UNIVERSIDAD DEL AZUAY

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1 UNIVERSIDAD DEL AZUAY FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Diseño de una red GPON para el sector Puertas del Sol Las Pencas en la ciudad de Cuenca TRABAJO DE GRADUACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO ELECTRÓNICO AUTOR: WILSON GEOVANNY RODRÍGUEZ ZEA DIRECTOR: EDGAR RODRIGO PAUTA ASTUDILLO CUENCA-ECUADOR 2012

2 RODRIGUEZ ZEA. i Agradecimiento Agradezco ante todo a Dios por darme la fuerza y la vida para poder realizar esta monografía, a mis padres y hermana por su apoyo incondicional, al ingeniero Edgar Pauta, mi director, al ingeniero Félix González quien amablemente dispuso su ayuda.

3 RODRIGUEZ ZEA. ii Dedicatoria A mi familia, en especial a mis padres quienes siempre han estado presentes, con su apoyo e incentivo incondicional.

4 RODRIGUEZ ZEA. iii

5 RODRIGUEZ ZEA. iv

6 RODRIGUEZ ZEA. v INDICE DE CONTENIDOS Agradecimiento... i Dedicatoria... ii Resumen... iii Abstract... iv Índice de contenidos... v Índice de acrónimos... ix Introducción... 1 CAPITULO 1: ESTUDIO DE TECNOLOGIAS PON 1.1 XPON: redes ópticas pasivas Estructura y funcionamiento de una red XPON Arquitecturas FTTH Arquitecturas basadas en Ethernet Arquitecturas basadas en pon Requerimientos para una arquitectura GPON FTTH Beneficios de la arquitectura de una red GPON Esquema genérico de una red GPON Experiencias en la implementación de tecnología pon FTTH CAPITULO 2: DETERMINACION DE LA DEMANDA 2.1 Criterios para determinación de demanda Puntos de delimitación Universo de población Categoría residencial y pymes Encuesta Resumen de resultados CAPITULO 3: DISEÑO DE RED 3.1 Consideraciones para el diseño Topología Distribución de la capacidad de red Delimitación de distritos Identificación y nomenclatura Presupuesto de red (Budget) Análisis de pérdidas Especificaciones técnicas de los equipos activos... 42

7 RODRIGUEZ ZEA. vi OLT Alternativas de equipos OLT de diferentes fabricantes ONT Alternativas equipos ONT de diferentes fabricantes Análisis de presupuesto de red respecto a sensibilidad de equipos. activos Especificaciones para elementos de red pasiva Fibra óptica Splitters Conectores ODF CAPITULO 4: PRESUPUESTO DE EQUIPOS, MATERIALES, Y MANO DE OBRA PARA IMPLEMENTACION DE LA RED GPON 4.1 Equipos y materiales Presupuesto de equipos activos en la oficina central Mano de obra de instalación Presupuesto total para implementación inicial CAPITULO 5: ANALISIS ECONOMICO 5.1 Inversiones Gastos Ingresos Flujo neto Evaluación financiera CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA ANEXOS PLANOS

8 RODRIGUEZ ZEA. vii INDICE DE TABLAS Tabla 1.Clasificacion PON Tabla 2..Anchos de banda típicos Tabla 3..Resumen de resultados de encuestas Tabla 4. Splitters distrito Tabla 5. Splitters distrito Tabla 6. Splitters distrito Tabla 7. Pérdidas de Splitter Tabla 8.. Especificaciones OLT GPON Tabla 9. Especificaciones ONT GPON Tabla 10. Comparativa entre ONTs Tabla 11. Especificaciones cable fibra óptica DRAKA ezprep Tabla 12. Especificaciones técnicas de Splitter Tabla 13. Especificaciones técnicas de conectores Tabla 14..Caracterisiticas de ODF 3Dnet Tabla 15.. Equipos y materiales para distrito Tabla 16. Equipos y materiales para distrito Tabla 17.. Equipos y materiales para distrito Tabla 18. Equipos para oficina central Tabla 19. Mano de obra para distrito Tabla 20. Mano de obra para distrito Tabla 21.. Mano de obra para distrito Tabla 22. Presupuesto total para implementación inicial Tabla 23. Gastos en 5 años Tabla 24. Gastos en 5 años acumulado Tabla 25. Tabla de amortización anual Tabla 26. Ingresos por año Tabla 27. Flujos... 62

9 RODRIGUEZ ZEA. viii INDICE DE FIGURAS: Figura 1. Estructura típica de una red PON Figura 2. Esquema de una red GPON Figura 3. Sector delimitado para cobertura Figura 4. Distribucion de Encuestas 18 Figura 5. Esquemas FTTH y FTTB Figura 6. Caracteristicas FTTH y FTTB Figura 7. Topología Arbol - Ramal Figura 8. Evento 1 Troncal Figura 9. MOTOROLA. AXS Figura 10. HUAWEI OLT MA5600T Figura 11. Análisis comparativo fabricantes de OLT Figura 12. MOTOROLA ONT 1400GT Figura 13. ONT de Huawei HG Figura 14. Rango de sensibilidad de los equipos Huawei Figura 15. Flujo de capital por año

10 RODRIGUEZ ZEA. ix INDICE DE ACRONIMOS TDMA: Time Division Multiplexing WDM: Wavelength Division Multiplexing PYMES: Pequeña y media empresa dbm: Nivel de potencia en decibelios en relación a un nivel de referencia de 1 mw Gbps: Gigabit por segundo Mbps: Megabit por segundo OLT: Optical Line Termination ADSL: Asymmetric Digital Subscriber Line GPON: Gigabit Passive Optical Network EPON: Ethernet Passive Optical Network BPON: Broadband Passive Optical Network PON: Passive Optical Network FTTC: Fiber to the Corner FTTN: Fiber to the Neighborhood FTTH: Fiber to the Home FTTB: Fiber to the Building ONU: Optical Network Unit ONT: Optical Network Terminations AES: Advance Encryption Standard ISP: Internet Service Provider ADSS: All Dielectric Self Supported EIA/TIA 568: Estándares de la Asociación de Industrias de Telecomunicaciones

11 RODRIGUEZ ZEA. 1 Rodríguez Zea Wilson Geovanny Trabajo de graduación Ing. Edgar Pauta Astudillo Noviembre 2011 DISEÑO DE UNA RED GPON PARA EL SECTOR PUERTAS DEL SOL LAS PENCAS CIUDAD DE CUENCA INTRODUCCION En la actualidad se trabaja con tecnologías que explotan el bucle de abonado de cobre (como por ejemplo el Cable Modem y el ADSL); sin embargo, es necesario cubrir la continua demanda de los usuarios con un ancho de banda mayor. Es en este punto donde se halla el inconveniente de las tecnologías basadas en cobre, sólo pueden ofrecer a lo sumo un ancho de banda en canal descendente de 100 Mbps y en ascendente hasta los 50 Mbps. Además, a esto es necesario sumarle el hecho que estos valores disminuyen rápidamente a medida que la distancia entre el usuario y la central aumenta. Las redes de fibra óptica surgen como la gran solución al problema debido a la necesidad de un mayor ancho de banda, por la oferta de nuevos servicios en telecomunicaciones. Partiendo de esta breve visión se considera que la implementación de un red PON (REDES ÓPTICAS PASIVAS) permitirá suministrar servicios de banda ancha basados en fibra a empresas de todos los tamaños y usuarios residenciales, sin la necesidad de disponer de costosos componentes electrónicos activos en la planta exterior, permitiendo que las organizaciones cuenten con servicios de ancho de banda mayores, a un precio atractivo. Sin embargo, para brindar los servicios de Internet, telefonía y TV por cable utilizando una sola red, se requiere una actualización de la infraestructura para que puedan interactuar estos servicios y así soportar altas velocidades de transferencia de datos. La dimensión del mercado determina el número de clientes y, por tanto, el número de conexiones necesarias para ofrecer un servicio de calidad. Esta cifra depende del número de habitantes y del grado de

12 RODRIGUEZ ZEA. 2 penetración actual de los clientes con acceso a Internet y el resto de servicios que una red de telecomunicaciones les pueda proporcionar.

