Evaluación del desempeño físico de un sistema FTTH-GPON para servicios Quad Play después de la incorporación de un módulo RoF

Palabras clave: Fibra hasta la casa, red óptica pasiva Gigabit, radio sobre fibra, multiplexación por división de frecuencia ortogonal, modulación de amplitud en cuadratura, monitoreo de desempeño óptico, magnitud del vector de error

Resumen

Este artículo propone el diseño y simulación de un módulo de radio frecuencia basado en un sistema de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) con modulación de amplitud en cuadratura (16-QAM) a una tasa de transmisión de datos de 10 Gbps y a una frecuencia de 10 GHz, utilizando la herramienta de simulación OptSim. Para ello, se diseñó a nivel de simulación un sistema de red con fibra hasta el hogar (FTTH)-óptica pasiva Gigabit (GPON) Triple Play (servicio de datos/voz a 2,5 Gbps y servicio de video CATV digital con 16-QAM a 0,8 Gbps) con el fin de integrar el módulo de radio sobre fibra (RoF) para ofrecer servicios Quad Play (Triple Play más Internet móvil). Posteriormente, se evaluó el desempeño para el enlace descendente a nivel físico del sistema FTTH-GPON después de que se incorporó el módulo RoF, con base en los parámetros de monitoreo de desempeño óptico (OPM), tales como: potencia de recepción óptica, magnitud del vector de error (EVM), diagrama de constelación, relación señal a ruido (SNR), tasa de error de bit (BER), Factor de calidad (Q) y diagrama del ojo. Los resultados muestran que es posible que los usuarios de las redes FTTH-GPON puedan contar, además de los servicios Triple Play, con un cuarto servicio (Internet móvil) ya que la calidad del servicio móvil está garantizada dentro del “último kilómetro” para redes de acceso, usando el despliegue actual de fibra óptica estándar, demostrando la factibilidad del sistema propuesto.

Biografía del autor/a

Andrés Felipe Escallón-Portilla*, Universidad del Cauca, Colombia

MSc. en Telecomunicaciones, Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones, Universidad del Cauca, Popayán-Colombia, aescallon@unicauca.edu.co

Víctor Hugo Ruiz-Guachetá, Universidad del Cauca, Colombia

MSc. en Telecomunicaciones, Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones, Universidad del Cauca, Popayán-Colombia, vruiz@unicauca.edu.co

José Giovanny López-Perafán, Universidad del Cauca, Colombia

PhD. en Ciencias de la Electrónica, Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones, Universidad del Cauca, Popayán-Colombia, glopez@unicauca.edu.co

Referencias bibliográficas

CICOMRA – Cámara de Informática y Comunicaciones de la República Argentina, (2008) “Las posibilidades de las nuevas tecnologías audiovisuales en Argentina: Triple Play (Internet + Telefonía Fija + Televisión) y Cuádruple Play (Internet + Telefonía Fija + Televisión+Telefonía Móvil),” Disponible en: http://www.cicomra.org.ar/cicomra2/asp/actividad-sb-n.asp?id_nota=96

F. J. Hens y J. M. Caballero, “Quadruple Play,” en Triple Play: Building the converged network for IP, VoIP and IPTV, 1a ed., Chichester: John Wiley & Sons, Ltd, 2008, pp. 243–303. https://doi.org/10.1002/9780470754382

J. J. Granada Torres, C. M. Serpa Imbett, G. M. Varón Durán, y N. Guerrero Gonzáles, “Hacia la próxima generación de sistemas de Radio sobre Fibra de banda ancha: retos tecnológicos en la banda de las ondas milimétricas,” Ing. y Desarro., vol. 29, no. 2, pp. 242–265, Jul. 2011. Disponible en: http://www.scielo.org.co/pdf/inde/v29n2/v29n2a07.pdf

R. O. Muñoz Ortiz, M. A. Cely Mancipe, G. A Puerto-Leguizamón, y C. A. Suárez Fajardo, “Generación de señales para sistemas radio sobre fibra basados en combinación óptica,” Ing. Investig. y Tecnol., vol. 16, no. 4, pp. 585–598, Oct. 2015. https://doi.org/10.1016/j.riit.2015.09.010

