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Instalación de una nueva red Wifi en el Instituto de Formación Profesional Tartanga

Hace un par de meses, el departamento de las TIC del Instituto de Formación Profesional Tartanga ha procedido a la instalación de una nueva red Wifi, en sustitución de la vieja y ya obsoleta red Wifi que ha estado en funcionamiento estos últimos años. Esta nueva red Wifi incorpora, entre otras, las siguientes mejoras:

  • Soporte del estandar Wifi n
  • Transmisión de forma simultánea en las bandas de 2,4 GHz y 5 GHz
  • Puntos de acceso con antenas de tipo 3×3 MIMO y 2×2 MIMO con diversidad espacial
  • Interfaces de red en los puntos de acceso Gigabit Ethernet
  • Alimentación de todos los puntos de acceso mediante PoE con el estandar 802.3af
  • Soporte de nuevos sistemas de seguridad wireless (WEP, WPA-PSK, WPA-Enterprise
    (WPA/WPA2, TKIP/AES)
  • Control centralizado de todos los puntos de acceso mediante la aplicación UniFi Controller

Esta red Wifi, al igual que la anterior, tiene como misión dar servicio a las zonas comunes del instituto, como son la biblioteca, el hall del edificio y las zonas de descanso y reunión. Es una red wifi abierta para cualquier alumno y también para las visitas que recibimos en el centro, pero es una red en la que está implantado un control de contenidos y en la que todo el tráfico entrante y saliente es filtrado a través de un cortafuegos configurado al efecto. Además, con el nuevo control centralizado UniFi Controller, hemos podido implantar fácilmente un sistema de control horario, desactivando automáticamente todos los puntos de acceso cuando finaliza la actividad académica en el centro y también es posible, de forma sencilla, limitar el volumen de datos de cada usuario conectado así como bloquear a determinados usuarios el uso de la red.

Los puntos de acceso instalados, 8 en total, son del modelo UAP-PRO de UniFi. En las siguientes fotografías se muestran algunos de ellos:

Nueva red wifi de Tartanga_1

Unifi UAP-PRO

Nueva red wifi de Tartanga_2

Punto de acceso instalado en el cuarto de telecomunicaciones de la planta 3ª

Nueva red wifi de Tartanga_3

Punto de acceso instalado en la planta 2ª, dando servicio al Hall del instituto

Nueva red wifi de Tartanga_4Punto de acceso instalado en la planta 3ª

Como se ha indicado anteriormente, todos los APs soportan la alimentación PoE mediante el standard 802.3af. Por ello, se han colocado en cada distribuidor horizontal o distribuidor de planta del edificio los respectivos inyectores PoE. En la siguiente fotografía se muestran dos de ellos:

Nueva red wifi de Tartanga_5

Inyectores PoE para los APs situados en el Hall y en el aula de Videoconferencia

En cuanto a la puesta en marcha de los puntos de acceso, es preciso indicar que al estar bajo un control centralizado, el proceso de configuración de los mismos es totalmente diferente al que hemos realizado otras muchas veces con puntos de acceso “convencionales”. Estos puntos de acceso UAP-PRO de UniFi no debemos de conectarlos directamente a un PC para su configuración manual sino que debemos de conectarlos obligatoriamente a una red donde exista un servidor DHCP en funcionamiento y donde esté conectado también el PC que está ejecutando la aplicación UniFi Controller. Esta aplicación se encargará de “buscar” el punto de acceso y de “adoptar” dicho AP en su red gestionada. Por lo tanto, se empieza por instalar la aplicación UniFi Controller, la cual puede ser descargada de forma gratuita desde la web de Ubiquiti

Nueva red wifi de Tartanga_6

Una vez finalizado el proceso de instalación de esta aplicación, disponemos de un botón para lanzar un navegador y entrar en un asistente que nos ayudará a realizar una configuración inicial de la aplicación UniFi Controller

Nueva red wifi de Tartanga_7

En esta configuración inicial debemos de indicar en primer lugar el país en el que estamos y nuestra zona horaria. Una vez hecho esto, UniFi Controller buscará en la red todos los puntos de acceso que pueden ser adoptados para su control

Nueva red wifi de Tartanga_8

En la imagen anterior se observa como ha sido detectado un AP en la dirección IP 192.168.1.37. A continuación debemos de crear obligatoriamente una red privada segura y opcionalmente una red abierta para los usuarios invitados

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Y también debemos de crear un nombre para el usuario que tendrá permisos de administración y el password correspondiente

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Y con esto habremos finalizado el proceso de configuración inicial de la aplicación UniFi Controller

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Una vez pulsado el botón de FINISH se abrirá una nueva ventana en el navegador donde se nos solicitará el nombre de usuario y contraseña para proceder a la configuración y gestión de la red wifi controlada por UniFi Controller

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Y al entrar en la aplicación disponemos de un completo panel de herramientas para la configuración y control de todos los puntos de acceso de la red wifi.

Nueva red wifi de Tartanga_13Para una explicación detallada de todas las opciones que ofrece esta aplicación se recomienda consultar la documentación al respecto disponible en la web de Ubiquiti. No obstante, a continuación se ofrece una breve explicación sobre las funciones principales de la misma y en especial, sobre aquellas funciones que diferencian con claridad a una red wifi gestionada desde un controlador centralizado respecto de una red wifi gestionada de forma manual. Para ello, en primer lugar debemos de acceder a la opción de Settings donde nos aparecerá una nueva pantalla de configuración con un buen número de posibilidades:

Nueva red wifi de Tartanga_14

Si accedemos a la opción de Wireless Networks podemos configurar el SSID de cada AP situado en cada una de las redes gestionadas, el tipo de seguridad y una serie de políticas para aplicar a los distintos usuarios. Es importante señalar que en las redes Wifi con controlador centralizado, el SSID, el tipo de seguridad y otros parámetros se programan una sola vez en dicho controlador y posteriormente, éste se encarga de asignar dichos valores de forma automática a cada punto de acceso incorporado a la red. Sin duda, una gran ventaja respecto a las redes Wifi gestionadas de forma manual

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Otra gran ventaja de las redes Wifi con control centralizado es que también podemos controlar fácilmente en que intervalos de tiempo estarán activos los puntos de acceso y cuando estarán desactivados. En el caso concreto del Instituto de Formación Profesional Tartanga, se ha fijado que los puntos de acceso estarán activos únicamente mientras haya actividad docente en el edificio, apagándose automáticamente dichos APs a partir de las 9 de la noche todos los días de la semana excepto los viernes, que se apagarán a las 3 de la tarde. Los fines de semana permanecerán dichos APs completamente apagados. (Atención: Para que esto funcione correctamente es imprescindible que los APs estén en la hora correcta. La hora la cogen automáticamente de un servidor NTP y para ello se utiliza el puerto UDP 123, que tendrá que estar abierto en el cortafuegos de la red. En una posterior entrada de este mismo blog se dará una información mas detallada sobre la configuración particular de cada AP, accediendo a los mismos mediante una conexión SSH)

Nueva red wifi de Tartanga_16Si hemos creado una red para invitados, desde la opción Guest Control se puede establecer fácilmente que a los usuarios de la red, cada cierto intervalo de tiempo, les aparezca una web promocional. En el ejemplo mostrado en la siguiente captura de pantalla está programado que aparezca la web de CIFP Tartanga,  www.tartanga.net, cada 8 horas.

