ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL · 2019. 4. 7. · 2.1.7.1 Optix OSN 3500 ..... 48 2.1.7.2 OptiX OSN 7500 ... 2.2.2.2 OptiX OSN 8800 ..... 58 2.2.2.3 Distribución de equipos en cada

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y

ELECTRÓNICA

MIGRACIÓN DE LA RED DE ANILLOS METROPOLITANOS DE

QUITO DE LA CORPORACIÓN NACIONAL DE

TELECOMUNICACIONES CNT EP CON TECNOLOGÍA DWDM

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN

ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

ANDREA BELÉN SÁNCHEZ PAREDES

DIRECTOR: MSc. MARÍA SOLEDAD JIMÉNEZ JIMÉNEZ

Quito, junio 2018

i

DECLARACIÓN

Yo, Andrea Belén Sánchez Paredes, declaro bajo juramento que el trabajo aquí

descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún

grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas

que se incluyen en este documento.

A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual

correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo

establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la

normatividad institucional vigente.

______________________

Andrea Belén Sánchez Paredes

ii

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Andrea Belén Sánchez

Paredes, bajo mi supervisión.

________________________

MSc. María Soledad Jiménez

DIRECTOR DEL PROYECTO

iii

AGRADECIMIENTO

A mi esposo Eduardo Mafla por creer en mí, y por la motivación constante dedicada

para que pueda culminar este proyecto.

Un incondicional agradecimiento a mis padres Rubén y Llana por guiar mis pasos

desde pequeña, por darme apoyo y alentarme con sus palabras.

A mi hermano Ricardo, quien ha sido mi compañero de travesuras, por brindarme

su ayuda y acompañarme durante este largo camino.

Con mucho cariño, a mi directora María Soledad Jiménez, quien me ha apoyado

con su conocimiento y paciencia durante este proceso.

iv

DEDICATORIA

Le dedico este proyecto a mi hijo Benjamín, quién ha sido la fuente de motivación

que ha permitido culminar este trabajo.

Andrea Sánchez

v

CONTENIDO

DECLARACIÓN ...................................................................................................... I

CERTIFICACIÓN ................................................................................................... II

AGRADECIMIENTO .............................................................................................. III

DEDICATORIA ...................................................................................................... IV

CONTENIDO .......................................................................................................... V

ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................... XI

ÍNDICE DE TABLAS ........................................................................................... XIV

RESUMEN ......................................................................................................... XVII

PRESENTACIÓN .............................................................................................. XVIII

CAPÍTULO 1 .......................................................................................................... 1

FUNDAMENTOS TEÓRICOS ................................................................................ 1

1.1 FIBRA ÓPTICA .............................................................................................. 1

1.1.1 TIPOS DE FIBRA ................................................................................ 3

1.1.1.1 Fibra Óptica Monomodo ................................................................ 3

1.1.1.2 Fibra Óptica Multimodo ................................................................. 4

1.1.2 TIPOS DE DISPERSIÓN EN LA FIBRA .............................................. 4

1.1.2.1 Dispersión Modal .......................................................................... 4

1.1.2.2 Dispersión por modo de polarización (PMD) ................................. 5

1.1.2.3 Dispersión Cromática .................................................................... 6

1.1.2.4 Compensación de dispersión cromática ....................................... 8

1.2 TECNOLOGÍAS DE MULTIPLEXACIÓN EN SISTEMAS ÓPTICOS ........... 10

1.2.1 MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE LONGITUD DE ONDA ....... 11

1.2.1.1 Elementos en la red WDM .......................................................... 12

1.2.1.1.1 Componentes pasivos .................................................... 13

1.2.1.1.2 Convertidores de longitud de onda ................................. 16

1.2.1.1.3 Transmisores WDM ........................................................ 17

1.2.1.1.4 Receptores WDM ........................................................... 17

1.2.1.1.5 Amplificadores Ópticos ................................................... 19

1.2.1.1.6 Módulo OADM ................................................................ 21

1.2.1.1.7 Módulo OXC ................................................................... 25

1.2.1.2 Categorías WDM ........................................................................ 26

vi

1.2.1.2.1 CWDM-Multiplexación por División Ligera de Longitud de

onda……. ...................................................................................... 26

1.2.1.2.2 DWDM- Multiplexación por división de longitud de onda

densa…….... ................................................................................. 26

1.2.1.3 Parámetros de transmisión en sistemas WDM ........................... 27

1.2.1.3.1 Espaciamiento del canal................................................. 27

1.2.1.3.2 Dirección de la señal ...................................................... 27

1.2.1.3.3 Velocidad por canal óptico ............................................. 27

1.2.1.3.4 Potencia de la señal ....................................................... 27

1.2.1.3.5 Atenuación ..................................................................... 27

1.2.1.3.6 Presupuesto de potencia ................................................ 31

1.2.1.3.7 Codificación y modulación .............................................. 32

1.2.1.3.8 Tasa de bits errados (BER) ............................................ 32

1.2.1.3.9 Ruido .............................................................................. 32

1.2.1.4 Topología en sistemas WDM ...................................................... 33

1.2.1.4.1 Topología punto a punto................................................. 33

1.2.1.4.2 Topología de anillos ....................................................... 34

1.2.1.5 Control de la red WDM ................................................................ 34

1.2.1.5.1 Estado de enlace ........................................................... 35

1.2.1.5.2 Enrutamiento distribuido ................................................ 35

1.2.1.6 Gestión de fallos en WDM ......................................................... 36

1.2.1.6.1 Esquema de restauración .............................................. 37

1.2.1.6.2 Esquema de protección ................................................. 38

1.3 EVOLUCIÓN DE LA RED DE TRANSMISIÓN ÓPTICA ............................. 39

1.3.1 JERARQUÍA OTN ............................................................................ 40

CAPÍTULO 2 ........................................................................................................ 43

SITUACIÓN ACTUAL DE LA RED DE ANILLOS METROPOLITANOS DE

QUITO DE CNT EP .............................................................................................. 43

2.1 DESCRIPCIÓN DE LA RED SDH ACTUAL................................................. 44

2.1.1 ANILLO CENTRAL – ANILLO 1 ........................................................ 45

2.1.2 ANILLO 2........................................................................................... 45

2.1.3 ANILLO 3........................................................................................... 46

2.1.4 ANILLO 4........................................................................................... 46

vii

2.1.5 ANILLO 5........................................................................................... 47

2.1.6 ANILLO 6........................................................................................... 48

2.1.7 EQUIPOS UTILIZADOS EN LA RED SDH........................................ 48

2.1.7.1 Optix OSN 3500 ......................................................................... 48

2.1.7.2 OptiX OSN 7500 ........................................................................ 49

2.1.8 OCUPACIÓN DE LA RED SDH ACTUAL ......................................... 51

2.2 DESCRIPCIÓN DE LA RED DWDM ACTUAL ............................................. 52

2.2.1 CAPACIDAD DE CANALES EN LOS NODOS .................................. 54

2.2.2 EQUIPOS DWDM DE LA RED DE ANILLOS METROPOLITANOS DE

QUITO DE LA CNT EP ................................................................................ 56

2.2.2.1 OptiX OSN 6800 ........................................................................ 56

2.2.2.2 OptiX OSN 8800 ......................................................................... 58

2.2.2.3 Distribución de equipos en cada nodo ........................................ 62

2.2.2.4 Tarjetas utilizadas por nodo en la red actual DWDM .................. 63

2.2.2.4.1 Tarjetas de servicio (TQX y TOM) .................................. 63

2.2.2.4.2 Tarjetas de línea (ND2) .................................................. 64

2.2.2.4.3 Tarjetas WSS (WSMD4)................................................. 65

2.2.2.4.4 Multiplexores y demultiplexores WDM (M40/D40) .......... 65

2.2.2.4.5 Tarjetas Interleaver (ITL) ................................................ 65

2.2.2.4.6 Tarjetas de interfaz para fibra (FIU) ............................... 65

2.2.2.4.7 Tarjeta de canal de supervisión óptico (OSC) ................ 66

2.2.2.4.8 Tarjetas de cross conexión eléctrica (XCH) ................... 67

2.2.2.4.9 Tarjetas de control y comunicación (SCC) ..................... 67

2.2.2.4.10 Amplificadores ópticos ................................................. 67

2.2.2.4.11 Otras tarjetas ................................................................ 68

2.2.3 SERVICIOS DE LA RED ACTUAL DWDM ...................................... 69

2.3 DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA RED ......................... 73

CAPÍTULO 3 ........................................................................................................ 78

REDISEÑO DE LA RED DE ANILLOS METROPOLITANOS DE QUITO DE CNT

EP ........................................................................................................................ 78

3.1 ETAPAS PARA EL REDISEÑO ................................................................... 78

3.2 TOPOLOGÍA FÍSICA DE LA RED A UTILIZAR ........................................... 79

3.2.1 INTEGRACIÓN DE LOS EQUIPOS SDH A LA RED DWDM ............ 81

viii

3.3 PROYECCIÓN DE MATRICES DE SERVICIOS ......................................... 82

3.3.1 HISTÓRICO DE LA DEMANDA DE SERVICIOS .............................. 82

3.3.2 PROYECCIÓN DE TRÁFICO A 5 AÑOS .......................................... 85

3.3.2.1 Servicios GE ............................................................................... 85

3.3.2.2 Servicios de 10 GE ..................................................................... 87

3.3.2.3 Servicio STM 16 .......................................................................... 88

3.3.2.4 Servicios STM 64 ........................................................................ 89

3.3.3 DISTRIBUCIÓN DE SERVICIOS ENTRE CENTRALES PARA EL

AÑO 2021 .................................................................................................... 91

3.4 RUTAS DE LA RED ..................................................................................... 99

3.4.1 RUTAS DE TRABAJO ..................................................................... 100

3.4.2 RUTAS DE PROTECCIÓN ............................................................. 104

3.5 CONFIGURACIONES DE LOS EQUIPOS DWDM .................................... 108

3.5.1 CAPACIDAD DE CROSS CONEXIÓN ELÉCTRICA ....................... 109

3.5.2 DIMENSIONAMIENTO DE TARJETAS Y EQUIPOS NECESARIOS

PARA LOS NODOS DWDM ...................................................................... 111

3.5.2.1 Tarjetas de tributarios ............................................................... 112

3.5.2.1.1 Tarjetas para servicios GE y STM 16 ........................... 112

3.5.2.1.2 Tarjetas para servicios 10 GE y STM 64 ...................... 113

3.5.2.1.3 Tarjetas para servicios de 100 Gbps ............................ 115

3.5.2.2 Tarjetas de línea (NS3 y NS4) .................................................. 115

3.5.2.3 Módulos ROADM (WSS) ........................................................... 122

3.5.2.4 Tarjetas de multiplexores y demultiplexores ópticos ................. 123

3.5.2.5 Tarjetas interleaver (ITL) ........................................................... 125

3.5.2.6 Tarjetas de interfaz de fibra (FIU) ............................................. 126

3.5.2.7 Tarjetas de control (SCC y OSC) .............................................. 127

3.5.2.8 Amplificadores ópticos .............................................................. 129

3.5.2.9 Equipos OptiX necesarios para la red proyectada .................... 130

3.5.2.9.1 Cálculo de Equipos Master ........................................... 131

3.5.2.9.2 Cálculo de Equipos Esclavos ....................................... 133

3.5.3 ASIGNACIÓN DE LONGITUDES ONDA ........................................ 136

3.6 CÁLCULOS ÓPTICOS DE LA RED ........................................................... 138

3.6.1 DISPERSIÓN CROMÁTICA ............................................................ 138

ix

3.6.2 DISPERSIÓN POR MODO DE POLARIZACIÓN ............................ 142

3.6.3 PRESUPUESTO DE POTENCIA .................................................... 143

3.6.3.1 Lado de Transmisión................................................................. 146

3.6.3.2 Lado de Recepción ................................................................... 147

3.6.4 RELACIÓN SEÑAL A RUIDO ÓPTICA (OSNR) ............................. 156

3.7 PLAN DE MIGRACIÓN .............................................................................. 160

3.7.1 ACTIVIDAD 1. CUANTIFICACIÓN DE MATERIALES .................... 160

3.7.1.1 Procedimiento ........................................................................... 160

3.7.1.2 Mano de obra y recursos necesarios para ejecutar la actividad 160

3.7.1.3 Duración de la actividad ............................................................ 160

3.7.2 ACTIVIDAD 2: INSTALACIÓN Y PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO

DE LOS EQUIPOS .................................................................................... 160

3.7.2.1 Procedimiento ........................................................................... 160



3.7.3 ACTIVIDAD 3: INSTALACIÓN DE ODFS Y MÓDULOS EN EQUIPOS

……………………………………………………………………………………..161

3.7.3.1 Procedimiento ........................................................................... 161



3.7.4 ACTIVIDAD 4: CONFIGURACIÓN DE SERVICIOS ....................... 162

3.7.4.1 Procedimiento ........................................................................... 162



CAPÍTULO 4 ...................................................................................................... 163

ANÁLISIS DE COSTOS .................................................................................... 163

4.1 PROPUESTAS DE EQUIPOS ................................................................... 163

4.1.1 HUAWEI [52] ................................................................................... 164

4.1.2 ECI (THE ELASTIC NETWORK) ..................................................... 165

4.1.3 ALCATEL LUCENT ......................................................................... 166

4.2 CRITERIOS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS............................................. 167

4.2.1 PROPUESTA DE HUAWEI ............................................................. 168

4.2.2 PROPUESTA DE ECI (THE ELASTIC NETWORK) ........................ 169

x

4.2.3 PROPUESTA DE ALCATEL ........................................................... 169

4.2.4 SELECCIÓN DE EQUIPOS ............................................................ 170

4.3 COSTO DE INVERSIÓN ........................................................................... 170

4.3.1.1 CAPEX ...................................................................................... 171

4.3.1.2 Valor futuro ............................................................................... 171

4.3.1.3 VAN (Valor Actual Neto) ........................................................... 174

4.3.1.4 TIR (Tasa Interna de Retorno) .................................................. 175

4.4 BENEFICIO DE INVERSIÓN ..................................................................... 176

4.4.1 RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN ........................................... 176

4.4.2 AMPLIACIÓN Y MEJORA DE LA INFRAESTRUCTURA ............... 176

4.5 RELACIÓN COSTO- BENEFICIO ............................................................. 177

CAPÍTULO 5 ...................................................................................................... 178

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................... 178

5.1 CONCLUSIONES ...................................................................................... 178

5.2 RECOMENDACIONES .............................................................................. 180

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 182

ANEXOS ............................................................................................................ 188

ANEXO A. EN CD-MANUAL DE EQUIPO OPTIX 6800…………………………. 188

ANEXO B. EN CD-MANUAL DE EQUIPO OPTIX 8800 T16/T32………………. 188

ANEXO C. ASIGNACIÓN DE LONGITUDES DE ONDA DE LA RED AL 2015. 188

ANEXO D. ASIGNACIÓN DE LONGITUDES DE ONDA PROYECTADAS AL 2021

……………………………………………………………………………………….…..188

xi

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1. Fibra óptica. Elaboración propia ........................................................... 1

Figura 1.2. Reflexión Interna total en la fibra .......................................................... 2

Figura 1.3. Ventanas de atenuación de fibra óptica ............................................... 3

Figura 1.4. Dispersión por modo de polarización (PMD) ........................................ 5

Figura 1.5. Esquema general de la red WDM ...................................................... 12

Figura 1.6: Elementos pasivos: (a) Combinador, (b) splitter, (c) circulador .......... 13

Figura 1.7. Atenuadores ópticos de 5, 10 y 15 dB ................................................ 14

Figura 1.8. Aislador óptico .................................................................................... 14

Figura 1.9. (a) Multiplexor, (b) Demultiplexor ....................................................... 15

Figura 1.10. Resonador Fabry Perot .................................................................... 15

Figura 1.11. Filtro para obtener ʎc. Usa una FBG y un circulador........................ 15

Figura 1.12. Enrutamiento de longitudes de onda entre 3 nodos ......................... 16

Figura 1.13. Receptor óptico con detección directa ............................................. 18

Figura 1.14. Receptor óptico con detección coherente ........................................ 19

Figura 1.15. Amplificador de fibra dopada con Erbio ............................................ 20

Figura 1.16. Curva de ganancia de amplificadores .............................................. 20

Figura 1.17. Multiplexor óptico de inserción y extracción ..................................... 21

Figura 1.18. Estructura simple de un FOADM ...................................................... 22

Figura 1.19. Conmutador Óptico MEMS 2D ......................................................... 23

Figura 1.20. ROADM usando bloqueador de longitud de onda ............................ 24

Figura 1.21. Estructura WSS ................................................................................ 24

Figura 1.22. ROADM con WSS de dos direcciones ............................................. 25

Figura 1.23. Cross conector óptico (OXC) ........................................................... 25

Figura 1.24. Tipos de pulido para conectores de fibra óptica ............................... 30

Figura 1.25. Presupuesto de potencia de un enlace de fibra óptica ..................... 31

Figura 1.26. Red punto a punto ............................................................................ 33

Figura 1.27. Red de anillos................................................................................... 34

Figura 1.28. Restauración del enlace ................................................................... 37

Figura 1.29. Restauración del camino .................................................................. 38

Figura 1.30. Evolución de la red óptica ................................................................ 40

Figura 1.31. Esquema de transpondedor en una red WDM tradicional ................ 40

Figura 1.32. Esquema OTN para provisión de servicios ...................................... 40

xii

Figura 1.33. Encapsulamiento de una señal OTN ................................................ 41

Figura 1.34. Multiplexación de Señales OTN ...................................................... 42

Figura 2.1. Red SDH actual.................................................................................. 44

Figura 2.2. Anillo 1 - Anillo Central SDH .............................................................. 45

Figura 2.3. Anillo 2 SDH ....................................................................................... 45





Figura 2.8. OptiX OSN 3500 ................................................................................ 49

Figura 2.9. OptiX OSN 7500 ................................................................................ 50

Figura 2.10. Topología actual del backbone DWDM/OTN de Quito, CNT EP ...... 53

Figura 2.11. OptiX OSN 6800 .............................................................................. 57

Figura 2.12. Descripción de equipo OptiX OSN 6800 .......................................... 57

Figura 2.13. OptiX OSN 8800 T16 ....................................................................... 59

Figura 2.14. Distribución de ranuras en el equipo OptiX OSN 8800 T16 ............ 59

Figura 2.15. OPTIX OSN 8800 T32 ...................................................................... 60

Figura 2.16. Descripción de tarjetas en el equipo OptiX OSN 8800 T32 .............. 61

Figura 2.17. Diagrama de un nodo ROADM coloreado y direccionado de dos

grados ........................................................................................................... 62

Figura 2.18. Multiplexación de la red actual ........................................................ 65

Figura 2.19. Rack Aeropuerto con equipos OptiX 6800 y OptiX 8800 T32 .......... 69

Figura 3.1. Nueva red DWDM rediseñada del Distrito Metropolitano de Quito..... 80

Figura 3.2. Diagrama conexión entre dos nodos en la red SDH .......................... 82

Figura 3.3. Diagrama de montaje de equipos DWDM con SDH .......................... 82

Figura 3.4. Evolución de servicios GE .................................................................. 83

Figura 3.5. Evolución de servicios 10 GE ............................................................. 84

Figura 3.6. Evolución de servicios STM 16 .......................................................... 84

Figura 3.7. Evolución de servicios STM 64 .......................................................... 84

Figura 3.8. Línea de tendencia del servicio GE .................................................... 85

Figura 3.9. Proyección del servicio GE al 2021 .................................................... 86

Figura 3.10. Línea de tendencia del servicio 10 GE ............................................. 87

Figura 3.11. Proyección del servicio 10 GE al 2021 ............................................. 87

xiii

Figura 3.12. Línea de tendencia del servicio STM 16 .......................................... 88

Figura 3.13. Proyección del servicio STM16 al 2021 ........................................... 89

Figura 3.14. Línea de tendencia del servicio STM 64 .......................................... 89

Figura 3.15. Proyección del servicio STM 64 al 2021 .......................................... 90

Figura 3.16. Ruta de trabajo entre los nodos Carcelén y Cumbayá. Matlab ...... 101

Figura 3.17. Escenario coloreado y sin dirección para un nodo ROADM de 4

grados ......................................................................................................... 109

Figura 3.18. Tarjetas a nivel eléctrico ................................................................. 109

Figura 3.19. Asignación de direcciones en cada nodo ....................................... 116

Figura 3.20. Posición del SCC y del OSC en un sistema DWDM ...................... 127

Figura 3.21. Esquema de interconexión de equipos OptiX ................................ 130

Figura 3.22. Diagrama para calcular las pérdidas de un enlace......................... 143

Figura 3.23. Flujo de señal en el transmisor con un amplificador ....................... 146

Figura 3.24. Flujo de la señal en el lado de recepción con un amplificador ....... 148

Figura 3.25. Esquema entre tarjetas FIU para el cálculo de la potencia en

recepción ..................................................................................................... 149

Figura 3.26. Amplificadores ópticos distribuidos entre el enlace Aeropuerto –

Calderón ...................................................................................................... 156

Figura 4.1. Huawei OptiX 8800 ......................................................................... 164

Figura 4.2. Apollo OPT 9608 .............................................................................. 165

Figura 4.3. Equipo 1830 PSS-16 de Alcatel Lucent ........................................... 166

Figura 4.4. Equipo 1830 PSS-32 de Alcatel Lucent ........................................... 166

xiv

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1.1. Coeficientes de dispersión por modo de polarización ........................... 6

Tabla 1.2. Coeficiente de dispersión cromática en la ventana de 1550 nm ........... 8

Tabla 1.3. Bandas de frecuencia WDM ................................................................ 17

Tabla 1.4. Diferencia de ganancia entre amplificadores ópticos .......................... 21

Tabla 1.5. Coeficiente de atenuación máximo y típico ......................................... 28

Tabla 1.6. Velocidades binarias OTN ................................................................... 42

Tabla 2.1. Características de equipos OptiX OSN 3500 ...................................... 49

Tabla 2.2. Características de equipos OptiX OSN 7500 ...................................... 50

Tabla 2.3. Porcentaje de ocupación de E1s en los equipos de la red SDH al año

2015 .............................................................................................................. 51

Tabla 2.4. Distancia entre nodos DWDM, CNT EP .............................................. 54

Tabla 2.5. Longitudes de onda pares con espaciamiento de 100 GHz ................ 55

Tabla 2.6. Características del equipo OptiX OSN 6800 ....................................... 57

Tabla 2.7. Características de equipos OptiX OSN 8800 T16 ............................... 60

Tabla 2.8. Características de equipos OptiX OSN 8800 T32 ............................... 61

Tabla 2.9. Equipos OptiX en nodos de la red actual ............................................ 62

Tabla 2.10. Tarjetas TQX y TOM ocupadas en equipos OSN OptiX 8800 ........... 63

Tabla 2.11. Tarjetas ND2 ocupadas en equipos OptiX OSN 8800 ....................... 64

Tabla 2.12. Cantidad de tarjetas WSMD4, M40/D40, ITL y FIU de la red actual.. 66

Tabla 2.13. Tarjetas de canal de supervisión óptico ............................................ 66

Tabla 2.14. Amplificadores utilizados en la red actual DWDM ............................. 67

Tabla 2.15. Características de los amplificadores utilizados en la red actual

DWDM ........................................................................................................... 68

Tabla 2.16. Servicios GE entre nodos para los años 2014 y 2015 ....................... 70

Tabla 2.17. Servicios 10 GE entre nodos para los años 2014 y 2015 .................. 71

Tabla 2.18. Servicios STM 16 entre nodos para los años 2014 y 2015 .............. 72

Tabla 2.19. Servicios STM 64 entre nodos para los años 2014 y 2015 ............... 72

Tabla 2.20. Porcentaje de utilización de longitudes de onda entre nodos al 2015

...................................................................................................................... 73

Tabla 2.21. Servicios GE con Protección SNCP .................................................. 75

Tabla 2.22. Servicios 10 GE sin protección .......................................................... 75

Tabla 2.23. Servicios 10 GE con Protección SNCP ............................................. 76

xv

Tabla 2.24. Servicios STM-64 sin protección ....................................................... 76

Tabla 3.1. Nodos SDH a migrar a DWDM ............................................................ 81

Tabla 3.2. Consumo de servicios desde el año 2011 hasta el año 2016 ............. 83

Tabla 3.3. Relación entre años y variable x ......................................................... 86

Tabla 3.4. Tabla de servicios implementados, requeridos y proyectados al 2021 90

Tabla 3.5. Distribución de servicios GE entre pares de nodos al año 2021 ......... 92

Tabla 3.6. Distribución de servicios 10 GE entre pares de nodos al año 2021 .... 94

Tabla 3.7. Distribución de servicios STM 16 entre pares de nodos al año 2021 .. 97

Tabla 3.8. Distribución de servicios STM 64 entre pares de nodos al 2021 ......... 98

Tabla 3.9. Rutas de trabajo entre nodos del DMQ. Fuente: Software de Matlab 101

Tabla 3.10. Rutas de protección (elaboración propia) ........................................ 105

Tabla 3.11. Cálculo de capacidad de cross conexión ........................................ 110

Tabla 3.12. Tarjetas de tributarios multirate TOM .............................................. 112

Tabla 3.13. Tarjetas de tributarios de 10 Gbps (TQX y TOX)............................. 114

Tabla 3.14. Tarjetas tributarias de 100 Gbps (TSC) ........................................... 115

Tabla 3.15. Número de grados de cada ROADM ............................................... 116

Tabla 3.16. Velocidad requerida en dirección 1 ................................................. 118







Tabla 3.23. Cálculo de tarjetas de línea de 40 y 100 Gbps ................................ 121

Tabla 3.24. Cálculo de tarjetas WSS .................................................................. 122

Tabla 3.25. Multiplexores y Demultiplexores ópticos .......................................... 124

Tabla 3.26. Tarjetas ITL ..................................................................................... 125

Tabla 3.27. Tarjetas FIU ..................................................................................... 126

Tabla 3.28. Tarjetas de supervisión óptica OSC ................................................ 128

Tabla 3.29. Amplificadores EDFA por cada nodo ............................................... 129

Tabla 3.30. Cálculo de equipos OptiX master para la red rediseñada ............... 132

Tabla 3.31. Número de ranuras requeridas por nodo para los módulos ópticos. 134

Tabla 3.32. Equipos OptiX 6800 para los nodos de la nueva red DWDM .......... 135

xvi

Tabla 3.33. Asignación de longitudes de onda a los servicios proyectados hasta

el 2021 ........................................................................................................ 137

Tabla 3.34. Valores de tolerancia a la DC. Huawei ........................................... 138

Tabla 3.35. Cálculo de pérdidas en enlaces ...................................................... 145

Tabla 3.36. Características de módulos de los equipos OptiX OSN 6800 y 8000

.................................................................................................................... 146

Tabla 3.37. Potencia de entrada al amplificador en recepción para cada enlace150

Tabla 3.38. Características del pre amplificador TN13OAU105 ......................... 151

Tabla 3.39. Características del pre amplificador TN13OAU107C ...................... 151

Tabla 3.40. Características del pre amplificador TN13OAU107 ......................... 152

Tabla 3.41. Características del pre amplificador TN13OAU107B ....................... 152

Tabla 3.42. Amplificador de recepción requerido para cada nodo del enlace .... 153

Tabla 3.43. Potencia de recepción y margen de seguridad ............................... 155

Tabla 3.44. Cálculo de la OSNR en condiciones mínimas ................................. 157

Tabla 3.45. Cálculo de la OSNR en condiciones máximas ................................ 159

Tabla 4.1. Especificaciones técnicas de equipos OptiX 8800 ............................ 164

Tabla 4.2. Especificaciones técnicas Apollo OPT 9068 ..................................... 165

Tabla 4.3. Especificaciones técnicas de equipos 1830 Photonic Service Switch

.................................................................................................................... 167

Tabla 4.4. Propuesta económica de la red con equipos Huawei ........................ 168

Tabla 4.6. Propuesta económica de la red con equipos ECI .............................. 169

Tabla 4.7. Propuesta económica de la red con equipos Alcatel ......................... 169

Tabla 4.8. Matriz de selección de equipos ......................................................... 170

Tabla 4.9. Tabla de Amortización ....................................................................... 173

Tabla 4.10. Cálculo de la TIR ............................................................................. 175

Tabla 4.11. Relación C/B.................................................................................... 177

xvii

RESUMEN

Este proyecto se desarrolla a través de cinco capítulos, el primero consiste en un

marco teórico en el que se realiza una explicación sobre la fibra óptica y los tipos

de dispersión que se generan sobre las redes ópticas, posteriormente se indican

los tipos de multiplexación existentes hasta involucrar la tecnología DWDM,

también se detallan algunos parámetros de transmisión sobre las redes ópticas, así

como otras características.

En el segundo capítulo se describe la situación actual de la red de Anillos

Metropolitanos de CNT; se incluyen datos para facilitar el diseño como la cantidad

de servicios, los equipos utilizados, el porcentaje de uso de la red actual, lo que

evidencia la necesidad de aumentar la capacidad de la red.

El tercer capítulo abarca el rediseño de la red, se inicia presentando las matrices

de tráfico proporcionadas por CNT para el año 2016, se determina qué nodos se

requieren migrar a la tecnología DWDM, posteriormente se selecciona la topología

de la red, se realiza una proyección de servicios al 2021 y se establecen criterios

de diseño para dimensionar los equipos necesarios a futuro.

El cuarto capítulo consiste en un análisis costo-beneficio, en el que se incluyen

propuestas de equipos entre tres fabricantes que cumplen con los requerimientos

de diseño y se hace la correspondiente selección; finalmente se determina la

viabilidad del proyecto.

En el capítulo cinco se presentan las conclusiones y recomendaciones derivadas

del desarrollo de este trabajo de titulación.

En los Anexos se incluyen los manuales de los equipos ocupados en la red actual

de CNT, manuales de equipos evaluados y diagramas de asignación de longitudes

de onda.

xviii

PRESENTACIÓN

La tecnología cambia a gran velocidad y aumentan los requerimientos de mejoras

constantes en la infraestructura que sostiene los avances tecnológicos. La

Corporación Nacional de Telecomunicaciones es una empresa pública de cobertura

nacional que ofrece servicios de voz, datos e Internet a hogares, industrias y

grandes clientes a través de su infraestructura existente como redes de acceso,

redes de transporte y redes troncales.

La CNT EP utiliza varios anillos de fibra óptica con tecnología SDH en el Distrito

Metropolitano de Quito, el crecimiento de la capacidad de transmisión por la

necesidad de mayor ancho de banda obligan a migrar esta tecnología a una

plataforma diferente, que además permita llevar varios servicios demandados por

los usuarios, tecnología conocida como DWDM, que ya se utiliza en algunos nodos

de la red actual.

Debido a la demanda de servicios proyectados al año 2021, la red DWDM actual

requiere incrementar el número de canales o aumentar su capacidad de

transmisión, lo cual no involucra la instalación de más hilos de fibra sino la

optimización de la fibra óptica existente.

Es por esto que se hace necesario la migración de la red de anillos Metropolitanos

de Quito hacia una red DWDM de mayor capacidad.

1

CAPÍTULO 1

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

El desarrollo de la industria en telecomunicaciones ha producido un cambio

dramático en el estilo de vida y en la economía global, precisamente dicho cambio

demanda en las comunicaciones el uso de mayor capacidad y velocidad en la

transmisión de información, esto implica a su vez un mayor ancho de banda para

dar soporte a los servicios de voz, datos y video. La fibra óptica se convierte en una

parte fundamental de esta solución, al ser un medio de transmisión con gran ancho

de banda que trabaja a nivel óptico ofreciendo mayores ventajas frente a las redes

de cobre comúnmente utilizadas. Las empresas de telecomunicaciones buscan

continuamente estar a la vanguardia con soluciones tecnológicas frente a la

creciente demanda de los servicios mencionados, y para esto requieren de grandes

inversiones en su infraestructura, redes y equipos que son reemplazados

paulatinamente ya que su obsolescencia aparece en plazos muy cortos.

1.1 FIBRA ÓPTICA [1]

La fibra óptica es un medio de transmisión de señales analógicas o digitales a través

de filamentos denominados hilos de fibra, dichas señales pueden ser generadas

por una fuente de luz LED o láser.

La información transmitida puede ser señales de voz, datos o video; dicho

contenido es enviado y/o recibido entre grandes distancias y, en un mínimo tiempo.

Un hilo de fibra se encuentra constituido de un núcleo, generalmente de vidrio, una

cubierta o manto también de vidrio típicamente y un recubrimiento externo que lo

protege. Ver Figura 1.1.

Figura 1.1. Fibra óptica. Elaboración propia

2

Según el material con el que están elaborados sus componentes, se tienen los

siguientes tipos de fibra:

· Plástica: tanto el núcleo como el manto son plásticos

· PCS (Plastic Clad Silica): el núcleo es de vidrio y la cubierta de plástico

· SCS (Silica Clad Silica): el núcleo y la cubierta son de vidrio

Las fibras de plástico son livianas, prácticas en instalaciones por su flexibilidad y

menor costo, sin embargo no son eficientes como el vidrio para la transmisión de la

luz. Un parámetro importante en el funcionamiento de la fibra es el índice de

refracción que establece la densidad de un medio y la velocidad con que la luz se

propaga en ese medio. A mayor índice de refracción (n), mayor densidad del medio

y menor velocidad de luz. En base al principio de reflexión interna total, el núcleo

posee un índice de refracción mayor al que tiene el manto, es así que refleja las

señales que tengan un ángulo de incidencia mayor a un ángulo crítico, permitiendo

que la luz permanezca dentro del núcleo. Ver Figura 1.2 [1].

Figura 1.2. Reflexión Interna total en la fibra [2]

El uso de fibra óptica tiene varias ventajas, tales como:

· Gran ancho de banda.

· Alta capacidad de transmisión que puede llegar hasta los Tbps con DWDM.

· Inmunidad a la interferencia electromagnética.

· Inmunidad a la interferencia estática.

· Muy baja atenuación lo que permite que sea utilizada para largas distancias

3

sin necesidad de usar repetidores.

Entre las desventajas de la fibra óptica se tiene:

· Alto costo de instalación.

· Baja tensión mecánica.

· Fragilidad en su manipulación comparada con el resto de cables.

· Su instalación y reparación requieren de personal altamente calificado [3].

1.1.1 TIPOS DE FIBRA [1]

Según el número de modos que propagan se presentan dos tipos de fibra óptica:

monomodo y multimodo.

1.1.1.1 Fibra Óptica Monomodo

El núcleo tiene un diámetro de 8 a 10 um y el manto de 125 um, por lo que a

diferencia de las fibras multimodo propagan un solo modo.

Figura 1.3. Ventanas de atenuación de fibra óptica [2]

Este tipo de fibra requiere de fuentes láser, obteniendo mayor ancho de banda y

4

menor atenuación con la distancia, es así como se amplía su alcance hasta 100 km

con velocidades de hasta varios Gbps sin repetidores.

La fibra óptica monomodo trabaja en la segunda, tercera, cuarta y quinta ventana

(1310, 1550 y 1625 y 1470 nm), logrando la atenuación más baja en la de 1550 nm

con un valor típico de 0,275 dB/km. Ver Figura 1.3 [4] [5] [6].