G. A. Puerto Leguizamón y C. A. Suárez-Fajardo, “Modelo analítico de generación de señales para sistemas radio sobre fibra,” Dyna, vol. 81, no. 188, pp. 26–33, Dec. 2014. https://doi.org/10.15446/dyna.v81n188.39715

M. Noweir et al., “Digitally Linearized Radio-Over Fiber Transmitter Architecture for Cloud Radio Access Network’s Downlink,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 66, no. 7, pp. 3564–3574, Jul. 2018. https://doi.org/10.1109/TMTT.2018.2819665

A. Patiño-Carrillo, G. Puerto-Leguizamón, y C. Suárez-Fajardo, “Bidirectional single sideband transmission of Millimeter Waves over Fiber for 5G Mobile Networks,” TecnoLógicas, vol. 21, no. 43, pp. 15–26, Sep. 2018. https://doi.org/10.22430/22565337.1053

RSoft System Design Suite – OptSim - Photonic System Design and Simulation. (2019), Synopsys Optical Solution Group. Disponible en: https://www.synopsys.com/optical-solutions/rsoft/rsoft-system.html

C. C. K. Chan, Optical performance monitoring : advanced techniques for next-generation photonic networks, California: Academic Press, 2010.

A. Escallón P., J. Barrios L., y A. Toledo T., “Incidencia de los parámetros que afectan la calidad de la señal óptica en el desempeño de una red metropolitana WDM,” Rev. Colomb. Tecnol. Av., vol. 2, no. 12, pp. 12–19, Jul. 2008. Disponible en: http://www.unipamplona.edu.co/unipamplona/portalIG/home_40/recursos/revistas/27102011/revista_12.jsp

J. Armstrong, “OFDM for Optical Communications,” J. Light. Technol., vol. 27, no. 3, pp. 189–204, Feb. 2009. https://doi.org/10.1109/JLT.2008.2010061

P. Muñoz y J. Gallardo, “Comparación de sistemas CP-OFDM y ZP-OFDM,” Escuela Técnica Superior de Ingenieros de la Universidad de Sevilla, España, 2006. Disponible en: http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/11254/fichero/5_CAPITULO+1.pdf

W. Fernández R. y A. Rodríguez R., “OFDM óptimo para la comunicación bidireccional en las redes eléctricas inteligentes,” Ingeniare. Rev. Chil. Ing., vol. 26, no. 1, pp. 43–53, Mar. 2018. https://doi.org/10.4067/S0718-33052018000100043

R. J. Millán Tejedor, “GPON (Gigabit Passive Optical Network),” Bit, ISSN 0210-3923, no. 166, pp. 63–67, Dic. 2008. Disponible en: https://www.academia.edu/21665222/Qu%C3%A9_es..._GPON_Gigabit_Passive_Optical_Networks_

M. Lattanzi y A. Graf, “Redes FTTx: Conceptos y Aplicaciones” IEEE Argentina,” 2016. Disponible en: https://docplayer.es/455634-Redes-fttx-conceptos-y-aplicaciones-ing-miguel-lattanzi-mlattanzi-ieee-org-lic-agustin-graf-agustin-graf-huawei-com.html

N. E. Amagua Masabanda y N. A. Mogro Marmol, “Análisis y simulación de un enlace de radio sobre fibra óptica (RoF) a 60 GHz,” (Trabajo de grado), Universidad Politécnica Salesiana, Quito, Ecuador, 2013. Disponible en: https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/5356/1/UPS-ST001033.pdf

G. E. Campos Hernández y G. P. Sabogal Alfaro, “Software de simulación de diferentes tipos de modulación de señales de radiofrecuencia sobre fibra óptica,” Umbral Científico, no 9, pp. 76–84, Sep. 2006. Disponible en: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=2263180

A. Arvizu, J. A. Reynoso-Hernández, M. A. Chávez, y J. de D. Sánchez, “Foto-transceptor para sistemas RoF y RoFSO usando un mezclador opto-electrónico basado en PHEMT,” Rev. Mex. física, vol. 58, no. 4, pp. 339–347, 2012. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=4424894

D. Guamialama Narváez, “Análisis de sistemas de generación y transporte de señales de mmW en sistemas RoF a 60 GHz,” ( Tesis de Maestría), Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación - Universidad Politécnica de Valencia, España, 2013. https://riunet.upv.es/handle/10251/33394