13 RODRIGUEZ ZEA. 3 CAPITULO 1 ESTUDIO DE TECNOLOGIAS PON 1.1 xpon: REDES OPTICAS PASIVAS Una red óptica pasiva conocida como PON (Por sus siglas en inglés PASIVE OPTICAL NETWORK) se basa en componentes ópticos pasivos (divisores ópticos pasivos) permitiendo eliminar todos los componentes activos existentes entre el servidor y el cliente para así guiar el tráfico por la red, cuyo elemento principal es el dispositivo divisor óptico (conocido como splitter), lo cual reduce considerablemente los costos de infraestructura. Se utilizan principalmente en las redes - FTTC (FIBER TO THE CORNER) FIBRA A LA ESQUINA - FTTN (FIBER TO THE NEIGHBORHOOD) FIBRA AL BARRIO - FTTH (FIBER TO THE HOME) FIBRA AL HOGAR ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE UNA RED xpon Una red óptica pasiva está formada básicamente por: - Un módulo OLT (Optical Line Terminal - Unidad Óptica Terminal de Línea) que se encuentra en el nodo central. - Un divisor óptico (splitter). - Varias ONUs (Optical Network Unit - Unidad Óptica de Usuario) que están ubicada en el domicilio del usuario. La transmisión se realiza entones entre la OLT y la ONU que se comunican a través del divisor, cuya función depende de si el canal es ascendente o descendente. En definitiva, PON trabaja en modo de radiodifusión utilizando splitters (divisores) ópticos o buses.

14 RODRIGUEZ ZEA. 4 Canal descendente: En canal descendente, una red PON es una red punto-multipunto donde la OLT envía una serie de contenidos que recibe el divisor y que se encarga de repartir a todas las unidades ONU, cuyo objetivo es el de filtrar y sólo enviar al usuario aquellos contenidos que vayan dirigidos a él. En este procedimiento se utiliza la multiplexación en el tiempo (TDMA) para enviar la información en diferentes instantes de tiempo. Canal ascendente: En canal ascendente una PON es una red punto a punto donde las diferentes ONTs transmiten contenidos a la OLT. Por este motivo también es necesario el uso de TDMA para que cada ONU envíe la información en diferentes instantes de tiempo, controlados por la unidad OLT. Al mismo tiempo, todos los usuarios se sincronizan a través de un proceso conocido como "Ranging". Aspectos a contemplar: Para que no se produzcan interferencias entre los contenidos en canal descendente y ascendente se utilizan dos longitudes de onda diferentes superpuestas utilizando técnicas WDM. Al utilizar longitudes diferentes es necesario, por lo tanto, el uso de filtros ópticos para separarlas después. Finalmente, las redes ópticas pasivas contemplan el problema de la distancia entre usuario y central; de tal manera, que un usuario cercano a la central necesitará una potencia menor de la ráfaga de contenidos para no saturar su fotodiodo, mientras que un usuario lejano necesitará una potencia más grande. Esta condición está contemplada dentro de la nueva óptica y por motivos de delimitación no será tratado en este documento

15 RODRIGUEZ ZEA ARQUITECTURAS FTTH Construir una red FTTH constituye una amplia y compleja labor, y por lo tanto costosa. La parte dominante de un despliegue FTTH, es la obra civil, con una relativa pequeña parte correspondiente al cableado de fibra en sí. Esto implica que para proveer de una pre- acondicionamiento de obras complementarias para la instalación de una red de este tipo se deben aprovechar al máximo dichas obras y recursos ya existentes, que faciliten el proyecto Sin embargo, la red de fibra de acceso en planta externa, y su esquema de distribución tienen un ciclo de funcionamiento por encima de los 30 años. Esta longevidad y el alto costo y labor requeridos en su construcción física, demanda una alta precisión y correcto diseño de dicha red de fibra, esto, porque una vez construida la red, es costoso cambiarla. Las Arquitecturas basadas en FTTH se clasifican en tres categorías de distribución - Arquitecturas de anillo de switches Ethernet - Arquitecturas de estrella de switches Ethernet - Arquitecturas en árbol usando tecnologías PON ARQUITECTURAS BASADAS EN ETHERNET Los requerimientos de una rápida oferta y a bajo costo por subscriptor, han desarrollado hasta ahora arquitecturas basadas en Ethernet. Transmisión por Ethernet se ha vuelto una comodidad en el mercado de redes empresariales, lo que ha llevado a tener precios competitivos, productos probados y ciclos rápidos de innovación. Estas arquitecturas son basadas en switches colocados en subterráneos de unidades habitacionales y empresariales interconectados por Ethernet con capacidades de hasta

16 RODRIGUEZ ZEA. 6 1 GB en una estructura en anillo y constituyen una excelente opción en cuanto a seguridad y posibles elementos extraños que atentan contra la integridad dela red. Pero su desventaja es la compartición del ancho de banda en cada anillo de acceso (1Gbps) que es comparativamente hablando, pequeña en relación a requerimientos a largo plazo, lo que representaría un problema a la hora implementar escalarmente algún tipo de ampliación o migración del tipo de arquitectura ARQUITECTURAS BASADAS EN PON Arquitecturas PON para despliegues FTTH son caracterizadas por divisores ópticos pasivos que distribuyen la fibra para cada cliente usando rangos de división de hasta 1:128. La arquitectura física de PON FTTH típicamente soporta el protocolo Ethernet. Y para los casos de necesidad de servicios de TV digital o análoga, se dispone de una adicional ventana de bajada. La figura 1 ilustra la estructura típica de una red PON con su variedad de terminaciones de red óptica (Optical network terminations, por sus siglas en ingles ONTs ) y unidades ópticas de red (Optical network units, por sus siglas en ingles ONUs). ONTs son usualmente utilizadas para usuarios finales individuales, mientras que las ONUs son típicamente colocadas en subterráneos o esquinas para ser utilizadas por un número limitado de clientes. Servicios de voz, video, y datos son distribuidos por medio de un apropiado medio de transmisión hacia usuarios.

17 RODRIGUEZ ZEA. 7 Figura 1 Estructura típica de una red PON Fuente Consultado en Octubre 2011 Actualmente existen 3 principales estándares para PON, ilustrados en la tabla 1. Los anchos de banda mostrados indican las capacidades de subida y bajada de transmisión de bits. La taza de transmisión de bits debe ser compartida por 2 hasta 64 usuarios, dependiendo del despliegue y las características de la demanda. BPON EPON GPON Standard ITU-T G.983 IEEE 802 3ah ITU-T G.984 Ancho de banda Bajada sobre los 662 Mbps Subida a 156 Mbps Sobre los 125 Gbps simétricos Bajada sobre los 2.5 Gbps Subida sobre los 1.25 Gbps Longitud de onda de bajada 1490 y 1550 nm 1550 nm 1490 y 1550 nm Longitud de onda de subida 1310 nm 1310 nm 1310 nm Transmisión ATM Ethernet Ethernet, ATM, TDM Tabla 1 Clasificación PON Fuente: Consultado en Octubre 2011

18 RODRIGUEZ ZEA REQUERIMIENTOS PARA UNA ARQUITECTURA GPON FTTH Se deben considerar una serie de requerimientos importantes que enfrentan los proveedores el servicio, que despliegan de la arquitecta GPON. - Compartir el ancho de banda El ancho de banda en el árbol de fibra PON es compartido entre el mayor número de clientes posibles, con el fin de beneficiarse del ahorro del costo potencial en función de cada suscriptor. Como la tecnología GPON ofrece 2.5 Gbps en la capacidad de bajada, no parece proveer a largo plazo el crecimiento de los servicios dado el crecimiento exponencial de la demanda del ancho de banda. Además una proporción del ancho de banda debe ser reservada para los servicios de streaming, reduciendo en ancho de banda que puede ser compartida estadísticamente. - Encriptación Como todos los PON constituyen efectivamente un medio compartido, la encriptación es necesaria en todos los flujos de datos. La encriptación del GPON es solo de bajada, y el uso del Advanced Encryption Standard (AES), con claves de 256-bit aumenta la protección de la privacidad de los clientes finales, así como mejora la capacidad de los proveedores del servicio para prevenir el robo del servicio. Sin embargo la solidez del AES crea una falta en el rendimiento. El encriptado requiere una sobrecarga substancial con cada paquete, el cual puede dependiendo de la mezcla de tráfico, reducir considerablemente la tasa de bits utilizables en una red PON. Los servicios que requieren una alta privacidad, como instituciones financieras, podrían presentar objeciones con el hecho de ser conectados a cualquier estructura publica de medios compartidos, incluso con una encriptación basada en links, porque

19 RODRIGUEZ ZEA. 9 no hay garantías que el código no sea descifrado, he aquí la necesidad de desarrollar mejores sistemas de encriptación, y de restricción sobre el acceso a estas plataformas - Operación de alta velocidad de Bits Debido a la naturaleza de medio compartido del PON, todos los puntos finales (ONT/OLT) deben funcionar a la velocidad del bit total. Incluso si el cliente solo está pagando por 25 Mbps, cada subscriptor de ese árbol PON tiene que funcionar a 2.5 Gbps (GPON). Operando electrónicos y ópticas a 100 veces la tasa bit requerida tiene implicaciones en los costos, particularmente donde los volúmenes no son muy altos. - Requerimientos de alto poder de óptica Cada divisor óptico de 1:2 causa una degradación del presupuesto de poder óptico de 3.4 db (equivalente a una relación de potencia de 110). Por lo tanto en este modelo todos los trasmisores ópticos de una arquitectura GPON necesitan proveer 110 veces más potencia óptica comparado con un Ethernet FTTH punto a punto de soluciones dada la misma distancia para superar BENEFICIOS DE LA ARQUITECTURA DE UNA RED GPON Existen dos grandes beneficios para los proveedores de servicios que despliegan arquitecturas GPON respecto a los de fibra punto a punto. - Ahorro de fibra de acceso La fibra de ahorro entre el divisor óptico (splitter) y la oficina central es el aspecto más relevante en el despliegue de una red PON FTTH.