1.1.1.2 Fibra Óptica Multimodo

Las dimensiones del diámetro del núcleo en este tipo de fibra tienen valores típicos

de 50, 62.5 y 85 um, con 125 um de manto, al ser de área mayor que la monomodo

permite el paso de más de un modo de propagación, lo que produce el efecto de

dispersión modal que es descrita en la sección 1.1.2.1.

Las distancias máximas para enlaces con fibra multimodo pueden ser típicamente

de [3]:

· 2 km, con una velocidad de 100 Mbps.

· 1 km, si se trabaja hasta 1 Gbps.

· 500 metros a 10 Gbps.

La fibra multimodo utiliza diodos LED o VCSEL que operan en la primera ventana

(850 nm) con una atenuación típica entre 2,7 y 3 dB/km y en la segunda ventana

(1300 nm) con una atenuación típica entre 0,7 y 0,82 dB/km [3].

El costo de este tipo de fibra hoy por hoy resulta mayor que la fibra monomodo pero

el costo del sistema de transmisión es menor.

1.1.2 TIPOS DE DISPERSIÓN EN LA FIBRA [7] [4] [6]

1.1.2.1 Dispersión Modal

La dispersión modal es el ensanchamiento del pulso óptico debido al retraso de las

componentes del haz de luz (modos) que recorren por la fibra óptica en distintas

trayectorias. En la fibra óptica de índice escalonado, el índice de refracción del

núcleo es constante, es así que, los modos viajan con la misma rapidez, llegando

al destino en tiempos diferentes y generando dispersión modal.

5

Para corregir esta dispersión sin limitar la velocidad de transmisión se puede

recurrir al uso de fibras multimodo de índice gradual, en las cuales el índice de

refracción varía gradualmente dentro del núcleo. El índice de refracción es de

mayor valor cuanto más cerca se encuentre al eje reduciendo la rapidez de los

modos y aumentando su rapidez al alejarse de él, así llegan todos los modos

aproximadamente al mismo tiempo y se reduce la degeneración de la señal a la

salida de la fibra causada por la dispersión modal.

En la fibra monomodo, se utiliza como fuente de luz el láser y debido al diámetro

del núcleo más pequeño, solo se propaga un modo y por este motivo en esta fibra

no se presenta la dispersión modal [7].

1.1.2.2 Dispersión por modo de polarización (PMD)

Otro tipo de dispersión se presenta cuando la fibra no es perfectamente cilíndrica

lo que produce una pequeña variación en el índice de refracción entre la

polarización horizontal y vertical de la fibra, esto provoca que las velocidades de

propagación de cada polarización sean diferentes, generando un retraso llamado

dispersión por modo de polarización (PMD). Ver Figura 1.4.

Figura 1.4. Dispersión por modo de polarización (PMD) [7]

El cálculo de la dispersión por modo de polarización se realiza mediante la ecuación

(1.1) [8].

!"#$ = "#$% & '( (1.1)

Donde:

!"#$: Dispersión por modo de polarización (ps)

(): Longitud de la fibra óptica (km)

6

"#$%: Coeficiente de dispersión por modo de polarización el cual viene dado según

el tipo de fibra óptica empleado en [*+/',-]. En la Tabla 1.1 se presentan los

valores del PMDQ para las fibras recomendadas por la ITU-T que operan en la

ventana de 1550 nm.

Tabla 1.1. Coeficientes de dispersión por modo de polarización [4] [6]

Fibra óptica monomodo recomendación UIT-T

Coeficiente de dispersión por modo de polarización

[.0/'12] G.652.A y G.652.C 0,5 G.652.B y G.652.D 0,20

G.655.C, G.655.D y G.655.E 0,20

1.1.2.3 Dispersión Cromática

La dispersión cromática es el retraso que tienen los componentes de un pulso

óptico debido a dos causas esenciales:

· Dispersión del material: el índice de refracción del silicio depende de la

longitud de onda de la señal, entonces si se transmiten distintas longitudes

de onda provenientes del pulso óptico generado por la fuente de luz, cada

una tendrá una velocidad distinta produciéndose un retraso en la llegada al

destino, lo que provoca ensanchamiento del pulso óptico.

· Dispersión de guía de onda: el índice de refracción efectivo depende del

porcentaje de potencia del modo que se distribuye entre el núcleo y la

cubierta, esta redistribución de potencia varía según la frecuencia de la señal

óptica, a menor frecuencia mayor parte de potencia se transporta a la

cubierta la cual viaja a mayor velocidad produciéndose dispersión del pulso.

El coeficiente de dispersión cromática se mide en ps/(nm*km) e indica cuánto se

ensanchará en pico segundos el pulso si la anchura espectral de la fuente es de un

nanómetro y viaja un kilómetro, por lo tanto se busca que este coeficiente sea lo

más pequeño posible.

Los efectos de la dispersión cromática son iguales a los de la dispersión modal:

ensanchamiento de los pulsos, posible interferencia entre símbolos (ISI, Inter

7

Symbol Interference) y disminución de la velocidad. Para combatir los efectos de

esta dispersión se debe usar fuentes de luz lo más puras posibles es decir

compuestas idealmente por una sola longitud de onda. También se puede utilizar

las fibras recomendadas por la ITU-T donde la dispersión es nula o muy baja.

La recomendación G.652 establece una fibra monomodo estándar (SMF, Estándar

Single Mode Fiber) que posee dispersión cromática nula en la región de 1310 nm

con velocidades máximas de 2.5 Gbps. Puede utilizarse en la ventana de 1550 nm

con un coeficiente de dispersión cromático mayor [4].

La recomendación G.653 establece una fibra óptica monomodo de dispersión

desplazada (DSF, Dispersion Shifted Fiber), cuya dispersión cromática es nula en

la ventana de 1550 nm. Sin embargo su principal inconveniente se debe a los

efectos no lineales que pueden generar nuevas componentes de frecuencia,

ensanchamiento del espectro y oscilaciones de amplitud de los canales [5] [9].

La recomendación G.655 establece una fibra óptica monomodo de dispersión

desplazada no nula (NZDSF, Non-Zero Dispersion- Shifted Fiber), es decir con un

coeficiente de dispersión mayor que 0 en la ventana de 1550 nm, esta dispersión

ayuda a contrarrestar los efectos producidos por las no linealidades que pueden ser

perjudiciales para los sistemas DWDM [6].

Para calcular la dispersión cromática se aplica la ecuación [10]:

3$4 = $4% & 35 & ( (1.2)

Donde:

6DC:)Dispersión cromática (ps).

DC7: Coeficiente de dispersión cromática (ps/(nm*km)).

65: Ancho espectral de la fuente (nm).

(: Longitud de la fibra óptica recorrida por la señal (km).

En la Tabla 1.2 se muestra los valores del coeficiente de dispersión cromática en la

8

tercera ventana para las fibras recomendadas por la ITU.

Tabla 1.2. Coeficiente de dispersión cromática en la ventana de 1550 nm [4] [5] [6]

Recomendación ITU-T

89;<>>? (ps/(nm*km))

G.652 A-D 20 G.653 A-B 3,5 G.655.A 3,7 G.655.B 4,2 G.655.C 4,4 G.655.D 8 G.655.E -2,3

1.1.2.4 Compensación de dispersión cromática [11]

El uso de fibra óptica en las comunicaciones permite trabajar con mayor velocidad

y a grandes distancias, además con la existencia de amplificadores se puede cubrir

mayores longitudes, no obstante la existencia de la dispersión cromática limita la

capacidad y el alcance de las transmisiones debido a que el ensanchamiento

temporal de los pulsos ópticos puede generar interferencia entre símbolos (ISI) y

por lo tanto errores en la recepción.

Una alternativa para disminuir la dispersión cromática es mediante el uso de fibras

compensadoras de dispersión (DCF, Dispersion Compensating Fiber), las cuales

tienen un coeficiente de dispersión cromático alto y de signo contrario a las de las

fibras de transmisión en la ventana de 1550 (nm), de este modo se coloca una cierta

longitud de DCF periódicamente durante el enlace tomando en consideración la

siguiente condición:

$@ & (@ = A$B & (B (1.3)

Donde D1 es el coeficiente de dispersión cromática del enlace de fibra óptica con

longitud L1, D2 es el coeficiente de dispersión de la DCF en ps/(nm*km) y L2 es la

longitud de DCF requerida (típicamente 5-10 km).

Suponiendo que se tiene un enlace de 100 km con fibra G.652 cuyo coeficiente de

dispersión cromática es 20 ps/(nm*km), la dispersión acumulada a través del tramo

sería de 2000 ps/nm. Si se utiliza un DCF con un parámetro de dispersión de -100

9

ps/(nm*km), serán necesarios 2 km de DCF cada 100 km para realizar la

compensación de dispersión cromática.

Los equipos receptores pueden tolerar un valor de dispersión cercana a una

fracción del periodo de bit, esto depende del fabricante y su cálculo está dado por

la ecuación (1.4), cuyas unidades son ps/nm [12]:

3$4 E F & G (1.4)

Donde:

F: Representa la fracción del periodo de bit y su valor se encuentra entre 0 y 1

G: Representa el periodo de bit (ps)

Reemplazando la ecuación (1.2) en la condición (1.4) se obtiene:

$4% & 35 & ( E F & G (1.5)

Los valores correspondientes a 6HI J y T se reúnen en un parámetro denominado

tolerancia de dispersión cromática TD, que es especificado por el fabricante del

receptor y se define en la ecuación (1.6) [14]:

G$ = F & G35

(1.6)

G$: Tolerancia de dispersión cromática (ps/nm)

Reemplazando la ecuación (1.6) en la condición (1.5) y despejando L se obtiene:

( E G$$4%

(1.7)

Donde:

(: Longitud máxima de la fibra óptica recorrida por la señal para que el receptor

tolere la dispersión cromática (km)

DC7: Coeficiente de dispersión cromática (ps/(nm*km))

10

1.2 TECNOLOGÍAS DE MULTIPLEXACIÓN EN SISTEMAS

ÓPTICOS [13] [14]

Cuando se desea enviar información a través de un canal de transmisión es

importante aprovechar en lo posible la capacidad del medio para que la mayor

cantidad de señales viajen a través de él sin que exista interferencia entre las

señales.

Con la multiplexación se logra que varias señales ocupen el mismo medio de

transmisión de la mejor manera para que las señales puedan ser recuperadas en

el receptor e identificadas entre sí.

Algunas de estas técnicas son:

· TDM: Multiplexación por División de Tiempo

TDM (Time Division Multiplexing) surge para maximizar la cantidad de tráfico en el

medio, para lo cual se divide el tiempo de transmisión en intervalos pequeños y a

cada señal se le asigna un intervalo para que envíe sus bits.

· OTDM: Multiplexación por División de Tiempo Óptico.

En los sistemas ópticos se requiere de técnicas de transmisión ópticas como es

OTDM (Optical Time Division Multiplexing) para transmitir información a través de

un solo hilo de fibra. OTDM combina canales en el dominio del tiempo sin que se

sobrelapen entre sí.

· FDM: Multiplexación por División de Frecuencia

FDM (Frequency Division Multiplexing) se utiliza generalmente para sistemas

analógicos. Cada señal se transporta en una banda de frecuencia diferente y

posteriormente la señal compuesta se separa a través de filtros para recuperar la

información de cada canal.

· WDM: Multiplexación Por División De Longitud De Onda

WDM (Wavelength Division Multiplexing) es utilizada en redes ópticas para enviar

11

la información de varias señales a través de un mismo hilo de fibra óptica. Diversas

longitudes de onda son utilizadas para transportar la información de distintos

usuarios [13].

1.2.1 MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE LONGITUD DE ONDA

Con la cantidad de servicios que se ofrece hoy en día es indispensable utilizar

medios de transmisión con mayor ancho de banda (fibra óptica) así como técnicas

que optimicen el uso del canal (WDM), además por la evolución de las

comunicaciones se requieren equipos con procesamiento óptico para evitar la

conversión de la señal óptica a eléctrica en cada nodo.

WDM es una técnica de transmisión que utiliza como canal la fibra óptica y permite

enviar simultáneamente varias señales ópticas asignándolas a diferentes

longitudes de onda para transmitirlas sobre un mismo hilo de fibra.

WDM adecúa una cantidad de longitudes de onda que no se sobreponen entre sí

dentro del espectro óptico, que operan independientemente a igual o diferente

capacidad ocupando una pequeña parte del gran ancho de banda de la fibra, donde

cada señal óptica está asociada a una lambda (ʎ) permitiendo a las redes existentes

aumentar el ancho de banda sin requerimiento de hilos de fibra óptica adicionales.

Considerando que c = longitud de onda x frecuencia, donde c es constante e indica

la velocidad de la luz en el vacío, solo se puede cambiar la longitud de onda si

también se modifica la frecuencia, por este motivo WDM se puede confundir con

FDM, no obstante se distinguen dos aspectos entre ellas: FDM es un sistema de

multiplexación antiguo que procesa señales eléctricas a diferencia de WDM que es

un sistema moderno que procesa señales ópticas. Además, cada frecuencia

multiplexada en FDM representa una sola fuente de transmisión, por el contrario,

una de las principales aplicaciones con WDM es la multiplexación de señales

SONET/SDH (Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy) donde

cada señal puede llevar varias transmisiones de múltiples fuentes mediante TDM.

Cabe mencionar que WDM también puede transportar otro tipo de señales como:

Ethernet, OTN (Optical Transport Network) y señal de video.

12

La Figura 1.5 muestra un esquema general del sistema WDM, donde cada señal

de información se modula (cambio de la frecuencia de la señal de información a la

de una señal portadora) con una fuente de luz a una longitud de onda específica

para cada canal y es combinada mediante un multiplexor WDM para transmitirse a

través de la fibra óptica como una sola señal.

Posteriormente en recepción cada canal es separado o demultiplexado y conducido

a diferentes fotodetectores, además es posible que durante el recorrido se requiera

extraer la información de un canal específico o añadir un canal adicional mediante

multiplexores ópticos de inserción o extracción (OADM, Optical Add Drop

Multiplexer). En la multiplexación y demultiplexación se presentan pérdidas de

inserción ( pérdidas de la potencia de la señal por la inserción de un dispositivo en

la línea de transmisión) las cuales dependen de la cantidad de canales a utilizar, a

mayor número de canales mayores serán estas pérdidas; y se pueden mitigar

utilizando post amplificadores, además en el enlace se presentan efectos como la

diafonía (cross talk entre canales) y la atenuación donde es necesario utilizar

amplificadores ópticos para aumentar la ganancia de la señal [13].

Figura 1.5. Esquema general de la red WDM [14]

1.2.1.1 Elementos en la red WDM [14]

Los equipos ópticos que se requieren en la implementación de la red WDM son los

siguientes:

· Componentes Pasivos

v Combinadores

v Divisores ópticos

13

v Circuladores

v Atenuadores

v Aisladores

v Multiplexores y Demultiplexores WDM

v Filtros

· Convertidores de longitud de onda

· Transmisores y receptores

· Amplificadores ópticos

· Módulos OADM y OXC (Optical Cross-Connect)

1.2.1.1.1 Componentes pasivos

Son aquellos que no requieren de una fuente de alimentación para funcionar, por

ejemplo:

· Combinadores: integran en una misma fibra óptica señales que viajan en

fibras diferentes a la misma longitud de onda. Ver Figura 1.6 (a).

· Divisores o Splitters: cumplen la función inversa del combinador, dividen la

señal proveniente de una fibra en varias fibras ópticas conservando las

mismas longitudes de onda. Ver Figura 1.6 (b).

· Circuladores: envían las señales de entrada de un puerto a otro siguiendo

una dirección. Ver Figura 1.6 (c).

Figura 1.6: Elementos pasivos: (a) Combinador, (b) splitter, (c) circulador [14]

14

· Atenuadores: reducen la potencia óptica de las señales para mantenerla en

el intervalo de operación del receptor, En la Figura 1.7 se puede visualizar

ejemplos de atenuadores ópticos de 5, 10 y 15 dB.

Figura 1.7. Atenuadores ópticos de 5, 10 y 15 dB [15]

· Aisladores: permiten el paso de la luz en una sola dirección, normalmente

utilizados para que la luz reflejada no se propague. Aísla componentes como

amplificadores y láseres, en la Figura 1.8 se observa un ejemplo de aislador

óptico.

Figura 1.8. Aislador óptico [16]

· Multiplexores WDM: integran en una sola fibra óptica las señales

provenientes de otras fibras que se encuentran en longitudes de onda

diferentes. Ver Figura 1.9 (a)

· Demultiplexores WDM: separan la señal luminosa proveniente de una fibra

en múltiples señales con su correspondiente longitud de onda en fibras

diferentes. Ver Figura 1.9 (b)

Los multiplexores y demultiplexores pueden basarse en primas, rejillas o filtros

ópticos.

15

(a) (b)

Figura 1.9. (a) Multiplexor, (b) Demultiplexor [14]

· Filtros: se usan en la multiplexación y demultiplexación, para atenuar las

señales que no trabajen en el ancho de banda del filtro y dejar pasar solo

una señal específica.

Uno de los filtros más utilizados es el filtro de película delgada (TFF, Thin Film

Filter), utiliza películas de material aislante con un espesor de tamaño ʎc/4, tal que

ʎc corresponde a la longitud de onda a filtrar. La Figura 1.10 muestra un tipo de

filtro TFF.

Figura 1.10. Resonador Fabry Perot [14]

Otro tipo de filtro usa las rejillas de Bragg Grating o FBG (Fiber Bragg Gratings) que

se utilizan conjuntamente con un circulador (ver Figura 1.11).

Como ventajas estos filtros se pueden acoplar muy fácilmente con la fibra óptica,

tienen baja atenuación y un ancho de banda muy angosto, se utilizan en sistemas

DWDM con espaciamientos de canal de 50 GHz o menor [7].

Figura 1.11. Filtro para obtener ʎc. Usa una FBG y un circulador [14]

16

1.2.1.1.2 Convertidores de longitud de onda

Los convertidores de longitud de onda cambian la longitud de onda de la señal que

se transmite sin perturbar su información. En la Figura 1.12 una señal se envía

desde un nodo A hasta un nodo C a través de un nodo B. La comunicación entre A

y B se realiza mediante una 5@, pero de B a C no es posible porque la longitud de

onda 5@ es ocupada por otro usuario de la red, entonces es necesario el uso de un

convertidor de longitud de onda en el nodo B para cambiar el canal de la señal a

una 5B.

Los convertidores también son utilizados cuando no hay compatibilidad entre

equipos que funcionan en diferentes bandas de frecuencia.

Figura 1.12. Enrutamiento de longitudes de onda entre 3 nodos [17]

La primera alternativa para realizar la conversión de longitud de onda es utilizar un

convertidor optoelectrónico o transpondedor, el cual cambia la señal óptica que

llega al receptor en una señal eléctrica y posteriormente la transmite como una

señal óptica en otra longitud de onda, por lo general se utiliza un diodo láser para

convertir las señales eléctricas a pulsos de luz.

Otra alternativa para la conversión de longitud de onda implica el uso de

amplificadores ópticos de semiconductor o SOA (Semiconductor Optical Amplifier)

utilizando como principio de funcionamiento diferentes fenómenos como la

modulación cruzada de ganancia (XGM, Cross-Gain Modulation), la modulación

cruzada de fase (XPM, Cross-Phase Modulation) y la mezcla de cuatro ondas

(FWM, Four Wave Mixing).

Tanto XGM como XPM aprovechan la no linealidad de la ganancia del amplificador

saturado para realizar la conversión de longitud de onda, mientras XGM es sencilla

y de menor coste, XPM proporciona conversiones más eficientes [18].

FWM a diferencia de XGM y XPM es independiente del tipo de modulación usado;

generalmente FWM debe ser ocupado en cascada debido a que tiene la menor

17

eficiencia de conversión, por lo tanto aporta mayor ruido al sistema [19].

1.2.1.1.3 Transmisores WDM

Es importante que las fuentes ópticas eviten la dispersión y obtengan una longitud

de onda estándar y estable, estas características cumplen los láseres porque su luz

es monocromática, además entregan suficiente potencia debido a que su energía

no se dispersa por su direccionalidad, se emplean para largas distancias y tienen

un tiempo de vida útil adecuado.

Los transmisores consisten en un arreglo de láseres, donde cada uno corresponde

a un canal y trabaja a una longitud de onda específica de acuerdo a la característica

de construcción del láser. Los fabricantes y diseñadores requerían de una

referencia para establecer las longitudes de onda que permitan la compatibilidad

de sus equipos, entonces la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT)

estableció las longitudes de onda que puede usar cada láser acorde a su

espaciamiento de canal. La frecuencia referencial corresponde a 193,1 THz (1550

nm) y los espaciamientos de canal pueden ser 12,5; 25; 50; 100 GHz o mayores.

Las transmisiones se envían a través de bandas de frecuencia o longitudes de onda

en las que trabaja la fibra óptica, las cuales se puede observar en la Tabla 1.3.

Tabla 1.3. Bandas de frecuencia WDM [20]

Banda Rango de longitud de onda

O-Original 1260 nm a 1360 nm

E-Extendida 1360 nm a 1460 nm

S-Longitud de onda corta 1460 nm a 1530 nm

C-Convencional 1530 nm a 1565 nm

L-Longitud de onda larga 1565 nm a 1625 nm

1.2.1.1.4 Receptores WDM

En el lado de recepción se encuentran los detectores ópticos (fotodetectores), estos

dispositivos requieren que las señales hayan sido previamente demultiplexadas y

permiten transformar la señal luminosa en una señal eléctrica. La detección puede

ser del tipo no coherente (directa) o coherente.

Los sistemas tradicionales ópticos por lo general son no coherentes. Es decir, los

datos a transmitir modulan a la portadora óptica correspondiente a un láser de onda

18

continua a través de un modulador de intensidad, y en recepción la detección de la

señal se realiza mediante un simple fotodetector, el cual realiza la conversión

óptico-eléctrica de la señal. El fotodiodo no es capaz de detectar variaciones en

fase o en frecuencia de la luz incidente, por lo tanto la detección es directa y no es

conveniente usar señales con modulaciones de fase o de frecuencia. Por este

motivo a estos sistemas se los conoce como IMDD (Intensity Modulation and Direct

Detection) [21].

El sistema IMDD está ligado con codificaciones de línea como NRZ (Non Return to

Zero) y RZ (Return to Zero), se pueden conseguir transmisiones de 100 Gbps en

cortas distancias limitadas por la OSNR (Optical Signal to Noise Ratio) de la señal

propagada, término mencionado en la sección 1.2.1.3.9 [21].

Figura 1.13. Receptor óptico con detección directa [21]

La Figura 1.13 muestra el diagrama para una transmisión típica de un sistema

IMDD.

Con la introducción de modulaciones de fase para transmisiones de alta velocidad

de 40 Gbps y 100 Gbps, se impulsó la tecnología de recepción coherente, que

consiste en aplicar cualquier técnica de mezclado entre la señal óptica recibida y

una señal generada localmente en el receptor, para recuperar la información [21].

Actualmente se puede trabajar con modulaciones de amplitud, fase y frecuencia

con detección coherente, sin embargo las modulaciones QPSK (Quadrature Phase

Shift Keying) y DQPSK (Diferential Quadrature Phase Shift Keying) ofrecen mejores

prestaciones para los sistemas de 100 Gbps, debido al aprovechamiento eficiente

del espectro óptico [21].

Las ventajas de la detección coherente frente a la detección directa corresponden

a: mejora en la OSNR, no requiere el uso de compensadores de dispersión, debido

19

a que estos sistemas tienen alta tolerancia a la dispersión cromática y a la

dispersión por modo de polarización, además con esta tecnología las redes

requieren pocos amplificadores ópticos [22].

La Figura 1.14 muestra el esquema de un receptor típico coherente [21].

Figura 1.14. Receptor óptico con detección coherente [21]

1.2.1.1.5 Amplificadores Ópticos

En la multiplexación se generan pérdidas asociadas con el número de canales o

longitudes de onda, para mejorar las características de transmisión se incorpora un

módulo de amplificación, llamado post amplificador, el cual incrementa la potencia

de la señal o de cada longitud de onda, también se utilizan pre amplificadores para

aumentar la potencia de la señal antes que entre en el nodo receptor.

Uno de los amplificadores más comunes utilizados en DWDM es el amplificador de

fibra dopada con Erbio (EDFA, Erbium Doped Fiber Amplifier). Su principio de

funcionamiento consiste en estimular a la fibra dopada con Erbio mediante una

señal de bombeo a 980 y 1480 nm, de tal manera que los átomos de Erbio absorban

los fotones incidentes en estado excitado, y liberen la energía almacenada en forma

de luz amplificando la señal óptica [23].

Estos dispositivos tienen la capacidad de amplificar simultáneamente varias

señales ópticas provenientes de una misma fibra óptica, de esta manera no es

necesario demultiplexar los canales para amplificarlos individualmente. Además,

presentan otras ventajas como: alta ganancia, bajo factor de ruido, bajas pérdidas

de acoplo a la fibra óptica. Los EDFA pueden amplificar canales que se encuentren

dentro de la banda C y L, sin embargo la amplificación en la banda S requiere de

otro tipo de dopante en la fibra [14] [23] [24].

Los amplificadores EDFA producen ruido ASE (Amplified Spontaneous Emission),

debido a la liberación espontánea de la energía de los fotones de Erbio que no se

20

combinan con la señal óptica, por lo tanto se debe colocar un aislador óptico para

que el ruido generado no se refleje nuevamente hacia el amplificador. Ver Figura

1.15 [25].

Figura 1.15. Amplificador de fibra dopada con Erbio [14]

El amplificador SOA puede trabajar con un mayor número de canales debido a que

funciona en el rango de 1300 nm a 1550 nm; sin embargo, presenta mayor factor

de ruido, menor ganancia que el amplificador EDFA y al trabajar con elevadas

velocidades se generan no linealidades que producen cruce de información entre

canales. Adicionalmente los SOAs son utilizados en la conversión de longitud de

onda como se mencionó en la sección 1.2.1.1.2 [14].

Los amplificadores Raman utilizan el efecto de dispersión Raman, que consiste en

ingresar dos señales de diferente frecuencia en la fibra óptica, la potencia de la

señal de bombeo (longitud de onda más baja) se transfiere a la de más alta longitud,

produciendo la amplificación de dicha señal.

Generalmente los amplificadores EDFA y Raman se combinan para lograr una

amplificación uniforme. La Figura 1.16 muestra la comparación de las ganancias de

ambos amplificadores.

Figura 1.16. Curva de ganancia de amplificadores [7]

21

La Tabla 1.4 indica algunas diferencias de ganancia entre los diferentes

amplificadores ópticos mencionados de acuerdo a distintos fabricantes.

Tabla 1.4. Diferencia de ganancia entre amplificadores ópticos [26] [27] [28]

EDFA RAMAN SOA

15 a 40 dB 10 a 15 dB 15 a 20 dB

1.2.1.1.6 Módulo OADM

Los OADM y OXC están formados por elementos más sencillos y se los conoce

como módulos funcionales o subsistemas.

El multiplexor óptico de inserción y extracción OADM permite extraer longitudes de

onda de un conjunto de señales, e insertar otras en su lugar. La Figura 1.17

muestra un esquema simplificado de un OADM.

Los OADM pueden ser construidos de diferentes maneras, esto depende de la

sofisticación de los elementos que lo forman.

Figura 1.17. Multiplexor óptico de inserción y extracción [14]

Los ROADM (Reconfigurable OADM) añaden la capacidad de controlar, a través

de un sistema centralizado por comandos, las lambdas que serán extraídas o

añadidas a la red; pueden ser coloreados (colored) y no coloreados (colorless). Un

puerto de acceso de extracción e inserción coloreado se relaciona con una sola

longitud de onda específica, este puerto de acceso solo permite el paso de una

longitud de un solo color.

Un puerto de acceso no coloreado permite pasar cualquier longitud de onda, los

ROADM que utilizan estos puertos se conocen como ROADM no coloreados.

El número de rutas de fibra incidentes equivale al número de grados de un ROADM;

por ejemplo, si el nodo forma parte de una red tipo anillo entonces se utiliza un

22

ROADM de dos grados, con dirección este y oeste; en cambio si el nodo es utilizado

para interconectar dos anillos éste puede ser de 4 grados: Norte, Sur, Este y Oeste.

La evolución de los ROADM ha tomado algunas etapas, a continuación se describe

cada una de ellas:

La primera generación de OADM fue basada en tecnología PLC (Planer Lightwave

Circuit, circuito de luz de onda planar). Los OADM PLC introducen conmutadores

en las rutas de las longitudes de onda entre la unidad multiplexora y demultiplexora

que permiten ya sea añadir o extraer, o continuar el paso de las longitudes de onda,

como se indica en la Figura 1.18.

El módulo representado está formado por 3 pares de filtros y 3 conmutadores, la

señal de entrada lleva 3 canales, ingresa al demultiplexor donde se divide en 3

señales por medio de un splitter, que pasan por un filtro específico cada una y

permite separar cada canal.

La señal filtrada ingresa a un respectivo conmutador donde se determina si el canal

se redirecciona o continúa por la trayectoria del sistema, para este proceso el

conmutador funciona con dos estados: el estado de barra indica que la señal que

arribe continúe la trayectoria; el estado de cruz, en cambio redirecciona el canal

hacia “Salt” y permite ingresar una nueva señal a través de “Spre”, como se observa

en la Figura 1.18.

Figura 1.18. Estructura simple de un FOADM [14]

Cada señal ingresa a un multiplexor que está integrado por filtros y un acoplador

donde las múltiples longitudes de onda se combinan para formar la señal de salida

23

del OADM.

Por lo general los puertos de inserción y extracción de los OADM PLC son

coloreados, es decir, se encuentran pre cableados y permiten el paso de un

conjunto limitado de longitudes de onda. Esto genera una desventaja en cuestión a

su flexibilidad debido a que los OADM descritos no son reconfigurables, sino fijos

(FOADM, Fixed Optical Add Drop Multiplexer) [10].

Los conmutadores usados pueden basarse en distintas tecnologías adicionales a

la PLC, como los de estado sólido tipo Mach-Zehnder, conmutadores acusto-

ópticos, conmutadores de cristal líquido y conmutadores MEMS.

Los MEMS (Sistemas Mecánicos Micro Electrónicos) se utilizan en el área de las

telecomunicaciones, y consisten en una matriz de espejos móviles que reflejan las

señales en diferentes direcciones y para cambiar la dirección se debe controlar la

posición de los espejos, por mecanismos de fuerza electrostática.

Los MEMS 2D utilizan dos posiciones para los espejos, que son arriba y abajo; en

el estado arriba el espejo refleja la señal enviada desde el extremo de una fibra y

la desvía hacia el extremo de otra, si el estado está abajo el espejo deja pasar la

señal. En la Figura 1.19 se observa la operación de este conmutador, donde

cualquiera de los puertos de entrada puede ser conectado a cualquiera de los

puertos de salida.

Figura 1.19. Conmutador Óptico MEMS 2D [14]

24

Figura 1.20. ROADM usando bloqueador de longitud de onda [29]

La segunda generación de ROADM la constituyen los bloqueadores de longitud de

onda, que además utilizan filtros y láseres sintonizables para la inserción y

extracción de canales. Como ventaja respecto al PLC tienen menores pérdidas de

inserción, sin embargo estos bloqueadores no son adecuados para trabajar con

múltiples grados. Ver Figura 1.20.

La tercera generación de los ROADM utiliza los WSS (Wavelength Selective

Switch), o conmutador selectivo de longitud de onda.

El WSS se encarga de conmutar las longitudes de onda de un puerto de entrada a

diferentes puertos de salida controlando su atenuación. Estos dispositivos permiten

la selección de una o más longitudes de onda de la señal DWDM que se redirigen

a uno o más puertos de salida, lo que le da mayor flexibilidad en cuanto al número

de grados. Se puede implementar un ROADM de N grados usando N WSS.

Estos dispositivos pueden ser unidireccionales (ver Figura 1.21) o bidireccionales

ocupando otro módulo de forma reversible (ver Figura 1.22) [30].

Figura 1.21. Estructura WSS [29]

WSS

Puerto deentrada

Puertos desalida

25

Figura 1.22. ROADM con WSS de dos direcciones [29]

Los WSS pueden tener sus puertos de acceso coloreados o no coloreados, sin

dirección y sin contención. La funcionalidad sin dirección, permite que la señal de

entrada pueda ser dirigida a cualquier puerto de salida, la funcionalidad sin

contención permite que los puertos de acceso del WSS puedan trabajar con la

misma longitud de onda siempre y cuando se dirijan a puertos de salida diferentes.

Los ROADM cuyos puertos son no coloreados, sin dirección y sin contención se los

conoce como CDC ROADM (Colorless, Directionless and Contentionless ROADM).

1.2.1.1.7 Módulo OXC

Tanto el módulo OXC como el OADM, son elementos muy importantes en la red

WDM ya que permiten el redireccionamiento de las señales para que sean

procesadas por otros equipos.

El cross conector óptico es un tipo de R-OADM el cual utiliza un único switch óptico

entre el multiplexor y demultiplexor, que permite que cualquier longitud de onda

puede ser añadida o extraída agregando full flexibilidad. Este conmutador requiere

terminaciones costosas lo que lo vuelve más oneroso comparado con el resto de

OADMs, por lo tanto en la actualidad su uso no es económicamente viable. Ver

Figura 1.23 [31].

Figura 1.23. Cross conector óptico (OXC) [31]

WSS

EntradaROADM

WSS

SalidaROADM

Extracción Inserción

Bypass

26

1.2.1.2 Categorías WDM

La tecnología WDM se divide en dos categorías, las cuales se diferencian por el

número de canales y la separación entre ellos.

1.2.1.2.1 CWDM-Multiplexación por División Ligera de Longitud de onda

CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) es utilizada para redes de

acceso y metropolitano. Ocupa las bandas O, E, S, C y L (1270 a 1610 nm) y se

definen hasta 18 canales con espaciamiento de 2500 GHz (20 nm). Su atenuación

es mayor alrededor de los 1390 nm. [32]

La comunicación con el uso de CWDM soporta velocidades de canal de hasta 2,5

Gbps a distancias de hasta 80 km, y 160 km con el uso de amplificadores de señal;

CWDM utiliza láser de gran anchura espectral como el de realimentación distribuida

(DFB, Distributed Feedback Laser) [33].

1.2.1.2.2 DWDM- Multiplexación por división de longitud de onda densa

DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) empezó a usarse por grandes

empresas que tomaron ventaja de la alta velocidad y el gran ancho de banda que

éste ofrece, para redes de larga distancia terrestre y oceánica. Posteriormente, al

ser comercialmente viable a larga distancia, pasó a formar parte de las redes en

áreas metropolitanas, redes de área extendida (WAN, Wide Area Network) y

también redes de almacenamiento (SAN, Storage Area Network).

La multiplexación por longitud de onda densa se caracteriza por tener un

espaciamiento entre canales más angosto que CWDM, el cual es menor a 100 GHz

(0,8 nm) dentro de las bandas S, C y L.

Los sistemas DWDM han evolucionado; inicialmente ocupaba 16 canales, hoy en

día existen hasta 640 canales reconfigurables con equipos NG-DWDM (Nueva

Generación -DWDM) [34].

