PROPUESTA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA RED DE COMUNICACIONES A TRAVÉS DE FIBRA ÓPTICA PARA LA EMPRESA DE TRANSMISIÓN ELÉCTRICA DE EL SALVADOR ETESAL

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1 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR Decanato de Estudios Profesionales Coordinación de Electrónica y Circuitos PROPUESTA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA RED DE COMUNICACIONES A TRAVÉS DE FIBRA ÓPTICA PARA LA EMPRESA DE TRANSMISIÓN ELÉCTRICA DE EL SALVADOR ETESAL Por: Patrizia María Altarac Ferraguti Sartenejas, Noviembre del año 2005

2 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR Decanato de Estudios Profesionales Coordinación de Electrónica y Circuitos PROPUESTA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA RED DE COMUNICACIONES A TRAVÉS DE FIBRA ÓPTICA PARA LA EMPRESA DE TRANSMISIÓN ELÉCTRICA DE EL SALVADOR ETESAL Por Patrizia María Altarac Ferraguti Realizado con la Asesoría de Tutor Académico: Ing. Gerardo Fernández Tutor Industrial: Ing. Jesús González PROYECTO DE GRADO Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Electrónico Sartenejas, Noviembre del año 2005

3 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR Decanato de Estudios Profesionales Coordinación de Electrónica y Circuitos PROPUESTA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA RED DE COMUNICACIONES A TRAVÉS DE FIBRA ÓPTICA PARA LA EMPRESA DE TRANSMISIÓN ELÉCTRICA DE EL SALVADOR ETESAL PROYECTO DE GRADO presentado por: Patrizia María Altarac Ferraguti REALIZADO CON LA ASESORIA DE: Tutor Académico: Ing. Gerardo Fernández Tutor Industrial: Ing. Jesús González RESUMEN Este proyecto comprende el diseño e implementación de la red de comunicaciones integrada, a través de fibra óptica soportada por la red de alta tensión instalada en El Salvador, la cual es administrada por la empresa ETESAL. El proyecto consta de 3 etapas o fases: análisis de las líneas de transmisión de alta tensión y los enlaces de microondas de la red de ETESAL, diseño de la red propuesta con fibra óptica, de acuerdo a los servicios requeridos por ETESAL, y por último, elección del equipo ABB que se ajuste de la mejor forma a la red, realizándose la configuración del propio equipo. De acuerdo a la topología de la red de comunicaciones diseñada, se comprueba la máxima estabilidad y eficiencia de transmisión de datos, por lo que se propone la expansión de dicha red a una tecnología de transmisión con más capacidad, como lo es STM-4, para de esta manera ofrecer la mejor calidad en los servicios y estar al máximo nivel de la tecnología mundial. PALABRAS CLAVES: Líneas de transmisión, Teleprotección, Fibra Óptica, Multiplexación, STM, SDH. Sartenejas, Noviembre del año 2005

4 A todas las personas que me apoyan en todos los caminos de mi vida. A todos los que creen en mí y me dan fuerza y ánimo para seguir adelante. A mi mamá, por las miradas que me llenan de confianza cada vez que me las da. A mi familia, por darme siempre buenos consejos e impulsarme a ver el futuro. A mis amigos, por siempre estar allí, en las buenas y en las no tanto. A la persona recién llegada, que me apoya incondicionalmente en todo lo que haga. Y por sobre todas las personas, y especialmente. Para Ella. Para el angelito que estuvo conmigo desde que nací y yo con ella cuando se fue, pero que sigue aquí conmigo y seguirá hasta cuando la vuelva a reencontrar en el lugar de los infinitos, y que por siempre llevaré en mi corazón... Le memorie nel petto raccendi Ci favella del tempo che fu... Grazie Nonna

5 RECONOCIMIENTO Con estas palabras quiero expresar mi agradecimiento a la Empresa ABB y principalmente a su Presidente, el Ingeniero Carmine Tedino, por darme la oportunidad de realizar mi proyecto de grado y sobretodo a la División PTUA por hacerme crecer como profesional y como persona en estos 5 meses. Especialmente, al Ing. Jesús González, que fue mi Tutor Industrial, por sus consejos y enseñanzas, y por siempre responder a mis dudas. A los Ingenieros Wilmer Lucena, Jorge Grillo y Ales Urizar, por haberse tomado el tiempo para enseñarme y hacerme entender los distintos tipos de protecciones de una línea de transmisión. A los Ingenieros José Uzcátegui y José Golfredo Sánchez, por la ayuda recibida con el software UCST. A los Ingenieros Tatiana Marcano, Leonardo Bello y Eduardo Colmenares por los consejos recibidos. Y Finalmente a todas aquellas personas que me hicieron sentir en un ambiente agradable y donde siempre imperan las risas, que es lo que más recordaré de la División PTUA. También, agradezco al Ingeniero y Profesor de la Universidad Simón Bolívar, Gerardo Fernández, quien fue mi Tutor Académico, a quien conozco desde que comencé mi carrera y que más que ser un profesor es un gran ser humano; gracias por todas las enseñanzas, charlas y consejos recibidos a lo largo de mis 5 años de carrera. Y por último, agradezco al Profesor Juan Muci, por siempre sacar lo máximo de lo que uno puede llegar a ser. Gracias a todos!

6 ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE TABLAS LISTA DE SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS INTRODUCCIÓN iv vi vii x CAPÍTULO I. LA EMPRESA ABB Asea Brown Boveri ABB Venezuela División Power Technology Segmento Network Management 4 CAPÍTULO II. COMUNICACIÓN EN SERVICIO ELÉCTRICO Sistemas de Comunicación Sistema de Onda Portadora Condiciones para el diseño de un Sistema de Onda Portadora Sistema de Fibra Óptica Historia y Evolución Propiedades de la Luz Fibra Óptica Composición de la Fibra Óptica Funcionamiento de la Fibra Óptica Tipos de Fibra Óptica Atenuación y Pérdidas Ancho de Banda Tecnologías de Transmisión Transmisión Analógica Transmisión Digital Modulación por Codificación de Pulsos (PCM Pulse Code Modulation) 25

7 ii Multiplexación por División en el Tiempo (TDM Time Division Multiplexing) Jerarquía Digital Plesiócrona (PDH Plesiochronous Digital Hierarchy) Jerarquía Digital Síncrona (SDH Synchronous Digital Hierarchy) 31 CAPÍTULO III. PROTECCIÓN EN SERVICIO ELÉCTRICO Esquemas de Protección Protección Primaria Protección Secundaria Falla de Interruptor Extensión de Zona Falla a Tierra Teleprotección Esquemas de Transferencia de Disparo Esquema de Disparo Permisivo Esquema de Bloqueo Esquema de Desbloqueo Esquema de Disparo Directo 64 CAPÍTULO IV. EMPRESA DE TRANSMISIÓN ELÉCTRICA DE EL SALVADOR - ETESAL Historia Topología actual de la red de ETESAL - Características Líneas de Transmisión Red de Microondas Servicios que proporciona la red Requerimientos del sistema Otros proyectos de la Empresa ETESAL 69 CAPÍTULO V. RED PROPUESTA PARA LA EMPRESA ETESAL Enlaces de Fibra Óptica 70

8 iii Topología Enlaces de Microondas Topología Equipo Utilizado y Servicios FOX Servicios de Comunicaciones Teleprotección Telefonía SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) Red LAN (Local Area Network) Configuración del Equipo Utilizado Configuración de los módulos del FOX UCST (Universal Configuration Software Tool) Cálculo del Presupuesto de Potencia Utilizada Power Budget Propuesta de Expansión de la Red Características SIEPAC (Sistema de Interconexión Eléctrica de los Países de América Central) AMI (Autopista Mesoamericana de la Información) 95 CAPÍTULO VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 98 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 100 APÉNDICE A.1: Cable de Fibra Óptica 102 APÉNDICE A.2: Equipo multiplexor FOX APÉNDICE B: Propuesta para la Red de Comunicaciones ETESAL 119 APÉNDICE C.1: Tablas de Configuración de los Módulos del equipo FOX APÉNDICE C.2: Configuración con UCST (Universal Configuration Software Tool) 127 APÉNDICE D: Presupuesto de Potencia Utilizada (Power Budget) 141

9 iv ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Organigrama ABB 3 Figura 2. Sistema Básico de Onda Portadora 6 Figura 3. Longitud de onda vs. Atenuación 9 Figura 4. Refracción en Fibra Óptica 10 Figura 5. Reflexión y Refracción 11 Figura 6. Apertura Numérica 13 Figura 7. Composición de la Fibra Óptica 15 Figura 8. Fibra Monomodo 17 Figura 9. Fibra óptica de índice gradual 18 Figura 10. Fibra óptica de índice escalonado 18 Figura 11. Atenuación por flexión 21 Figura 12. Atenuación por Micro-flexión 21 Figura 13. Dispersión de una señal en un trayecto de Fibra Óptica 22 Figura 14. Dispersión Cromática en una Guía de Onda 23 Figura 15. Principios de la Modulación PCM 26 Figura 16. Sistema TDM 27 Figura 17. Estructura de una Trama E1 28 Figura 18. Estructura de una Trama T1 29 Figura 19. Multiplexación en PDH 31 Figura 20. Estructura de Multiplexación de una trama STM-1 37 Figura 21. Estructura de la trama STM-1 40 Figura 22. Zonas de Protección 59 Figura 23. Líneas de Transmisión ETESAL 66 Figura 24. Red de Microondas ETESAL 67 Figura 25. Propuesta Red de Comunicaciones ETESAL 73 Figura 26. Conexión a nivel de subestación 75 Figura 27. Interconexión de equipos 77 Figura 28. Red Telefónica 80 Figura 29. Red SCADA Opción 1 82

10 v Figura 30. Red SCADA 83 Figura 31. Red LAN 84 Figura 32. Configuración FOX515 S/E Ahuachapan con UCST 87 Figura 33. Conexión cruzada S/E Ahuachapan 89 Figura 34. Conexión cruzada S/E Ahuachapan interfaz de Teleprotección 90 Figura 35. Resumen de las conexiones cruzadas en el FOX Figura 36. Estructura del Plan Puebla Panamá 94 Figura 37. Mapa SIEPAC 95

11 vi ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Características de la Fibra Óptica 16 Tabla 2. Clasificación de pérdidas en fibra óptica 19 Tabla 3. Clasificación de la Dispersión 22 Tabla 4. Estándares de Multiplexación 30 Tabla 5. Tasas de Transmisión para SDH 33 Tabla 6. Definición de los bits de la Cabecera de Camino (Path Overhead) asociado con VC-1 / VC-2 41 Tabla 7. Definición de los bits de la Cabecera de Camino (Path Overhead) asociado con VC-3 / VC-4 42 Tabla 8. Estructura de la Cabecera de Sección (Section Overhead) 43 Tabla 9. Comparación de esquemas de protección 56 Tabla 10. Subestaciones RED ETESAL 66 Tabla 11. Equivalencias entre enlaces (Líneas de Transmisión / Microondas) 71 Tabla 12. Distancia entre subestaciones 74 Tabla 13. Direccionamiento IP 85 Tabla 14. Configuración de la S/E Ahuachapan 86 Tabla 15. Tabla comparativa del Presupuesto de Potencia Utilizada Power Budget 92

12 vii LISTA DE SIMBOLOS Y ABREVIATURAS ADM (Add / Drop Multiplexer): Multiplexor Insertar Extraer. ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line): Línea de Suscriptor Digital Asimétrica. AF (Audio Frequency): Frecuencia de Audio. APS (Automatic Protection Switching): Cambio Automático de Protección. ATM (Asynchonous Transfer Mode): Modo de Transferencia Asíncrono. AU (Administrative Unit): Unidad Administrativa. AUX (Auxiliary Relay): Relé Auxiliar BIP (Bit Interleaved Parity): Paridad de Bit Concatenada. CAP (Carrierless Amplitude and Phase modulation): Modulación de Amplitud y Fase sin Portadora. CAS (Channel Associated Signaling): Señalización por Canal Asociado. DCC (Data Communication Channel): Canal de Comunicación de Datos. DSP (Digital Signal Processor): Procesador de Señal Digital. DSL (Digital Subscriber Line): Línea de Suscriptor Digital. DXC (Digital Cross-Connects): Conexión Cruzada Digital EOC (Embedded Operation Channel): Canal de Operación Integrado. ECC (Embedded Communication Channel): Canal de Comunicación Integrado. FDM (Frequency Division Multiplexing): Multiplexación por División de Frecuencia. GFP (Generic Framing Procedure): Procedimiento genérico de entramado. GPS (Global Positioning System): Sistema de Posicionamiento Global HDSL (High Speed Digital Subscriber Line): Línea de Suscriptor Digital de Alta Velocidad. HLM (Higher Layer Management System): Sistema de Manejo de Capa Alta. HV (High Voltage): Alto Voltaje. ISDN (Integrated Service Digital Network): Red Digital de Servicio Integrado. IP (Internet Protocol): Protocolo de Internet ISO (International Organization for Standardization): Organización Internacional para la Estandarización. LAN (Local Access Network): Red de Acceso Local

13 viii LTP (Linear Trail Protection): Protección de Pista Lineal MSP (Multiplex Section Protection or MS-Spring): Protección de la Sección de Multiplexación. NE (Network Element): Elemento de Red. OC (Optical Carrier): Portador Óptico OHC (Overhead Channel): Canal de Cabecera OSC (Optical Source Channel): Canal de Fuente Óptica OSPF (Open Shortest Path First): Abrir Primero el Camino mas Corto. OSS (Operation Support System): Sistema de Soporte de Operación. OTERM (Optical Terminal): Terminal Óptico PAX (Private Automatic Exchange): Central Privada Automática PABX (Private Automatic Branch Exchange): Central Privada de Cambio Automática PCM (Pulse Code Modulation): Modulación por Codificación de Pulso PETS (Plesiochronous Equipment Timing Source): Fuente Plesiócrona de Temporización del Equipo. PLC (Power Line Carrier): Onda Portadora POH (Path Overhead): Cabecera de Camino PUTT (Permissive Underreaching Transfer Tripping): Disparo Permisivo Transferido de Sub-alcance. POTT (Permissive Overreaching Transfer Tripping): Disparo Permisivo Transferido de Sobre-alcance. PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy): Jerarquía Digital Plesiócrona PPP (Point-point protocol): Protocolo Punto-Punto PSTN (Public Switched Telephone Network): Red Telefónica Pública de Desvío QAM (Quadrature Amplitude / Phase Modulation): Modulación en Cuadratura de Amplitud / Fase REI (Remote Error Indicator): Indicador de Error Remoto. RFI (Remote Failure Indicator): Indicador de Falla Remoto. RPR (Resilient Packet Ring): Anillo de Paquetes Elástico RTC (Real Time Clock): Reloj de Tiempo Real RF (Radio Frequency): Frecuencia de Radio

14 ix SDH (Synchronous Digital Hierarchy): Jerarquía Digital Síncrona SFC (Safety Frame Concept): Concepto de Trama Segura. SNCP (Subnetwork Connection Protection): Protección de Conexión de Subred. SNR (Signal to Noise Ratio): Relación Señal a Ruido. SOH (Section Overhead): Cabecera de Sección SONET (Synchronous Optical Network): Red Óptica Síncrona STM (Synchronous Transport Module): Módulo de Transporte Síncrono STS (Synchronous Transport Signal): Señal de Transporte Síncrona TDM (Time Division Multiplexing): Multiplexación por División de Tiempo TTRP (Tunnel-Tunnel Router Protocol): Protocolo de Enrutamiento Túnel - Túnel TU (Tributary Unit): Unidad Tributaria UCST (Universal Configuration Software Tool): Herramienta Universal de Configuración. UNIDA (Universal Data Access Unit): Unidad Universal de Acceso de Datos. VC3 (Virtual container of level 3): Contenedor Virtual de Nivel 3. VCXO (Voltage Controlled Crystal Oscillator): Oscilador de Cristal Controlado por Voltaje. VF (Voice Frequency): Frecuencia de Voz WAN (Wide Access Network): Red de Amplio Acceso WDM (Wavelength Division Multiplexing): Multiplexación por División de Longitud de Onda.

15 x INTRODUCCIÓN Antecedentes La región Centroamericana abarca aproximadamente un millón de kilómetros cuadrados y tiene unos 65 millones de habitantes. A lo largo de varios años se han propuesto diversos proyectos de integración de la región denominados las 8 iniciativas Mesoamericanas, para de esta forma incentivar el sector turístico, realizar la integración vial, interconectar el sector eléctrico y desarrollar ampliamente el área de las telecomunicaciones. Países como Nicaragua, Costa Rica, Panamá y Guatemala ya forman parte de estos proyectos, aumentando su desarrollo y promoviendo el intercambio de información a nivel regional con otros países. El Salvador es uno de los países que conforman el proyecto de unificación, pero es uno de los que no se ha integrado al proyecto debido a que no posee una red de comunicaciones para la interconexión con sus países vecinos. Los proyectos de unificación no solo promueven el desarrollo desde el punto de vista de mejorar la eficiencia, confiabilidad y competitividad del sector eléctrico, sino que además facilitan la convergencia con el futuro desarrollo de las telecomunicaciones en la región. Planteamiento del Problema La Empresa de Transmisión Eléctrica de El Salvador - ETESAL no cuenta con una red de comunicaciones que pueda transmitir, de manera segura y confiable, señales de protección para la red de alta tensión. Además esta red, la de alta tensión, posee equipos con un cierto desfasaje de actualización; siendo equipos de primera, en su momento, ahora resultan no ser de última tecnología, que puedan asegurar los servicios que se exigen hoy en día a una red eléctrica a nivel nacional. Como consecuencia, El Salvador no ha logrado, por ahora, ser parte importante del proyecto de unificación del Sector Eléctrico de Centro América, SIEPAC, lo que conduce a la recesión en materia de tecnología y reduce el ofrecimiento de servicios al público en general. Por esta razón, la empresa ABB, líder a nivel mundial en soluciones y equipos de

16 xi comunicaciones, ha contribuido de manera importante a la creación de una infraestructura tecnológica en las áreas de generación, transmisión, distribución e industrialización de la energía eléctrica, y es la empresa ideal para el desarrollo de este proyecto, por su solidez y amplia experiencia en el campo de las comunicaciones integradas a la generación eléctrica, para así garantizar la seguridad de los servicios que ETESAL pueda brindar, en la búsqueda de la plena satisfacción de sus clientes y del país. Justificación La Empresa de Transmisión Eléctrica de El Salvador ETESAL es la encargada del mantenimiento del sistema de transmisión en el país, haciendo posible las transacciones de energía a diferentes niveles, desde los generadores y distribuidores, hasta las comercializadoras. Para poder adaptarse al auge de la tecnología en la región de Centro América y así convertirse en otro país que se sume al mercado de servicios ofrecidos por empresas eléctricas, ETESAL se ve en la necesidad de implementar una red de comunicaciones que sea confiable y estable, con el fin de brindar servicios de telefonía, red LAN y SCADA tanto a nivel interno de la red, como para el público en general. Por consiguiente, se propone el estudio de las necesidades de la Empresa y su situación actual, para luego proceder al diseño de un modelo de red que permita la efectiva integración eléctrica con las tecnologías de transmisión, de una manera segura y confiable. Objetivo General Diseñar e implementar la Red de Comunicaciones Integrada a través de fibra óptica, soportada por la red de Alta Tensión de la Empresa de Transmisión Eléctrica de El Salvador ETESAL. Este proyecto se realiza en función de los requerimientos de comunicaciones actuales y futuros de ETESAL, empleando las tecnologías PDH, SDH y Conmutación de Paquetes en conjunto con los productos de la empresa ABB.

17 xii Objetivos Específicos Estudiar la red actual de Alta Tensión de ETESAL, la cual se utiliza como base para la implementación de la Red de Comunicaciones Integrada. Estudiar las distintas tecnologías que se pueden aplicar, tales como Multiplexación por División de Tiempo (PDH: Plexiochronous Digital Hierarchy y SDH: Synchronous Digital Hierarchy) y Conmutación de Paquetes (Ethernet). Plantear distintas soluciones en materia de servicios para la red de comunicaciones, basándose siempre en los requerimientos de la Empresa ETESAL. Estudiar las líneas de soluciones de comunicaciones de ABB especialmente diseñadas para el mercado eléctrico y evaluar las diversas posibilidades de implementación y crecimiento escalable de la red. Alcance y Limitaciones El alcance del proyecto es el diseño y posterior implementación de una red de comunicaciones a través de fibra óptica, soportada por la red de alta tensión de la Empresa ETESAL. Como se trata de una red de comunicaciones a nivel nacional, en El Salvador, se pretende diseñar una red confiable y estable para así poder satisfacer las necesidades de la empresa y del país. Dada la envergadura del proyecto y del impacto que éste pueda ocasionar en el país, se espera que la implementación de dicha red de comunicaciones convierta a El Salvador en uno de los países con alta tecnología a nivel de servicios en Centro América, equiparándose a los niveles de servicio ofrecidos en países como Nicaragua y Guatemala, lo cual favorece el desarrollo del plan de unificación de Centro América denominado SIEPAC. Esto conllevará al avance del país en un futuro próximo, asegurando de esta manera el progreso mediante la conectividad eléctrica y el aprovechamiento de las tecnologías de información y comunicaciones como herramientas modernas de desarrollo. Las limitaciones que puede sufrir la implementación futura de este proyecto son los riesgos climáticos que en estos últimos tiempos ha venido afectando a la región, lo que ocasionaría un retraso en las pruebas y en las instalaciones de los equipos.

18 xiii Sinopsis Como primera etapa, se hace una introducción al problema, exponiendo los antecedentes que le dieron origen y detallando los objetivos que justifican la realización del proyecto. Al internarse en este trabajo, el lector se encuentra con la descripción particular de la empresa ABB en el Capítulo I. En el Capítulo II se hace un amplio desarrollo de todos los conceptos concernientes a este proyecto en materia de comunicaciones, y en el Capítulo III se describe todo lo relacionado a la protección en servicio eléctrico, por ser una de las características más importantes a tomarse en cuenta a la hora del desarrollo de esta particular red de comunicaciones. Luego de explorar la motivación para la realización de este proyecto y establecer la teoría para el desarrollo del mismo, en el Capítulo IV se expone la situación actual de la red de alta tensión de ETESAL y los requerimientos de la empresa en materia de servicios. Seguidamente en el Capítulo V se detalla el diseño de la red en sus tres etapas, para así finalizar con la propuesta de expansión de la red y por último, se plantean las conclusiones y recomendaciones de este proyecto en el Capítulo VI.

19 CAPÍTULO I 1 CAPÍTULO I LA EMPRESA 1.1 ABB Asea Brown Boveri ABB es una corporación global de tecnología e ingeniería, con sede en Zurich, Suiza, como casa matriz, que sirve a clientes en transmisión y distribución de energía eléctrica, automatización, petróleo, gas y petroquímica, productos industriales e instalaciones y servicios financieros. Dicha corporación es una organización unificada que agrupa diferentes culturas y unidades de negocios. A través de su presencia global y el conocimiento de los mercados locales, ABB proporciona los más altos estándares de servicio y calidad del producto a sus clientes. Con empleados en casi compañías, ubicadas en más de 100 países, ABB es una de las corporaciones culturalmente más diversificadas en todo el mundo. Estas compañías están divididas en dos negocios principales: Power Technologies y Automation Technologies. ABB Power Technologies proporciona soluciones a empresas de servicio eléctrico, de gas y agua, así como clientes industriales y comerciales, con una amplia gama de productos, sistemas y servicios para transmisión, distribución y automatización de energía eléctrica. Esto incluye transformadores, equipos de alta tensión, interruptores de generador, condensadores, cables, así como sistemas de alta tensión, subestaciones encapsuladas o aisladas en aire, sistemas de compensación SC (Compensación en Serie), SVC (Compensación en Paralelo), y los servicios y soporte tecnológicos aplicables en alta tensión. ABB Automation Technologies unifica productos y servicios con experticia hacia el cliente y presencia global, para brindar soluciones para control, movimiento, protección e integración de la planta a través del completo rango de industrias de proceso y servicio. La automatización en todas sus facetas es el campo de actividad de la División Automation Technologies (AT). Desde el diseño y fabricación de

20 CAPÍTULO I 2 componentes y sistemas hasta la instalación y servicio de sistemas complejos: motores, accionamientos, material de baja tensión, instrumentación, equipos de control, robótica en su más alto nivel, sistemas para las industrias básicas: papel y pasta, metales, cemento, productos de consumo y fabricación en general, equipos para la Marina. Además de las actividades que ABB Automation Technologies dirige a las industrias del crudo y gas, existe un segmento denominado ABB Lummus Global el cual se encarga de diseñar y suplir facilidades de producción, refinerías y plantas petroquímicas [12]. 1.2 ABB Venezuela ABB está presente en Venezuela desde el año 1956 y desde entonces ha contribuido de manera importante a la creación de una infraestructura tecnológica en las áreas de generación, transmisión, distribución e industrialización de la energía eléctrica en el país. Desde aquí se coordinan obras en Venezuela, Centroamérica y el Caribe, contando para ello con 650 empleados fijos a escala nacional e igual número de trabajadores temporales en obras en ejecución. Su oficina principal se encuentra ubicada en Caracas y posee oficinas regionales en los estados Zulia, Anzoátegui, Bolívar y Carabobo. Posee además dos plantas: Planta de Fabricación de estructuras metálicas para torres de transmisión, ubicada en San Francisco de Yare, Edo. Miranda. Planta de Fabricación de tableros de media y baja tensión, ubicada en Cagua, Edo. Aragua. La misión de ABB es ser líder en ofrecer productos y servicios de calidad para la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica, procesos industriales, transporte eléctrico y control ambiental, que reúnan las necesidades y requerimientos de los clientes y de esta forma contribuir con su éxito. La experiencia ampliamente comprobada, el acceso a la más avanzada tecnología de todas partes del mundo y la sólida presencia local, permiten dar soporte integral en todas las fases de la vida de una instalación: ingeniería, construcción, suministro, puesta en marcha, entrenamiento, operación, mantenimiento y optimización de

21 CAPÍTULO I 3 procesos, para así poder satisfacer las más altas exigencias requeridas por el cliente. A continuación en la Figura 1, se presenta el organigrama ilustrativo de las divisiones que conforman ABB Venezuela. Figura 1. Organigrama ABB ( División Power Technology La nueva organización integrada de la División Power Technologies (PT) satisface cualquier requerimiento de productos, equipos, sistemas e instalaciones llave en mano de Media y Alta Tensión, Subestaciones y Equipos de Alta Tensión. La División Power Technology de ABB Venezuela ofrece el más amplio portafolio de tecnología y servicios para la empresa eléctrica, contando para ello con un amplio espectro de tecnología para la transmisión de energía.

22 CAPÍTULO I Segmento Network Management Este segmento se encarga de todo lo relacionado al establecimiento de redes de comunicaciones para empresas que brindan servicio eléctrico. Esto es, comunicación para fines de teleprotección y adquisición de datos (SCADA Supervisory Control and Data Acquisition) entre subestaciones, así como servicios de telefonía, redes y otros que la empresa requiera, para aplicaciones operativas y corporativas. Los productos y servicios que ofrece el segmento Network Management son principalmente sistemas de teleprotección mediante enlaces de Onda Portadora (OP) y Redes de Fibra Óptica. En Onda Portadora, se ofrece un completo portafolio de soluciones constituído por terminales digitales, filtros de acople, trampas de onda y teleprotecciones. Entre los equipos de Onda Portadora de ABB figura el ETL 500. En el caso de la teleprotección, se encuentra el equipo NSD 570, el cual es ideal para aplicaciones con disparos directos, permisivos y de bloqueo. Dentro de los equipos multiplexores, el FOX 515 es la última generación en equipos de acceso para Fibra Óptica, ya que combina interfaces de Teleprotección, Red Ethernet, Interfaz Óptica y Eléctrica e interfaces telefónicas. Recientemente, las últimas versiones de este equipo son el FOX 515X y el FOX 515T, como extensión para el FOX 515 y ampliación de la capacidad de transmisión de información [13].

