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Comparación entre empalmes y conectorización en las redes FTTP

Fecha: Vie, 27/11/2009 - 11:57 Fuente: Dpto. de comunicación de ADC Krone

La instalación de una red de FTTP exitosa requiere de una cuidadosa planificación y ejecución. Llevar las redes FTTP del modo de prueba de laboratorio/campo hasta la instalación total de la red presenta muchos retos significativos para los proveedores de servicios. Uno de estos retos es obtener un despliegue de la red al menor costo posible, al tiempo que se crea una infraestructura de red de fibra con la flexibilidad y confiabilidad como para durar muchos años

Comparación entre empalmes y conectorización en las redes FTTP

Cuando los visionarios de las redes comenzaron a analizar la instalación de redes FTTP, se enfocaron en una red de fibra empalmada por fusiones. Es decir, cada empalme de la red de la fibra desde la central hasta el abonado se hacía a través de un empalme óptico por fusión. En ese tiempo, las justificaciones eran el costo y las preocupaciones de la fiabilidad de los conectores ópticos en los ambientes de Planta Externa OSP. Aunque la fusión el empalmado de toda la red de fibra OSP brinda el costo más bajo inicial del equipamiento, en realidad los ahorros de costos se pierden rápidamente dados los mayores gastos operativos y la menor flexibilidad de red. El uso de conectores de fibra en la central para la conexión de los elementos en la red de fibra ha sido la práctica estándar por mucho tiempo. Los proveedores de servicio de todo el mundo se han dado cuenta del valor que tienen los puntos de acceso que proporciona el conector en la red cuando se trata de la detección de problemas de red, la reconfiguración de la misma y la activación de servicios. Se pueden obtener beneficios similares en el área OSP de una red FTTP si los conectores están colocados adecuadamente.
Veamos ahora una arquitectura general de red de fibra FTTP fuera de la central (ver Figura 1). La red está formada por cables de alimentación enrutados a un hub de distribución de fibra (FDT) donde se alojan los divisores ópticos. Del FDT, se enruta un cable de distribución a la terminal de acceso (FAT), a la que llegan los cables de acometida. Desde la FAT, se enruta el cable de acometida al terminal óptico de red (ONT) en las instalaciones del abonado. A lo largo de esta red, hay muchas ubicaciones donde se deben unir fibras. En los extremos de los cables de alimentación y distribución, donde normalmente se utiliza un empalme en línea, se seguiría utilizando las fusiones. Las ubicaciones de interés para conectores ópticos son en la FDT, la FAT y la ONT. Lo que buscamos son ubicaciones donde los técnicos tengan que trabajar de manera más regular para hacer pruebas, activaciones y reconfiguraciones de servicios. Éstas son ubicaciones donde una interfaz de conector brinda ahorros importantes tanto en costos operativos como en tiempo, en comparación con los empalmes a fusión.

Acceso más sencillo para las  pruebas
La primera consideración para el reemplazo por un empalme con conectores es la necesidad de contar con puntos de acceso para pruebas. El aislamiento de fallos en una red en un a arquitectura FTTP presenta nuevos retos para el proveedor de servicios. En general, el aislamiento de fallas en una red de fibra requiere el uso de un reflectómetro óptico (OTDR). El rastreo de OTDR le indica al técnico dónde se encuentra el fallo la falla en la red de fibra. Las redes FTTP presentan dos desafíos claves para los técnicos en lo que se refiere al aislamiento de fallos de fibra. El primero involucra a los divisores ópticos 1x32 que sirven para minimizar el número de fibras y tarjetas (OLT) instaladas en la central. Los rastreos de OTDR son difíciles de descifrar cuando el rastreo llega al divisor 1x32 de la FDT.
El segundo reto es lograr el acceso a la fibra sin interrumpir el servicio de los 32 abonados para probar las redes cuando sólo un abonado tiene un problema. Cuando más de un abonado que recibe el servicio de un mismo divisor de la FDT reporta problemas, es muy probable que el problema se localice en algún punto entre la OLT de la CO y la FAT instalada en planta. En estos casos, el acceso a la red de fibra dentro de la central da una buena visión de toda la red entre la OLT y la FDT. Sin embargo, las pruebas del tramo de red comprendido entre la FDT y el abonado requieren de los servicios de un trabajo de campo. En este punto, el diseño de red tiene un gran impacto sobre la velocidad a la que se podrán aislar los problemas. Para poder operar en los puntos de acceso para pruebas de la ONT de cada hogar es necesario que el técnico entre a red de cada residencia. Estos puntos de interfaz tal vez no sean muy accesibles; sin embargo, si se utilizan las salida del divisor en la FDT, se reducirá una sola ubicación el punto para hacer pruebas en cualquier fibra para múltiples hogares, disponiendo un fácil acceso a la red entre la FDT y la ONT. Si se trata de divisores empalmados a fusión divisor se empalma con la red, el técnico de empalmes deberá ir a la ubicación de la FDT y entrar al empalme adecuado para conectar el cable de enlace de OTDR con un adaptador de fibra desnuda o empalmar temporalmente un cable flexible de conexión. Después del rastreo, el técnico tiene que volver a empalmar la salida del divisor con la fibra de distribución. Este proceso requiere mucho tiempo y es costoso, ya que los técnicos de empalme y sus equipos tienen tarifas de facturación más altas que las de otros técnicos. Este procedimiento también supone daños potenciales para la red. El proceso para acceder a la fibra de distribución y realizar el rastreo de OTDR requiere la manipulación de varias fibras y el corte de las fibras que se van a probar, y que luego, se deben volver a empalmar. Este proceso reduce la longitud de fibra disponible, además de que existe el riesgo de romper la fibra a una longitud tal que sea demasiado corta para trabajar con ella, lo que disminuiría parte de la capacidad de la red. El tiempo a emplear, el costo y el riesgo adicionales para las fibras en que se requieren hacer las pruebas desde esta ubicación en particular, hacen que los empalmes a fusión, no sean la opción más sensata.
Cuando se coloca un conector en la salida del divisor se tiene un acceso muy sencillo para hacer pruebas de todos los cables de distribución. En este caso, el acceso para realizar pruebas se reduce a ubicar la fibra de distribución sospechosa en el adaptador, desconectar la entrada flexible de conexión de salida del divisor del puerto y conectar el cable de lanzamiento del OTDR. Después de terminar el rastreo del OTDR, se desconecta el cable de lanzamiento del puerto de distribución y se vuelve a conectar el cable flexible de conexión de la salida del divisor. Con este procedimiento, no se rompen fibras y no es necesario realizar empalmes. Además, como en esta aplicación todas las fibras de la salida del divisor al conectarse a un adaptador, quedan protegidas con recubrimientos que evitan los daños durante el manejo normal. Los pares de conectores de la FDT permiten realizar pruebas de forma más sencilla y en menos tiempo, además, con tarifas de mano de obra más bajas y mucho menos riesgos para la red de fibra.