A. J. Cooper, “‘Fibre/radio’ for the provision of cordless/mobile telephony services in the access network,” Electron. Lett., vol. 26, no. 24, p. 2054, Nov. 1990. https://doi.org/10.1049/el:19901325

Z. Jia, J. Yu, D. Qian, G. Ellinas, y G.-K. Chang, “Experimental Demonstration for Delivering 1-Gb/s OFDM Signals over 80-km SSMF in 40-GHz Radio-over-Fiber Access Systems,” en OFC/NFOEC 2008 - 2008 Conference on Optical Fiber Communication/National Fiber Optic Engineers Conference, San Diego, 2008. pp. 1-3. https://doi.org/10.1109/OFC.2008.4528145

A. Ng’oma et al., “Simple Multi-Gbps 60 GHz Radio-over-Fiber Links Employing Optical and Electrical Data Up-Conversion and Feed-Forward Equalization,” en Optical Fiber Communication Conference and National Fiber Optic Engineers Conference, San Diego 2009. https://doi.org/10.1364/OFC.2009.OWF2

J. G. López, “Diseño de métodos Cross Layer cognitivos para redes de Comunicación Óptica de Ráfagas (OBS),” (Tesis Doctoral), Universidad del Cauca, Popayán, Colombia, 2014. Disponible en: http://www.unicauca.edu.co/doctoradoce/publicaciones/Monografia_Lopez.pdf

J. D. Delgado Lasso y J. C. Marcillo Bravo, “Impacto de la Topología de Red FTTH-GEPON en el Desempeño de Servicios Triple Play,” (Trabajo de grado), Universidad del Cauca, Popayán, Colombia, 2016. Disponible en: http://repositorio.unicauca.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/1539

M. A. Melo López, A. Toledo Tovar, G. A. Gómez Agredo, y I. F. Velasco Andrade, “Estudio de factibilidad técnico - económico para la implementación de una red FTTH/GPON en el contexto colombiano para servicios Triple Play,” Perspectiv@s, vol. 15, no. 16, pp. 50–63, Apr. 2019. Disponible en: http://revistas.uigv.edu.pe/index.php/perspectiva/article/view/604/529

N. J. Gomes et al., “Radio-over-fiber transport for the support of wireless broadband services [Invited],” J. Opt. Netw., vol. 8, no. 2, pp. 156-178, Feb. 2009. https://doi.org/10.1364/JON.8.000156

R. M. Roldán Giraldo, “Quadrature Amplitude Modulated (QAM) Microwave Signal Transmission over Radio-over-Fibre Link using Semiconductor Optical Amplifier,” (Tesis de Maestría), University of Limerick, Limerick, Irland, 2008. Disponible en: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/6118/(QAM%20MICROWAVE%20SIGNAL%20TRANSMISSION%20OVER%20A%20RoF%20link%20using%20SOA.pdf

M. Zamorano, E. Moschim, y S. Rossi, “Análisis del Efecto del Chirp Sobre el Desempeño de un Sistema Óptico,” Rev. Fac. Ing., no. 7, pp. 29–34, Jan, 2000. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=11400704

A. F. Escallón Portilla y J. R. Barrios Lis, “Criterios para el monitoreo del canal óptico y la incidencia de los parámetros que afectan la calidad de la señal óptica en el desempeño de una red metropolitana WDM,” (Trabajo de grado), Universidad del Cauca, Popayán, Colombia, 2008. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.21119.15529

A. F. Escallón Portilla y V. H. Ruiz Guachetá, “Evaluación del desempeño a nivel físico de un sistema FTTH-GPON para servicios Quad Play al integrar un módulo RoF”, (Tesis Maestría), Universidad del Cauca, Popayán, Colombia, 2018. Disponible en: URL http://repositorio.unicauca.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/1321

Cómo citar
[1]
A. F. Escallón-Portilla, V. H. Ruiz-Guachetá, y J. G. López-Perafán, «Evaluación del desempeño físico de un sistema FTTH-GPON para servicios Quad Play después de la incorporación de un módulo RoF», TecnoL., vol. 23, n.º 47, pp. 23–61, ene. 2020.

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Publicado
2020-01-30
Sección
Artículos de investigación

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