contenedores de transmisión (T-CONT), cada uno con su propia prioridad o clase de tráfico. La ONU informa cada T-CONT por separado al OLT. El mensaje de informe contiene una medida logarítmica del trabajo pendiente en la cola T-CONT. Al conocer el acuerdo de nivel de servicio para cada T-CONT en toda la PON, así como el tamaño del trabajo pendiente de cada T-CONT, la OLT puede optimizar la asignación del ancho de banda adicional en la PON.
Los sistemas EPON utilizan un mecanismo DBA equivalente a la solución SR DBA de GPON. El OLT sondea las ONU para determinar su estado de cola y otorga ancho de banda mediante el mensaje MPCP GATE, mientras que las ONU informan su estado mediante el mensaje MPCP REPORT.
APON / BPON , EPON y GPON se han implementado ampliamente. En noviembre de 2014, EPON tenía aproximadamente 40 millones de puertos desplegados y ocupa el primer lugar en implementaciones. [44]
En 2015, GPON tenía una cuota de mercado menor, pero se prevé que alcance los 10.500 millones de dólares estadounidenses en 2020. [45]
Para TDM-PON, se utiliza un divisor óptico pasivo en la red de distribución óptica. En el sentido ascendente, cada ráfaga de ONU (unidades de red óptica) u ONT (terminal de red óptica) transmite para un intervalo de tiempo asignado (multiplexado en el dominio del tiempo). De esta manera, la OLT recibe señales de una sola ONU u ONT en cualquier momento. En la dirección descendente, el OLT (normalmente) transmite continuamente (o puede transmitir en ráfagas). Las ONU u ONT ven sus propios datos a través de las etiquetas de direcciones incrustadas en la señal. XGS-PON es popular entre los ISP de fibra de EE. UU. [46]
Especificación de interfaz de servicio de datos a través de cable ( DOCSIS ) El aprovisionamiento de red óptica pasiva Ethernet, o DPoE, es un conjunto de especificaciones de CableLabs que implementan la interfaz de capa de servicio DOCSIS en el control de acceso a medios (MAC ) Ethernet PON (EPON, GEPON o 10G-EPON) existente. ) y estándares de capa física (PHY). En resumen, implementa la funcionalidad DOCSIS, mantenimiento y aprovisionamiento de administración de operaciones (OAMP) en equipos EPON existentes. Hace que EPON OLT se vea y actúe como una plataforma de sistemas de terminación de módem por cable (CMTS) DOCSIS (que se denomina sistema DPoE en la terminología DPoE). Además de ofrecer las mismas capacidades de servicio IP que un CMTS, DPoE admite los servicios Metro Ethernet Forum (MEF) 9 y 14 para la prestación de servicios Ethernet para clientes empresariales.
Comcast Xfinity [47] y Charter Spectrum [48] utilizan 10G-EPON con DPoE en áreas recientemente implementadas, incluidas nuevas construcciones y expansión rural.
La radiofrecuencia sobre vidrio (RFoG) es un tipo de red óptica pasiva que transporta señales de RF que anteriormente se transportaban sobre cobre (principalmente sobre un cable híbrido de fibra-coaxial ) sobre PON. En la dirección de avance, RFoG es un sistema P2MP independiente o una superposición óptica para PON existente, como GEPON/EPON. La superposición para RFoG se basa en la multiplexación por división de longitud de onda (WDM), la combinación pasiva de longitudes de onda en una sola hebra de vidrio. El soporte de RF inversa se proporciona transportando la RF ascendente o de retorno a una longitud de onda separada de la longitud de onda de retorno de PON. El Grupo de Trabajo 5 del Subcomité de Prácticas de Interfaz (IPS) de la Sociedad de Ingenieros de Cables y Telecomunicaciones (SCTE) está trabajando actualmente en IPS 910 RF sobre vidrio. RFoG ofrece compatibilidad con versiones anteriores de la tecnología de modulación de RF existente, pero no ofrece ancho de banda adicional para servicios basados en RF. Aunque aún no está completo, el estándar RFoG es en realidad una colección de opciones estandarizadas que no son compatibles entre sí (no se pueden mezclar en la misma PON). Algunas de las normas pueden interoperar con otras PON, otras no. Ofrece un medio para admitir tecnologías de RF en lugares donde solo hay fibra disponible o donde el cobre no está permitido o no es factible. Esta tecnología está dirigida a los operadores de televisión por cable y sus redes HFC existentes, pero también la utilizan Verizon , Frontier Communications y Ziply Fiber para ofrecer servicios de televisión paga a través de fibra a pesar de que estas empresas nunca han poseído ni han implementado una red HFC.