Por tanto los sistemas DWDM poseen una mayor cantidad de longitudes de onda

concentradas, logran transmisiones a distancias de cientos y miles de kilómetros

con capacidades de canal de 10 a 100 Gbps y capacidades de fibra en decenas

Tbps [10].

27

1.2.1.3 Parámetros de transmisión en sistemas WDM

1.2.1.3.1 Espaciamiento del canal

Es la separación mínima entre los canales o longitudes de onda que son

multiplexados en una fibra. A medida que va desarrollándose la tecnología este

espaciamiento ha ido disminuyendo, actualmente la ITU ha estandarizado el

espaciamiento entre los valores de 100, 50, 25 y 12,5 GHz, los cuales constan en

la recomendación ITU-T G.694.1. Sin embargo, ya se utiliza un espaciamiento de

canal de 6,25 GHz para lograr transmisiones de 640 canales en una sola fibra [35]

[10].

1.2.1.3.2 Dirección de la señal

El direccionamiento de las señales WDM puede ser implementado de dos maneras:

· Unidireccional: todas las longitudes de onda son enviadas en una misma

dirección a través de la fibra, y para transmitir en el sentido contrario se requiere

otro hilo de fibra.

· Bidireccional: las longitudes de onda pueden ser enviadas por un mismo hilo de

fibra en ambas direcciones utilizando dos bandas de frecuencia distintas [36].

1.2.1.3.3 Velocidad por canal óptico

Actualmente los equipos permiten manejar velocidades por canal óptico de hasta

100 Gbps, multiplexando hasta 640 canales y proporcionando una capacidad en la

fibra de hasta 64 Tbps [37].

1.2.1.3.4 Potencia de la señal

La potencia de transmisión corresponde a la potencia emitida directamente por el

láser, una vez que recorre cierta distancia esta potencia va disminuyendo debido a

la atenuación.

1.2.1.3.5 Atenuación

Son todas las pérdidas que se encuentran en un sistema de transmisión óptico y

están asociadas a:

· Atenuación de cable

28

Depende de la longitud de la fibra y del coeficiente de atenuación de ésta dado por

el fabricante, para su cálculo se utiliza la ecuación:

KLMNO = (L,-)O & PLMN/,-O (1.8)

Donde:

K: Atenuación de la fibra (dB)

(:: Longitud de la fibra (km)

P: Coeficiente de atenuación de la fibra (dB/km)

La ITU-T recomienda los siguientes coeficientes de atenuación máximos de

acuerdo al tipo de fibra:

Tabla 1.5. Coeficiente de atenuación máximo y típico [4] [5] [6]

Recomendación Atenuación máxima (dB/km)

Atenuación típica (dB/km)

1300 nm 1550 nm 1625 nm 1550 nm G.652.A 0,5 0,4 -

0,275

G.652.B 0,4 0,35 0,4 G.652.C/D 0,4 0,3 0,4 G.653.A/B - 0,35 - 0,275

G.655.C/D/E - 0,35 0,4 0,35

· Pérdida por empalmes [38]

Los empalmes que se realizan en la fibra pueden ser por fusión o mecánicos.

Para realizar el empalme por fusión se utiliza una máquina empalmadora donde se

colocan los extremos de la fibra previamente cortados para ser alineados y

fusionados a través de un arco eléctrico generado por el equipo. Ofrece la unión

más confiable y por lo general se utiliza en fibras monomodo.

En el procedimiento mecánico no se requiere de una máquina empalmadora

especial, típicamente se utiliza un tubo de alineación para fijar las fibras, el

procedimiento es manual, por lo general se utiliza en interiores con fibras

29

multimodo, y su ejecución es más rápida, pero tiene mayor pérdida que el de fusión.

Cada empalme de fusión realizado tiene una pérdida típica de 0,1 dB. Para calcular

el número de empalmes se divide la longitud del enlace de la fibra para la longitud

de la bobina de fibra que típicamente es de 4 km, se suma una unidad considerando

los empalmes de los dos extremos del enlace y en caso de ser un número decimal

se aproxima al inmediato superior, como se muestra en la ecuación (1.9) [38].

Q = (RS- T @

(1.9)

Donde:

Q: Número de empalmes

· Pérdidas por conectores

Se utilizan al iniciar o finalizar un enlace para conectar y desconectar distintos tipos

de fibra. Los conectores a utilizar típicamente pueden ser FC, LC, ST, SC y sus

pérdidas varían desde 0,1 a 1 dB, con una pérdida promedio de 0,25 dB [39].

El conector utiliza una férula que sujeta, protege y alinea la fibra de vidrio, el tipo de

pulido de la férula determina la pérdida de retorno del conector (relación entre la

potencia incidente y la potencia reflejada en las terminaciones). Por lo tanto en base

al pulido los conectores se clasifican en [39]:

Ø PC (Physical Contact): el pulido tiene una ligera curvatura que elimina el espacio

de aire entre las férulas de los conectores. La pérdida de retorno típico varía de

-30 dB a -40 dB.

Ø UPC (Ultra Physical Contact): la curvatura de pulido es más pronunciada para

una mejor terminación de la superficie. La potencia reflejada se reduce entre -

40 dB y -55 dB.

Ø APC (Angled Physical Contact): la férula del conector tiene un ángulo

usualmente de 8 grados, de esta manera la luz reflejada no retorna al núcleo.

La pérdida de retorno es mayor a -60 dB. Ver Figura 1.24.

30

Figura 1.24. Tipos de pulido para conectores de fibra óptica [39]

· Margen de seguridad [40]

Es un valor adicional de pérdidas que se debe considerar para hacer el presupuesto

de potencia óptico de un enlace e incluye: margen de pérdidas del cable óptico,

margen de pérdidas por equipos y un margen de errores en el diseño del enlace;

por lo general se asume entre 3 a 10 dB.

El margen de pérdidas del cable óptico se refiere a las pérdidas de conectores y

empalmes que pudieran usarse a futuro por reparaciones del enlace, degradación

de conectores y pérdidas adicionales del cable de fibra óptica por las variaciones

de sus características debido a las condiciones ambientales.

El margen de pérdidas de equipos se origina por cambios de temperatura que

degradan las fuentes de luz y los detectores ópticos.

· Atenuación total del enlace

La atenuación total de un enlace de fibra óptica es igual a la diferencia entre la

potencia de transmisión y la potencia de recepción, debido a las pérdidas

producidas por el recorrido de la señal a través del enlace de fibra y su cálculo

corresponde a [41]:

!")LMNO = (LS-)O & P UMNS-V T Q & WI@LMNO T 4)LMNO (1.10)

Donde:

!": Atenuación total (dB)

4: Pérdida por conectores (dB)

31

1.2.1.3.6 Presupuesto de potencia

El presupuesto de potencia o link budget (LB) es el cálculo de todas las pérdidas

que un enlace puede tolerar, y se define como la diferencia entre la potencia del

transmisor y la sensibilidad del receptor, que es la mínima potencia que debe llegar

al receptor para tener un correcto funcionamiento del sistema. Ver ecuación (1.11)

[42].

(NLMNO = "XYLMN-O A "ZLMN-O (1.11)

Donde:

(N: Presupuesto de potencia (dB)

"XY: Potencia de transmisión (dBm)

"Z: Sensibilidad del receptor (dBm)

La potencia que llega al receptor (potencia de recepción) debe ser mayor a la

sensibilidad del receptor y menor a la potencia de sobrecarga (potencia máxima

que puede llegar al receptor para que no haya distorsión o alteraciones de la señal)

del receptor, por lo tanto se debe cumplir que:

[\]LMN-O ^ "_YLMN-O ^ "ZLMN-O (1.12)

"_Y: Potencia de recepción (dBm)

"Z: Sensibilidad del receptor (dBm)

"\]: Potencia de sobrecarga del receptor (dBm)

La variación entre la potencia de recepción y la sensibilidad del receptor

corresponde al margen de seguridad ya mencionado. Ver Figura 1.25 .

Figura 1.25. Presupuesto de potencia de un enlace de fibra óptica [43]

32

1.2.1.3.7 Codificación y modulación

Una vez que la señal eléctrica que lleva la información es convertida en señal

óptica, se realiza la respectiva codificación, las más usadas son sin retorno a cero

(NRZ) y con retorno a cero (RZ) para velocidades de transmisión de 10 Gbps. En

el lado del receptor la señal óptica será decodificada y nuevamente convertida en

señal eléctrica [10].

Para transmisiones de mayor capacidad de canal se utiliza modulaciones por

desplazamiento de fase. Por ejemplo, canales de 40 Gbps pueden ocupar las

modulaciones ePDM-BPSK (Polarization-Multiplexed Binary Phase Shift Keying) y

DQPSK (Differential Quadrature Phase-Shift Keying), canales de 100 Gbps la

modulación ePDM-QPSK (Polarization-Multiplexed Quadrature Phase-Shift

Keying) [44].

1.2.1.3.8 Tasa de bits errados (BER)

Indica el valor máximo permitido de bits errados con respecto al número de bits

transmitidos. La ITU-T establece un valor típico de 10-12 en sistemas ópticos. En

redes DWDM de largo alcance es característico ocupar un BER de 10-15 [10].

1.2.1.3.9 Ruido

El ruido se presenta en los sistemas ópticos cuando existe un proceso de

amplificación o también en el cambio de la señal óptica a eléctrica en el receptor,

el ruido siempre está presente en las comunicaciones y es importante establecer

un límite para lo cual se utiliza el parámetro: Relación Señal a Ruido Óptica (OSNR,

Optical Signal to Noise Ratio), que constituye la relación entre la potencia de la

señal y la potencia del ruido [10].

La ecuación utilizada para calcular el OSNR de un amplificador está definida como

[11]:

àQb\cLMNO = @deIf T "ghLMN-O A QiLMNO A @Wloj)LNkO ( 1.13 )

Donde:

mnpqrs: es la relación señal a ruido del amplificador (dB)

33

"gh: es la potencia de la señal a la entrada al amplificador (dBm)

Qi:)es la figura de ruido del amplificador (dB). Mide la degradación que sufre una

señal al atravesar por un amplificador debido al ruido que éste le adiciona y su valor

es dado por el fabricante [45].

Nk: es el ancho de banda de la señal óptica (Hz)

Si se tienen varios amplificadores entonces la OSNR total se determina con la

ecuación [46]:

@àQbX =

@àQbt T

@àQbu Tv

@àQbg TvT @

àQbh ( 1.14 )

Donde:

àQbX: es la OSNR total en la entrada del receptor (adimensional)

àQbg: es la OSNR a la salida del i-ésimo amplificador (adimensional)

1.2.1.4 Topología en sistemas WDM

1.2.1.4.1 Topología punto a punto

Esta topología es usada para comunicar dos nodos directamente utilizando en

algunos casos un OADM en su estructura, además usualmente opera a velocidades

altas (10, 40 Gbps) y distancias de varios cientos de kilómetros con menos de 10

amplificadores. Ver Figura 1.26 [10].

En redes metropolitanas se podría usar la topología punto a punto para la

comunicación entre empresas, donde no es común el uso de amplificadores.

Figura 1.26. Red punto a punto [10]

34

1.2.1.4.2 Topología de anillos

Figura 1.27. Red de anillos [10]

La topología de anillos se utiliza en las redes metropolitanas con tramos de pocas

decenas de kilómetros y permite a los nodos tener acceso a diferentes elementos

de la red con la ayuda de multiplexores add/drop, sin embargo a mayor cantidad de

OADMs la señal tendrá mayor pérdida lo cual involucra el uso de amplificadores;

esta topología utiliza una protección dedicada 1+1, es decir si una vía falla el tráfico

se conmuta al otro anillo. Ver Figura 1.27 [10].

1.2.1.5 Control de la red WDM [47]

El mecanismo de control es necesario al configurar o eliminar las conexiones

ópticas, ya que permite seleccionar una ruta o asignar una longitud de onda a la

conexión y configurar los switches ópticos apropiadamente; en base al control de

la red se pueden asignar diferentes longitudes de onda a usarse en cada enlace de

fibra para que los nodos puedan tomar decisiones de enrutamiento.

Este mecanismo también debe ser capaz de proporcionar actualizaciones que

reflejen las longitudes de onda que son usadas en cada enlace de la red, para que

los nodos puedan tomar decisiones de enrutamiento.

Los objetivos que se buscan alcanzar con un sistema de control son [47]:

· Minimizar la probabilidad de bloqueo de las solicitudes de conexión.

35

· Minimizar los retrasos en la configuración de la conexión.

· Minimizar el ancho de banda usado para mensajes de control.

· Maximizar la escalabilidad de las redes.

Hay dos esquemas de gestión y control de red distribuidos. El primero es conocido

como “Estado de enlace” y el segundo como “Enrutamiento distribuido” que utiliza

el algoritmo de Bellman-Ford, el cual busca obtener la ruta más corta desde un

nodo de origen hacia los demás nodos [47].

1.2.1.5.1 Estado de enlace [47]

Cada nodo tiene información de la topología de la red completa, incluyendo

información sobre las longitudes de onda que están en uso en cada enlace. Cuando

se reciba una solicitud de conexión, el nodo utiliza la información de la topología

para seleccionar una ruta y una longitud de onda, posteriormente, el nodo intenta

mantener la longitud de onda seleccionada a través de todo el enlace de fibra en la

ruta enviando solicitudes de reservación a cada nodo en la ruta. Si un nodo

intermedio es capaz de reservar esta longitud de onda entonces envía una

respuesta hacia el nodo origen. Si todas las reservaciones tienen éxito, entonces

la fuente envía un mensaje de SETUP para cada nodo; los nodos son configurados

y la conexión se establece. Si una de las reservaciones no es exitosa, la llamada

es bloqueada y el nodo fuente envía un mensaje TAKEDOWN a cada nodo en la

ruta para liberar la reservación, posteriormente los nodos envían un broadcast de

la topología, indicando cualquier cambio en el estado de las longitudes de onda

usadas en los enlaces.

1.2.1.5.2 Enrutamiento distribuido [47]

Las rutas son seleccionadas de una manera distribuida sin conocimiento de la

topología de red, donde cada nodo mantiene una tabla de enrutamiento, la cual

especifica el próximo salto y el costo asociado con el camino más corto a cada

destino, en una longitud de onda dada. El costo puede reflejar el número de saltos

o las distancias de las fibras; para crear la tabla se utiliza el algoritmo de Bellman

Ford.

Cuando el nodo recibe una solicitud de conexión, elige una longitud de onda para

enviar la solicitud de conexión al siguiente nodo en el camino. Cada nodo en la ruta

36

es independiente y selecciona el siguiente salto basado en la información de

enrutamiento y va reservando la longitud de onda apropiada en cada enlace.

Una vez que la solicitud alcanza el nodo destino, éste envía una confirmación de

vuelta al nodo origen a través del camino reservado. A medida que cada nodo

reciba la confirmación, configura el switch con la longitud de onda de enrutamiento.

El nodo origen empieza a transmitir datos una vez que reciba el ACK.

Si algún nodo en el camino no pudo reservar la longitud de onda, éste envía de

vuelta al nodo origen una confirmación negativa indicando a cada nodo que libere

la longitud de onda reservada. El nodo origen intenta otra conexión con una longitud

de onda diferente. Si la conexión no se puede establecer con ninguna longitud de

onda, la llamada es bloqueada.

Al establecer la conexión, cada nodo en la ruta envía a sus vecinos un mensaje de

actualización indicando el estado del enlace ocupado recientemente y la longitud

de onda, entonces cada nodo actualiza su tabla de enrutamiento.

Estos esquemas utilizan un canal de control para enviar: las solicitudes de

conexión, los mensajes ACKs y los de actualización. Este canal es transmitido y

recibido por la fibra óptica junto con las señales portadoras, sin embargo dentro de

cada nodo la información de control es procesada por módulos independientes, de

tal forma que en caso de averías de los amplificadores o multiplexores add/drop, el

canal de supervisión siga en funcionamiento.

1.2.1.6 Gestión de fallos en WDM [1]

El canal de control es usado para soportar el protocolo de señalización, la topología

de red y el protocolo de actualización de estado, además tiene la capacidad para

descubrir y recuperarse de fallas.

La existencia de una falla en el enlace puede perjudicar la transmisión de la

información, por lo tanto se han examinado diferentes enfoques para proteger o

recuperar los enlaces de fallas o interrupciones accidentales.

Existen dos mecanismos para recuperar la red ante fallos los cuales son: protección

37

y restauración.

El esquema de protección posee recursos de respaldo (rutas alternativas y

longitudes de onda) reservados con anticipación antes de que se produzca la falla,

El esquema de restauración calcula el backup una vez que la falla ocurre, y

descubre dinámicamente una ruta alternativa y una longitud de onda libre.

1.2.1.6.1 Esquema de restauración [1]

La restauración puede ser de dos tipos:

· Restauración del enlace: Todas las conexiones (longitudes de onda) que

atraviesen el enlace dañado son enrutadas hacia otro camino sólo para ese

enlace. Lo cual se realiza de manera dinámica por los nodos terminales del

enlace con falla, que configuran las cross conexiones necesarias, además

los nodos origen y destino desconocen la existencia de la falla. En caso de

no existir rutas disponibles para la longitud de onda, la conexión se bloquea.

Ver Figura 1.28.

Figura 1.28. Restauración del enlace [48]

· Restauración del camino: cuando un enlace falla, el nodo origen y nodo

destino de cada conexión que atraviese el tramo dañado, son informados

sobre la falla. Estos nodos descubren una ruta de respaldo extremo a

extremo que puede corresponder a otra longitud de onda, posteriormente los

elementos de la red son reconfigurados apropiadamente y se realiza la

conmutación al camino de respaldo. Si no se descubre otras rutas ni

longitudes de onda disponibles, la conexión es bloqueada. Ver Figura 1.29.

38

Figura 1.29. Restauración del camino [48]

1.2.1.6.2 Esquema de protección [47]

El enfoque de protección se clasifica en:

· Protección de conexión: Genera un camino de respaldo pre calculado para

cada conexión o camino principal de la red.

· Protección de enlace: Cada enlace del camino principal es protegido por

diferentes recursos de respaldo.

También se puede clasificar por:

· Protección dedicada: establece que cada conexión a ser protegida posea

una ruta de respaldo única para esa conexión.

· Protección compartida: los recursos de respaldo de las conexiones pueden

ser compartidos por otras conexiones [47]

La protección de conexión de subred (SNCP, SubNetwork Connection Protection)

es un mecanismo de protección dedicado que puede ser utilizado en topologías

anillo, punto a punto y en malla. Provee caminos de fibra duplicados en la red donde

la señal se transmite en una estructura de anillo a través de dos caminos, la señal

se envía por ambos pero se recibe solo donde la potencia de la señal sea mayor.

Si un problema ocurre en el camino principal el receptor detecta la degradación y

el receptor del otro camino se activa [49].

39

1.3 EVOLUCIÓN DE LA RED DE TRANSMISIÓN ÓPTICA [50] [51]

En los últimos años la tecnología SDH/SONET (Synchronous Digital Hierarchy/

Synchronous Optical Network) ha migrado a redes WDM para aumentar la

capacidad de transmisión, sin embargo las redes WDM tradicionales ocupan

capacidades de canal de 10 Gbps, donde a cada lambda le corresponde un

transpondedor y un solo servicio, proporcionando poca flexibilidad para el

incremento de servicios [50].

La tecnología OTN o Red de Transporte Óptico es una herramienta de nueva

generación para el transporte de información a través de fibra óptica que trabaja

con grandes velocidades de transmisión. Posee la capacidad de combinar servicios

en contenedores digitales similares a SDH pero con el uso de la plataforma DWDM,

permitiendo mejorar el transporte, la gestión y supervisión de los canales ópticos

[51].

Otra característica de las redes ópticas de nueva generación es la conmutación

automática a través de una arquitectura denominada ASON (Automatically

Switched Optical Network). Con ASON la provisión de tráfico y la protección de red

se realizan de manera automática, a través de enrutamiento dinámico, auto

detección de vecinos, auto detección de enlaces, auto detección de topología y

restauración rápida de servicios [50].

En la Figura 1.30 se muestra la evolución que han tenido las redes ópticas hasta

llegar a las redes de nueva generación.

A diferencia de la red WDM tradicional, la red de transporte óptico proporciona

grooming de servicios o grooming eléctrico (agrupamiento de distintas señales de

cliente de baja capacidad en un mismo canal óptico o lambda de mayor capacidad).

Con WDM tradicional se utiliza una sola tarjeta transpondedora (tarjeta que realiza

la función de recibir y transmitir señales en una frecuencia distinta) que integra

puertos para el lado de cliente y puertos para el lado de línea óptico por lo que no

se logra hacer grooming de servicios entre diferentes tarjetas; es decir, la red es

estática. Ver Figura 1.31.

40

Figura 1.30. Evolución de la red óptica [50]

Figura 1.31. Esquema de transpondedor en una red WDM tradicional [52]

La tecnología OTN separa el lado del cliente y el lado de línea mediante una tarjeta

de cross conexión, de esta manera los servicios de diferentes tarjetas de cliente o

tributarias pueden agruparse en un mismo puerto de línea encargado de crear la

longitud de onda. Bajo este esquema la red es totalmente flexible. Ver Figura 1.32.

Figura 1.32. Esquema OTN para provisión de servicios [52]

Se logra obtener flexibilidad mediante grooming óptico en la conversión de las

longitudes de onda para optimizar los recursos de la red [50].

1.3.1 JERARQUÍA OTN [51] [53]

La red de transporte óptico se define mediante capas como se observa en la Figura

1.33.

41

Una señal cliente constituye una señal que puede ser: IP, SDH/SONET, PDH

(Plesiochronous Digital Hierarchy), Ethernet, entre otras, la cual requiere de

encapsulamiento para transmitirse a través de la red.

El canal Óptico (OCh) está compuesto de diferentes capas:

· La Unidad de Carga útil de Canal Óptico (OPU, Optical Payload Unit) es la

unidad de trama básica en donde se realiza el ajuste de la velocidad del

cliente a la velocidad de la OPU con el aumento de la cabecera.

· La Unidad de Datos Óptica (ODU, Optical Data Unit) agrega cabeceras

necesarias para el monitoreo y la supervisión de extremo a extremo a través

de la OTN.

· La Unidad de Transporte Óptica (OTU, Optical Transport Unit) acondiciona

la ODU para el transporte y añade la corrección de errores (FEC), la OTU es

transportada por el OCH (Optical Channel).

Figura 1.33. Encapsulamiento de una señal OTN [51]

La portadora de canal óptico (OCC, Optical Channel Carrie) transporta el canal

óptico y asigna el intervalo de longitud de onda o frecuencia.

La sección de multiplexación óptica (OMS, Optical Multiplexing Section) provee el

42

transporte de los canales a través de un medio de multiplexación como se observa

en la Figura 1.34.

Figura 1.34. Multiplexación de Señales OTN [51]

La sección de transporte óptica (OTS) provee un camino óptico para la OMS, define

la interfaz, parámetros como frecuencia, nivel de potencia y relación señal a ruido.

Las cabeceras de las capas OCh, OMS y OTS son transportadas a través de un

canal diferente llamado canal de supervisión óptico (OSC, Optical Supervisory

Channel).

Con la adición de diferentes cabeceras OH, la velocidad de las señales OPU, ODU

y ODU difieren entre sí y cada capacidad es mostrada en la Tabla 1.6.

Tabla 1.6. Velocidades binarias OTN [51]

Señal OTN OTN-K Velocidad binaria (Gbps)

OTU OTU1 2,666 OTU2 10,709 OTU3 43,018

ODU ODU1 2,498 ODU2 10,037 ODU3 40,319

OPU OPU1 2,488 OPU2 9,995 OPU3 40,150

43

CAPÍTULO 2

SITUACIÓN ACTUAL DE LA RED DE ANILLOS

METROPOLITANOS DE QUITO DE CNT EP

Frente al crecimiento de la población del Distrito Metropolitano de Quito (DMQ), la

demanda de servicios de telecomunicaciones como son voz, datos, video, televisión

IP (IPTV) y telefonía IP ha incrementado, generando mayor tráfico de información

a través de las redes de transmisión de diferentes operadoras.

La Corporación Nacional de Telecomunicaciones es el mayor proveedor de

servicios de Internet fijo en el país con una participación del 56% en el mercado

nacional; además es el mayor prestador de servicios portadores (aquellos que

proporcionan la capacidad de transporte de señales que permiten la prestación de

servicios finales); de este modo la CNT EP tiene distribuida la mayor longitud de

fibra óptica a nivel nacional con más de 10.000 km [54] [56].

La red de transporte de CNT EP a nivel nacional trabaja con tecnología DWDM para

transmitir información de gran capacidad entre las distintas ciudades del país.

Limitando el estudio hacia la red de transporte del Distrito Metropolitano de Quito,

se despliegan dos tecnologías: SDH y DWDM marca Huawei [56].

La red de Anillos del Distrito Metropolitano de Quito con tecnología SDH trabaja a

partir del año 2001, otorgando servicios de transmisión de voz y datos entre las

centrales de Quito y los valles, esta red está formada por un anillo central: Iñaquito,

Mariscal y Quito Centro, y otros anillos que llevan tráfico de menor capacidad.

Durante este periodo la red ha tenido algunas ampliaciones: en el año 2004 se

instalaron equipos NG-SDH en los nodos Iñaquito, Mariscal y Quito Centro con

capacidades de línea correspondientes a 1-STM-64; y, a partir del 2011 se realizó

la primera migración de una parte de la red de anillos SDH a tecnología DWDM

marca Huawei, debido a la creciente demanda de servicios y por la obsolescencia

de sus equipos.

Es importante destacar que la migración no ha implicado la sustitución de equipos,

44

sino la integración de ambas tecnologías, de esta manera se agrega servicios de

tributarios en equipos SDH y se transmiten a través de la tecnología DWDM.

2.1 DESCRIPCIÓN DE LA RED SDH ACTUAL [57]

La red SDH del Distrito Metropolitano de Quito de CNT EP actualmente está

formada por 34 nodos que se encuentran interconectados mediante fibra G.652.D

como se muestra en la Figura 2.1.

Figura 2.1. Red SDH actual

Los 6 anillos redundantes que conforman está red están dedicados a la transmisión

del tráfico local de baja y media capacidad, como: E1 (2 Mbps), E3 (34 Mbps), FE

(100 Mbps), GE (1 Gbps), STM 4 (622 Mbps) y STM 16 (2,5 Gbps). Estos servicios

son adaptados al formato de multiplexación STM-n, de este modo es posible enviar

señales PDH (Plesiochronous Digital Herarchy) o de otras jerarquías sobre SDH de

alta capacidad.

45

2.1.1 ANILLO CENTRAL – ANILLO 1

El anillo central está conformado por las centrales Iñaquito, Mariscal y Quito Centro,

cada nodo está provisto por el equipo OptiX OSN 7500 marca Huawei, el cual tiene

una capacidad de llevar 4032 E1s y cuyas características se presentan en la

sección 2.1.7.

La capacidad del anillo es de 1 STM 64 (10 Gbps), además se encuentra

configurado a dos fibras con protección 2F MS-SPRing (Multiplex Section - Shared

Protection Ring) para transmisión bidireccional, como se muestra en la Figura 2.2.

Figura 2.2. Anillo 1 - Anillo Central SDH

2.1.2 ANILLO 2

El anillo 2 está conformado por un anillo de 11 equipos correspondientes a: Quito

Centro, Pintado, Guamaní, Guajaló, Villaflora, Conocoto, Sangolquí, San Rafael,

NGN, Monjas, además se extiende un enlace punto a punto entre San Rafael y

Tumbaco. Ver Figura 2.3.

Figura 2.3. Anillo 2 SDH

46

Todas las centrales están provistas por el equipo OptiX OSN 3500 marca Huawei,

el cual tiene una capacidad de transporte de 2016 E1s, a excepción del nodo Quito

Centro que ocupa el equipo OptiX OSN 7500 el cual soporta hasta 4032 E1s. Las

características de estos equipos se presentan en la sección 2.1.7.

La capacidad del anillo es de 1 STM 64 (10 Gbps), además se encuentra

configurado a dos fibras con protección 2F MS-SPRing (Multiplex Section - Shared

Protection Ring) para transmisión bidireccional.

2.1.3 ANILLO 3

El anillo 3 consta de 12 equipos, y su capacidad es de 1 STM 64, además se

encuentra configurado a dos fibras con protección 2F MS-SPRing para transmisión

bidireccional.

Los nodos Quito Centro, Mariscal y Cumbayá utilizan el equipo OptiX OSN 7500 y

el resto de nodos el equipo OptiX OSN 3500, como se observa en la Figura 2.4.


2.1.4 ANILLO 4

La subred 4 está constituida por 7 nodos, los cuales forman una red en anillo y un

enlace punto a punto como se observa en la Figura 2.5. Todos los nodos en esta

red trabajan con el equipo OptiX OSN 3500.

47

La capacidad del anillo es de 1 STM 64, además se encuentra configurado a dos

fibras con protección 2F MS-SPRing para transmisión bidireccional.


2.1.5 ANILLO 5

El anillo 5 está formado por 7 equipos OptiX OSN 7500 como se observa en la

Figura 2.6, la capacidad del anillo es de 1 STM 64, además se encuentra

configurado a dos fibras con protección 2F MS-SPRing para transmisión

bidireccional.


48

2.1.6 ANILLO 6

El anillo 6 está formado por 4 equipos de acuerdo al diagrama de la Figura 2.7.

La capacidad del anillo es de 1 STM 64, además se encuentra configurado a dos

fibras con protección 2F MS-SPRing para transmisión bidireccional.


2.1.7 EQUIPOS UTILIZADOS EN LA RED SDH

La red SDH del distrito Metropolitano de Quito utiliza los equipos OptiX OSN 3500

y OptiX OSN 7500 de Huawei, cuyas características se indican a continuación:

2.1.7.1 Optix OSN 3500 [58]

El equipo OptiX OSN 3500 es un equipo óptico inteligente de Huawei que permite

transmitir servicios de voz y datos en una misma plataforma e integra las

tecnologías: SDH, PDH, Ethernet, ATM y SAN.

· Este equipo es usado principalmente en la capas de distribución y de núcleo

de áreas metropolitanas (MAN).

· El subrack OptiX OSN 3500 tiene una estructura de dos niveles. El área de

arriba para tarjetas de interfaz y la de abajo para procesamiento de tarjetas.

· La capacidad de cross conexión eléctrica se encuentra en el rango de 20

Gbps a 80 Gbps.

En la Figura 2.8 se visualiza el Equipo OptiX OSN 3500, y en la Tabla 2.1 sus

características técnicas.

49

Figura 2.8. OptiX OSN 3500 [58]

Tabla 2.1. Características de equipos OptiX OSN 3500 [58]

2.1.7.2 OptiX OSN 7500 [59]

El equipo OptiX OSN 7500 es un equipo óptico inteligente de Huawei que posee

una alta capacidad de cross conexión e integra las tecnologías: SDH, PDH,

Ethernet, ATM y SAN.

Este equipo es usado principalmente en la capa de núcleo de áreas metropolitanas

(MAN).

· El subrack OptiX OSN 7500 tiene una estructura de tres niveles. El área de

722(alto) x 497(ancho) x 295 (profundidad)

16

2016

Conmutador Eléctrico 20 a 80 Gbps

DWDM: 40 CWDM: 8

10 Gbps

Video, PDH (E1/E3/E4/T1/T3), SDH (STM-1/4/16/64),

Ethernet(FE/GE/10GE)

10 Gbps

Fibra óptica monomodo

Hardware

Protección para tablero cross conector 1+1 , backup para tablero de

control 1+1 , protección para tablero de energía 1+1, protección para

tablero de reloj 1+1

SDH 2 - 4 fibras MS - SPRing / SNCP

Temperatura -0◦C a 45 ◦C

Humedad relativa 5 % a 85 %

-48 V DC / -60 V DC

720 W (Máximo)

Número de longitudes de onda

HUAWEI

Características de equipo OptiX 3500

Dimensiones (mm)

Número de tarjetas de servicio

Capacidad de E1s soportado

Ambiente de operación

Tipo de fibra

Voltaje nominal de trabajo

Consumo eléctrico

Tipos de servicio

Velocidades máxima de línea

Protección

Velocidad máxima por interfaz cliente

50

arriba (central) y la de abajo para procesamiento de tarjetas, y el área de

arriba (laterales) para tarjetas de interfaz.

· La capacidad de cross conexión eléctrica se encuentra en el rango de 80

Gbps a 200 Gbps.

En la Figura 2.9 se visualiza el Equipo OptiX OSN 3500, y en la Tabla 2.2 sus



Tabla 2.2. Características de equipos OptiX OSN 7500 [59]

757(alto) x 497(ancho) x 295 (profundidad)

8

4032

Conmutador Eléctrico 80 a 200 Gbps

10 Gbps

Video, PDH (E1/E3/E4/T1/T3), SDH (STM-1/4/16/64), Ethernet(FE/GE/10GE)

STM 64 (10 Gbps)

Fibra óptica monomodo

HardwareProtección para tablero cross conector 1+1 , backup para tablero de control 1+1 ,

protección para tablero de energía 1+1, protección para tablero de reloj 1+1

SDH 2 - 4 fibras MS - SPRing / SNCP

Temperatura -0◦C a 45 ◦C

Humedad relativa 5 % a 85 %

-48 V DC / -60 V DC

1200 W (Máximo)

HUAWEI

Características de equipo OptiX 7500

Dimensiones (mm)

Número de tarjetas de servicio

Capacidad de E1s soportado

Velocidades máxima de línea

Tipo de fibra

Velocidad máxima por interfaz cliente

Tipos de servicio cliente

Protección

Ambiente de operación

Voltaje nominal de trabajo

Consumo eléctrico

51

2.1.8 OCUPACIÓN DE LA RED SDH ACTUAL

El porcentaje de utilización de E1s es un indicador de la capacidad de la red SDH

actual, por lo tanto es importante determinar el equivalente de E1s configurados en

cada equipo. De acuerdo a los diagramas de los anillos mostrados desde la sección

2.1.1 hasta la sección 2.1.6, se presenta más de un equipo o subrack en los nodos

Carcelén, Iñaquito y Quito Centro, el cual se identifica mediante un número. Por

ejemplo, el nodo Quito Centro posee 2 subracks: Quito Centro-1 que forma parte

del anillo 1 y 2; y Quito Centro-2 que es parte del anillo 3.

La Tabla 2.3 indica el equivalente en E1s configurados en cada subrack y el

respectivo porcentaje de ocupación de acuerdo a la capacidad de transmisión de

E1s de los equipos, información que ha sido obtenida de la base de datos del

programa U2000 de CNT EP del año 2015 [60].