Nueva red wifi de Tartanga_17De la misma manera, se pueden establecer Grupos de usuarios y a cada grupo se le puede asignar una velocidad máxima de datos tanto en bajada como en subida. Esto permite repartir de forma eficiente el ancho de banda entre los diversos grupos de usuarios creados

Nueva red wifi de Tartanga_18Cuando se crea un nuevo grupo de usuarios, lógicamente es necesario fijar a que red inalámbrica se conectará y en su caso, establecer el sistema de seguridad adecuado y la contraseña de acceso. En la siguiente captura de pantalla se muestra un ejemplo donde se ha creado un nuevo grupo de usuarios denominado alumnos y se le ha asignado unos determinados límites de ancho de banda:

Nueva red wifi de Tartanga_19Si vamos ahora a la opción Wireless Network debemos de crear en primer lugar una nueva red inalámbrica a la cual se conectarán únicamente los usuarios de este nuevo grupo creado:

Nueva red wifi de Tartanga_20

Siguiendo con el ejemplo, creamos una nueva red inalámbrica de nombre Wifi_alumnos_Instituto_Tartanga

Nueva red wifi de Tartanga_21

Y para esa nueva red inalámbrica creada, desplegando la opción ADVANCED OPTIONS  le asignamos el grupo de usuarios a los cuales dará servicio.

Nueva red wifi de Tartanga_22

Vemos también que la opción Enable WLAN schedule está igualmente disponible para esta nueva red inalámbrica creada. Es decir, podemos conseguir fácilmente que los puntos de acceso se apaguen a una determinada hora para un grupo de usuarios y que continúen dando servicio para otros grupos de usuarios activos en la organización.

Una vez vistas las funciones principales que ofrece esta nueva red Wifi instalada con puntos de acceso UAP-PRO de UniFI y gestionada mediante la aplicación UniFi Controller, es necesario señalar también la gran cantidad de información que ofrece dicha aplicación de control desde el punto de vista de la monitorización del estado de la red. Así por ejemplo, en la opción de Maps es fácil ver el estado de los diferentes puntos de acceso junto con el número de clientes conectados en ese momento a cada uno de ellos, tal y como se muestra en la siguiente captura de pantalla:

Nueva red wifi de Tartanga_23

Vemos que los puntos de acceso están situados sobre un plano a escala del Instituto Tartanga, en este caso en concreto, la planta primera del mismo. Estos mapas a escala se incorporan de forma sencilla a la aplicación UniFi Controller. La aplicación muestra una estimación de la cobertura de cada uno de los puntos de acceso en función del nivel de señal que son capaces de detectar los equipos receptores. También se observa fácilmente los casos en los que un punto de acceso está fuera de servicio, como sucede por ejemplo en el punto de acceso situado en la zona inferior del mapa, correspondiente a la biblioteca del instituto y que al estar actualmente en obras por remodelación de dicho espacio, se ha desconectado y retirado físicamente de ese lugar.

Nueva red wifi de Tartanga_24

La cobertura mostrada es una estimación en función de la sensibilidad del receptor

En la siguiente captura de pantalla se muestra como para cada punto de acceso podemos ver fácilmente cuantos usuarios están conectados al mismo, tanto en la banda de 2,4GHz como en la banda de 5GHz

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Con la opción DEVICES se muestra en una sola pantalla toda la información relativa al estado de los puntos de acceso de la instalación

Nueva red wifi de Tartanga_26Si ampliamos la instalación, para cada nuevo punto de acceso a la red que se añade a la red, hay que realizar un proceso de adopción:

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El nuevo AP aparece como pendiente de adoptar

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Comienza el proceso de adopción

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AP adoptado pero pendiente de actualización software

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AP actualizado y en funcionamiento 

La opción de CLIENTS muestra para cada cliente conectado en un determinado momento información sobre el AP al cual está conectado, el volumen de datos en bajada y en subida y el tiempo que lleva de conexión. También existe la opción para cada uno de los clientes de bloquear su conexión de forma temporal o no autorizarle su conexión en ningún otro momento. En la siguiente captura de pantalla se muestra un ejemplo de la información mostrada por la opción Clientes

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La opción de STATISTICS muestra de forma gráfica las estadísticas de uso de la red, pudiendo fijarse el intervalo de muestreo en 24 horas, una semana o un mes. En la siguiente captura de pantalla se muestra un ejemplo de ello

Nueva red wifi de Tartanga_32

Por último, en la opción INSIGHT, que podríamos traducir como “detalles internos” podemos ver para cada uno de los usuarios información extra, como por ejemplo el fabricante del dispositivo, la última vez que se conectó al sistema y el volumen total de datos en bajada y en subida.

Nueva red wifi de Tartanga_33

Y con esto damos por terminado la muestra sobre las características principales y posibilidades de gestión de la nueva red Wifi instalada en el Instituto de Formación Profesional Tartanga por los profesores asignados al departamento de las TIC del mismo. Fieles a nuestra política de aprendizaje, pensamos que si los profesores de un centro de FP no sabemos hacer este tipo de cosas. tampoco podremos seremos capaces de enseñarlas correctamente a nuestros alumnos. Por ello, todas las instalaciones y aplicaciones de informática y comunicaciones del instituto (servidores, virtualización, aplicaciones OpenSource, cableado estructurado, redes wifi, telefonía, mantenimiento hardware de los PCs, control antivirus….) han sido puestas en marcha por profesores asignados al departamento de las TIC, los cuales se encargan igualmente de su mantenimiento y de la reparación de las averías que puedan surgir en las mismas.

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Equipos utilizados en las instalaciones FTTH de Movistar (9ª parte): Distancia máxima en una red FTTH

Una de las preguntas que surge de forma habitual cuando se habla de redes FTTH es la distancia máxima a la que puede estar la ONT de un cliente respecto de la OLT que le da servicio. Para responder a esta cuestión se van a utilizar los datos técnicos correspondientes a la red FTTH del operador Movistar. En primer lugar, accedemos al documento de Movistar que contiene las principales características técnicas de su red FTTH, basada en el estandar GPON y que puede ser localizado en la web donde Telefónica publica la información técnica  de sus diferentes interfaces

 https://www.telefonica.es/es/acerca_de_telefonica/interfaces/

 

Distancia maxima en una red FTTH_1

Interfaz de Línea para el Acceso a la Fibra de Abonado con Tecnología GPON

En este documento encontramos en primer lugar que la red FTTH de tipo GPON de Telefónica está construida de acuerdo a las siguientes recomendaciones de UIT-T: G.983.3 G.984.1[1], G.984.2 [2], G.984.3 [4], G.984.3 Enmienda 1 [5], G.984.4 [6], G.984.4 Enmienda 1 [7] (y su evolución, G.988 [9]) y G.984.5 [8]. Estos documentos de UIT-T contienen un conjunto de recomendaciones acerca de los diferentes aspectos de las redes GPON, siendo los principales los de la serie G.984, los cuales se indican a continuación:

  • Recomendación G.984.1 de la UIT-T [1] (03/2008) “Redes Ópticas Pasivas con Capacidad de Gigabits: Características Generales”
  • Recomendación G.984.2 de la UIT-T [1] (03/2003) “Redes Ópticas Pasivas con Capacidad de Gigabits: Especificación de la Capa Dependiente de los Medios Físicos”
  • Recomendación G.984.3 de la UIT-T [1] (03/2008) “Redes Ópticas Pasivas con Capacidad de Gigabits: Especificación de la Capa de Convergencia de Transmisión”
  • Recomendación G.984.4 de la UIT-T [1] (02/2008) “Redes Ópticas Pasivas con Capacidad de Gigabits: Especificación del interfaz de Control y Gestión de la ONT”

Si examinamos el primero de los documentos, el G.984.1, correspondiente a las características generales de las redes GPON, veremos que en su página 7 se establecen  las distancias máximas permitidas en dichas redes:

Distancia maxima en una red FTTH_3

Vemos pues que dentro del estandar GPON se establecen dos límites de distancia:

  • Límite “lógico” de 60 km y que viene dado por la compleja estructura de sincronización de tramas en el estandar GPON, en especial en el canal ascendente.
  • Límite físico, que viene dado por la propia atenuación de la fibra óptica y por la dispersión que se produce en las fibras monomodo, la dispersión cromática y la dispersión por polarización modal (PMD). Este límite físico tiene dos opciones, 10 km o 20 km. La distancia de 10 km es la que se asume como máxima cuando se utilizan láser de tipo FP-LD (Fabry-Perot Laser Diode), permitiendo con dichos láser velocidades de 1,25 Gbit/s o superiores.