La multiplexación por división de longitud de onda PON, o WDM-PON, es un tipo no estándar de red óptica pasiva que están desarrollando algunas empresas.
Las múltiples longitudes de onda de un WDM-PON se pueden utilizar para separar unidades de red óptica (ONU) en varias PON virtuales que coexisten en la misma infraestructura física. [39] Alternativamente, las longitudes de onda se pueden utilizar colectivamente mediante multiplexación estadística para proporcionar una utilización eficiente de la longitud de onda y menores retrasos experimentados por las ONU.
No existe un estándar común para WDM-PON ni una definición del término acordada unánimemente. Según algunas definiciones, WDM-PON es una longitud de onda dedicada para cada ONU. Otras definiciones más liberales sugieren que el uso de más de una longitud de onda en cualquier dirección en una PON es WDM-PON. Es difícil señalar una lista imparcial de proveedores de WDM-PON cuando no existe una definición unánime. Las PON proporcionan un mayor ancho de banda que las redes de acceso tradicionales basadas en cobre. WDM-PON tiene mejor privacidad [ cita necesaria ] y mejor escalabilidad porque cada ONU solo recibe su propia longitud de onda.
Ventajas : La capa MAC se simplifica porque las conexiones P2P entre OLT y ONU se realizan en el dominio de longitud de onda, por lo que no se necesita control de acceso a medios P2MP. En WDM-PON, cada longitud de onda puede funcionar a una velocidad y protocolo diferentes, por lo que existe una actualización sencilla de pago a medida que crece.
Desafíos : Alto costo de configuración inicial, costo de los componentes WDM. El control de la temperatura es otro desafío debido a cómo las longitudes de onda tienden a variar con las temperaturas ambientales.
La red óptica pasiva multiplexada por división de tiempo y longitud de onda (TWDM-PON) es una solución principal para la red óptica pasiva de próxima generación etapa 2 ( NG-PON2 ) por la red de acceso de servicio completo (FSAN) en abril de 2012. coexiste con sistemas Gigabit PON (G-PON) y 10 Gigabit PON (XG-PON) implementados comercialmente. Mientras que G-PON, XG-PON y XGS-PON solo admiten una longitud de onda por dirección, NG-PON admite 4 u 8 longitudes de onda por dirección y 10 Gbps por longitud de onda para hasta 80 Gbps de ancho de banda descendente y ascendente. [31]
El concepto de la Red de Acceso Óptico de Largo Alcance (LROAN) es reemplazar la conversión óptica/eléctrica/óptica que tiene lugar en la central local con una ruta óptica continua que se extiende desde el cliente hasta el núcleo de la red. El trabajo de Davey y Payne en BT demostró que se podían lograr importantes ahorros de costos reduciendo el equipo electrónico y el espacio requerido en la central local o en el centro de transferencia. [49] Una prueba de concepto demostró que era posible dar servicio a 1024 usuarios a 10 Gbit/s con un alcance de 100 km. [50]
Esta tecnología a veces se ha denominado PON de largo alcance; sin embargo, muchos argumentan que el término PON ya no es aplicable ya que, en la mayoría de los casos, sólo la distribución permanece pasiva.