20 RODRIGUEZ ZEA Menor requerimiento de puertos en la oficina central En una topología de red punto a punto, es necesaria la existencia de un puerto óptico por cliente, lo cual supone mayores costos comparado con una arquitectura de compartición de puertos, para un alto número de usuarios como es una topología punto multipunto, en este caso GPON. Esto a pesar de que el costo de estos últimos es mucho más elevado en comparación a puertos Ethernet o de punto a punto, tecnología que por estar mucho antes en el mercado, implica la necesidad de un mayor número de unidades de este tipo, y un menor costo. Se debe anotar que el manejo de un alto número de fibras, en un caso punto a punto, se vuelve complicado, sin una clara y organizada distribución física de hilos y componentes en el rack de la oficina central, hecho que no es un problema en una topología punto multipunto ESQUEMA GENERICO DE UNA RED GPON La red GPON es un tipo de red que utiliza la fibra óptica como medio de transmisión. Mediante un divisor óptico de señal es capaz de dar servicio a múltiples terminales al mismo tiempo. Una de las ventajas de este divisor óptico, es que al ser pasivo no tiene un consumo eléctrico elevado, con el consecuente ahorro de energía. Una red PON cuenta con tres elementos de red imprescindibles, como son el Optical Line Termination (OLT), el cual hace la función de operadora de telecomunicaciones, las Optical Network Terminal (ONT), son las terminales que hay en casa de cliente, y el divisor óptico que antes hemos comentado, también llamado Splitter. Por ahora, la distancia máxima que se recomienda es de 20 Km, pero los protocolos están preparados para poder en un futuro alcanzar los 60 Km. Si estos datos los

21 RODRIGUEZ ZEA. 11 comparamos con el actual ADSL, donde la distancia máxima está alrededor de 5 Km, aunque en estas distancias se produce una atenuación importante, podemos comprender el interés creciente por las nuevas tecnologías PON. TELECOMUNICATIONS AND INTERNET BACKBONE NETWORK 10/40/100 Mbps IP NETWORK CENTRAL OFFICE VIOEO/AUDO OVER IP CATV OVERLAY SERVICE OLT OTHER NETWORK OPTICAL LINE TERMINAL MDU MULTIPLE DWELING UNIT Figura 2. Esquema de una red GPON Fuente: upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/11550/1/65564.pdf. Consultado en Octubre 2011

22 RODRIGUEZ ZEA EXPERIENCIAS IMPLEMENTACION DE TECNOLOGIA PON FTTH 1 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA Verizon, con el desarrollo tanto de redes BPON Y GPON ha establecido un crecimiento de su oferta de ancho de banda de 6 megas en el 2006 a 18 megas hasta el 2010, con un equivalente de 59% de conexiones bajo modalidad PON respecto a un 42% de redes P2P (Punto a punto) ASIA PACIFICO Japón, con aproximadamente 600 mil subscriptores, más del 50% del total al nivel mundial, en tecnologías EPON Y GPON Corea: Hanaro Telecom GPON Singapur Telecom GPON 1 GODERIS, Danny: Flexible GPON Architectures for mass market FTTH, Alcatel-Luncent, Barcelona. 2007, p. 2

23 RODRIGUEZ ZEA. 13 CAPITULO 2 DETERMINACION DE LA DEMANDA 2.1 CRITERIOS PARA DETERMINACION DE LA DEMANDA La implementación y oferta de más y mejores servicios de telecomunicaciones, va de la mano con la demanda por parte de la población de soluciones tecnológicas que abastezcan y cubran sus necesidades de comunicación y de acceso a la información, principalmente en formatos multimedia, los cuales, por su naturaleza requieren una plataforma e infraestructura tecnológica más robusta, con capacidades de procesamiento y transporte mucho mayores, reflejadas en un incremento del ancho de banda. El grado en que una persona requiere más canales de acceso a información, viene generalmente ligado por su nivel de instrucción académica y cultural. Las herramientas, como el internet y todas sus diversificaciones y alternativas, se vuelven indispensables cuanto más una persona haya tenido oportunidades de acceder a ellas. El costo y las oportunidades de acceder a recursos tecnológicos a mayor escala, en este caso servicios de telecomunicaciones, viene dado por la capacidad económica de costear dichos recursos. Es decir, cuanta mayor capacidad económica posean, mayor será la capacidad de contratar estos servicios. Es por eso que para determinar el grado de demanda que un sector de la población pueda tener hacia servicios de telecomunicaciones de nueva generación, como plan piloto, debemos partir del concepto de capacidad económica de los posibles subscriptores, esto considerando que dichos servicios no están dentro de los básicos o de canasta básica.

24 RODRIGUEZ ZEA. 14 En base a las consideraciones anotadas, se ha delimitado un sector geográfico en la ciudad de Cuenca, en el cual mayoritariamente se pueden encontrar como denominador común en su población personas de clase media alta, alta con capacidades económicas por encima de la media común de la ciudad. El sector Puertas de Sol Las Pencas, un sector casi en su totalidad residencial, con una densidad poblacional promedio cercana al total de la ciudad, aunque en ciertas zonas pueda llegar a ser alta por la existencia de varios edificios y conjuntos habitacionales, con algunos predios considerados comerciales, de pequeña y mediana empresa PYMES. 2.2 PUNTOS DE DELIMITACION La delimitación del sector viene dada de la siguiente manera POR EL ESTE La Avenida Unidad Nacional. POR EL NORESTE La Calle Miguel Morocho. POR EL NORTE Las Calles Mariscal Lamar, Las Pencas y Camino al Tejar. La Avenida de las Américas POR EL OESTE La Calle La Higuerilla POR EL SUROESTE La Calle Pasaje Cordero

25 RODRIGUEZ ZEA. 15 POR EL SUR La Calles Ramona Cordero y Rafael Sojos, Las Avenidas Ricardo Darquea, Doce de Abril y Unidad Nacional.

26 Figura 3 Sector delimitado para cobertura RODRIGUEZ ZEA. 16

27 RODRIGUEZ ZEA UNIVERSO DE POBLACION En base del sistema AS400 de la empresa ETAPA se ha realizado un inventario de distritos y cajas de dispersión secundarias, que están en funcionamiento dentro del sector en estudio. Contabilizando aproximadamente 400 cajas de dispersión, distribuidas uniformente por el sector, con una media de abonados de servicios de telefonía fija e internet, de 6 por caja, lo que representa 2400 abonados con servicio. Al momento de la realización de las encuestas se encontraron, en ciertos casos, dificultades por la no disponibilidad y falta de colaboración por parte de los encuestados, razón por la cual, solo se pudieron realizar 159 encuestas, en persona y por teléfono (Este último en menor escala) que representan el 6,63% del universo total de abonados de la Empresa Municipal, una muestra inferior respecto al 10% que inicialmente se había planeado realizar. Cabe anotar que en vista de esta limitación, se replanteo y mejoró la toma de la muestra, tomando en cuenta las cajas más representativas entre otras cercanas similares, y se omitió varias que estaban subutilizadas y en reserva (Por ejemplo el grupo de cajas secundarias en el edificio La Cuadra). En la figura 4 se puede observar los puntos dentro del área delimitada para el proyecto, donde se han sido realizadas encuestas