23 CAPÍTULO II 5 CAPÍTULO II COMUNICACIÓN EN SERVICIO ELÉCTRICO 2.1 Sistemas de Comunicación Las empresas de servicio eléctrico poseen diferentes sistemas de comunicación como: microondas, Onda Portadora y fibra óptica, cada uno de los cuales satisface un requerimiento particular. El más utilizado es el sistema de Onda Portadora, ya que sigue siendo, en muchos casos, la solución más eficiente con relación a los costos para aplicaciones de pequeño volumen de datos a lo largo de grandes distancias. Sin embargo, en la actualidad la tendencia mundial es migrar hacia el sistema de fibra óptica, por ser uno de los sistemas más confiables, dadas las grandes ventajas que presentan los sistemas digitales sobre los analógicos Sistema de Onda Portadora La transmisión a través de canales de onda portadora es una técnica la cual consiste en el envío de señales de radiofrecuencia a través de conductores metálicos, permitiendo el uso de líneas de voltaje corriente alterna (AC Alternate Current) y corriente directa (DC Direct Current). La diferencia principal entre la transmisión de señales de alto voltaje y la de Onda Portadora (OP) es la frecuencia de operación, pues aunque los principios de operación básicos son los mismos, muchos de los factores de vital importancia a la frecuencia de OP son prescindibles a alta frecuencia. La gama de frecuencias de operación de OP está entre 30 y 500 Khz y la modulación empleada es la Modulación por Corrimiento de Frecuencia (FSK Frequency Shift Keying). Un sistema de OP básico está formado por cuatro partes como se muestra en la Figura 2: el equipo terminal, que comprende transmisores y receptores; el equipo de acoplamiento y sintonía, que permite conectar el terminal a la línea de transmisión de energía; la línea de transmisión propiamente dicha, que proporciona una vía apropiada para transmitir las frecuencias de OP entre dos extremos y la trampa de onda, que se coloca con el propósito de filtrar las frecuencias de las señales que viajan por la línea de transmisión y evitar que fallas de

24 CAPÍTULO II 6 tierra externas cortocircuiten la señal de radio frecuencia (RF) en las líneas no dañadas [10]. Figura 2. Sistema Básico de Onda Portadora [10] Para el diseño de un sistema de Onda Portadora, es necesario tomar en cuenta las siguientes características con el fin de asegurar un sistema eficiente y confiable Condiciones para el diseño de un Sistema de Onda Portadora Las condiciones que deben ser evaluadas son: 1- Cálculo de Atenuación: la atenuación se define como las pérdidas que sufre la señal que se transmite a través de la línea de alta tensión debido a la presencia de ruido, ocurrencia de fallas o por las características inherentes del medio en el que se transporta. El cálculo de la atenuación de cualquier estructura de red permite tener en consideración cualquier no-homogeneidad de la red como transposición, líneas mixtas y radiales de los sistemas de potencia aéreos.

25 CAPÍTULO II 7 2- Influencia de fallas en líneas de Alta Tensión (HV High Voltage): se establece que la determinación de la influencia de fallas en la atenuación de la señal es uno de los aspectos más importantes que afectan la propagación de las señales de protección. 3- Acople óptimo: el acople se define como el ajuste de la impedancia de la línea con la impedancia del circuito que se realiza para lograr máxima transferencia de potencia. La determinación del acople óptimo se efectúa para minimizar la atenuación de la señal en el modo de operación normal, y la atenuación adicional debido a una falla de Alta Tensión. 4- Planificación de Frecuencias: se define como la determinación de las alternativas para lograr el mejor uso del espectro de frecuencias disponible. 5- Cálculo del desempeño: se define como la determinación de la tasa de señal a ruido (SNR Signal-to-Noise Ratio) utilizando los valores previamente calculados para el ruido y la atenuación de la señal [3] Sistema de Fibra Óptica Historia y Evolución La historia de la comunicación por fibra óptica es relativamente corta. A partir de 1959, como derivación de los estudios en física enfocados a la óptica, se descubrió una nueva utilización de la luz, a la que se denominó rayo láser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Esta tecnología fue aplicada a las telecomunicaciones con el fin de que los mensajes se transmitieran a velocidades inusitadas y con amplia cobertura. Sin embargo, esta utilización del láser era muy limitada debido a que no existían los conductos y canales adecuados para hacer viajar las ondas electromagnéticas provocadas por la lluvia de fotones originados en la fuente denominada láser. Fue entonces cuando los científicos y técnicos especializados en óptica dirigieron sus esfuerzos a la producción de un ducto o canal, conocido hoy como la fibra óptica. En 1966 surgió la propuesta de utilizar una guía óptica para la comunicación. Esta forma de usar la luz como portadora de información se puede explicar de la siguiente manera: en realidad, se trata de una onda electromagnética de la misma naturaleza que las ondas de

26 CAPÍTULO II 8 radio, con la única diferencia que la longitud de las ondas es del orden de micrómetros en lugar de metros o centímetros. El concepto de las comunicaciones por ondas luminosas ha sido conocido por muchos años. Sin embargo, no fue hasta 1977 que se publicaron los resultados del trabajo teórico. Éstos indicaban que era posible guiar un haz luminoso en una fibra transparente flexible y proveer así un análogo óptico de la señalización por alambres electrónicamente. Por otro lado, existía un problema técnico el cual residía en las fibras mismas, ya que éstas absorbían la luz y por ende, se dificultaba el proceso de transporte. Para la comunicación práctica, la fibra óptica debe transmitir señales luminosas por muchos kilómetros. El vidrio ordinario tiene un haz luminoso de pocos metros, por ende se han desarrollado nuevos vidrios muy puros con transparencias mucho mayores que la del vidrio ordinario. Estos vidrios empezaron a producirse a principios de los setenta y este gran avance dio ímpetu a la industria de fibras ópticas [14] Propiedades de la Luz La luz se comporta como una onda electromagnética, la cual se caracteriza por su longitud de onda (λ) que corresponde a un ciclo. Las longitudes de ondas usadas en la transmisión óptica se encuentran situadas en la cercanía del espectro infrarrojo, entre 800 nm y 1600 nm, usando preferentemente las ondas de 850, 1300 y 1550 nm. Estas últimas, conocidas como ventanas de transmisión, corresponden a las longitudes de onda con menor pérdida óptica y dispersión del pulso, como se puede apreciar en la Figura 3.

27 CAPÍTULO II 9 Figura 3. Longitud de onda vs. Atenuación [11] La forma de calcular la longitud de onda es la siguiente: donde: F: frecuencia de la onda (m) λ: longitud de onda c = F λ [1] c: velocidad de la luz en el vacio (m/seg) La luz también se comporta como una partícula denominada fotón que tiene una energía E asociada, la cual puede ser calculada de la siguiente forma: h c E = [2] λ donde: E: energía (J) λ: longitud de onda (m) c: velocidad de la luz en el vacío (m/seg) h: constante de Planck = 6,626 x (J x seg)

28 CAPÍTULO II 10 También la luz tiene una potencia que se puede calcular mediante la siguiente fórmula: donde: P: potencia (Vatios) E: Energía (J) T: tiempo (seg) E P = [3] t 8 La luz viaja en el vacío a una velocidad característica de 3x 10 m / s, sin embargo, cuando se propaga por cualquier otro medio, su velocidad es menor. Así, cuando la luz pasa de propagarse de un cierto medio a otro, su velocidad cambia, por lo que sufre efectos de reflexión y refracción. Refracción Es la desviación que experimenta el rayo al cambiar de medio. La refracción de un rayo de luz ocurre en un extremo de la fibra cuando el rayo pasa del aire al medio que conforma el núcleo, como se puede apreciar en la Figura 4. Figura 4. Refracción en Fibra Óptica ( Dependiendo de la velocidad con que se propague la luz en un medio o material, se le asigna un Índice de Refracción "n", un número deducido de dividir la velocidad de la luz en el vacío entre la velocidad de la luz en dicho medio[19]. La ley más importante para la refracción es la siguiente: n sen α ) = n sen( ) [4] 1 ( 1 2 α 2

29 CAPÍTULO II 11 Esta fórmula expresa que el índice de refracción del primer medio, multiplicado por el seno del ángulo con el que incide la luz en el primer medio, es igual al índice del segundo medio por el seno del ángulo con el que sale propagada la luz en el segundo medio. Reflexión Cuando un rayo de luz incide en la frontera entre dos superficies, una parte de éste se refracta y otra se refleja, volviendo a la superficie de donde provino con un ángulo igual al ángulo de incidencia sobre la frontera. A medida que aumenta el ángulo de incidencia del rayo de luz, se alcanza un punto en el cual ya no se refracta más y es completamente reflejado de vuelta al medio de donde provino. Esto se ilustra en la Figura 5. Figura 5. Reflexión y Refracción ( Esto se denomina Reflexión Total Interna, y el ángulo en el cual esto ocurre se denomina ángulo crítico el cual se calcula de la siguiente manera: A cr = arcsen n 1 / n ) [5] ( 2 donde: A cr : Angulo crítico

30 CAPÍTULO II 12 n 1 : índice de refracción del primer medio n 2 : índice de refracción del segundo medio El ángulo crítico se define como el mayor ángulo en el cual el rayo 2 permanece dentro de índice de refracción n 1 [10]. Apertura Numérica Los rayos de luz que inciden en la superficie aire-fibra con ángulos menores que el Ángulo Máximo de Acoplamiento (AMA) se refractan al núcleo de la fibra y son capturados por ella, como se refleja en la Figura 6. El AMA se define como el ángulo de aceptación del conductor de fibra óptica y es únicamente función de los índices de refracción n 1 y n 2. Por consiguiente, la Apertura Numérica A N se define como el seno del máximo ángulo de entrada del cono de rayos que viaja hacia la fibra óptica, multiplicado por el índice de refracción del medio. El ángulo máximo de acoplamiento es medido con respecto a la normal al plano de incidencia y se obtiene mediante la fórmula: A N = n sen( AMA) [6] A N = ( n n [7] ) ( 2 ) donde: A N: Apertura Numérica AMA: ángulo máximo de acoplamiento. n 1 : índice de refracción del núcleo n 2 : índice de refracción del revestimiento [11].

31 CAPÍTULO II 13 Figura 6. Apertura Numérica ( Fibra Óptica La fibra óptica es un cable por el cual se transmiten señales luminosas. Son filamentos de vidrio (compuestos de cristales naturales) o plástico (cristales artificiales), de un espesor entre 10 y 300 micrones. Llevan mensajes en forma de haces de luz que pasan a través de ellos de un extremo a otro, donde quiera que el filamento vaya, sin interrupción. La fibra es un medio de transmisión de información digital por medio de ondas electromagnéticas que viajan en el espacio a la velocidad de la luz. Las fibras ópticas pueden ahora usarse como los alambres de cobre convencionales, tanto en pequeños ambientes autónomos (tales como sistemas de procesamiento de datos de aviones), como en grandes redes geográficas (como los sistemas de largas líneas urbanas mantenidos por compañías telefónicas). Además, se pueden emitir a la vez por el cable varias señales diferentes con distintas frecuencias, lo que en telefonía se llama unir o multiplexar diferentes señales eléctricas [14]. Ventajas Sus principales ventajas funcionales son: Capacidad de transmisión de grandes cantidades de información, debido a que la fibra óptica proporciona un gran ancho de banda.

32 CAPÍTULO II 14 Inmunidad ante interferencia electromagnética o de radiofrecuencias, además de no generar por sí misma interferencia, ya que las señales transmitidas a través de ella no son de naturaleza eléctrica. Elemento dieléctrico, es decir, puede suministrar un aislamiento eléctrico para múltiples aplicaciones y no presenta la atenuación inherente a los conductores metálicos. Alto grado de seguridad ya que los rayos luminosos viajan por el centro de la fibra. Además, a diferencia de otros medios de transmisión, la fibra óptica no puede ser intervenida por medio de mecanismos eléctricos convencionales como conducción superficial o inducción electromagnética, y en caso de que esto ocurriera, la intervención podría ser detectada rápidamente mediante el monitoreo de la señal recibida al final de la fibra. Versatilidad. Los sistemas de comunicación por fibra óptica son adecuados para los protocolos RS-232, V-35, Ethernet, Sonet, SDH y muchos más. Niveles de potencia bajos, requeridos para la transmisión eficiente a través de fibra óptica, por el orden de los milivatios (mw). Altas velocidades de transmisión en comparación con las máximas velocidades que pueden soportar otros medios de conducción. Materia prima abundante, vidrio de sílice, lo que logra reducir los costos de producción conforme se mejoran los procesos tecnológicos para su obtención [10]. Desventajas Aunque son muchas las ventajas, la fibra óptica presenta algunas desventajas como: Utilización de técnicas especiales necesarias y personal calificado para la instalación de cables con fibras ópticas, debido a que su composición primaria es de vidrio de sílice y, por ende, su manipulación es delicada Procedimientos de reparación que requieren de un equipo técnico con mucha destreza y habilidad [11] Composición de la Fibra Óptica

33 CAPÍTULO II 15 La mayoría de las fibras ópticas se hacen de arena o sílice, materia prima abundante en comparación con el cobre. La estructura de la fibra óptica está compuesta de tres partes, como se ilustra en la Figura 7: El núcleo: por donde se transmiten las ondas de luz. La envoltura: la cual al tener un menor índice de refracción que el núcleo, permite que las ondas se reflejen y confinen en este último. El recubrimiento: tiene como fin proteger y dar más resistencia mecánica a la fibra. Figura 7. Composición de la Fibra Óptica ( Funcionamiento de la Fibra Óptica En un sistema de transmisión por fibra óptica existe un transmisor que se encarga de transformar las ondas electromagnéticas en energía óptica o luminosa; por ello se le considera el componente activo de este proceso. Una vez que es transmitida la señal luminosa por las minúsculas fibras, en otro extremo del circuito se encuentra un segundo componente al que se le denomina detector óptico o receptor, cuya misión consiste en transformar la señal luminosa en energía electromagnética, similar a la señal original. El sistema básico de transmisión se compone en este orden: señal de entrada, amplificador, fuente de luz, línea de fibra óptica (primer tramo), empalme, línea de fibra óptica (segundo tramo), receptor, amplificador y señal de salida. En resumen, se puede decir que en este proceso de

34 CAPÍTULO II 16 comunicación, la fibra óptica funciona como medio de transporte de la señal luminosa, generado por el transmisor de láser [14] Tipos de Fibra Óptica Basados en los diámetros del núcleo y revestimiento, las fibras ópticas que se usan en telecomunicaciones se clasifican en cinco grupos principales: CARACTERÍSTICAS Radio del Núcleo / Apertura Numérica Pérdidas Ancho de Banda Longitud de Banda (nm) 8 a 10/125 µm La más pequeña Las más bajas Mayor 1350 o /125 µm Pequeña Bajas Grande 850 o ,5/125 µm Mediana Medias Medio 850 o /125 µm Grande Altas Pequeño 850 o /140 µm La más grande Las más altas Menor 850 o 1310 Tabla 1. Características de la Fibra Óptica Sólo un número discreto de ondas (no continuo) puede propagarse indefinidamente a lo largo de la fibra sin desaparecer, y esto es lo que se define como los modos de propagación. Basados en los modos de propagación dentro de la fibra, existe una forma de clasificación más general y conocida, que sólo la integran dos grupos: fibras monomodo y fibras multimodo [10]. Fibra Monomodo La fibra óptica monomodo se caracteriza por el pequeño diámetro de su núcleo, aproximadamente 8 micrones, el cual al ser muy cercano a la longitud de onda utilizada, permite que sólo un modo sea transmitido por la fibra, eliminándose así el problema de sobreposición modal. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implantar. Estas características, si bien hacen que la fibra óptica monomodo sea de alta capacidad de transmisión de datos y baja atenuación, haciéndola especialmente adecuada para

35 CAPÍTULO II 17 transmisiones en sistemas de gran distancia, también traen como consecuencia una importante reducción en su apertura numérica, debiendo utilizarse fuentes emisoras de bajo ancho espectral, en general emisores láser. En la Figura 8 se expone el trayecto de una señal a través de una fibra monomodo. Figura 8. Fibra Monomodo ( Fibra Multimodo Este tipo de fibra generalmente opera en las ventanas de 850 nm y 1300 nm, y es recomendada para usos en transmisión de datos, voz y video, en distancias no superiores a los 3 kilómetros. Su alta apertura numérica y el diámetro de su núcleo, permiten una fácil conexión, además del uso de emisores de luz de mayor ancho espectral, convierten a la fibra multimodo en una solución de bajo costo para transmisiones en cortas distancias. Existen dos tipos de fibras ópticas multimodo las cuales se dividen en: fibra óptica de índice gradual y fibra óptica de índice escalonado y su diferencia principal se debe a los perfiles de índice de refracción de su núcleo. Fibra óptica de índice gradual En esta familia de fibras, los diámetros usuales del núcleo son 50 mm, 62.5 mm y 100 mm y el índice de refracción del núcleo disminuye en forma radial, provocando que los modos que recorren una mayor distancia se aceleren a medida que se acercan a la envoltura del núcleo, mientras que los que viajan en forma más recta, lo hacen a menor velocidad debido a la menor densidad, permitiendo así, que los tiempos de desplazamiento para las distintas

36 CAPÍTULO II 18 formas de propagación tiendan a igualarse, disminuyendo la dispersión modal, como se aprecia en la Figura 9. Figura 9. Fibra óptica de índice gradual ( Fibra óptica de índice escalonado En este tipo de fibra, los diámetros usuales del núcleo de este tipo de fibra varían de 100 mm a 1000 mm y el núcleo tiene un índice de refracción constante, lo que produce que la distancia total recorrida por el rayo luminoso sea ligeramente diferente para cada modo. Esto trae como consecuencia que los rayos lleguen al receptor con un desfasaje en el tiempo, limitando así la frecuencia y la distancia a la cual es posible mandar estos impulsos [14]. Esto se observa en la Figura 10. Figura 10. Fibra óptica de índice escalonado ( Atenuación y Pérdidas La atenuación, o pérdida óptica, afecta directamente la capacidad de la fibra para transmitir información. Esta pérdida es causada principalmente por absorción, disipación

37 CAPÍTULO II 19 (scattering) y variables exógenas. La magnitud de la atenuación es función, entre otras cosas, de la longitud de onda de la luz transmitida, por lo que es útil medir la atenuación de una fibra óptica espectralmente. Mientras que la absorción de energía lumínica, debido a impurezas naturales en el vidrio sólo ocurre a ciertas longitudes de onda, llamadas bandas de absorción, las pérdidas debido a disipación ocurren en todas las longitudes de onda. A su vez, la disipación en una fibra óptica es resultado de fluctuaciones en la densidad del material con dimensiones menores a la longitud de onda de luz, por lo que es posible disminuirla aumentando la longitud de onda. Las pérdidas en una fibra óptica son causadas por varios factores: Externas Por Curvatura Por conexión y empalme Flexión Internas Inherentes a la fibra Por fabricación Reflexión de Fresnel Micro-flexión Tabla 2. Clasificación de pérdidas en fibra óptica Pérdidas por curvatura en fibra óptica Existen pérdidas de potencia si en el proceso de instalación de la fibra, se incurren en curvas, debido al cambio de ángulo de incidencia en la frontera núcleo-revestimiento. Mientras el radio de curvatura de una fibra sea mayor que el radio de curvatura mínimo tolerable, estas pérdidas son insignificantes; si ocurre lo contrario, se afectará la transmisión. Atenuación inherente a la fibra La atenuación inherente a la fibra es causada por: impurezas en el vidrio, resonancia molecular del vidrio de sílice y absorción de luz a nivel molecular. La absorción de luz a nivel molecular en una fibra se debe principalmente a los contaminantes en el vidrio, tales como iones OH-. Pérdidas resultantes de la Fabricación

38 CAPÍTULO II 20 Las irregularidades en el proceso de fabricación pueden dar lugar a variaciones imprevistas del índice de refracción. Pérdidas por conexión y empalmes Los empalmes mecánicos causan atenuación, la cual se ubica generalmente en un intervalo que va desde los 0,2 a 1 db, dependiendo de la forma en que se realice el empalme. Los principales aspectos que ocasionan pérdidas son: mal corte, desalineación de los núcleos de las fibras, burbujas de aire, contaminación, desadaptación del diámetro del núcleo, etc. Los conectores también son causantes de atenuación, frecuentemente entre 0,3 y 1,5 db debido a: contaminantes presentes, instalación impropia, desadaptación de los núcleos, etc. Pérdidas por Reflexión de Fresnel La reflexión de Fresnel ocurre en cualquier frontera de un medio donde cambie el índice de refracción, ocasionando que una parte de los rayos incidentes sean reflejados al medio del cual provienen. Esto ocurre en los extremos de la fibra cuando la luz pasa del aire hacia la fibra. Una parte se refracta en la fibra y la otra (alrededor de 4%) es reflejada de vuelta al aire. La cantidad que se refleja puede ser calculada utilizando la siguiente fórmula: donde: % ( n ) + ( n Luz reflejada = 100 [8] 2 2 ( n1 ) + ( n2 ) n 1 : índice de refracción del núcleo n 2 : índice de refracción del revestimiento ) Atenuación debido a flexión

39 CAPÍTULO II 21 Las pérdidas causadas principalmente por flexión son exógenas y se deben a problemas de instalación de la fibra óptica, pero dicha atenuación es de tipo reversible en la mayoría de los casos. Esto se puede apreciar en la Figura 11. Figura 11. Atenuación por flexión ( Atenuación debido a micro-flexión La micro-flexión no es distinguible por el ojo humano y se debe a problemas relacionados con temperatura, tensión o impactos, siendo en general no reversible. La Figura 12 ilustra la micro-flexión en una fibra óptica. Figura 12. Atenuación por Micro-flexión ( Ancho de Banda Mientras que la atenuación da una medida de la pérdida en la fibra, el ancho de banda es función de la dispersión del pulso de luz y se puede definir, como la mayor velocidad de transmisión para la cual los pulsos son aún reconocidos por el receptor. Debido a la dispersión

40 CAPÍTULO II 22 modal (ensanchamiento del pulso), los pulsos se distorsionan y se ensanchan, pudiéndose solapar unos con otros, lo que los haría indistinguibles para el equipo receptor. Este efecto se conoce como Interferencia Intersimbólica y para evitar este problema, los pulsos deben transmitirse a una tasa de bits menor. Figura 13. Dispersión de una señal en un trayecto de Fibra Óptica ( La dispersión es el ensanchamiento y sobreposición de los pulsos ópticos en el tiempo al propagarse a través del medio óptico, lo cual limita el ancho de banda de transmisión, como se muestra en la Figura 13. Dicha dispersión se puede clasificar de la siguiente manera: Dispersión Dispersión Cromática Dispersión Modal Dispersión Guia Onda Dispersión del Material Tabla 3. Clasificación de la Dispersión Dispersión Modal

41 CAPÍTULO II 23 Cuando un pulso de luz es transmitido en una fibra multimodo, éste se compone de un alto número de modos, los cuales siguen distintos caminos en el núcleo de la fibra llegando al final del enlace con un desfasaje en el tiempo, produciéndose un ensanchamiento en el pulso. Dicho ensanchamiento del pulso es lo que se conoce como Dispersión Modal, y esto trae como consecuencia la reducción de la velocidad máxima de transmisión en la fibra óptica. Dispersión Cromática Material Los transmisores ópticos no producen un rayo de luz de una sola longitud de onda sino de un rango de ellas en torno a una longitud de onda central, conocido como ancho espectral. Estas ondas, debido al índice de refracción n, viajan a distintas velocidades en la fibra óptica, produciendo un ensanchamiento del pulso, el cual aumenta con la distancia. Este tipo de dispersión se denomina dispersión del material. La dispersión del material tiene un valor mínimo en las cercanías de los 1300 nm para fibras de sílice pura, la cual puede ser variada dependiendo de los agentes dopantes usados en la construcción del núcleo. Esto es efectivo tanto para fibras monomodo como multimodo, sin embargo, para estas últimas, en la vecindad de las ondas de transmisión, el valor de la dispersión del material es despreciable en comparación con la dispersión modal. Dispersión Cromática Guía de Onda Otro componente de la dispersión cromática, es la dispersión de la guía, la cual es particularmente importante en fibras monomodo. Ésta es causada por la distribución del modo fundamental entre el núcleo y la envoltura de la fibra la cual es función de la longitud de onda y la diferencia de los índices de refracción. Esto se muestra en la Figura 14. A mayor longitud de onda, una mayor proporción del modo fundamental se desplazará del núcleo a la envoltura. Como esta última tiene un menor índice de refracción, el modo se propagará a una mayor velocidad que otro con una menor longitud de onda y con una mayor porción en el núcleo [10].

42 CAPÍTULO II 24 Figura 14. Dispersión Cromática en una Guía de Onda ( 2.2 Tecnologías de Transmisión En un sistema de comunicación, la transmisión de voz y datos se basa en tecnologías que han ido evolucionando desde la transmisión analógica, realizada a través de cables de cobre, hasta la transmisión digital en nuestros días, la cual es posible por medio de fibra óptica. A continuación se expone un breve resumen de las tecnologías de transmisión Transmisión Analógica Hasta los años 1970, el envío de señales de voz era realizado mediante el transporte de señales analógicas sobre cables de pares de cobre trenzados. La Multiplexación por División de Frecuencia (FDM Frequency Division Multiplexing) fue utilizada en rutas de largo alcance para combinar múltiples señales de tráfico en un solo cable coaxial. El uso de multiplexación por división en frecuencia es posible siempre que el ancho de banda útil del medio de transmisión sea mayor que el ancho de banda de la señal transmitida. Modulando cada señal con una frecuencia portadora distinta, se pueden transmitir simultáneamente varias señales; esto si, las portadoras deben estar suficientemente separadas para que los distintos anchos de banda no se solapen Transmisión Digital En los comienzos de los años 70, los sistemas de transmisión digital comenzaron a aparecer, utilizando la Modulación de Codificación de Pulso (PCM Pulse Code Modulation),

43 CAPÍTULO II 25 la cual fue propuesta por Alec Reeves en Uno de los aspectos en que la transmisión digital es claramente superior a la transmisión analógica, es en cuanto a la atenuación de la línea y la utilización de amplificadores. Cuando se utiliza la transmisión analógica, la señal va codificada según, por ejemplo, el voltaje de la señal, pero de forma continua. De este modo, por muy exacto que sea el amplificador nunca podrá recomponer la señal de una forma totalmente correcta. Sin embargo la transmisión digital se basa en rangos de valores que codifican 0 ó 1, lo que sí se puede recomponer de una forma exacta dependiendo de la modulación empleada. Por otra parte, las posibilidades de multiplexación que ofrece la transmisión digital hace que la velocidad aumente de forma considerable con respecto a la transmisión analógica, en la que esto no es posible. La multiplexación se puede hacer, en transmisión digital, en todo tipo de datos, inclusive voz e imágenes juntas. En la transmisión digital existen notables ventajas. Estas son: Inmunidad al ruido. Las señales analógicas son más susceptibles que los pulsos digitales a la amplitud no deseada, frecuencia y variaciones de fases. Se prefieren los pulsos digitales por su mejor procesamiento y multi-canalizaciones en comparación a las señales analógicas. Los pulsos digitales pueden guardarse fácilmente, mientras que las señales analógicas no pueden. Los sistemas digitales utilizan la regeneración de señales, en vez de la amplificación de señales, por lo tanto producen un sistema más resistente al ruido que su contraparte analógica. Las señales digitales son más sencillas de medir y evaluar. Los sistemas digitales están mejor equipados para evaluar un rendimiento de error (por ejemplo, detección y corrección de errores), que los sistemas analógicos [9] Modulación por Codificación de Pulsos (PCM Pulse Code Modulation) La modulación PCM permite que las señales de voz analógicas sean representadas en 1 Alec Reeves ( ), ingeniero que trabajaba en Francia para la International Western Electric Company, desarrolla una idea revolucionaria para el futuro de las telecomunicaciones: la Modulación por Pulsos Codificados, o PCM (Pulse Code Modulation) Si bien la idea fue patentada por Reeves, su popularización debió esperar por varias décadas al desarrollo de nuevas tecnologías, (la invención del transistor). La tecnología de PCM se popularizó sobre fines de la década de 1960.