Como ya se ha indicado, el límite “lógico” viene impuesto por la compleja estructura de tramas tanto en sentido descendente como en sentido ascendente, en ambos casos con unos requisitos de temporización extremadamente precisos. Conviene recordar que todo el tráfico tanto en sentido descendente como en sentido ascendente se basa en unas tramas denominadas “Tramas GTC” de 125 microsegundos de duración cada una de ellas. Estas tramas contienen una cierta información de cabecera y un contenido útil denominado “Tramas GEM”, las cuales a su vez contienen también una información de cabecera y un contenido útil que son por fin las tramas ethernet que recibe y envía el usuario. En el siguiente diagrama elaborado por la empresa Telnet-Ri se observa la estructura básica del transporte en el canal descendente:

Distancia maxima en una red FTTH_4

Transporte en el canal descendente

Así como las tramas en sentido descendente llegan a todos los usuarios que comparten la misma fibra que sale de la OLT, en sentido ascendente los ONT de los usuarios solo colocan sus tramas de subida cuando tienen información para transmitir y dentro de la ventana temporal asignada para ello por el OLT mediante una información de control enviada de forma regular a cada ONT. En este otro diagrama elaborado igualmente por la empresa Telnet-Ri se observa la estructura básica del transporte en el canal ascendente:

Distancia maxima en una red FTTH_5

Transporte en el canal ascendente

Respecto del límite “físico” del estándar GPON, si examinamos de nuevo el documento de la Interfaz de Línea para el Acceso a la Fibra de Abonado con Tecnología GPON, encontramos en su apartado número 5 lo siguiente:

Distancia maxima en una red FTTH_6En relación a la potencia óptica de dichos láser, el cuadro III.1 de la recomendación G.984.2 Enmienda 1, es el mostrado a continuación:

Distancia maxima en una red FTTH_7

Vemos que tanto en el lado del OLT como en el lado del ONU (ONT) la máxima potencia media inyectada es de 5 dBm. Por otro lado, tanto el OLT como el ONU deben de ser capaces de detectar niveles ópticos tan bajos como -28 dBm y -27 dBm.

El cuadro del “balance de atenuación” es el siguiente:

Distancia maxima en una red FTTH_8

En este cuadro vemos que, tanto en el sentido descendente (1490 nm) como en el sentido ascendente (1310 nm), la máxima atenuación óptica permitida es de 28 dB.   Por lo tanto, examinando el sentido descendente tenemos que en el peor de los casos el OLT inyecta una potencia media mínima de 1,5 dBm. En este caso la potencia óptica que alcanzará al ONT será de:

Potencia óptica media mínima recibida en el ONT=  1,5 dBm – 28 dB = -26,5 dBm

Y este nivel es 0,5 dB superior a la mínima potencia que debe de ser capaz de detectar  el ONT, que es de -27 dBm. Es decir, el ONT podrá recibir correctamente la señal óptica del OLT en el peor de los casos.  Si examinamos ahora el sentido ascendente tenemos que el ONT inyecta una potencia media mínima de tan solo 0,5 dBm. Después de sufrir una atenuación en el peor de los casos de 28 dB, al OLT llegará una potencia media mínima de:

Potencia óptica media mínima recibida en el OLT = 0,5 dBm – 28 dB = -27,5 dBm

De nuevo comprobamos que el OLT será capaz de reconocer correctamente dicha señal óptica ya que la sensibilidad mínima del OLT debe de ser de -28 dBm.

Como norma general de los instaladores de Movistar se considera que la atenuación máxima permitida desde la CTO hasta la ONT es de 2 dB. Por lo tanto queda un margen de 28 – 2 = 26 dB para la atenuación máxima de la red GPON. Esta red GPON contiene como elementos principales divisores ópticos o splitters, empalmes por fusión, conectores y fibra óptica. Para estos elementos se tienen en cuenta las siguientes atenuaciones mínimas y máximas:

Distancia maxima en una red FTTH_9

A la hora de calcular cual es la longitud máxima de fibra que se puede instalar se debe de tener en cuenta que, como norma general, nos encontraremos los siguientes elementos desde la salida óptica de la OLT hasta la entrada óptica de la ONT y viceversa:

  • Un conector óptico en el OLT
  • Un empalme por fusión entre cada fibra que sale del OLT y cada fibra que forma el cable de fibras ópticas que sale desde la central del operador.
  • Un empalme por fusión cada 500 metros
  • Dos empalmes por fusión en la caja de empalmes en cámara de registro donde se encuentra el splitter 1:4
  • Un splitter 1:4 (el splitter 1:2 solo se utiliza en casos excepcionales)
  • Dos empalmes por fusión en la CTO de exterior
  • Un splitter 1:16 en el interior de la CTO
  • Un conector óptico en la salida del CTO
  • Una fusión en la entrada de la roseta óptica del usuario
  • Un conector óptico en la salida de la roseta óptica del usuario
  • Un conector óptico en la entrada de la ONT del usuario

Siguiendo el listado anterior y exceptuando las pérdidas debidas a la propia fibra y a los empalmes por fusión cada 500 metros en la fibra,  en el peor de los casos tenemos unas pérdidas máximas fijas de:

Pérdidas  = 0,3 + 0,1 + 0,1 + 0,1 + 7,3 + 0,1 + 0,1 + 13,5 + 0,3 + 0,1 + 0,3 + 0,3 = 22,6 dB

Quedan por lo tanto tan solo 26 dB – 22,6 dB = 3,4 dB para la atenuación de la fibra y de los respectivos empalmes cada 500 metros en dicha fibra. Si cogemos de nuevo el peor de los casos que es de 0,35 dB cuando se utiliza longitud de onda de 1310 nm y llamamos L a la longitud de la fibra en km, podemos escribir la siguiente ecuación:

3,4 dB = (o,35 x L ) + (0,1 x L/2)

de donde obtenemos L = 8,5 km. Por ello, Movistar no despliega bucles de fibra óptica de más de 8 km. En aquellos casos donde la distancia al usuario sea mayor, Movistar opta por “abrir” nuevas centrales al servicio FTTH y solo en aquellos casos excepcionales donde esto no es posible, utiliza un primer nivel de splitter de 1:2. Con esta última medida se puede conseguir un alcance teórico máximo de 17,5 km, pero como ya se ha indicado, solo se utiliza en casos excepcionales.

Como resumen, tenemos finalmente lo siguiente:

  • Existe un límite “lógico” de 60 km
  • Existe un límite “físico” de 10 km en el estandar GPON cuando se utilizan láser de tipo FP-LD (Fabry-Perot Laser Diode).
  • Con la configuración práctica de los diferentes elementos de la red GPON (conectores, empalmes, splitters), el límite en la actual red GPON desplegada por Movistar es de 8,5 km
  • Técnicamente no hay nada que impida ampliar este último límite si así lo desea el operador. Para ello basta con utilizar un nivel de splitter inferior  tanto en el primer nivel de división (1.4) como en el segundo nivel de división situado en la CTO (1:16).
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Prácticas con radioenlaces de los alumnos de 2 STI: Transmisión remota de una señal IPTV a través de radioenlaces

El pasado mes de febrero de 2016, a propuesta de su profesor Jon Goikolea, los alumnos del segundo curso del ciclo formativo de grado superior de Sistemas de Telecomunicaciones e Informáticos afrontaron los dos siguientes retos:

  • extender una señal de televisión a un punto remoto y desde allí visualizarlo, en alta definición, utilizando todo tipo de dispositivos móviles
  • extender la conexión VSAT disponible en la terraza de antenas del instituto a un punto remoto y desde allí permitir la navegación por internet a cualquier dispositivo móvil.

La actividad práctica, enmarcada dentro del módulo Sistemas de Radiocomunicaciones, consistía en el análisis del reto planteado, la planificación de la solución, el montaje y la comprobación del óptimo funcionamiento de la ejecución del proyecto.

