Especificación técnica mínima de fibra óptica para la

construcción de la Red Dorsal Nacional Análisis de las Recomendaciones UIT-T G.65X

Ing. Wilmer Azurza Neyra

Unidad de Postgrado de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Universidad Nacional Mayor de San Marcos

Lima, Perú

wilmer.azurza@gmail.com

Abstract— Este artículo presenta un análisis técnico de las

Recomendaciones serie UIT-T G.65X, un resumen de sus

características técnicas mínimas y finalmente se recomendará el

tipo de fibra óptica a implementar en la Red Dorsal Nacional de

Fibra Óptica en marco de la Ley Nº 29904 de Promoción de la

Banda Ancha y Construcción de la red Dorsal Nacional de Fibra

Óptica.

Keywords—Especificación técnica mínima para la instalación

de la Red Dorsal de Fibra Óptica para el Perú, Fibra óptica para

instalaciones de banda ancha, características técnicas de la fibra

óptica, Recomendación UIT-T G.652, Ley Nª 29904, Ley de

Promoción de la Banda Ancha.

I. INTRODUCCIÓN

En el presente artículo se muestra un análisis de las distintas Recomendaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), tipos de fibra óptica monomodo con mejor performance para la instalación de la red dorsal nacional de fibra óptica y que permitan soportar tecnologías de transmisión de alta velocidad como multiplexación por división de onda- WDM y sus variantes multiplexación por división de onda densa- DWDM y multiplexación por división de onda gruesa- CWDM

1. Entre las fibras ópticas que cumplen los

estándares para comunicaciones de banda ancha son las UIT-T G.652, G.655 y G.656, en el desarrollo del presente paper se explicará las diferencias, ventajas y desventajas de cada una de ellas y finalmente se recomendará en base a un análisis técnico y económico la más adecuada para que el estado peruano la implemente en la red nacional, en marco de la Ley Nº 29904 de Promoción de la Banda Ancha y Construcción de la Red Dorsal Nacional de Fibra Óptica y el Decreto Supremo 030-2010 MTC.

II. LAS FIBRAS ÓPTICAS

Las fibras ópticas utilizadas actualmente en las

telecomunicaciones, se clasifican fundamentalmente en dos

1La multiplexación por división aproximada de longitud de onda (CWDM) es

una tecnología WDM. Se caracteriza por un espaciado amplio de canales. Los

componentes de CWDM presentan un bajo costo y un tamaño reducido; además, consumen poca energía

grupos, según el modo de propagación: fibras multimodo y

fibras monomodo.

La UIT define seis bandas de operación de la fibra óptica

monomodo, según la longitud de onda (λ):

Original (O), Extended (E), Short wavelength (S),

Conventional (C), Long wavelength (L), Ultra wavelength (U),

como se muestra en la figura 1.

Figure 1. Bandas de operación de la fibra óptica [1].

Las fibras ópticas se pueden clasificar según el modo de propagación de la señal, en dos tipos fibras monomodo y multimodo ambos tienen un diámetro de 12µm de revestimiento. Este artículo abordará las fibras ópticas monomodo por poseer un mejor desempeño en largas distancias que las fibras ópticas multimodo.

Las fibras ópticas monomodo se clasifican en:

A. Fibras òpticas monomodo

Las fibras ópticas monomodo, tienes un núcleo que varía de 7 a 11µm, por su diseño especial tienen la capacidad de enviar un solo modo de luz, entiéndase “modo de luz” a un “haz de luz” en teoría solo permite la propagación de un modo de luz en línea recta usando un cañón laser de alta intensidad, además, permiten alcanzar grandes distancias y elevadas tasas de bits de datos.

B. Fibras òpticas multimodo

Las fibras ópticas multimodo, en cambio tienen un

diámetro de núcleo 9 µm, Puede transmitir varios haces de luz

por sucesivas reflexiones, siendo esta su principal limitante

causando dispersión2, siendo esta la principal limitante para su

consideración en diseño de redes dorsales.

III. ANÀLISIS DE LAS RECOMENDACIONES UIT-T G.65X

Dentro de las fibras ópticas UIT-T G.65X tenemos G.651.1, G.652, G.653, G.654, G.655, G.656 y G.657, las cuales describen las características de las fibras ópticas multimodo y monomodo y las variantes de esta última.