44 CAPÍTULO II 26 forma binaria. La señal analógica se prueba y se convierte a una longitud fija, numero binario serial para transmisión. El número binario varía de acuerdo a la amplitud de la señal analógica. Utilizando este método, es posible convertir el ancho de banda telefónico estándar (300 Hz a 3400 Hz) a una secuencia digital de bits (acrónimo de Binary Digit, es la unidad mínima de información que representa un uno o un cero) de 64 kbit/s de velocidad. Figura 15. Principios de la Modulación PCM [9] De acuerdo a la Figura 15, las señales de voz analógicas son muestreadas, cuantificadas (llevadas al valor integral más cercano) y luego codificadas para dar un patrón binario, el cual representa la señal de voz binaria de la cual se derivó dicho patrón. Esta información binaria puede ser pasada mediante un sistema de transmisión digital, el cual al llegar al receptor realizará el proceso inverso, es decir, convertir la señal digital en la señal analógica original [20] Multiplexación por División en el Tiempo (TDM Time División Multiplexing) Es una tecnología de banda base en la cual se identifican los circuitos individuales (datos o voz) por su posición en un flujo de tramas que tiene intervalos regulares de tiempo asignados. Se digitalizan las entradas analógicas (voz) mediante la modulación por codificación de pulsos y parte de la información digitalizada se inserta dentro de los segmentos temporales de la transmisión. Cada canal obtiene un segmento de tiempo entrelazado, de modo que todos los canales comparten equitativamente el medio que se usa para la transmisión. En términos simples, se toma un byte (unidad básica de almacenamiento de información, generalmente equivalente a ocho bits) de cada canal de entrada y se transmite

45 CAPÍTULO II 27 consecutivamente al canal de salida. Este proceso se denomina intercalado de bytes secuenciales y se ilustra en la Figura 16. Figura 16. Sistema TDM [9] Una trama es una secuencia de segmentos de tiempos en cada canal de entrada. Por ejemplo, si hay 24 canales de entrada una trama consta de 24 segmentos que contienen muestras de cada canal. Un bit de sincronización especial efectúa el seguimiento de la trama, de modo que el equipo receptor puede mantener la correlación temporal. Una trama nueva sigue con más muestras de cada canal, y este proceso continúa a velocidades muy altas sobre el medio de transmisión. Los sistemas por división de tiempo realizan multiplexaciones sucesivas para obtener grupos de canales en diferentes niveles jerárquicos. Sistema Europeo E1 El sistema europeo (E1), combina 30 canales a 64 Kbit/s más dos canales para información de alineación y señalización, lo cual produce una estructura con una tasa de 2,048 Mbit/s (simplemente abreviada 2 Mbit/s o tributario), ilustrado en la Figura 17. La estructura de la trama E1 de 2Mbit/s está definida por la UIT-T en las recomendaciones G.703. Establece que cada trama contiene 256 bits (32 ranuras de tiempo de 8 bits cada una) que se repiten a una tasa de exactamente 8 Kbit/s. Dentro de la trama, tanto

46 CAPÍTULO II 28 los bits de señalización como los de alineación pueden ocupar posiciones diferentes según el estándar utilizado. Para alcanzar niveles de transmisión superiores se unen 16 tramas tributarias para formar una multitrama. Figura 17. Estructura de una Trama E1 ( El estándar europeo especifica que la ranura 0 (llamada TS0) está reservada para la alineación de los canales, y las 31 ranuras restantes pueden ser usadas para tráfico. Algunas veces la ranura de tiempo TS16 es empleada para señalización. Un aspecto muy importante en la transmisión es la alineación. Es evidente que en una recepción no es suficiente reconocer el valor del bit de llegada, sino también la posición exacta de cada bit dentro de la trama, para poder atribuirle correctamente los diferentes intervalos de tiempo y situarlo en los diferentes canales; es decir, se requiere realizar la sincronización de los canales. La ranura reservada para señalización es también subdividida en 8 tiempos donde solamente se transmite la información de dos canales, por consiguiente, cada uno utiliza 4 bits. Para poder transmitir la señalización para todos los canales se necesitan entonces 15 tramas sucesivas. Una vez transmitidas las 15 tramas, se transmite una trama 0, análoga a las 15 precedentes, salvo que en el sitio de los 8 bits de señalización se inserta una sucesión bien definida de bits para realizar una posterior alineación. La multitrama es necesaria sólo cuando se utiliza Señalización por Canal Asociado

47 CAPÍTULO II 29 (CAS Channel Associated Signaling). Si se utiliza Señalización por Canal Común (CCS Common Channel Signaling), entonces la alineación de multitrama es innecesaria, y el TS16 es usado como un canal de datos para mensajes de CCS, o para tráfico normal, dando un total de 31 canales de tráfico. Sistema Americano T1 El sistema americano (T1) combina 24 canales a 64 Kbit/s, de 8 bits cada uno, formando así una estructura con una tasa de transmisión de 1,544 Mbit/s. Una multitrama de T1 está conformada por 12 tramas de 24 ranuras de tiempo cada una, las cuales llevan los bits de sincronía y señalización, como se muestra en la Figura 18. En este estándar, la señalización es en banda, ya que utiliza los bits menos significativos de la trama 6, para transmitir la señalización de línea y supervisoria, y de la trama 12 para transmitir la sincronización. Figura 18. Estructura de una Trama T1 ( En la Tabla 4 se muestran los diferentes niveles de multiplexación dependiendo de los estándares de Norteamérica y Europa

48 CAPÍTULO II 30 Nivel Norteamérica Europa Mbit/s Denominación Mbit/s Denominación 1 1,544 (T1) 2,048 (E1) 2 6,312 (T2) 8,448 (E2) 3 44,736 (T3) 34,368 (E3) 4 274,176 (T4) 139,264 (E4) Tabla 4. Estándares de Multiplexación La multiplexación TDM proporciona una forma de mezclar señales de varias fuentes como teléfonos, computadoras y equipos de vídeo en único canal, para la comunicación sobre líneas telefónicas, sistema de microondas o sistema de satélite. El canal se divide en ranuras de tiempo y se asigna a cada dispositivo, una ranura para su transmisión. Las ranuras de tiempo se asignan de forma que cada dispositivo que transmite obtenga una partición igual, aunque algunos dispositivos como los sistemas de videoconferencia pueden requerir más ranuras para asegurar que los datos lleguen a tiempo [9] Jerarquía Digital Plesiócrona (PDH - Plesiochronous Digital Hierarchy) La Jerarquía Digital Plesiócrona, conocida como PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), es una tecnología usada en telecomunicación para transportar grandes cantidades de información mediante equipos digitales de transmisión que funcionan sobre fibra óptica, cable coaxial o radio de microondas. El término plesiócrono se deriva del griego plesio, cercano y chronos, tiempo, y se refiere al hecho de que las redes PDH funcionan en un estado donde las diferentes partes de la red están casi, pero no completamente, sincronizadas. La tecnología PDH por ello permite la transmisión de flujos de datos que, nominalmente, están funcionando a la misma velocidad, pero permitiendo una cierta variación alrededor de la velocidad nominal. En el caso de multiplexar 4 señales de 2,048 Mbit/s, debería resultar una señal de 8,192 Mbit/s. En cambio, se obtiene una señal de 8,448 Mbit/s. Esto se debe a que cuando se

49 CAPÍTULO II 31 multiplexa un número determinado de canales de 2Mbit/s, se realiza en diferentes equipos, por lo que cada uno genera una pequeña diferencia de tasa de bits. Antes de que los canales de 2 Mbit/s sean sometidos al proceso de intercalado de bytes, deben ser llevados a la misma tasa de bits añadiendo bits de justificación [16]. La Figura 19 detalla la multiplexación en PDH. Figura 19. Multiplexación en PDH ( El uso de bits de justificación en cada nivel de la señal PDH, significa que tratar de identificar la localidad exacta de 32 canales que hacen la secuencia de 2 Mbit/s, por ejemplo, en una estructura de 140 Mbit/s es imposible. Para poder acceder a una secuencia de 2 Mbit/s, la estructura de 140 Mbit/s debe ser demultiplexada completamente a sus 64 líneas de 2 Mbit/s constituyentes, a través de etapas de 34 Mbit/s y 8 Mbit/s. Esto ilustra una de las principales limitaciones de PDH: la inhabilidad para identificar canales individuales en una secuencia de bits de alta velocidad. Otra limitación de PDH se relaciona con el manejo: la estructura de trama de PDH tiene provisión insuficiente para la información de manejo de transporte de red [9] Jerarquía Digital Síncrona (SDH Synchronous Digital Hierarchy) SDH (Synchronous Digital Hierarchy) y el equivalente norteamericano SONET

50 CAPÍTULO II 32 (Synchronous Optical Network) son las tecnologías dominantes en la capa física de transporte de las actuales redes de fibra óptica de banda ancha. Su misión es transportar y gestionar gran cantidad de tipos de trafico diferentes sobre la infraestructura física. Esencialmente, SDH es un protocolo de transporte basado en la existencia de una referencia temporal común (Reloj primario), que multiplexa diferentes señales dentro de una jerarquía común flexible, y gestiona su transmisión de forma eficiente a través de fibra óptica, con mecanismos internos de protección [18]. Las principales características que encontramos en cualquier sistema de red de transporte SDH implementado al día de hoy son las siguientes: -Multiplexación digital: este término fue introducido hace 20 años y permitió que las señales de comunicaciones analógicas sean transportadas en formato digital sobre la red. El tráfico digital puede ser transportado mucho más eficientemente y permite el monitoreo de errores, para propósitos de calidad. -Fibra óptica: éste es uno de los medios físicos comúnmente desplegado en las actuales redes de transporte. Tiene una mayor capacidad de transportar tráfico que los coaxiales o los pares de cobre, lo que conduce a una disminución de los costos asociados al transporte de tráfico. -Esquemas de protección: éstos han sido estandarizados para asegurar la disponibilidad del tráfico. Si ocurriera una falla o una ruptura de fibra, el tráfico podría ser conmutado a una ruta alternativa, de modo que el usuario final no sufriera interrupción alguna en el servicio. -Topologías en anillo: éstas están siendo desplegadas cada vez en mayor número. Su ventaja frente a otras topologías radica en que si un enlace se perdiera, hay un camino de tráfico alternativo por el otro lado del anillo. Los operadores pueden minimizar el número de enlaces y fibra óptica desplegada en la red. Esto es muy importante ya que el costo de colocar nuevos cables de fibra óptica sobre el terreno es mucho mayor en comparación con la instalación de otros medios de transporte. -Gestión de red: la gestión de estas redes desde un único lugar remoto es una prestación importante para los operadores. Se han desarrollado programas que permiten gestionar todos los nodos y caminos de tráfico desde un único computador. Un operador puede ahora gestionar una variedad grande de funciones tales como la provisión de capacidad en

51 CAPÍTULO II 33 respuesta a la demanda de clientes y la monitorización de la calidad de una red. -Sincronización: Los operadores de red deben proporcionar temporización sincronizada a todos los elementos de la red para asegurarse que la información que pasa de un nodo a otro no se pierda. Los sistemas de transmisión síncronos han sido desarrollados de modo que los operadores puedan desplegar redes flexibles y resistentes. La inserción y extracción de canales puede ser realizada en un simple multiplexor. La provisión de la capacidad de gestión de la red es definida en las recomendaciones de la UIT-T (Unión Internacional de Telecomunicaciones Sector Telecomunicaciones) G.707, G.708, y G.709 que definen la Jerarquía Digital Síncrona. En Norte América, ANSI (American National Standards Institute) publicó su estándar SONET. Las recomendaciones de la UIT-T definen un número de tasas básicas de transmisión que se pueden emplear en SDH (y su equivalente norteamericano SONET), donde la trama se denomina STM y significa Modulo de Transporte Síncrono. La Tabla 5 muestra las equivalencias entre SONET y SDH para las tasas de transmisión. SONET TASA DE TRANSMISION SDH OC-1 / STS-1 51,84 Mbit/s STM-0 o STM-1/3 OC-3 / STS-3 155,52 Mbit/s STM-1 OC-12 / STS ,08 Mbit/s STM-4 OC-48 / STS ,32 Mbit/s STM-16 Tabla 5. Tasas de Transmisión para SDH El nuevo estándar síncrono SDH presenta una serie de ventajas que lo hacen óptimo con respecto al anterior estándar plesiócrono PDH: - Operaciones de multiplexación y demultiplexación más sencillas y flexibles, permitiendo extraer e insertar circuitos sin tener que desmontar la señal. - Fácil de migrar hacia órdenes superiores de multiplexación, ya que emplean la misma filosofía de trabajo. - Las cabeceras permiten mejorar los procedimientos de operación, administración y mantenimiento de la red. - Puede transportar señales PDH G.702, ATM, etc. - Cuenta con mecanismos integrados de protección. - Define una interfaz óptica abierta para permitir la interconexión con otros equipos.

52 CAPÍTULO II 34 Una red de transporte puede ser vista como los enlaces y equipos asociados que habilitan el tráfico para ser transportado entre dos clientes o nodos en una red. Los elementos de red son equipos localizados en cada nodo de la red de transporte SDH, los cuales realizan funciones sobre el tráfico tales como multiplexación o enrutamiento. Un tributario es un flujo de tráfico el cual es combinado con otros flujos tributarios mediante la función de multiplexación para dar lugar a un menor número de flujos de tráfico salientes. Una señal de agregado es el término asociado con ese flujo de salida generado. Los tributarios de un elemento de red SDH son las interfaces de tráfico en la red SDH. Estos elementos de red soportan diferentes tipos de tributario no SDH permitiendo el transporte eficiente de tráficos de diverso origen. El Módulo de Transporte Síncrono STM La información que se transmite a través de una red SDH es empaquetada en un módulo de transporte síncrono STM, de modo que éste pueda ser transportado y gestionado a través de la red. Principalmente los elementos que conforman una trama STM-N se clasifican de la siguiente manera: Contenedor Container - es el elemento básico de una señal SDH. Está formado por los bits de información de una señal PDH la cual será empaquetada dentro del contenedor. Existen diferentes tipos de contenedores, cada uno de los cuales corresponde con una señal PDH de diferente tasa de transmisión. Cabecera de Ruta - Path Overhead- Cada contenedor tiene algún tipo de control sobre la información asociada a él. Esta información es generada en el nodo originario de la ruta y es terminada en el nodo final del camino, y permite al operador etiquetar el tráfico así como trazar la señal a través de la red (envío de trazas) e identificarla para propósitos de protecciones y monitorización de cuentas de errores. Contenedor Virtual Virtual Container- se refiere al conjunto de un contenedor y a su cabecera de ruta asociada. Haciendo uso de una analogía, el contenedor virtual puede ser visto como el paquete de tráfico PDH el cual es transportado a través de la tubería SDH. Hay diferentes tipos de contenedores virtuales (VC). Un VC-12 es construido de

53 CAPÍTULO II 35 un contenedor C-12, el cual contiene una señal PDH de 2 Mbps. Un VC-3 soporta un contenedor C-3 que contiene una señal PDH de 34 Mbps y un VC-4 soporta una señal PDH de 140 Mbps en un contenedor C-4. Un contenedor virtual puede contener otros contenedores virtuales, proceso que se denota como anidamiento. Por ejemplo, un VC-4 puede ser conformado con 63 VC-12. Esto simplifica el transporte y gestión de estas señales a través de la red. El contenedor virtual está ubicado en el área de carga útil del STM. Cabecera de Sección - Section Overhead - Los bytes de información son añadidos a la estructura STM proporcionando un canal de comunicación entre nodos adyacentes habilitando el control de la transmisión sobre el enlace. Esto permite a un nodo "hablar" con otro cuando aparece un evento de falla en la sección, como por ejemplo, cuando ocurre una conmutación de protección. Un camino o ruta es el término usado para referirnos a un circuito punto a punto para el tráfico, es decir, ésta es la trayectoria seguida por un contenedor virtual a través de la red. Una sección es definida como el enlace de transporte entre dos nodos adyacentes. Un camino está compuesto por un número concreto de secciones. El tráfico de los usuarios finales será transportado en contenedores virtuales por un determinado camino, sobre varias secciones. Un STM está dedicado a una única sección, de ahí que la cabecera de sección sea procesada en cada nodo y un nuevo STM con nuevas cabeceras es construido para la siguiente sección. El contenedor virtual, por el contrario, sigue un camino sobre diversas secciones, de modo que la cabecera de camino permanece con el contenedor de extremo a extremo del camino. En resumen, la información entrará en la red SDH como un flujo digital de datos. Las señales son mapeadas en un contenedor y éste, a su vez, contiene información de control añadida, conocida como cabecera de camino. La combinación de estas señales y la cabecera es conocida como contenedor virtual. Los contenedores virtuales forman el área de carga útil del módulo de transporte síncrono (STM) el cual también tiene información de control llamada cabecera de sección. La información entra en la red como flujos digitales a 2 Mbps que serán acomodados

54 CAPÍTULO II 36 en contenedores virtuales VC-12. Un elemento de red SDH multiplexará esta señal junto con otras señales de tributario en una señal agregada de mayor tasa de transmisión. En el ejemplo, esto es una señal STM -1 de 155 Mbps. Esta señal puede entonces ser de nuevo multiplexada para dar una señal STM-4 a 622 Mbps en el siguiente nivel, llegando a alcanzar el STM-64 cuando son transportadas a 10 Gbps. En este flujo de mayor tasa de transmisión son transportadas muchas señales en una única fibra, en lo que es conocido como red troncal de la red y transportará la información a un determinado punto geográfico. La estructura de multiplexación SDH define el camino estándar para mapear las señales contenidas en un STM, cuya unidad básica es una estructura STM-1 (155 Mbps). El valor de otras tasas de transmisión básicas es definido mediante el uso de un factor de multiplicación de cuatro. Estos son los 622 Mbps conocidos como STM-4, 2.5 Gbps conocidos como STM-16 y los 10 Gbps o STM -64. Estructura de multiplexación SDH La estructura de multiplexación SDH define cómo la información es estructurada para construir un marco STM-N. Este modo de mapeo de contenedores en una señal STM-N es definido por las recomendaciones de la ITU-T, hechas publicas desde Los contenedores son empaquetados en STM por elementos de red. Para que los elementos de red en el extremo contrario extraigan un contenedor virtual, éste debe conocer la localización exacta del contenedor virtual dentro del área de carga útil del STM. Un puntero denota esta ubicación. En una red síncrona todo el equipamiento está sincronizado mediante un reloj único para toda la red. La temporización de una señal plesiócrona colocada dentro de un contenedor virtual puede variar en frecuencia o fase con respecto al reloj de red. Como resultado de esto, la localización de un contenedor virtual en una estructura STM puede no ser fija, por lo que el puntero asociado con cada Contenedor Virtual indica su posición dentro del área de carga útil del STM. A continuación en la Figura 20 se ilustra la estructura de multiplexación SDH.

55 CAPÍTULO II 37 Figura 20. Estructura de Multiplexación de una trama STM-1 ( La construcción del área de carga STM es definida por la estructura mapeada SDH. Las tasas de transmisión de los clientes son mapeadas en Contenedores (C) y una Cabecera de Camino (POH) añadida para dar lugar a un Contenedor Virtual (VC). Estos formarán Unidades Tributarias (Tributary Units o TU) las cuales consisten en contenedores virtuales más el puntero. El puntero indica la posición de contenedor virtual dentro de la unidad tributaria. La Unidad Tributaria es empaquetada en Grupos de Unidades Tributarias (Tributary Units Groups o TUG) y finalmente en Grupos de Unidades Administrativas (Administrative Unit Groups o AUG) de acuerdo a las reglas de estructura de multiplexación SDH. Las reglas SDH de multiplexación aseguran que la posición exacta de un contenedor virtual contenido en el área de carga útil puede ser identificada por cada nodo. Esto tiene la ventaja de que cada nodo puede directamente acceder a un contenedor virtual de la carga útil sin necesitar desmontar y volver a construir la estructura de carga. Siguiendo estas reglas de multiplexación, una señal STM-1 puede ser constituida de diferentes modos. Los VC-4 que formarán la carga útil de la estructura STM pueden contener una señal PDH de 140 Mbps, tres señales PDH a 34 Mbps, sesenta y tres señales PDH a 2 Mbps o combinaciones de ellas, de modo que la capacidad total no sea excedida. Cuando son necesarias tasas de transmisión mayores que STM-1, éstas son obtenidas usando un simple

56 CAPÍTULO II 38 esquema de concatenación de bytes, alcanzando tasas de 622 Mbps (STM-4), 2.5 Gbps (STM- 16) y 10 Gbps (STM-64). Ahora en mayor detalle se expondrán los pasos para la multiplexación de una señal STM-1. Colocación de la señal a 2 Mbit/s dentro del VC-12 SDH ofrece dos opciones de colocación de la señal de 2 Mbit/s dentro del VC-12: Mbit/s asíncronos: permite el transporte dentro del Área de Carga (trama explotable comercialmente) a 2 Mbit/s, pero no es posible observar los bits individualmente. - Bytes de 2048 Mbit/s síncronos: permite observar e identificar todos los bits dentro del Área de Carga. Para operaciones asíncronas, el método se basa en la cantidad de oportunidades de la señal de justificar los datos a 2048 Mbit/s. Esta justificación es permitida durante el tiempo de la transmisión asíncrona, sin embargo, se requiere cierto grado de procesamiento para acomodar esta justificación. Luego se incluyen otros bits y bytes para mantener un tamaño definido de 140 bytes en el VC-12. Si se utiliza la colocación de bytes de 2048 Kbit/s síncrona, es posible tener acceso a cualquier canal a 64 Kbit/s de las señales a 2 Mbit/s dentro del VC-12 en una conexión cruzada (cross-connection), pero este proceso produce algunas demoras mientras se localizan los apuntadores. Múltiplexación de tres TU-12 dentro de un TUG-2 Es posible colocar tres VC-12 dentro de un TUG-2, si se posiciona un VC-12 con un apuntador TU-12 (Unidad Tributaria con capacidad de 2 Mbit/s) dentro de un TU-12 y luego se colocan tres TU-12 dentro de un TUG-2 (Grupo de Unidades Tributarias con capacidad de 6 Mbit/s). También es posible multiplexar siete TUG-2 dentro de un TUG-3 (Grupo de Unidades Tributarias con capacidad de 44 Mbit/s). El apuntador TU-12 indica el comienzo de un VC-12 dentro de un TU-12. Si la sincronización de un VC-12 causa un cambio de posición dentro de

57 CAPÍTULO II 39 un TU-12, el apuntador TU-12 indica la nueva posición. La posición del apuntador se ajusta en el TUG-2 en relación con el VC. Múltiplexación de los TUG-3 dentro de un VC-4 Dentro de un VC-4 se pueden colocar tres TUG-3 en sitios predestinados en la segunda columna del VC-4, ya que en la primera se coloca la Cabecera de Camino (Path Overhead). Múltiplexación del VC-4 para formar la señal STM-1 El VC-4 es posicionado dentro de un AU-4 con su respectivo apuntador. Debe notarse que la estructura de un AU-4 es idéntica a la estructura de un AUG donde tres grupos de AU-3 son colocados. Trama STM-1 En sistemas síncronos, todos los elementos del sistema están sincronizados al mismo reloj maestro por lo que la justificación no es necesaria para tener una tasa de bits común previa a la multiplexación. La tasa de transmisión básica de SDH estándar es 155,520 Mbps (STM-1). La trama STM-1 consiste en 2430 bytes, los cuales corresponden con una duración de 125 us. También están definidas tres tasas de bits de mayor velocidad como son 622,08 Mbps (STM-4), 2488,32 Mbps (STM-16) y 9953,28 Mbps (STM-64). La trama STM-1 está estructurada como 270 columnas (bytes) por 9 filas en las que las nueve primeras columnas de la estructura corresponden con la cabecera de sección, y las restantes 261 columnas son el Área de Carga Útil, como se muestra en la Figura 21.

58 CAPÍTULO II 40 Figura 21. Estructura de la trama STM-1 ( Una trama STM-1 consta de 2430 bytes, los cuales pueden dividirse en tres áreas principales: - Área de Carga Útil (Payload Area) (2349 bytes). - Área de puntero de Unidad Administrativa (9 bytes). - Área de Cabecera de Sección (Section Overhead) (72 bytes). Área de Carga Útil (Payload Area) Señales de todos los niveles PDH pueden ser acomodadas en SDH empaquetándolas juntas en el área de carga útil de la trama STM-1. El proceso de empaquetado de señales PDH es un proceso multipaso que involucra un número de diferentes estructuras. Los tributarios plesiócronos están mapeados en un contenedor de tamaño apropiado, y un número de bytes conocido como Cabecera de Camino (Path Overhead o POH) es añadido al mismo para formar el Contenedor Virtual (VC) en el que se basa esta trama. La Cabecera de Camino proporciona información para su uso en la gestión extremo a extremo de un camino síncrono. La información de la Cabecera de Camino asociado con un VC-1/VC-2

59 CAPÍTULO II 41 difiere de la recogida en la cabecera asociada a los VC-3/VC-4. La cabecera de camino para los VC-1/VC-2 recoge los bytes V5, J2, Z6 y Z7. El byte V5 es el octeto posicionado al inicio del contenedor virtual. La función de varios de los bits de este byte se describe en la Tabla 6 a continuación: BIP- 2 REI RFI Etiqueta de Señal RDI Los bits 1 y 2 son usados para monitorear errores usando bits de paridad concatenada (BIP-Bit Interleaved Parity) comprobando todos los bytes en el VC-1/ VC-2 previo. El bit 3 es el indicador remoto de error (REI-Remote Error Indicator) del camino. Será puesto a 1 binario y enviado en dirección opuesta al recibido hacia el extremo original del VC-1/VC-2 si uno o más errores son detectados al chequear el BIP-2. El bit 4 es el indicador remoto de fallo (RFI-Remote Failure Indicator) y es puesto a 1 binario y enviado en dirección opuesta a la recibida por el ensamblador del VC-1/VC-2 si se detecta un fallo. Indica el tipo de carga del contenedor virtual. Estas codificaciones pueden ser "camino inequipado", "mapeado asíncrono", "mapeado de byte síncrono", o camino equipado por ser definido. El bit 8 es el indicador de defecto remoto (RDI-Remote Defect Indicator) en el camino. Este bit es colocado a 1 binario y enviado hacia atrás por el ensamblador de VC-1/VC-2. Tabla 6. Definición de los bits de la Cabecera de Camino (Path Overhead) asociado con VC-1 / VC-2 La cabecera de camino para contenedores VC-4 está ubicada en la primera columna de las nueve filas por las 261 columnas de la estructura VC-4. Para los VC-3, la cabecera de camino está colocada en la primera columna de las nueve filas para la estructura de 85 columnas. La función de cada byte se describe a continuación en la Tabla 7.

60 CAPÍTULO II 42 J1 Traza de ruta Verifica la conexión del camino VC-3/VC-4. B3 BIP-8 de ruta Proporciona monitorización de bits con error sobre la ruta, usando un código de paridad par BIP-8. C2 Etiqueta de señal Indica la composición de la carga VC3/VC-4. G1 Estatus del camino Permite que el estatus de la señal recibida sea enviada de vuelta al extremo transmisor del camino desde el extremo receptor. F2, Z3 Canales de usuario Proporciona un canal de comunicación para el usuario. Proporciona un indicador de posición generalizado de H4 Indicador de posición payload y puede ser usado como un indicador de posición de multitrama para VC-2/VC-1. Empleados para la conmutación automática de protección K3 (bits 1-4) APS (APS) para la protección a nivel de camino de alto nivel. K3 (bits 5-8) Spare Reservados para uso futuro. Z5 Operador nacional Empleado para propósitos de gestión específica así como mantenimiento de conexión tandem. Tabla 7. Definición de los bits de la Cabecera de Camino (Path Overhead) asociado con VC- 3 / VC-4 Puntero de Unidad Administrativa (Administrative Unit) Tras añadir la cabecera de camino al contenedor virtual, se le posiciona en una Unidad Tributaria (TU) o una Unidad Administrativa (AU) con un puntero indicando al comienzo del contenedor virtual relativo al TU o al AU, según sea el caso. Los VC-1 y VC-2 son posicionados en TU mientras que los VC-4 son posicionados en un AU. Los AU y los TU son empaquetados en sus respectivos grupos; Grupos de Unidades Tributarias (TUG) para unidades tributarias y grupos de unidades administrativas para AU. Los TUG son multiplexados en contenedores virtuales de alto nivel, los cuales, en su turno, son posicionados en AU con un puntero indicando al inicio del contenedor virtual relativo al AU. Es el puntero AU el cual indica la posición del AU con relación a la trama STM-1 y forma parte del área de cabecera de sección de la trama. El Área de Payload de la trama STM-1 contiene un VC-4 o tres VC-3 con la posición del primer byte siendo indicada por el respectivo puntero AU. El uso de punteros en la trama STM-1 significa que las señales plesiócronas pueden ser acomodadas en el seno de la red de sincronía sin necesidad de emplear búferes.