Debido a la topología de PON, los modos de transmisión descendente (es decir, de OLT a ONU) y ascendente (es decir, de ONU a OLT) son diferentes. Para la transmisión descendente, el OLT transmite señales ópticas a todas las ONU en modo continuo (CM), es decir, el canal descendente siempre tiene señal de datos óptica. Sin embargo, en el canal ascendente, las ONU no pueden transmitir señales de datos ópticos en CM. El uso de CM daría como resultado que todas las señales transmitidas desde las ONU converjan (con atenuación) en una fibra mediante el divisor de potencia (que actúa como acoplador de potencia) y se superpongan. Para resolver este problema, se adopta la transmisión en modo ráfaga (BM) para el canal ascendente. La ONU dada solo transmite paquetes ópticos cuando se le asigna un intervalo de tiempo y necesita transmitir, y todas las ONU comparten el canal ascendente en el modo de multiplexación por división de tiempo (TDM).
Las fases de los paquetes ópticos BM recibidos por el OLT son diferentes de un paquete a otro, ya que las ONU no están sincronizadas para transmitir paquetes ópticos en la misma fase y la distancia entre el OLT y la ONU determinada es aleatoria. Dado que la distancia entre el OLT y las ONU no es uniforme, los paquetes ópticos recibidos por el OLT pueden tener diferentes amplitudes. Para compensar la variación de fase y la variación de amplitud en un corto tiempo (por ejemplo dentro de 40 ns para GPON [51] ), se necesita un reloj en modo ráfaga y recuperación de datos (BM-CDR) y un amplificador en modo ráfaga (por ejemplo TIA en modo ráfaga). para ser empleado, respectivamente.
Además, el modo de transmisión BM requiere que el transmisor funcione en modo ráfaga. Un transmisor de modo ráfaga de este tipo puede encenderse y apagarse en poco tiempo. Los tres tipos de circuitos anteriores en PON son bastante diferentes de sus homólogos en el enlace de comunicación óptica de modo continuo punto a punto .
Las redes ópticas pasivas no utilizan componentes eléctricos para dividir la señal. En cambio, la señal se distribuye mediante divisores de haz . Cada divisor normalmente divide la señal de una sola fibra en 16, 32 o hasta 256 fibras, según el fabricante, y se pueden agregar varios divisores en un solo gabinete. Un divisor de haz no puede proporcionar ninguna capacidad de conmutación o almacenamiento en búfer y no utiliza ninguna fuente de alimentación; la conexión resultante se denomina enlace punto a multipunto . Para dicha conexión, los terminales de red óptica del lado del cliente deben realizar algunas funciones especiales que de otro modo no serían necesarias. Por ejemplo, debido a la ausencia de conmutación, cada señal que sale de la oficina central debe transmitirse a todos los usuarios atendidos por ese divisor (incluidos aquellos a quienes la señal no está destinada). Por tanto, corresponde al terminal de la red óptica filtrar las posibles señales destinadas a otros clientes.
Además, dado que los divisores no tienen almacenamiento en búfer, cada terminal de red óptica individual debe coordinarse en un esquema de multiplexación para evitar que las señales enviadas por los clientes choquen entre sí. Para lograr esto, son posibles dos tipos de multiplexación: multiplexación por división de longitud de onda y multiplexación por división de tiempo . Con la multiplexación por división de longitud de onda, cada cliente transmite su señal utilizando una longitud de onda única. Con la multiplexación por división de tiempo (TDM), los clientes "se turnan" para transmitir información. Los equipos TDM llevan más tiempo en el mercado. Debido a que no existe una definición única de equipo "WDM-PON", varios proveedores afirman haber lanzado el "primer" equipo WDM-PON, pero no hay consenso sobre qué producto fue el "primer" producto WDM-PON en el mercado.
Las redes ópticas pasivas tienen ventajas y desventajas sobre las redes activas. Evitan las complejidades que implica mantener los equipos electrónicos funcionando al aire libre. También permiten transmisiones analógicas , lo que puede simplificar la entrega de televisión analógica . Sin embargo, debido a que cada señal debe enviarse a todos los que recibe el servicio del divisor (en lugar de a un solo dispositivo de conmutación), la oficina central debe estar equipada con un equipo de transmisión particularmente potente llamado terminal de línea óptica (OLT). Además, debido a que el terminal de red óptica de cada cliente debe transmitir hasta la oficina central (en lugar de solo al dispositivo de conmutación más cercano), se necesitarían extensores de alcance para alcanzar la distancia desde la oficina central que es posible con sistemas ópticos activos basados en plantas externas. redes.