28 Figura 4 Distribución de Encuestas RODRIGUEZ ZEA. 18

29 RODRIGUEZ ZEA CATEGORIA RESIDENCIAL Y PYMES RESIDENCIAL El mercado residencial requiere de tecnología Asimétrica GPON. Esta tecnología permite sobrepasar los 32 Mbps de bajada y los 10 Mbps de subida, sin inconvenientes, soportando un máximo de 64 subscriptores por puerto es decir, por 1 hilo de fibra óptica. A continuación en la tabla 2, se especifica los requerimientos de banda ancha para poder operar los diferentes servicios y aplicaciones en telecomunicaciones. Tabla 2 Anchos de banda típicos Fuente: Consultado en Junio 2011 PYMES El mercado de las pequeñas y medianas empresas requiere hoy en día conexiones simétricas de altas velocidades, por lo que las tecnologías basadas en xdsl o inalámbricas quedan descartadas (estas últimas pueden utilizarse como complemento en casos determinados). La apuesta tecnológica para PYMES iría enfocada hacia velocidades simétricas de 100Mbps y para conseguirlas, las únicas tecnologías que cumplen con estos requisitos son las basadas en PON, particularmente GPON

30 RODRIGUEZ ZEA. 20 Por qué GPON? GPON, al ser una evolución de EPON soporta tasas lo suficientemente elevadas para garantizar 1Gbps a los clientes que lo requieran. Además, este mismo despliegue puede ser utilizado para las grandes empresas y así ofrecer 10/100Mbps (subida/bajada) o 1000Mbps simétricos en función de las necesidades del cliente. Respecto a los usuarios, las redes GPON permiten el soporte del doble de usuarios que en EPON, 64 frente a 32. Esto permite mayor aprovechamiento de la fibra y reducción de costos. 2.4 ENCUESTA Para tener una referencia de cuanto una empresa o persona conoce de servicios de nueva generación y que probabilidades existen que sean potenciales clientes, se elaboró una hoja de encuesta que sea lo más simple, corta y de fácil comprensión, aspirando que al encuestado no le tome más de un minuto realizar, y que no requiera información de difícil recordación. Para esto se determinaron los siguientes criterios de consulta, de manera que se puedan obtener las preferencias del encuestado sobre lo que dispone y requiere en telecomunicaciones: 1.- Identificar necesidades y deseos del consumidor 2.- Identificar como los servicios satisfacen los deseos del cliente 3.- Saber con qué servicios de telecomunicaciones está familiarizado 4.- Desarrollar un orden y porcentaje de utilización (importancia) de servicios 5.- Registrar servicios de la competencia Una vez determinada la intención de la consulta, la hoja de encuesta se presenta de la siguiente manera:

31 RODRIGUEZ ZEA. 21

32 RODRIGUEZ ZEA RESUMEN DE RESULTADOS Tabla 3. Resumen de resultados de encuestas Según se muestra, un 65.41% de los encuestados le gustaría contratar al menos un servicio de nueva generación, además de telefonía fija y en ciertos casos televisión pagada e internet, lo cual nos indica, que del universo poblacional del sector en

33 RODRIGUEZ ZEA. 23 estudio, deberíamos planificar una implementación inicial de infraestructura para aproximadamente 1200 subscriptores, distribuidos en base de las características y ubicaciones de predios además de la densidad poblacional sectorizada para residenciales y PYMES. Para la planificación se debe tomar en cuenta, un incremento de la demanda, en los próximos 5 años, considerando el número máximo (techo) de posibles subscriptores que han manifestado en las encuestas, su deseo de contratar estos servicios a futuro. Una tabla que compila el resultado de todas las encuestas por pregunta, puede ser encontrada en la parte de Anexos.

34 RODRIGUEZ ZEA. 24 CAPITULO 3 DISEÑO DE LA RED GPON El objetivo de este proyecto es dimensionar una red que permita cubrir el área delimitada en el sector PUERTAS DEL SOL-LAS PENCAS, ofreciendo una calidad y servicio superior a la actual oferta de los operadores privados. Es por ello que, partimos de la premisa de poder ofrecer servicios de Triple-Play, es decir, conexión telefónica, televisión e Internet con todas sus alternativas como por ejemplo streaming de contenidos en alta definición (hasta 1080p)2. Por tanto, y con miras al futuro y a posibles nuevas exigencias, debemos para el diseño, considerar la tabla 2 descrita en el capítulo 2 como especificación del servicio que se ofrecerá en Triple- Play. Estos valores permitirán ofrecer con calidad todos los servicios planteados La estructura de una red GPON se describe en la figura 5, en donde constan: 2 Modo de video HDTV (1080 líneas horizontales de resolución vertical de pantalla)

35 RODRIGUEZ ZEA. 25 Figura 5. Esquemas FTTH, FTTB. Fuente Consultado en Octubre Un transmisor óptico en línea OLT - Un terminal óptico de red - Una red de distribución óptica pasiva (fibra, mangas, empalmes, divisores ópticos, conectores) Figura 6. Características FFTH, FFTB. Fuente: Consultado en Octubre 2011

36 RODRIGUEZ ZEA. 26 En la figuras 5 y 6 se despliegan las dos alternativas de FTTx, a aplicar en el proyecto, basado en las características de los predios. FTTH(Fiber to the Home) llega con fibra de abonado hasta el cliente final, y el FTTB (Fiber to the Building) que llega con fibra hasta el edificio, para en ese punto interconectarse con red de cobre, con características estándar categoría 5 o superior según la norma EIA/TIA 568 que permita capacidades de tráfico de 100Mbps, necesarias para las aplicaciones proyectadas. 3.1 CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO Para el dimensionamiento de red se han realizado las siguientes consideraciones: 1.- Se ha establecido una zona en el sector urbano, mayoritariamente residencial, con variantes de casas y edificios y en menor grado comercial de mediana empresa. 2.- El presente diseño incluye la red GPON necesaria, comprendida entre la OLT y ONT, por lo que no se considera la etapa de administración de servicios desde el centro de gestión ubicado en el nodo de TOTORACOCHA, hasta el usuario final, donde asumimos que el servicio se entrega de manera satisfactoria. 3.- Para el diseño, se ha dividido la zona de cobertura en distritos y sub-distritos, todos convergentes al nodo de servicio. 4.- Se disponen de los planos correspondientes a predios, ubicación de postería y canalización subterránea con los cuales, en la medida de lo posible, se trabajó para el diseño y construcción de la red, de modo de no tener que incurrir en obras civiles adicionales. 5.- La topografía del sector delimitado para la cobertura en la ciudad de Cuenca, es asumida como tal, en sus características reales en distancias, manzanas y calles 6.- El nodo de servicio, en donde se colocara el OLT, se ubicara en un nodo existente en las calles Av. Ordoñez Lazo y Jacaranda, el cual esta interconectado por la red metro de fibra, existente en topología anillo, tanto con la central del EJIDO, como

37 RODRIGUEZ ZEA. 27 con la central CENTRO, que en cualquiera de los casos se interconectan con la central de TOTORACOCHA. Aquí es donde se encuentra el ISP (Internet Service Povider), el Gateway de Voz, y donde se conectaría el proveedor de servicios multimedia o CATV si fuere el caso. 7.- Los lugares donde se ubicaran las mangas de empalme y splitters serán en su mayoría sobre postes existentes. 8.- La distribución de capacidad, ha sido dimensionada en base de los resultados de las encuestas, en los cuales se obtuvo dos porcentajes del universo de habitantes, un porcentaje de clientes a los que se brindaría el servicio al inicio y a un corto plazo de la implementación del proyecto, y otro porcentaje a los que se aspiraría servir dependiendo si las tarifas de los planes se reducen con la masificación del servicio. 3.2 TOPOLOGIA La figura 7 describe la configuración de la red desde el punto de vista de la topología, en este caso Árbol-Ramal, en donde existen dos niveles de splitters, uno de menor jerarquía más cercano al cliente, denominado de subscriptor, conectado a otro principal denominado de red, que a su vez se conecta al nodo de servicio. La distancia entre ONT y OLT GPON, no supera el estándar máximo de 20 Kilómetros recomendado por la UIT-T984x, para una zona urbana.

38 RODRIGUEZ ZEA. 28 Figura 7 Topología Árbol-Ramal Fuente: Consultado en Octubre 2011 Es importante, para el diseño, manejarse dentro de una topología y sus estándares, de modo que el presupuesto de red (Budget) con respecto a pérdidas de potencia, no excedan la sensibilidad que los equipos activos poseen, dependiendo del fabricante, sin embargo se manejan entre -28 y -10 dbm, rango que describe si dichos equipos van a soportar la señal óptica que se transmite en el sistema. 3.3 DISTRIBUCION DE LA CAPACIDAD DE RED La distribución de la capacidad de red, desde el punto de vista geográfico, se la hizo dividiendo la zona de cobertura en tres distritos de áreas similares, que a su vez se dividen en sub-distritos cada uno con una capacidad inicial de 64 usuarios, alimentados por un hilo de fibra conectado a un puerto en la tarjeta de la OLT.