61 CAPÍTULO II 43 Esto es porque la señal puede ser empaquetada en un contenedor virtual e insertada en la trama en cierta posición de modo que el puntero indique esta posición. Usar el método de punteros es posible al definir los contenedores virtuales síncronos ligeramente mayores que la carga útil que cargan. Esto permite a la carga deslizarse un tiempo relativo a la trama STM-1 en la cual está contenida. El ajuste de puntero también es posible ante la ocurrencia de cambios de frecuencia o fase como consecuencia de variaciones de retardo de propagación. El resultado de esto es que, para cualquier flujo de datos, es posible identificar sus canales tributarios individuales, e insertar o extraer información, y de este modo superar uno de los principales inconvenientes de PDH. Cabecera de Sección (Section Overhead) Los bytes de la Cabecera de Sección (SOH) son usados para la comunicación entre elementos adyacentes de equipos síncronos. De este modo, además de ser utilizados para la sincronización de trama, también realizan una gran variedad de facilidades de gestión y administración. Esta estructura de cabecera de sección STM-1 se detalla en la Tabla 8. A1, A2 Enganche de trama. J0 Traza de la sección de regeneración. Los bytes D1 a D3 forman un canal de comunicación de datos de 192 Kbps D1 a D12 para la sección de regeneración. Los bytes D4 a D12 forman un canal de comunicación de datos para la sección de multiplexación. El uso de ambos canales de comunicación es para gestión de red. E1, E2 Canales de instaladores. Empleado para comunicaciones directas entre nodos de equipos. F1 Canales para usuario. B1, B2 Estos bytes son comprobaciones de paridad simple para detección de errores. K1, K2 (bit1 a bit5) Canal dedicado a la conmutación de protección automática. K2 (bit6 s bit8) Indicador de RDI para la sección de multiplexación. S1 (bit5 a bit8) Indicador de estatus de sincronización. M1 Indicador de REI para la sección de multiplexación. Z1, Z2 Aún por definir, sin uso. Tabla 8. Estructura de la Cabecera de Sección (Section Overhead)

62 CAPÍTULO II 44 Elementos de un sistema de transmisión síncrona SDH Existen tres elementos básicos en los equipos de transmisión SDH: Terminación de línea, multiplexación y conexión cruzada. En el pasado, estas funciones eran proporcionadas por piezas diferentes e independientes del equipo, pero con la introducción de SDH es posible combinar estas funciones en un simple elemento de red. Funcionalidad de un Elemento de Red Multiplexación: Es la combinación de diversas señales de baja velocidad en una única señal de alta velocidad, con lo cual se consigue una máxima utilización de la infraestructura física. Los sistemas de transmisión síncronos emplean la Multiplexación por División en el Tiempo (TDM). Terminación de línea/transmisión: En una dirección la señal digital tributaria es terminada, multiplexada y transmitida en una señal de mayor velocidad. En la dirección opuesta, la señal de mayor tasa de transmisión es terminada, demultiplexada y reconstruida la señal digital de tributario. Esta es la tarea de los terminales de línea. Las redes de transmisión síncrona usan típicamente fibra óptica como enlaces de transporte físico así que esto requiere la terminación y transmisión de señales ópticas. En sistemas PDH las tareas de terminación, multiplexación y transmisión requieren diferentes módulos independientes de equipamiento, pero en SDH estas funciones pueden ser combinadas en un único elemento de red. Conexión Cruzada: Las conexiones cruzadas en una red síncrona suponen el establecer interconexiones semi-permanentes entre diferentes canales en un elemento de red. Si el operador necesita cambiar los circuitos de tráfico en la red, el encaminamiento puede conseguirse cambiando conexiones. Esta descripción podría sugerir que una conexión cruzada es similar a una conmutación de circuito, pero hay diferencias fundamentales entre ellas. La principal diferencia es que una conmutación trabaja como una conexión temporal la cual se realiza bajo el control de un usuario final, mientras que una conexión cruzada es una técnica de transmisión usada para establecer conexiones semi-permanentes bajo el

63 CAPÍTULO II 45 control del operador, a través de su sistema de gestión de red. El operador cambiará esta conexión semi-permanente según cambie el patrón del tráfico. La función de una conexión cruzada no significa la necesidad de bloques de equipamiento independientes. La funcionalidad de una conexión cruzada SDH puede residir en casi cualquier elemento de red, siendo el más obvio el multiplexor ADM (Multiplexor Insertar-Extraer Add Drop Multiplexer). Otros términos empleados en las funcionalidades de los elementos de red SDH son: consolidación y agregación. Consolidación: se produce cuando el tráfico en rutas parcialmente ocupadas puede ser reorganizado en un simple camino con mayor carga de densidad de tráfico. Agregación: se produce cuando el tráfico incidente dirigido hacia diversos destinos es reorganizado. El tráfico para destinos específicos es reordenado en caminos junto con otro tráfico para ese destino. Tipos de Conexiones En un sistema SDH podemos establecer diferentes tipos de conexiones entre elementos, como son las siguientes: Unidireccional: es una conexión de un sentido a través de los elementos de red SDH. Bidireccional: es una conexión de dos direcciones a través de los elementos de red, teniendo funciones de envío y de recepción de información. Inserción y Extracción: es una conexión donde la señal es bajada a un tributario del elemento de red pero ésta también continúa por la señal de agregado hacia otro elemento de red. Este tipo de conexiones puede ser usado para difusiones y mecanismos de protección. Difusión: es una conexión donde un contenedor virtual entrante es llevado a más de un contenedor virtual saliente. En esencia, una señal entrante al elemento de red puede ser transmitida a varios lugares desde el contenedor virtual. Este tipo de conexión puede ser empleado para difusiones de video.

64 CAPÍTULO II 46 Tipos de Elementos de Red Terminales de Línea: es el tipo de elemento de red SDH más simple. Éste implementa únicamente la terminación de línea y la función de multiplexación, de modo que su utilización es típica en configuraciones punto a punto. Algunos flujos tributarios serán combinados en el terminal de línea para generar un flujo agregado de mayor velocidad y esto será transmitido a un enlace óptico. Multiplexores Inserción y Extracción (ADM - Add-Drop Multiplexer): Estos equipos ofrecen la función de conexión cruzada junto con la de terminal de línea y multiplexación. En SDH es posible extraer (Drop) un contenedor virtual e insertar en sentido contrario (Add) otro contenedor virtual a la señal STM (Módulo de Transporte Síncrono) directamente sin necesidad de desempacarla. Esta ventaja fundamental de los sistemas síncronos significa que es posible conectar flexiblemente señales entre interfaces de elementos de red. Esta capacidad de enrutamiento permite que la función de conexión cruzada sea distribuida por la red, resultando mejor que concentrarla en un enorme conector cruzado dedicado. En el caso del terminal de línea, los enlaces establecidos son circuitos fijos punto a punto. La funcionalidad añadida a un ADM permite que sea establecida una red más flexible en la cual los circuitos de cliente que transiten la red puedan variarse de una manera más fácil. Diferentes tipos de multiplexores ofrecen diferentes niveles de conectividad cruzada. Un ADM realizará la función insertar-extraer simple en la que algunos contenedores virtuales pueden ser extraídos, otros pueden ser insertados y el remanente es pasado a través sin cambio alguno. Los ADM también pueden ofrecer intercambio de intervalo de tiempo, mediante una conexión cruzada de un contenedor virtual desde un lugar en el lado Este a un lugar diferente en el lado Oeste. También se pueden realizar conexiones entre puertos tributarios, de modo que proveen funcionalidad de conexión cruzada entre tributarios, también conocida como "horquillado". Los ADM son particularmente útiles para crear redes en anillo. Las señales son introducidas en el anillo vía interfaces tributarias de los ADM, los cuales son

65 CAPÍTULO II 47 acoplados en la señal agregada de mayor velocidad de transmisión dentro del anillo para transportarlas a los otros nodos. Conectores Cruzados Dedicados: La conectividad cruzada de los ADM permite que la función de conexión cruzada sea distribuida a lo largo de red, pero también es posible tener un único equipo conector cruzado. Los conectores cruzados digitales (DXC- Digital Cross Connect) son los más complejos y costosos equipamientos SDH. No es la inclusión de bloques con funciones de conexión cruzada lo que distingue a los DXC de los ADM, pero la presencia de supervisión de las conexiones en mayor o menor orden sí que lo hace. Es decir, la característica distintiva de un DXC es su capacidad de proporcionar supervisión de las conexiones. Todos los DXC proporcionan funcionalidad de conexión cruzada y sería inusual implementar un DXC sin conexión cruzada completa entre todas las entradas y salidas. Los DXC también incorporan esas funciones de multiplexación y terminación de línea, las cuales son esenciales como interfaz entre la matriz de conexión cruzada y el resto de la red. Hay dos tipos de conectores cruzados SDH dedicados, generalmente conocidos como 4/1 DXC y 4/4 DXC. - 4/1 DXC: puede normalmente aceptar combinaciones de entradas de 2, 155 y 622 Mbps y conectar de forma cruzada VC-12 (Contenedor Virtual con capacidad de 2 Mbit/s), incluso algunos podrán también conectar de forma cruzada VC-2 (Contenedor Virtual con capacidad de 6 Mbit/s), VC-3 (Contenedor Virtual con capacidad de 34 Mbit/s), y VC-4 (Contenedor Virtual con capacidad de 140 Mbit/s). Estos módulos de equipamiento más complejos son conocidos como 4/3/1 DXC. 4/1 DXC son instalados en los puntos de red donde: -Sea necesaria una reorganización de la ruta principal y de los circuitos, como por ejemplo entre el núcleo de la red y redes regionales. -Sea necesaria la supervisión de las conexiones, como por ejemplo, en la pasarela con otra red. Los conectores cruzados 4/1 extraen contenedores virtuales de una variedad de enlaces SDH (principalmente STM-1, STM-4 y STM-16) y los reenrutan. - 4/4 DXC: son normalmente diseñados para aceptar entradas de 140, 155, o 622

66 CAPÍTULO II 48 Mbps y están optimizados para conmutar únicamente VC-4s. Los conectores cruzados 4/4 son componentes de núcleo de red y proporcionan capacidades tales como gestión de ruta de alto nivel y restauración de red. Tres factores limitan la capacidad de tráfico de un DXC: el número y tamaño de los puertos tributarios y el tamaño del núcleo interno de conmutación. En la práctica, la capacidad del puerto tiende a ser exhaustiva ante la capacidad de conmutación del núcleo, y es la principal razón para la actualización del conector cruzado. La flexibilidad de los DXC significa que pueden implementarse en cualquier configuración. La provisión de supervisión, de todos modos, convierte al DXC en un complejo y costoso elemento de red, y la inclusión de protocolos de auto-recuperación de anillo incrementan la complejidad. - Regeneradores y Repetidores: Los elementos de red también pueden ser configurados para extender la longitud de los tramos entre nodos, y por tanto que realicen funciones de intercambio de tráfico. Las señales que viajan a lo largo de un enlace de transmisión acumulan degradación y ruido. Los multiplexores configurados como regeneradores convierten la señal óptica en eléctrica, la cual es regenerada. La señal regenerada es convertida de nuevo a señal óptica agregada y transmitida. Los amplificadores ópticos son otra opción para extender el alcance de las señales ópticas. Estos trabajan como repetidores, reimpulsando la señal. La señal no sufre ninguna transformación a señal eléctrica. Esquemas de Protección La gran capacidad de los enlaces SDH hace que un simple fallo de enlace pueda tener un impacto nocivo en los servicios proporcionados por la red, si no se dispone de una protección adecuada. Una red resistente que asegure el tráfico que transporta y que pueda restaurarlo automáticamente ante cualquier evento de fallo es de vital importancia. Los sistemas de transmisión SDH permiten desplegar esquemas de protección estándar. Subred: Una única red puede ser vista como la interconexión de múltiples subredes. Estas subredes pueden estar organizadas en diferentes áreas geográficas o a través de

67 CAPÍTULO II 49 diferentes operadores. Supervivencia: Una red puede ser descrita como superviviente si no hay un punto singular de fallo entre dos nodos. La provisión de una ruta principal y otra alternativa entre dos nodos finales de la red significa que la red es superviviente en presencia de un punto de fallo único. Disponibilidad: Es la medida de la proporción de tiempo que la red está disponible para proporcionar servicios al cliente final. Indica con que frecuencia o consistencia la red puede proporcionar funciones de transporte en los cuales el servicio requerido es perfectamente empleable por el cliente final. Como esto es importante para el cliente, este factor contribuirá a la definición de nivel de servicio garantizado (SLA-Service Level Agreement). El SLA es típicamente medido como un porcentaje de tiempo de una conexión en funcionamiento. Esto da cuenta de la supervivencia de una red, de la tasa de fallos de sus componentes y de los tiempos de reparación. Este término refleja la calidad de servicio promedio que un cliente final puede esperar de un operador. Para conseguir esta disponibilidad podemos tomar alguno de los siguientes caminos: Protección de equipamiento Los objetivos de calidad son establecidos para los elementos en una red SDH y esto afecta a la medida de disponibilidad de la red. Para alcanzar los requerimientos de disponibilidad es necesario en ocasiones duplicar módulos en los elementos de red. Cada componente de los elementos de red tiene asociado una tasa de fallo con él. Esto es usado junto con la información contemplada de interacción de componentes para calcular la tasa de fallos para tarjetas de circuitos. De manera similar las tasas de fallos de las tarjetas y la información de interacción son usadas para calcular la tasa de fallo de los elementos de red. Tomando en cuenta los tiempos de reparación y los fallos de software, se calcula una medida general de disponibilidad para los elementos de red. La disponibilidad puede ser mejorada proporcionando un componente de respaldo para ser empleado en caso de fallo. Esta protección local es comúnmente aplicada en algunas unidades como son las de alimentación, generación de reloj, matriz de conexión cruzada e interfaces tributarias.

68 CAPÍTULO II 50 Así, una tarjeta tributaria puede ser proporcionada en respaldo a un elemento de red. Ante un evento de fallo de la tarjeta tributaria que se encuentra trabajando, el tráfico es automáticamente conmutado a la tarjeta de reserva de modo que no ocurra una interrupción de servicio para el usuario final. Hay diferentes esquemas estándar para protecciones de equipamiento. Por ejemplo, si una tarjeta en stand-by se incluye por cada tarjeta en funcionamiento, estas tarjetas tienen protección 1+1. Es también común proveer una interfaz de protección para diversas interfaces operativas. Ante un evento de fallo en alguna de las interfaces, el tráfico es normalmente conmutado hacia la interfaz de protección. A este sistema se le denomina protección 1:n. La protección de equipamiento incrementa la disponibilidad de los elementos de red individuales, pero no protege el sistema contra pérdidas de elementos de red enteros. Para asegurarse que el tráfico pueda ser reenrutado si un elemento de red es perdido, los esquemas de protección deben implementarse para incrementar la supervivencia de la red. La resistencia de la red frente a la protección local de equipamiento es requerida para proteger contra fallos de un nodo o pérdida de un enlace. Resistencia de red Para incrementar la supervivencia de la red y por lo tanto la disponibilidad, los enlaces de red pueden ser protegidos. Algunos procedimientos son aplicados para asegurar que el fallo de un enlace de transporte sea reemplazado por otro enlace y que exista un camino alternativo ante la presencia de un fallo total de un nodo. Hay dos tipos de mecanismos utilizados para asegurar que el servicio pueda ser recuperado de esta manera: Restauración La restauración concierne la disponibilidad de rutas de servicio extremo a extremo. Trabaja a través de la red entera y reenruta tráfico para mantener el servicio. Un porcentaje de la capacidad de la red es asignado para la restauración. Después de la detección de una pérdida de señal, el tráfico es reenrutado a través de la capacidad de reserva. Los algoritmos de

69 CAPÍTULO II 51 reenrutamiento son programados en el software de los elementos de red. El camino alternativo puede ser buscado descartando el tráfico de menor prioridad o usando capacidad extra entre nodos. En contraste con los procedimientos de protección de equipos, la capacidad usada para restaurar necesita ser preasignada. En algunos esquemas de protección, un enlace es dedicado como enlace de protección para los enlaces en producción. Éste no es el caso de la restauración, donde la capacidad libre puede ser compartida. Así, esta estrategia ofrece gran flexibilidad, presentándose un considerable número de opciones de reenrutamiento, por lo que los algoritmos son relativamente complejos. El tiempo de procesamiento necesario para encontrar una ruta de tráfico alternativo se presenta como una dificultad para la rápida restauración del tráfico afectado. También se debe considerar que la restauración es iniciada únicamente tras la detección de pérdida de señal por parte del sistema de gestión de red, no cuando el fallo ocurre. Esto causa que los tiempos de restauración sean relativamente lentos, del orden de segundos o minutos hasta horas. En una red protegida, los elementos detectan un fallo tan pronto como ocurre y toman acciones correctivas de acuerdo con los procedimientos predefinidos, sin instrucciones del sistema de gestión de red. Protección de red Los procedimientos de protección de red son empleados para recuperarse de fallos de red del estilo de un fallo de enlace o elemento de red. Hay muchos mecanismos de protección definidos por los organismos de estandarización. Estos esquemas pueden ser subdivididos en aquellos que protegen la capa de sección y en aquellos que protegen la capa de camino o subred: - Protección de la capa de sección involucra la conmutación de todo el tráfico de una sección a otra sección de fibra alternativa. - Protección de la capa de camino involucra la protección de un contenedor virtual de un extremo a otro del camino en la subred. Ante un evento de fallo, únicamente el contenedor virtual en cuestión es conmutado a un camino alternativo. El tipo de esquema de protección empleado viene usualmente dictado por la

70 CAPÍTULO II 52 arquitectura de red. Dentro de la Protección de red, se encuentran distintos tipos de protección entre los cuales se pueden clasificar los siguientes: Protección de camino / Ruta VC Dedicada, Protección de Conexión de Subred (SNCP), Protección de Línea de la Sección de Multiplexación (MSP) y Anillos Auto-Recuperables. Protección Camino / Ruta VC Dedicada Este tipo de protección implica duplicar el tráfico en forma de contenedores virtuales los cuales son introducidos en la red y transmitir esta señal simultáneamente en dos direcciones a través de la red. Un camino de protección dedicado porta el tráfico en una dirección y el camino operativo transporta la señal a través de otra ruta diferente. El elemento de red que recibe las señales compara la calidad de los dos caminos y la señal de mayor calidad es seleccionada. Ésta será nombrada como ruta activa. Ante un evento de falla en la ruta activa el extremo receptor conmutará al otro camino, la ruta de protección. Esto protege a los enlaces por sí mismos, pero también protege contra fallos de un nodo intermedio. Un ejemplo especial de este tipo de mecanismo es el anillo de camino de protección. A medida que el tráfico entra al anillo, éste es transmitido simultáneamente en ambas direcciones en torno al anillo. La selección está hecha por el nodo de salida de la mejor de las dos conexiones. Protección de Conexión de Subred (SNCP - Subnetwork Connection Protection) La Protección de Conexión de Subred (SNCP) es similar al camino de protección dedicada, el cual, involucra conmutación en ambos extremos del camino, mientras que la conmutación SNCP puede ser iniciada en un extremo de la ruta y llegar hasta un nodo intermedio. La red puede ser descompuesta con un número de subredes interconectadas. Con cada protección de subred se proporciona un nivel de ruta y la conmutación automática de protección entre dos caminos es proporcionada en las fronteras de subred. La selección de la señal de mayor calidad se realiza, no únicamente por el elemento de red en el extremo del camino, sino también en nodos intermedios a la salida de cada subred

71 CAPÍTULO II 53 que es atravesada por la ruta. El contenedor virtual no termina en el nodo intermedio; en cambio, compara la calidad de la señal en los dos puertos entrantes y selecciona la señal de mejor calidad. Cabe destacar que ambos esquemas, protección de camino punto a punto y camino de subred pueden ser aplicados tanto para caminos de alto orden (VC-4) como de bajo orden (VC-12). Ante un evento de dos fallos simultáneos, la conmutación de protección debe ocurrir en el nodo intermedio A para que el tráfico alcance el extremo contrario. SNCP genera una alta disponibilidad para la conexión en comparación a la protección de camino dedicado, ya que SNCP permite a la red sobreponerse a dos fallos simultáneos, cosa que el camino de protección no permite. Protección de Línea de la Sección de Multiplexación (MSP Multiplex Section Protection) Este procedimiento opera con una sección de tráfico ubicada entre dos nodos adyacentes. Entre estos dos nodos hay dos enlaces separados o dos diferentes fibras: la operativa y la de protección. Ante un evento de fallo del enlace, la señal entrante debe ser conmutada de la fibra activa a la de protección. Hay dos tipos diferentes de Protección de Sección de Multiplexación (MSP): - Protección 1:1 es un esquema de doble extremo. El tráfico es inicialmente enviado por el enlace activo únicamente. Se detecta un fallo en el extremo contrario cuando no recibimos tráfico por un período prolongado de tiempo. Una señal es enviada al extremo transmisor que dispara las conmutaciones de protección, enviando el tráfico hacia la línea de refuerzo en ambos extremos. Esto significa que tráfico de baja prioridad puede ser transportado por el canal de protección mientras el tráfico viaje por el canal operativo. Este tráfico se perderá cuando se inicie el proceso de conmutación de protección. - Protección 1:n es similar al tratado 1:1 con la excepción de que varios canales operativos pueden ser protegidos por un único canal de refuerzo. - Protección 1+1 MSP donde el tráfico es inicialmente enviado tanto por la ruta activa como por la ruta de protección. Si se detecta una pérdida de tráfico, en el extremo receptor se

72 CAPÍTULO II 54 comienza un proceso de conmutación hacia el camino de protección. No hay necesidad de enviar señalización hacia atrás, aunque de todos modos, la sección de permanencia (respaldo) no puede ser utilizada para otro tráfico presentando unos altos requerimientos de capacidad de fibra. MSP protege el tráfico entre dos elementos de red adyacentes, pero únicamente el enlace entre esos dos nodos, sin aportar protección ante un fallo total de un elemento de red. Otra limitación es que requiere de diversos caminos físicos para fibra activa y de protección. Si ambas fibras se encuentran en la misma dirección y ésta es dañada, los dos caminos, el operativo y el de protección, se perderían. Dos rutas alternativas deben ser dispuestas entre dos nodos adyacentes. Estas consideraciones deben recordarse cuando se despliega este tipo de esquema de protección. La protección lineal de la sección de multiplexación es típicamente usada para redes lineales de tipo malla. Sin embargo, los diversos caminos físicos son requeridos, haciendo que la malla sea paulatinamente más compleja a medida que crece. Ante la escasez de fibra convertida en una situación crítica muchos operadores han optado por el despliegue de anillos. Los anillos aseguran que entre cada par de nodos hay un camino físico diferente que puede ser usado como ruta de protección. Anillos Auto-Recuperables Los procedimientos de protección de anillos auto-recuperables se están convirtiendo rápidamente en comunes, porque proporcionan diversas rutas de protección y por lo tanto, un uso eficiente de la fibra. Hay diferentes tipos de esquemas de anillos de protección. Éstos pueden ser divididos en los que protegen la capa de sección y los que protegen la capa de camino. A su vez, éstos pueden ser subdivididos en esquemas Uni-direccionales y Bidireccionales. Se consideran dos tipos de mecanismos de anillos auto-recuperables, puesto que son los más comúnmente desplegados: - Anillos bidireccionales de protección de camino o protección dedicada. - Anillos bidireccionales de protección compartida (SPRings). Los anillos de protección dedicada son un tipo de protección de camino. Al entrar el tráfico al anillo por un nodo A es enviado simultáneamente por ambas direcciones en torno al

73 CAPÍTULO II 55 anillo. Una dirección puede ser considerada como camino de trabajo "t" y la otra dirección el camino de protección "p". El nodo receptor selecciona la señal de mayor calidad. Por ejemplo asumimos que la mejor calidad es la de la señal "t"; ante un evento de rotura de fibra óptica entre A y B en "t", B seleccionará el tráfico del camino "p". Anillos de Protección Compartida de la Sección de Multiplexación (MS_SPRing) Los anillos de protección compartida de la sección de multiplexación, comúnmente llamados "MS-SPRing" son unos mecanismos de protección de anillo. A diferencia del anillo de protección dedicado, el tráfico es enviado solo por una ruta en torno al anillo. No existe un camino de protección dedicado por cada ruta en producción, pero sí está reservada una capacidad del anillo para protecciones y puede ser compartida para la protección de diversos circuitos en producción. La conmutación de protección es iniciada a nivel de sección de modo similar a la protección lineal para la sección de multiplexación; ante un evento de fallo, todo el tráfico de la sección es conmutado. Este mecanismo se puede llevar a cabo salvando una importante cantidad de capacidad frente al mecanismo de anillo de protección dedicado, permitiendo al operador incrementar el número de circuitos activos en el anillo. SPRing puede también incrementar la capacidad en fibras mediante la reutilización de canales reservados para protección. En un SPRing el ancho de banda protegido es establecido dinámicamente ante una rotura de fibra. Esto significa que no se usa gran cantidad de ancho de banda innecesariamente para protección, y se encuentra disponible para algo de tráfico añadido a la carga completamente protegida. Esto proporciona una sencilla manera de integrar SPRings con esquemas de protección punto a punto donde la protección para el tráfico del camino protegido es transportada en los canales de tráfico extra, compartiendo ancho de banda de protección entre la SPRing y la red de camino protegido. De este modo protegiendo contra el fallo de un enlace, SPRings protege contra el fallo de algún nodo de la red, lo que no es posible con la protección MSP lineal. Dado que existen diversos esquemas de protección de red, éstos varían significativamente en sus características, como se detalla en la Tabla 9. La elección puede ser determinada por el diseño de la red, por ejemplo, SPRing tiende a ser usado en una topología

74 CAPÍTULO II 56 de anillo mientras que la restauración se emplea en redes de tipo malla de alto nivel con gran cantidad de conexiones cruzadas. Esquema de Protección MS-SPRing 1+1 MSP Ruta Dedicada SNCP Restauración Es un Dónde Tiempo Típico Qué esquema aparece la Estandarizado? Topología de Protege? selectivo a Protección? Conmutación nivel de VC? Todo el Cualquier trafico de la nodo en el NO SI Anillo <50ms sección anillo Todo el Nodos Lineal/ Tipo tráfico de la NO SI Adyacentes Malla sección <50ms Nodo del VC extremo final individual del anillo SI SI Mixta <50ms Nodo final o VC intermedio de individual la ruta SI SI Mixta <50ms No hay VC conmutación SI NO Tipo Malla >1min individual de protección. Tabla 9. Comparación de esquemas de protección Causas de Fallo en redes de transmisión SDH Las fuentes físicas de fallo pueden ser clasificadas en las siguientes categorías: - Fibras y cables: La principal causa de fallo de fibras y cables es el daño causado por agentes externos como los trabajos de ingeniería civil y los efectos del entorno como rayos o terremotos. - Equipamiento puede fallar debido a efectos de envejecimiento, forzado de componentes o la aparición de humedad. Rigurosas pruebas son realizadas normalmente para eliminar fallos en los equipamientos.