Tabla 2.3. Porcentaje de ocupación de E1s en los equipos de la red SDH al año 2015 [60]

Ítem Subrack E1 configurados E1

capacidad Porcentaje de

ocupación 1 Aeropuerto-1 205 2016 10,17% 2 Calderón-2 2936 4032 72,82% 3 Carapungo-1 4012 4032 99,50% 4 Carcelén-1 617 2016 30,61% 5 Carcelén-2 2847 4032 70,61% 6 Carolina-1 1596 2016 79,17% 7 Carondelet-1 1137 2016 56,40% 8 Checa-1 515 2016 25,55% 9 Condado-1 1274 2016 63,19% 10 Conocoto-1 337 2016 16,72% 11 Cotocollao-1 3324 4032 82,44% 12 Cumbayá-1 3762 4032 93,30% 13 El Quinche-1 833 2016 41,32% 14 Florida-1 1051 2016 52,13% 15 Guajaló-1 637 2016 31,60% 16 Guamaní-1 700 2016 34,72% 17 Guayllabamba-1 2015 2016 99,95% 18 Iñaquito-1 2758 4032 68,40% 19 Iñaquito-2 1128 2016 55,95% 20 Iñaquito-3 3166 4032 78,52% 21 La Luz-1 3105 4032 77,01% 22 Mariscal-1 3999 4032 99,18% 23 Miravalle-1 1851 2016 91,82%

52

Ítem Subrack E1 configurados E1

capacidad Porcentaje de

ocupación 24 Monjas-1 719 2016 35,66% 25 Monteserrín-1 915 2016 45,39% 26 NGN-1 381 2016 18,90% 27 Pifo-1 257 2016 12,75% 28 Pintado-1 302 2016 14,98% 29 Pomasqui-1 2321 4032 57,56% 30 Puembo-1 352 2016 17,46% 31 Quito Centro-1 3201 4032 79,39% 32 Quito Centro-2 1000 2016 49,60% 33 San Rafael-1 396 2016 19,64% 34 Sangolquí-1 535 2016 26,54% 35 Tababela-1 270 2016 13,39% 36 Tumbaco-1 407 2016 20,19% 37 Villaflora-1 237 2016 11,76% 38 Yaruquí-1 256 2016 12,70%

De acuerdo con la tabla presentada, algunos equipos SDH han alcanzado más del

80% de utilización de su capacidad. Sin embargo, en los dos últimos años (2014 y

2015) no se registra un incremento considerable de servicios SDH: en el año 2014

se crea un servicio E1 entre Iñaquito y Carondelet, y en el año 2015 un servicio E1

entre Iñaquito y Carolina [60].

2.2 DESCRIPCIÓN DE LA RED DWDM ACTUAL

La tecnología DWDM trabaja en conjunto con equipos SDH dentro de la red de

Anillos Metropolitanos de Quito, para transmitir servicios de baja capacidad como

son: E1s (2048 Kbps), STM 4 (622 Mbps) y STM 16 (2,5 Gbps) y utiliza equipos

DWDM para transmisiones de mayor capacidad como GE (1Gbps) y 10 GE (10

Gbps).

La red actual DWDM de CNT EP del Distrito Metropolitano de Quito está formada

por 23 nodos con equipamiento marca Huawei que llevan tráfico entre sus centrales

para distintos clientes internos como: MPLS y la red telefónica de CNT EP; y

clientes externos como ECU 911, Conecel, Otecel, Level 3, entre otros a quienes

CNT EP presta sus enlaces para transmitir información de voz, datos y video.

La diferencia entre el número de nodos de la red SDH y de la red DWDM se debe

a que algunos nodos de la red SDH no trabajan con tecnología DWDM, los cuales

53

son: Carapungo, Carondelet, Checa, Cotocollao, El Quinche, Florida,

Guayllabamba, La Luz, Monteserrín, Pifo, Pomasqui, Puembo, Tababela y Yaruquí.

Cada equipo DWDM consiste en un OADM reconfigurable y cada enlace físico lo

constituye un par de hilos de fibra óptica, uno para transmisión y otro para

recepción.

La topología de la red DWDM actual consiste en una red de anillos interconectados

como se muestra en la Figura 2.10, y la Tabla 2.4 indica las distancias de sus

enlaces.

Figura 2.10. Topología actual del backbone DWDM/OTN de Quito, CNT EP [61]

54

Tabla 2.4. Distancia entre nodos DWDM, CNT EP [60]

Enlace Nodo A Nodo B Distancia (km) 1 Aeropuerto Calderón 64,00 2 Carcelén Calderón 11,80 3 Carolina Condado 14,10 4 Condado Carcelén 8,50 5 Conocoto Sangolquí 8,69 6 Cumbayá Tumbaco 11.60 7 Cumbayá Miravalle 5,00 8 Datacenter 1 Cumbayá 20,00 9 Data Center 1 Est. Terrena IPTV 1,00

10 Est. Terrena IPTV NGN 1,00 11 NGN San Rafael 4,39 12 Guajaló Villaflora 5,87 13 Guamaní Pintado 13,14 14 Guamaní Guajaló 6,37 15 Iñaquito Miravalle 13.50 16 Iñaquito Carolina 4,20 17 Mariscal Cumbayá 13,50 18 Mariscal Iñaquito 5.71 19 Monjas Quito Centro 7.21 20 Monjas NGN 9.61 21 NGN Datacenter 1 1,00 22 NGN Datacenter 2 1,00 23 Pintado Quito Centro 7,33 24 Quito Centro Mariscal 4,15 25 Quito Centro Iñaquito 8.37 26 San Rafael Tumbaco 20,00 27 Sangolquí San Rafael 6,21 28 Tumbaco Aeropuerto 42,10 27 Villaflora Conocoto 12,94

El tipo de fibra óptica utilizado es monomodo estándar que cumple la

recomendación G.652.D, a excepción de los enlaces NGN- Est. Terrena IPTV –

Data Center 1 – NGN – Data Center 2, y Data Center 1 – Cumbayá, que utilizan

fibra óptica de dispersión desplazada no nula de acuerdo a la recomendación

G.655.D.

2.2.1 CAPACIDAD DE CANALES EN LOS NODOS

La red DWDM de CNT EP trabaja en la banda C del espectro óptico con 40

longitudes de onda pares en el rango de 1529.55 nm (196 THz) a 1560.61 nm

(192,10 THz) y con una separación entre canales de 100 GHz (0.8 nm) en base a

55

la recomendación G.694.1 de la UIT-T. Cada canal tiene una capacidad de 10

Gbps, consiguiendo una capacidad total del enlace de 400 Gbps. En la Tabla 2.5

se muestran las frecuencias correspondientes a las longitudes de onda pares con

espaciamiento de 100 GHz.

Tabla 2.5. Longitudes de onda pares con espaciamiento de 100 GHz [35]

Nº Frecuencia (THz) Longitud de onda pares (nm) 1 196,00 1529,55 2 195,90 1530,33 3 195,80 1531,12 4 195,70 1531,90 5 195,60 1532,68 6 195,50 1533,47 7 195,40 1534,25 8 195,30 1535,04 9 195,20 1535,82 10 195,10 1536,61 11 195,00 1537,40 12 194,90 1538,19 13 194,80 1538,98 14 194,70 1539,77 15 194,60 1540,56 16 194,50 1541,35 17 194,40 1542,14 18 194,30 1542,94 19 194,20 1543,73 20 194,10 1544,53 21 194,00 1545,32 22 193,90 1546,12 23 193,80 1546,92 24 193,70 1547,72 25 193,60 1548,51 26 193,50 1549,32 27 193,40 1550,12 28 193,30 1550,92 29 193,20 1551,72 30 193,10 1552,52 31 193,00 1553,33 32 192,90 1554,13 33 192,80 1554,94 34 192,70 1555,75 35 192,60 1556,55 36 192,50 1557,36 37 192,40 1558,17 38 192,30 1558,98 39 192,20 1559,79 40 192,10 1560,61

56

2.2.2 EQUIPOS DWDM DE LA RED DE ANILLOS METROPOLITANOS DE

QUITO DE LA CNT EP

El backbone DWDM del Distrito Metropolitano de Quito está formado por los

equipos Huawei: OptiX OSN 8800 T16, OptiX OSN 8800 T32 a nivel eléctrico y

OptiX OSN 6800 a nivel óptico.

2.2.2.1 OptiX OSN 6800 [62]

Es una plataforma WDM que multiplexa, transporta y conmuta servicios de alta

velocidad, el equipo soporta múltiples servicios, topologías de red y protocolos en

redes backbone, locales, metropolitanas y regionales.

· El equipo OptiX OSN 6800 integra funciones como tecnología de transporte

óptico (OTN) + ROADM, características de cross conexion eléctrica en el

rango de 100 Mbps a 40 Gbps.

· El equipo soporta tecnología DWDM o CWDM para lograr transmisiones de

múltiples servicios con gran capacidad.

· Es usado en redes con topología punto a punto, anillo y malla.

· Soporta servicios SDH, SONET, SAN, OTN, video y otros.

· La asignación de longitudes de onda para DWDM se basa en las

recomendaciones de la ITU-T G.694.1, sin embargo en el caso de

transmisión de 40 longitudes de onda sobre fibra con recomendación G.653

se ocupa el rango de 196.05 THz a 194,1 THz.

· En sistemas WDM las longitudes de onda se encuentran en la banda C:

o Con espaciamiento de canal de 100 GHz puede transportar servicios

de 2.5 Gbps, 5 Gbps, 10 Gbps y 40 Gbps.

o Con espaciamiento de canal de 50 GHz pueden transportar servicios

de 10 y 40 Gbps.

En la Figura 2.11 se visualiza el Equipo OptiX OSN 6800, en la Figura 2.12 se

57

muestra su correspondiente área de tableros y en la Tabla 2.6 se indican sus


El manual del equipo OptiX OSN 6800 se adjunta en el Anexo A.


Figura 2.12. Descripción de equipo OptiX OSN 6800 [62]

Tabla 2.6. Características del equipo OptiX OSN 6800 [62]

58

2.2.2.2 OptiX OSN 8800

La red actual de CNT EP utiliza los equipos OptiX OSN 8800 T16 y T32, que son

plataformas de Huawei para redes OTN/WDM/SDH que poseen gran capacidad de

transmisión.

Ambos equipos se diferencian por la capacidad de cross conexión eléctrica, la

cantidad de ranuras de servicios y el consumo de energía.

El equipo 8800 T16 dispone de 16 ranuras para tarjetas de servicios (tarjetas de

cliente), mientras el equipos 8800 T32 tiene 32 ranuras para tarjetas de servicios.

La capacidad de cross conexión del equipo 8800 T16 es de 1,6 Tbps mientras que

del equipo 8800 T32 es de 2,56 Tbps.

A continuación se menciona las características que comparten estos equipos:

· Los equipos OptiX OSN 8800 integran funciones como tecnología de

transporte óptico (OTN) + ROADM.

· Usados en redes con topología punto a punto, anillo y malla.

· Soportan servicios SDH, SONET, SAN, Ethernet, OTN, video y otros.

· Proveen transmisiones CWDM con 8 longitudes de onda y un espaciamiento

de 20 nm en la banda C de acuerdo a la recomendación UIT-T G.694.2.

· Las longitudes DWDM pueden ser transportadas sobre las ventanas de

CWDM (1531 nm a 1551 nm) para expandir la capacidad del sistema.

· La asignación de longitudes de onda para DWDM se basa en las

recomendaciones de la ITU-T G.694.1, sin embargo en el caso de

transmisión de 40 longitudes de onda sobre fibra con recomendación G.653

se ocupa el rango de 196,05 THz a 194,1 THz.

· En sistemas WDM las longitudes de onda se encuentran en la banda C:

o Con espaciamiento de canal de 100 GHz puede transportar servicios

59

de 2.5 Gbps, 5 Gbps, 10 Gbps y 40 Gbps.

o Con espaciamiento de canal de 50 GHz pueden transportar servicios

de 10, 40 y 100 Gbps.

En la Figura 2.13 se visualiza el Equipo OptiX OSN 8800 T16, en la Figura 2.14 se

muestra su correspondiente área de tableros y en la Tabla 2.7 se indican sus


Figura 2.13. OptiX OSN 8800 T16 [52]

Figura 2.14. Distribución de ranuras en el equipo OptiX OSN 8800 T16 [52]

60

Tabla 2.7. Características de equipos OptiX OSN 8800 T16 [52]

Las Figuras 2.15 y 2.16 muestran el equipo OptiX OSN 8800 T32 y la distribución

de sus tarjetas y la Tabla 2.8 indica sus características técnicas.

Figura 2.15. OPTIX OSN 8800 T32 [52]

61

Figura 2.16. Descripción de tarjetas en el equipo OptiX OSN 8800 T32 [52]

Tabla 2.8. Características de equipos OptiX OSN 8800 T32 [52]

62

2.2.2.3 Distribución de equipos en cada nodo

La red actual trabaja utilizando el escenario colored y directioned, es decir, a cada

puerto de acceso del multiplexor le corresponde una sola longitud de onda y cada

longitud de onda puede ser transmitida en una sola dirección, la Figura 2.17

muestra la configuración actual de un nodo ROADM de dos grados de la red del

Distrito Metropolitano de Quito con tecnología DWDM.

Figura 2.17. Diagrama de un nodo ROADM coloreado y direccionado de dos grados [52]

Para establecer el dimensionamiento apropiado de la red en el que se aprovechen

los recursos disponibles se considera importante indicar el número de equipos

OptiX existentes en cada nodo. Ver Tabla 2.9.

Tabla 2.9. Equipos OptiX en nodos de la red actual [60]

Ítem Nodos OptiX 6800 OptiX 8800 T16 OptiX 8800 T32 1 Aeropuerto 2 1 2 Calderón 2 1 3 Carcelén 2 1 4 Carolina 2 1 5 Condado 2 1 6 Conocoto 2 1 7 Cumbayá 4 1 8 Data center 1 2 1

63

Ítem Nodos OptiX 6800 OptiX 8800 T16 OptiX 8800 T32 9 Data center 2 1 1

10 Guajaló 2 1 11 Guamaní 2 1 12 Iñaquito 5 4 13 Mariscal 7 6 14 Miravalle 2 1 15 Monjas 2 1 16 NGN 6 2 17 Pintado 4 1 18 Quito centro 4 2 19 San rafael 3 1 20 Sangolquí 2 1 21 Tumbaco 3 1 22 Villaflora 2 1

Total 63 2 30

2.2.2.4 Tarjetas utilizadas por nodo en la red actual DWDM

2.2.2.4.1 Tarjetas de servicio (TQX y TOM)

Los equipos OptiX 8800 ocupan tarjetas de tributarios de 4 puertos con

capacidades de 10 Gbps cada uno, denominadas TQX (Tributary, Q: 4 puertos,

X:10 Gbps) y tarjetas de tributarios de 8 puertos con una capacidad variable hasta

2,5 Gbps llamadas TOM (Tributaria, O: 8 puertos. M:multi velocidad) cuya

distribución se indica en la Tabla 2.10.

Tabla 2.10. Tarjetas TQX y TOM ocupadas en equipos OSN OptiX 8800 [60]

Ítem Nodos Tarjetas TQX

Ocupadas Tarjetas TOM

Ocupadas 1 Aeropuerto 2 - 2 Calderón 1 4 3 Carcelén 1 4 4 Carolina 1 2 5 Condado 1 2 6 Conocoto 2 2 7 Cumbayá 3 3 8 Data Center 1 - - 9 Data Center 2 - -

10 Guajaló 2 2 11 Guamaní 2 2 12 Iñaquito 15 11 13 Mariscal 17 14

64

Ítem Nodos Tarjetas TQX

ocupadas Tarjetas TOM

ocupadas 14 Miravalle 1 2 15 Monjas 1 2 16 NGN 2 6 17 Pintado 1 2 18 Quito Centro 7 9 19 San Rafael 2 2 20 Sangolquí 1 2 21 Tumbaco 2 2 22 Villaflora 2 4

Total 66 77

2.2.2.4.2 Tarjetas de línea (ND2)

En la red actual se ocupan tarjetas de línea llamadas ND2 (N: unidad de

procesamiento OTN, D: 2 salidas, 2: OTU2 ~ 10 Gbps) las cuales poseen 2 puertos

con una capacidad de 10 Gbps cada uno. Ver Tabla 2.11.

Tabla 2.11. Tarjetas ND2 ocupadas en equipos OptiX OSN 8800 [60]

Ítem Nodos Tarjetas ND2 ocupadas 1 Aeropuerto 5 2 Calderón 4 3 Carcelén 6 4 Carolina 5 5 Condado 3 6 Conocoto 6 7 Cumbayá 9 8 Data Center 1 - 9 Data Center 2 -

10 Guajaló 5 11 Guamaní 5 12 Iñaquito 42 13 Mariscal 40 14 Miravalle 2 15 Monjas 4 16 NGN 11 17 Pintado 4 18 Quito Centro 21 19 San Rafael 5 20 Sangolquí 6 21 Tumbaco 5 22 Villaflora 5 Total 193

65

2.2.2.4.3 Tarjetas WSS (WSMD4)

Los ROADMs utilizados son de tipo WSS con capacidad de 4 grados de libertad

(WSMD4), estos módulos están distribuidos en los nodos como se indica en la

Tabla 2.12.

2.2.2.4.4 Multiplexores y demultiplexores WDM (M40/D40)

La red actual utiliza multiplexores y demultiplexores WDM cuyos puertos son

coloreados, cada multiplexor y demultiplexor trabaja con 40 longitudes de onda

pares (M40/D40). La Tabla 2.12 muestra la cantidad de multiplexores y

demultiplexores utilizados en cada nodo.

2.2.2.4.5 Tarjetas Interleaver (ITL)

La red actual de CNT EP utiliza tarjetas interleaver (ITL) que permitirían

interconectar los multiplexores pares con multiplexores impares en caso de requerir

la expansión de la red a 80 lambdas. La Figura 2.18 muestra la conexión actual

entre el multiplexor y la tarjeta interleaver. La Tabla 2.12 indica la cantidad de

tarjetas interleaver que usa cada nodo.

Figura 2.18. Multiplexación de la red actual

2.2.2.4.6 Tarjetas de interfaz para fibra (FIU)

Las tarjetas FIU (Fiber Interface Unit) multiplexan la señal principal y la señal de

supervisión óptica en un mismo canal de comunicación hacia una dirección. La

Tabla 2.12 indica la cantidad de tarjetas FIU que la red actual del Distrito

Metropolitano de Quito utiliza.

66

Tabla 2.12. Cantidad de tarjetas WSMD4, M40/D40, ITL y FIU de la red actual [60]

Ítem Nodos Tarjetas WSMD4, M40/D40, ITL Y FIU ocupadas 1 Aeropuerto 2 2 Calderón 2 3 Carcelén 2 4 Carolina 2 5 Condado 2 6 Conocoto 2 7 Cumbayá 4 8 Data Center 1 2 9 Data Center 2 1

10 Guajaló 2 11 Guamaní 2 12 Iñaquito 4 13 Mariscal 3 14 Miravalle 2 15 Monjas 2 16 NGN 4 17 Pintado 2 18 Quito Centro 4 19 San Rafael 3 20 Sangolquí 2 21 Tumbaco 3 22 Villaflora 2

Total 54

2.2.2.4.7 Tarjeta de canal de supervisión óptico (OSC)

El canal de supervisión óptico transmite la información de supervisión entre dos

equipos de red y utiliza una longitud de onda diferente a las longitudes de onda de

servicios. La red actual trabaja con dos tipos de tarjetas de supervisión SC

(Supervisory Channel), SC1 maneja un solo canal de supervisión, y SC2 utiliza 2

canales de supervisión, uno para cada dirección. Ver Tabla 2.13.

Tabla 2.13. Tarjetas de canal de supervisión óptico [60]

Ítem Nodos SC2 SC1 1 Aeropuerto 1 - 2 Calderón 1 - 3 Carcelén 1 - 4 Carolina 1 - 5 Condado 1 - 6 Conocoto 1 - 7 Cumbayá 2 - 8 Data Center 1 1 -

67

Ítem Nodos Sc2 Sc1 9 Data Center 2 - 1 10 Guajaló 1 - 11 Guamaní 1 - 12 Iñaquito 2 - 13 Mariscal 1 1 14 Miravalle 1 - 15 Monjas 1 - 16 NGN 2 - 17 Pintado 1 - 18 Quito Centro 2 - 19 San Rafael 1 1 20 Sangolquí 1 - 21 Tumbaco 1 1 22 Villaflora 1 - Total 25 4

2.2.2.4.8 Tarjetas de cross conexión eléctrica (XCH)

Todos los subracks que manejan información a nivel eléctrico utilizan un par de

tarjetas cross conectoras XCH (cross connect) que permiten agrupar servicios

provenientes de diferentes puertos de tributarios en un puerto de línea para formar

una longitud de onda (grooming).

2.2.2.4.9 Tarjetas de control y comunicación (SCC)

Cada equipo dispone de tarjetas SCC, las cuales están encargadas del control y la

comunicación del subrack, y son utilizadas para gestionar la base de datos del

equipo, además permiten la comunicación entre tableros y entre subracks a través

de un bus backplane.

2.2.2.4.10 Amplificadores ópticos

En la red actual los amplificadores ópticos que se utilizan son de tipo EDFA y están

distribuidos en los nodos de acuerdo a la Tabla 2.14.

Las características de los amplificadores usados se especifican en la Tabla 2.15.

Tabla 2.14. Amplificadores utilizados en la red actual DWDM

Ítem Nodos OAU101 OBU103 OBU104 1 Aeropuerto 4 0 1 2 Calderón 2 0 0 3 Carcelén 1 0 0 4 Carolina 2 0 3

68

Ítem Nodos OAU101 OBU103 OBU104 5 Condado 2 0 2 6 Conocoto 2 0 2 7 Cumbayá 3 0 4 8 Data Center 1 1 3 4 9 Data Center 2 2 0 1

10 Guajaló 2 0 2 11 Guamaní 2 0 2 12 Iñaquito 5 3 6 13 Mariscal 4 0 5 14 Miravalle 2 1 1 15 Monjas 2 0 2 16 NGN 2 4 3 17 Pintado 2 0 2 18 Quito Centro 4 0 4 19 San Rafael 3 0 4 20 Sangolquí 2 0 2 21 Tumbaco 4 1 3 22 Villaflora 2 0 2 Total 55 12 55

Tabla 2.15. Características de los amplificadores utilizados en la red actual DWDM

CARACTERÍSTICAS OAU101 OBU103 OBU104 Ganancia nominal (dB) 20 23 17

Rango de potencia de entrada (dBm) -32 a -16 -32 a - 3 -32 a -1 Figura de ruido máxima (dB) 7,5 6 5,5

2.2.2.4.11 Otras tarjetas

Los subracks tienen un área de interfaces funcionales, las cuales son:

· ATE: interfaz de alarmas y sincronización

· EFI: interfaz de filtro electromagnético

· PIU: interfaz de energía eléctrica

· STG: interfaz de reloj

· DCP: tarjetas para protección de servicios 1+1

Como ejemplo, la Figura 2.19 muestra los equipos OptiX utilizados en el nodo

Aeropuerto, que consisten en un subrack master OSN 8800 T32 y dos subrack

slave OSN 6800, el equipo master utiliza 13 tarjetas (resaltadas) y tiene disponibles

69

19 ranuras (no resaltadas) en caso de requerir más servicios. El primer equipo slave

ocupa la totalidad de las ranuras y el segundo equipo slave tiene disponible una

sola ranura.

Figura 2.19. Rack Aeropuerto con equipos OptiX 6800 y OptiX 8800 T32 [57]

2.2.3 SERVICIOS DE LA RED ACTUAL DWDM

La red DWDM del Distrito Metropolitano de Quito trabaja con algunas señales de

tributarios de diferente capacidad, que se utilizan para transmitir voz, datos y video,

estas señales se denominan “servicios”. Los servicios GE y 10 GE trabajan de

acuerdo al protocolo Ethernet y son requeridos por proveedores de servicios según

su necesidad de transmisión. La red DWDM transporta tributarios STM-16 y STM-

64 los cuales corresponden a la capacidad de los enlaces entre nodos con

equipamiento SDH que han sido migrados a WDM anteriormente.

En los últimos años, se continúa realizando la migración de STM 16 a STM 64,

debido a la demanda de servicios de baja capacidad atendidos desde la red SDH.

70

Las Tablas 2.16 a la 2.19 muestran los servicios transmitidos entre los nodos para

los años 2014 y 2015.

Tabla 2.16. Servicios GE entre nodos para los años 2014 y 2015 [60]

Ítem Nodo A Nodo B 2014 2015 Tipo de Protección 1 Calderón Iñaquito 2 2 Sin protección 2 Calderón Mariscal 2 2 Sin protección 3 Carcelén Iñaquito 4 4 Sin protección 4 Carcelén Mariscal 3 3 Sin protección 5 Carolina Iñaquito 3 3 Sin protección 6 Carolina Mariscal 3 3 Sin protección 7 Condado Iñaquito 3 3 Sin protección 8 Condado Mariscal 2 2 Sin protección 9 Conocoto Iñaquito 1 1 Sin protección 10 Conocoto Mariscal 1 1 Sin protección 11 Conocoto NGN 1 1 Sin protección 12 Conocoto Quito Centro 2 2 Sin protección 13 Cumbayá Iñaquito 3 3 Sin protección 14 Cumbayá Mariscal 3 3 Sin protección 15 Cumbayá NGN 1 1 Sin protección 16 Guajaló Guamaní 1 1 Sin protección 17 Guajaló Mariscal 2 2 Sin protección 18 Guajaló NGN 1 1 Sin protección 19 Guajaló Quito Centro 2 2 Sin protección 20 Guamaní Mariscal 2 2 Sin protección 21 Guamaní NGN 1 1 Sin protección 22 Guamaní Quito Centro 2 2 Sin protección 23 Iñaquito NGN 2 3 Sin protección 24 Iñaquito Quito Centro 3 3 Sin protección 25 Iñaquito Sangolquí 1 1 Sin protección 26 Iñaquito Tumbaco 2 3 Sin protección 27 Mariscal Monjas 2 2 Sin protección 28 Mariscal NGN 2 3 Sin protección 29 Mariscal Pintado 3 3 Sin protección 30 Mariscal Quito Centro 3 3 Sin protección 31 Mariscal San Rafael 1 1 Sin protección 32 Mariscal Sangolquí 2 2 Sin protección 33 Mariscal Tumbaco 2 2 Sin protección 34 Mariscal Villaflora 3 3 Sin protección 35 Monjas NGN 1 1 Sin protección 36 Monjas Quito Centro 2 2 Sin protección 37 NGN Pintado 1 1 Sin protección 38 NGN Quito Centro 2 2 Sin protección 39 NGN San Rafael 1 1 Sin protección

71

Ítem Nodo A Nodo B 2014 2015 Tipo de protección 40 NGN Sangolquí 1 1 Sin protección 41 NGN Villaflora 1 1 Sin protección 42 Pintado Quito Centro 2 2 Sin protección 43 Quito Centro San Rafael 3 3 Sin protección 44 Quito Centro Sangolquí 2 2 Sin protección 45 Quito Centro Villaflora 3 3 Sin protección 46 Iñaquito Mariscal 6 8 Protección SNCP 47 Mariscal Pintado 1 1 Protección SNCP Total 97 102

Tabla 2.17. Servicios 10 GE entre nodos para los años 2014 y 2015 [60]

Ítem Nodo A Nodo B 2014 2015 Tipo de Protección 1 Aeropuerto Tumbaco 1 1 Sin protección 2 Carcelén Iñaquito 1 1 Protección SNCP 3 Carolina Iñaquito 1 1 Protección SNCP 4 Conocoto Mariscal 1 1 Protección SNCP 5 Conocoto San Rafael 1 1 Sin protección 6 Conocoto Villaflora 1 1 Sin protección 7 Cumbayá Mariscal 1 2 Protección SNCP 8 Guajaló Guamaní 1 1 Sin protección 9 Guajaló Villaflora 1 1 Sin protección 10 Guamaní Pintado 1 1 Sin protección 11 Iñaquito Mariscal 7 8 Sin protección 12 Iñaquito Mariscal 6 7 Protección SNCP 13 Iñaquito NGN 2 3 Protección SNCP 14 Iñaquito Quito Centro 3 5 Protección SNCP 15 Mariscal Quito Centro 4 4 Sin protección 16 Mariscal Quito Centro 5 6 Protección SNCP 17 Mariscal Sangolquí 1 1 Protección SNCP 18 Mariscal Tumbaco 2 2 Protección SNCP 19 Mariscal Villaflora 1 1 Protección SNCP 20 Pintado Quito Centro 1 1 Sin protección 21 San Rafael Tumbaco 1 1 Sin protección 22 Aeropuerto Iñaquito - 3 Protección SNCP 23 Aeropuerto Mariscal - 2 Protección SNCP 24 Guajaló Mariscal - 1 Protección SNCP 25 Guamaní Iñaquito - 1 Protección SNCP 26 Iñaquito Tumbaco - 1 Protección SNCP 27 Mariscal Monjas - 1 Protección SNCP 28 Mariscal NGN - 1 Protección SNCP Total 43 60

72

Tabla 2.18. Servicios STM 16 entre nodos para los años 2014 y 2015 [60]

Ítem Nodo A Nodo B 2014 2015 Tipo de protección 1 Calderón Carcelén 1 1 Sin protección 2 Carcelén Cumbayá 2 2 Sin protección 3 Carcelén Iñaquito 2 2 Sin protección 4 Cumbayá Iñaquito 2 2 Sin protección 5 Iñaquito Mariscal 1 1 Sin protección 6 Iñaquito Quito Centro 2 2 Sin protección 7 Mariscal Quito Centro 2 1 Sin protección 8 NGN Quito Centro 3 2 Sin protección Total 15 13

Tabla 2.19. Servicios STM 64 entre nodos para los años 2014 y 2015 [60]

Ítem Nodo A Nodo B 2014 2015 Tipo de protección 1 Aeropuerto Calderón 1 1 Sin protección 2 Aeropuerto Cumbayá 1 1 Sin protección 3 Calderón Carcelén 1 1 Sin protección 4 Carcelén Condado 1 1 Sin protección 5 Carolina Condado 1 1 Sin protección 6 Carolina Iñaquito 1 1 Sin protección 7 Conocoto Sangolquí 1 1 Sin protección 8 Conocoto Villaflora 1 1 Sin protección 9 Cumbayá Mariscal 1 1 Sin protección 10 Cumbayá Mariscal 1 1 Protección SNCP 11 Cumbayá Miravalle 1 1 Sin protección 12 Cumbayá Tumbaco 1 1 Sin protección 13 Guajaló Guamaní 1 1 Sin protección 14 Guajaló Villaflora 1 1 Sin protección 15 Guamaní Pintado 1 1 Sin protección 16 Iñaquito Quito Centro 1 1 Sin protección 17 Iñaquito Quito Centro 1 1 Protección SNCP 18 Monjas NGN 1 1 Sin protección 19 Monjas Quito Centro 1 1 Sin protección 20 NGN San Rafael 1 1 Sin protección 21 Quito Centro San Rafael 1 1 Sin protección 22 Quito Centro Sangolquí 1 1 Sin protección 23 San Rafael Sangolquí 1 1 Sin protección 24 San Rafael Tumbaco 1 1 Sin protección 25 Cumbayá Iñaquito 3 3 Sin protección 26 Iñaquito Mariscal 3 3 Sin protección 27 Mariscal Quito Centro 3 3 Sin protección 28 Pintado Quito Centro - 1 Sin protección Total 33 34

73

Entre Iñaquito y Mariscal existen 20 servicios de 10 Gpbs cuyos lightpaths no

atraviesan la red DWDM de Anillos Metropolitanos de Quito debido a que no se

dispone de suficientes longitudes de onda entre estos nodos como se indica en la

siguiente sección. Los 20 servicios son enviados a través del backbone nacional

debido a que Iñaquito y Mariscal también forman parte de esta red; sin embargo, el

tráfico que maneja la red nacional es dedicado a interconectar las ciudades

principales del país; por lo tanto se debe migrar los 20 servicios hacia la red DWDM

de Quito, para lo cual se hace necesario ampliar la capacidad de longitudes de onda

entre estos nodos.

2.3 DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA RED

La red DWDM actual tiene una capacidad de 40 longitudes de onda, con servicios

distribuidos como se indican en el Anexo C. De esta información se determina la

cantidad de longitudes de onda ocupadas por enlace, lo cual se muestra en la

Tabla 2.20 [57].

Tabla 2.20. Porcentaje de utilización de longitudes de onda entre nodos al 2015 [57]

Ítem Nodo A Nodo B

Número de longitudes de

onda ocupadas

Porcentaje de ocupación de

longitudes de onda

1 Quito Centro Mariscal 36 90,00% 2 Mariscal Iñaquito 33 82,50% 3 Tumbaco Cumbayá 30 75,00% 4 Quito Centro Iñaquito 29 72,50% 5 Cumbayá Mariscal 25 62,50% 6 San Rafael Tumbaco 21 52,50% 7 San Rafael NGN 17 42,50% 8 Cumbayá Miravalle 16 40,00% 9 Monjas Quito Centro 16 40,00% 10 NGN Monjas 16 40,00% 11 Miravalle Iñaquito 15 37,50% 12 Quito Centro Pintado 15 37,50% 13 Pintado Guamaní 15 37,50% 14 Guamaní Guajaló 15 37,50% 15 Guajaló Villaflora 15 37,50% 16 Villaflora Conocoto 15 37,50% 17 Conocoto Sangolquí 15 37,50% 18 Sangolquí San Rafael 14 35,00%

74

Ítem Nodo A Nodo B

Número de longitudes de

onda ocupadas

Porcentaje de ocupación de

longitudes de onda

19 Aeropuerto Tumbaco 13 32,50% 20 Iñaquito Carolina 12 30,00% 21 Carolina Condado 12 30,00% 22 Condado Carcelén 12 30,00% 23 Carcelén Calderón 12 30,00% 24 Calderón Aeropuerto 12 30,00% 25 Cumbayá Data Center 1 6 15,00% 26 Data Center 1 NGN 6 15,00% 27 NGN Data Center 2 0 0,00%

La Tabla 2.20 indica que la mayoría de enlaces no están ocupando la capacidad

total de lambdas, sin embargo se observa que los enlaces Quito Centro – Mariscal

y Mariscal – Iñaquito emplean más del 82,5% de longitudes de onda totales (33 de

40 lambdas), por lo tanto de manera breve se puede observar que estos enlaces

pronto van a saturar su capacidad.

En las condiciones actuales la red DWDM se encuentra operando de manera

adecuada, sin embargo con la necesidad de migrar los 20 servicios de 10 Gbps

desde la red Nacional a la red de Anillos Metropolitanos de Quito se hace necesario

ampliar la capacidad de los Nodos Iñaquito y Mariscal.

Además, la red SDH se encuentra en funcionamiento, pero no se ha incrementado

significativamente la cantidad de servicios de clientes, debido a que los equipos

DWDM se encuentran atendiendo la demanda de nuevos clientes, los cuales

requieren mayor ancho de banda, para transmitir información de mayor capacidad.

En base al presupuesto planificado por CNT EP para proyectos del 2011, se decidió

realizar la primera migración de equipos SDH a DWDM, la cual involucraba

solamente algunos nodos; sin embargo, con la creciente demanda de servicios de

mayor ancho de banda y de acuerdo a un estudio realizado por el personal de

Ingeniería de la CNT EP, que muestra la cantidad de servicios requeridos para el

año 2016 (Ver Tablas 2.21 a la 2.23) e involucra servicios GE y 10GE, se ve la

necesidad de la migración del resto de nodos de la red SDH [57].