IPTV por radioenlace_1

Radioenlaces a 10 GHz y a 5 GHz con los equipos PowerBridge M10 y Rocket M5 en la terraza de antenas del Instituto Tartanga 

IPTV por radioenlace_2

Equipos PowerBridge M10 y Rocket M5 en el punto remoto. Al fondo, entre las dos antenas, el Instituto Tartanga.

El esquema básico del montaje realizado para el primero de los retos se compone de los siguientes equipos:

  • Una antena Yagi TDT
  • Una antena parabólica SAT.
  • Cabeceras digitales de IP-TV
    • Alcad ST-100 (Terrestre)
    • Alcad SS-100
  • Equipos de red
    • Switch 4 puertos D-link
    • Puntos de acceso inalámbricos Netgear
  • Equipos de radioenlaces digitales Ubiquiti
    • Rocket M5 (5 GHz)

En el apartado de la captación se transmitieron señales de televisión, tanto terrestre como satélite. Por tanto, la primera parte de la instalación consistió en configurar correctamente  las cabeceras IPTV, Alcad ST-100 y Alcad SS-100 situadas en el instituto y comprobar mediante un ordenador portátil el correcto funcionamiento de estas.

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Diagrama de conexiones en la cabecera de IPTV 

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Conexiones realizadas en la cabecera de IPTV

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Configuración del canal de frecuencia de la cabecera ALCAD ST-100

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Asignación y configuración IP de los canales IPTV

El esquema general de red propuesto es el siguiente, donde se pueden observar los diferentes elementos y sus correspondientes direcciones identificativas del nivel de red.

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Esquema general de la red con asignación de direcciones IP

Al configurar el radioenlace las consideraciones principales a tener en cuenta fueron la distancia y la visibilidad radioeléctrica entre las antenas y por otro lado, el troughput requerido transmitir al menos dos canales de televisión en condiciones de calidad aceptables tanto en la capacidad del canal como en la estabilidad del mismo. La distancia entre el instituto Tartanga donde se encontraba la antena emisora y el punto remoto, donde se encontraba la antena receptora se estimó en unos 650 metros.

En la siguiente imagen podemos ver la pantalla de configuración del equipo Ubiquiti Rocket M5. En él los alumnos definieron las principales características del radioenlace.

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Pantalla de configuración del equipo Ubiquiti Rocket M5

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Gráfico que muestra la tasa de transferencia de datos del lado emisor, en este caso la antena situada en el instituto Tartanga, transmitiendo las señales de IPTV

Como se observa en la figura anterior, el equipo transmisor Rocket M5 está configurado en modo Access Point WDS (Wireless Distribution System). En este modo, la comunicación entre el transmisor y el receptor se establece solamente a nivel de capa 2, es decir, solo intervienen las direcciones MAC de ambos equipos. Si se desactiva este modo de comunicación, lo cual en un enlace punto a punto solo está justificado cuando en el otro extremo hay un equipo no compatible con el sistema WDS, entonces para cada paquete transmitido, el equipo emisor debe de realizar la conversión IP – MAC, consumiendo con ello más ciclos de CPU y pudiendo llegar a ralentizar el enlace.

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Medidas del test de velocidad del radioenlace realizados con un esquema de modulación MCS7 (El más bajo para esquemas de transmisión MIMO 2×2, lo que garantizaba a los alumnos una comunicación más robusta)

En el lado receptor, el esquema de montaje seguido fue el siguiente, con acceso a la red a través del switch y a través del punto de acceso inalámbrico a 2,4GHz.

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En la configuración del punto de acceso optaron por una red WIFI 802.11ng (2,4GHz) situado en el canal 3, con un ancho de banda por canal de 20MHz.

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 Configuración del punto de acceso

En las siguiente pruebas de funcionamiento del radioenlace podemos comprobar cómo en el lado cliente, el equipo Rocket M5 está configurado en modo Station WDS. Con esta configuración y estando el transmisor en el modo  Access Point WDS, se establece una comunicación punto a punto a nivel de capa 2.

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La comprobación de la correcta transmisión de los canales TDT se realizó a través de la aplicación VLC player instalada en dispositivos móviles Android. Conectados a través del punto de acceso remoto Netgear, se accedió al contenido multimedia facilitado por las cabeceras IPTV situadas en el interior del Instituto Tartanga

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Comprobación práctica de la transmisión de los canales TDT mediante la aplicación VLC para dispositivos Android. A la derecha, el profesor responsable del módulo de Sistemas de Radiocomunicaciones,  Jon Goikolea

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Equipos utilizados en las instalaciones FTTH de Movistar (8ª parte): Conexión Punto a Punto del Instituto Tartanga a la red FTTH de Movistar

Como se ha visto repetidas veces en anteriores entradas de este blog, la actual red FTTH de Movistar tiene un nivel de “splitting” de 1:64, es decir, cada fibra que sale de un OLT situado en la central da servicio a un total de 64 usuarios. Este es el tipo de conexión que hasta hace pocos días tenía también el Instituto Tartanga

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 Caja multipuerto con 4 conexiones FTTH en el Instituto Tartanga

Aunque en la actualidad las conexiones de datos del Instituto Tartanga se realizan únicamente a través del operador Euskaltel y su red HFC (sistema Connect LAN para la conexión a una red privada virtual del dpto. de Educación del Gobierno Vasco y varios cable-modem como conexiones de datos auxiliares), en breve se prevé que dicho servicio pase a ofrecerlo tanto al Instituto Tartanga como a otros centros educativos el operador Telefónica S.A.U. Para ello Telefónica utilizará en todos los casos en los que sea posible el despliegue de FTTH que ya tiene realizado por amplias zonas del País Vasco. El servicio ofrecido por Telefónica tendrá que permitir unir los diferentes centros educativos a una red privada virtual con conexión a internet. Este producto tiene el nombre comercial de MacroLAN

Conexiones punto a punto Instituto Tartanga_2

Servicio MacroLAN de Telefónica

 Entre las características más importantes de este servicio MacroLAN se pueden citar las siguientes:

  • Múltiples accesos a la RPV
  • Priorización del tráfico del cliente mediante clases de servicio
  • Gestión y mantenimiento integral de toda la RPV
  • Diferentes opciones para aumentar la disponibilidad de la RPV
  • Garantía de la confidencialidad de las comunicaciones mediante cifrado (IPSec)
  • Con acuerdos y objetivos de nivel de servicio (SLAs y SLOs)

Técnicamente la red MacroLAN es una red de tipo MPLS (Multiprotocol Label Switching – red de conmutación de paquetes por etiquetas y multiprotocolo) al igual que lo es también la red ConnectLAN de Euskaltel. En este tipo de redes el tráfico de distintos clientes es separado mediante técnicas de red privadas virtuales (VLAN) y protegido mediante potentes técnicas de encriptado. De la misma forma, la conexión a internet se asegura mediante un eficaz sistema de firewall. Además estas redes MPLS son extremadamente rápidas en la conmutación de paquetes entre routers ya que estos routers no tienen que examinar las cabeceras IP sino que únicamente examinan una pequeña etiqueta colocada a cada uno de los paquetes cuando entran en la red MPLS y retirada de los mismos cuando abandonan dicha red. Además, gracias a este sistema de etiquetado de los paquetes, es inmediato encapsular paquetes de distintos protocolos, como IP, ATM, FRAME RELAY, X-25 u otros.