Activación más rápida del servicio
La activación del servicio es otra actividad que se beneficia con el uso de conectores en lugar de empalmes en ciertas ubicaciones de la red. Hay dos ubicaciones donde conectar los conectores brindan ventajas para la activación del servicio: la FDT y la FAT. Las fusiones de todas las salidas del divisor óptico a los cables de distribución y del cable de distribución a los cables de acometida puede ser lógica en una aplicación totalmente nueva, y con una tasa de abonados esperada del 100%. Pero la realidad es que los hogares no van a estar ocupados desde el primer día y no todos los servicios se activarán al mismo tiempo.
En los casos de modificaciones o ampliaciones en despliegues, con tasas de abonados inferiores al 100%, es lógico instalar divisores uno a uno según vayan siendo necesarios, y con fácil acceso a las fibras de distribución para una activación rápida del servicio. En un escenario de empalmes a fusión, el técnico deberá acudir de manera regular a empalmar una sola fibra en la FDT y la FAT cada vez que el cliente requiere activación de servicios; una propuesta muy cara en términos de equipamiento, capacitación y requerimientos de mano de obra. Cuando se utilizan conectores en la FDT y la FAT, la activación del servicio se convierte en un proceso mucho más simple. Tan sólo se deben conectar las fibras de distribución en la salida del divisor de la FDT y conectar las fibras de acometida a las fibras de distribución de la FAT para que la activación del servicio sea tan simple como el acoplamiento de dos conectores.