75

Tabla 2.21. Servicios GE con Protección SNCP [57]

Ítem Nodo A Nodo B Servicios GE

requeridos 2016 1 Carondelet Iñaquito 3 2 Carondelet Mariscal 3 3 Checa Cumbayá 2 4 El Quinche Quito Centro 3 5 El Quinche Tababela 1 6 Est. Terrena IPTV Iñaquito 2 7 Florida Iñaquito 3 8 Florida Mariscal 3 9 Guayllabamba Mariscal 2 10 Guayllabamba Quito Centro 2 11 Iñaquito Monteserrín 3 12 Mariscal Monteserrín 3 13 Mariscal Pifo 2 14 Mariscal Puembo 3 15 Mariscal Tababela 3 16 Mariscal Yaruquí 3 17 Puembo Quito Centro 2

Total 43

Tabla 2.22. Servicios 10 GE sin protección [57]

Ítem Nodo A Nodo B Servicios 10GE requeridos 2016

1 Aeropuerto Carapungo 1 2 Carcelén Carapungo 1 3 Carcelén La Luz 1 4 Carcelén Mariscal 1 5 Carolina Carondelet 1 6 Carolina Monteserrín 1 7 Carondelet Florida 1 8 Condado Cotocollao 1 9 Condado Florida 1 10 Cotocollao Iñaquito 1 11 Cotocollao Mariscal 1 12 Cumbayá Iñaquito 1 13 Cumbayá Mariscal 1 14 Cumbayá Tumbaco 1 15 Est. Terrena IPTV Iñaquito 4 16 Est. Terrena IPTV Mariscal 1 17 Florida Quito Centro 1

76

Ítem Nodo A Nodo B Servicios 10GE requeridos 2016

18 Guajaló Quito Centro 1 19 Iñaquito La Luz 1 20 Iñaquito Monteserrín 1 21 La Luz Mariscal 1 22 Mariscal Pintado 1 23 Mariscal Villaflora 1 24 Pintado Quito Centro 1 Total 27

Tabla 2.23. Servicios 10 GE con Protección SNCP [57]

Ítem Nodo A Nodo B Servicios 10GE

Requeridos 2016 1 Calderón Mariscal 1 2 Carapungo Iñaquito 1 3 Condado Iñaquito 1 4 Conocoto Est. Terrena IPTV 1 5 Cotocollao Iñaquito 1 6 Data Center 1 Iñaquito 2 7 Data Center 2 Iñaquito 2 8 El Quinche Mariscal 1 9 Est. Terrena IPTV Iñaquito 4 10 Est. Terrena IPTV Mariscal 3 11 Est. Terrena IPTV San Rafael 1 12 Est. Terrena IPTV Sangolquí 1 13 Guajaló Mariscal 1 14 Guamaní Mariscal 1 15 Iñaquito La Luz 1 16 Iñaquito Mariscal 22 17 Iñaquito Pomasqui 1 18 Iñaquito Quito Centro 2 19 Mariscal Monjas 1 20 Mariscal Quito Centro 2 21 Mariscal San Rafael 1 22 Mariscal Villaflora 1 23 NGN Quito Centro 1 Total 33

Tabla 2.24. Servicios STM-64 sin protección [57]

Ítem Nodo A Nodo B Servicios STM-64 requeridos 2016

1 Guayllabamba Quito Centro 1 2 El Quinche Quito Centro 1 Total 2

77

Los servicios STM 64 que se piden crear, permite migrar con prioridad los equipos

SDH de los nodos Guayllabamba y el Quinche a la red DWDM.

Además, se requiere de 1 servicio de 100 Gbps entre los nodos Estación Terrena

IPTV y Mariscal con protección SNCP para realizar pruebas de conectividad IPTV.

En el siguiente capítulo se toma como referencia los datos de la situación actual

para determinar en base a proyecciones en un periodo de 5 años, si la cantidad de

servicios justifican el aumento de la capacidad de los equipos DWDM actuales.

78

CAPÍTULO 3

REDISEÑO DE LA RED DE ANILLOS METROPOLITANOS DE

QUITO DE CNT EP

Como se revisó en el capítulo anterior, la red de Anillos Metropolitanos de Quito

con tecnología DWDM al año 2015 se encuentra trabajando dentro de su

capacidad, sin embargo en este capítulo se analiza el crecimiento de la red en base

a un historial de servicios presentados en la sección 2.2.3, para realizar las

proyecciones al año 2021.

3.1 ETAPAS PARA EL REDISEÑO

En el rediseño de este trabajo se plantea el siguiente procedimiento:

Paso 1: Definir la topología de la nueva red y los enlaces entre nodos o localidades

que pueden ser enlaces de fibra a instalar o bien hilos de fibra óptica existentes y

disponibles, además se debe prever la caracterización de la fibra óptica a usar en

base a las recomendaciones de la ITU-T G.652 y la ITU-T G.655 para larga

distancia.

Paso 2: Establecer el número de servicios requeridos para la nueva red.

Paso 3: Definir la ruta de las señales y las protecciones necesarias en caso de falla

de la fibra de trabajo.

Paso 4: Identificar el diagrama de la conexión de los equipos en los nodos, en base

al tipo de esquema a utilizar (coloreado y direccionado, coloreado y sin dirección,

no coloreado y sin dirección).

Paso 5: Realizar los cálculos necesarios para garantizar la operatividad de la nueva

red propuesta como:

· Dispersión cromática.

· Dispersión por modo de polarización.

79

· Balance de potencia óptica de los enlaces.

· OSNR cuando se utilicen amplificadores ópticos.

Paso 6: Realizar un plan de migración, en donde se indiquen las actividades que

deben cumplirse para ejecutar el proyecto y su correspondiente duración.

Paso 7: Posteriormente en el capítulo 4 se analizará propuestas de equipos de

diferentes fabricantes que cumplan con los requerimientos del diseño, analizando

los costos correspondientes a equipos, instalación y mantenimiento.

Paso 8: Seleccionar los equipos considerando el de mejores características

técnicas, desempeño, tamaño, facilidad de instalación, mantenimiento y precio.

3.2 TOPOLOGÍA FÍSICA DE LA RED A UTILIZAR

Para evitar gastos en tendido de fibra nueva se plantea ocupar el tendido de fibra

óptica existente entre los distintos nodos de la red del Distrito Metropolitano de

Quito. En la Figura 3.1 se presentan todas las conexiones físicas existentes entre

los nodos de CNT EP del DMQ, obtenidas de los diagramas de las redes SDH y

WDM presentadas en el capítulo anterior.

La Figura 3.1 a la vez representa la nueva red que se va a utilizar para este diseño,

la cual tiene una topología física de anillos interconectados entre sí, los mismos

anillos correspondientes a la red SDH indicados en la sección 2.1. Además, se

incluye el anillo formado por los nodos: NGN, Data Center 1 y Est. Terrena IPTV,

existente de la red DWDM actual.

Los enlaces de la red ocupan fibra óptica monomodo de acuerdo a la

recomendación G.652.D, a excepción de los enlaces: NGN – Data Center 1 –

Estación Terrena -NGN - Data Center 2 y NGN – Cumbayá, que ocupan fibra óptica

de acuerdo a la recomendación G.655.D, sin embargo en los enlaces de reducida

distancia no es necesario utilizar este tipo de fibra.

80

Figura 3.1. Nueva red DWDM rediseñada del Distrito Metropolitano de Quito [57]

81

3.2.1 INTEGRACIÓN DE LOS EQUIPOS SDH A LA RED DWDM

La red de Quito trabaja con dos tecnologías: SDH y DWDM, los nodos que trabajan

exclusivamente con equipamiento SDH dentro de la red troncal de Quito necesitan

integrarse a la red DWDM para permitir el envío de señales de mayor capacidad

mostradas en las matrices de servicios en la sección 2.3, estos nodos son:

Tabla 3.1. Nodos SDH a migrar a DWDM

Ítem Nodo 1 Puembo 2 Pifo 3 Tababela 4 Yaruquí 5 Checa 6 El Quinche 7 Guayllabamba 8 Florida 9 Carondelet 10 Pomasqui 11 Carapungo 12 Monteserrín 13 La Luz 14 Cotocollao

La integración a la red DWDM actual no involucra reemplazar los equipos SDH,

sino ocuparlos en conjunto con DWDM para seguir llevando los servicios existentes

(E1s, E3s, STM-1 y STM-4) de la red SDH, y además agregar servicios de mayor

capacidad como GE, 10GE y 100 GE a través de la tecnología DWDM.

La Figura 3.2 indica la conexión entre dos equipos con tecnología exclusivamente

SDH y la Figura 3.3 muestra la conexión para integrar los equipos con tecnología

SDH a la red DWDM.

La integración consiste en conectar cada puerto de línea de los equipos SDH con

los puertos tributarios de los equipos DWDM, de esta manera todos los servicios

que están conectados a SDH se transportan a otros nodos a través de la

arquitectura DWDM.

82

Figura 3.2. Diagrama conexión entre dos nodos en la red SDH [63]

Figura 3.3. Diagrama de montaje de equipos DWDM con SDH [63]

3.3 PROYECCIÓN DE MATRICES DE SERVICIOS

En este subcapítulo se va a proyectar la cantidad de servicios al año 2021, para lo

cual se parte de la información de la cantidad de servicios de años previos y

posteriormente se extrapolan estos datos a 5 años mediante el uso de líneas de

tendencias. El siguiente paso es asignar los servicios proyectados entre los

diferentes nodos para crear las matrices de servicios correspondientes al año 2021.

3.3.1 HISTÓRICO DE LA DEMANDA DE SERVICIOS

Para dimensionar la red es necesario conocer la cantidad de servicios de tributarios

83

o de clientes proyectados a 5 años a partir del 2016, tomando como referencia un

historial de servicios, el cual ha sido proporcionado por CNT EP desde el año 2011

hasta el año 2015, y en base a las matrices de servicios indicadas en la sección

2.3.

La Tabla 3.2 indica la cantidad de servicios habilitados desde el año 2011 hasta el

año 2015, y los requerimientos de servicios al 2016, información que será utilizada

para proyectar los mismos hasta el año 2021.

Tabla 3.2. Consumo de servicios desde el año 2011 hasta el año 2016 [57]

Año GE 10 GE STM 16 STM 64

2011 9 5 21 5

2012 22 11 20 12

2013 55 32 19 21

2014 97 43 15 33

2015 102 60 13 34

2016 145 120 13 36

Las Figuras 3.4 a la 3.7 indican gráficamente la cantidad de servicios configurados

desde el año 2011 hasta el año 2016 de acuerdo a los datos de la Tabla 3.2.

Figura 3.4. Evolución de servicios GE

84

Figura 3.5. Evolución de servicios 10 GE

Figura 3.6. Evolución de servicios STM 16

Figura 3.7. Evolución de servicios STM 64

85

Finalmente, se incluye 1 servicio de 100 Gbps para pruebas de conectividad IPTV

entre los nodos Mariscal y Est. Terrena IPTV, el cual ha sido solicitado como

proyecto particular de la red, por lo tanto no se ha proyectado la creación de más

servicios de 100 Gbps hasta el año 2021.

3.3.2 PROYECCIÓN DE TRÁFICO A 5 AÑOS

Para establecer un dimensionamiento de equipos para el año 2021, se debe

identificar qué línea de tendencia se ajusta a los datos expuestos sobre la evolución

de los servicios de acuerdo a las expectativas a futuro. Con ayuda del programa

Microsoft Excel se puede extrapolar la información al año 2021 verificando la

fiabilidad de la línea de tendencia con el coeficiente de determinación R2, este

coeficiente se define como la relación entre la varianza de los datos estimados en

la línea de tendencia y la varianza de los datos reales, el cual puede adoptar

valores entre 0 y 1, y mientras más cercano a 1 se encuentre este parámetro existe

mayor correspondencia entre los datos y la línea de tendencia. [64]

3.3.2.1 Servicios GE

La Figura 3.8 muestra la cantidad de servicios GE de acuerdo a la información

proporcionada por CNT EP (en azul) desde el año 2011 hasta el año 2016 y la

línea de tendencia (en rojo) que se ajusta y permitirá proyectar estos servicios al

año 2021. Con el uso de una tendencia lineal, el coeficiente de determinación y la

curva estimada muestran una adecuada aproximación a los datos.

Figura 3.8. Línea de tendencia del servicio GE

86

La ecuación (3.1) representa la línea de tendencia del servicio GE donde y

representa el número de servicios y x se obtiene de la relación de la Tabla 3.3.

w = BxIRey)z A BRId{{ ( 3.1 )

Tabla 3.3. Relación entre años y variable x

Años X

2011 1 2012 2 2013 3 2014 4 2015 5 2016 6 2017 7 2018 8 2019 9 2020 10 2021 11

Aplicando la ecuación para el año 2021 se obtienen 278 servicios GE:

w = BxIRey)L@@O A BRId{{ = BxxIe@

w = Bxe

La Figura 3.9 muestra el número de servicios GE proyectados hasta el año 2021.

Figura 3.9. Proyección del servicio GE al 2021

87

3.3.2.2 Servicios de 10 GE

La Figura 3.10 muestra la cantidad de servicios de 10 GE, de acuerdo a la

información proporcionada por CNT EP desde el año 2011 hasta el 2016, y la línea

de tendencia cuadrática que se ajusta y permitirá proyectar estos servicios al año

2021.

Figura 3.10. Línea de tendencia del servicio 10 GE

La ecuación (3.2) representa la línea de tendencia del servicio 10 GE.

w = RId{dx)zu A @WIeWx)z T @RIB ( 3.2 )

De acuerdo a la proyección, para el año 2021 se tienen 444 servicios 10 GE, así:

w = RId{dx)L@@Ou A @WIeWx)L@@O T @RIB = RRRI@R

w = RRR

La Figura 3.11 muestra el número de servicios 10 GE proyectados hasta el año

2021.

Figura 3.11. Proyección del servicio 10 GE al 2021

88

3.3.2.3 Servicio STM 16

Tanto los servicios STM 16 como STM 64 corresponden a las capacidades de los

puertos de línea de la red SDH, debido a que esta red se integrará a la red DWDM.

Los servicios STM 16 han decrecido por la migración de las capacidades de línea

de los equipos SDH a STM-64 para poder llevar más servicios tributarios PDH (E1

y E3) y Ethernet (100 Mbps y 1000 Mbps) para el tráfico de voz y datos de baja

capacidad, por lo tanto se espera que la cantidad de servicios STM 16 disminuya

dando prioridad a servicios STM 64.

La Figura 3.12 muestra la cantidad de servicios STM 16, de acuerdo a la

información proporcionada por CNT EP desde el año 2011 hasta el año 2016, y la

línea de tendencia lineal que se ajusta y posibilitará proyectar estos servicios al año

2021.

Figura 3.12. Línea de tendencia del servicio STM 16

La ecuación (3.3) representa la línea de tendencia del servicio STM 16.

w = A@Iedx@z T B{I{{{ ( 3.3 )

De acuerdo a la proyección, para el año 2021 se obtienen 3 servicios STM 16, así:

w = A@Iedx@L@@O T B{I{{{ = BIf

w = {

89

La Figura 3.13 muestra el número de servicios STM 16 proyectados hasta el 2021.

Figura 3.13. Proyección del servicio STM16 al 2021

Como se observa en la Figura 3.13, para el año 2021 los servicios STM 16

disminuyen, ya que la migración a servicios STM 64 implica su reemplazo.

3.3.2.4 Servicios STM 64

La Figura 3.14 muestra los servicios STM 64 proporcionados por CNT EP desde el

año 2011 hasta el año 2016, y la línea de tendencia para proyectar los servicios

hasta el 2021.

Figura 3.14. Línea de tendencia del servicio STM 64

La ecuación (3.4) representa la línea de tendencia del servicio STM 64.

90

w = @fIW@d & l|LzO T BIyRex ( 3.4 )

De acuerdo a la proyección, para el año 2021 se obtiene 48 servicios STM 64, así:

w = @fIW@d & l|L@@O T BIyRex = ReIBR

w = Re

Figura 3.15. Proyección del servicio STM 64 al 2021

Como se ve en la Figura 3.15, hay un incremento en la cantidad de servicios STM

64 debido a la migración de los servicios STM 16 de la red WDM existente a

servicios STM 64, y a la migración de los nodos de la red SDH a DWDM que

trabajan con una capacidad de línea correspondiente a 1x STM 64.

En la Tabla 3.4 se muestra los servicios implementados, requeridos y proyectados

hasta el año 2021.

Tabla 3.4. Tabla de servicios implementados, requeridos y proyectados al 2021

Año GE 10 GE STM 16 STM 64 2011 9 5 21 5

Servicios implementados

2012 22 11 20 12 2013 55 32 19 21 2014 97 43 15 33 2015 102 60 13 34 2016 145 120 13 36 Servicios requeridos 2017 168 161 10 40

Servicios proyectados al 2021

2018 195 218 8 42 2019 223 284 7 44 2020 250 360 5 46 2021 278 444 3 48

91

3.3.3 DISTRIBUCIÓN DE SERVICIOS ENTRE CENTRALES PARA EL AÑO

2021

Se debe distribuir adecuadamente la cantidad de servicios proyectados de la

sección anterior para el año 2021, entre los nodos de la red en base al histórico del

número de conexiones configuradas desde el año 2014 al 2016, proporcionado por

CNT EP [56].

Al no disponer de estadísticas de los servicios por cliente, dentro del proyecto se

consideran los siguientes criterios para la distribución de servicios:

· Se contempla el aumento de al menos dos servicio dentro del periodo

proyectado para las conexiones que no presentan incremento desde el año

2014 al 2016; es decir, para aquellas conexiones que en un periodo de 3 años

no presenten aumento de servicios, se considera que en la proyección al año

2021 (luego de 5 años) puede existir hasta 2 servicios adicionales.

· Respecto de las conexiones que se crean en el 2016 no se dispone de

información histórica, por lo tanto para ellas se ha estimado el aumento de al

menos 2 servicios como reserva hasta el año 2021.

· Para los nodos Iñaquito, Mariscal y Quito Centro, que son nodos centrales los

cuales manejan mayor cantidad de tráfico, se considera la creación de

conexiones de al menos 2 servicios con aquellos nodos de la red que

actualmente no tienen servicios establecidos con los nodos mencionados.

· Si durante los años 2014, 2015 y 2016 hay diferencia entre la cantidad de

servicios configurados, se establecerá esa misma tendencia hasta el año 2021.

Las Tablas 3.5 a la 3.8 presentan la distribución de los servicios proyectados al año

2021, donde se indican los servicios que han sido creados con protección SNCP y

sin protección, cuyas configuraciones se mantienen en el tiempo proyectado.

La protección SNCP permiten darle un camino de respaldo a la conexión, utilizando

para ello una tarjeta transpondedora diferente en caso de que la unidad tenga una

falla, como se indicó sección 1.2.1.6.2.

92

Tabla 3.5. Distribución de servicios GE entre pares de nodos al año 2021

Ítem Nodo A Nodo B Al

2014 Al

2015 Al

2016 Al

2021 Tipo de protección

1 Calderón Iñaquito 2 2 2 4 Sin protección 2 Calderón Mariscal 2 2 2 4 Sin protección 3 Carcelén Iñaquito 4 4 4 6 Sin protección 4 Carcelén Mariscal 3 3 3 5 Sin protección 5 Carolina Iñaquito 3 3 3 5 Sin protección 6 Carolina Mariscal 3 3 3 5 Sin protección 7 Condado Iñaquito 3 3 3 5 Sin protección 8 Condado Mariscal 2 2 2 4 Sin protección 9 Conocoto Iñaquito 1 1 1 3 Sin protección

10 Conocoto Mariscal 1 1 1 3 Sin protección 11 Conocoto NGN 1 1 1 3 Sin protección 12 Conocoto Quito Centro 2 2 2 4 Sin protección 13 Cumbayá Iñaquito 3 3 3 5 Sin protección 14 Cumbayá Mariscal 3 3 3 5 Sin protección 15 Cumbayá NGN 1 1 1 3 Sin protección 16 Guajaló Guamaní 1 1 1 3 Sin protección 17 Guajaló Mariscal 2 2 2 4 Sin protección 18 Guajaló NGN 1 1 1 3 Sin protección 19 Guajaló Quito Centro 2 2 2 4 Sin protección 20 Guamaní Mariscal 2 2 2 4 Sin protección 21 Guamaní NGN 1 1 1 3 Sin protección 22 Guamaní Quito Centro 2 2 2 4 Sin protección 23 Iñaquito NGN 2 3 3 6 Sin protección 24 Iñaquito Quito Centro 3 3 3 5 Sin protección 25 Iñaquito Sangolquí 1 1 1 3 Sin protección 26 Iñaquito Tumbaco 2 3 3 6 Sin protección 27 Mariscal Monjas 2 2 2 4 Sin protección 28 Mariscal NGN 2 3 3 6 Sin protección 29 Mariscal Pintado 3 3 3 5 Sin protección 30 Mariscal Quito Centro 3 3 3 5 Sin protección 31 Mariscal San Rafael 1 1 1 3 Sin protección 32 Mariscal Sangolquí 2 2 2 4 Sin protección 33 Mariscal Tumbaco 2 2 2 4 Sin protección 34 Mariscal Villaflora 3 3 3 5 Sin protección 35 Monjas NGN 1 1 1 3 Sin protección 36 Monjas Quito Centro 2 2 2 4 Sin protección 37 NGN Pintado 1 1 1 3 Sin protección 38 NGN Quito Centro 2 2 2 4 Sin protección 39 NGN San Rafael 1 1 1 3 Sin protección 40 NGN Sangolquí 1 1 1 3 Sin protección 41 NGN Villaflora 1 1 1 3 Sin protección 42 Pintado Quito Centro 2 2 2 4 Sin protección

93


2014 Al

2015 Al

2016 Al


43 Quito Centro San Rafael 3 3 3 5 Sin protección 44 Quito Centro Sangolquí 2 2 2 4 Sin protección 45 Quito Centro Villaflora 3 3 3 5 Sin protección 46 Iñaquito Mariscal 6 8 8 14 Protección SNCP 47 Mariscal Pintado 1 1 1 3 Protección SNCP 48 Carondelet Iñaquito 0 0 3 4 Protección SNCP 49 Carondelet Mariscal 0 0 3 4 Protección SNCP 50 Checa Cumbayá 0 0 2 3 Protección SNCP 51 El Quinche Quito Centro 0 0 3 4 Protección SNCP 52 El Quinche Tababela 0 0 1 2 Protección SNCP

53 Est. Terrena

IPTV Iñaquito 0 0 2 3 Protección SNCP

54 Florida Iñaquito 0 0 3 4 Protección SNCP 55 Florida Mariscal 0 0 3 4 Protección SNCP 56 Guayllabamba Mariscal 0 0 2 3 Protección SNCP 57 Guayllabamba Quito Centro 0 0 2 3 Protección SNCP 58 Iñaquito Monteserrín 0 0 3 4 Protección SNCP 59 Mariscal Monteserrín 0 0 3 4 Protección SNCP 60 Mariscal Pifo 0 0 2 3 Protección SNCP 61 Mariscal Puembo 0 0 3 4 Protección SNCP 62 Mariscal Tababela 0 0 3 4 Protección SNCP 63 Mariscal Yaruquí 0 0 3 4 Protección SNCP 64 Puembo Quito Centro 0 0 2 3 Protección SNCP 65 Carapungo Iñaquito 0 0 0 2 Protección SNCP 66 Cotocollao Iñaquito 0 0 0 2 Protección SNCP 67 Guajaló Iñaquito 0 0 0 2 Protección SNCP 68 Quito Centro Tumbaco 0 0 0 2 Protección SNCP 69 El Quinche Iñaquito 0 0 0 2 Protección SNCP 70 Iñaquito Yaruquí 0 0 0 2 Protección SNCP 71 Quito Centro Yaruquí 0 0 0 2 Protección SNCP

Total 97 102 145 277 Por ejemplo, en la Tabla 3.5 la cantidad de servicios GE entre Guamaní y Quito

Centro durante los años 2014, 2015 y 2016 se ha mantenido en 2, y es posible que

hasta el año 2021 puedan incrementarse dos servicios entre estos nodos.

Como otro ejemplo, la conexión entre Iñaquito y Mariscal, en el año 2014 tiene 6

servicios, al año 2015 aumentan a 8 y al año 2016 no se observa incremento, por

lo tanto se consideró que cada 2 años se incrementan 2 servicios, entonces al año

2021 se tendrán 6 servicios adicionales, es decir 14 servicios GE.

94

Tabla 3.6. Distribución de servicios 10 GE entre pares de nodos al año 2021


2014 Al

2015 Al

2016 Al


1 Aeropuerto Tumbaco 1 1 1 3 Sin protección 2 Carcelén Iñaquito 1 1 1 3 Protección SNCP 3 Carolina Iñaquito 1 1 1 3 Protección SNCP 4 Conocoto Mariscal 1 1 1 3 Protección SNCP 5 Conocoto San Rafael 1 1 1 3 Sin protección 6 Conocoto Villaflora 1 1 1 3 Sin protección 7 Cumbayá Mariscal 1 2 2 5 Protección SNCP 8 Guajaló Guamaní 1 1 1 3 Sin protección 9 Guajaló Villaflora 1 1 1 3 Sin protección

10 Guamaní Pintado 1 1 1 3 Sin protección 11 Iñaquito Mariscal 7 8 8 11 Sin protección 12 Iñaquito Mariscal 6 7 9 19 Protección SNCP 13 Iñaquito NGN 2 3 3 6 Protección SNCP 14 Iñaquito Quito Centro 3 5 7 17 Protección SNCP 15 Mariscal Quito Centro 5 6 8 18 Protección SNCP 16 Mariscal Quito Centro 4 4 4 6 Sin protección 17 Mariscal Sangolquí 1 1 1 3 Protección SNCP 18 Mariscal Tumbaco 2 2 2 4 Protección SNCP 19 Mariscal Villaflora 1 1 1 3 Protección SNCP 20 Pintado Quito Centro 1 1 2 4 Sin protección 21 San Rafael Tumbaco 1 1 1 3 Sin protección 22 Aeropuerto Iñaquito 0 3 3 6 Protección SNCP 23 Aeropuerto Mariscal 0 2 2 5 Protección SNCP 24 Guajaló Mariscal 0 1 2 7 Protección SNCP 25 Guamaní Iñaquito 0 1 1 4 Protección SNCP 26 Iñaquito Tumbaco 0 1 1 4 Protección SNCP 27 Mariscal Monjas 0 1 2 7 Protección SNCP 28 Mariscal NGN 0 1 1 4 Protección SNCP 29 Aeropuerto Carapungo 0 0 1 3 Sin protección 30 Calderón Mariscal 0 0 1 3 Protección SNCP 31 Carapungo Carcelén 0 0 1 3 Sin protección 32 Carapungo Iñaquito 0 0 1 3 Protección SNCP 33 Carcelén La Luz 0 0 1 3 Sin protección 34 Carcelén Mariscal 0 0 1 3 Sin protección 35 Carolina Carondelet 0 0 1 3 Sin protección 36 Carolina Monteserrín 0 0 1 3 Sin protección 37 Carondelet Florida 0 0 1 3 Sin protección 38 Condado Cotocollao 0 0 1 3 Sin protección 39 Condado Florida 0 0 1 3 Sin protección 40 Condado Iñaquito 0 0 1 3 Protección SNCP

41 Conocoto Est. Terrena

IPTV 0 0 1 3 Protección SNCP

95


2014 Al

2015 Al

2016 Al


42 Cotocollao Iñaquito 0 0 1 3 Sin protección 43 Cotocollao Iñaquito 0 0 1 3 Protección SNCP 44 Cotocollao Mariscal 0 0 1 3 Sin protección 45 Cumbayá Iñaquito 0 0 1 3 Sin protección 46 Cumbayá Mariscal 0 0 1 3 Sin protección 47 Cumbayá Tumbaco 0 0 1 3 Sin protección 48 Data Center 1 Iñaquito 0 0 2 4 Protección SNCP 49 Data Center 2 Iñaquito 0 0 2 4 Protección SNCP 50 El Quinche Mariscal 0 0 1 3 Protección SNCP

51 Est. Terrena

IPTV Iñaquito 0 0 4 6 Sin protección

52 Est. Terrena

IPTV Iñaquito 0 0 4 6 Protección SNCP

53 Est. Terrena

IPTV Mariscal 0 0 3 5 Protección SNCP

54 Est. Terrena

IPTV Mariscal 0 0 1 3 Sin protección

55 Est. Terrena

IPTV San Rafael 0 0 1 3 Protección SNCP

56 Est. Terrena

IPTV Sangolquí 0 0 1 3 Protección SNCP

57 Florida Quito Centro 0 0 1 3 Sin protección 58 Guajaló Quito Centro 0 0 1 3 Sin protección 59 Guamaní Mariscal 0 0 1 3 Protección SNCP 60 Iñaquito La Luz 0 0 1 3 Sin protección 61 Iñaquito La Luz 0 0 1 3 Protección SNCP 62 Iñaquito Monteserrín 0 0 1 3 Sin protección 63 Iñaquito Pomasqui 0 0 1 3 Protección SNCP 64 La Luz Mariscal 0 0 1 3 Sin protección 65 Mariscal Pintado 0 0 1 3 Sin protección 66 Mariscal San Rafael 0 0 1 3 Protección SNCP 67 Mariscal Villaflora 0 0 1 3 Sin protección 68 NGN Quito Centro 0 0 1 3 Protección SNCP 69 Quito Centro Villaflora 0 0 1 3 Protección SNCP 70 Aeropuerto Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 71 Calderón Iñaquito 0 0 0 2 Protección SNCP 72 Calderón Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 73 Carapungo Mariscal 0 0 0 2 Protección SNCP 74 Carapungo Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 75 Carcelén Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 76 Carolina Mariscal 0 0 0 2 Protección SNCP 77 Carolina Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 78 Carondelet Iñaquito 0 0 0 2 Protección SNCP 79 Carondelet Mariscal 0 0 0 2 Protección SNCP

96


2014 Al

2015 Al

2016 Al


80 Carondelet Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 81 Checa Iñaquito 0 0 0 2 Protección SNCP 82 Checa Mariscal 0 0 0 2 Protección SNCP 83 Checa Mariscal 0 0 0 2 Protección SNCP 84 Checa Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 85 Condado Mariscal 0 0 0 2 Protección SNCP 86 Condado Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 87 Conocoto Iñaquito 0 0 0 2 Protección SNCP 88 Conocoto Monjas 0 0 0 2 Protección SNCP 89 Conocoto Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 90 Cotocollao Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 91 Cumbayá Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 92 Cumbayá San Rafael 0 0 0 2 Protección SNCP 93 Data Center 1 Mariscal 0 0 0 2 Protección SNCP 94 Data Center 1 Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 95 Data Center 2 Mariscal 0 0 0 2 Protección SNCP 96 Data Center 2 Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 97 El Quinche Iñaquito 0 0 0 2 Protección SNCP 98 El Quinche Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP

99 Est. Terrena

IPTV Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP

100 Florida Iñaquito 0 0 0 2 Protección SNCP 101 Florida Mariscal 0 0 0 2 Protección SNCP 102 Florida Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 103 Guajaló Iñaquito 0 0 0 2 Protección SNCP 104 Guajaló NGN 0 0 0 2 Protección SNCP 105 Guajaló Monjas 0 0 0 2 Protección SNCP 106 Guajaló Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 107 Guamaní NGN 0 0 0 2 Protección SNCP 108 Guamaní Monjas 0 0 0 2 Protección SNCP 109 Guamaní Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 110 Guayllabamba Iñaquito 0 0 0 2 Protección SNCP 111 Guayllabamba Mariscal 0 0 0 2 Protección SNCP 112 Guayllabamba Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 113 Iñaquito Miravalle 0 0 0 2 Protección SNCP 114 Iñaquito Monjas 0 0 0 2 Protección SNCP 115 Iñaquito Pifo 0 0 0 2 Protección SNCP 116 Iñaquito Pintado 0 0 0 2 Protección SNCP 117 Iñaquito Puembo 0 0 0 2 Protección SNCP 118 Iñaquito San Rafael 0 0 0 2 Protección SNCP 119 Iñaquito Sangolquí 0 0 0 2 Protección SNCP 120 Iñaquito Tababela 0 0 0 2 Protección SNCP 121 Iñaquito Villaflora 0 0 0 2 Protección SNCP

97


2014 Al

2015 Al

2016 Al


122 Iñaquito Yaruquí 0 0 0 2 Protección SNCP 123 La Luz Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 124 Mariscal Miravalle 0 0 0 2 Protección SNCP 125 Mariscal Monteserrín 0 0 0 2 Protección SNCP 126 Mariscal Pifo 0 0 0 2 Protección SNCP 127 Mariscal Pomasqui 0 0 0 2 Protección SNCP 128 Mariscal Puembo 0 0 0 2 Protección SNCP 129 Mariscal Tababela 0 0 0 2 Protección SNCP 130 Mariscal Yaruquí 0 0 0 2 Protección SNCP 131 Miravalle Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 132 Monjas Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 133 Monteserrín Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 134 Pifo Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 135 Pintado Tumbaco 0 0 0 2 Protección SNCP 136 Pintado Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 137 Pomasqui Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 138 Puembo Quito Centro 0 0 0 2 Protección SNCP 139 Quito Centro San Rafael 0 0 0 2 Protección SNCP 140 Quito Centro Sangolquí 0 0 0 2 Protección SNCP 141 Quito Centro Tababela 0 0 0 2 Protección SNCP 142 Quito Centro Tumbaco 0 0 0 2 Protección SNCP 143 Quito Centro Yaruquí 0 0 0 2 Protección SNCP

Total 43 60 120 444 Por ejemplo, la Tabla 3.6 muestra la cantidad de servicios 10 GE entre los nodos

Iñaquito y Mariscal: en el año 2014 de 6, en el año 2015 de 7 y en el año 2016 de

9, tomando en cuenta que en el último año el incremento fue de 2 servicios,

entonces hasta el 2021 se aumentarán 10 servicios.

Tabla 3.7. Distribución de servicios STM 16 entre pares de nodos al año 2021


2014 Al

2015 Al

2016 Al


1 Calderón Carcelén 1 1 1 0 Sin protección 2 Carcelén Cumbayá 2 2 2 1 Sin protección 3 Carcelén Iñaquito 2 2 2 1 Sin protección 4 Cumbayá Iñaquito 2 2 2 1 Sin protección 5 Iñaquito Mariscal 1 1 1 0 Sin protección 6 Iñaquito Quito Centro 2 2 2 0 Sin protección 7 Mariscal Quito Centro 2 1 1 0 Sin protección 8 NGN Quito Centro 3 2 2 0 Sin protección Total 15 13 13 3

98

Para la distribución de servicios STM 16 al año 2021, se debe contemplar el

decremento proyectado en la sección 3.3.2.3, de esta manera en la Tabla 3.7 se

muestra que los servicios de las conexiones han decrecido en al menos un servicio

hasta el año 2021.