Conexion a Intranet Gobierno Vasco del Instituto Tartanga_19

Esquema de una red MPLS

Pero de nada sirve una red capaz de garantizar una buena calidad de servicio si la conexión del cliente a dicha red no es capaz de garantizar la misma calidad de servicio. Por ello, este producto tiene también como característica que es necesaria una conexión punto a punto entre la central del operador y la sede del cliente, lo cual no es posible con una conexión estándar a la actual red FTTH. Es por ello que es necesario realizar una actuación sobre la conexión FTTH del usuario de tal forma que su conexión con la central sea exclusivamente por una fibra dedicada, sin pasar por ningún nivel de splitting. Esta actuación es la que se ha realizado recientemente en el Instituto Tartanga y a continuación se muestran algunas fotografías de los momentos principales del proceso:

Conexiones punto a punto Instituto Tartanga_3

CTO de donde parten las cuatro fibras a la caja multipuerto del Instituto Tartanga

En la imagen anterior se observa el CTO del que dependen tanto el terminal multipuerto (4 conectores) del Instituto Tartanga como el terminal multipuerto situado en el cercano colegio Jado (también de 4 conectores). A este CTO llega un cable de 8 fibras, una de las cuales va conectada al splitter 1:16 y las otras 7 son fibras “en arrastre”, es decir, fibras que “no están iluminadas” pero que tienen continuidad hasta la central. Del splitter 1:16 salen dos cables de fibra óptica de 4 fibras cada uno para dar servicio a los terminales multipuerto citados anteriormente.

Conexiones punto a punto Instituto Tartanga_4CTO que alimenta al terminal multipuerto del Instituto Tartanga

Conexiones punto a punto Instituto Tartanga_5Detalle del conexionado del CTO

Pues bien, para dotar de conectividad punto a punto al Instituto Tartanga, la actuación a realizar consiste en desconectar una de las fibras que parte del CTO hacia el terminal multipuerto situado en la fachada del instituto y fusionarla directamente con una de las fibras “de arrastre”, que como ya es sabido, tienen continuidad hasta la central del operador (en concreto, hasta el ROM o Repartidor Optico Modular).

Conexiones punto a punto Instituto Tartanga_6

Extracción de la fibra “en arrastre” para su fusionado con una fibra directa al terminal óptico multipuerto, sin pasar por el splitter 1:16

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 Proceso de fusionado

Una vez realizada la fusión, ya solo queda realizar una comprobación de pérdidas extremo a extremo entre el terminal multipuerto y la central del operador. Para ello se utiliza un OTDR conectado al conector del terminal multipuerto que tiene la conexión punto a punto con la central.

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 OTDR con la fibra de lanzamiento para evitar la ventana muerta del medidor

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 Conexión del otro extremo de la fibra de lanzamiento al terminal multipuerto

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Detalle de la conexión de la fibra de lanzamiento al conector con la conexión P-P

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 Preparación del OTDR para la realización de la medidas de pérdidas en las ventanas ópticas correspondientes

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 Señalización de los empalmes

En el proceso de medida, el OTDR está mostrando en pantalla los resultados para dos longitudes de onda a una determinada distancia (2980 metros). El operario detecta los puntos donde el medidor indica que puede haber un empalme y consultando el plano de la instalación, confirma (cursor vertical de color rojo) la presencia efectiva de un empalme. Esta información la necesita el OTDR para realizar el “presupuesto de pérdidas” y una vez comparado con la medida real de pérdidas, determinar si el enlace es correcto o no lo es.

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 Situación del último empalme antes de la entrada de la fibra en la ROM y finalización en la ROM de la fibra

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 Diagrama final del análisis realizado por el OTDR

Una vez realizadas las medidas de atenuación en las ventanas ópticas correspondientes, todas ellas han resultado satisfactorias por lo que la conexión realizada ha quedado plenamente operativa. El siguiente paso es ahora la conexión mediante una fibra óptica entre el terminal multipuerto y el CPD del Instituto Tartanga, pero esa labor corresponde a otra empresa. Cuando se produzca dicha actuación, se mostrará igualmente en este blog

Nota: Mi agradecimiento a los técnicos instaladores de la empresa “Cuarta Ventana” por las todas explicaciones y respuestas a las preguntas que les fui formulando durante su actuación en el Instituto Tartanga.

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El Centro de Formación Profesional de Tartanga pone a disposición de la empresa KGT Makusi su equipamiento VSAT

El Centro de Formación Profesional de Tartanga ha puesto a disposición de la empresa KGT Makusi su equipamiento VSAT (Very Small Aperture Terminal) con el objetivo de formar a futuros operadores de la empresa Live Audiovisual en la zona norte.

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Tal y como se indica en la web de la propia empresa, LIVE Audiovisual diseña contenidos,  los produce, los transmite con tecnología IP propietaria y los distribuye a sus clientes broadcast, on line y corporativos. Entre las múltiples tecnologías utilizadas para la transmisión de esos contenidos, se encuentran las soluciones VSAT.

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Servicios ofrecidos por Live Audiovisual

En las transmisiones VSAT, la empresa Live Audiovisual utiliza tanto sistemas en banda Ka como sistemas en banda Ku, siempre con tecnología IP. Mediante la utilización de equipos en movilidad (IPSNG),  LIVE puede transmitir vídeo desde cualquier lugar de Europa y Norte de África siguiendo la huella de Eutelsat Ka-Sat, ya sea para transmisión de eventos comerciales o como transmisión de noticias. Como complemento a estos servicios, y allí donde la tecnología KA no llega, LIVE dispone de medios DSNG para la transmisión con la convencional tecnología KU.

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Sistemas VSAT de Live Audiovisuales

En las transmisiones de vídeo y audio en directo, también se dispone de soluciones portátiles que utilizan las redes de telefonía móvil 3G y 4G y también disponen de conexiones Wifi, Wimax y Ethernet para transmitir las señales en modo IP. Utilizando las redes 3G y 4G  es posible alcanzar directamente el centro de control de destino y cuando eso no es posible, se acopla mediante Wifi o Ethernet con un equipo VSAT. Estos equipos normalmente se acoplan directamente a las cámaras de TV y un ejemplo de ello es el modelo de Live denominado Live U LU200.

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Sistema LU200 con las especificaciones técnicas de conectividad

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Utilización del LU200 en tranmisión en directo para una cadena de TV de ámbito nacional

De la mano de la mano del Director de Proyectos de KGT Makusi, Vicente Llarena Arroyo, se han utilizado las instalaciones VSAT del Instituto Tartanga con el objetivo de formar a profesionales en la tecnología necesaria para los sistema de transmisiones en directo LiveU. Esta iniciativa de formación se va a seguir llevando adelante en el futuro.

La formación impartida tiene como objetivo formar al operador en el manejo de los sistemas VSAT, incluyendo, entre otros, los siguientes aspectos:

  • Técnicas de localización del satélite en la banda correspondiente, Ka o Ku.
  • Métodos de orientación precisa de la parábola.
  • Procedimientos de configuración del modem satelital.
  • Forma de proceder al alta del servicio.
  • Identificación de problemas más comunes en enlaces VSAT.
  • Procedimientos y precauciones en las tareas de mantenimiento del equipamiento.

El motivo de esta formación se debe a una de las muchas actividades de la empresa Live Audiovisual, en concreto del sistema de transmisión de señales de vídeo y audio para directos en HD desde cualquier lugar del mundo, cuya denominación comercial es LiveU. Televisiones como Antena 3, La Sexta o Cuatro son clientes de Live Audiovisual y utilizan sus servicios de broadcaster.

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Sistema LiveU

Se trata de un sistema de transmisión broadcast de señales de vídeo y audio.  Está basado en un conjunto de interfaces que permiten tanto la transmisión por las redes de telefonía móvil actuales como por las redes de fibra óptica o circuitos satelitales por IP. Es en esta última opción donde se pone de relieve el curso impartido en las instalaciones del Instituto de Formación Profesional Tartanga. En aquellos lugares donde las redes 4G no existen, las señales 3G necesitan del complemento de ancho de banda aportado por las redes satelitales IP, en este caso VSAT.

El sistema LiveU utiliza el Servicio NewsSpotter facilitado por Skylogic, filial del operador de satélites Eutelsat. Este servicio se caracteriza por la conexión rápida y eficiente y por garantizar el ancho de banda contratado.