Las redes de distribución óptica también se pueden diseñar en una topología "homerun" punto a punto donde los divisores y/o las redes activas están ubicados en la oficina central, lo que permite a los usuarios conectarse a cualquier red que se requiera desde el marco de distribución óptica .
Los impulsores de la red óptica pasiva moderna son la alta confiabilidad, el bajo costo y la funcionalidad pasiva.
Los componentes ópticos pasivos monomodo incluyen dispositivos de derivación como multiplexores/demultiplexores por división de longitud de onda (WDM), aisladores, circuladores y filtros. Estos componentes se utilizan en sistemas entre oficinas, alimentadores de bucle, fibra en el bucle (FITL), cable híbrido de fibra-coaxial (HFC), red óptica síncrona (SONET) y jerarquía digital síncrona (SDH); y otras redes de telecomunicaciones que emplean sistemas de comunicaciones ópticas que utilizan amplificadores de fibra óptica (OFA) y sistemas multiplexores de división de longitud de onda densa (DWDM). Los requisitos propuestos para estos componentes fueron publicados en 2010 por Telcordia Technologies . [52] [53]
La amplia variedad de aplicaciones de componentes ópticos pasivos incluye transmisión multicanal, distribución, derivaciones ópticas para monitoreo, combinadores de bombas para amplificadores de fibra, limitadores de velocidad de bits, conexiones ópticas, diversidad de rutas, diversidad de polarización, interferómetros y comunicación coherente.
Los WDM son componentes ópticos en los que la potencia se divide o combina en función de la composición de longitud de onda de la señal óptica. Los multiplexores de división de longitud de onda densa (DWDM) son componentes ópticos que dividen la energía en al menos cuatro longitudes de onda. Los acopladores insensibles a la longitud de onda son componentes ópticos pasivos en los que la potencia se divide o combina independientemente de la composición de longitud de onda de la señal óptica. Un componente determinado puede combinar y dividir señales ópticas simultáneamente, como en la transmisión bidireccional (dúplex) a través de una única fibra. Los componentes ópticos pasivos son formatos de datos transparentes y combinan y dividen la potencia óptica en una proporción predeterminada ( relación de acoplamiento ) independientemente del contenido de información de las señales. Los WDM pueden considerarse divisores y combinadores de longitudes de onda . Los acopladores insensibles a la longitud de onda pueden considerarse divisores y combinadores de potencia .
Un aislador óptico es un componente pasivo de dos puertos que permite que la luz (en un rango de longitud de onda determinado) pase con baja atenuación en una dirección, mientras aísla (proporciona una alta atenuación) la luz que se propaga en la dirección inversa. Los aisladores se utilizan como componentes integrales y en línea en módulos de diodos láser y amplificadores ópticos, y para reducir el ruido causado por la reflexión multitrayectoria en sistemas de transmisión analógica y de alta tasa de bits.
Un circulador óptico funciona de manera similar a un aislador óptico, excepto que la onda de luz que se propaga inversamente se dirige a un tercer puerto para su salida, en lugar de perderse. Se puede utilizar un circulador óptico para la transmisión bidireccional, como un tipo de componente de ramificación que distribuye (y aísla) la potencia óptica entre fibras, según la dirección de propagación de la onda de luz.
Un filtro de fibra óptica es un componente con dos o más puertos que proporciona pérdida, aislamiento y/o pérdida de retorno sensible a la longitud de onda. Los filtros de fibra óptica son componentes en línea, selectivos en longitud de onda, que permiten que un rango específico de longitudes de onda pase (o se refleje) con baja atenuación para la clasificación de tipos de filtros.
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace )
Medios relacionados con la red óptica pasiva en Wikimedia Commons