39 RODRIGUEZ ZEA DELIMITACION DE DISTRITOS DISTRITO 01 - Al norte, por la Calle De los Claveles - Al sur, por las Calles Ramona Cordero, Rafael Sojos, y Luis Acosta - Al este, por las Calles Los Cedros, y Víctor M. Albornoz. - Al oeste, por la Calle La Higuerilla Este distrito se divide en 6 sub-distritos, con capacidad inicial instalada para 384 clientes, y una red física (fibra instalada) que permitiría duplicar su capacidad. DISTRITO 02 - Al norte, por las Calles De las Pencas y Del Tejar. - Al sur, por la Calle Paseo Tres de noviembre y Avenida Tres de noviembre. - Al este, por la Avenida de las Américas. - Al oeste, por las Calles Los Cedros y Los Laureles. Este distrito se divide en 5 sub-distritos, con capacidad inicial instalada para 320 clientes, y una red física (fibra instalada) que permitiría duplicar su capacidad. DISTRITO 03 - Al norte, por la Calle Mariscal Lamar - Al sur, por la Avenida Doce de Abril - Al este, por la Avenida Unidad Nacional - Al oeste, por la Avenida de las Américas.

40 RODRIGUEZ ZEA. 30 Este distrito se divide en 6 sub-distritos, con capacidad inicial instalada para 384 clientes, y una red física (fibra instalada) que permitiría duplicar su capacidad IDENTIFICACION Y NOMENCLATURA La denominación y nomenclatura con la que se identifican splitters de subscriptor, splitters de red, fusiones, distritos, sub distritos y cables de fibra se presentan de la siguiente forma: SPLITTER DE SUBSCRIPTOR Con letra mayúsculas empezando desde A, siendo este el más lejano SPLITTER DE RED Consta de dos partes: AB - La primera que indica el distrito (por ejemplo 01-01) - La segunda que indica si es de red principal (ejemplo 01-01) O de alimentación a splitter (ejemplo 01-AB) FUSIONES Consta de tres partes FUS La primera indica al distrito al que pertenece (por ejemplo FUS ). - La segunda indica al sub distrito que pertenece (por ejemplo FUS ). - La tercera indica que numero de fusión es en el circuito (por ejemplo FUS ).

41 RODRIGUEZ ZEA. 31 DISTRITOS Asignados números desde 01 en adelante, empezando por el noroeste. SUBDISTRITOS Asignado números desde 01 en adelante, empezando por el noroeste, antepuesto por el número de distrito. CABLES DE FIBRA En el plano únicamente se indica el tipo de fibra, en este caso ADSS: (All dielectric self supported), el número de fibras totales seguido por el número de fibras no activas dentro paréntesis (ejemplo 6(-3) ), y el tipo, Monomodo o multimodo Sin embargo, se presenta una identificación más completa, que brinde una mayor información sobre las características del cable, y su operación. Se determina que su nomenclatura conste de las siguientes partes: - CENTRAL 01 - DISTRITO 03 - SUBDISTRITO 02 - NUMERO DE TRAMO EN SUB-DISTRITO (Siendo el tramo de splitter A primero) 2 - NUMERO DE FIBRAS TOTALES 12 - NUMERO DE FIBRAS INACTIVAS (-6) - TIPO (multimodo o monomodo) MM

42 RODRIGUEZ ZEA. 32 De esta manera, según el ejemplo anterior un cable de fibra quedaría identificado así: (-6)MM Cable de la central 01, distrito 03, sub distrito 02, el tramo 2, de 12 hilos, con 6 hilos inactivos, en monomodo A continuación se listan los: - Distritos y Sub-distritos - Splitters de subscriptor y de red - Splitters, ubicaciones, tipo y denominación VER PLANOS planos\trabajonuevo1--octubre2012.dgn DISTRITO 01 SUB-DISTRITO (VER PLANO 2) SPLITTER DENOMINACION TIPO DIRECCION /UBICACIÓN OBSERVACIONES A 1:16 Ordoñez Lazo y da la Higuerilla De subscriptor B 1:8 Camino del tejar De subscriptor C 1:8 Camino del tejar De subscriptor D 1:8 Ordoñez Lazo y de los cedros De subscriptor E 1:8 Ordoñez Lazo y Jacaranda De subscriptor F 1:16 Ordoñez Lazo y los Olivos De subscriptor :4 Ordoñez Lazo y los Olivos De red 01-BC 1:2 Camino del tejar De red 01-DE 1:2 Ordoñez Lazo y jacaranda De red SUB-DISTRITO (VER PLANO 3) A 1:16 Pinar del lago De subscriptor B 1:16 La Laguna De subscriptor C 1:16 La Laguna De subscriptor D 1:8 Jacaranda y Ordoñez Lazo De subscriptor E 1:8 Ordoñez Lazo y los Olivos RESERVA :4 Ordoñez Lazo y los Olivos De red 02-ED 1:2 Ordoñez Lazo y los Olivos De red

43 RODRIGUEZ ZEA. 33 SPLITTER DENOMINACION TIPO DIRECCION /UBICACIÓN OBSERVACIONES SUB-DISTRITO 01-03(VER PLANO 4) A 1:16 Víctor M. Albornoz y Rafael Fajardo De subscriptor B 1:16 Rafael Fajardo De subscriptor C 1:8 Ramona Cordero y Pasaje Cordero De subscriptor D 1:8 Rafael Fajardo y Pasaje Cordero De subscriptor E 1:8 Daniel Muñoz y Rafael Fajardo De subscriptor F 1:8 Víctor M. Albornoz y Daniel Muñoz De subscriptor :4 Víctor M. Albornoz y Daniel Muñoz De red 03-CD 1:2 Rafael Fajardo y Pasaje Cordero De red 03-EF 1:2 Víctor M. Albornoz y Daniel Muñoz De red SUB-DISTRITO 01-04(VER PLANO 5) A 1:8 Daniel Muñoz y Alberto Andrade De subscriptor B 1:8 Manuel Ari zaga y Alicia Ordoñez De subscriptor C 1:16 Rafael Fajardo De subscriptor D 1:16 Rafael Sojos De subscriptor E 1:8 Elena Landívar De subscriptor F 1:8 Ricardo Darquea De subscriptor :4 Ricardo Darquea De red 04-AB 1:2 Daniel Muñoz y Rafael Fajardo De red 01-EF 1:2 Ricardo Darquea De red SUB-DISTRITO 01-05(VER PLANO 6) A 1:8 Ramona Cordero y Reginaldo Ari zaga De subscriptor B 1:8 Ricardo Darquea y Reginaldo Ari zaga De subscriptor C 1:16 Adolfo Serrano y Alfonso Vicuña De subscriptor D 1:16 Víctor M. Albornoz De subscriptor E 1:16 Víctor M. Albornoz RESERVA :4 Víctor M. Albornoz De red 01-AB 1:2 Ricardo Darquea y Reginaldo Ari zaga De red SUB-DISTRITO 01-06(VER PLANO 7) A 1:16 Ramona Cordero y Víctor M. Albornoz De subscriptor B 1:16 Ricardo Darquea y Víctor M Albornoz De subscriptor C 1:16 Ricardo Darquea y Luis Acosta De subscriptor D 1:16 M. Gálvez y Alfonso Vicuña De subscriptor M. Gálvez y Víctor M. Albornoz De red Tabla 4 SPLITTERS DISTRITO 01

44 RODRIGUEZ ZEA. 34 DISTRITO 02 SUBDISTRITO 02-01(VER PLANO 8) SPLITTER DENOMINACION TIPO DIRECCION /UBICACIÓN OBSERVACIONES A 1:16 Luis Álamos y Ordoñez Lazo De subscriptor B 1:16 Guayacán y de los Eucaliptos De subscriptor C 1:8 Guayacán y Caminos del Tejar De subscriptor D 1:8 Los Laureles De subscriptor E 1:8 De los Laureles y de las Dalias De subscriptor F 1:8 De los Cedros y Ordoñez Lazo De subscriptor :4 De los Cedros y Ordoñez Lazo De red 01-CD 1:2 Guayacán De red 01-EF 1:2 De los Cedros y Ordoñez Lazo De red SUBDISTRITO 02-02(VER PLANO 9) A 1:16 Guayacán y Ordoñez lazo De subscriptor B 1:16 Paseo 3 de Nov y Los Nogales De subscriptor C 1:16 Ordoñez Lazo y Los Nogales De subscriptor D 1:16 Ordoñez Lazo y Los Nogales De subscriptor :4 Ordoñez Lazo y Los Nogales De red SUBDISTRITO 02-03(VER PLANO 10) A 1:16 Los Álamos y Urupan De subscriptor B 1:16 Paseo 3 de Nov y Los Pinos De subscriptor C 1:8 Av. Américas y Arroyan De subscriptor D 1:8 Los Álamos y Ordoñez Lazo De subscriptor E 1:16 Los Pinos y Ordoñez Lazo De subscriptor :4 Los Pinos y Ordoñez Lazo De red 03-CD 1:2 Los Álamos y Ordoñez Lazo De red SUBDISTRITO 02-04(VER PLANO 11) A 1:16 Del Mirto y Camino al Tejar De subscriptor B 1:32 Plaza Las Américas De subscriptor C 1:16 Del Mirto y Camino al Tejar RESERVA :2 Plaza Las Américas De red 04-AC 1:2 Del Mirto y Camino al Tejar De red SUBDISTRITO 02-05(VER PLANO 12) A 1:16 De las Pencas y Las Orquídeas De subscriptor B 1:16 De las Pencas y Av. Las Américas De subscriptor C 1:16 De las Pencas y La Verbena De subscriptor D 1:16 De la Verbena y del Rosedal De subscriptor :2 Av. Américas y Camino del Tejar De red 05-AB 1:2 De las Pencas y Av. Las Américas De red 05-CD 1:2 De la Verbena y del Rosedal De red Tabla 5 SPLITTERS DISTRITO 02