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En las siguientes fotografías se muestran diversos momentos de trabajo con equipos VSAT durante la impartición de la formación:

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Descripción de un modem VSAT utilizado en las prácticas

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Montaje inicial de la antena VSAT en la terraza de antenas del Instituto Tartanga

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Ajuste del sistema VSAT

VSAT y comunicaciones IP_9Configuración del sistema VSAT. En primer plano un modem ViaSat SurfBeam 2 Pro

VSAT y comunicaciones IP_10 Modem SurfBeam 2 Pro y antena VSAT de ViaSat

VSAT y comunicaciones IP_11Prácticas con el sistema VSAT en campo abierto

VSAT y comunicaciones IP_12Orientación de la antena VSAT

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Pruebas con el sistema VSAT en un entorno urbano

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Montaje del sistema VSAT en la cubierta de un edificio

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Sistema VSAT y equipos de transmisión en la cubierta de un edificio

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Configuración del modem VSAT con los parámetros facilitados por el operador

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Terraza de antenas del Instituto Tartanga 

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¿ Es posible ofrecer 300 Megas en bajada con el estandar GPON? Si, pero no a todos los usuarios a la vez

Últimamente están ofreciéndose por parte de los diversos operadores de FTTH velocidades en bajada de 100, 200 y hasta 300 megas. Y hasta aquí todos contentos, cuanta más velocidad mejor, sobre todo si el coste del servicio se mantiene o sufre solamente un pequeño incremento. El problema viene cuando analizamos técnicamente si es posible entregar velocidades tan altas en bajada a los diferentes usuarios de una red FTTH bajo el estandar GPON. Y claro, cuando se analizan las características del estandar GPON junto con las condiciones de diseño de la red que utilizan la mayoría de los operadores de FTTH en España, se ve con claridad que hay un serio problema para poder entregar esas altas velocidades en bajada. Veamos los datos disponibles:

  • Estandar GPON: velocidad en bajada 2488,320 Mbit/s
  • Nivel de Splitting en la red FTTH: 1:4 en el Divicau (arqueta en la calle) y 1:16 en el CTO (caja de terminación óptica situada normalmente en la fachada del edificio).
  • Número de usuarios “por fibra”:  4 x 16 = 64 usuarios.
  • Velocidad disponible para cada usuario:  2488,320 / 64 =38,88 Mbit/s

 Como se ve fácilmente por los cálculos realizados, a primera vista parece que es imposible suministrar velocidades de 100, 200 o incluso 300 Mbit/s a cada usuario. ¿Qué es lo que está mal? ¿Hay algún dato erróneo? ¿Hay algún factor que no hemos tenido en cuenta?

En primer lugar, los datos utilizados son todos correctos. En los test realizados por usuarios que disponen en la actualidad de velocidades de hasta 300 megas, se comprueba que efectivamente si que se dispone de esos 300 megas en bajada:

300 Megas en FTTH con GPON_1

En la captura de pantalla anterior, vemos que al hacer el test de velocidad no se han conseguido exactamente 300 megas pero si una velocidad muy próxima a dicho valor, y en cualquier caso, aparentemente incompatible con el estandar GPON y el hecho de haber 64 usuarios por fibra. ¿Acaso es que se está utilizando un estandar distinto a GPON?. La respuesta es negativa, el estandar utilizado es con seguridad GPON porque tanto en este caso como en todos los demás casos prácticos analizados, los diferentes ONT suministrados por los operadores (Huawei, ZTE, Alcatel, etc) cumplen siempre el mencionado estandar GPON.

En el caso analizado anteriormente, el operador es Movistar y el ONT suministrado e instalado en casa del cliente es el Huawei HG8240

300 Megas en FTTH con GPON_2

Puesto que efectivamente estamos disponiendo de 300 megas en bajada con el estandar GPON, cabe preguntarse si efectivamente el nivel de Splitting en la red FTTH es el indicado, es decir, si realmente hay 64 usuarios por fibra. Y la respuesta en este caso es afirmativa, ya que así lo indican los diferentes tutoriales que hay en internet sobre las redes FTTH de los principales operadores en España y porque además, cuando la ocasión nos ha permitido observar en directo un CTO o un Divicau, hemos visto que efectivamente en el primero se utilizan splitter 1:16 y en el segundo splitter 1:4

300 Megas en FTTH con GPON_3

CTO de Movistar

300 Megas en FTTH con GPON_4

Interior del CTO de Movistar

300 Megas en FTTH con GPON_5

Divicau de Movistar

300 Megas en FTTH con GPON_6Splitter 1:4 en el interior del Divicau

 ¿Cual es la explicación entonces? Fácil: Utilizar una variante de la multiplexación TDM, conocida como multiplexación estadística. En los sistemas GPON se asignan intervalos temporales a cada uno de los usuarios. De esta manera, por la misma fibra se envían todos los paquetes de todos los usuarios (como los paquetes van “etiquetados” cada ONT coge solo los que les corresponde y además todo el contenido útil va encriptado, para evitar que un usuario que intente hackear el sistema, que pueda acceder a contenidos de otros usuarios). El intervalo temporal de cada trama en GPON es exactamente de 125 microsegundos:

300 Megas en FTTH con GPON_7

Telnet-ri 

Si solo fuera este el sistema empleado seguiríamos con el mismo problema, cada usuario recibiría su trama de 125 microsegundos de duración y tendría que esperar a que los otros 63 usuarios recibieran su correspondiente trama, y esto, lógicamente, haría imposible obtener velocidades como los 300 megas en bajada mostrados en el ejemplo anterior. Afortunadamente, desde hace ya muchos años se viene utilizando un sistema de multiplexación digital conocido como multiplexación estadística (STDM) y este es el factor clave del funcionamiento del sistema FTTH para poder ofrecer velocidades como las indicadas. En la multiplexación estadística no se asignan los mismos intervalos temporales a todos los usuarios, sino que cuando un usuario no tiene tramas para enviar o recibir, directamente se pasa al siguiente usuario.

300 Megas en FTTH con GPON_8

Es decir, en la multiplexación estadística si todos los usuarios envían y reciben tramas al mismo tiempo, el sistema se comporta como un sistema con multiplexación digital convencional (sistemas TDM), pero si hay usuarios que en un determinado tiempo no están ni transmitiendo ni recibiendo información, los otros usuarios podrán obtener velocidades de bajada y de subida muy superiores a lo que teóricamente les correspondería con un sistema que asignará tramas de datos por igual a todos los usuarios. En la siguiente figura se muestra un nuevo esquema del funcionamiento del funcionamiento de las redes FTTH bajo es estandar GPON. Se observa con claridad que todas las tramas GPON llegan a todos los usuarios, pero no todos reciben la misma cantidad de datos útiles, ya que se produce una multiplexación estádistica STDM

300 Megas en FTTH con GPON_7a

STDM en las redes PON (Peter Vetter)

Por lo tanto, la tecnología FTTH con el estandar GPON si que nos permite obtener velocidades tan altas como 300 megas por usuario, pero a condición de que los 64 usuarios no estén realizando el test de velocidad a la vez o bajando contenido al mismo tiempo. En realidad, hay varios factores que juegan a favor de los operadores para implementar soluciones como estas:

  • Estadísticamente es muy improbable que los 64 usuarios estén conectados a la vez
  • Si los 64 usuarios de “una fibra” estuvieran conectados a la vez, de nuevo es muy improbable que todos ellos se estén bajando contenidos a la vez.
  • En la práctica, aunque el despliegue de la red FTTH está abarcando a casi todo el territorio nacional, la utilización del mismo todavía está en niveles relativamente bajos (entre el 10% y el 20%). Eso se comprueba fácilmente observando los CTOs intalados en las fachadas, donde se ve claramente que casi nunca o nunca están los 16 usuarios conectados a un mismo CTO. En la práctica, lo habitual es 2, 3 o 4 usuarios en cada CTO. Es decir, en la práctica el número de usuarios “por fibra” no es de 64 sino que está en valores mucho más bajos.
  • Cuando el número de altas de FTTH aumente significativamente, a los operadores todavía les quedará “una bala en la recámara” para seguir ofreciendo velocidades altas sin tener que cambiar todos los equipos de la central y de los usuarios: Siempre podrán, aprovechando las fibras sin uso en los cables de fibras instalados, modificar fácilmente el nivel de splitting en el Divicau y hacer que de cada fibra que parte de la central solo estén conectados 32 usuarios (splitter 1:2) o incluso solo 16 usuarios (splitter 1:1).
  • Y si no se quiere modificar la estructura de la red FTTH o bien si se quiere ofrecer velocidades todavía más altas, por ejemplo 1 Gigabit en bajada, los operadores disponen ya de la tecnología 10GPON, capaz de entregar casi 10 Gigabit en bajada y 2,4 gigabit en subida. Esta tecnología ya existe y está plenamente operativa, pero su generalización supondría un coste importante para los operadores de redes FTTH, ya que habría que sustituir todos los OLT de las centrales y absolutamente todos los ONT de los usuarios a los que se quisiera ofrecer esas altas velocidades.