La fibra óptica monomodo está definida por la Recomendación UIT-T G.651.1 Esta fibra tienen un diámetro de núcleo de 50um, puede ser iluminada por dispositivos denominados Diodos de Emisión de luz (LED), los cuales son económicos y de baja precisión, pues, genera múltiples haces de luz al interior de la fibra óptica, esto, genera un fenómeno denominado “dispersión modal” que consiste en el deforma miento del pulso de datos ensanchándolo por las variaciones de tiempo en la recepción de los distintos modos de luz.

De otro lado, las fibras ópticas monomodo son adecuadas para largas distancias y se clasifican en:

A. Recomendaciòn UIT-T G.652

Es fibra óptica monomodo estándar de dispersión no desplazada, se optimizó inicialmente para su uso en la región de 1310nm de longitud de onda, pero también puede ser utilizado en la región de 1550 nm, presenta “cero” de dispersión (0.092 ps/nm2 * Km) en segunda ventana en 1300nm a 1324nm, es adecuada para CWDM. Puede utilizarse en segunda ventana con peor atenuación a 0.4 dB/Km o en tercera ventana con peor dispersión, pero mejorables con dispositivos compensadores de dispersión. La recomendación UIT-T G.652 tiene cuatro variantes A, B, C y D. Las Fibras ópticas G.652 A y B fueron las primeras en ser comercializadas, pero se dejaron de emplear porque presentaban una alta atenuación en la banda de 1390nm (banda E), fenómeno conocido como “water peak”, el cual, fue corregido en las versiones posteriores G.652 C y D, con esta optimización se puede aprovechar plenamente la banda E [2].

B. Recomendaciòn UIT-T G.653

La fibra de dispersión desplazada (Dispersión –shifted fiber). Optimizada a 1550nm. En teoría presenta los mejores valores de dispersión y atenuación a 1550nm. En la práctica al tener dispersión cero en la longitud de onda de emisión, se incrementa un fenómeno llamado mezclado de cuatro ondas (FWM), que degrada la transmisión, y dificulta la multiplicación WDM, por lo que, hace que no sea posible su aplicación en redes dorsales de fibra óptica, pues ésta, se basa en transmisiones DWDM [3].

2Ensanchamiento del pulso de la señal que origina degradación de la misma

C. Recomendaciòn UIT-T G.654

Fibra óptica monomodo de estándar especial, ha sido optimizada para operar en la región de 1500 a 1600nm. Esta fibra tiene una baja pérdida en la banda de 1550nm. La baja pérdida se logra mediante el uso de un núcleo de sílice puro, por lo mismo, esto las hace más caras en su fabricación. Estas fibras ópticas pueden soportar mayores niveles de potencia y tiene un núcleo más grande 9.5 a 10.5µm, tienen una alta dispersión cromática en 1550 nm de 20 a 22ps/nm*Km, ha sido diseñada para emplearse en aplicaciones de larga distancia bajo el mar [4].

D. Recomendaciòn UIT-T G.655

La fibra de dispersión desplazada no nula (NZDSF), optimizada para operar en la banda de 1550nm moviendo la longitud de onda de dispersión cero fuera de la ventana de operación de 1550nm. El efecto práctico de esto es tener una cantidad pequeña pero finita de dispersión cromática en 1550nm, en el caso de la Recomendación UIT-T G.655 C, para el rango de 1530 a 1565nm puede llegar hasta 1.0 a 10 ps/nm*Km, lo que minimiza los efectos no lineales como el FWM, SPM y XPM, que se ven en la multiplicación por división de longitud de onda densa (DWDM), este sistema permite la operación de equipos sin necesidad de emplear dispositivos compensadores de dispersión, pudiendo ser empleadas en redes dorsales [5].

E. Recomendaciòn UIT-T G.656

Fibra óptica con dispersión no nula para el transporte óptico de banda ancha, optimizado para la operación en la rango de longitud de onda de 1460 a 1625nm, manejando valores de dispersión cromática desde 1.0 a 14 ps/nm*Km pudiéndose utilizar en CWDM y DWDM, está diseñada para redes dorsales de alta capacidad [6].

F. Recomendaciòn UIT-T G.657

Fibra óptica diseñada para redes de acceso. Introduce dos categorías de fibras monomodo G.657 A y B, la categoría A, es totalmente compatible con las fibras monomodo UIT-T G.652. La categoría B, no es necesariamente compatible con ITU-T G.652, pero es capaz de tener bajos valores de pérdidas en macrocurvatura (radio de curvatura del cable muy baja), incorpora dos subcategorías que subdifieren en pérdidas de macrocurvatura. Es predominantemente para uso en las redes de acceso [7].