75 CAPÍTULO II 57 - Fallos de alimentación apagan el nodo cuando aparecen y que están fuera del control del operador. Los sistemas principales son provistos de reservas mediante sistemas de alimentación secundarios, pero los efectos transitorios en la señal pueden ocurrir mientras se conmuta al sistema de refuerzo. - Mantenimientos: Mantenimientos no programados y errores realizados durante el mantenimiento pueden afectar la disponibilidad del servicio. - Desastres causados por la acción del entorno o humana, generalmente de gran alcance y con severos efectos, tales como la destrucción de componentes principales de la red [9].

76 CAPÍTULO III 58 CAPÍTULO III PROTECCIÓN EN SERVICIO ELÉCTRICO En los sistemas de energía modernos, los elementos de protección emplean información que proviene de puntos remotos en el sistema. La transmisión de dicha información involucra la utilización de técnicas de telecomunicación. La protección mediante relés se basa principalmente en dos condiciones: seguridad y confiabilidad. Es por ello que los sistemas de comunicación deben proveer de información precisa y real bajo todas las condiciones de operación del sistema [3]. 3.1 Esquemas de Protección Cada orden transmitida cumple una función específica dentro de un esquema de protección. Dependiendo del voltaje de la línea a proteger y la cantidad de ternas (redes trifásicas) que la componen, se establece la cantidad de órdenes a implementar Protección Primaria Evalúa constantemente los niveles de corriente y/o tensión de la línea; en caso de que éstos detecten una condición anormal (falla, etc) mediante desviación de sus valores de operación, se activan los correctivos necesarios a los fines de lograr la desconexión en alta tensión del elemento protegido, en este caso, la línea de transmisión [2] Protección Secundaria Es el respaldo de la Protección Primaria. Evalúa en muchos casos, los mismos parámetros y actúa en caso de que la Protección Primaria falle Falla de Interruptor Cuando el relé de una Subestación (S/E) detecta una falla, la Protección Primaria (o Secundaria) envía una señal al interruptor para que se dispare. En ese momento se activa la

77 CAPÍTULO III 59 protección de Falla de Interruptor. Ésta actúa de la siguiente manera: una vez que se origina un comando de disparo, se inicia un período de espera (generalmente entre 40 y 60 ms). Culminado ese período se evalúa si la condición de falla se mantiene y se vuelve a mandar a abrir el interruptor y se repite el ciclo. En caso de que la falla persista, esta protección manda a desenergizar la barra de alimentación a la que esté conectada la línea y envía un disparo directo transferido hacia la S/E remota [3] Extensión de Zona En un esquema de protección de distancia la línea es dividida en dos zonas diferenciadas por el tiempo de operación de la protección: el ajuste de la impedancia en la Primera Zona abarca generalmente hasta el 80% de su longitud; el tiempo de operación es 30 mseg. La Segunda Zona va desde el 80% establecido hasta el 120%; el tiempo de operación es entre 200 y 500 mseg. Esto se ilustra en la Figura 22. Cuando en un esquema de protección de línea existe la condición de un extremo abierto, se activa el comando de Extensión de Zona y se extiende la Primera Zona hasta el 100% de su longitud en la protección del extremo que permanece energizado o en servicio. Esto se realiza con la finalidad de evitar un retardo en el disparo, para fallas cercanas al extremo abierto. Zona 2-120% Zona 1-80% Relé A Relé B Zona 1-80% Zona 2-120% Falla a tierra Figura 22. Zonas de Protección [3] Actúa cuando el voltaje de la línea protegida se va a tierra. Como los relés pueden proteger la línea hasta el 120% de su longitud, es necesario que tanto la S/E local como la

78 CAPÍTULO III 60 remota detecten que la falla se presentó en el tramo comprendido entre las dos. En caso que sólo una de las dos detecte la falla (dado que se presenta fuera de la línea), la protección no actuará [1]. 3.2 Teleprotección Esquemas de Transferencia de Disparo Con la finalidad de determinar el origen de una falla, en la teleprotección se emplea un canal de comunicaciones para comparar la respuesta de los relés de protección entre dos o más terminales. La aplicación más común es la protección de las líneas de alto voltaje, aunque otra aplicación utilizada es la protección de Disparo Directo, la cual se emplea cuando los relés de detección de fallas se encuentran operando dentro de un sistema de respaldo remoto. Existen distintos esquemas para implementar la teleprotección en un sistema de alto voltaje, los cuales se clasifican en: Esquema de Disparo Permisivo, Esquema de Bloqueo, Esquema de Desbloqueo y Esquema de Disparo Directo Esquema de Disparo Permisivo El Esquema de Disparo Permisivo Transferido es usado típicamente para la protección de líneas de transmisión. El enlace de disparo transferido entre los equipos de protección ubicados en los extremos de la línea, asegura que todas las fallas pueden ser solventadas en el tiempo de la Primera Zona a lo largo del 100% de la línea. En un esquema permisivo, la señal de comunicación es conectada en serie con el criterio local (al comienzo de la protección, se toma una decisión direccional o una selección de fase) y el disparo sólo puede darse en el extremo receptor si la señal es recibida y el relé de protección local detecta una falla en la dirección de la línea protegida. La recepción de una señal falsa causada por interferencia en el canal de comunicación puede no causar disparos indeseados por sí misma, pero sí puede causar disparos indeseados bajo condiciones de falla externas, cuando la protección se encuentra activa y la falla ocurre dentro del alcance de los elementos emisores (Esquema Permisivo de Sub-alcance) ó dentro

79 CAPÍTULO III 61 del alcance del relé de distancia (Esquema Permisivo de Sobre-alcance). En un esquema permisivo la alta confiabilidad y el tiempo de transmisión tienen prioridad por encima de la seguridad; por ello, los requerimientos típicos del tiempo de transmisión son por debajo de los 20 mseg y las tasas de comandos falsos, bajo las condiciones de interferencia en el peor caso, son de 0,0001 en Esquemas de Sobre-alcance y 0,00001 en Esquemas de Sub-alcance. Características: - Aplicación de comando: permisivo - Ancho de Banda Analógico: > 480Hz para comandos de tono único > 960Hz para comandos de tono dual (señal de 2 pulsos) - Interfaz de relé de salida: estado sólido - Prolongación de comando: 20ms, algunas veces debe ser reducido a 10ms o menos en aplicaciones de disparo permisivo de sobrealcance [3]. Disparo Permisivo Transferido de Sub-alcance (PUTT-Permissive Underreaching Transfer Tripping) Este esquema utiliza protección de distancia/tiempo escalonada, con la Zona 1 establecida generalmente a 80% de la longitud del circuito protegido. El relé de protección de línea es de tipo direccional y no opera para fallas que se encuentren por detrás de su ubicación. Dicho relé inicia el disparo del interruptor local y la transmisión de comandos indica que una falla interna a la Zona 1 es vista por el extremo transmisor. Al ocurrir una falla en el circuito protegido, un extremo, el otro o ambos, experimentarán la operación del relé de la Zona 1, y el enlace de comunicación se emplea para acelerar la protección. Esto se hace con la finalidad de evitar disparos en un tiempo superior de Zona 1 provenientes de la Zona 2, y la acción de disparo debido al comando recibido, es ejecutada dependiendo de los equipos que detecten fallas. Los requerimientos típicos en un esquema PUTT son: - Tiempo nominal de transmisión menor que un ciclo de trabajo (60 Hz), y el retraso típico permisible es del orden de un ciclo y medio. - Se necesita alta confiabilidad, ya que por falta de ésta pueden ocurrir disparos

80 CAPÍTULO III 62 retrasados en fallas internas. - Seguridad, debido a que si no existe, se puede incurrir en disparos indeseados en fallas externas. Disparo Permisivo Transferido de Sobre-alcance (POTT- Permissive Overreaching Transfer Tripping) Este método utiliza la transmisión de comandos bajo condiciones de fallas internas para obtener disparos de alta velocidad con protección de distancia. El alcance direccional de la Zona 1 se establece por encima del final del circuito, típicamente a 130% de la longitud del circuito protegido. Debido a esto, los relés de la Zona 1 no disparan directamente, y el disparo en cada extremo es ejecutado dependiendo conjuntamente de la operación del relé local de la Zona 1 y la recepción de un comando de disparo proveniente del extremo lejano. En otras palabras, el disparo en cada extremo depende de la operación del relé en Zona 1 en ambos extremos, y la correcta operación de ambos relés y el correcto funcionamiento del enlace de comunicación en ambas direcciones son necesarios para el completo aislamiento del circuito en falla. El esquema POTT es aplicable sólo cuando existe una alimentación de corriente de falla en ambos extremos del circuito protegido; si el interruptor (breaker) en un extremo se encuentra abierto, la recepción de un comando en este extremo debe ser devuelto al otro extremo para lograr el disparo sobre fallas internas [9]. Disparo Permisivo por Comparación Direccional Este método, a diferencia de los dos anteriores, no se basa en el cálculo de impedancia, sino en la dirección del flujo de corriente. Cuando un relé de un extremo detecta una condición de falla mediante un valor de corriente superior a un valor predeterminado, envía una señal hacia el relé del otro extremo a través del equipo de teleprotección y, a su vez, si este relé detecta una condición de falla, genera un disparo al interruptor.

81 CAPÍTULO III Esquema de Bloqueo Este tipo de protección difiere fundamentalmente de los esquemas de disparo cuando una falla en el flujo de corriente interna a la línea inicia un comando para disparo. El principio de operación del esquema de bloqueo es la detección de fallas de corriente aparente que ocurren en un extremo de un circuito protegido cuando la falla es externa a éste. Tal detección inicia cuando se transmite un comando de bloqueo, el cual inhibe la acción de disparo en el otro extremo donde la falla de flujo de corriente es interna a la línea. En caso de fallas externas, cada extremo puede bloquear al otro, mientras que ningún comando es transmitido en caso de fallas internas. En los esquemas de bloqueo, la falla en el enlace de comunicación generalmente no afecta la habilidad de disparo del esquema de protección sobre fallas internas; sin embargo, la transmisión de comandos es esencial para evitar disparos indeseados sobre fallas externas. Debido a la importancia del enlace de comunicación, las facilidades de supervisión de la teleprotección pueden ser ajustadas para cambiar la configuración del relé de Zona 1 de Sobre-alcance a Sub-alcance en el caso de una falla en el enlace de comunicación. Características: - Aplicación de comando: bloqueo - Ancho de Banda Analógico: > 480Hz para comandos de tono único > 960Hz para comandos de tono dual (señal de 2 pulsos) - Interfaz de relé de salida: estado sólido - Prolongación de comando: 0ms - El tiempo de transmisión es menor a 10ms para un sistema de potencia de 50Hz, o menor a 8ms para un sistema de potencia de 60Hz [3] Esquema de Desbloqueo Los comandos de desbloqueo no son transmitidos por requisito de los relés de protección; ellos son producidos automáticamente por un tipo específico de falla. La señal de desbloqueo recibida permite el disparo y debe llegar al mismo tiempo que se activa la protección de los relés.

82 CAPÍTULO III Esquema de Disparo Directo La mayoría de los sistemas de protección tienen como propósito responder a fallas dentro de una zona precisa, generalmente limitada por interruptores. Su función básica es decidir si la falla es externa o interna, y en el último caso, disparar los interruptores y aislar la zona en falla. Los sistemas de protección deben responder a fallas sobre un área considerable del sistema de potencia, en particular, suministrando la solución de la falla mediante el acercamiento de protecciones selectivas, las cuales ejecutarían disparos transferidos o activarían los interruptores del circuito asociado. La protección de este tipo es usualmente denominada Protección de Respaldo [2].

83 CAPÍTULO IV 65 CAPÍTULO IV EMPRESA DE TRANSMISIÓN ELÉCTRICA DE EL SALVADOR - ETESAL 4.1 Historia La Ley General de Electricidad vigente a partir de 1996, dispuso la reestructuración del sector eléctrico en El Salvador. En 1998, se reprivatizó la distribución de electricidad, separándose las principales actividades de la primera entidad estatal de generación de energía eléctrica denominada Comisión Ejecutiva del río Lempa (CEL) formándose así las empresas Geotérmica Salvadoreña (GESAL) y la Empresa Transmisora de El Salvador (ETESAL) ambas en Además se creó la Unidad de Transacciones (UT) que opera el Mercado de Contratos y el Mercado Regulador del Sistema, y se estableció la Superintendencia General de Electricidad y Telecomunicaciones (SIGET) como entidad reguladora encargada de vigilar el cumplimiento de la Ley y de aprobar las tarifas eléctricas. ETESAL es la empresa encargada del mantenimiento del sistema de transmisión en el país. Mediante su red, hace posibles las transacciones de energía entre los diferentes actores del mercado, como lo son: generadores, distribuidores y comercializadoras. Los trabajos que desarrolla ETESAL permiten asegurar la transmisión de energía de las generadoras a las distribuidoras a lo largo y ancho del país. 4.2 Topología actual de la red ETESAL - Características Líneas de Transmisión La red actual de ETESAL cuenta con líneas de transmisión a 115 KV a lo largo y ancho del país, y se extiende hacia sus países vecinos, Guatemala y Honduras, a través de líneas a 230 KV. También cuenta con una red de comunicaciones por Onda Portadora (OP), la cual es respaldada por enlaces de radio-microondas con capacidades de 4E1 y 16E1, dependientes de la cantidad de información y tráfico a ser transmitidos.

84 CAPÍTULO IV 66 La red de líneas de transmisión se encuentra conformada por 23 subestaciones, las cuales se detallan en la Tabla 10. Subestaciones RED ETESAL AHUACHAPAN SANTA ANA BERLIN SONSONATE GUAJOYO 15 DE SEPTIEMBRE ACAJUTLA CERRON GRANDE SAN MARTIN ATEOS 5 DE NOVIEMBRE SOYAPANGO SAN ANTONIO SAN RAFAEL SAN BARTOLO NEJAPA TECOLUCA SANTO TOMAS OPICO OZATLAN EL PEDREGAL SAN MIGUEL UT Tabla 10. Subestaciones RED ETESAL Los enlaces de la red de líneas de transmisión se muestran en la Figura 23. GUAJOYO LINEAS DE TRANSMISIÓN ETESAL 5 DE NOVIEMBRE SANTA ANA CERRON GRANDE OPICO AHUACHAPAN SAN ANTONIO NEJAPA SOYAPANGO SAN BARTOLO SAN MARTIN SAN RAFAEL 15 DE SEPTIEMBRE BERLIN SAN MIGUEL SONSONATE ATEOS UT UT SANTO TOMAS TECOLUCA OZATLAN ACAJUTLA EL PEDREGAL ESTACIÓN TERMINAL UNIDAD DE TRANSACCIONES LINEA A 230 KV LINEA A 115 KV Figura 23. Líneas de Transmisión ETESAL

85 CAPÍTULO IV 67 Las estaciones principales de la red son: - Ahuachapan: ésta se encarga de enlazar la red interna de El Salvador con la red de Guatemala, donde se transforma de 230 KV a 115 KV y viceversa. - Nejapa, San Martín y San Rafael: donde ocurre la mayor concentración de líneas de transmisión y por ende, concentración de información de Septiembre: subestación encargada de enlazar a Honduras con El Salvador, transformando las líneas de 115 KV a 230 KV y viceversa Red de Microondas Como se dijo anteriormente, la red de líneas de transmisión se encuentra respaldada por una red de microondas, de capacidad de 4 E1 y 16 E1, con mayor concentración de información a nivel de la subestación denominada Unidad de Transacciones. También se encuentra una subestación en la capital de la República, San Salvador, la cual funciona como Despacho de Carga. La distribución de la red de microondas se muestra en la Figura 24. GUAJOYO RED DE MICROONDAS ETESAL SANTA ANA CERRON GRANDE 5 DE NOVIEMBRE OPICO NEJAPA AHUACHAPAN SAN ANTONIO SOYAPANGO SAN MARTIN SAN RAFAEL 15 DE SEPTIEMBRE BERLIN SONSONATE ATEOS SAN BARTOLO SAN MIGUEL UT SANTO TOMAS TECOLUCA OZATLAN ACAJUTLA EL PEDREGAL ESTACIÓN REPETIDORA ESTACIÓN TERMINAL UNIDAD DE TRANSACCIONES ENLACE MICROONDAS 4 E1 ENLACE MICROONDAS 16 E1 Figura 24. Red de Microondas ETESAL

86 CAPÍTULO IV 68 En dicha red se encuentran 13 repetidoras, 3 de las cuales son subestaciones, 9 son repetidores de tipo activo y 1 es repetidor de tipo pasivo. Igualmente, se encuentran 14 enlaces de capacidad 16 E1 y los restantes son de capacidad 4 E1, logrando así clasificar la capacidad real de cada una de las subestaciones de la red Servicios que proporciona la Red Actualmente la red cuenta con capacidad para ofrecer los servicios de Sistema de Adquisición de Datos y Control (SCADA), canales de voz y Red LAN. Aunque se ofrece la capacidad de SCADA, se tienen instalados equipos del tipo SIEMENS/HARRIS que son obsoletos debido a la versión del firmware y del CPU, por lo que ETESAL se ve en la necesidad de cambiarlos y actualizarlos para ofrecer un mejor servicio. 4.3 Requerimientos del Sistema ETESAL requiere instalar una red de fibra óptica con tecnología SDH que se convierta en el backbone de su sistema y que le brinde a la empresa la vanguardia necesaria para ofrecer servicios de alta calidad en el campo de las telecomunicaciones. En el servicio de Telefonía, se requiere la actualización de equipos para poder ofrecer líneas telefónicas tanto analógicas como digitales, así como centrales telefónicas de comunicación interna, es decir, entre subestaciones. Para el servicio de Red LAN es necesario implementar nuevos equipos para poder así ofrecer el servicio de Internet y la automatización de procesos internos a la red. A continuación se exponen de forma concisa los requerimientos para la implementación de una red de comunicaciones para la empresa ETESAL: -Instalar y configurar una red de fibra óptica con tecnología SDH, que se convierta en el backbone de su sistema. -Brindar servicios de Telefonía, SCADA y Red LAN actualizados. -Ofrecer protección de toda la red de Alta Tensión mediante el equipo de Teleprotección. -Establecer una topología de red de fibra óptica eficiente, segura y confiable para el

87 CAPÍTULO IV 69 manejo de altas tasas de información. 4.4 Otros proyectos de la Empresa ETESAL Actualmente ETESAL se encuentra en proyectos de mejora y actualización total de su red de transmisión. Hasta el año 2009 la compañía realizará refuerzos en las líneas primarias a 230 KV y 115 KV. Además construirá nuevas subestaciones de 115 y 230 MW. También desarrollará desde el año 2006 hasta el año 2008 una serie de trabajos enfocados al desarrollo de la zona donde operará el Puerto de La Unión. El más importante de ellos es la construcción de una subestación cerca de La Unión. La compañía también desarrollará una nueva red de distribución de alto voltaje que conectará Ahuachapan, Nejapa y a la Central Hidroeléctrica 15 de Septiembre. Este programa es parte de un proyecto global enmarcado dentro del plan de expansión de la red , que fue aprobado por la SIGET, y que la empresa desarrollará en los próximos cinco años. La primera fase está marcada por la ampliación de la capacidad de la subestación de Santa Ana, a la que se le agrega 50 MW, que permitirán que la capacidad de energía servida se incremente hasta los 100 MW. La obra contempla la adquisición, instalación y puesta en servicio de un transformador, dos interruptores de potencia, seis seccionadores, panel de control y el montaje de estructuras y obras civiles. Otro componente del programa quinquenal comprende el aumento del 100% de la capacidad de transformación de la subestación de Santo Tomás. Asimismo, se busca ampliar la capacidad de la subestación de Nejapa en 50%, con la incorporación de dos transformadores de 75 MW. Finalmente, se realizará el reforzamiento interno de la red, que abarca 180 kilómetros de líneas a 230 KV. En esta fase se construirá una nueva subestación a 230 KV en Nejapa y se ampliarán las subestaciones de Ahuachapan y 15 de Septiembre a 230 KV. Este proyecto abarca la construcción de una línea de 230 KV de refuerzo que se ejecutará en forma conjunta con la Empresa Propietaria de la Red (EPR), que tiene a su cargo el proyecto del Sistema de Interconexión Eléctrica de los Países de América Central (SIEPAC).

88 CAPÍTULO V 70 CAPÍTULO V RED PROPUESTA PARA LA EMPRESA ETESAL De acuerdo a la topología de la Red actual de ETESAL, estudiando cada uno de los requerimientos y enlaces existentes, se propone una solución para implementar fibra óptica mediante las líneas de transmisión de 115 KV. Dicha propuesta cumple con las necesidades básicas que presenta la red, pero también se ofrecen opciones de costo y aprovechamiento de los equipos y enlaces actualmente instalados. La red propuesta se desarrolló en 3 etapas: estudio de la equivalencia entre los enlaces de microondas y las líneas de transmisión, análisis de los requerimientos y aplicación de éstos a la red y por último, elección del equipo más apropiado y su configuración. 5.1 Enlaces de Fibra Óptica Topología De acuerdo a la red de líneas de transmisión y la red de microondas existente, basándose en esta última, se realizó una tabla con las equivalencias entre las líneas de transmisión de 115 KV y los enlaces a través de microondas, para lograr así el establecimiento de los enlaces de fibra óptica. A continuación en la Tabla 11 se muestran las equivalencias de enlaces. ENLACES MICROONDAS AHUACHAPAN - EL CUAJUSTE - SONSONATE AHUACHAPAN - CERRO VERDE - ACAJUTLA AHUACHAPAN - CERRO VERDE - ATEOS AHUACHAPAN - CERRO VERDE - GUAJOYO AHUACHAPAN - CERRO VERDE - SANTA ANA AHUACHAPAN - CERRO VERDE - OPICO AHUACHAPAN - CERRO VERDE - UT SONSONATE- EL CUAJUSTE - CERRO VERDE - ACAJUTLA SONSONATE- EL CUAJUSTE - CERRO VERDE - ATEOS SONSONATE- EL CUAJUSTE - CERRO VERDE - UT SONSONATE- EL CUAJUSTE - CERRO VERDE - OPICO SONSONATE- EL CUAJUSTE - CERRO VERDE - SANTA ANA SONSONATE- EL CUAJUSTE - CERRO VERDE - GUAJOYO SONSONATE- EL CUAJUSTE - AHUACHAPAN EQUIVALENTE EN LINEAS DE TRANSMISIÓN AJUACHAPAN - SONSONATE AHUACHAPAN - SONSONATE - ACAJUTLA AHUACHAPAN - SONSONATE - ATEOS AHUACHAPAN - SANTA ANA - GUAJOYO AHUACHAPAN - SANTA ANA AHUACHAPAN - SANTA ANA - OPICO AHUACHAPAN - SONSONATE - ATEOS - UT SONSONATE - ACAJUTLA SONSONATE - ATEOS / SONSONATE - ACAJUTLA - ATEOS SONSONATE - ATEOS - UT SONSONATE - OPICO / SONSONATE - SANTA ANA - OPICO SONSONATE - OPICO - SANTA ANA / SONSONATE - AHUACHAPAN - SANTA ANA SONSONATE - AHUACHAPAN - SANTA ANA - GUAJOYO / SONSONATE - OPICO - SANTA ANA - GUAJOYO SONSONATE - AHUACHAPAN / SONSONATE - OPICO - SANTA ANA - AHUACHAPAN

89 CAPÍTULO V 71 ACAJUTLA - CERRO VERDE - EL CUAJUSTE - AHUACHAPAN ACAJUTLA - CERRO VERDE - EL CUAJUSTE - SONSONATE ACAJUTLA - CERRO VERDE - GUAJOYO ACAJUTLA - CERRO VERDE - SANTA ANA ACAJUTLA - CERRO VERDE - OPICO ACAJUTLA - CERRO VERDE - ATEOS ACAJUTLA - CERRO VERDE - UT ATEOS - CERRO VERDE - ACAJUTLA ATEOS - CERRO VERDE - EL CUAJUSTE - AHUACHAPAN ATEOS - CERRO VERDE - EL CUAJUSTE - SONSONATE ATEOS - CERRO VERDE - GUAJOYO ATEOS - CERRO VERDE - SANTA ANA ATEOS - CERRO VERDE - OPICO ATEOS - CERRO VERDE - UT UT - CERRO VERDE - ATEOS UT - CERRO VERDE - ACAJUTLA UT - CERRO VERDE - EL CUAJUSTE - AHUACHAPAN UT - CERRO VERDE - EL CUAJUSTE - SONSONATE UT - CERRO VERDE - GUAJOYO UT - CERRO VERDE - SANTA ANA UT - CERRO VERDE - OPICO OPICO - CERRO VERDE - UT OPICO - CERRO VERDE - ATEOS OPICO - CERRO VERDE - ACAJUTLA OPICO - CERRO VERDE - EL CUAJUSTE - SONSONATE OPICO - CERRO VERDE - EL CUAJUSTE - AHUACHAPAN OPICO - CERRO VERDE - GUAJOYO OPICO - CERRO VERDE - SANTA ANA SANTA ANA - CERRO VERDE - OPICO SANTA ANA - CERRO VERDE - UT SANTA ANA - CERRO VERDE - ATEOS SANTA ANA - CERRO VERDE - ACAJUTLA SANTA ANA - CERRO VERDE - EL CUAJUSTE - SONSONATE SANTA ANA - CERRO VERDE - EL CUAJUSTE - AHUACHAPAN SANTA ANA - CERRO VERDE - GUAJOYO GUAJOYO - CERRO VERDE - SANTA ANA GUAJOYO - CERRO VERDE - OPICO GUAJOYO - CERRO VERDE - UT GUAJOYO - CERRO VERDE - ATEOS GUAJOYO - CERRO VERDE - ACAJUTLA GUAJOYO - CERRO VERDE - EL CUAJUSTE - SONSONATE GUAJOYO - CERRO VERDE - EL CUAJUSTE - AHUACHAPAN ACAJUTLA - SONSONATE - AHUACHAPAN / ACAJUTLA - SONSONATE - OPICO - SANTA ANA - AHUACHAPAN ACAJUTLA - SONSONATE ACAJUTLA - SONSONATE - AHUACAHAPAN - SANTA ANA - GUAJOYO / ACAJUTLA - SONSONATE - OPICO - SANTA ANA - GUAJOYO ACAJUTLA - SONSONATE - AHUACAHAPAN - SANTA ANA / ACAJUTLA - SONSONATE - OPICO - SANTA ANA ACAJUTLA - SONSONATE - OPICO / ACAJUTLA - SONSONATE - AHUACHAPAN - SANTA ANA - OPICO ACAJUTLA - ATEOS / ACAJUTLA - SONSONATE - ATEOS ACAJUTLA - ATEOS - UT / ACAJUTLA - SONSONATE - ATEOS - UT ATEOS - ACAJUTLA ATEOS - SONSONATE - AHUACHAPAN ATEOS - SONSONATE / ATEOS - ACAJUTLA - SONSONATE ATEOS - SONSONATE - AHUACHAPAN - SANTA ANA - GUAJOYO / ATEOS - SONSONATE - OPICO - SANTA ANA - GUAJOYO ATEOS - SONSONATE - AHUACHAPAN - SANTA ANA / ATEOS - SONSONATE - OPICO - SANTA ANA ATEOS - SONSONATE - OPICO ATEOS - UT UT - ATEOS UT - ATEOS - ACAJUTLA UT - ATEOS - SONSONATE - AHUACHAPAN UT - ATEOS - SONSONATE UT - ATEOS - SONSONATE - AHUACHAPAN - SANTA ANA - GUAJOYO / UT - ATEOS - SONSONATE - OPICO - SANTA ANA - GUAJOYO UT - ATEOS - SONSONATE - AHUACHAPAN - SANTA ANA / UT - ATEOS - SONSONATE - OPICO - SANTA ANA UT - ATEOS - SONSONATE - OPICO / UT - ATEOS - SONSONATE - AHUACHAPAN - SANTA ANA - OPICO OPICO - SONSONATE - ATEOS - UT OPICO - SONSONATE - ATEOS / OPICO - NEJAPA - SAN ANTONIO - ATEOS OPICO - SONSONATE - ACAJUTLA OPICO - SONSONATE OPICO - SONSONATE - AHUACHAPAN / OPICO - SANTA ANA - AHUACHAPAN OPICO - SANTA ANA - GUAJOYO / OPICO - SONSONATE - AHUACHAPAN - SANTA ANA - GUAJOYO OPICO - SANTA ANA / OPICO - SONSONATE - AHUACHAPAN - SANTA ANA SANTA ANA - OPICO / SANTA ANA - AHUACHAPAN - SONSONATE - OPICO SANTA ANA - OPICO - NEJAPA - SAN ANTONIO - ATEOS - UT SANTA ANA - AHUACHAPAN - SONSONATE - ATEOS / SANTA ANA - OPICO - SONSONATE - ATEOS SANTA ANA - AHUACHAPAN - SONSONATE - ACAJUTLA SANTA ANA - AHUACHAPAN - SONSONATE / SANTA ANA - OPICO - SONSONATE SANTA ANA - AHUACHAPAN SANTA ANA - GUAJOYO GUAJOYO - SANTA ANA GUAJOYO - SANTA ANA - OPICO / GUAJOYO - SANTA ANA - AHUACHAPAN - SONSONATE - OPICO GUAJOYO - SANTA ANA - OPICO - NAJAPA - SAN ANTONIO - ATEOS - UT GUAJOYO - SANTA ANA - OPICO - SONSONATE - ATEOS / GUAJOYO - SANTA ANA - OPICO - NEJAPA - SAN ANTONIO - ATEOS GUAJOYO - SANTA ANA - AHUACHAPAN - SONSONATE - ACAJUTLA GUAJOYO - SANTA ANA - AHUACHAPAN - SONSONATE GUAJOYO - SANTA ANA - AHUACHAPAN