Tabla 3.8. Distribución de servicios STM 64 entre pares de nodos al 2021


2014 Al

2015 Al

2016 Al

2021 Tipo de

protección 1 Aeropuerto Calderón 1 1 1 1 Sin protección 2 Aeropuerto Cumbayá 1 1 1 0 Sin protección 3 Calderón Carcelén 1 1 1 1 Sin protección 4 Carcelén Condado 1 1 1 1 Sin protección 5 Carolina Condado 1 1 1 1 Sin protección 6 Carolina Iñaquito 1 1 1 0 Sin protección 7 Conocoto Sangolquí 1 1 1 1 Sin protección 8 Conocoto Villaflora 1 1 1 1 Sin protección 9 Cumbayá Mariscal 1 1 1 1 Sin protección

10 Cumbayá Mariscal 1 1 1 1 Protección SNCP 11 Cumbayá Miravalle 1 1 1 1 Sin protección 12 Cumbayá Tumbaco 1 1 1 1 Sin protección 13 Guajaló Guamaní 1 1 1 1 Sin protección 14 Guajaló Villaflora 1 1 1 1 Sin protección 15 Guamaní Pintado 1 1 1 1 Sin protección 16 Iñaquito Quito Centro 1 1 1 1 Sin protección 17 Iñaquito Quito Centro 1 1 1 1 Protección SNCP 18 Monjas NGN 1 1 1 1 Sin protección 19 Monjas Quito Centro 1 1 1 1 Sin protección 20 NGN San Rafael 1 1 1 1 Sin protección 21 Quito Centro San Rafael 1 1 1 0 Sin protección 22 Quito Centro Sangolquí 1 1 1 0 Sin protección 23 San Rafael Sangolquí 1 1 1 1 Sin protección 24 San Rafael Tumbaco 1 1 1 1 Sin protección 25 Cumbayá Iñaquito 3 3 3 3 Sin protección 26 Iñaquito Mariscal 3 3 3 3 Sin protección 27 Mariscal Quito Centro 3 3 3 3 Sin protección 28 Pintado Quito Centro 0 1 1 1 Sin protección 29 Guayllabamba Quito Centro 0 0 1 1 Sin protección 30 El Quinche Quito Centro 0 0 1 1 Sin protección 31 Aeropuerto Tababela 0 0 0 1 Protección SNCP 32 Aeropuerto Yaruquí 0 0 0 1 Protección SNCP 33 Calderón Carapungo 0 0 0 1 Protección SNCP 34 Calderón Carcelén 0 0 0 1 Protección SNCP 35 Calderón La Luz 0 0 0 1 Protección SNCP 36 Carapungo Pomasqui 0 0 0 1 Protección SNCP

99


2014 Al

2015 Al

2016 Al


37 Carcelén Condado 0 0 0 1 Protección SNCP 38 Carcelén Cotocollao 0 0 0 1 Protección SNCP 39 Carcelén Pomasqui 0 0 0 1 Protección SNCP 40 Carolina Carondelet 0 0 0 1 Protección SNCP 41 Carolina Condado 0 0 0 1 Protección SNCP 42 Carolina Monteserrín 0 0 0 1 Protección SNCP 43 Carolina Monteserrín 0 0 0 1 Protección SNCP 44 Carondelet Florida 0 0 0 1 Protección SNCP 45 Checa El Quinche 0 0 0 1 Protección SNCP 46 Checa Yaruquí 0 0 0 1 Protección SNCP 47 Cotocollao Iñaquito 0 0 0 1 Protección SNCP 48 Florida Iñaquito 0 0 0 1 Protección SNCP 49 Guayllabamba El Quinche 0 0 0 1 Protección SNCP 50 Iñaquito Monteserrín 0 0 0 1 Protección SNCP 51 La Luz Iñaquito 0 0 0 1 Protección SNCP 52 Pifo Puembo 0 0 0 1 Protección SNCP 53 Pifo Tababela 0 0 0 1 Protección SNCP 54 Puembo Tumbaco 0 0 0 1 Protección SNCP

Total 33 34 36 56 Como se muestra en la Tabla 3.8 el número total de servicios STM64 al año 2021

es mayor al descrito en la sección 3.3.2.4 (48 servicios), esto se explica ya que los

servicios STM 64 corresponden a la cantidad de enlaces con capacidad de 1xSTM

64 de la red SDH que debe migrar a DWDM.

Por ejemplo, la capacidad de la línea entre Pifo y Tababela tiene una capacidad de

1xSTM 64 (10 Gbps) en la red SDH, sin embargo, en la migración a DWDM la

capacidad de la línea pasa a formar la capacidad de un servicio tributario de DWDM,

lo cual es reflejado en la tabla anterior.

3.4 RUTAS DE LA RED

El esquema de protección a ocupar para la red es SNCP, el cual requiere una ruta

principal o de trabajo y una ruta de respaldo fijas para la transmisión de información.

La información es transmitida por ambas rutas, sin embargo el receptor conmuta al

camino donde la potencia es mayor; por lo tanto el sistema es configurado para

cambiar automáticamente a la ruta de respaldo en caso de falla de la ruta principal.

100

3.4.1 RUTAS DE TRABAJO

Las rutas de trabajo de las conexiones entre nodos han sido obtenidas mediante la

función graphshortestpath del programa computacional Matlab, la cual determina

cuál es la ruta más corta entre dos nodos si se tiene como dato la topología de la

red con las distancias reales de los enlaces.

A continuación se presenta el script utilizado y un ejemplo de su compilación para

hallar las rutas entre los nodos Carcelén y Cumbayá.

clc; clear; %VECTORES DESTINO, ORIGEN Y DISTANCIA D, O Y W D=[2 37 3 4 29 8 10 6 16 14 5 33 20 12 23 26 26 19 12 26 20 36 17 31 21 ... 22 25 31 2 11 20 31 5 24 34 18 4 27 22 28 26 35 32 1 11 30 9 7 ]; O=[1 1 2 2 3 4 4 5 6 7 8 9 10 11 11 12 13 14 15 15 16 17 18 19 20 20 20 ... 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 31 32 32 33 34 35 35 36 37]; W=[64 15 5.7 11.8 12.34 8.5 6.3 3.7 4.2 7.29 14.1 8.69 6.81 20 5 1 1 ... 13.33 1 1 5 5.87 6.37 43 2.92 5.71 4.99 8.37 13 13.5 13.5 7.21 4.1 ... 9.6 9.34 13.14 6.1 8.14 4.15 7.33 4.39 20 6.21 7.34 11.6 17.34 12.94... 7.54 ]; % permite generar y arreglar una matriz con los vectores D,O Y W. DG = sparse(D,O,W); UG = tril(DG + DG'); % crea un arreglo con los nombres de los nodos ids={'AEROPUERTO','CALDERON','CARAPUNGO','CARCELEN','CAROLINA',... 'CARONDELET','CHECA','CONDADO','CONOCOTO','COTOCOLLAO','CUMBAYA'... ,'DC 1','DC 2','EL QUINCHE','EST. TERRENA','FLORIDA','GUAJALO',... 'GUAMANI','GUAYLLABAMBA','IÑAQUITO','LA LUZ','MARISCAL','MIRAVALLE'... ,'MONJAS','MONTESERRIN','NGN','PIFO','PINTADO','POMASQUI','PUEMBO',... 'QUITO CENTRO','SAN RAFAEL','SANGOLQUI','TABABELA','TUMBACO',... 'VILLAFLORA','YARUQUI'}; % Pide el nombre de los nodos origen y destino al usuario a=input('Ingrese nombre de nodo origen:','s'); aa=strmatch(a,ids); b=input('Ingrese nombre de nodo destino:','s'); bb=strmatch(b,ids); % grafica la red con el nombre de los nodos h = biograph(UG,ids,'ShowArrows','off','ShowWeights','on'); h = view(h) % grafica la ruta más corta entre los nodos origen y destino [dist,path,pred] = graphshortestpath(UG,aa,bb,'directed',false); ruta=get(h.Nodes(path),'ID') dist set(h.Nodes(path),'Color',[1 0.4 0.4]) fowEdges = getedgesbynodeid(h,get(h.Nodes(path),'ID')); revEdges = getedgesbynodeid(h,get(h.Nodes(fliplr(path)),'ID')); edges = [fowEdges;revEdges]; set(edges,'LineColor',[1 0 0]) set(edges,'LineWidth',1.5)

En la Figura 3.16, los rectángulos representan los nodos de la nueva red DWDM y

las líneas entre ellos sus enlaces.

101

Los rectángulos y las líneas marcadas en color rojo corresponden a la ruta de

trabajo que constituye la ruta más corta que el programa ha determinado de

acuerdo al script desarrollado, que para el caso de los nodos Carcelén y Cumbayá,

el camino más corto sigue la ruta Carcelén – Cotocollao – Iñaquito – Miravalle –

Cumbayá.

Figura 3.16. Ruta de trabajo entre los nodos Carcelén y Cumbayá. Matlab

A continuación se presenta en la Tabla 3.9, el resultado de todas las rutas de trabajo

establecidas para cada par de nodos pertenecientes a la nueva red DWDM.

Tabla 3.9. Rutas de trabajo entre nodos del DMQ. Fuente: Software de Matlab

Ítem Nodo A Nodo B Ruta de trabajo Distancia

(km)

1 Aeropuerto Carapungo Aeropuerto + Calderón + Carapungo 69,7

2 Aeropuerto Cumbayá Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá

53,76

3 Aeropuerto Iñaquito Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá + Miravalle + Iñaquito

78,31

4 Aeropuerto Mariscal Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá + Mariscal

55,66

5 Aeropuerto Quito Centro Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá + Mariscal + Quito Centro

59,81

6 Aeropuerto Tumbaco Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco 42,16

7 Calderón Carcelén Calderón + Carcelén 11,8

8 Calderón Iñaquito Calderón + La Luz + Iñaquito 15,92

9 Calderón Mariscal Calderón + La Luz + Iñaquito + Mariscal 21,63

10 Calderón Quito Centro Calderón + La Luz + Iñaquito + Quito Centro 24,29

11 Carapungo Carcelén Carapungo + Calderón + Carcelén 17,5

102


(km)

12 Carapungo Iñaquito Carapungo + Calderón + La Luz + Iñaquito 21,62

13 Carapungo Mariscal Carapungo + Calderón + La Luz + Iñaquito + Mariscal 27,33

14 Carapungo Quito Centro Carapungo + Calderón + La Luz + Iñaquito + Quito Centro

29,99

15 Carcelén Cumbayá Carcelén + Cotocollao + Iñaquito + Miravalle + Cumbayá

31,61

16 Carcelén Iñaquito Carcelén + Cotocollao + Iñaquito 13,11

17 Carcelén La Luz Carcelén + Cotocollao + Iñaquito + La Luz 16,03

18 Carcelén Mariscal Carcelén + Cotocollao + Iñaquito + Mariscal 18,82

19 Carcelén Quito Centro Carcelén + Cotocollao + Iñaquito + Quito Centro 24,4

20 Carolina Iñaquito Carolina + Monteserrín + Iñaquito 9,09

21 Carolina Mariscal Carolina + Monteserrín + Iñaquito + Mariscal 14,8

22 Carolina Quito Centro Carolina + Monteserrín + Iñaquito + Quito Centro 17,46

23 Carondelet Iñaquito Carondelet + Florida + Iñaquito 9,2

24 Carondelet Mariscal Carondelet + Florida + Iñaquito + Mariscal 14,91

25 Carondelet Quito Centro Carondelet + Florida + Iñaquito + Quito Centro 17,57

26 Checa Cumbayá Checa + Yaruquí + Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá

76,3

27 Checa Iñaquito Checa + El Quinche + Guayllabamba + Quito Centro + Iñaquito

71,99

28 Checa Mariscal Checa + El Quinche + Guayllabamba + Quito Centro + Mariscal

67,77

29 Checa Quito Centro Checa + El Quinche + Guayllabamba + Quito Centro 63,62

30 Condado Cotocollao Condado + Carcelén + Cotocollao 14,8

31 Condado Florida Condado + Carolina + Carondelet + Florida 22

32 Condado Iñaquito Condado + Carcelén + Cotocollao + Iñaquito 83,11

33 Condado Mariscal Condado + Carcelén + Cotocollao + Iñaquito + Mariscal 88,82

34 Condado Quito Centro Condado + Carcelén + Cotocollao + Iñaquito + Quito Centro

91,48


IPTV Conocoto + Sangolquí + San Rafael + NGN + Est. Terrena IPTV

20,29

36 Conocoto Iñaquito Conocoto + Sangolquí + San Rafael + NGN + Monjas + Quito Centro + Iñaquito

44,48

37 Conocoto Mariscal Conocoto + Sangolquí + San Rafael + NGN + Monjas + Quito Centro + Mariscal

40,26

38 Conocoto NGN Conocoto + Sangolquí + San Rafael + NGN 19,29

39 Conocoto Quito Centro Conocoto + Sangolquí + San Rafael + NGN + Monjas + Quito Centro

37,11

40 Conocoto San Rafael Conocoto + Sangolquí + San Rafael 14,9

41 Cotocollao Mariscal Cotocollao + Iñaquito + Mariscal 12,52

42 Cotocollao Quito Centro Cotocollao + Iñaquito + Quito Centro 12,52

43 Cumbayá Iñaquito Cumbayá + Miravalle + Iñaquito 18,5

44 Cumbayá NGN Cumbayá + Data Center 1 + NGN 21

45 Cumbayá Quito Centro Cumbayá + Mariscal + Quito Centro 17,65

46 Cumbayá San Rafael Cumbayá + Data Center 1 + NGN + San Rafael 25,39

47 Data Center 1 Iñaquito Data Center 1 + NGN + Monjas + Quito Centro + Iñaquito

26,19

48 Data Center 1 Mariscal Data Center 1 + NGN + Monjas + Quito Centro + Mariscal

21,97

49 Data Center 1 Quito Centro Data Center 1 + NGN + Monjas + Quito Centro 17,82

103


(km)

50 Data Center 2 Iñaquito Data Center 2 + NGN + Monjas + Quito Centro + Iñaquito

26,19

51 Data Center 2 Mariscal Data Center 2 + NGN + Monjas + Quito Centro + Mariscal

21,97

52 Data Center 2 Quito Centro Data Center 2 + NGN + Monjas + Quito Centro 17,82

53 El Quinche Iñaquito El Quinche + Guayllabamba + Quito Centro + Iñaquito 64,7

54 El Quinche Mariscal El Quinche + Guayllabamba + Quito Centro + Mariscal 60,48

55 El Quinche Quito Centro El Quinche + Guayllabamba + Quito Centro 56,33

56 El Quinche Tababela El Quinche + Checa + Yaruquí + Aeropuerto + Tababela

37,17

57 Est. Terrena

IPTV Iñaquito

Est. Terrena IPTV + NGN + Monjas + Quito Centro + Iñaquito

26,19

58 Est. Terrena

IPTV Mariscal

Est. Terrena IPTV + NGN + Monjas + Quito Centro + Mariscal

21,97

59 Est. Terrena

IPTV Quito Centro Est. Terrena IPTV + NGN + Monjas + Quito Centro 17,82

60 Est. Terrena

IPTV San Rafael Est. Terrena IPTV + NGN + San Rafael 5,39

61 Florida Iñaquito Florida + Iñaquito 5,00

62 Florida Mariscal Florida + Iñaquito + Mariscal 10,71

63 Florida Quito Centro Florida + Iñaquito + Quito Centro 8,37

64 Guajaló Iñaquito Guajaló + Guamaní + Pintado + Quito Centro + Iñaquito 28,84

65 Guajaló Mariscal Guajaló + Guamaní + Pintado + Quito Centro + Mariscal

24,62

66 Guajaló Monjas Guajaló + Guamaní + Pintado + Quito Centro + Monjas 27,68

67 Guajaló NGN Guajaló + Guamaní + Pintado + Quito Centro + Monjas + NGN

37,29

68 Guajaló Quito Centro Guajaló + Guamaní + Pintado + Quito Centro 26,84

69 Guamaní Iñaquito Guamaní + Pintado + Quito Centro + Iñaquito 59,74

70 Guamaní Mariscal Guamaní + Pintado + Quito Centro + Mariscal 55,52

71 Guamaní Monjas Guamaní + Pintado + Quito Centro + Monjas 58,58

72 Guamaní NGN Guamaní + Pintado + Quito Centro + Monjas + NGN 68,19

73 Guamaní Quito Centro Guamaní + Pintado + Quito Centro 20,47

74 Guayllabamba Iñaquito Guayllabamba + Quito Centro + Iñaquito 51,37

75 Guayllabamba Mariscal Guayllabamba + Quito Centro + Mariscal 47,15

76 Iñaquito Monjas Iñaquito + Quito Centro + Monjas 15,58

77 Iñaquito NGN Iñaquito + Quito Centro + Monjas + NGN 25,19

78 Iñaquito Pifo Iñaquito + Miravalle + Cumbayá + Tumbaco + Puembo + Pifo

56,29

79 Iñaquito Pintado Iñaquito + Quito Centro + Pintado 15,7

80 Iñaquito Pomasqui Iñaquito + Cotocollao + Carcelén + Pomasqui 19,21

81 Iñaquito Puembo Iñaquito + Miravalle + Cumbayá + Tumbaco + Puembo 48,15

82 Iñaquito San Rafael Iñaquito + Quito Centro + Monjas + NGN + San Rafael 29,58

83 Iñaquito Sangolquí Iñaquito + Quito Centro + Monjas + NGN + San Rafael + Sangolquí

35,79

84 Iñaquito Tababela Iñaquito + Miravalle + Cumbayá + Tumbaco + Puembo + Pifo + Tababela

64,92

85 Iñaquito Tumbaco Iñaquito + Miravalle + Cumbayá + Tumbaco 30,81

86 Iñaquito Villaflora Iñaquito + Quito Centro + Pintado + Guamaní + Guajaló + Villaflora

41,08

87 Iñaquito Yaruquí Iñaquito + Miravalle + Cumbayá + Tumbaco + Puembo + Pifo + Tababela + Aeropuerto + Yaruquí

87,97

104


(km)

88 La Luz Mariscal La Luz + Iñaquito + Mariscal 8,63

89 La Luz Quito Centro La Luz + Iñaquito + Quito Centro 11,29

90 Mariscal Miravalle Mariscal+Cumbayá+Miravalle 18,5

91 Mariscal Monjas Mariscal + Quito Centro + Monjas 11,36

92 Mariscal Monteserrín Mariscal + Iñaquito + Monteserrín 10,7

93 Mariscal NGN Mariscal + Quito Centro + Monjas + NGN 20,57

94 Mariscal Pifo Mariscal + Cumbayá + Tumbaco + Puembo + Pifo 50,58

95 Mariscal Pintado Mariscal + Quito Centro + Pintado 11,48

96 Mariscal Pomasqui Mariscal + Iñaquito + Cotocollao + Carcelén + Pomasqui

24,92

97 Mariscal Puembo Mariscal + Cumbayá + Tumbaco + Puembo 42,44

98 Mariscal San Rafael Mariscal + Quito Centro + Monjas + NGN + San Rafael 24,96

99 Mariscal Sangolquí Mariscal + Quito Centro + Monjas + NGN + San Rafael + Sangolquí

31,17

100 Mariscal Tababela Mariscal + Cumbayá + Tumbaco + Puembo + Pifo + Tababela

59,92

101 Mariscal Tumbaco Mariscal + Cumbayá + Tumbaco 25,1

102 Mariscal Villaflora Mariscal + Quito Centro + Pintado + Guamaní + Guajaló + Villaflora

36,86

103 Mariscal Yaruquí Mariscal + Cumbayá + Tumbaco + Puembo + Pifo + Tababela + Aeropuerto + Yaruquí

82,26

104 Miravalle Quito Centro Miravalle + Iñaquito + Quito Centro 21,87

105 Monteserrín Quito Centro Monteserrín + Iñaquito + Quito Centro 13,36

106 NGN Pintado NGN + Monjas + Quito Centro + Pintado 24,15

107 NGN Quito Centro NGN + Monjas + Quito Centro 16,82

108 NGN Sangolquí NGN + San Rafael + Sangolquí 10,6

109 NGN Villaflora NGN + San Rafael + Sangolquí + Conocoto + Villaflora 32,23

110 Pifo Quito Centro Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá + Mariscal + Quito Centro

54,73

111 Pintado Tumbaco Pintado + Quito Centro + Mariscal + Cumbayá + Tumbaco

36,58

112 Pomasqui Quito Centro Pomasqui + Carcelén + Cotocollao + Iñaquito + Quito Centro

27,58

113 Puembo Quito Centro Puembo + Tumbaco + Cumbayá + Mariscal + Quito Centro

46,59

114 Quito Centro San Rafael Quito Centro + Monjas + NGN + San Rafael 21,21

115 Quito Centro Sangolquí Quito Centro + Monjas + NGN + San Rafael + Sangolquí

27,42

116 Quito Centro Tababela Quito Centro + Mariscal + Cumbayá + Tumbaco + Puembo + Pifo + Tababela

64,07

117 Quito Centro Tumbaco Quito Centro + Mariscal + Cumbayá + Tumbaco 29,25

118 Quito Centro Villaflora Quito Centro + Pintado + Guamaní + Guajaló + Villaflora

32,71

119 Quito Centro Yaruquí Quito Centro + Guayllabamba + El Quinche + Checa + Yaruquí

71,16

3.4.2 RUTAS DE PROTECCIÓN

En caso de falla en un enlace se establece una ruta de protección dedicada que

105

consiste en el uso de una segunda ruta independiente, como se indica en la sección

1.2.1.6.2, considerando la segunda ruta más corta entre los nodos que se muestra

en la Tabla 3.10.

Tabla 3.10. Rutas de protección (elaboración propia)

Ítem Nodo A Nodo B Ruta de Protección Distancia

(km) 1 Aeropuerto Iñaquito Aeropuerto + Calderón + La Luz + Iñaquito 79,92

2 Aeropuerto Mariscal Aeropuerto + Calderón + La Luz + Iñaquito + Mariscal 85,63

3 Aeropuerto Quito Centro Aeropuerto + Yaruquí + Checa + El Quinche + Guayllabamba + Quito Centro

86,16

4 Calderón Iñaquito Calderón + Carcelén + Cotocollao + Iñaquito 24,91

5 Calderón Mariscal Calderón + Carcelén + Cotocollao + Iñaquito + Quito Centro + Mariscal

37,43

6 Calderón Quito Centro Calderón + Carcelén + Cotocollao + Iñaquito + Mariscal + Quito Centro

34,77

7 Carapungo Iñaquito Carapungo + Pomasqui + Carcelén + Cotocollao + Iñaquito

31,55

8 Carapungo Mariscal Carapungo + Pomasqui + Carcelén + Cotocollao + Iñaquito + Quito Centro + Mariscal

44,07

9 Carapungo Quito Centro Carapungo + Pomasqui + Carcelén + Cotocollao + Iñaquito + Mariscal + Quito Centro

44,07

10 Carcelén Iñaquito Carcelén + Calderón + La Luz + Iñaquito 27,72

11 Carcelén Quito Centro Carcelén + Calderón + La Luz + Iñaquito + Mariscal + Quito Centro

37,58

12 Carolina Iñaquito Carolina + Carondelet + Florida + Iñaquito 12,9

13 Carolina Mariscal Carolina + Carondelet + Florida + Iñaquito + Quito Centro + Mariscal

25,42

14 Carolina Quito Centro Carolina + Carondelet + Florida + Iñaquito + Mariscal + Quito Centro

22,76

15 Carondelet Iñaquito Carondelet + Carolina + Monteserrín + Iñaquito 12,79

16 Carondelet Mariscal Carondelet + Carolina + Monteserrín + Iñaquito + Quito Centro + Mariscal

25,31

17 Carondelet Quito Centro Carondelet + Carolina + Monteserrín + Iñaquito + Mariscal + Quito Centro

22,65

18 Checa Cumbayá Checa + El Quinche + Guayllabamba + Quito Centro + Mariscal + Cumbayá

81,27

19 Checa Iñaquito Checa + Yaruquí + Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá + Miravalle + Iñaquito

94,8

20 Checa Mariscal Checa + Yaruquí + Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá + Mariscal

89,8

21 Checa Quito Centro Checa + Yaruquí + Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá + Mariscal + Quito Centro

93,95

22 Condado Iñaquito Condado + Carolina + Monteserrín + Iñaquito 23,19

23 Condado Mariscal Condado + Carolina + Monteserrín + Iñaquito + Quito Centro + Mariscal

35,71

24 Condado Quito Centro Condado + Carolina + Monteserrín + Iñaquito + Mariscal + Quito Centro

33,05


IPTV

Conocoto + Villaflora + Guajaló + Guamaní + Pintado + Quito Centro + Monjas + NGN+ Data Center 1 + Est. Terrena IPTV

64,47

26 Conocoto Iñaquito Conocoto + Villaflora + Guajaló + Guamaní + Pintado + Quito Centro + Mariscal + Iñaquito

55,51

27 Conocoto Mariscal Conocoto + Villaflora + Guajaló + Guamaní + Pintado + Quito Centro + Iñaquito + Mariscal

59,73

28 Conocoto Quito Centro Conocoto + Villaflora + Guajaló + Guamaní + Pintado + Quito Centro

45,65

106


(km) 29 Cotocollao Iñaquito Cotocollao + Carcelén + Calderón + La Luz + Iñaquito 34,02

30 Cotocollao Quito Centro Cotocollao + Carcelén + Calderón + La Luz + Iñaquito + Mariscal + Quito Centro

43,88

31 Cumbayá Mariscal Cumbayá + Miravalle + Iñaquito + Mariscal 24,21

32 Cumbayá Quito Centro Cumbayá + Miravalle + Iñaquito + Quito Centro 26,87

33 Data Center 1 Iñaquito Data Center 1 + Cumbayá + Miravalle + Iñaquito 38,5

34 Data Center 1 Mariscal Data Center 1 + Cumbayá + Mariscal 33,5

35 Data Center 1 Quito Centro Data Center 1 + Cumbayá + Mariscal + Quito Centro 37,65

36 Data Center 2 Iñaquito Data Center 2 + NGN + Data Center 1 + Cumbayá + Miravalle + Iñaquito

40,5

37 Data Center 2 Mariscal Data Center 2 + NGN + Data Center 1 + Cumbayá + Mariscal

35,5

38 Data Center 2 Quito Centro Data Center 2 + NGN + Data Center 1 + Cumbayá + Mariscal + Quito Centro

39,65

39 El Quinche Iñaquito El Quinche + Checa + Yaruquí + Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá + Miravalle + Iñaquito

115,42

40 El Quinche Mariscal El Quinche + Checa + Yaruquí + Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá + Mariscal

110,42

41 El Quinche Quito Centro El Quinche + Checa + Yaruquí + Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá + Mariscal + Quito Centro

114,57

42 El Quinche Tababela El Quinche + Guayllabamba + Quito Centro + Mariscal + Cumbayá + Tumbaco + Puembo + Pifo + Tababela

120,4

43 Est. Terrena

IPTV Iñaquito

Est. Terrena IPTV + Data Center 1 + Cumbayá + Miravalle + Iñaquito

39,71

44 Est. Terrena

IPTV Mariscal

Est. Terrena IPTV + Data Center 1 + Cumbayá + Mariscal

34,5

45 Est. Terrena

IPTV Quito Centro

Est. Terrena IPTV + Data Center 1+ Cumbayá + Mariscal + Quito Centro

38,65

46 Est. Terrena

IPTV San Rafael

Est. Terrena IPTV + Data Center 1 + Cumbayá + Tumbaco + San Rafael

52,6

47 Est. Terrena

IPTV Sangolquí

Est. Terrena IPTV + Data Center 1 + NGN + Monjas + Quito Centro + Pintado + Guamaní + Guajaló + Villaflora + Conocoto + Sangolquí

73,16

48 Florida Iñaquito Florida + Carondelet + Carolina + Monteserrín + Iñaquito

16,99

49 Florida Mariscal Florida + Carondelet + Carolina + Monteserrín + Iñaquito + Quito Centro + Mariscal

29,51

50 Florida Quito Centro Florida + Carondelet + Carolina + Monteserrín + Iñaquito + Mariscal + Quito Centro

26,85

51 Guajaló Iñaquito Guajaló + Villaflora + Conocoto + Sangolquí + San Rafael + NGN + Monjas + Quito Centro + Mariscal + Iñaquito

64,78

52 Guajaló Mariscal Guajaló + Villaflora + Conocoto + Sangolquí + San Rafael + NGN + Monjas + Quito Centro + Iñaquito + Mariscal

73,15

53 Guajaló Quito Centro

Guajaló + Villaflora + Conocoto + Sangolquí + San Rafael + NGN + Monjas + Quito Centro

54,92

54 Guamaní Iñaquito Guamaní + Guajaló + Villaflora + Conocoto + Sangolquí + San Rafael + NGN + Monjas + Quito Centro + Mariscal + Iñaquito

71,15

55 Guamaní Mariscal Guamaní + Guajaló + Villaflora + Conocoto + Sangolquí + San Rafael + NGN + Monjas + Quito Centro + Iñaquito + Mariscal

75,37

56 Guamaní Quito Centro Guamaní + Guajaló + Villaflora + Conocoto + Sangolquí + San Rafael + NGN + Monjas + Quito Cento

61,29

107


(km)

57 Guayllabamba Iñaquito Guayllabamba + El Quinche + Checa + Yaruquí + Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá + Miravalle + Iñaquito

108,08

58 Guayllabamba Mariscal Guayllabamba + El Quinche + Checa + Yaruquí + Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá + Mariscal

103,08

59 Guayllabamba Quito Centro Guayllabamba + El Quinche + Checa + Yaruquí + Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo + Tumbaco + Cumbayá + Mariscal + Quito Centro

107,23

60 Iñaquito La Luz Iñaquito + Cotocollao + Carcelén + Calderón + La Luz 37,91

61 Iñaquito Mariscal Iñaquito + Quito Centro + Mariscal 12,52

62 Iñaquito Miravalle Iñaquito + Mariscal + Cumbayá + Miravalle 24,21

63 Iñaquito Monjas Iñaquito + Miravalle + Cumbayá + Data Center 1 + NGN + Monjas

49,11

64 Iñaquito Monteserrín Iñaquito + Florida + Carondelet + Carolina + Monteserrín

12,9

65 Iñaquito NGN Iñaquito + Miravalle + Cumbayá + Data Center 1 + NGN

39,5

66 Iñaquito Pifo Iñaquito + La Luz + Calderón + Aeropuerto + Tababela + Pifo

96,59

67 Iñaquito Pintado Iñaquito + Mariscal + Quito Centro + Monjas + NGN + San Rafael + Sangolquí + Conocoto + Villaflora + Guajaló + Guamaní + Pintado

75,6

68 Iñaquito Pomasqui Iñaquito + La Luz + Calderón + Carapungo + Pomasqui 33,96

69 Iñaquito Puembo Iñaquito + La Luz + Calderón + Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo

104,74

70 Iñaquito Quito Centro Iñaquito + Mariscal + Quito Centro 9,86

71 Iñaquito San Rafael Iñaquito + Miravalle + Cumbayá + Tumbaco + San Rafael

50,1

72 Iñaquito Sangolquí Iñaquito + Mariscal + Quito Centro + Pintado + Guamaní + Guajaló + Villaflora + Conocoto + Sangolquí

64,2

73 Iñaquito Tababela Iñaquito + La Luz + Calderón + Aeropuerto + Tababela 87,26

74 Iñaquito Tumbaco Iñaquito + Quito Centro + Monjas + NGN + San Rafael + Tumbaco

49,58

75 Iñaquito Villaflora Iñaquito + Mariscal + Quito Centro + Monjas + NGN + San Rafael + Sangolquí + Conocoto + Villaflora

58,92

76 Iñaquito Yaruquí Iñaquito + Miravalle + Cumbayá + Tumbaco + Puembo + Pifo + Tababela + Aeropuerto + Yaruquí

87,16

77 La Luz Quito Centro La Luz + Calderón + Carcelén + Cotocollao + Iñaquito + Mariscal + Quito Centro

47,77

78 La Luz Iñaquito La Luz + Calderón + Carcelén + Cotocollao + Iñaquito 37,91

79 Mariscal Miravalle Mariscal + Iñaquito + Miravalle 19,21

80 Mariscal Monjas Mariscal + Cumbayá + Date Center 1+ NGN + Monjas 44,11

81 Mariscal Monteserrín Mariscal + Quito Centro + Iñaquito + Florida + Carondelet + Carolina + Monteserrín

29,52

82 Mariscal NGN Mariscal + Cumbayá + Date Center 1+ NGN 34,5

83 Mariscal Pifo Mariscal + Iñaquito + La Luz + Calderón + Aeropuerto + Tababela + Pifo

102,31

84 Mariscal Pintado Mariscal + Iñaquito + Quito Centro + Monjas + NGN + San Rafael + Sangolquí+ Conocoto + Villaflora + Guajaló + Guamaní + Pintado

88,51

85 Mariscal Pomasqui Mariscal + Quito Centro + Iñaquito + La Luz + Calderón + Carapungo + Pomasqui

46,48

86 Mariscal Puembo Mariscal + Quito Centro + Iñaquito + La Luz + Calderón + Aeropuerto + Tababela + Pifo + Puembo

117,26

87 Mariscal Quito Centro Mariscal + Iñaquito + Quito Centro 14,08

88 Mariscal San Rafael Mariscal + Cumbayá + Tumbaco + San Rafael 45,1

89 Mariscal Sangolquí Mariscal + Iñaquito + Quito Centro + Pintado + Guamaní + Guajaló + Villaflora + Conocoto + Sangolquí

68,42

108


(km)

90 Mariscal Tababela Mariscal + Iñaquito + La Luz + Calderón + Aeropuerto + Tababela

92,97

91 Mariscal Tumbaco Mariscal + Quito Centro + Monjas + NGN + San Rafael + Tumbaco

45,36

92 Mariscal Villaflora Mariscal + Iñaquito + Quito Centro + Monjas + NGN + San Rafael + Sangolquí+ Conocoto + Villaflora

63,13

93 Mariscal Yaruquí Mariscal + Cumbayá + Tumbaco + Puembo + Pifo + Tababela + Aeropuerto + Yaruquí

82,26

94 Miravalle Quito Centro Miravalle + Cumbayá + Mariscal + Quito Centro 32

95 Monjas Quito Centro Monjas + NGN + Data Center 1 + Cumbayá + Mariscal + Quito Centro

48,26

96 Monteserrín Quito Centro Monteserrín + Carolina + Carondelet + Florida + Iñaquito + Mariscal + Quito Centro

26,86

97 NGN Quito Centro NGN + Data Center 1 + Cumbayá + Mariscal + Quito Centro

38,65

98 Pifo Quito Centro Pifo + Tababela + Aeropuerto + Yaruquí + Checa + El Quinche + Guayllabamba + Quito Centro

102,84

99 Pintado Quito Centro Pintado + Guamaní + Guajaló + Villaflora + Conocoto + Sangolquí + San Rafael + NGN + Monjas + Quito Centro

74,43

100 Puembo Quito Centro Puembo + Pifo + Tababela + Aeropuerto + Yaruquí + Checa + El Quinche + Guayllabamba + Quito Centro

110,98

101 Quito Centro San Rafael Quito Centro + Mariscal + Cumbayá + Tumbaco + San Rafael

49,25

102 Quito Centro Sangolquí Quito Centro + Pintado + Guamaní + Guajaló + Villaflora + Conocoto + Sangolquí

54,34

103 Quito Centro Tababela Quito Centro + Iñaquito + La Luz + Calderón + Aeropuerto + Tababela

95,63

104 Quito Centro Tumbaco Quito Centro + Monjas + NGN + San Rafael + Tumbaco

49,42

105 Quito Centro Villaflora Quito Centro + Monjas + NGN + San Rafael + Sangolquí + Conocoto + Villaflora

49,05

106 Quito Centro Yaruquí Quito Centro + Mariscal + Cumbayá + Tumbaco + Puembo + Pifo + Tababela + Aeropuerto + Yaruquí

86,41

3.5 CONFIGURACIONES DE LOS EQUIPOS DWDM

La configuración del equipo consiste en la selección del esquema de conexión que

se va a utilizar en los nodos DWDM de la red, así como la asignación de longitudes

de onda. De esta manera, se determina la cantidad y capacidad de las tarjetas a

ocupar, que posteriormente, permitirán realizar los cálculos de potencia y OSNR.