45 RODRIGUEZ ZEA. 35 DISTRITO 03 SUBDISTRITO 03-01(VER PLANO 13) SPLITTER DENOMINACION TIPO DIRECCION /UBICACIÓN OBSERVACIONES A 1:8 Mariscal Lamar y Agustín Álvarez De subscriptor B 1:8 Mariscal Lamar y Abelardo Arteaga De subscriptor C 1:8 Av. Las Américas De subscriptor D 1:8 Av. Las Américas y Ordoñez Lazo De subscriptor E 1:16 Edmundo Muñoz De subscriptor F 1:8 Banco del Pacifico De subscriptor G 1:8 Edmundo Muñoz y Ordoñez Lazo De subscriptor :2 Av. Las Américas y Gran Colombia De red 03-CD 1:2 Av. Las Américas De red 01-GF 1:2 Av. Las Américas y Gran Colombia De red 03-AB 1:2 Mariscal Lamar y Abelardo Arteaga De red SUBDISTRITO 03-02(VER PLANO 14) A 1:16 Paseo 3 de Nov y Av. las Américas De subscriptor B 1:16 Los Naranjos De subscriptor C 1:16 Los Naranjos y Av. las Américas De subscriptor D 1:16 Del Arroyo y Av. las Américas De subscriptor :4 Del Arroyo y Av. las Américas De red SUBDISTRITO 03-03(VER PLANO 15) A 1:16 Paseo 3 de Nov De subscriptor B 1:16 Paseo 3 de Nov y Los Capulíes De subscriptor C 1:16 Los Manzaneros y Av. Gran Colombia De subscriptor D 1:16 Del Píleo y Av. Gran Colombia De subscriptor :4 Del Píleo y Av. Gran Colombia De red SUBDISTRITO 03-04(VER PLANO 16) A 1:16 Fybeca Gran Colombia De subscriptor B 1:8 Fidasa Gran Colombia De subscriptor C 1:8 Av. Gran Colombia De subscriptor D 1:16 Av. Gran Colombia De subscriptor E 1:16 Av. Gran Colombia RESERVA :4 Av. Ordoñez Lazo De red 04-BC 1:2 De los Capulíes y Gran Colombia De red SUBDISTRITO 03-05(VER PLANO 17) A 1:16 Av. Gran Colombia De subscriptor B 1:16 Edificios La Cuadra De subscriptor C 1:16 Coliseo Mayor De subscriptor D 1:16 Av. Gran Colombia y Unidad Nacional De subscriptor 05-AB 1:16 Av. Gran Colombia y Unidad Nacional De red

46 RODRIGUEZ ZEA. 36 SPLITTER DENOMINACION TIPO DIRECCION /UBICACIÓN OBSERVACIONES 05-CD 1:2 Av. Gran Colombia y Unidad Nacional De red :4 Av. Gran Colombia De red SUBDISTRITO 03-06(VER PLANO 18) A 1:16 Caspicara y Mariscal Lamar De subscriptor B 1:16 Edificios La Cuadra De subscriptor C 1:16 Edificios La Cuadra De subscriptor D 1:16 Edificios La Cuadra RESERVA :4 La Cuadra De red Tabla 6 SPLITTERS DISTRITO PRESUPUESTO DE RED (BUDGET) ANÁLISIS DE PÉRDIDAS Las medidas básicas para asegurar el correcto funcionamiento incluyen las pérdidas totales extremo a extremo y las pérdidas de retorno. Estas medidas de pérdidas en las redes GPON se tornan críticas ya que es necesario enviar altas potencias, debido a las pérdidas que introducen los siguientes fenómenos: -Por fusión -En conectores -Por coeficiente de atenuación típico de cable de fibra óptica -Por splitters -Por equipos en su inserción en la red -Por temperatura -Por envejecimiento -Por absorción debido a rayos UV - Por curvaturas agudas de cable de fibra óptica.

47 RODRIGUEZ ZEA. 37 Al tratarse de conexiones punto a multipunto, existen muchos elementos y secciones que contribuyen a elevar la pérdida de retorno, que puede llegar a afectar la fuente, esto en el caso de existir dos terminales uno cercano y otro distante, a los cuales se le envía la misma potencia óptica, produciéndose un elevado grado de reflexión hacia la fuente desde el terminal menos distante. Además, el no controlar adecuadamente las pérdidas de retorno puede originar el efecto de MPI1 (Multipath Interference), debido a las múltiples reflexiones en distintos punto de la red, la misma señal puede llegar al receptor por distintos caminos, pero en momentos diferentes. Esto es especialmente importante para el caso de la transmisión de señales de TV, que puede causar la aparición de fantasmas en la imagen. RED TRONCAL Asumimos que el centro de gestión en TOTORACOCHA se encuentra interconectado con la Central CENTRO, por lo que únicamente basta acceder a esta última. CENTRAL CENTRO NODO DE COBERTURA Distancia aproximada cableado subterráneo 3190 metros Reserva de 50 metros cada 500 metros metros TOTAL 3490 metros ATENUACION POR KM SEGÚN NORMA ITU G652 0,4dB por Km 3.49 Km X 0,4 dbs/km 1,396 db

48 RODRIGUEZ ZEA. 38 EVENTO 1 El evento 1 describe la red troncal PON para llegar desde la oficina central (CENTRAL CENTRO) al nodo de cobertura, y el respectivo análisis de perdidas Figura 8 Evento 1 TRONCAL EVENTO 1 = Conector nodo a Distribuidor Óptico + Atenuación Fibra Troncal + Caja de empalme + Empalme + Pigtail + Patchcord EVENTO 1 = 1 db + 1,396dB + 0,1dB + 0,1dB +0,25dB + 0,3dB EVENTO 1 = 3,146 db Las perdidas tipicas de patchcord, empalme, caja de empalme y pigtail, provienen de las especificaciones técnicas de la marca TYCO Atenuaciones Adicionales a considerar:

49 RODRIGUEZ ZEA. 39 Splitter 1x db Splitter 1x db Splitter 1x db Splitter 1x db Splitter 1x 16 13,7 db Splitter 1x db Patchcord: 0,3 db Tabla 7 Perdidas Splitter (Conector incluido) Fuente: Consultado en noviembre 2011 A continuación se desarrolla el análisis de pérdidas por distrito, en un mejor y peor caso, respecto a longitud de la red GPON, y numero de niveles de splitter ANALISIS PERDIDAS EN DISTRITO 01 Mejor Caso =EVENTO 1 + Atenuación hasta SPLITTER C(1:16) subdistrito =EVENTO 1 + Atenuación fibra + C(1:16) (1:4) + FUSION = 1,396 db +0,125Km(0,4dB/Km) + 13,7dB + 7,2dB + 0,2dB = 22,546dB Peor Caso =EVENTO 1 + atenuación hasta SPLITTER C(1:8) subdistrito =EVENTO 1 + Atenuación fibra + C(1:8) + 03-CD(1:2) (1:4)+FUSION = 1,396 db +1,179Km(0,4dB/Km) + 10,6dB + 3,8dB + 7,2dB + 0,2dB = 23,66dB