Sin duda la tecnología 10GPON llegará, pero todavía no es el momento. La actual tecnología GPON todavía tiene recorrido para unos años y es capaz de ofrecer velocidades mucho más altas de los que la mayoría de los usuarios necesitan. Además, surgiría un nuevo problema: si en una central de un operador, a varios cientos o miles de usuarios se les ofrecen velocidades de bajada del orden del gigabit, se producirá de forma inevitable un nuevo cuello de botella en la conexión entre dicha central y la red troncal del operador. Y eso exigirá, sin duda, modificaciones importantes y muy costosas en dichas redes troncales y de conexión entre centrales.

Es preciso tener en cuenta que la ley solo prohíbe a los operadores el anunciar u ofrecer velocidades que no son posibles de conseguir con la tecnología utilizada, como por ejemplo, anunciar o “vender” conexiones a 100 megas sobre ADSL, ya que mediante esta tecnología no se podrían obtener semejantes velocidades en ningún caso, aun cuando la vivienda del usuario estuviera muy cerca de la central telefónica del operador. Pero como se ha visto aquí, y como se puede comprobar en la práctica mediante un simple test de velocidad, en las actuales redes FTTH con el estandar GPON, si que se pueden obtener velocidades tan altas como 300 megas en bajada. Por eso se anuncian y se comercializan dichos productos por parte de todos los operadores.

Mi más sincero agradecimiento al artículo de Sergio De Luz publicado en Redes Zone en enero de 2014. En dicho artículo, Sergio ya explicaba con claridad el problema aquí analizado, llegando a las mismas conclusiones expuestas en el presente blog. Dado que nos ha sido imposible encontrar ninguna información sobre este hecho en las web de los principales operadores de FTTH,  leer el artículo de Sergio nos ha sido de una gran ayuda.

Mi agradecimiento también a Vicente Llarena, ingeniero de telecomunicaciones y colaborador habitual en cursos de formación y otras actividades técnicas en el Instituto Tartanga. Desde el mismo momento en que le comuniqué mi intención de publicar en este blog un artículo donde se explicara la aparente paradoja de entregar 300 megas a 64 usuarios mediante la tecnología GPON, ha participado de forma intensa en la búsqueda de información, en consultas a compañeros de profesión que podían saber algo al respecto por estar trabajando en sectores cercanos al mundo de la FTTH y también en la realización de diversas pruebas de medidas de velocidad en conexiones FTTH de clientes que ya disponen de los famosos 300 megas.

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Equipos utilizados en las instalaciones FTTH de Movistar (7ª parte): Radio de curvatura en los cables de fibras.

Tanto en la fibras ópticas multimodo como en las monomodo se producen pérdidas cuando dichas fibras son curvadas en exceso. Este fenómeno denominado “macrobending” se visualiza de forma sencilla en el caso de las fibras multimodo utilizando la teoría de rayos. Mediante este sistema de análisis se observa como en las zonas de excesiva curvatura algunos rayos de luz o “modos” abandonarán el núcleo de la fibra por ser el ángulo de incidencia de la luz en la frontera entre núcleo y revestimiento menor que el ángulo crítico. Esta condición de ángulo de incidencia mayor que el ángulo crítico es necesaria para que se produzca el fenómeno de reflexión total que es el que explica la propagación de la luz por el núcleo de una fibra multimodo.

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En las fibras monomodo, que son las utilizadas en las redes FTTH, al circular por el núcleo un único modo o rayo de luz, la utilización de la teoría de rayos para explicar las pérdidas de macrobending no es adecuada en absoluto. En este tipo de fibras es necesario recordar que la luz circula tanto por el núcleo como por una pequeña zona del revestimiento, ocupando la zona denominada diámetro de campo modal.

macrobending  en ftth_2

En el caso de las fibras monomodo solo existe un único modo de propagación posible, el modo fundamental, y como ya se ha indicado, avanza por el núcleo de la fibra pero también lo hace en menor medida por el revestimiento. En estos casos, la energía transmitida toma un valor máximo en el centro de la fibra y va disminuyendo de forma gradual hacia el exterior, siguiendo una curva aproximadamente de perfil gaussiano. El lugar donde la potencia transmitida toma un valor de e–² (aproximadamente 0,13) del valor máximo, determina el diámetro de campo modal. Este diámetro de campo modal es superior al diámetro verdadero del núcleo y depende también de la longitud de onda transmitida por la fibra.

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En una fibra óptica el frente de ondas transmitido debe de ser perpendicular a la dirección de desplazamiento de la luz. En las zonas exteriores de las curvaturas el frente de ondas debe de viajar más rápido que el frente de ondas que viaja por el interior de la curva, a fin de mantener la perpendicularidad con la dirección de desplazamiento de la luz. Esto trae como consecuencia que este frente de ondas es forzado a viajar por las zonas exteriores de las curvas a una velocidad mayor que la velocidad de la luz por la fibra. Como esto no es posible, la energía de este frente de ondas que circula por la parte exterior de la curva se pierde en forma de radiación.

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Cada tipo de fibra óptica tiene establecido un radio de curvatura mínimo y los propios cables de fibras ópticas tienen establecidos otros radios de curvatura distintos. En el caso de los cables de fibras ópticas es habitual además indicar el radio de curvatura mínimo durante las labores de instalación, cuando el cable está sometido a tensiones mecánicas, y el radio de curvatura mínimo durante la fase operativa del cable. Estos radios de curvatura mínimos para cables son lógicamente proporcionales al propio diámetro del cable y por lo tanto se suelen indicar o bien directamente con un valor determinado en milímetros o como un número de veces el diámetro del cable.

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Atenuación en curvaturas para varias fibras de la familia G.657

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Radio mínimo de instalación y de operación en un cable de fibras monomodo (Corning)

Es importante por tanto en la instalación de una red FTTH realizar un montaje cuidadoso de los cables de fibra óptica, tanto en la red de distribución como en las redes de distribución o dispersión, evitando radios de curvatura inferiores a los valores mínimos indicados para cada tipo de cable utilizado. Así mismo es importante asegurarse que durante la fase de operación de dichos cables no se produzcan actuaciones “incontroladas” sobre los mismos que de nuevo reduzcan el radio de curvatura por debajo del valor mínimo especificado. Puesto que los cables de la red FTTH circulan en muchos de sus tramos mezclados con otros cables de exterior, es necesario indicar de alguna manera donde se encuentran esas curvaturas que no deben de ser modificadas sin ningún tipo de control. El operador Movistar utiliza para ello en su red FTTH una cinta de color rojo en cada una de las curvas de los cables de fibra óptica, tal y como se muestra en las siguientes fotografías, obtenidas en el municipio de Villarcayo (Burgos) en la reciente instalación de la red FTTH durante los meses de julio y agosto de 2015:

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Identificación de cables de fibra óptica y de zonas de curvatura de los cables

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Identificación de la zona de curvatura en un cable de fibra óptica de Movistar

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Se señalan con cinta roja todas las zonas de curvatura de los cables de fibras

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Señalización de las curvaturas del cable de fibra óptica al salvar un obstáculo

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Señalización de la curvatura de dos cables de fibra óptica en tendido bajo fachada

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Señalización de la curvatura de dos cables de fibra óptica en tendido sobre fachada

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Identificación de las zonas de curvatura en cables de fibra óptica

Como curiosidad, cuando hay mas de un operador de FTTH dando servicio, se hace necesario identificar los cables de fibras de uno y otro operador. En el caso de Jazztel, actualmente perteneciente a Orange, se utiliza cintas de color naranja, tal y como se muestra en la siguiente fotografía.