Implicaciones para la red
Como vimos, los conectores en ciertas ubicaciones del tramo OSP de la red FTTP son muy útiles, pero tenerlos en todas las ubicaciones en las que se unen las fibras no es rentable. Los conectores sólo se deben utilizar en las ubicaciones donde agregan valor a la red sin aumentar costos adicionales ni puntos de pérdidas. Uno de los principales problemas del uso de conectores es el mayor gasto inicial, y su impacto en el presupuesto. Hay tres opciones comunes de arquitectura para utilizar conectores en el área de la FDT. La primera es brindar una conexión cruzada total dentro de la FDT. Como muestra la Figura 2, en este modelo las fibras de alimentación y distribución de entrada se terminan en de la FDT.  El divisor 1x32 (o 1x16) también se termina en fábrica y se conecta la fibra de entrada a la fibra del cable alimentación y las salidas a los puertos traseros de otro panel de adaptadores. Los puertos de salida del divisor se conectan entonces a cualquier fibra de distribución utilizando un cable de parcheo de conexión cruzada.
En esta aplicación también se van agregan do los módulos divisores "según sea necesario", tan sólo conectando los conectores de entrada y salida en las ubicaciones apropia-das. Aunque esta arquitectura ofrece la máxima flexibilidad con fibras totalmente accesibles, la desventaja es el costo mayor y la pérdida de señal agregada de los tres pares de conectores. La pérdida adicional puede ser de hasta .6 db en una red FTTP puede ser necesario que se extienda hasta el límite de distancia. El resultado puede ser una pérdida de 1 a 1/2 kilómetros de distancia o número sustancial de hogares que no se podrán alcanzar. Por lo tanto, aunque la conexión cruzada total agrega mayor flexibilidad de protección a los divisores ópticos y los cables OSP, tal vez no justifique el costo en dólares ni la pérdida de db. Una solución arquitectónica alternativa sería el uso de cables flexibles de conexión en la salida del divisor óptico que se conectan directamente a los puertos de la fibra de distribución. En este caso, los divisores ópticos se agregan en la FDT según vaya siendo necesario. Los 32 puertos de salida de cada divisor se ponen en una configuración de "estacionamiento" dentro del módulo. En este estacionamiento, los conectores están protegidos con cubiertas antipolvo hasta que se asignan a las fibras de distribución dependiendo de la demanda; cuando se emite una orden de servicio, el técnico va al modelo FTD y accede al siguiente puerto de salida disponible del divisor y lo conecta al puerto de la fibra de distribución, así, se activa el servicio con el simple acoplamiento de un par de conectores.  Con esta opción, los divisores ópticos se agregan según sea necesario, minimizando los costos iniciales del equipo y maximizando la eficiencia del uso de la OLT.
El tercer punto a considerar es la alta potencia que requiere la señal de video para impulsar los receptores en las instalaciones del cliente. La señal de video sale de la central con una potencia relativamente alta y llega al divisor de la FDT con un nivel de potencia de aproximadamente 20 dBm. Este alto nivel de potencia en el puer-to de entrada del divisor supone un problema potencial de seguridad para los ojos de los técnicos debido a los rayos láser. Por lo tanto, la decisión se reduce a tener o no una interfaz conectorizada en la entrada del divisor. Para eliminar este problema potencial de seguridad de la red se puede empalmar a fusión la entrada al divisor óptico. Aunque es menos flexible que el escenario de dos conectores, esta arquitectura tendría una salida de divisor conectorizada en el extremo de distribución para acceso a pruebas y la activación de servicio por demanda. Esta opción reduce los costos, disminuye las pérdidas de db y elimina los problemas de seguridad por rayos láser de alta potencia. Sin embargo, todavía se requiere la presencia de un técnico empalmador que agregue divisores en la FDT, lo cual impide algunas de las reducciones de costos que tanto se buscan.

Rendimiento a largo plazo
La meta de cualquier red es lograr el equilibrio perfecto entre los costos iniciales del equipo y los costos operativos del rendimiento a largo plazo. Los conectores son siempre más caros que un empalme a fusión en términos de costos iniciales en equipamiento. Sin embargo, los encargados de planificar la red deben ver a futuro los costos operativos de activación de servicio de clientes individuales y el fácil acceso para la realización de pruebas. El uso de conectores en los sitios más lógicos de la red justifican los costos iniciales en equipamiento ya que tiene como resultado un ahorro en los gastos operativos durante la vida útil de la red. Con el paso de los años se han realizado importantes avances en los conectores de fibra óptica que han mejo-rado su rendimiento en la red. Los mayores requerimientos de rendimiento y las mejoras en la fabricación han conseguido menores pérdidas de inserción y de retorno, asignación automática, mano de obra cualificada para el acabado final y métodos de terminación en fábrica muy mejorados. Se han realizado varios estudios de rendimiento de los co-nectores, Telcordia GR-326-CORE se enfoca en los requerimientos de rendimiento de conectores para aplicaciones OSP. ADC sometió a sus conectores a la prueba máxima en 1995: en lo más alto de Minneapolis, Minnesota, se expuso una serie de conectores de fibra al duro clima de Minnesota durante cinco años. Cada conector fue sometido a temperaturas de -43°F a 137° F, y se probó automáticamente para ver su rendimiento cada hora.  A pesar de las condiciones extremas tan severa del clima de Minnesota, los conectores tuvieron un buen rendimiento dentro de las especificaciones del fabricante durante la prueba. Con los años se han hecho mejoras en el diseño técnico y la fabricación de los conectores ópticos para garantizar que sigan desempeñándose de manera confiable dentro de ambientes diversos. Los conectores de la siguiente generación tienen un registro exitoso en de instalaciones de aplicaciones OSP. En un ambiente más competitivo de negocios, el margen de error es mínimo cuando se decide fusionar o conectorizar la red FTTP. Aunque la mayoría de los empalmes seguirán siendo fusionados, el reemplazo de algunos empalmes o interfaces con pares de conectores dará mayor flexibilidad de acceso para pruebas y mejorará el tiempo de activación para el cliente. A largo plazo, se puede alcanzar un rendimiento superior en una red FTTP con conectores en los puntos donde son más lógicos. El uso adecuado de los conectores brindará un rendimiento óptimo al tiempo que otorgará beneficios en costos y flexibilidad que no se pueden alcanzar solamente con los empalmes de fusión.

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