50 RODRIGUEZ ZEA. 40 ANALISIS PERDIDAS EN DISTRITO 02 Mejor Caso =EVENTO 1+Atenuacion fibra hasta 02+SPLITTER C(1:16)subdistrito =EVENTO 1 + Atenuación fibra hasta 02 + C(1:16) (1:4) = 1,396 db +0,320Km(0,4dB/Km) + 13,7dB + 7,2dB = 22,42dB Peor Caso =EVENTO 1 + Atenuación fibra hasta 02 + atenuación hasta SPLITTER A(1:16) subdistrito =EVENTO 1 + Atenuación fibra hasta 02 + Atenuación fibra + A(1:16) + 05-AB(1:2) (1:2) + FUSION = 1,396 db Km(0,4dB/Km) +0.9Km(0,4dB/Km) + 13,7dB + 3,8dB + 3,8dB + 0,2dB = 23,184dB ANALISIS PERDIDAS EN DISTRITO 03 Mejor Caso =EVENTO 1+Atenuacion fibra hasta 03+Atenuacion hasta SPLITTER E(1:16)subdistrito =EVENTO 1 + Atenuación fibra hasta 03 + Atenuación de fibra + E(1:16) (1:4) = 1,396 db +0,8Km(0,4dB/Km) +0,157Km(0,4dB/Km) + 13,7dB + 3,8dB = 19,27dB

51 RODRIGUEZ ZEA. 41 Peor Caso =EVENTO 1 + Atenuación fibra hasta 03 + atenuación hasta SPLITTER C(1:16) subdistrito =EVENTO 1 + Atenuación fibra hasta 03 + Atenuación fibra + C(1:16) + 05-CD(1:2) (1:2) + FUSION = 1,396 db +0.8Km(0,4dB/Km) +1,124Km(0,4dB/Km) + 13,7dB + 3,8dB + 3,8dB + 0,2dB = 23,66dB 3.5 ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LOS EQUIPOS ACTIVOS OLT Las especificaciones mínimas se describen en la siguiente tabla 8 ESPEC I FI CAC IO N M OTIVO Asignación de ancho de banda por demanda y no por mejor esfuerzo. Capacidad puertos GPON 64 puertos GPON Estándar ITU-T Especificaciones para funcionamiento GPON Modular Capacidad de crecimiento (Escalar) Capacidad de transmisión en las tres Para proveer servicios Triple play ventanas 1310nm, 1490nm y 1550nm Capacidad de dar servicios multimedia CATV Velocidades de transmisión de 2,5 Gbps Velocidades mencionadas en ITU-T y 1,25Gbps para donwstream y G984 upstream respectivamente Tabla 8 Especificaciones OLT GPON Fuente: Recopilación Personal

52 RODRIGUEZ ZEA ALTERNATIVAS DE EQUIPOS OLT DE DIFERENTES FABRICANTES MOTOROLA AXS18003 Características: - Capacidad de conmutación máxima de 200 Gbps. Tarjeta de 4 puertos PON y 14 tarjetas en el chasis, soporta 1792suscriptores por chasis con splitters 1:32 o 3584 suscriptores por chasis con splitters de 1:64. - Diseñado para la migración de servicios multicast a unicast. Soporta más de 112 interfaces T1/E1 - Soporta la entrega de video y voz - Provee herramientas avanzadas de administración. - Alcance máximo 20 km. - Sensibilidad de 28 dbm. - Potencia de transmisión óptica de -1.5 dbm a 5 dbm - Sobrecarga de potencia de -8 dbm. - PRECIO: 30780,44 DOLARES AMERICANOS Figura 9 MOTOROLA. AXS Fuente:

53 RODRIGUEZ ZEA. 43 HUAWEI OLT MA5600T4 Características: - Máximo 4 puertos GPON de 64 usuarios, soportando hasta 4096 ONTs. - Puertos de administración: 1 Outband Ethernet 10Base-Tx/100Base-Tx y un puerto de consola. - Puertos Upstream E1, 10GE optical. - Soporte de Vlan, Multicast, ARP, QoS, Mac Address, control del flujo, Seguridad y Administración. - IEEE 802.3u Fast Ethernet - Cumple con las recomendaciones GPON ITU-T G a 4. - Velocidades de bajada y subida de 2.5 Gbps y 1.25 Gbps respectiva-mente. - Soporta un alcance físico de 20 km y lógico de 60 km. - Sensibilidad de recepción -28 dbm con una potencia de sobrecarga de-8 dbm.22 - Potencia óptica de transmisión: 1.5 dbm a 5 dbm. - PRECIO: DOLARES Figura 10 HUAWEI OLT MA5600T A continuación en la figura se presenta una tabla comparativa de varios fabricantes de OLTs, en el cual se analizan características como su flexibilidad, escalabilidad, rango 4 Fuente:

54 RODRIGUEZ ZEA. 44 de ONTs, y su desempeño en general, realizado en Enero/2011 por la empresa CURRENT ANALYSIS. Figura 11 Análisis comparativo fabricantes de OLT Fuente: Consultado en noviembre ONT Especificaciones mínimas descritas en la siguiente tabla 9

55 RODRIGUEZ ZEA. 45 ESPECIFICACION MOTIVO Puerto GPON Permite conexión GPON Indoor use Dentro de la residencia o negocio Puerto10/100 Base-T (RJ-45) Interfaz datos hacia el cliente Salida RF coaxial Interfaz video hacia el cliente Calidad de servicio QoS Asignación de ancho de banda según la demanda Capacidad trabajar en las tres ventanas Triple play 1310 nm, 1490nm y 1550 nm 2.5 y 1.25 donwstream y upstream respectivamente Velocidades puertos GPON según ITU- T G.984 Estándar ITU-T G.984 Recomendaciones para GPON Tabla 9 Especificaciones ONT GPON Fuente: Recopilación personal ALTERNATIVAS EQUIPOS ONT DE DIFERENTES FABRICANTES MOTOROLA ONT 1400GT5 Características: - Habilitado para entregar servicios IPTV (voz, video, datos), sobre una única fibra GPON. - Provee dos líneas para VoIP. - 2 Puertos Ethernet 10/100/1000 Base-T. - Provee velocidades de acceso a internet hasta 200 Mbps y de 400 Mbpsa ráfagas. - Soporta paquetes interactivos basados en video e IPTV sobre Ethernet. - Trabaja con el cableado existente en casa. - Fácil de instalar. 5 Fuente:

56 RODRIGUEZ ZEA Proporciona una vía de retorno integrado Demodulación (RPD) de señalización en apoyo de los servicios interactivos. - Sensibilidad del receptor -28 dbm - Potencia de transmisión óptica -1.5 dbm a 5 dbm. - PRECIO: 306,16 DOLARES AMERICANOS Figura 12 MOTOROLA ONT 1400GT HUAWEI. ONT HG8656 Características: - Soporte del estándar ITU-T G Soporte de servicios Triple-play. - Múltiples interfaces. - Tasas de Transferencia: máxima de bajada de Gbps y máxima de subida de Gbps. Interfaces Externos: WAN: una interfaz de GPON. LAN: 3 interfaces Ethernet 10/100 Base-T (RJ-45). 1GE: 1000 Base-T (RJ-45). Dos interfaces de VoIP (RJ-11). 6 Fuente :

57 RODRIGUEZ ZEA. 47 RF: Salida de video. - Soporta la gestión remota. - Sensibilidad del receptor -28 dbm. - Potencia de transmisión óptica -1.5 dbm a 5 dbm. - Sobrecarga de potencia -8 dbm. - PRECIO: 260,76 DOLARES AMERICANOS Figura 13. ONT de Huawei HG865 Tabla 10 Comparativa entre ONTs 3.6 ANALISIS DE PRESUPUESTO DE RED RESPECTO A SENSIBILIDAD DE EQUIPOS ACTIVOS El análisis de potencias permites conocer si los equipos van a soportar la señal óptica que se transmite en el sistema, evitando daños en los mismos o sobrecarga de potencia. Según los cálculos del presupuesto y análisis de perdidas realizados previamente y mencionados en inciso 3.4 de este capítulo, indican que las pérdidas de

58 RODRIGUEZ ZEA. 48 caso ideal y crítico se encuentran en el rango de entre 20 y 24 dbm, lo cual cumple con las especificaciones de sensibilidad de ONT y OLT, de los productos fabricados por la empresa Huawei, la cual será tomada como proveedora de referencia para el presente proyecto y toda su planificación. Figura 14 Rango de sensibilidad de los equipos Huawei7 3.7 ESPECIFICACIONES PARA ELEMENTOS DE RED PASIVA FIBRA OPTICA La ITU-T estandariza tanto las descripciones de las fibras monomodo y multimodo como las definiciones de parámetros y test de medida asociados. También se consideran las limitaciones debidas principalmente a los siguientes factores: - Atenuación (db/km) - Dispersión cromática (CD) - Polarización del modo de dispersión (PMD). Cuanto mayor es la tasa de transmisión, menor es la tolerancia a estos factores. Las características ópticas, geométricas y de transmisión de las fibras monomodo utilizadas en los sistemas de comunicación de larga distancia en la actualidad, generalmente emplean las fibras definidas en los estándares ITU-TG.652 y G.655.Se 7