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Blog de Carlos Beleña:  Análisis de la fibra óptica de Movistar

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Los alumnos de 1 STI del instituto Tartanga (Curso 2014/15) realizan una instalación completa de una ICT-2

Al igual que en cursos anteriores,  los alumnos de 1º de Sistemas de Telecomunicación e Informáticos del recientemente finalizado curso 2014/15 han realizado el montaje completo de una instalación de ICT-2 como complemento práctico a los módulos denominados “Configuración de infraestructuras de sistemas de telecomunicaciones” y “Técnicas y procesos en infraestructuras de telecomunicaciones”. Ambos módulos se estudian en el primer curso del ciclo formativo de STI y entre los dos suman cerca de  350 horas lectivas repartidas en teoría y prácticas de montajes de una Infraestructura Común de Telecomunicaciones (ICT-2).

En las siguientes fotografías se muestra el montaje de la ICT-2 realizada por estos alumnos:

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Paneles con el montaje de la ICT-2

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Se utiliza una PABX Netcom 4/8 para “suministrar” líneas analógicas a las viviendas

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Detalle de la conexiones en el registro principal de cable de pares

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Detalle del registro principal de fibra óptica

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Colocación de las fibras de salida sobre las bandejas de empalmes del registro de F.O.

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Registro secundario con puntos de distribución de fibra óptica, cable de pares y coaxial

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Trabajos de instalación en la caja de segregación de fibras ópticas

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Instalación del PAU de fibra óptica en el registro de terminación de red

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Montaje de un PAU de fibra óptica

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PAU de fibra óptica en el registro de terminación de red

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Detalle de la colocación de fibras en el PAU de fibra óptica

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Interior del registro de terminación de red 

ICT_2_CURSO 2014_15_13

Ajuste y pruebas de las cabeceras de TV y de la recepción de TV por satélite

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Antenas parabólicas orientadas a los satélites Astra e Hispasat

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Situación orbital de los satélites Astra e Hispasat

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Comunicaciones por VSAT de los voluntarios de Cruz Roja desplazados al terremoto de Nepal

Con el objeto de ayudar a superar las graves consecuencias del tremendo terremoto sufrido recientemente en el Nepal (25 de abril de 2015), Cruz Roja Española ha enviado a dicho país un grupo de voluntarios, entre los cuales se encuentra nuestro compañero y amigo Elisardo Álvarez, profesor del departamento de electrónica y colaborador de las TIC en el Instituto Tartanga.

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Este grupo de voluntarios, junto con otros voluntarios de Cruz Roja de otros países que han prestado su colaboración, están desarrollando su trabajo en zonas donde las precarias redes de telecomunicaciones existentes antes del terremoto han resultado destruidas en su totalidad. Por ello, para posibilitar las comunicaciones de voz y datos entre estos grupos de voluntarios y los centros de control de Cruz Roja, se ha instalado la única solución posible en estos casos: Un equipo VSAT trasladado allí por Cruz Roja Americana.

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Elisardo Álvarez, profesor del Instituto Tartanga, junto al equipo VSAT instalado en Nepal por American Red Cross (Cruz Roja Americana)

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 Elisardo Álvarez examinando la antena del equipo VSAT 

Este equipo VSAT ha sido instalado para dotar de comunicaciones (Internet, Wifi y VoIP) al grupo de voluntarios enviados por Cruz Roja Española , los cuales, entre otras tareas, se han encargado de “descubrir” un edificio de jóvenes y niños nepaleses ciegos y discapacitados en su mayoría y que habían sido abandonados por sus cuidadores. El equipo de Cruz Roja Española ha establecido un campamento en la zona trasera de ese edificio y se ha encargado de la limpieza de toda la suciedad acumulada y del cuidado de estos jóvenes y niños. En palabras de Julie Bradley, de Cruz Roja Americana, un trabajo duro, sucio y peligroso, donde al comienzo se respiraba un hedor difícilmente soportable y donde existía una suciedad abrumadora.

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Julie Bradley, de la Cruz Roja Americana TI / Telecomunicaciones ERU  voluntaria en Nepal junto a nuestro compañero Elisardo Álvarez.

Puesto que estos niños tenían una gran curiosidad por el equipo de comunicaciones VSAT y querían tocarlo con sus manos, hubo que realizar una instalación “especial”. Para ello, miembros de Cruz Roja Española, entre ellos nuestro compañero Elisardo Álvarez, vaciaron un gran cajón de madera de embalaje y construyeron con él una base de una altura aproximada de metro y medio, suficiente para asegurar la estabilidad del conjunto VSAT, protegerlo de manipulaciones indebidas y garantizar así su correcta orientación al satélite en todo momento. En las siguientes fotografías se muestran detalles del equipo VSAT (ODU) así como de la unidad interior (IDU) y del router multipuerto utilizado para suministrar conectividad Ethernet a los equipos desplegados en el campamento de Cruz Roja Española.

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LNB y entrada de señal TX desde el transmisor de potencia (BUC)

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Acoplamiento entre las señales RX y TX mediante el filtro de rechazo de transmisión

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Detalle del LNB donde se observa que se trabaja en banda Ku

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Conexión de la señal RX mediante el cable Interfacility Link (IFL) hacia el modem VSAT

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Conexión de la señal TX mediante el cable Interfacility Link (IFL) desde el modem VSAT

Llama la atención en este equipo VSAT su aparente construcción resistente y robusta, pero no hay que olvidar que está preparado para ser utilizado en situaciones de emergencia. De hecho, es un equipo diseñado para cumplir las duras condiciones requeridas en el uso militar.

VSAT Nepal_12aVSAT Cheetah

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Modem-Router VSAT utilizado por American Red Cross

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Conexiones de los cables IFL (TX y RX) y del cable Ethernet en el Modem-Router VSAT

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Router multipuerto RB2011UiAS-IN

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Puertos del router multipuerto RB2011UiAS-IN

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Diagrama de bloques del router multipuerto RB2011UiAS-IN

La conexión VSAT se ha realizado a través del satélite Intelsat 906-64E, lanzado el 6 de septiembre de 2002 mediante un cohete Ariane 44L. La orientación de la antena ha sido fijada con un Azimut de 220º, una elevación de 50º y una polarización de 34º.

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Situación del satélite geoestacionario Intelsat 906 – 64ºE

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Footprints o huellas de banda C y en banda Ku del satélite Intelsat 906 64E

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Características de los transponder en bandas C y Ku del Intelsat 906 – 64E

Este tipo de soluciones ya han sido empleadas en otros desastres, como por ejemplo con motivo del ciclón Haiyan, que el  8 de noviembre del 2013 devastó las islas Filipinas. Este ciclón afectó a 16 millones de personas, provocó el desplazamiento de 4,1 millones y acabó con la vida de otras 6.300. La organización Red Cross America, una de las cinco con las que cuenta Cruz Roja Internacional para restablecer las comunicaciones con sus equipos en situaciones de emergencia, se encargó de la instalación de un equipo de VSAT, estableciendo dichas comunicaciones a través del satélite geoestacionario Intelsat 8 y operando en banda Ku.

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Equipo VSAT de American Red Cross en Filipinas (Ciclón Haiyan)

 VSAT Nepal_5Red de comunicaciones por satélite de Intelsat y posición del Intelsat 8

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Características de los transponder en bandas C y Ku del satélite Intelsat 8

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