La red actual DWDM de CNT EP trabaja con equipos ROADM que ocupan un

esquema coloreado y direccionado, cada puerto del multiplexor puede llevar una

longitud de onda específica y cada longitud local se transmite hacia una sola

dirección, sin embargo para utilizar eficientemente las longitudes de onda se

plantea el uso de un sistema sin dirección que da mayor flexibilidad a la red; con

este sistema cada longitud de onda local puede dirigirse a diferentes direcciones.

La Figura 3.17 muestra el diagrama de un ROADM de 4 direcciones formado por 4

109

módulos WSMD4, el cual consiste en la agrupación de 2 conmutadores WSS.

En el escenario propuesto la funcionalidad sin dirección viene dada por la forma en

que son conectados los módulos WSS, y la funcionalidad coloreada establece que

los puertos del multiplexor y demultiplexor trabajan con longitudes de onda fijas, lo

cual se explicó en la sección 1.2.1.1.6.

Figura 3.17. Escenario coloreado y sin dirección para un nodo ROADM de 4 grados [52]

3.5.1 CAPACIDAD DE CROSS CONEXIÓN ELÉCTRICA

Al trabajar con tecnología OTN se utiliza una matriz de cross conexión eléctrica (ver

Figura 3.18), que permite que diferentes servicios provenientes de los puertos

tributarios (OTN Tributary board) sean asignados a diferentes longitudes de onda

definidas por los puertos de línea (Line Board).

Figura 3.18. Tarjetas a nivel eléctrico [52]

110

La capacidad de cross conexión que cada equipo requiere se establece mediante

la suma de las capacidades de cada puerto tributario que se conecta con la matriz

de cross conexión, es decir, se debe contar el número de servicios a ser

transmitidos desde cada nodo y multiplicarlos por su capacidad; por ejemplo, el

nodo Mariscal transmite al 2021: 117 servicios GE, 167 servicios 10 GE, 8 servicios

STM 64 y 1 servicios 100 GE (Tablas 3.5 a la 3.8 ), su capacidad de cross conexión

por tanto es:

}4 = ~��z@��*+ T ~@W��z@W��*+ T ~aG#yRz@W��*+T ~@WW��z@WW��*+

( 3.5 )

Donde:

}4: Capacidad de cross conexión eléctrica

}4 = @@xz@��*+ T @yxz@W��*+ T ez@W��*+ T @z@WW��*+

}4 = @fyx)��*+

Aplicando la ecuación (3.5) se determina la capacidad de cross conexión total para

cada nodo y la capacidad de cross conexión aproximada para facilitar la búsqueda

de un equipo que cumpla con esta característica, lo cual se incluye en la Tabla 3.11.

Tabla 3.11. Cálculo de capacidad de cross conexión

Ítem Nodos

Número de

servicios GE

Número de

servicios STM 16

Número de

servicios 10 GE

Número de

servicios STM 64

Número de

servicios 100 GE

Capacidad total de cross

conexión (Gbps)

Cross conexión

mínima de equipos (Gbps)

1 Aeropuerto 0 0 19 3 0 220 250

2 Calderón 8 0 7 5 0 128 150

3 Carapungo 2 0 13 2 0 152 200

4 Carcelén 11 2 14 6 0 216 250

5 Carolina 10 0 13 5 0 190 200

6 Carondelet 8 0 12 2 0 148 150

7 Checa 3 0 8 2 0 103 150

8 Condado 9 0 13 4 0 179 200

9 Conocoto 13 0 18 2 0 213 250

10 Cotocollao 2 0 14 2 0 162 200

11 Cumbayá 16 2 18 7 0 271 300

12 Data Center 1 0 0 8 0 0 80 100

13 Data Center 2 0 0 8 0 0 80 100

111

Ítem Nodos

Número de

servicios GE

Número de

servicios STM 16

Número de

servicios 10 GE

Número de

servicios STM 64

Número de

servicios 100 GE

Capacidad total de cross

conexión (Gbps)

Cross conexión

mínima de equipos (Gbps)

14 El Quinche 8 0 7 3 0 108 150

15 Est. Terrena

IPTV 3 0 31 0 1 413 450

16 Florida 8 0 15 2 0 178 200

17 Guajaló 16 0 24 2 0 276 300

18 Guamaní 14 0 19 2 0 224 250

19 Guayllabamba 6 0 6 2 0 86 100

20 Iñaquito 87 2 156 12 0 1772 2000

21 La Luz 0 0 14 2 0 160 200

22 Mariscal 117 0 167 8 1 1967 2000

23 Miravalle 0 0 6 1 0 70 100

24 Monjas 11 0 17 2 0 201 250

25 Monteserrín 8 0 10 3 0 138 150

26 NGN 43 0 17 2 0 233 250

27 Pifo 3 0 6 2 0 83 100

28 Pintado 15 0 16 2 0 195 200

29 Pomasqui 0 0 7 2 0 90 100

30 Puembo 7 0 6 2 0 87 100

31 Quito Centro 62 0 121 9 0 1362 1500

32 San Rafael 11 0 18 3 0 221 250

33 Sangolquí 14 0 10 2 0 134 150

34 Tababela 6 0 6 2 0 86 100

35 Tumbaco 12 0 21 3 0 252 300

36 Villaflora 13 0 17 2 0 203 300

37 Yaruquí 8 0 6 2 0 88 100

Como se observa en la tabla anterior, los nodos Iñaquito, Mariscal y Quito Centro

requieren matrices de cross conexión mínima de 2 Tbps, por lo tanto se debe buscar

equipos DWDM que trabajen con esta capacidad para estos nodos.

Los otros nodos de la red pueden trabajar con equipos cuya capacidad de cross

conexión mínima es menor, y se visualiza en la Tabla 3.11.

3.5.2 DIMENSIONAMIENTO DE TARJETAS Y EQUIPOS NECESARIOS PARA

LOS NODOS DWDM

A continuación se muestra el cálculo de tarjetas y equipos tomando como selección

la marca Huawei, cuyo análisis técnico-económico se presenta y justifica en la

sección 4.2.

112

3.5.2.1 Tarjetas de tributarios

Los puertos tributarios son los encargados de llevar la información de cada cliente,

para determinar el número de puertos tributarios en cada nodo se requiere conocer

la cantidad de servicios que se envían o reciben, sin considerar las protecciones.

Ver Tabla 3.12.

3.5.2.1.1 Tarjetas para servicios GE y STM 16

Los servicios GE y STM 16 pueden ocupar puertos multirate de capacidad 1,25

Gbps hasta 2,67 Gbps con conectores SFP para los equipos de marca Huawei,

como se muestra en las especificaciones técnicas respectivas [52].

Para el cálculo de puertos tributarios multirate se cuenta el número de servicios GE

y STM 16 que se transmiten y reciben desde cada nodo. Por ejemplo, en el nodo

Carcelén se proyecta enviar y recibir 11 servicios GE y 2 servicios STM 16,

entonces se requiere 13 puertos multirate.

La cantidad de tarjetas necesarias depende del número de puertos con los que

éstas trabajen. Los equipos de Huawei manejan tarjetas multirate de 8 puertos

denominadas TOM. Ver Tabla 3.12 [52].

Tabla 3.12. Tarjetas de tributarios multirate TOM

Ítem Nodos

Número de

servicios GE

Número de

servicios STM 16

Puertos multirate

requeridos (2,67 Gbps)

TOM instaladas

(8p)

TOM adicionales /

sobrantes

1 Aeropuerto 0 0 0 0 0

2 Calderón 8 0 8 0 1

3 Carapungo 2 0 2 0 1

4 Carcelén 11 2 13 4 -2

5 Carolina 10 0 10 2 0

6 Carondelet 8 0 8 0 1

7 Checa 3 0 3 0 1

8 Condado 9 0 9 2 0

9 Conocoto 13 0 13 2 0

10 Cotocollao 2 0 2 0 1

11 Cumbayá 16 2 18 3 0

12 Data Center 1 0 0 0 0 0

13 Data Center 2 0 0 0 0 0

14 El Quinche 8 0 8 0 1

113

Ítem Nodos

Número de

servicios GE

Número de

servicios STM 16

Puertos multirate

requeridos (2,67 Gbps)

TOM instaladas

(8p)

TOM adicionales /

sobrantes

15 Est. Terrena

IPTV 3 0 3 0 1

16 Florida 8 0 8 0 1

17 Guajaló 16 0 16 2 0

18 Guamaní 14 0 14 2 0

19 Guayllabamba 6 0 6 0 1

20 Iñaquito 87 2 89 7 5

21 La Luz 0 0 0 0 0

22 Mariscal 117 0 117 7 8

23 Miravalle 0 0 0 0 0

24 Monjas 11 0 11 2 0

25 Monteserrín 8 0 8 0 1

26 NGN 43 0 43 6 0

27 Pifo 3 0 3 0 1

28 Pintado 15 0 15 2 0

29 Pomasqui 0 0 0 0 0

30 Puembo 7 0 7 0 1

31 Quito Centro 62 0 62 6 2

32 San Rafael 11 0 11 2 0

33 Sangolquí 14 0 14 2 0

34 Tababela 6 0 6 0 1

35 Tumbaco 12 0 12 2 0

36 Villaflora 13 0 13 3 -1

37 Yaruquí 8 0 8 0 1

Total 56 26

Como ejemplo de cálculo, el equipo Carcelén requiere 13 puertos multirate, por lo

que necesita 2 tarjetas de 8 puertos de los cuales quedan 3 puertos de reserva.

Dentro del nodo ya se encuentran instaladas 4 tarjetas, por lo tanto se puede

destinar 2 de ellas a otros nodos.

3.5.2.1.2 Tarjetas para servicios 10 GE y STM 64

Los puertos tributarios de 10 Gbps son utilizados para los servicios STM 64 y 10

GE; para su cálculo se suma la cantidad de servicios 10 GE y STM 64 que se

transmiten a partir de cada nodo, lo cual se muestra en la Tabla 3.13.

114

Tabla 3.13. Tarjetas de tributarios de 10 Gbps (TQX y TOX)

Ítem Nodos Servicios

10 GE Servicios STM 64

Puertos requeridos (10 Gbps)

TQX instaladas

(4 p)

TQX a instalar

(4p)

TOX a instalar (8 p)

1 Aeropuerto 19 3 22 2 0 2

2 Calderón 7 5 12 0 1 1

3 Carapungo 13 2 15 0 0 2

4 Carcelén 14 6 20 2 1 1

5 Carolina 13 5 18 2 1 1

6 Carondelet 12 2 14 0 0 2

7 Checa 8 2 10 0 1 1

8 Condado 13 4 17 2 1 1

9 Conocoto 18 2 20 2 1 1

10 Cotocollao 14 2 16 0 0 2

11 Cumbayá 18 7 25 4 1 1

12 Data Center 1 8 0 8 2 0 0

13 Data Center 2 8 0 8 2 0 0

14 El Quinche 7 3 10 0 1 1

15 Est. Terrena IPTV 31 0 31 0 0 4

16 Florida 15 2 17 0 1 2

17 Guajaló 24 2 26 2 1 2

18 Guamaní 19 2 21 2 0 2

19 Guayllabamba 6 2 8 0 0 1

20 Iñaquito 156 12 168 10 0 16

21 La Luz 14 2 16 0 0 2

22 Mariscal 167 8 175 12 0 16

23 Miravalle 6 1 7 2 0 0

24 Monjas 17 2 19 2 1 1

25 Monteserrín 10 3 13 0 0 2

26 NGN 17 2 19 4 1 0

27 Pifo 6 2 8 0 0 1

28 Pintado 16 2 18 2 1 1

29 Pomasqui 7 2 9 0 1 1

30 Puembo 6 2 8 0 0 1

31 Quito Centro 121 9 130 6 1 13

32 San Rafael 18 3 21 4 0 1

33 Sangolquí 10 2 12 2 1 0

34 Tababela 6 2 8 0 0 1

35 Tumbaco 21 3 24 2 0 2

36 Villaflora 17 2 19 2 1 1

37 Yaruquí 6 2 8 0 0 1

Total 70 17 87

115

Los equipos de marca Huawei trabajan con tarjetas de 10 Gbps de 4 y 8 puertos

denominadas TQX y TOX, en la Tabla 3.13 se presenta la cantidad de tarjetas TQX

adicionales y TOX necesarias para utilizarse en base a las proyecciones realizadas.

Por ejemplo, el nodo Mariscal necesita tarjetas para 174 puertos de 10 Gbps, por

lo tanto se ha decidido instalar 16 tarjetas TOX de 8 puertos (8p) y ocupar 12

tarjetas TQX de 4 puertos (4p) ya instaladas, dando una capacidad para 176

servicios de 10 Gbps, quedando 2 puertos de reserva.

3.5.2.1.3 Tarjetas para servicios de 100 Gbps

En la siguiente tabla se muestra el cálculo de los puertos tributarios proyectados de

100 Gbps, que corresponden a la cantidad de servicios de 100 Gbps que se envía

y reciben de cada nodo.

Huawei trabaja con tarjetas de 1 puerto de 100 Gbps denominadas TSC, y la

cantidad de tarjetas necesarias se muestra en la Tabla 3.14 [52].

Tabla 3.14. Tarjetas tributarias de 100 Gbps (TSC)

Ítem Nodos Puertos de 100 Gbps Tarjetas TSC (1p) 1 Est. Terrena IPTV 1 1 2 Mariscal 1 1 Total 2

3.5.2.2 Tarjetas de línea (NS3 y NS4)

La red DWDM actual ocupa 40 canales de 10 Gbps con lo cual se logra una

capacidad de enlace de 400 Gbps; sin embargo, la proyección de servicios a futuro

aumenta el requerimiento de enlaces de mayor velocidad.

La capacidad de enlace corresponde al tráfico total que se envía por un enlace y

que lleva servicios de trabajo y de protección. Para su cálculo se debe conocer la

cantidad de servicios y protecciones que ingresan o salen del nodo en las diferentes

direcciones, posteriormente se suman las velocidades de transmisión de los

servicios por dirección, y se busca el puerto apropiado que soporte dicha velocidad.

La cantidad de direcciones o grados de cada nodo se ha establecido de acuerdo al

diagrama de la Figura 3.19, en donde los números en rojo indican cada una de las

direcciones de los nodos y en la Tabla 3.15 se presenta el número de grados

116

respectivo. Por ejemplo, el nodo Iñaquito tiene 7 direcciones, cada una mira a un

nodo diferente, la dirección 1 mira al nodo Florida, la dirección 2 mira al nodo Quito

Centro, y así hasta la dirección 7, por lo tanto el Nodo Iñaquito tiene 7 grados.

Figura 3.19. Asignación de direcciones en cada nodo

Tabla 3.15. Número de grados de cada ROADM

Ítem Nodos Grados 1 Aeropuerto 3 2 Calderón 4 3 Carapungo 2 4 Carcelén 4 5 Carolina 3 6 Carondelet 2 7 Checa 2 8 Condado 2 9 Conocoto 2

10 Cotocollao 2 11 Cumbayá 4 12 Data Center 1 3 13 Data Center 2 1 14 El Quinche 2 15 Est. Terrena IPTV 2 16 Florida 2 17 Guajaló 2 18 Guamaní 2 19 Guayllabamba 2 20 Iñaquito 7

117

Ítem Nodos Grados 21 La Luz 2 22 Mariscal 3 23 Miravalle 2 24 Monjas 2 25 Monteserrín 2 26 NGN 5 27 Pifo 2 28 Pintado 2 29 Pomasqui 2 30 Puembo 2 31 Quito Centro 5 32 San Rafael 3 33 Sangolquí 2 34 Tababela 2 35 Tumbaco 3 36 Villaflora 2 37 Yaruquí 2

Como ejemplo se calcula la capacidad que tienen los enlaces Puembo - Tumbaco

y Puembo - Pifo, así como la cantidad de tarjetas de línea que requiere Puembo

para enviar los siguientes servicios obtenidos de las tablas de distribución de la

sección 3.3.3:

· 3 servicios GE y 2 servicios 10 GE hacia Quito Centro (ruta por Tumbaco)

· 4 servicios GE y 2 servicios de 10 GE hacia Mariscal (ruta por Tumbaco)

· 2 servicios 10 GE hacia Iñaquito (ruta por Tumbaco)

Todos los servicios utilizan protección SNCP, entonces el camino principal lo

constituye la ruta por Tumbaco, mientras que el camino de respaldo la ruta por Pifo

(como se determinó en las secciones 3.4.1 y 3.4.2), la capacidad de línea por cada

dirección es de 67 Gbps como se muestra a continuación:

Tumbaco (ruta principal)…. Puembo ...... Pifo (ruta trabajo)

3xGE+4xGE 3xGE+4xGE +2x10GE+2x10GE+2x10GE +2x10GE+2x10GE+2x10GE

67 Gbps 67 Gbps

En la red se plantea utilizar tarjetas con coherencia, y esta característica la cumplen

118

las tarjetas transpondedoras de línea. Huawei trabaja con tarjetas coherentes de 1

puerto con capacidad de 40 Gbps denominadas NS3, y de 1 puerto con capacidad

de 100 Gbps denominadas NS4. En el ejemplo se ha decidido ocupar 1 tarjeta NS4

por cada dirección existente en el nodo Puembo.

En las Tablas 3.16, 3.17, 3.18, 3.19, 3.20, 3.21 y 3.22 se presenta la capacidad

requerida de las tarjetas de línea en cada nodo por dirección, y la cantidad de

puertos necesarios de 40 y 100 Gbps.

Tabla 3.16. Velocidad requerida en dirección 1

Ítem Nodos 1 Gbps 10 Gbps Capacidad línea (Gbps)

Puertos de 40 Gbps

Puertos de 100 Gbps

1 Aeropuerto 2 6 62 1 2 Calderón 2,5 7 72,5 1 3 Carapungo 6 6 66 1 4 Carcelén 19 9 109 1 1 5 Carolina 0 9 90 1 6 Carondelet 8 8 88 1 7 Checa 3 7 73 1 8 Condado 0 9 90 1 9 Conocoto 0 11 110 1 1

10 Cotocollao 2 9 92 1 11 Cumbayá 3 4 43 1 0 12 Data Center 1 0 7 70 1 13 Data Center 2 0 7 70 1 14 El Quinche 6 7 76 1 15 Est. Terrena IPTV 7 24 247 1 2 16 Florida 10 9 100 1 17 Guajaló 10 15 160 2 18 Guamaní 10 9 100 1 19 Guayllabamba 6 7 76 1 20 Iñaquito 28,5 62 648,5 2 6 21 La Luz 2 5 52 1 22 Mariscal 79 118 1259 13 23 Miravalle 0 7 70 1 24 Monjas 3 11 113 1 1 25 Monteserrín 4 6 64 1 26 NGN 10 1 20 1 27 Pifo 3 6 63 1 28 Pintado 13 11 123 1 1 29 Pomasqui 0 4 40 1 30 Puembo 7 6 67 1 31 Quito Centro 31 104 1071 11 32 San Rafael 0 3 30 1 33 Sangolquí 0 9 90 1 34 Tababela 6 6 66 1 35 Tumbaco 0 2 20 1 36 Villaflora 8 11 118 1 1 37 Yaruquí 4 7 74 1

Total 13 61

119


Ítem Nodos 1 Gbps 10 Gbps Capacidad línea (Gbps)

Puertos de 40 Gbps

Puertos de 100 Gbps

1 Aeropuerto 6 12 126 1 1

2 Calderón 6 7 76 1

3 Carapungo 6 10 106 1 1

4 Carcelén 2,5 7 72,5 1

5 Carolina 8 9 98 1

6 Carondelet 8 9 98 1

7 Checa 3 7 73 1

8 Condado 7 9 97 1

9 Conocoto 9 11 119 1 1

10 Cotocollao 2 7 72 1

11 Cumbayá 9 10 109 1 1

12 Data Center 1 0 7 70 1

13 Data Center 2 0 7 70 1

14 El Quinche 6 7 76 1

15 Est. Terrena IPTV 7 17 177 2

16 Florida 20 11 130 1 1

17 Guajaló 4 13 134 1 1

18 Guamaní 4 9 94 1

19 Guayllabamba 6 6 66 1

20 Iñaquito 43 81 853 9

21 La Luz 2 11 112 1 1

22 Mariscal 53,5 106 1113,5 1 11

23 Miravalle 0 6 60 1

24 Monjas 8 10 108 1 1

25 Monteserrín 8 6 68 1

26 NGN 25,5 10 125,5 1 1

27 Pifo 3 6 63 1

28 Pintado 4 7 74 1

29 Pomasqui 0 4 40 1

30 Puembo 7 6 67 1

31 Quito Centro 15 71 725 1 7

32 San Rafael 10 10 110 1 1

33 Sangolquí 10 10 110 1 1

34 Tababela 6 6 66 1

35 Tumbaco 10 10 110 1 1

36 Villaflora 2 9 92 1

37 Yaruquí 4 7 74 1

Total 15 61

120


Ítem Nodos 1 Gbps 10 Gbps Capacidad

línea (Gbps) Puertos de 40

Gbps Puertos de 100 Gbps

1 Aeropuerto 4 7 74 1

2 Carcelén 0 1 10 1

3 Carolina 0 1 10 1

4 Cumbayá 2 0 2 1

5 Iñaquito 23 47 493 5

6 Mariscal 29 48 509 1 5

7 Quito Centro 13 19 203 2

8 San Rafael 2 11 112 1 2

9 Tumbaco 2 10 102 1 1

Total 6 16





1 Calderón 1 10 1

2 Cumbayá 16 13 146 2 1

3 Iñaquito 24 15 174 2

4 NGN 9 90 1

5 Quito Centro 27,5 29 317,5 1 3

Total 4 7





1 Iñaquito 11 25 261 3

2 NGN 2 2 1 0

3 Quito Centro 12 15 162 2

Total 1 5





1 Iñaquito 4 7 74 1

Total 0 1





1 Iñaquito 16 11 126 1 1

Total 1 1

La Tabla 3.23 indica la cantidad total de tarjetas de línea de 1 puerto de 40 y 100

121

Gbps requeridas por nodo, las cuales se obtuvieron al sumar la cantidad de puertos

necesarios de 40 y 100 Gbps de todas las direcciones establecidas de las tablas

anteriores; por lo tanto se requiere comprar 152 tarjetas de 100 Gbps y 40 tarjetas

de 40 Gbps.

Tabla 3.23. Cálculo de tarjetas de línea de 40 y 100 Gbps

Ítem Nodos Tarjetas NS3 (1p) Tarjetas NS4 (1p) 1 Aeropuerto 1 3 2 Calderón 1 2 3 Carapungo 1 2 4 Carcelén 2 2 5 Carolina 1 2 6 Carondelet 0 2 7 Checa 0 2 8 Condado 0 2 9 Conocoto 2 2

10 Cotocollao 0 2 11 Cumbayá 5 2 12 Data Center 1 0 2 13 Data Center 2 0 2 14 El Quinche 0 2 15 Est. Terrena IPTV 1 4 16 Florida 1 2 17 Guajaló 1 3 18 Guamaní 0 2 19 Guayllabamba 0 2 20 Iñaquito 3 27 21 La Luz 1 2 22 Mariscal 2 29 23 Miravalle 0 2 24 Monjas 2 2 25 Monteserrín 0 2 26 NGN 3 2 27 Pifo 0 2 28 Pintado 1 2 29 Pomasqui 2 0 30 Puembo 0 2 31 Quito Centro 2 25 32 San Rafael 3 3 33 Sangolquí 1 2 34 Tababela 0 2 35 Tumbaco 3 2 36 Villaflora 1 2 37 Yaruquí 0 2 Total 40 152

122

Como ejemplo, para el nodo Aeropuerto que tiene 3 direcciones el número de

tarjetas de línea de un puerto de 40 Gbps (NS3) se calcula sumando los puertos de

40 Gbps indicados en las Tablas 3.16, 3.17 y 3.18 correspondientes a: 0, 1 y 0

obteniendo como resultado 1 tarjeta de línea NS3; de manera similar se procede

para el cálculo del número de tarjetas de 100 Gbps (NS4).

3.5.2.3 Módulos ROADM (WSS)

El tipo de OADM que se va a ocupar utiliza tecnología WSS la cual se explicó en la

sección 1.2.1.1.6, y para determinar la cantidad de tarjetas necesarias se parte de

la configuración mostrada en la Figura 3.17.

Se requiere n+1 módulos WSS por cada n direcciones que tenga cada nodo,

además cada tarjeta WSS debe tener mínimo n pares de interfaces (entrada y

salida). Por ejemplo: Puembo es un nodo que posee dos direcciones, la primera

mira hacia Tumbaco y la otra hacia Pifo, por lo tanto se requiere 3 módulos WSS,

el tercer módulo es ocupado para centralizar las señales provenientes de las

diferentes direcciones a fin de que puedan ser extraídas localmente, o para

centralizar el envío de las señales para que puedan ser llevadas hacia cualquier

dirección desde el nodo local.

La Tabla 3.24 muestra el número de tarjetas WSS estimadas para los equipos en

cada nodo.

Tabla 3.24. Cálculo de tarjetas WSS

Ítem Nodos Direcciones Tarjetas WSMD4

Disponibles

Tarjetas WSMD4

adicionales /sobrantes

Tarjetas WSMD9 a comprar

1 Aeropuerto 3 2 2 2 Calderón 4 2 3 3 Carapungo 2 3 4 Carcelén 4 2 3 5 Carolina 3 2 2 6 Carondelet 2 3 7 Checa 2 3 8 Condado 2 2 1 9 Conocoto 2 2 1

10 Cotocollao 2 3 11 Cumbayá 4 4 1

123

Ítem Nodos Direcciones Tarjetas WSMD4

Disponibles

Tarjetas WSMD4

adicionales /sobrantes

Tarjetas WSMD9 a comprar

12 Data Center 1 3 2 2 13 Data Center 2 1 1 1 14 El Quinche 2 3 15 Est. Terrena IPTV 2 3 16 Florida 2 3 17 Guajaló 2 2 1 18 Guamaní 2 2 1 19 Guayllabamba 2 3 20 Iñaquito 7 4 3 1 21 La Luz 2 3 22 Mariscal 3 3 1 23 Miravalle 2 2 1 24 Monjas 2 2 1 25 Monteserrín 2 3 26 NGN 5 4 2 27 Pifo 2 3 28 Pintado 2 2 1 29 Pomasqui 2 3 30 Puembo 2 3 31 Quito Centro 5 4 -4 1 32 San Rafael 3 3 1 33 Sangolquí 2 2 1 34 Tababela 2 3 35 Tumbaco 3 3 1 36 Villaflora 2 2 1 37 Yaruquí 2 3 Total 52 72 2

3.5.2.4 Tarjetas de multiplexores y demultiplexores ópticos

Cada nodo utiliza un multiplexor y demultiplexor de 40 longitudes de onda pares,

cuyos valores de longitud de onda se definen en la recomendación de la ITU-T

G.694.1.

Los equipos DWDM de los nodos existentes liberan tarjetas multiplexoras debido al

cambio de escenario (colored y directionless), así se dispone de 32 grupos de

tarjetas para ser destinadas a otros nodos, sin embargo solo son necesarios 15

multiplexores/demultiplexores. En la Tabla 3.25 se presenta la cantidad de tarjetas

multiplexoras y demultiplexoras instaladas y requeridas o sobrantes por cada nodo.

124

El signo negativo indica la cantidad de tarjetas que se liberan o quedan disponibles.

Tabla 3.25. Multiplexores y Demultiplexores ópticos

Ítem Nodos MUX/DMUX 40 lambdas pares

instaladas

MUX/DMUX 40 lambdas pares requeridas /

sobrantes 1 Aeropuerto 2 -1 2 Calderón 2 -1 3 Carapungo 0 1 4 Carcelén 2 -1 5 Carolina 2 -1 6 Carondelet 0 1 7 Checa 0 1 8 Condado 2 -1 9 Conocoto 2 -1

10 Cotocollao 0 1 11 Cumbayá 4 -3 12 Data Center 1 2 -1 13 Data Center 2 1 0 14 El Quinche 0 1 15 Est. Terrena IPTV 0 1 16 Florida 0 1 17 Guajaló 2 -1 18 Guamaní 2 -1 19 Guayllabamba 0 1 20 Iñaquito 4 -3 21 La Luz 0 1 22 Mariscal 3 -2 23 Miravalle 2 -1 24 Monjas 2 -1 25 Monteserrín 0 1 26 NGN 4 -3 27 Pifo 0 1 28 Pintado 2 -1 29 Pomasqui 0 1 30 Puembo 0 1 31 Quito Centro 4 -3 32 San Rafael 3 -2 33 Sangolquí 2 -1 34 Tababela 0 1 35 Tumbaco 3 -2 36 Villaflora 0 1 37 Yaruquí 0 1 Total -15

125

3.5.2.5 Tarjetas interleaver (ITL)

Solo se va a requerir la conexión de una tarjeta interleaver por cada uno de los

nodos, por lo tanto sólo los nodos que van a migrar a tecnología DWDM necesitan

agregar una tarjeta interleaver. La Tabla 3.26 muestra la cantidad de tarjetas

interleaver instaladas, adicionales o sobrantes a requerir en la nueva red DWDM.

Como se observa, algunas centrales liberan tarjetas ITL y podrán ser reutilizadas

en otros nodos.

Tabla 3.26. Tarjetas ITL

Ítem Nodos ITL instaladas ITL adicionales / sobrantes 1 Aeropuerto 2 -1 2 Calderón 2 -1 3 Carapungo 0 1 4 Carcelén 2 -1 5 Carolina 2 -1 6 Carondelet 0 1 7 Checa 0 1 8 Condado 2 -1 9 Conocoto 2 -1

10 Cotocollao 0 1 11 Cumbayá 4 -3 12 Data Center 1 2 -1 13 Data Center 2 1 0 14 El Quinche 0 1 15 Est. Terrena IPTV 0 1 16 Florida 0 1 17 Guajaló 2 -1 18 Guamaní 2 -1 19 Guayllabamba 0 1 20 Iñaquito 4 -3 21 La Luz 0 1 22 Mariscal 3 -2 23 Miravalle 2 -1 24 Monjas 2 -1 25 Monteserrín 0 1 26 NGN 4 -3 27 Pifo 0 1 28 Pintado 2 -1 29 Pomasqui 0 1 30 Puembo 0 1 31 Quito Centro 4 -3 32 San Rafael 3 -2 33 Sangolquí 2 -1

126

Ítem Nodos ITL instaladas ITL adicionales / sobrantes 34 Tababela 0 1 35 Tumbaco 3 -2 36 Villaflora 2 -1 37 Yaruquí 0 1 Total 54 -17

3.5.2.6 Tarjetas de interfaz de fibra (FIU)

Las tarjetas FIU multiplexan la señal principal y la señal de supervisión óptica en un

mismo canal de comunicación hacia una dirección como se revisó en la sección

2.2.2.4.6. Cada central requiere tantas tarjetas FIU como número de grados tenga

el nodo ROADM, por lo tanto la Tabla 3.27 indica la cantidad de tarjetas FIU

instaladas, adicionales o sobrantes para la nueva red DWDM.

Tabla 3.27. Tarjetas FIU

Ítem Nodos Nº de grados

del nodo Tarjetas FIU instaladas

Tarjetas FIU adicionales

1 Aeropuerto 3 2 1 2 Calderón 4 2 2 3 Carapungo 2 0 2 4 Carcelén 4 2 2 5 Carolina 3 2 1 6 Carondelet 2 0 2 7 Checa 2 0 2 8 Condado 2 2 0 9 Conocoto 2 2 0

10 Cotocollao 2 0 2 11 Cumbayá 4 4 0 12 Data Center 1 2 2 0 13 Data Center 2 2 1 1 14 El Quinche 2 0 2 15 Est. Terrena IPTV 2 0 2 16 Florida 2 0 2 17 Guajaló 2 2 0 18 Guamaní 2 2 0 19 Guayllabamba 2 0 2 20 Iñaquito 7 4 3 21 La Luz 2 0 2 22 Mariscal 3 3 0 23 Miravalle 2 2 0 24 Monjas 2 2 0 25 Monteserrín 2 0 2 26 NGN 5 4 1 27 Pifo 2 0 2

127

Ítem Nodos Nº de grados

del nodo Tarjetas FIU instaladas

Tarjetas FIU adicionales

28 Pintado 2 2 0 29 Pomasqui 2 0 2 30 Puembo 2 0 2 31 Quito Centro 5 4 1 32 San Rafael 3 3 0 33 Sangolquí 2 2 0 34 Tababela 2 0 2 35 Tumbaco 3 3 0 36 Villaflora 2 2 0 37 Yaruquí 2 0 2 Total 54 42

3.5.2.7 Tarjetas de control (SCC y OSC)

El sistema de control y comunicación (SCC) gestiona las tarjetas de la red y realiza

la comunicación entre subracks de los distintos nodos DWDM. La unidad de

supervisión óptica (OSC) convierte la información de monitoreo proveniente del

SCC en una señal óptica, asignándole una longitud de onda diferente de las de

servicio. La Figura 3.20 indica la posición de estas unidades en un nodo de la red.

Figura 3.20. Posición del SCC y del OSC en un sistema DWDM [52]

La tarjeta OSC es requerida en cada dirección del ROADM. Por ejemplo para el

nodo Aeropuerto con 3 grados, se pueden configurar 3 tarjetas SC1 (1p), o 1 tarjeta

SC2 (2p) más 1 tarjeta SC1.

La tarjeta SCC es necesaria en todos los subracks DWDM, una por cada equipo

master y otra por cada equipo esclavo que disponga. Lo cual se definirá en la

sección 3.5.2.9.

La Tabla 3.28 presenta el número de tarjetas OSC instaladas o adicionales para la

nueva red DWDM, de acuerdo al número de grados que posea cada nodo.

128

Tabla 3.28. Tarjetas de supervisión óptica OSC

Ítem Nodos Nº de

grados del nodo

Tarjetas instaladas Tarjetas

adicionales SC2 (2p) SC1 (1p) SC2 (2p) SC1 (1p)

1 Aeropuerto 3 1 0 0 1 2 Calderón 4 1 0 1 0 3 Carapungo 2 0 0 1 0 4 Carcelén 4 1 0 1 0 5 Carolina 3 1 0 0 1 6 Carondelet 2 0 0 1 0 7 Checa 2 0 0 1 0 8 Condado 2 1 0 0 0 9 Conocoto 2 1 0 0 0 10 Cotocollao 2 0 0 1 0 11 Cumbayá 4 2 0 0 0 12 Data Center 1 3 1 0 0 1 13 Data Center 2 1 0 1 0 0 14 El Quinche 2 0 0 1 0 15 Est. Terrena IPTV 2 0 0 1 0 16 Florida 2 0 0 1 0 17 Guajaló 2 1 0 0 0 18 Guamaní 2 1 0 0 0 19 Guayllabamba 2 0 0 1 0 20 Iñaquito 7 2 0 1 1 21 La Luz 2 0 0 1 0 22 Mariscal 3 1 1 0 0 23 Miravalle 2 1 0 0 0 24 Monjas 2 1 0 0 0 25 Monteserrín 2 0 0 1 0 26 NGN 5 2 0 0 1 27 Pifo 2 0 0 1 0 28 Pintado 2 1 0 0 0 29 Pomasqui 2 0 0 1 0 30 Puembo 2 0 0 1 0 31 Quito Centro 5 2 0 0 1 32 San Rafael 3 1 1 0 0 33 Sangolquí 2 1 0 0 0 34 Tababela 2 0 0 1 0 35 Tumbaco 3 1 1 0 0 36 Villaflora 2 1 0 0 0 37 Yaruquí 2 0 0 1 0 Total 25 4 18 6

129

3.5.2.8 Amplificadores ópticos

Los amplificadores de Huawei integran atenuadores ópticos variables para evitar

daños en los equipos en caso de que la potencia óptica en el lado receptor fuese

muy alta. Los amplificadores a utilizar para el diseño son del tipo EDFA, y sus

modelos y características se seleccionan en la sección 3.6.3.