59 RODRIGUEZ ZEA. 49 ha escogido como marca para la fibra óptica DRAKA ezprep Tubo holgado, ya que da una gran relación calidad/precio. Tendrá que ser de tipo monomodo (single mode fiber o SMF), que cumpla con el estándar G.652D, ya que ésta es la que permite trabajar en las ventanas de 1310 a 1625 nm. Tabla 11 Especificaciones cable fibra óptica DRAKA ezprep Loose Tube con gel Fuente: drakacatalogspanish2011.pdf. Consultado en noviembre SPLITTERS Los splitter a utilizarse para el proyecto serán los de la marca ZHONE, por ajustarse más a las necesidades respecto a costo beneficio. Se necesitaran splitters de relación 1:2, 1:4, 1:8 y 1:16

60 RODRIGUEZ ZEA. 50 Tabla 12 Especificaciones técnicas de Splitter Fuente: Consultado en noviembre CONECTORES A continuación se presentan las características de los diferentes tipos de conectores ópticos necesarios de la marca TYCO. Tabla13 Especificaciones técnicas Conectores Fuente: Consultado en noviembre 2011

61 RODRIGUEZ ZEA ODF Un distribuidor de fibras ópticas ayuda a centralizar, interconectar y derivar cables de fibra, en una rack de 19 pulgadas (normalizado). A continuación se presentan las características de un ODF marca 3Dnet, cuya gran capacidad se basa en que cuenta con bandejas organizadoras de 8 fibras. Tabla 14 Características de ODF 3Dnet Fuente: Recopilación personal

62 RODRIGUEZ ZEA. 52 CAPITULO 4 PRESUPUESTO DE EQUIPOS, MATERIALES, Y MANO DE OBRA PARA IMPLEMENTACION DE LA RED GPON 4.1 EQUIPOS Y MATERIALES En las tablas 14, 15, 16 se presenta el presupuesto de equipos y materiales necesarios para la implementación del proyecto, basado en proyectos similares locales y regionales, en precios unitarios aprobados por la empresa ETAPA EP y de experiencias y consultas a profesionales. DISTRITO 01 Tabla 15 Equipos y materiales para distrito 01

63 RODRIGUEZ ZEA. 53 DISTRITO 02 Tabla 16 Equipos y materiales para distrito 02

64 RODRIGUEZ ZEA. 54 DISTRITO 03 Tabla 17 Equipos y materiales para distrito 03 Se incluye un 10% adicional en la cantidad de fibra óptica y de triducto, para cubrir posibles imprevistos

65 RODRIGUEZ ZEA PRESUPUESTO DE EQUIPOS ACTIVOS OFICINA CENTRAL Tabla 18 Equipos para oficina central Se incluye 2 tarjetas OLT GPON ITU-T G.984 X de respaldo. 4.2 MANO DE OBRA DE INSTALACION En las tablas 19, 20, 21 se presentan los precios referenciales para mano de obra por actividad, basados en modelos similares locales. DISTRITO 01 Tabla 19 Mano de obra para distrito 01

66 RODRIGUEZ ZEA. 56 DISTRITO 02 Tabla 20 Mano de obra para distrito 02 DISTRITO 03 Tabla 21 Mano de obra para distrito PRESUPUESTO TOTAL PARA IMPLEMENTACION INICIAL Tabla 22 Presupuesto total para implementación inicial

67 RODRIGUEZ ZEA. 57 CAPITULO 5 ANÁLISIS ECONÓMICO 5.1 INVERSIONES 8 Las inversiones en la mayoría de proyectos de este tipo se llevan a cabo en la etapa de instalación o ejecución del proyecto, divididas principalmente en inversiones fijas y diferidas, las cuales nos dan el capital que se requiere para el funcionamiento normal del proyecto, además ayudarán a cumplir los objetivos trazados por la empresa en la etapa de operación del servicio, en la cual se obtendrán ingresos y egresos de capital Inversiones fijas.- Las inversiones fijas son aquellas que se realizan en bienes tangibles, que se utilizan para garantizar la operación del proyecto y los cuales no son objeto de comercialización y que se adquieren para utilizarse en su vida útil. Inversiones diferidas.- Son aquellas que se realizan sobre la compra de servicios o derechos que son necesarios para la puesta en marcha del proyecto. TOTAL PARA IMPLEMENTACION INICIAL : ,924 dólares 8http:// oyecto%20de%20inversion/clasificacion_de_las_inversiones.pdf

68 RODRIGUEZ ZEA GASTOS Gastos de operación del proyecto Aquí se incluyen todos los egresos realizados durante los 5 años de operación del presente proyecto. Los tipos de gastos identificados en la tabla 23 son los siguientes: Tabla 23 Gastos en 5 años En el rubro de Gastos Administrativos, en el personal de operación y administración de red, se lo ha hecho considerando el sueldo anual de 5400 dólares de 4 técnicos conectorizadores, y el sueldo anual de dólares de 1 ingeniero. Para el personal de monitoreo de red se ha considerado el sueldo de 1 ingeniero Se han utilizado los mismos valores de gastos por año, para los 5 años. A continuación en la tabla 24 se presenta la variante de gastos por años en tabla acumulada.

69 RODRIGUEZ ZEA. 59 Tabla 24 Gastos en 5 años acumulado La tabla acumulada nos ayuda a visualizar el costo total de gastos acumulados al final de cada año, esto para obtener un valor nominal de ganancia, comparando egresos versus ingresos. Financiamiento de la Inversión Para el financiamiento de la inversión inicial, se plantea un escenario en el cual se recurre a un crédito de inversión. Es así que se deberá solicitar un crédito al BANCO DEL ESTADO, entidad que provee de este tipo de créditos, considerando el monto de la inversión inicial, y el tipo de empresa solicitante (Pública). El BANCO DE ESTADO, para el año 2011 entrega créditos a una tasa nominal anual del 7,11 % con variaciones de +/- 0,25% dependiendo de la calificación de riesgo crediticio y el cupo de endeudamiento de la empresa. Para el análisis tomaremos la tasa nominal. En la tabla 25 se muestra los costos de amortización del crédito para 5 años Tabla 25 Tabla de amortización anual

70 RODRIGUEZ ZEA INGRESOS Basado en el porcentaje subscriptores de demanda inicial obtenido por medio de la encuesta, en la cual indica que del 65,41 % que es el porcentaje de encuestados que contrataría al menos un servicio de nueva generación, un 42,7% lo haría en la actualidad y a un corto plazo, a una tarifa de entre 60 y 90 dólares, por lo que obtenemos una cantidad aproximada a 600 subscriptores. La encuesta además indicó que el porcentaje restante contrataría el servicio si la tarifa fuese menor y más accesible a sus economías, lo cual nos lleva a la conclusión de que aproximadamente 1200 clientes estarían en capacidad de contratar el servicio. Por lo anteriormente expuesto, se ha determinado una cantidad inicial de 600 subscriptores en el año 1, con un incremento anual del 16% por cinco años hasta llegar a aproximadamente 1200 subscriptores en el último año, que es la capacidad inicial para la que han sido dimensionado los equipos. De requerirse más terminales, la red de transporte estará construida para duplicar su capacidad, siendo necesario aumentar las cantidades y capacidades de equipos activos y pasivos. La tabla 26 muestra el incremento de subscriptores y de ingresos a una tarifa única de 60 dólares 5.4 FLUJO NETO Tabla 26 Ingresos por año Muestra el flujo de capital de egresos versus ingresos por año. Tabla 27

71 RODRIGUEZ ZEA. 61 Tabla 27 Flujos FLUJO ACUMULADO FLUJO ACUMULADO Figura 15 Flujo de capital por año El beneficio neto nominal considerando costos de financiamiento al término del quinto año sería de 814,066 dólares Pero este beneficio o ganancia no sería real (sólo nominal) porque no se estaría considerando el valor del dinero en el tiempo, por lo que cada periodo debemos actualizarlo a través de una tasa de descuento (tasa de rentabilidad mínima que esperamos ganar). 5.5 EVALUACION FINANCIERA 9 Para determinar si el presente proyecto es viable o no, se ha tomado en cuenta algunos indicadores matemáticos que permiten realizar una evaluación financiera, entre ellos: VAN (Valor Actual Neto), TIR (Tasa Interna de Retorno) y PRI (Período 9