90 CAPÍTULO V 72 UT - R - LOMA LARGA - EL PEDREGAL UT - SANTO TOMÁS - EL PEDREGAL UT - R - LOMA LARGA - SANTO TOMÁS UT - SANTO TOMAS UT - SANTO TOMÁS - SAN MARTIN - SAN BARTOLO / UT - ATEOS - SAN ANTONIO - NEJAPA - SOYAPANGO - SAN MARTIN - SAN UT - R - SAN BARTOLO BARTOLO UT - R - SOYAPANGO UT - ATEOS - SAN ANTONIO - NEJAPA - SOYAPANGO / UT - ATEOS - SAN ANTONIO - NEJAPA / UT - SANTO TO MAS - UT - ARGENTINA - NEJAPA SAN MARTIN - NEJAPA UT - ATEOS - SAN ANTONIO - NEJAPA - CERRON GRANDE / UT - UT - PLATANARES - CERRON GRANDE SANTO TOMÁS - SAN MARTIN - NEJAPA - CERRON GRANDE UT - ATEOS - SAN ANTONIO - NEJAPA - CERRON GRANDE - 5 DE NOVIEMBRE/ UT - SANTO TOMÁS - SAN MARTIN - NEJAPA - UT - PLATANARES - 5 DE NOVIEMBRE CERRON GRANDE - 5 DE NOVIEMBRE UT - R2 - COJUTEPEQUE - SAN RAFAEL UT - R2 - COJUTEPEQUE - EL CACAO - CERRON GRANDE UT - R2 - COJUTEPEQUE - EL CACAO - 5 DE NOVIEMBRE UT - SAN MARTIN - TECAPA - TECOLUCA UT - SAN MARTIN - TECAPA - OZATLAN UT - SAN MARTIN - TECAPA - 15 DE SEPTIEMBRE(R) - BERLIN UT - SAN MARTIN - TECAPA - 15 DE SEPTIEMBRE (R) - EL PACAYAL - SAN MIGUEL UT - PLATANARES - EL PACAYAL - SAN MIGUEL. UT- SANTO TOMAS - SAN MARTIN - SAN RAFAEL / UT - ATEOS - SAN ANTONIO - NEJAPA - SAN MARTIN - SAN RAFAEL UT - ATEOS - SAN ANTONIO - NEJAPA - CERRON GRANDE / UT - SANTO TOMAS - SAN MARTIN - NEJAPA - CERRON GRANDE UT - ATEOS - SAN ANTONIO - NEJAPA - CERRON GRANDE - 5 DE NOVIEMBRE / UT - SANTO TOMAS - SAN MARTIN - NEJAPA - CERRON GRANDE - 5 DE NOVIEMBRE UT - SANTO TOMÁS - SAN MARTIN - SAN RAFAEL - TECOLUCA / UT - ATEOS - SAN ANTONIO - NEJAPA - SAN MARTIN - SAN RAFAEL - TECOLUCA UT - SANTO TOMÁS - SAN MARTIN - SAN RAFAEL - TECOLUCA - OZATLAN / UT - ATEOS - SAN ANTONIO - NEJAPA - SAN MARTIN - SAN RAFAEL - TECOLUCA - OZATLAN UT- SANTO TOMAS - SAN MARTIN - SAN RAFAEL - 15 DE SEPTIEMBRE - BERLIN / UT - ATEOS - SAN ANTONIO - NEJAPA - SAN MARTIN - SAN RAFAEL - 15 DE SEPTIEMBRE - BERLIN UT- SANTO TOMAS - SAN MARTIN - SAN RAFAEL - 15 DE SEPTIEMBRE - BERLIN - SAN MIGUEL / UT - ATEOS - SAN ANTONIO - NEJAPA - SAN MARTIN - SAN RAFAEL - 15 DE SEPTIEMBRE - BERLIN - SAN MIGUEL UT- SANTO TOMAS - SAN MARTIN - SAN RAFAEL - TECOLUCA - OZATLAN - SAN MIGUEL / UT - ATEOS - SAN ANTONIO - NEJAPA - SAN MARTIN - SAN RAFAEL - TECOLUCA - OZATLAN - SAN MIGUEL Tabla 11. Equivalencias entre enlaces (Líneas de Transmisión / Microondas) Al analizar la equivalencia existente entre todos los enlaces de líneas de transmisión y su contraparte en microondas, se logró establecer una red con una topología completamente redundante. Además, la red de fibra óptica se diseñó de esta forma con la finalidad de preservar en algunos puntos las facilidades existentes, es decir, los enlaces de microondas y de Onda Portadora. Con esto, se logran establecer varios caminos de enrutamiento de la información, dado que, en caso de existir ruptura o interrupción de transmisión, el usuario final, sea en el caso de subestación o cliente, no experimente cambio alguno en la recepción de la información. De esta manera, la red propuesta, a nivel de enlaces de fibra óptica, queda estructurada de la siguiente manera, como se aprecia en la Figura 25.

91 CAPÍTULO V 73 GUAJOYO PROPUESTA RED DE COMUNICACIONES ETESAL AHUACHAPAN SANTA ANA SONSONATE OPICO ACAJUTLA ATEOS SAN ANTONIO NEJAPA CERRON GRANDE 5 DE NOVIEMBRE SAN RAFAEL TECOLUCA SOYAPANGO UT SANTO TOMAS SAN MARTIN 15 DE SEPTIEMBRE BERLIN SAN MIGUEL OZATLAN EL PEDREGAL SAN BARTOLO FIBRA OPTICA ENLACE MICROONDAS Figura 25. Propuesta Red de Comunicaciones ETESAL Dicha red utilizará cable de fibra óptica tipo OPGW (ver Apéndice A.1 para especificaciones), realizando empalmes en enlaces que superen los 5 Km de distancia entre torres. A continuación se presenta la Tabla 12 con las distancias entre subestaciones.

92 CAPÍTULO V 74 ENLACES DISTANCIA (KM) GUAJOYO - SANTA ANA 28,57 AHUACHAPAN - SANTA ANA 34,28 AHUACHAPAN - SONSONATE 21,42 SONSONATE - ACAJUTLA 24,28 ACAJUTLA - ATEOS 44,28 ATEOS - SAN ANTONIO 21,42 SAN ANTONIO - NEJAPA 11,42 SANTA ANA - OPICO 20 OPICO - NEJAPA 18,57 ATEOS - UT 22,85 UT - SANTO TOMAS 10 SANTO TOMAS - EL PEDREGAL 22,85 SANTO TOMAS - SAN MARTIN 12,85 SAN MARTIN - SAN BARTOLO 7,14 NEJAPA - SOYAPANGO 10 SOYAPANGO - SAN MARTIN 10 NEJAPA - CERRON GRANDE 34,28 CERRON GRANDE - 5 DE NOVIEM 18,57 5 DE NOVIEMBRE - SAN RAFAEL 31,42 SAN RAFAEL - TECOLUCA 42,85 TECOLUCA - OZATLAN 35,71 OZATLAN - SAN MIGUEL 31,42 SAN MIGUEL - BERLIN 34,28 BERLIN - 15 DE SEPTIEMBRE DE SEPTIEMBRE - SAN MARTIN 64,28 Tabla 12. Distancia entre subestaciones Por otro lado, en la red de fibra óptica propuesta se pueden observar 3 subestaciones que quedan fuera de la malla, es decir, no poseen camino redundante para la transmisión de información. Estas subestaciones son: Guajoyo, Acajutla y El Pedregal. En este caso, la información que viaja desde y hacia dichas subestaciones será reenrutada mediante subestaciones de tránsito, colocando puentes de comunicación en la caja distribuidora de fibra óptica de dicha subestación. Con esto se logra unificar la malla en lo que a red de transporte de información se refiere, haciendo que cada subestación forme parte de una topología redundante y se asegure la recepción y el envío de los datos. La conexión a nivel físico de los puentes de comunicación en la caja de fibra óptica se muestra a continuación en la Figura 26.

93 CAPÍTULO V 75 Figura 26. Conexión a nivel de subestación 5.2 Enlaces de Microondas Topología En la red propuesta, los enlaces de microondas permanecen como se encuentran actualmente, con la única diferencia que en algunos puntos de la red donde, para efectos de eficiencia no se colocará fibra óptica, prevalecerá el enlace de microondas como único canal de transmisión de datos. La red de microondas proveerá otra forma de respaldo y transmisión de datos, para así establecer una red troncal segura y confiable. De acuerdo a la capacidad de cada uno de los enlaces de microondas se puede conocer la cantidad de información que llega a cada una de las subestaciones. Con esto se logra esquematizar la carga de información de cada subestación y la importancia de cada una de ellas en la red para efectos de diseño y establecimiento de servicios en cada una de las subestaciones. También, con la red de microondas se conoce la localización de los puntos neurálgicos de la red, como los puntos más débiles debido a la gran cantidad de información que manejan y que, por ende, en el diseño propuesto se deben reforzar para ofrecer la mayor confiabilidad y seguridad tanto en los servicios como en la protección de la propia red.

94 CAPÍTULO V Equipo Utilizado y Servicios FOX 515 Considerando la amplia experiencia de ABB en el suministro de equipos de comunicación para sistemas de energía, para esta propuesta se implementa, como equipo de alta capacidad de transmisión por fibra óptica, el equipo multiplexor denominado FOX 515. Este equipo reúne todas las características necesarias de teleprotección, interfaces eléctricas, de datos y óptica, centrales telefónicas e interfaces para redes LAN y WAN; todo esto para suplir las necesidades que requiere la estructuración de una red de comunicaciones mediante líneas de transmisión. El FOX 515 es una plataforma de acceso de telecomunicaciones, multiplexor y un elemento de red de media y gran capacidad. Desde que se comenzó a utilizar la fibra óptica, las empresas eléctricas han reconocido sus ventajas y actualmente se utiliza para los nuevos sistemas de transmisión. El equipo tiene una alta capacidad de manejo de tráfico con nuevas funciones y servicios como el manejo de señales SDH, V5.2, ISDN e Internet. En el mismo equipo se puede encontrar acceso PDH y transporte SDH. Se utiliza como nodo de acceso multiservicio para servicios de telefonía y datos. Entre las facilidades que presenta están: transmisión de voz y datos a través de fibra óptica a distancias alrededor de 120Km; transmisión hasta 155Mbit/s (STM-1); generador y analizador de señales; acceso a redes LAN (10BaseT) a largas distancias. Es un equipo versátil, ya que se adapta a redes de cualquier estructura y tamaño, y su capacidad máxima es de 252 canales de 2Mbit/s. Por las razones nombradas anteriormente, es utilizado como solución al tráfico TCP/IP y como solución para redes de producción, transmisión y distribución de energía eléctrica. Para brindar todas estas facilidades de comunicación y multiplexación, el FOX 515 cuenta con un gran número de interfaces y módulos, tanto analógicos como digitales, los cuales se implementan y configuran para cumplir los requerimientos que necesita la estructuración de una red de comunicaciones. En la red de ETESAL, de acuerdo a los requerimientos establecidos en la propuesta, se utilizan los siguientes módulos de interfaces:

95 CAPÍTULO V 77 (ver Apéndice A.2 para especificaciones) POSUM: fuente de poder que opera a 5V dando una potencia de 85 W. COBUX: unidad central que posee dos interfaces: o Qx: interfaz 10BaseT o Q1: interfaz RS-485 SYNIO: interfaz óptica STM-1. SYNAC: manejador del SYNIO. TEBIT: interfaz de teleprotección con capacidad para 4 comandos independientes y 8 binarios. UNIDA: interfaz de datos con capacidad de n x 64 kbit/s. EXLAN: interfaz de central telefónica analógica. NEMCA: interfaz con señalización E&M (interfaz Oido&Boca Ear&Mouth) a 4 hilos. PHLC3: interfaz de suscriptor de línea. LAWA4: interfaz Ethernet 10BaseT. LOMI4: interfaz eléctrica a 2 Mbit/s. Por otro lado, a nivel interno en la subestación, el equipo FOX 515 se conectará con el equipo de Onda Portadora y el de Microondas para efectos de respaldo de la red. Estos equipos se conectaran como se ilustra en la Figura 27. EQUIPO MICROONDAS FOX 515 RELÉ EQUIPO ONDA PORTADORA Figura 27. Interconexión de equipos

96 CAPÍTULO V 78 Con esta conexión entre equipos, para la transmisión a través de fibra óptica se utiliza el módulo SYNIO con su controlador SYNAC, y para enviar la información por el medio de respaldo, la red de microondas, se utiliza la tarjeta LOMI4. La tarjeta SYNIO es un módulo de transmisión SDH y ejecuta la terminación de señales STM-1 hacia el SBUS; además puede acceder a los bytes de SOH de las señales STM- 1 y soporta protección del tipo MSP. Su controlador, la tarjeta SYNAC es un módulo de acceso SDH y de protección del tráfico del SBUS hacia el PBUS. Tiene terminación de 8 señales VC-12 y mapeo de 2Mbit/s en VC-12. Soporta protección del tipo LTP que opera en el nivel VC-12 y es similar a la protección de camino además de tener la capacidad de duplicar las señales de protección a ambos puertos de la interfaz SYNIO. (Para mayor detalle ver Apéndice A.2). El módulo LOMI4 es la interfaz eléctrica de 2Mbit/s. Tiene una tasa de datos de 2048 Kbit/s y 4 interfaces del tipo G.703 (Norma de la Unión Internacional de Telecomunicaciones UIT: Características Eléctrico / Físicas de interfaces jerárquicas digitales) Servicios de Comunicaciones Teleprotección El servicio de teleprotección se implementa con la finalidad de determinar el origen de una falla, empleándose un canal de comunicaciones para comparar la respuesta de los relés de protección entre dos o más terminales. Para poder proteger una red de comunicaciones, se diseña una red de transporte de información de manera que existan caminos alternativos en caso de falla o ruptura del enlace de fibra óptica, denominada protección 1+1. Por ello, esta red se diseñó de manera de que cada subestación tuviera distintos caminos de enrutamiento de los datos, además de poseer distintos equipos para el respaldo de la información. Es decir, se implementa la red de fibra óptica con topología de malla, siendo ésta completamente redundante y se dejan los equipos de microondas como protección de respaldo añadida. También, las subestaciones que se encuentran fuera de la malla en los enlaces de líneas de transmisión, se integran a la red de transporte por medio de puentes de comunicación

97 CAPÍTULO V 79 realizados en la caja distribuidora de fibra óptica, para lograr así redundancia completa de la red troncal. Dicha conexión se realiza debido a que en la caja distribuidora de fibra óptica se encuentran los conectores de recepción (Rx) y de transmisión (Tx) con cada una de las direcciones a las que se dirige la información proveniente de la fibra óptica y del FOX 515. Así, realizando un puente entre Rx y Tx de la subestación que se quiere integrar, se logra la unificación completa a nivel de red de transporte de información. Ahora, teniendo la topología de la red de transporte diseñada con protección 1+1, se requiere configurar el equipo FOX 515 que permita brindar el servicio de teleprotección a toda la red. Para ello se utilizará el módulo de teleprotección denominado TEBIT. La tarjeta TEBIT combina dos posibilidades diferentes de transmisión de señales; la transmisión segura de comandos independientes de teleprotección que pueden ser transferidos simultáneamente en canales de 64Kbit/s, y la transmisión de 8 comandos de direccionamiento binarios. Dicho transporte de señales se basa en el Concepto de Trama Segura (SFC - Safety Frame Concept) que consiste en una trama de 32 bits de los cuales 8 son utilizados para sincronización. La duración de la trama es de 0.5 ms y la misma incluye bits de direccionamiento, codificación de comando y un bit de servicio. También ofrece facilidades de conexión de red y conexión cruzada, donde los comandos de teleprotección de conexión cruzada trabajan en un nivel de comando individual, soportando un alto grado de flexibilidad dependiendo de las distintas posibilidades de operación. (Para mayor detalle ver Apéndice A.2) Telefonía La telefonía se implementa en empresas de servicio eléctrico con el fin de establecer una comunicación interna entre las subestaciones que conforman la red. Esta comunicación puede ser del tipo señalización E&M (señalización Ear&Mouth), lo cual permite que en cada subestación se pueda con facilidad, conectar un teléfono y establecer un canal de comunicación con la red existente. Otra de las facilidades de la telefonía para empresas eléctricas, es que dicho servicio puede ser ofrecido al cliente, proporcionando a la subestación con los equipos necesarios para actuar como una central telefónica y poder establecer contacto

98 CAPÍTULO V 80 entre los clientes mediante la red de comunicación implementada. En el caso de la red propuesta para la empresa ETESAL, se establece un criterio para diseñar la colocación de centrales y sus respectivos abonados. El criterio se basa en que las centrales telefónicas se implementan en las subestaciones cercanas a la capital de cada estado del país, debido a que en ellas existe la mayor concentración de habitantes que pueden adquirir el servicio proporcionado por la empresa eléctrica. Ahora, en el caso de la comunicación interna entre subestaciones, el criterio se basa en elegir las subestaciones que tengan mayor entrada y salida de líneas de transmisión, ya que con esto se observa que existe un flujo grande de información y que por ende se hace necesaria la comunicación con dichas subestaciones. Para completar la red a nivel de telefonía, las demás subestaciones se establecen como abonados, para poder acceder desde ellas a otras subestaciones mediante la central a la cual ellas están adscritas. De acuerdo a estos criterios, el diseño de la red a nivel del servicio de telefonía queda estructurado de la siguiente manera, en la Figura 28. GUAJOYO PROPUESTA RED DE COMUNICACIONES ETESAL (Central Telefónica) AHUACHAPAN SANTA ANA SONSONATE OPICO ACAJUTLA ATEOS SAN ANTONIO NEJAPA CERRON GRANDE 5 DE NOVIEMBRE SAN RAFAEL TECOLUCA SOYAPANGO UT SANTO TOMAS SAN MARTIN 15 DE SEPTIEMBRE BERLIN SAN MIGUEL OZATLAN CENTRAL TELEFÓNICA EL PEDREGAL SAN BARTOLO ABONADO Figura 28. Red Telefónica FIBRA OPTICA ENLACE MICROONDAS

99 CAPÍTULO V 81 Para implementar esta red con el equipo FOX 515, se hace uso de módulos de telefonía y Red Telefónica Pública ó PSTN (Public Switched Telephone Network). En el caso de las subestaciones en las que hay centrales telefónicas se utiliza el módulo telefónico EXLAN y para la comunicación a 4 hilos entre centrales, se utiliza el módulo NEMCA. Luego, en la subestaciones que son abonados, se hace uso del módulo PSTN denominado PHLC3. La tarjeta EXLAN, como su nombre lo indica, es un módulo de interfaz de central de línea analógica (Exchange Line Analog) utilizado para conexiones de central telefónica a un teléfono, conexiones teléfono-central y conferencias y en cada módulo se encuentran disponibles 12 conexiones de subscriptores. (Para mayor detalle ver Apéndice A.2) Entre centrales, NEMCA es la interfaz estándar de voz y se utiliza para el intercambio de información entre centrales telefónicas. Es un módulo que se utiliza generalmente en operaciones de intercambio y se basa en la conversión de una señal analógica a una señal digital de 64Kbit/s y viceversa. Posee 8 interfaces de audio-frecuencia individuales configurables para voz y señalización E&M que pueden operar con 2 o 4 hilos. (Para mayor detalle ver Apéndice A.2) En los abonados, la tarjeta PHLC3 es utilizada para aplicaciones con centrales telefónicas. Cada módulo provee interfaces telefónicas de 2 hilos PSTN desde y hacia los subscriptores y tiene disponibilidad de 10 puertos de interfaces. (Para mayor detalle ver Apéndice A.2) SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) En una red de comunicaciones que transporta todo tipo de datos, se necesita el monitoreo constante de cada uno de los puntos que envía o recibe información. En este caso, cada una de las subestaciones de una red eléctrica requiere estar en constante monitoreo, para asegurar la calidad de la transmisión de la información y que llegue sin errores, y si ocurre algún fallo en la red, éste se pueda solventar de inmediato. Esto se logra mediante el establecimiento de un servicio denominado SCADA que se basa en un Sistema de Adquisición de Datos y Control, con lo que cualquier operador tiene la capacidad de acceder a cada subestación para conocer su estado, tanto en la red de comunicaciones como en el funcionamiento del servicio eléctrico por medio de mediciones específicas.

100 CAPÍTULO V 82 El servicio SCADA se fundamenta en dos estados: Maestro y Esclavo, y como sus nombres lo indican, la subestación que funciona como Maestro tiene el control sobre el Esclavo el cual es monitoreado remotamente. Para establecer en la red de ETESAL las subestaciones Maestro y Esclavo, se hace uso de 2 criterios específicos que dan como resultado 2 redes completamente distintas. La primera red se basa en el criterio de adoptar una sola subestación Maestro para tener el dominio total de la red desde un punto principal, que es la que contiene el mayor número de entrada y salida de líneas de transmisión, ya que denota gran cantidad de flujo de información y por ende es una de las subestaciones más importantes. A su vez, esto trae como consecuencia que el dominio total de la red que se puede obtener por medio de esta subestación, la vuelva más vulnerable, porque si en ella ocurre alguna falla por sobrecarga de información, la red en su totalidad podría colapsar. En el caso de la asignación de las subestaciones Esclavo, el criterio adoptado es la elección de subestaciones que tengan mayor tráfico a nivel de líneas de transmisión, dado que esto denota gran flujo de información al igual que el Maestro y por ende, se genera la necesidad de una supervisión constante. Un bosquejo de esta propuesta se ilustra en la Figura 29. GUAJOYO PROPUESTA RED DE COMUNICACIONES ETESAL (SCADA-Opcion 1) AHUACHAPAN SANTA ANA SONSONATE OPICO ACAJUTLA ATEOS SAN ANTONIO NEJAPA CERRON GRANDE 5 DE NOVIEMBRE SAN RAFAEL TECOLUCA SOYAPANGO UT SANTO TOMAS SAN MARTIN 15 DE SEPTIEMBRE BERLIN SAN MIGUEL OZATLAN MAESTRO EL PEDREGAL SAN BARTOLO ESCLAVO FIBRA OPTICA ENLACE MICROONDAS Figura 29. Red SCADA Opción 1

101 CAPÍTULO V 83 En vista de lo anteriormente expuesto, se diseña otra alternativa para poder satisfacer el requerimiento del cliente en el servicio de SCADA. La siguiente opción se basa en el segundo criterio el cual es la elección de diferentes subestaciones que funcionen como Maestro y se establezcan así diferentes estructuras de SCADA a lo largo de la red. En este caso se implantan 3 estructuras diferentes, debido a que existen 3 subestaciones importantes en distintas regiones del país. Así la carga se distribuye de una mejor manera entre diferentes Maestros, asegurando que si ocurre una falla en la red de transporte, el resto de la red, seguirá funcionando normalmente. Por ende la red quedaría estructurada de la siguiente manera en la Figura 30, y sería la propuesta definitiva para el servicio SCADA de ETESAL. GUAJOYO PROPUESTA RED DE COMUNICACIONES ETESAL (SCADA-Opcion 2) AHUACHAPAN SANTA ANA SONSONATE OPICO ACAJUTLA ATEOS SAN ANTONIO NEJAPA CERRON GRANDE 5 DE NOVIEMBRE SAN RAFAEL TECOLUCA SOYAPANGO UT SANTO TOMAS SAN MARTIN 15 DE SEPTIEMBRE BERLIN SAN MIGUEL OZATLAN MAESTRO EL PEDREGAL SAN BARTOLO ESCLAVO FIBRA OPTICA ENLACE MICROONDAS Figura 30. Red SCADA Opción 2 Al tener la topología de la red SCADA establecida, se hace uso del equipo FOX 515 el cual contiene el módulo de Acceso Universal de Datos denominado UNIDA (Universal Data Access). Las tasas de datos pueden ir de 600 b/s hasta 31 x 64Kbit/s por cada una de las

102 CAPÍTULO V 84 interfaces. Entre las funciones opcionales que tiene el módulo están: protección 1+1, monitoreo constante del desempeño, multiplexación a tasas de datos menores, sincronización y operación punto - multipunto. (Para mayor detalle ver Apéndice A.2) Red LAN (Local Area Network) Una red LAN es una red de acceso local, que sirve para conectar a cortas distancias distintos puntos remotos. Para la red de ETESAL se diseñó una red acorde con los requerimientos de capacidad de 2 Mbit/s y estableciendo un criterio para la elección de las subestaciones. El criterio se basa en elegir las subestaciones con mayor número de líneas de transmisión y cercanas a la capital de cada estado, debido a la gran cantidad de información entrante y saliente en ellas. De acuerdo a esto, la red LAN diseñada queda estructurada de la siguiente forma, como se muestra en la Figura 31. GUAJOYO PROPUESTA RED DE COMUNICACIONES ETESAL (RED LAN) AHUACHAPAN SANTA ANA SONSONATE OPICO ACAJUTLA ATEOS SAN ANTONIO NEJAPA CERRON GRANDE 5 DE NOVIEMBRE SAN RAFAEL TECOLUCA SOYAPANGO UT SANTO TOMAS SAN MARTIN 15 DE SEPTIEMBRE BERLIN SAN MIGUEL OZATLAN EL PEDREGAL SAN BARTOLO RED LAN FIBRA OPTICA ENLACE MICROONDAS Figura 31. Red LAN

103 CAPÍTULO V 85 A nivel de la configuración del FOX 515, se utiliza para la red LAN la tarjeta LAWA4 la cual es una interfaz Ethernet 10BaseT utilizada para la conexión de redes LAN/WAN y como solución al tráfico TCP/IP, en redes tipo estrella, anillo o lineal. Puede funcionar como enrutador, puente o multipuente, o como switch Frame Relay y accesa al PBUS con una capacidad de 2 x 2Mbit/s, 2Mbit/s o 64Kbit/s fraccionado. Para la configuración de esta tarjeta se realiza una tabla con el direccionamiento IP de cada una de las computadoras (Host) que se conectan a la subestación. Se establece que el número de computadoras es de 2 por cada subestación y su dirección IP específica se detalla a continuación en la Tabla 13. SUBESTACION IP IP DE HOST 1 IP DE HOST 2 RED GATEWAY BROADCAST AHUACHAPAN SONSONATE SAN ANTONIO NEJAPA SANTA ANA OZATLAN SAN MIGUEL SOYAPANGO UT SAN BARTOLO Tabla 13. Direccionamiento IP 5.4 Configuración del Equipo Configuración de los módulos FOX 515 De acuerdo a la topología de la red propuesta y cada una de las diferentes propuestas

104 CAPÍTULO V 86 en los servicios de Teleprotección, Telefonía, SCADA y Red LAN, se realiza una tabla con las diferentes interfaces y módulos y sus respectivas direcciones a subestaciones. En ella se especifica también la ubicación de las tarjetas en las ranuras del equipo, la cantidad de interfaces que posee y las diferentes direcciones que conectan la subestación con la red. Esto se presenta la Tabla 14 la cual detalla la configuración de la subestación Ahuachapan. AHUACHAPAN MODULO SLOT CANAL DIRECCIÓN POSUS 21 Y 1 COBUX 11 SYNIO 2 Y 3 1 SANTA ANA 2 SONSONATE 15 Y 16 1 GUAJOYO PASANDO POR SANTA ANA 2 OPICO SYNAC 4 Y 17 TEBIT 5 1 SANTA ANA 2 SONSONATE 6 1 GUAJOYO PASANDO POR SANTA ANA LAWA4 7 LOMI4 8 1 SANTA ANA 2 SONSONATE 3 GUAJOYO PASANDO POR SANTA ANA EXLAN 9 1 GUAJOYO PASANDO POR SANTA ANA 2 SANTA ANA 3 OPICO NEMCA 10 1 SONSONATE Tabla 14. Configuración de la S/E Ahuachapan Como se observa en la tabla, se especifica que para la dirección de Guajoyo se pasa previamente por la subestación Santa Ana; eso es, dado que Guajoyo es una de las 3 subestaciones que no se encuentran dentro de la malla y por ello se detalla que la información que se dirige hacia Guajoyo pasa por el puente de comunicación realizado en la caja distribuidora de fibra óptica. Las configuraciones de las subestaciones más importantes se encuentran en el Apéndice C.1 para mayor información UCST (Universal Configuration Software Tool) Haciendo uso de estas tablas se facilita la configuración el equipo FOX 515 utilizando la Herramienta Universal de Configuración de ABB denominada UCST (Universal

105 CAPÍTULO V 87 Configuration Software Tool), la cual permite configurar las tarjetas y ubicarlas en las ranuras del equipo, y realizar las conexiones cruzadas entre las tarjetas de entrada y la salida para así poder tener una visión más clara de la dirección de la información y por dónde viaja. Además, este programa permite coordinar las ranuras de tiempo de cada trama saliente, en el caso de fibra óptica, para así no ocasionar ningún tipo de error a la hora de realizar la conexión física en la subestación. Con esto se logra tener una mayor organización de la información que viaja por la red de transporte, saber con detalle cuál fibra va desde la salida o entrada de la tarjeta hasta la ranura de tiempo de cada trama que viaja desde o hacia la interfaz para poder ser procesada. En la Figura 32 se muestra la configuración del FOX 515 en la subestación Ahuachapan para poder tener una mejor visualización de la operación del programa. Figura 32. Configuración FOX515 S/E Ahuachapan con UCST En cada ranura se coloca la tarjeta a utilizar y seleccionándola se configura de la

106 CAPÍTULO V 88 manera que se requiera. Algunas tarjetas como la COBUX, y la POSUM tienen asignada previamente una ranura en específico, la 11 y la 21 respectivamente. Se observa que existe un medidor de utilización de potencia, el cual se recomienda que no exceda de 51 %, porque si ese fuese el caso, la tarjeta POSUM no puede manejar el consumo de potencia del equipo por completo y se debe colocar otra tarjeta, como en este caso. También se aprecia que la tarjeta SYNIO ocupa dos ranuras y por ende tiene posiciones restringidas en el equipo, ya que por el lado derecho sólo se puede colocar a partir de la ranura 15 y en el lado izquierdo, a partir de la ranura 2. Esto se debe a la posición de los buses PBUS y UBUS internos al equipo y para efectos de redundancia. Luego de establecer las tarjetas y configurarlas, se procede a conectar en forma cruzada las señales de comunicación. La conexión cruzada puede ser unidireccional o bidireccional; en este caso se utiliza bidireccional, así no existe error alguno de entrada o salida de señales en las tarjetas del equipo. En el programa se muestra la señal de entrada seleccionando la tarjeta, y luego se elige la interfaz que se quiere como salida. En la Figura 33 se muestra como entrada la señal de la tarjeta NEMCA y se desea la salida en fibra óptica, por lo que se utiliza la interfaz que controla la tarjeta óptica SYNIO, la SYNAC.