A continuación se muestra una tabla comparativa de los equipos DWDM que soportan conexión de UIT-T G.656, G.655 y G.652 D, se muestra las características técnicas e información de capacidad máximas de transmisión.

TABLE I. CAPACIDAD DE EQUIPOS DE TRANSMISIÒN

Equipo

Características

Número

de λ

Velocidad

por λ

(Gbps)

Capacidad

(Tbps)

DWDM NEC Serie SpectralWave DW4200/

DW4000 [9].

80 10/

40/400 3.20

Huawei OSN 8800 [10]. 80 2.5/ 10/ 40/ 100

3.20

Equipo

Características

Número

de λ

Velocidad

por λ

(Gbps)

Capacidad

(Tbps)

Alcatel- Lucent 1830 PSS

[11]. 88

10/ 40/

100 8.80

Fabricantes de equipos DWDM

IV. CONCLUSIONES

La fibra óptica UIT G.652 D es la fibra óptica más comercializada actualmente, seguidamente por la fibra óptica G.655 por su parte la fibra óptica UIT-T G.656 presenta serias limitaciones en su disponibilidad comercial.

La fibra óptica UIT-T G.652 D presenta un óptimo desempeño en el funcionamiento de los equipos de transmisión de la más alta gama DWDM de acuerdo a fabricantes NEC, Huawei, Alcatel Lucent y proveedores de fibra óptica, así mismo, no presenta desventajas respecto a otro tipo de fibras ópticas como la G.655 y G.656.

V. RECOMENDACIONES

En virtud del análisis efectuado, se recomienda como especificación técnica mínima para la instalación de la Red Dorsal Nacional de Fibra Óptica la Recomendación UIT-T G.652D. En marco del cumplimiento de la Ley Nº 29904 de Promoción de la Banda Ancha y Construcción de la red Dorsal Nacional de Fibra Óptica, la que impulsa el desarrollo, utilización y masificación de la banda Ancha en todo el territorio nacional, tanto en la oferta como en la demanda por este servicio [8].

La fibra óptica bajo la Recomendación UIT-T G.652 D está diseñada para redes dorsales de alta capacidad y opera con

tecnología DWDM de los principales fabricantes de equipos DWDM.

BIBLIOGRAFÍA

[1] Recomendación UIT-T Serie G- Suplemento 39.

[2] Recomendación UIT-T G.652 Transmission media and optical systems characteristics – Optical fibre cables. Characteristics of a single-mode optical fibre and cable.

[3] Recomendación UIT-T G.653 Transmission media and optical systems characteristics – Test methods for installed single-mode optical fibre cable links.

[4] Recomendación UIT-T G.654 Transmission media and optical systems characteristics – Characteristics of a cut-off shifted, single-mode optical fibre and cable.

[5] Recomendación UIT-T G.655 Transmission media and optical systems characteristics – Characteristics of a non-zero dispersion-shifted single-mode optical fibre and cable.

[6] Recomendación UIT-T G.656 Transmission media and optical systems characteristics – Characteristics of a fibre and cable with non-zero dispersion for wideband optical transport.

[7] Recomendación UIT-T G.657 Transmission media and optical systems characteristics – Characteristics of a bending-loss insensitive single-mode optical fibre and cable for the access network.

[8] Ley Nº 29904 de Promoción de la Banda Ancha y Construcción de la red Dorsal Nacional de Fibra Óptica.

[9] http://www.nec.com/en/global/solutions/nsp/trans_port/dwdm/index.html

[10] http://www.huawei.com/en/products/transport-network/wdm-otn/osn8800/index.htm

[11] http://www.google.com.pe/url?sa=t&rct=j&q=alcatel-lucent%201830%20pss&source=web&cd=2&cad=rja&sqi=2&ved=0CDUQFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.alcatel-lucent.com%2Fwps%2FDocumentStreamerServlet%3FLMSG_CABINET%3DDocs_and_Resource_Ctr%26LMSG_CONTENT_FILE%3DData_Sheets%2F1830_PSS_32-16_DS.pdf%26lu_lang_code%3Den_WW&ei=PTmwUJKPMob88gTcwoGIAw&usg=AFQjCNGkmvSjagxzOd0rWguuDl_AFpqlpg