107 CAPÍTULO V 89 Figura 33. Conexión cruzada S/E Ahuachapan En el caso de las señales de teleprotección, éstas se transportan por dos vías diferentes, debido a la importancia que ellas tienen para la red eléctrica. Dichas señales se envían tanto por fibra óptica como por microondas y en la configuración, se elige el modo Protegido. Así la señal en trabajo es la SYNAC, la tarjeta que protege es la LOMI4 y la señal de salida es la que proviene de la tarjeta TEBIT. La interfaz LOMI4 es la que protege debido a que es una tarjeta eléctrica, la cual tendrá como conexión el equipo de microondas para el respaldo. Se muestra a continuación, en la Figura 34, la diferencia en el esquema del programa, en relación a la conexión cruzada de las señales de teleprotección.

108 CAPÍTULO V 90 Figura 34. Conexión cruzada S/E Ahuachapan interfaz de Teleprotección Finalmente, luego de haber agotado todas las ranuras de tiempo disponibles para realizar la conexión cruzada de todas las tarjetas colocadas en el equipo, se dispone de una ventana donde aparecen resumidas todas las señales que entran y salen del FOX515. Así se tiene una mejor visión del tránsito de las señales en cada una de las subestaciones. Esto se ilustra en la Figura 35.

109 CAPÍTULO V 91 Figura 35. Resumen de las conexiones cruzadas en el FOX515 En el Apéndice C.2 se encuentran las configuraciones de las conexiones cruzadas de las subestaciones más importantes que conforman la red de ETESAL Cálculo del Presupuesto de Potencia Utilizada Power Budget Con el fin de conocer la distancia máxima de transmisión óptica en un enlace entre subestaciones, se calcula el Presupuesto de Potencia Utilizada denominado Power Budget. Para ello se hace uso de una hoja de cálculo en donde se estiman los valores de reserva en relación con la potencia óptica y la distancia máxima de transmisión, utilizando los valores allí especificados tanto de los equipos de transmisión como del tipo de cable que se empleará. Para calcular el Power Budget se necesita principalmente la distancia del enlace entre subestaciones, el equipo que se utilizará y el tipo de cable. Para la comunicación a través

110 CAPÍTULO V 92 del cable de fibra óptica se pueden utilizar varias modalidades de transmisión dependiendo de la longitud de onda, del alcance y de la capacidad de transmisión. De acuerdo a las distintas longitudes de onda, se tienen distintos valores de atenuación en la fibra, con lo que se obtienen diferentes cantidades de reservas de potencia en db. En el caso de la Red de ETESAL, se calcularon presupuestos para 3 modalidades de transmisión las cuales son: 1300 nm Corto Alcance, 1300 nm Largo Alcance y 1550 nm Largo Alcance. También se utilizó el equipo FOX 515, con la interfaz óptica empleada denominada SYNIO, la cual se establece con distintos valores de potencia de transmisión máxima y mínima (en dbm) de acuerdo con la longitud de onda del cable. Con esto se logra establecer una comparación entre presupuestos, para así determinar la mejor modalidad de transmisión, con la mayor reserva de potencia óptica con el fin de asegurar la máxima eficiencia de comunicación entre enlaces de la red. A continuación se presenta la Tabla 15, en la cual se comparan todos los enlaces de la red de acuerdo a las 3 modalidades de transmisión. ENLACES DISTANCIA (KM) Corto Alcance 1300nm Distancia Largo Alcance 1300nm Distancia Largo Alcance 1550nm Distancia Max (KM) Reserva de Potencia (db) Max (KM) Reserva de Potencia (db) Max (KM) GUAJOYO - SANTA ANA 28,57 55,31 10,35 75,986 18,35 121,132 22,47 AHUACHAPAN - SANTA ANA 34,28 55,31 8,14 75,986 16,14 121,132 21,08 AHUACHAPAN - SONSONATE 21,42 55,31 13,11 75,986 21,11 121,132 24,2 SONSONATE - ACAJUTLA 24,28 55,31 12,01 75,986 20,01 121,132 23,51 ACAJUTLA - ATEOS 44,28 55,31 4,27 75,986 12,27 121,132 18,65 ATEOS - SAN ANTONIO 21,42 55,31 13,11 75,986 21,11 121,132 24,2 SAN ANTONIO - NEJAPA 11,42 55,31 16,98 75,986 24,98 121,132 26,63 SANTA ANA - OPICO 20 55,31 13,66 75,986 21,66 121,132 24,55 OPICO - NEJAPA 18,57 55,31 14,22 75,986 22,22 121,132 24,89 ATEOS - UT 22,85 55,31 12,56 75,986 20,56 121,132 23,85 UT - SANTO TOMAS 10 55,31 17,53 75,986 25,53 121,132 26,97 SANTO TOMAS - EL PEDREGAL 22,85 55,31 12,56 75,986 20,56 121,132 23,85 SANTO TOMAS - SAN MARTIN 12,85 55,31 16,43 75,986 24,43 121,132 26,28 SAN MARTIN - SAN BARTOLO 7,14 55,31 18,64 75,986 26,64 121,132 27,67 NEJAPA - SOYAPANGO 10 55,31 17,53 75,986 25,53 121,132 26,97 SOYAPANGO - SAN MARTIN 10 55,31 17,53 75,986 25,53 121,132 26,97 NEJAPA - CERRON GRANDE 34,28 55,31 8,14 75,986 16,14 121,132 21,08 CERRON GRANDE - 5 DE NOVIEM 18,57 55,31 14,22 75,986 22,22 121,132 24,89 5 DE NOVIEMBRE - SAN RAFAEL 31,42 55,31 9,24 75,986 17,24 121,132 21,77 SAN RAFAEL - TECOLUCA 42,85 55,31 4,82 75,986 12,82 121, TECOLUCA - OZATLAN 35,71 55,31 7,58 75,986 15,58 121,132 20,73 OZATLAN - SAN MIGUEL 31,42 55,31 9,24 75,986 17,24 121,132 21,77 SAN MIGUEL - BERLIN 34,28 55,31 8,14 75,986 16,14 121,132 21,08 BERLIN - 15 DE SEPTIEMBRE 10 55,31 17,53 75,986 25,53 121,132 26,97 15 DE SEPTIEMBRE - SAN MARTIN 64,28 55,31-3,47 75,986 4,53 121,132 13,8 Reserva de Potencia (db) Tabla 15. Tabla comparativa del Presupuesto de Potencia Utilizada Power Budget De acuerdo con la tabla anterior, se aprecia que para el enlace que posee mayor

111 CAPÍTULO V 93 distancia (15 de septiembre San Martín con 64,28 Km.), la modalidad de Corto Alcance 1300 nm no satisface la distancia óptica de transmisión, ya que la distancia del enlace es mayor a la distancia óptica calculada y como consecuencia se obtiene un déficit en reserva de potencia. Por ende, la modalidad más adecuada para la transmisión en fibra óptica es la modalidad Largo Alcance 1300nm, ya que todas las distancias de los enlaces se encuentran dentro de la distancia óptica máxima calculada y se obtiene un rango adecuado de reserva de potencia para la óptima transmisión entre enlaces en la red. (ver Apéndice D para mayor detalle en los presupuestos de los enlaces más significativos de la red). Con esta propuesta, se pretende implementar una red de comunicaciones sólida y estable, y al mismo tiempo, debido al auge de la tecnología en la región de Centro América se propone la expansión de dicha red, para así poder satisfacer los requerimientos actuales de unificación y que El Salvador llegue a ubicarse en un nivel de elevada tecnología mundial. 5.5 Propuesta de Expansión de la Red La región de Centroamérica abarca aproximadamente un millón de kilómetros cuadrados y tiene unos 65 millones de habitantes. A lo largo de varios años se han propuesto diversos proyectos de integración de la región denominados las 8 iniciativas Mesoamericanas, para de esta forma incentivar el sector turístico, realizar la integración vial, interconectar el sector eléctrico y desarrollar ampliamente el área de las telecomunicaciones. Para lograr dichas iniciativas, se ha propuesto el Plan Puebla Panamá (PPP), el cual abarca la unificación del sector eléctrico mediante el proyecto denominado SIEPAC (Sistema de Interconexión Eléctrica de los Países de América Central) y la realización del Proyecto AMI (Autopista Mesoamericana de la Información). Con este proyecto, se pretende promover una auténtica sociedad mesoamericana de la información, mediante la conectividad eléctrica y el aprovechamiento de las tecnologías de información y comunicaciones como herramientas modernas de desarrollo Características Con el paso de los años las comunicaciones han ido evolucionando y formando parte

112 CAPÍTULO V 94 fundamental del día a día del ser humano. Por ello, algunas regiones del mundo que aún no se han unido al desarrollo de la tecnología deciden hacerlo ahora, y este es el caso de Centro América con el Plan Puebla Panamá (PPP). Los proyectos SIEPAC y AMI tienen, respectivamente, empresas que manejan y controlan su ejecución como se aprecia en la Figura XX. La empresa a cargo del proyecto SIEPAC es la Empresa Propietaria de la Red (EPR) y la que controla el proyecto AMI es la empresa denominada Comisión Técnica Regional de Telecomunicaciones (COMTELCA). Esto se ilustra en la Figura 36. Figura 36. Estructura del Plan Puebla Panamá A continuación se explicarán en detalle los dos proyectos que conforman el PPP y su influencia concreta en el país de El Salvador SIEPAC (Sistema de Interconexión Eléctrica de los Países de América Central) El SIEPAC es un proyecto con miras a un eje de desarrollo regional que tiene como fin principal, en el mediano y largo plazo, la integración de los sistemas eléctricos de los seis países de América Central: Guatemala, El Salvador, Honduras, Nicaragua, Costa Rica y Panamá. Igualmente, el proyecto tiene un rol significativo en el proceso de integración de la infraestructura regional, no solamente desde el punto de vista de mejorar la eficiencia,

113 CAPÍTULO V 95 confiabilidad y competitividad del sector eléctrico, si no que además facilitará la convergencia con el futuro desarrollo de las telecomunicaciones en la región. Dicho proyecto consiste en construir una red eléctrica a 230 kv desde Panamá hasta Guatemala, con una longitud cercana a los 1800 km, que abarca las siguientes subestaciones específicas para cada país, ilustradas en la Figura 37. Figura 37. Mapa SIEPAC ( En la red de El Salvador, específicamente la red de ETESAL, el SIEPAC atraviesa tres subestaciones importantes como los son las subestaciones de Ahuachapan, Nejapa y 15 de Septiembre, las cuales se encuentran en mejoras actualmente para poder satisfacer la demanda de conversión de 230 KV para el SIEPAC y 115 KV para la red interna AMI (Autopista Mesoamericana de la Información) El proyecto AMI se define como una robusta infraestructura de telecomunicaciones de

114 CAPÍTULO V 96 banda ancha que une a los países mesoamericanos entre ellos y a todos ellos con el resto del mundo. Incluye las redes principales y nacionales, así como la regulación necesaria que permite interconectar la región con las redes internacionales existentes en la región. Para poder soportar esta iniciativa, se han realizado una serie de proyectos en cada país de Centro América para implementar redes de comunicaciones estables por medio de fibra óptica, haciendo uso de las líneas de alta tensión. En un estudio de la región, el caso específico de Nicaragua (Empresa Nacional de Transmisión Eléctrica - ENTRESA), la red de comunicaciones actual, la cual fue implementada por la empresa ABB, se encuentra con una tecnología de fibra óptica SDH con una capacidad STM-4. Dicha red fue expandida de STM-1 a STM-4, ya que se utilizaron equipos FOX 515 y debido a la evolución de las comunicaciones en ese país y al gran flujo de información que ahora se maneja, surge la necesidad de una capacidad mayor para la red. La implementación de la red en STM-4 culmina en el año 2005, y consiste principalmente en la colocación de equipos NORTEL del tipo multiplexores ópticos con capacidad STM-4, que se comunican con el equipo FOX 515 por medio de una interfaz eléctrica. Esto conlleva a una mayor capacidad de transmisión de altas tasas de información para toda Nicaragua y también facilita la comunicación para la realización del Proyecto AMI mediante el SIEPAC. Por esta razón, para la red ETESAL se propone la expansión de su capacidad a STM-4, ya que El Salvador forma parte fundamental del Proyecto SIEPAC y esto facilitaría enormemente su integración al Proyecto AMI junto con Nicaragua. Dicha expansión se lograría con la utilización de la última innovación en equipos multiplexores de ABB, el FOX 515X. EL FOX 515X, como su nombre lo indica con la letra X, es un equipo multiplexor de expansión de la capacidad STM-1 hasta STM-4. Una vez implementada la red con el equipo FOX 515, se realiza la conexión de la información de este equipo al FOX 515X por medio de una interfaz eléctrica, lo que implica la eliminación de la interfaz óptica SYNIO del FOX 515. Como se realiza un respaldo de la red por medio de microondas, y la interfaz de salida del equipo multiplexor es del tipo eléctrica - LOMI4 -, se puede hacer uso de ésta para la conexión con el equipo de expansión, y la interfaz óptica que se utiliza para la transmisión por medio de fibra óptica, se encuentra ya incorporada en dicho equipo.

115 CAPÍTULO V 97 Esta expansión de la red de El Salvador, amplía el acceso de la sociedad a una nueva dimensión de oportunidades digitales de desarrollo y reduce la brecha digital, mediante el desarrollo de la infraestructura para la conectividad de alta capacidad de transmisión e intercambio de información y datos con toda la región centroamericana por medio de la interconexión eléctrica del proyecto SIEPAC.

116 CAPÍTULO VI 98 CAPÍTULO VI CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones Luego de haber desarrollado este proyecto, se derivan las siguientes conclusiones importantes: Las empresas de servicio eléctrico poseen una gran ventaja dada su estructura de transmisión eléctrica, ya que favorece el desarrollo de otras técnicas y tecnologías para la transmisión de datos de una forma segura y confiable. Las empresas de servicio eléctrico cuentan con una red instalada a nivel nacional, con toda su estructura de comercialización, ventas y gerencia, que le permite usar esa misma infraestructura como base de operación de una red de comunicaciones. La inversión total se minimiza gracias al uso de la red cableada del servicio eléctrico. La fibra óptica es un medio ideal de transmisión de datos ya que se realiza en forma digital, lo cual amplía infinitamente la capacidad de transferencia, el transporte de datos se hace de forma segura y se pueden lograr altas velocidades de transmisión a grandes distancias. Los servicios que se ofrecen por medio de fibra óptica, logran el avance de los mercados de los países en vías de desarrollo, adentrándolos en el universo de la tecnología y haciéndolos más compatibles con el resto del mundo. Se revisaron los esquemas de transmisión de voz y datos bajo una red eléctrica, seleccionándose los más idóneos para los requerimientos del cliente. Se logró el cabal conocimiento de las tecnologías existentes en el mercado, así como los equipos de comunicaciones que la empresa ABB puede ofrecer en el diseño e instalación de redes de comunicaciones comerciales. Se consiguió una experiencia invalorable en el diseño de una red de alcance nacional, que otorgará servicios de primera a grandes sectores de población; debe resaltarse que el diseño de una red así no es común y ha representado un importante reto, al alcanzarse un diseño que servirá a varios millones de usuarios. Se cumplieron todos los objetivos planteados originalmente en el trabajo, como fueron:

117 CAPÍTULO VI 99 levantamiento de la información y requerimientos del cliente, diseño de la red a nivel nacional, selección de equipos y escalamiento de la red a una tecnología de mayor capacidad de transmisión. Este último punto constituye un aporte significativo al trabajo efectuado ya que no estaba planteado en los alcances inicialmente considerados. Recomendaciones Para optimizar y llegar a la implementación efectiva de este proyecto, se exponen las siguientes recomendaciones: Se recomienda que la instalación de la red con la tecnología de transmisión STM-1 se haga efectiva y pueda consolidarse en el arco de 2 años, para de esta forma, en un futuro próximo realizar la expansión de la red a la capacidad de transmisión mayor STM-4. ABB podría sugerir a ETESAL que amplíe sus servicios al suministro de conectividad a Internet, dadas las capacidades de comunicación por fibra óptica y el tamaño de la red que abarca todo el país. Es importante hacer énfasis particular en el entrenamiento del personal de ETESAL que operará la nueva red, ya que con las nuevas tecnologías es fundamental efectuar una mejora efectiva de los niveles de conocimiento y experticia en la empresa, a fin de garantizar la operatividad y el nivel de calidad de servicio. Las compañías de servicio eléctrico deben promover más instalaciones de redes de comunicaciones a nivel mundial, ya que se percibe como una de las soluciones más confiables para satisfacer las necesidades que los países presentan. En concreto, se sugiere que ABB intente instalar estos sistemas en nuestro país. Por último, se recomienda que la Universidad prepare programas de formación para ingenieros en las áreas de electrónica y telecomunicaciones en el uso de este tipo de tecnologías, para así poder desarrollar un mayor número de servicios y ofrecer al cliente soluciones acordes a sus necesidades.

118 100 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] ABB, ETL 500 Technical Description, Turgi, Suiza, [2] ABB, NSD 550 Technical Description, Turgi, Suiza, [3] ABB, NSD 570 The Teleprotection System, Turgi, Suiza, Enero [4] ABB, NSD 70C Teleprotection Equipment, Turgi, Suiza, [5] ABB, FOX 515 Course Doc, Turgi, Suiza, [6] ABB, FOX 515 Manual, Turgi, Suiza, [7] ABB, FOX 515T Flyer, Turgi, Suiza, [8] ABB, FOX 515X Technical Description, Turgi, Suiza, [9] ABB, Synchronous Transmission Systems (SDH) - A guide to the SDH world, Turgi, Suiza, Octubre, [10] Albornoz, Daniel. Digitalización de la Red Troncal de Comunicaciones de CADAFE. Análisis e Implantación, Trabajo de Grado, Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela, [11] Sanchez, José Golfredo. La Selección del Cable de Guarda con Fibras Ópticas en las Líneas de Transmisión de EDELCA, Trabajo de Grado, Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela, [12] The ABB Group [13] ABB Venezuela [14] Fibra Óptica [15] Fibra Óptica [16] Plesiochronous Digital Hierarchy [17] SDH [18] SDH (Jerarquía Digital Síncrona) [19] Índice de Refracción [20] Modulación PCM (Pulse Code Modulation) [21] La Fibra Óptica - Comparación con otros medios de comunicación

119 101 [22] Optical Aerial Solutions for Energy Networks OPGW, OPPC, MASS, ADSS and ADL s.pdf

120 102 APÉNDICE A.1: Cable de Fibra Óptica ALCATEL: Soluciones Ópticas Aéreas para Redes de Comunicación - OPGW, OPPC, MASS, ADSS y ADL. Las líneas de transmisión, tanto regionales como internacionales, requieren de la automatización de redes modernas y sistemas de control remoto. Para lograr esto, las empresas de servicio comenzaron a equipar sus líneas con sistemas de telecomunicaciones confiables. Ahora, las telecomunicaciones brindan a las empresas de servicio la oportunidad de alquilar las fibras oscuras o la capacidad de transmisión, o simplemente que dichas empresas se conviertan en operadores de telecomunicaciones. Los enlaces de cable de fibra óptica son el fundamento de dichos sistemas de comunicaciones, puesto que proveen una gran capacidad de transmisión para grandes distancias. Al mismo tiempo, no son influenciados por campos electromagnéticos y no exhiben ningún tipo de interferencia, siendo éstas características de suma consideración para la instalación en líneas de alto voltaje. La forma más fácil de conectar plantas de poder y controlar subestaciones, es por medio de líneas de alto voltaje existentes. El método más común es la instalación de un Cable Óptico de Guarda (OPGW-Optical Ground Wire), el cual contiene fibras ópticas alojadas en tubos de acero inoxidable, como sustituto del cable de guarda existente. Otra posibilidad consiste en la incorporación de fibras ópticas en un cable que sustituya uno de los conductores de una fase. Esta solución se denomina Conductor Óptico de Fase (OPPC-Optical Phase Conductor). Además de estas soluciones integradas, pueden instalarse cables adicionales en las torres de transmisión. Los cables de soporte para la instalación en líneas de alto voltaje pueden ser tanto Soporte Metálico Aéreo (MASS-Metallic Aerial Self-Supporting) o Soporte Completamente Dieléctrico (ADSS-All-Dielectric Self-Supporting).

121 103 Cables Ópticos Aéreos en líneas de Transmisión Soluciones Metálicas Soluciones Dieléctricas Cable Óptico de Guarda OPGW Conductor Óptico de Fase OPPC Soporte Metálico Aéreo MASS Soporte Completamente Dieléctrico ADSS Figura 1. Soluciones de Ópticas Aéreas ALCATEL OPGW Cable Óptico de Guarda La sustitución de un cable de guarda existente, combinando las funciones clásicas de un cable de tierra y las capacidades de telecomunicación, tiene una larga historia. Hoy en día, el cable OPGW es la tecnología más importante de equipamiento de líneas de alta tensión con capacidad de transmisión. Un OPGW debe ser capaz de realizar 2 funciones básicas. Por un lado, debe funcionar como un conductor a tierra (conduce a tierra corrientes de corto circuito que resultan de fallas en el sistema eléctrico y resguarda a la línea de relámpagos). Por otro lado, un OPGW debe proteger las fibras ópticas de fuerzas externas y condiciones ambientales fuertes como temperaturas extremas, viento y cargas de nieve. Combinando estas funciones en un solo cable, el OPGW reduce considerablemente la carga en las torres. El desafío es la optimización de las propiedades mecánicas, eléctricas y de transmisión de datos para satisfacer por completo los requerimientos de diseño de la línea. Las principales características de un OPGW son: Gran fuerza mecánica, la cual es principalmente determinada por la cantidad de acero utilizado. Capacidad de corriente de corto circuito, la cual es determinada por la cantidad de aluminio. El número de fibras ópticas

122 104 ALCATEL ha elegido el diseño con tubo de acero para el OPGW. En este diseño, las fibras ópticas se encuentran protegidas por tubos de acero inoxidable los cuales reemplazan uno o más de los cables de la armadura de un simple cable de guarda, formando una solución completamente metálica. Figura 2. Diseño Tubo de Acero OPGW OPPC Conductor Óptico de Fase En algunos casos, las líneas de media tensión y alta tensión hasta 150 kv no están equipadas con un cable de guarda. Como consecuencia, el reemplazo por un OPGW no es posible. Para equipar este tipo de línea de transmisión con fibras ópticas, se puede implementar un Conductor Óptico de Fase (OPPC-Optical Phase Conductor). Aquí, el cable óptico debe proporcionar 2 funciones diferentes. Debe transportar la corriente permanente en el sistema de tres fases, y debe albergar y proteger las fibras ópticas. Generalmente, los cables OPPC son elaborados de acuerdo a los diseños básicos utilizados en la fabricación del OPGW. Al igual que el OPGW, el OPPC tiene la ventaja de combinar funciones sin colocar cargas adicionales en las torres.

123 105 MASS - Soporte Metálico Aéreo Cuando la sustitución de un cable de guarda o conductor de fase es imposible, pueden instalarse cables adicionales en las torres. La única función que estos cables tienen es la de albergar y proteger las fibras ópticas. Una solución universal para todos los niveles de voltaje es el cable de Soporte Metálico Aéreo (MASS-Metallic Aerial Self-Supporting). Este es un pequeño cable armado para instalación adicional en el centro de las torres. Para minimizar la carga adicional, el peso y el diámetro son reducidos significativamente. El diámetro típico de los cables MASS se encuentra entre 9 y 12 mm. La armadura es optimizada de acuerdo solo a la longitud del vano y a los requerimientos de torsión, ya que el cable no tiene ninguna función eléctrica. ADSS Soporte Completamente Dieléctrico Otra solución ampliamente conocida para la instalación adicional en líneas de media y alta tensión es el cable de Soporte Completamente Dieléctrico (ADSS-All-Dielectric Supporting). Un ADSS no contiene ningún elemento metálico. Las fibras son colocadas en varios tubos plásticos los cuales son recubiertos por una o dos chaquetas plásticas. Para hacer este cable auto-soportable, éste contiene elementos fuertes hechos de hilos de aramid. La excelente relación fuerza-peso de este material asegura el bajo peso del ADSS y limita la carga adicional en las torres. Adaptando el contenido de aramid, son posibles los vanos de 800m y hasta de 1 Km, dependiendo de la cantidad de carga adicional permisible.

124 106 APÉNDICE A.2: Equipo multiplexor FOX 515 Los requerimientos de los equipos de acceso de red se encuentran en constante cambio debido a que el área de las telecomunicaciones se está desarrollando en distintos países y de una forma rápida. Las plataformas de acceso deben ser fuertes y seguras para la transmisión de señales críticas en ambientes que no siempre son ideales. El FOX 515 es una plataforma de acceso de telecomunicaciones, multiplexor y un elemento de red de media y gran capacidad. Desde que se comenzó a utilizar la fibra óptica, las empresas eléctricas han reconocido sus ventajas y actualmente se utiliza para los nuevos sistemas de transmisión. El equipo tiene una alta capacidad de manejo de tráfico con nuevas funciones y servicios como el manejo de señales de Jerarquía Digital Síncrona (SDH-Synchronous Digital Hierarchy), V5.2 (protocolo de conexión de la Red de Acceso con la Central Telefónica), ISDN (Red Digital de Servicio Integrado) e Internet. En el mismo equipo podemos encontrar acceso PDH y transporte SDH. Se utiliza como nodo de acceso multiservicio para servicios de telefonía y datos. Entre las facilidades que presenta están: transmisión de voz y datos a través de fibra óptica a distancias alrededor de 120Km; transmisión hasta 155Mbit/s (STM-1); generador y analizador de señales; acceso a redes LAN (10BaseT) a largas distancias. Es un equipo versátil ya que se adapta a redes de cualquier estructura y tamaño, y su capacidad máxima es de 252 canales a 2Mbit/s. Por las razones nombradas anteriormente es utilizado como solución al tráfico TCP/IP y como solución para redes de producción, transmisión y distribución de energía eléctrica. Funciones básicas El sistema básico FOX 515 tiene las siguientes funciones: Conexión Cruzada: la función de conexión cruzada digital se realiza a nivel de 64 kbit/s, n x 64 kbit/s y 2 Mbit/s con una capacidad de hasta 128 x 2Mbit/s. La conexión cruzada puede ser unidireccional o bidireccional. Se pueden realizar conexiones de Inserción Extracción y también existe la función de Difusión en la cual los datos

125 107 individuales y los canales de voz pueden ser enviados simultáneamente a diversas ranuras de tiempo de 64 kbit/s. Protección de Desvío de Tráfico (operación 1+1): para aumentar la confiabilidad de las conexiones importantes, los canales de comunicación pueden ser conectados a través de diferentes caminos de transmisión. El sistema FOX 515 puede detectar la pérdida de una señal y proceder a desviarse automáticamente a la señal que no ha sido alterada. De acuerdo a las diferentes aplicaciones, los siguientes esquemas de protección se encuentran disponibles: o Protección de Sección 1+1: protección de tráfico completa en secciones puntopunto ópticas entre dos sistemas FOX 515. o Protección de Camino 1+1: protección de tráfico sobre cualquier sistema de transmisión transparente o red entre dos sistemas FOX 515. La protección de camino opera como protección n x 64 kbit/s y está disponible como opción en todas las interfaces de datos. o Protección de Conexión de Subred 1+1 (SNCP-Subnetwork Connection Protection): protección de tráfico sobre cualquier sistema de transmisión transparente o red entre dos sistemas FOX 515. o Protección de Camino Lineal 1+1 (LTP-Linear Trail Protection): protección de tráfico a través de una red SDH entre dos sistemas FOX 515. LTP opera como protección a nivel de VC-12 (Contenedor Virtual con señal PDH de 2Mbit/s) y está disponible con las unidades de interfaz SDH del sistema FOX 515. Sincronización: es posible sincronizar un equipo FOX 515 a cualquiera de las siguientes fuentes: o Una señal de reloj externa a 2048 khz o Una señal de 2 Mbit/s o una señal de agregado STM-1 o Un oscilador interno Funciones de Alarma Redundancia para el Control del Sistema: para aplicaciones críticas, es posible equipar con redundancia a la unidad de control denominada COBUX. Una unidad estará activa mientras la otra actúa como reserva (principio de Maestro-Esclavo ). En

126 108 caso de pérdida de la unidad activa, la unidad de reserva tomará lugar en la operación sin ninguna pérdida de señales de tráfico y datos de configuración. Topología de Red: gracias a los distintos tipos de interfaces que pueden ser utilizadas simultáneamente y el concepto de fácil sincronización, el equipo FOX puede soportar cualquier tipo de topología de red, ya sea, lineal, estrella, anillo o tipo malla. El principio de funcionamiento del FOX 515 se basa en la estructura de la Figura 3. Figura 3. Diagrama de BUS FOX 515 Los elementos básicos son el módulo de control central COBUX y la unidad de potencia POSUM. El resto de las unidades son las responsables de la adaptación de las señales y cada una de ellas cumple una función específica. Estas pueden ser de tres tipos: - Interfaces: donde las señales de voz y datos son procesadas en ambas direcciones (recepción y transmisión). - Procesador de señales: que multiplexa y transmite las señales a la trama de 2Mbit/s del UBUS empleando un bus para la transmisión y otro para la recepción.

127 109 - Controlador de comunicaciones: su función es controlar las interfaces y el procesador de señales y comunicarlos a su vez con el control central. Para cumplir con los requerimientos de interfaces de gran tráfico, capacidad de desvío de tráfico interno y compatibilidad con unidades de tráfico existentes, se han implementado en el equipo FOX 515 tres buses diferentes para tráfico de datos, los cuales son: o PBUS (Bus para señales PDH) o UBUS (Bus Universal para señales PDH / SDH) o SBUS (Bus para señales SDH) PBUS: es una estructura de bus para señales de tráfico de diferentes formatos que posean o no Señalización por Canal Asociado (CAS-Channel Associated Signaling). El PBUS proporciona una conexión cruzada sin bloqueo con la capacidad equivalente de 128 x 2Mbit/s para señales de tráfico que posean o no, señalización del tipo CAS. El PBUS consiste en 32+1 líneas físicas cada una con una tasa de bit de kbit/s. 32 líneas del PBUS están disponibles para señales de tráfico. La línea remanente del bus es utilizada para diagnóstico y otros propósitos del sistema y no se encuentra disponible para señales de tráfico (carga). Cada línea del PBUS transporta 4 x 2Mbit/s correspondientes a señales de tráfico y su respectiva información de señalización, en ranuras de tiempo adicionales. UBUS: proporciona una capacidad total de bus de hasta 8 x 2 Mbit/s. El acceso al UBUS está basado en ranuras de tiempo de n x 64 kbit/s. El UBUS se encuentra dividido en dos lados (derecho e izquierdo) de cuatro autopistas cada uno con capacidad de 2 Mbit/s. Sus características principales son: 21 ranuras proporcionan acceso al UBUS Acceso de las autopistas superiores e inferiores dentro de las secciones izquierda y derecha de las autopistas. 6 ranuras con acceso a las 8 autopistas. El UBUS está implementado como un tributario del PBUS. Las conexiones cruzadas para el tráfico en el UBUS se establecen por medio del PBUS. El UBUS determina no solo la estructura para las señales de tráfico sino que también incluye canales estándar para la comunicación del procesador, temporización del sistema y líneas de transmisión.

128 110 SBUS: transporta las señales de tráfico SDH para permitir la Inserción Extracción de señales desde o hacia las tramas STM-1 así como a través de las conexiones entre interfaces STM-1 para el tráfico de señales que quedan en las tramas STM-1. Los módulos que pueden tener acceso a este bus son los que se encuentren en las ranuras de la 2 a la 9 o de la 15 a la 20. Módulos básicos COBUX Es la unidad de control central y presenta 2 versiones COBUX 145 y 146 (128 y 40 autopistas respectivamente). Entre las características principales del módulo se encuentran las siguientes: Es utilizada para la sincronización de otros y es capaz de seleccionar la fuente de sincronización. Posee una base de datos de los equipos de la red, interfaz para el manejo y enrutamiento IP (Internet Protocol) para el ECC (Embedded Control Channel). Conecta los buses internos UBUS y PBUS. Permite una configuración redundante. Se coloca en la ranura 11 y un segundo módulo en la ranura 12 si se trabaja con una configuración redundante. Genera pulsos de 12KHz o 16KHz. Capacidad de enrutamiento y acceso lógico a los canales de manejo de comunicación internos PDH y SDH. Carga la configuración de los elementos de red y hace efectiva esa configuración. Clasifica las fallas de los elementos de red. Este módulo tiene seis interfaces con terminales de 75 Ω ó 120Ω.. La interfaz Qx permite conectar el FOX 515 a una red LAN Ethernet a través de un conector RJ-45. La interfaz F permite conectar el FOX 515 a una PC donde se este utilizando el software UCST o UNEM. También permite el acceso remoto a redes LAN o WAN y/o a redes de manejo basadas en ECC.

129 111 La interfaz Q1 Esclava se conecta al bus local Q que enlaza las interfaces Q (esclavas) directamente a los Manejadores de Elementos (EM-Element Manager); no es posible acceder al ECC a través de esta interfaz. La interfaz Q1 Maestra permite al FOX 515 disponer de la interfaz Q-bus de los elementos de manejo para los Q-bus remotos. La interfaz de Alarma proporciona 4 entradas que aceptan señales digitales y 2 salidas hacia los relés. Por último la interfaz de Sincronización posee 2 entradas de reloj de 2048KHz y 3 salidas de 2048KHz para sincronizar otros equipos. POSUM La POSUM es la unidad de suministro de potencia de 85 W para el multiplexor FOX 515 proporcionando un voltaje regulado de +/- 5 V DC para todas las demás unidades en el equipo. Es posible hacer un sistema redundante con 2 POSUM como protección o varias POSUM como protección n + 1, cuando se instala más de una unidad de potencia y por ende se comparte automáticamente la carga. Opera con un voltaje nominal de 48VDC ó 60VDC y generalmente se coloca en la ranura 21. El voltaje de entrada es separado, reducido, rectificado y estabilizado para proporcionar voltajes de salida de +5V y 5V. La frecuencia del reloj del convertidor es sincronizada a 4096 khz suministrada por la unidad COBUX. Como resultado, cualquier señal parásita en el espectro es limitada a las frecuencias de n x 8 khz y el ruido de banda de la conversión A/D es eliminado. La POSUM monitorea ambas salidas y genera una señal de Falla de Potencia de Salida si una o ambas salidas disminuyen su voltaje por debajo de 4,75 V. Módulos SDH SYNIO Es un módulo SDH de transmisión y ejecuta la terminación de señales STM-1 hacia el SBUS; además puede acceder a los bytes de SOH (Section Overhead) de las señales STM-1. Ocupa dos ranuras adyacentes en el chasis a partir de la ranura 2 del lado izquierdo y del lado

130 112 derecho a partir de la ranura 15. La interfaz está conformada por dos puertos ópticos STM-1 con conectores del tipo E-2000 y es capaz de soportar Protección de línea de la Sección de Multiplexación (1+1 MSP-Multiplex Section Protection). SYNAC Es un módulo SDH de acceso y protección del tráfico del SBUS hacia el PBUS. Tiene terminación de 8 señales VC-12 y mapeo de 2Mbit/s en VC-12. Soporta Protección de Camino Lineal (LTP-Linear Trail Protection) que opera en el nivel VC-12 y es similar a la Protección de Camino (Path Protection); además duplica las señales de protección a ambos puertos de la interfaz SYNIO. Ocupa una ranura en el chasis y no posee interfaces externas. Módulos eléctricos LOMI4 Es el módulo de interfaz eléctrica de 2Mbit/s. Tiene una tasa de datos de 2048Kbit/s y 4 interfaces del tipo G.703. Posee 2 versiones dependiendo del número de interfaces que tenga (4 u 8 interfaces) y soporta Protección de Conexión de Subred (SNCP-Subnetwork Connection Protection). Módulos de telefonía NEMCA Este módulo es la interfaz estándar de voz y se utiliza para el intercambio de información entre centrales telefónicas. Es un módulo que se utiliza generalmente en operaciones de intercambio y se basa en la conversión de una señal analógica a una señal digital de 64Kbit/s y viceversa. Posee 8 interfaces individuales de audio-frecuencia configurables para voz y señalización (E&M- Ear&Mouth Signaling) que pueden operar con modos de 2 o 4 hilos, los cuales pueden

131 113 ser seleccionados de forma manual por medio de conectores. Las interfaces de voz tienen un ancho de banda que va de 300Hz a 3.4KHz incluyendo la señalización. A cada canal de voz se le asignan 2 canales de señalización M E y M E. El módulo NEMCA puede operar en circuitos de configuración de conferencia y opcionalmente con protección 1+1. Utilizando el software es posible ajustar los parámetros y programar pruebas. Ocupa una sola ranura del FOX 515 y es posible colocarlo en cualquier posición. La impedancia de la banda de voz es igual a 600Ω; la máxima longitud del cable es de 260m y la atenuación permitida para una frecuencia de 800Hz es de 0.5dB. Existen dos versiones, la NEMCA 311 y la NEMCA 312, ambas poseen conexión de canal normal pero la segunda tiene también operación 1+1 Los elementos que la conforman son los siguientes: transformadores para aislar eléctricamente las señales de voz transmitidas y recibidas; dispositivos para la protección de sobrevoltaje y acoplamiento de impedancias; un circuito para la digitalización de la señal analógica; un Circuito Integrado Pasivado Epitaxial (EPIC-Epitaxial Passivated Integrated Circuit) para la multiplexación del canal de voz y el de señalización; y un microprocesador que recibe los parámetros de configuración de la NEMCA EXLAN Es la interfaz de intercambio utilizada para conexiones de central telefónica a un teléfono, conexiones teléfono-central y conferencias. Esto es posible ya que simula las funciones de los grupos telefónicos, detecta los correspondientes cambios de señales y transmite los mismos a los módulos SUBLx. En cada módulo están disponibles 12 conexiones de subscriptores. La versión EXLAN 342 posee una interfaz de impedancia de línea compleja y la versión EXLAN 343 es una edición especial de la anterior, ya que se utiliza para distancias mayores. Ambas versiones se basan en la conversión de señales telefónicas analógicas a señales digitales de 64Kbit/s y viceversa. Dependiendo de la versión se pueden desarrollar las siguientes funciones: Discado de pulso

132 114 Discado de tono Funciones de medición Impulso flash Polaridad inversa Indicador de líneas ocupadas Los parámetros como el nivel de entrada de voz, nivel de salida de voz, medición de pulso (habilitado-no habilitado), definición de bit de señalización y loop back de la voz en el teléfono, pueden ser programados individualmente según la aplicación. Módulos PSTN PHLC3 Es un módulo utilizado para aplicaciones con centrales telefónicas. Cada módulo provee interfaces telefónicas de 2 hilos PSTN desde y hacia los subscriptores; tiene disponibilidad para 10 puertos de interfaces. El ancho de banda del canal puede variar de 300 Hz a 3400 Hz y la impedancia nominal es programable. Módulos de Ethernet / TCP/IP LAWA4 Es el módulo de interfaz Ethernet 10BaseT utilizado para la conexión de redes de Acceso Local (LAN-Local Access Network), redes de Acceso Amplio (WAN-Wide Access Network) y como solución al tráfico TCP/IP, en redes tipo estrella, anillo o linear. Puede funcionar como enrutador, puente o multipuente, o como switch de Frame Relay Tiene acceso directo al PBUS con una capacidad de 2 x 2Mbit/s, 2Mbit/s o 64Kbit/s fraccionado y ocupa solo una ranura en el FOX515.

133 115 Módulos de Datos UNIDA Es el módulo de interfaz de datos a múltiples tasas. Las tasas de datos pueden ir de 600 b/s hasta 31 x 64Kbit/s por cada una de las interfaces. Es evidente que con el aumento de los requerimientos para aplicaciones utilizando transmisión de datos, existe la necesidad de soportar un amplio rango de Equipamiento de Terminal de Datos (DTE-Data Terminal Equipment) con una variedad de interfaces y de tasas de datos. Es por ello que este módulo se encuentra disponible en 5 versiones que presentan las siguientes características: 2. Versión N de Tipo de Tasas de datos interfaces interfaz UNIDA V.24/V.28, 0 0.3Kbit/s transp (V.110) RS232 48, 56, nx64kbit/s (n=1...31) synch(v.110) UNIDA V synch/asynch (V.110) 48, 56, nx64kbit/s (n=1...31) synch(v.110) UNIDA X.24/V synch/asynch (X.30) 48, 56, nx64kbit/s (n=1...31) synch(x.30) UNIDA V.36 RS synch/asynch (V.110) 48, 56, nx64kbit/s (n=1...31) synch(v.110) UNIDA V.36 RS synch/asynch (V.110) 48, 56, nx64kbit/s (n=1...31) synch(v.110) UNIDA X.24/V synch/asynch (X.30) 48, 56, nx64kbit/s (n=1...31) synch(x.30) UNIDA V synch/asynch (V.110) 48, 56, nx64kbit/s (n=1...31) synch(v.110) Tabla 1. Versiones de la Interfaz UNIDA

134 116 La longitud de la línea depende de la interfaz utilizada, si la interfaz es X.24 y V.36 sin líneas 140/141/142 la distancia es de 1 Km, por otro lado si la interfaz es V.36, V.35 y V.24 la distancia es de 15 Km Entre las funciones opcionales que tiene la interfaz UNIDA están: protección 1+1, monitoreo constante del desempeño, multiplexación a tasas de datos menores, sincronización y operación punto - multipunto. Módulos de Teleprotección TEBIT Es el módulo de teleprotección del FOX 515. Combina dos posibilidades diferentes de transmisión de señales; la transmisión segura de comandos independientes de teleprotección que pueden ser transportados simultáneamente en canales de 64Kbit/s, y la transmisión de 8 comandos de direccionamiento binarios. El procesamiento y la transmisión de las señales son completamente diferentes para las señales binarias y los comandos de teleprotección. La transmisión de los comandos de teleprotección puede ser optimizada en velocidad o seguridad según se requiera. Como se dijo anteriormente pueden existir 8 comandos binarios, estos son 8 entradas con optoacopladores entre 24 y 60VDC y 8 salidas de relé de estado sólido. Estos comandos binarios tienen la opción de conexión cruzada punto a punto e inserción y extracción. Puede operar en sistemas punto multipunto; posee facilidades de conexión cruzada e inserción y extracción para los comandos de teleprotección; es capaz de grabar eventos por lo que las estaciones tanto receptoras como transmisoras están sincronizadas a través de un GPS. La transmisión es segura mediante un esquema de protección en un nivel de 64Kbit/s la cual monitorea constantemente el desempeño de cada canal de comandos y puede transmitir datos (para las señales binarias) a baja velocidad, hasta 20 baudios. Trabaja con esquemas de protección de disparo permisivo, disparo directo y bloqueo/desbloqueo. Los principios de operación de la teleprotección son los siguientes: Transmisión de señales: se basa en el Concepto de Trama Segura (SFC-Safety Frame Concept) que consiste en una trama de 32 bits de los cuales 8 son utilizados para

135 117 sincronización. La duración de la trama es de 0.5 ms y la misma incluye bits de direccionamiento, codificación de comando y un bit de servicio. Procesamiento de la señal de entrada: las señales de entrada (que pueden estar en un rango de 24 a 250 VDC) se convierten en una señal con Modulación por Amplitud de Pulso (PWM-Pulse Width Modulation). Luego se mide el ciclo de trabajo del PWM que indica la presencia de una señal de comando. Existe una etapa de pre-filtraje para impedir que se transmitan picos de corriente como señales de teleprotección. Modos de operación: para cubrir los requerimientos de los distintos esquemas de protección es posible optimizar la transmisión en cuanto a velocidad y seguridad. Si se desea optimizar la velocidad, el comando de salida se activara luego de evaluar 2 tramas; si se desea optimizar la seguridad, el comando de salida se activara al evaluar 4 tramas. Facilidades de conexión de red y conexión cruzada: los comandos de teleprotección de conexión cruzada trabajan en un nivel de comando individual y soporta un alto grado de flexibilidad dependiendo de las distintas posibilidades de operación las cuales son: configuración simple punto a punto de hasta 4 comandos en una sola dirección; configuración punto a punto en dos direcciones; configuración Inserción-Extracción y configuración de operación tipo T. Reconocimiento del comando de transmisión: el equipo tiene la posibilidad de reconocer la transmisión exitosa de un comando. La señal Command Ack (Comando de Reconocimiento) es una copia de la señal de comando y puede ser conectada al circuito de salida de acuerdo a las posibilidades de la matriz de salida de conexión cruzada. Monitoreo del canal y protección 1+1: los datos recibidos son monitoreados constantemente en busca de errores del código de bloque. Un bloque presenta falla si al menos una trama es incorrecta. Pruebas de lazo y mediciones del retardo de propagación: como los canales de comandos de teleprotección son monitoreados constantemente, cada estación terminal envía un patrón de prueba que es reconocido en la otra estación. Este lazo de prueba se repite cada minuto y se envía independientemente para cada uno de los 4 comandos. Además el retardo de propagación es medido y monitoreado entre las dos estaciones.

136 118 Contador de disparos: por cada comando hay un contador de disparos que puede llegar a contar hasta 99.

137 APÉNDICE B: Propuesta para la Red de Comunicaciones ETESAL 119

138 122 APÉNDICE C.1: Tablas de Configuración de los Módulos del Equipo FOX515 En este Apéndice se muestran las tablas realizadas previamente a la Configuración del equipo FOX 515, para establecer la posición de las tarjetas en las ranuras del equipo y los canales empleados para la transmisión de las señales. S/E SONSONATE SONSONATE MODULO SLOT CANAL DIRECCIÓN POSUM 21 Y 1 COBUX 11 SYNIO 2 Y 3 1 AHUACHAPAN 2 ACAJUTLA SYNAC 4 TEBIT 5 1 AHUACHAPAN 2 ACAJUTLA 6 1 OPICO 2 ATEOS LAWA4 7 LOMI4 8 1 OPICO 2 ATEOS 3 AHUACHAPAN 4 ACAJUTLA EXLAN 9 1 ACAJUTLA 2 ATEOS 3 SAN ANTONIO NEMCA 10 1 AHUACHAPAN UNIDA 12 1 SANTA ANA 2 OPICO 3 ATEOS

139 123 S/E NEJAPA NEJAPA MODULO SLOT CANAL DIRECCIÓN POSUM 21 Y 1 COBUX 11 SYNIO 2 Y 3 1 OPICO 2 SAN ANTONIO 15 Y 16 1 SOYAPANGO 2 CERRON GRANDE SYNAC 4 Y 17 TEBIT 5 1 OPICO 2 SAN ANTONIO 6 1 SOYAPANGO 2 CERRON GRANDE 7 1 SAN MARTIN LOMI4 8 1 SAN MARTIN 2 SOYAPANGO 3 CERRON GRANDE 4 OPICO 9 1 SAN ANTONIO LAWA4 10 EXLAN 12 1 CERRON GRANDE 2 5 DE NOVIEMB NEMCA 13 1 SOYAPANGO UNIDA 14 1 SANTO TOMAS 2 SAN MARTIN 3 CERRON GRANDE S/E SANTA ANA SANTA ANA MODULO SLOT CANAL DIRECCIÓN POSUM 21 Y 1 COBUX 11 SYNIO 2 Y 3 1 GUAJOYO 2 OPICO 15 Y 16 1 AHUACHAPAN SYNAC 4 Y 17 TEBIT 5 1 GUAJOYO 2 OPICO 6 1 AHUACHAPAN LAWA4 7 1 LOMI4 8 1 GUAJOYO 2 OPICO 3 AHUACHAPAN PHLC3 9 Y 10 1 AHUACHAPAN UNIDA 12 1 SONSONATE

140 124 S/E SAN RAFAEL SAN RAFAEL MODULO SLOT CANAL DIRECCIÓN POSUM 21 COBUX 11 SYNIO 2 Y DE NOVIEMBRE 2 TECOLUCA SYNAC 4 TEBIT DE NOVIEMBRE 2 TECOLUCA 6 1 CERRON GRANDE 2 15 DE SEPTIEMB 7 1 SAN MARTIN LOMI DE NOVIEMBRE 2 TECOLUCA 3 CERRON GRANDE 4 15 DE SEPTIEMB 9 1 SAN MARTIN PHLC3 12 Y 13 1 OZATLAN UNIDA DE SEPTIEMB S/E SAN MIGUEL SAN MIGUEL MODULO SLOT CANAL DIRECCIÓN POSUM 21 Y 1 COBUX 11 SYNIO 2 Y 3 1 OZATLAN 2 BERLIN SYNAC 4 TEBIT 5 1 OZATLAN 2 BERLIN DE SEPTIEMB LAWA4 7 1 LOMI4 8 1 OZATLAN 2 BERLIN 3 15 DE SEPTIEMB EXLAN DE SEPTIEMB 2 BERLIN NEMCA 10 1 OZATLAN UNIDA DE SEPTIEMB

141 125 S/E 15 DE SEPTIEMBRE 15 DE SEPTIEMBRE MODULO SLOT CANAL DIRECCIÓN POSUM 21 Y 1 COBUX 11 SYNIO 2 Y 3 1 BERLIN 2 SAN MARTIN 15 Y 16 1 SAN BARTOLO PASANDO POR SAN MARTIN SYNAC 4 Y 17 TEBIT 5 1 BERLIN 2 SAN MARTIN 6 1 SAN MIGUEL 2 SAN RAFAEL 7 1 SAN BARTOLO PASANDO POR SAN MARTIN LOMI4 8 1 BERLIN 2 SAN MARTIN 3 SAN MIGUEL 4 SAN RAFAEL 9 1 SAN BARTOLO PASANDO POR SAN MARTIN PHLC3 12 Y 13 1 SAN MIGUEL UNIDA 10 1 BERLIN 2 SAN MIGUEL 3 SAN RAFAEL

142 126 S/E SAN MARTIN SAN MARTIN MODULO SLOT CANAL DIRECCIÓN POSUM 21 Y 1 COBUX 11 SYNIO 2 Y 3 1 SOYAPANGO 2 15 DE SEPTIEMB 15 Y 16 1 SAN BARTOLO 2 SANTO TOMAS SYNAC 4 Y 17 TEBIT 5 1 SOYAPANGO 2 15 DE SEPTIEMB 6 1 SAN BARTOLO 2 SANTO TOMAS 7 1 NEJAPA 2 SAN RAFAEL LOMI4 8 1 SOYAPANGO 2 15 DE SEPTIEMB 3 SAN BARTOLO 4 SANTO TOMAS 9 1 NEJAPA PHLC3 12 Y 13 1 SOYAPANGO UNIDA 10 1 NEJAPA

143 127 APÉNDICE C.2: Configuración con UCST (Universal Configuration Software Tool) En este apartado se ilustran las figuras relacionadas con la configuración el equipo FOX 515. En la sección Módulos utilizados se muestra el número de tarjetas dispuestas en las ranuras del equipo. Seguidamente, en la sección Diagrama de Conexiones cruzadas, se ejemplifica la interconexión de las señales entrantes y salientes al equipo, así como su destino y origen, ranura de tiempo en la cual se transmitirán y canal de transporte. S/E SONSONATE o Módulos Utilizados

144 o Diagrama de Conexiones Cruzadas 128

145 129 S/E NEJAPA o Módulos Utilizados

146 o Diagrama de Conexiones Cruzadas 130

147 131 S/E SANTA ANA o Módulos Utilizados

148 o Diagrama de Conexiones Cruzadas 132

149 133 S/E SAN RAFAEL o Módulos Utilizados

150 o Diagrama de Conexiones Cruzadas 134

151 135 S/E SAN MIGUEL o Módulos Utilizados

152 o Diagrama de Conexiones Cruzadas 136

153 137 S/E 15 DE SEPTIEMBRE o Módulos Utilizados

154 o Diagrama de Conexiones Cruzadas 138

155 139 S/E SAN MARTIN o Módulos Utilizados

156 o Diagrama de Conexiones Cruzadas 140