La Tabla 3.29 indica el modelo y la ganancia de los amplificadores seleccionados

para cada nodo, obtenidos de la Tabla 3.42.

El amplificador de transmisión TN13OAU103 cuyas características se presentan en

la Tabla 3.36, será utilizado en todos los nodos de la red, y su cantidad depende

del número de grados que tenga cada nodo.

Tabla 3.29. Amplificadores EDFA por cada nodo

Ítem Nodos

Amplificador TX

TN13OAU103 (G=36dB)

Amplificador RX

TN13OAU105 (G=34 dB)

Amplificador RX

TN13OAU107C (G=27 dB)

Amplificador RX


Amplificador RX

TN13OAU107B (G=19 dB)

1 Aeropuerto 3 1 2 2 Calderón 4 1 3 3 Carapungo 2 2 4 Carcelén 4 4 5 Carolina 4 3 6 Carondelet 3 2 7 Checa 2 2 8 Condado 2 2 9 Conocoto 2 2 10 Cotocollao 2 2 11 Cumbayá 4 3 12 Data Center 1 3 1 13 Data Center 2 1 2 14 El Quinche 2 2

15 Est. Terrena

IPTV 2 2

16 Florida 2 2 17 Guajaló 2 2 18 Guamaní 2 2 19 Guayllabamba 2 1 1 20 Iñaquito 7 7 21 La Luz 2 2 22 Mariscal 3 3 23 Miravalle 2 2 24 Monjas 2 2 25 Monteserrín 2 2 26 NGN 5 5 27 Pifo 2 2 28 Pintado 2 2 29 Pomasqui 2 2 30 Puembo 2 2

130

Ítem Nodos

Amplificador TX

TN13OAU103 (G=36dB)

Amplificador RX


Amplificador RX

TN13OAU107C (G=27 dB)

Amplificador RX


Amplificador RX

TN13OAU107B (G=19 dB)

31 Quito Centro 5 1 4 32 San Rafael 3 1 2 33 Sangolquí 2 2 34 Tababela 2 2 35 Tumbaco 3 1 2 36 Villaflora 2 2 37 Yaruquí 2 2 Total 98 2 2 2 88

3.5.2.9 Equipos OptiX necesarios para la red proyectada

El fabricante de equipos Huawei recomienda trabajar con un esquema en casada

en redes metropolitanas (MAN) o redes de área extendida (WAN), esto permite que

múltiples subracks puedan ser gestionados a través de un único subrack master.

Figura 3.21. Esquema de interconexión de equipos OptiX [52]

En la Figura 3.21 se muestran tres bloques, el primero corresponde al equipo

master el cual lleva las tarjetas transpondedoras OTU o las tarjetas de cross

131

conexión eléctrica.

Por lo general el subrack máster lleva las tarjetas que funcionan a nivel eléctrico,

las cuales son:

· Tarjetas cross conectoras

· Tarjetas de línea

· Tarjetas tributarias

· Tarjetas de protección

Los subracks ópticos llevan las tarjetas que funcionan a nivel óptico, es decir utilizan

fibra óptica entre ellas y corresponden a:

· Tarjetas OADM

· Multiplexores/ demultiplexores ópticos (OM/OD)

· Amplificadores ópticos (OA)

· Tarjetas de canal de supervisión óptica (OSC)

· Tarjetas para el análisis del espectro óptico (OPM)

3.5.2.9.1 Cálculo de Equipos Master

El equipo master debe tener suficiente espacio para almacenar el número de

tarjetas necesarias, y además debe soportar la capacidad de cross conexión

eléctrica para cada nodo calculada en la Tabla 3.11.

Se debe considerar que los equipos OptiX 8800 T32 tienen una capacidad de cross

conexión eléctrica de hasta 3,2 Tbps y la cantidad de ranuras disponibles es de 32,

y los equipos OptiX 8800 T16 tienen una capacidad de cross conexión eléctrica de

1,6 Tbps y la cantidad de ranuras disponibles es de 16.

Por ejemplo, en el nodo Iñaquito se calculó una capacidad de cross conexión

mínima de 2 Tbps, por lo tanto se selecciona el equipo OptiX 8800 T32, del cual se

132

requieren 3 subracks para instalar 68 tarjetas, pero actualmente el equipo cuenta

con 4 subracks, por lo tanto se libera un equipo OptiX 8800 T32. Ver Tabla 3.30.

Para la red rediseñada, en total se necesitan 16 equipos OptiX 8800 T16

adicionales, y quedan libres 4 equipos OptiX 8800 T32, de acuerdo a la Tabla 3.30.

Tabla 3.30. Cálculo de equipos OptiX master para la red rediseñada

Ítem Nodos

Nº Tarjetas de línea

(1)

Nº Tarjetas

tributarias (2)

Tarjetas totales (1) + (2)

Capacidad de cross conexión

(Gbps)

Cantidad de equipos

calculados

Equipos Optix 8800

T32 instalados

Equipos Optix 8800

T32 adicionales /sobrantes

Equipos Optix 8800

T16 adicionales /sobrantes

1 Aeropuerto 4 4 8 250 1x8800 T16 1

2 Calderón 3 3 6 150 1x8800 T16 1

3 Carapungo 3 3 6 200 1x8800 T16 1

4 Carcelén 4 6 10 250 1x8800 T16 1

5 Carolina 3 6 9 200 1x8800 T16 1

6 Carondelet 2 3 5 150 1x8800 T16 1

7

Checa 2 3 5 150 1x8800 T16 1

8 Condado 2 6 8 200 1x8800 T16 1

9 Conocoto 4 6 10 250 1x8800 T16 1

10 Cotocollao 2 3 5 200 1x8800 T16 1

11 Cumbayá 7 9 16 300 1x8800 T16 1

12 Data Center 1 2 2 4 100 1x8800 T16 1

13 Data Center 2 2 2 4 100 1x8800 T16 1

14 El Quinche 2 3 5 150 1x8800 T16 1

15 Est. Terrena IPTV 5 5 10 350 1x8800 T16 1

16 Florida 3 4 7 200 1x8800 T16 1

17 Guajaló 4 7 11 300 1x8800 T16 1

18 Guamaní 2 6 8 250 1x8800 T16 1

19 Guayllabamba 2 2 4 100 1x8800 T16 1

20 Iñaquito 30 38 68 2000 3x8800 T 32 4 -1

21 La Luz 3 2 5 200 1x8800 T16 1

22 Mariscal 31 43 74 2000 3x8800 T32 6 -3

23 Miravalle 2 2 4 100 1x8800 T16 1

24 Monjas 4 6 10 250 1x8800 T16 1

25 Monteserrín 2 3 5 150 1x8800 T16 1

26 NGN 5 11 16 250 1x8800 T16 2 -1

27 Pifo 2 2 4 100 1x8800 T16 1

28 Pintado 3 6 9 200 1x8800 T16 1

29 Pomasqui 2 2 4 100 1x8800 T16 1

30 Puembo 2 2 4 100 1x8800 T16 1

31 Quito Centro 27 28 55 1500 2x8800 T32 2

32 San Rafael 6 7 13 250 1x8800 T16 1

33 Sangolquí 3 5 8 150 1x8800 T16 1

34 Tababela 2 2 4 100 1x8800 T16 1

35 Tumbaco 5 6 11 300 1x8800 T16 1

36 Villaflora 3 6 9 300 1x8800 T16 1

37 Yaruquí 2 2 4 100 1x8800 T16 1

TOTAL 30 -5 17

133

3.5.2.9.2 Cálculo de Equipos Esclavos

Los nodos de la red actual DWDM ocupan el equipo OptiX 6800 en la parte óptica,

el cual puede utilizar hasta 18 ranuras para la instalación de tarjetas.

Además cada una de los módulos requiere la cantidad de ranuras que se indica a

continuación:

· Cada módulo WSS requiere 2 ranuras (2s)

· Cada unidad de multiplexor o demultiplexor óptico M40 o D40 necesita 3

ranuras (3s)

· Cada tarjeta ITL ocupa 1 ranura (1s)

· Las tarjetas FIU requieren 1 ranura (1s)

· Las tarjetas OSC necesitan 1 ranura (1s)

· Los amplificadores ópticos ocupan 2 ranura (1s)

A continuación se presenta un ejemplo para el nodo Aeropuerto, cuya cantidad de

tarjetas han sido calculadas en las secciones 3.5.2.3, 3.5.2.4, 3.5.2.5, 3.5.2.6,

3.5.2.7 y 3.5.2.8.

El equipo esclavo de Aeropuerto ocupa en total 4 unidades WSS: 2 WSMD4 ya

instaladas y 2 WSMD4 a instalar y como cada una de estas unidades utiliza 2

ranuras o slots se requieren en total 8 ranuras para estas tarjetas.

Además, el equipo Aeropuerto utilizará 1 unidad multiplexora y otra unidad

demultiplexora, cada una de 3 slots, en total requiere 6 ranuras. También se

necesita 1 slot para la tarjeta ITL, 3 slots para la tarjeta FIU, 2 slots para las tarjetas

OSC y 8 espacios para los amplificadores ópticos, y una ranura para la tarjeta de

la conexión del analizador de espectros. En total este equipo necesitará de 29

espacios.

Por lo tanto, con 29 tarjetas a utilizar, el nodo Aeropuerto requiere 2 subracks OptiX

6800 de 18 slots cada uno. Debido a que ya dispone de estos equipos no será

134

necesario adquirir adicionales.

Las Tablas 3.31 y 3.32 muestran la cantidad de slots requeridos por los nodos y la

el número de equipos OptiX 6800 adicionales o sobrantes para la nueva red

DWDM, correspondientemente.

Tabla 3.31. Número de ranuras requeridas por nodo para los módulos ópticos.

Ítem Nodos Slots

Requeridos M40 Y D40

Slots Requeridos

WSS

Slots Requeridos

ITL

Slots Requeridos

FIU

Slots Requeridos

OSC

Slots Requeridos

OA

Slots

Analizador Espectro

MCA4

Slots Totales

1 Aeropuerto 6 8 1 3 2 8 1 29

2 Calderón 6 10 1 4 2 10 1 33

3 Carapungo 6 6 1 2 1 6 1 22

4 Carcelén 6 10 1 4 2 10 1 33

5 Carolina 6 8 1 3 2 8 1 28

6 Carondelet 6 6 1 2 1 6 1 22

7 Checa 6 6 1 2 1 6 1 22

8 Condado 6 6 1 2 1 6 1 22

9 Conocoto 6 6 1 2 1 6 1 22

10 Cotocollao 6 6 1 2 1 6 1 22

11 Cumbayá 6 10 1 4 2 10 1 33

12 Data Center 1 6 8 1 2 2 6 1 25

13 Data Center 2 6 4 1 2 1 6 1 20

14 El Quinche 6 6 1 2 1 6 1 22

15 Est. Terrena

IPTV 6 6 1 2 1 6 1 22

16 Florida 6 6 1 2 1 6 1 22

17 Guajaló 6 6 1 2 1 6 1 22

18 Guamaní 6 6 1 2 1 6 1 22

19 Guayllabamba 6 6 1 2 1 6 1 22

20 Iñaquito 6 16 1 7 4 16 1 50

21 La Luz 6 6 1 2 1 6 1 22

22 Mariscal 6 8 1 3 2 8 1 28

23 Miravalle 6 6 1 2 1 6 1 22

24 Monjas 6 6 1 2 1 6 1 22

25 Monteserrín 6 6 1 2 1 6 1 22

26 NGN 6 12 1 5 3 12 1 39

27 Pifo 6 6 1 2 1 6 1 22

28 Pintado 6 6 1 2 1 6 1 22

29 Pomasqui 6 6 1 2 1 6 1 22

30 Puembo 6 6 1 2 1 6 1 22

31 Quito Centro 6 2 1 5 3 12 1 29

32 San Rafael 6 8 1 3 2 8 1 28

33 Sangolquí 6 6 1 2 1 6 1 22

34 Tababela 6 6 1 2 1 6 1 22

35 Tumbaco 6 8 1 3 2 8 1 28

36 Villaflora 6 6 1 2 1 6 1 22

37 Yaruquí 6 6 1 2 1 6 1 22

135

Tabla 3.32. Equipos OptiX 6800 para los nodos de la nueva red DWDM

Ítem Nodos

Ranuras requeridas para

los módulos ópticos

OptiX 6800

instalados

OptiX 6800 adicionales /sobrantes

(18 - 1 Ranuras) 1 Aeropuerto 29 2 0 2 Calderón 33 2 0 3 Carapungo 22 0 2 4 Carcelén 33 2 0 5 Carolina 28 2 0 6 Carondelet 22 0 2 7 Checa 22 0 2 8 Condado 22 2 0 9 Conocoto 22 4 -2 10 Cotocollao 22 0 2 11 Cumbayá 33 2 0 12 Data Center 1 25 1 1 13 Data Center 2 20 2 0 14 El Quinche 22 0 2 15 Est. Terrena IPTV 22 0 2 16 Florida 22 0 2 17 Guajaló 22 2 0 18 Guamaní 22 5 -3 19 Guayllabamba 22 0 2 20 Iñaquito 50 7 -4 21 La Luz 22 0 2 22 Mariscal 28 2 0 23 Miravalle 22 2 0 24 Monjas 22 6 -4 25 Monteserrín 22 0 2 26 NGN 39 4 -1 27 Pifo 22 0 2 28 Pintado 22 4 -2 29 Pomasqui 22 0 2 30 Puembo 22 0 2 31 Quito Centro 29 3 -1 32 San Rafael 28 2 0 33 Sangolquí 22 3 -1 34 Tababela 22 0 2 35 Tumbaco 28 2 0 36 Villaflora 22 2 0 37 Yaruquí 22 0 2 Total 63 13

136

3.5.3 ASIGNACIÓN DE LONGITUDES ONDA

La asignación de longitudes de onda es una parte muy importante en el diseño que

define un valor de λ para cada canal. A continuación se muestra cómo se va a

realizar la repartición de canales:

· Se aprovecha la ventaja de la tecnología OTN, la cual es el grooming de

servicios, donde más de un servicio puede ser mapeado en una misma

longitud de onda, y de este modo se aprovecha la capacidad de los canales

(40 y 100 Gbps) que podrán llevar servicios de menor capacidad como: 1

GE, STM16, STM 64 y 10 GE.

· Debido a la proyección realizada, el tráfico al 2021 se conoce de antemano

y se asume fijo, es así que se podrán asignar las longitudes de onda a todos

los lightpaths, y no existirá el problema de bloqueos en las conexiones por

la búsqueda de rutas.

· Primero se completarán las longitudes de onda pares, y luego de requerirse

las longitudes de onda impares, además, se colocarán los servicios en forma

ascendente, es decir primero aquellos de menor capacidad como GE y STM

16 y luego los servicios 10 GE, STM 64 y 100 GE.

· La protección SNCP a nivel de tarjeta, protege la conexión en caso de que

existe una falla en la tarjeta de línea, generando la conmutación hacia otra

tarjeta de back up en el lado receptor, y respaldando la conexión. Se ha

seleccionado trabajar con SNCP, utilizando alternadamente una longitud de

onda para working y la siguiente longitud de onda para protection.

La asignación de longitudes de onda tomando en cuenta los aspectos mencionados

se muestra en el Anexo D. En donde se observa que se requieren 34 lambdas de

100 Gbps y 2 lambdas de 40 Gbps como se resume en la Tabla 3.33.

137

Tabla 3.33. Asignación de longitudes de onda a los servicios proyectados hasta el 2021

Lambda Frecuencia

(THz) Longitud de

onda pares (nm) Capacidad de

lambdas Servicios y

protecciones

1 196 1529,55 100 Gbps Servicios GE Y STM 16

2 195,9 1530,33 100 Gbps Protección lambda 1

3 195,8 1531,12 100 Gbps Servicios GE


5 195,6 1532,68 100 Gbps Servicios 10 GE






11 195 1537,4 100 Gbps Servicios 10 GE






















33 192,6 1556,55 40 Gbps Servicios STM 64


35 192,4 1558,17 100 Gbps Servicio 100 GE


37 192,2 1559,79 - -

38 192,1 1560,61 - -

39 192,8 1554,94 - -

40 192,7 1555,75 - -

138

3.6 CÁLCULOS ÓPTICOS DE LA RED

Para una correcta planificación de redes con fibra óptica es importante evaluar

parámetros como la dispersión cromática, la dispersión por modo de polarización,

la atenuación y el ruido óptico que puedan presentarse en el sistema, de esta

manera es posible adoptar medidas como añadir compensadores de dispersión,

amplificadores ópticos y detectores con la tolerancia necesaria al ruido producido.

3.6.1 DISPERSIÓN CROMÁTICA

Para conseguir capacidades de canal de 40 y 100 Gbps, Huawei utiliza la

tecnología de recepción coherente, que se revisó en la sección 1.2.1.1.4. Está

tecnología aumenta la tolerancia a la dispersión cromática (DC) debido a que

reduce la tasa de símbolos por ser compatible con formatos de modulación

derivados del PSK (Phase Shift Keying).

A diferentes capacidades de canal los formatos de modulación y las tolerancias

utilizados con la marca Huawei se muestran en la siguiente tabla:

Tabla 3.34. Valores de tolerancia a la DC. Huawei [52]

Capacidad Directo /coherente Modulación Tolerancia (ps/nm) 10 Gbps Directo NRZ 800

40 Gbps Directo ODB 800

Coherente ePMD-BPSK 60.000 100 Gbps Coherente ePMD-QPSK 40.000 a 150.000

Como se observa en la Tabla 3.34, la tolerancia a la dispersión cromática resulta

ser mayor con la detección coherente, y aumenta su valor al mejorar el formato de

modulación.

A continuación, se realiza el cálculo de dispersión cromática para el peor escenario,

esto es considerando la ruta de protección de mayor longitud, la cual corresponde

a la conexión entre El Quinche y Tababela con una distancia de 120,4 km, según

consta en la sección 3.4.2. No se trabaja con la distancia entre dos nodos contiguos,

sino con la ruta más larga de las conexiones porque la dispersión cromática es

acumulativa y sólo los receptores son capaces de tolerar este tipo de dispersión.

139

El ancho espectral para los láseres de los equipos Huawei que trabajan con 40 y

100 Gbps es de es de 0.3 nm de acuerdo al manual del equipo OptiX 8800 [52].

Aplicando la ecuación (1.2):

3$4 = $4% & 35 & (

$4%: Coeficiente de dispersión cromática en (ps/(nmxkm)). Para la fibra G.652.D

en tercera ventana (banda C) es de de 20 ps /(nm*km) y para la fibra G.655.D en

tercera ventana es de 8 ps/(nm*km), de acuerdo a la Tabla 1.2.

Por lo tanto, la dispersión cromática calculada para el tramo El Quinche – Tababela

es de:

3$4��u�� = BW *+�-z,- & WI{�- & @BWIR,- = xBBIRW)*+)

· Canales de 40 Gbps no coherentes

Con canales de 40 Gbps, el periodo de un bit es:

G = @b =

@RW��*+ = Bd*+

Comparando el periodo de un bit con la dispersión calculada, el sistema no podría

funcionar adecuadamente debido a que los pulsos se solaparían y la detección de

los bits sería errada. Las tarjetas receptoras no coherentes de Huawei que trabajan

con canales de 40 Gbps, ocupan la modulación ODB (Optical DuoBinary) que

permite lograr una tolerancia de 800 ps/nm. De acuerdo a la condición ( 1.7 ) la

longitud máxima sin el uso de compensadores de dispersión cromática es de 40 km

[52]:

( E G$$4%

(��u�� E eWW)*+/�-BW)*+/L�- & ,-O

(��u�� E RW,-

(��u�� = RW,-

140

Es decir que cada 40 km se deberá colocar un compensador de dispersión

cromática en la ruta El Quinche – Tababela, si se trabaja con canales no coherentes

de 40 Gbps. Sin embargo en el siguiente punto se realizará el análisis utilizando

tarjetas coherentes para determinar si se necesitará compensadores en la red

rediseñada.

Para determinar la necesidad de compensadores de dispersión en los enlaces de

fibra G.655.D, se toma en cuenta el tramo de mayor distancia el cual es de 20 km

entre las centrales Data Center 1 y Cumbayá (sección 3.2). De acuerdo a la

ecuación (1.2), la dispersión cromática es de:

3$4�� = e *+�-z,- & WI{�- & BW,- = Re)*+)

Con la fibra G.655.D la longitud máxima que puede tolerar el sistema con canales

de 10 Gbps y sin compensación de dispersión es de:

(�� E eWW)*+/�-e)*+/L�- & ,-O

(�� E @WW),-

(�� = @WW),-

Debido a que la distancia del tramo con fibra G.655.D es menor que la longitud

calculada, no se requieren compensadores de dispersión cromática entre los nodos

Data Center 1 y Cumbayá.

· Canales de 40 Gbps coherentes

Con las unidades coherentes de 40 Gbps, la tolerancia de la dispersión cromática

aumenta a 60.000 ps/nm de acuerdo a la Tabla 3.38. Esto se da por el tipo de

modulación ocupado que corresponde a ePDM-BPSK (Polarization-Multiplexed

Binary Phase Shift Keying), con la cual la tasa de símbolos disminuye, es decir

aumenta el periodo de la señal, contrarrestando el efecto de la dispersión

cromática.

La longitud máxima sin el uso de compensadores de dispersión cromática es de

141

3000 km. [52]

(��u�� E yW�WWW)*+/�-BW)*+/L�- & ,-O

(��)��u�� = {�WWW,-

Es decir, el sistema puede tolerar una distancia de hasta 3000 km con fibra G.652.D

y canales coherentes de 40 Gbps sin el uso de compensadores de dispersión

cromática. Por lo tanto se va utilizar tarjetas coherentes para los enlaces que

superen los 40 km. Los enlaces que ocupan fibra G.655.D no requieren tarjetas

coherentes, puesto que sus distancias son muy pequeñas y su coeficiente de

dispersión es menor que el de la fibra G.652.D.

· Canales de 100 Gbps coherentes

Las conexiones cuyos canales sean de 100 Gbps ocupan detectores de Huawei

con un rango de tolerancia de 40.000 a 150.000 ps/nm. La tolerancia alcanza

mayores valores que con 40 Gbps, debido a que se ocupa la modulación ePDM-

QPSK (Polarization-Multiplexed Quadrature Phase Shift Keying), donde la tasa de

símbolos se reduce a 4 veces la tasa de transmisión, por lo tanto, se genera mayor

tolerancia a la dispersión cromática.

La longitud máxima con canales de 100 Gbps sin el uso de compensadores de

dispersión es de [52]:

(��u�� E @dW�WWW)*+/�-BW)*+/L�- & ,-O

(��)��u�� = x�dWW,-

(�� E @dW�WWW)*+/�-e)*+/L�- & ,-O

(��)�� = @e�xdW,-

Por lo tanto con canales coherentes de 100 Gbps, la red puede trabajar

tranquilamente sin necesidad de compensadores de dispersión cromática utilizando

142

fibra con recomendación G.652.D o G.655.D.

3.6.2 DISPERSIÓN POR MODO DE POLARIZACIÓN

Para establecer si el enlace es viable se procede a calcular la PMD con el uso de

la ecuación (1.1) mencionada en la sección 1.1.2.2 que debe ser menor respecto

a la tolerancia recomendada por la ITU FO211-98-01-TD12 [65].

!"#$ = "#$% & '(

Se procede a determinar la PMD en el caso crítico correspondiente a la ruta de

protección entre el Quinche y Tababela con una distancia de 120,4 km.

"#$% = WIBW *+',- L��k�)�� ydB� $)w)�� ydd� $O

!"#$ = WIBW *+',- & �@BWIR),- = BI@f*+

La ITU-T establece una tolerancia al PMD del 10 % de la duración del bit, por

ejemplo, para transmisiones de 10 Gbps cuyo periodo de bit es de 100 ps, la

dispersión por modo de polarización no debe ser mayor al 10 % de 100 ps es decir,

a 10 ps [66]. Para la conexión de mayor distancia la PMD no supera el 10% del

periodo de bit; entonces, no es necesario el uso de compensadores de dispersión

por modo de polarización. Sin embargo, en este diseño solo se utilizarán canales

de 40 Gbps y 100 Gbps.

· Canales de 40 Gbps

Con canales de 40 Gbps la duración del bit es de 25 ps, sin embargo los

transmisores trabajan con modulación ePDM-BPSK por lo que se aumenta la

duración del símbolo a 2 tiempos de bit, es decir 50 ps, el 10 % de este valor

corresponde a 5 ps, dando mayor tolerancia a la dispersión por modo de

polarización en la transmisión.

· Canales de 100 Gbps

Con canales de 100 Gbps la duración del bit es de 10 ps, sin embargo los

143

transmisores trabajan con modulación ePDM-QPSK por lo que se aumenta la

duración del símbolo a 4 tiempos de bit, es decir 40 ps, el 10 % de este valor

corresponde a 4 ps, que es mayor que la PMD calculada.

Por lo tanto, para el rediseño planteado no se requieren compensadores de

dispersión por modo de polarización.

3.6.3 PRESUPUESTO DE POTENCIA

El presupuesto de potencia óptico es el cálculo de todas las pérdidas y ganancias

que se presentan en el enlace desde el transmisor al receptor, para su cálculo se

debe considerar las pérdidas de los conectores, empalmes y de la fibra (enlace),

además las pérdidas por inserción de los equipos ópticos como multiplexores,

demultiplexores, compensadores de dispersión, entre otros, también se debe

considerar la ganancia de los amplificadores utilizados para compensar las

pérdidas.

El presupuesto de potencia indica el máximo valor de pérdidas que puede tolerar el

sistema para asegurar una potencia de recepción óptima, la cual se logra sobre la

sensibilidad del receptor y bajo la potencia de saturación del receptor.

Para establecer las pérdidas en el enlace se presenta el diagrama del sistema de

comunicación (Figura 3.22), en el que se incluye: el equipo ODF (Optical

Distribution Frame) el cual es un panel de distribución de la fibra, el módulo FIU que

corresponde a la interfaz de línea del equipo DWDM en cada nodo y la fibra óptica.

Figura 3.22. Diagrama para calcular las pérdidas de un enlace

Utilizando la ecuación (1.8) del capítulo 1 se procede a calcular la atenuación del

enlace, el coeficiente de atenuación típico para la fibra G.652D es de 0.275 dB/km

144

en la ventana de 1550 nm y para la fibra G.655.D es de 0,35 dB/km en la ventana

de 1550 nm, valores tomados de la Tabla 1.5.

Como ejemplo se utiliza el enlace Aeropuerto – Calderón de 64 km que corresponde

al enlace de mayor distancia, con fibra G.652.D (caso crítico) así se obtiene una

atenuación en la fibra óptica de:

KLMNO = (L,-)O & PLMN/,-O

KLMNO = yR)S-) & WIBxd)��/��

KLMNO = @xIy)��

El número de empalmes, considerando bobinas de 4km se calcula con la ayuda de

la ecuación (1.9):

Q = yR)S-RS- T @

Q = @x)�-*��-�+

También se toma en cuenta la pérdida por los 4 conectores existentes entre los

patchcord, para lo cual se consideró una pérdida típica de 0,25 dB por conector

como se indicó en la sección 1.2.1.3.5.

La pérdida total sin considerar el margen del sistema es:

"�)LMNO = KLMNO T Q & WI@LMNO T 4)LMNO ( 3.6 )

"�LMNO = @xIy)MN T @x & WI@)MN T R & WIBdMN

"�LMNO = BWI{W)MN

La Tabla 3.35 muestra las pérdidas entre los diferentes enlaces de la red DWDM

propuesta, donde se observa que casi todos los valores son cercanos a 5 dB con

excepción de los enlaces Quito Centro- Guayllabamba y Aeropuerto – Calderón,

que presentan mayor atenuación.

145

Tabla 3.35. Cálculo de pérdidas en enlaces

Ítem Nodo A Nodo B Distancia

(km) Fibra

Pérdidas de cable (dB) (1)

Número de empalmes

Pérdidas por empalmes (0,1 dB) (2)

Pérdidas por conectores

4x0,25 dB (3)

Pérdida Del Enlace (dB) (1)+(2)+(3)

1 Aeropuerto Calderón 64 G.652.D 17,60 17 1,7 1 20,30

2 Aeropuerto Tababela 7,34 G.652.D 2,02 3 0,3 1 3,32

3 Aeropuerto Yaruquí 15 G.652.D 4,13 5 0,5 1 5,63

4 Calderón Carapungo 5,7 G.652.D 1,57 3 0,3 1 2,87

5 Calderón Carcelén 6,1 G.652.D 1,68 3 0,3 1 2,98

6 Calderón La Luz 13 G.652.D 3,58 5 0,5 1 5,08

7 Carapungo Pomasqui 12,34 G.652.D 3,39 5 0,5 1 4,89

8 Carcelén Condado 7,3 G.652.D 2,01 3 0,3 1 3,31

9 Carcelén Cotocollao 6,3 G.652.D 1,73 3 0,3 1 3,03

10 Carcelén Pomasqui 6,1 G.652.D 1,68 3 0,3 1 2,98

11 Carolina Carondelet 3,7 G.652.D 1,02 2 0,2 1 2,22

12 Carolina Monteserrín 4,1 G.652.D 1,13 3 0,3 1 2,43

13 Carolina Condado 14,1 G.652.D 3,88 5 0,5 1 5,38

14 Carondelet Florida 4,2 G.652.D 1,16 3 0,3 1 2,46

15 Checa El Quinche 7,29 G.652.D 2,00 3 0,3 1 3,30

16 Checa Yaruquí 7,54 G.652.D 2,07 3 0,3 1 3,37

17 Cotocollao Iñaquito 6,81 G.652.D 1,87 3 0,3 1 3,17

18 Cumbayá Mariscal 5,95 G.652.D 1,64 3 0,3 1 2,94

19 Cumbayá Tumbaco 11,6 G.652.D 3,19 4 0,4 1 4,59

20 Florida Iñaquito 5 G.652.D 1,38 3 0,3 1 2,68

21 Guayllabamba El Quinche 13,33 G.652.D 3,67 5 0,5 1 5,17

22 Guayllabamba Quito

Centro 43 G.652.D 11,83 12 1,2 1 14,03

23 Iñaquito La Luz 2,92 G.652.D 0,80 2 0,2 1 2,00

24 Iñaquito Monteserrín 4,99 G.652.D 1,37 3 0,3 1 2,67

25 Mariscal Quito

Centro 4,15 G.652.D 1,14 3 0,3 1 2,44

26 Pifo Puembo 8,14 G.652.D 2,24 4 0,4 1 3,64

27 Pifo Tababela 9,34 G.652.D 2,57 4 0,4 1 3,97

28 Puembo Tumbaco 17,34 G.652.D 4,77 6 0,6 1 6,37

29 Data Center 1 NGN 1 G.655.D 0,35 2 0,2 1 1,55

30 Data Center 2 NGN 1 G.655.D 0,35 2 0,2 1 1,55

31 Est. Terrena

IPTV NGN 1 G.655.D 0,35 2 0,2 1 1,55

32 Data Center 2 Est. Terrena

IPTV 1 G.655.D 0,35 2 0,2 1 1,55

33 Iñaquito Quito

Centro 8,37 G.652.D 2,30 4 0,4 1 3,70

34 Iñaquito Mariscal 5,71 G.652.D 1,57 3 0,3 1 2,87

35 Iñaquito Miravalle 13,5 G.652.D 3,71 5 0,5 1 5,21

36 Cumbayá Miravalle 5 G.652.D 1,38 3 0,3 1 2,68

37 San Rafael Tumbaco 20 G.652.D 5,50 6 0,6 1 7,10

38 Sangolquí San Rafael 6,21 G.652.D 1,71 3 0,3 1 3,01

39 Conocoto Sangolquí 8,69 G.652.D 2,39 4 0,4 1 3,79

40 Conocoto Villaflora 12,94 G.652.D 3,56 5 0,5 1 5,06

41 Guajaló Villaflora 5,87 G.652.D 1,61 3 0,3 1 2,91

42 Guajaló Guamaní 6,37 G.652.D 1,75 3 0,3 1 3,05

43 Guamaní Pintado 13,14 G.652.D 3,61 5 0,5 1 5,11

44 Pintado Quito

Centro 7,33 G.652.D 2,02 3 0,3 1 3,32

45 Monjas Quito

Centro 7,21 G.652.D 1,98 3 0,3 1 3,28

46 Monjas NGN 9,61 G.652.D 2,64 4 0,4 1 4,04

47 NGN San Rafael 4,39 G.652.D 1,21 3 0,3 1 2,51

146

Tomando en consideración la mayor distancia que corresponde al enlace

Aeropuerto y Calderón (64 km) con una pérdida de enlace calculada de 20,30 dB,

y los parámetros obtenidos de los equipos Huawei mostrados en la Tabla 3.36, se

procede a calcular el presupuesto de potencia.

Tabla 3.36. Características de módulos de los equipos OptiX OSN 6800 y 8000 [52]

Parámetro Valor Rango de potencia de transmisión del transponder ("XY) -5 a – 0dBm

Sensibilidad del receptor (PS) – 16 dBm Potencia de sobrecarga del receptor ("\�]) 0 dBm

Pérdida del multiplexor ("��Y) -8 dB Pérdida del interleaver ("�X]) -3 dB

Pérdida del WSS ("�ZZ) -8 dB Pérdida de la tarjeta de interfaz de fibra FIU ("��) -1 dB

Amplificador booster TN13OAU103 Ganancia nominal del amplificador booster EDFA (�\c) 36 dB

Rango de potencia de entrada del amplificador booster EDFA -32 a -16

dBm Potencia de salida máxima del amplificador booster EDFA

("\�X)�cY)\c)) 20 dBm

Figura de ruido del amplificador booster EDFA (NF) 5,5 dB

3.6.3.1 Lado de Transmisión

En base a la configuración a utilizar ilustrada en la Figura 3.17, el flujo de la señal

desde el transmisor o tarjeta transpondedora hasta la tarjeta FIU (Fiber Interface

Unit, Unidad de interfaz de fibra) atraviesa los siguientes módulos:

Figura 3.23. Flujo de señal en el transmisor con un amplificador

Cada elemento genera una pérdida en la potencia de la señal, por lo tanto se

necesita de un amplificador óptico en el lado de transmisión que permita aumentar

la potencia antes de que la señal salga hacia el enlace óptico.

La potencia de entrada mínima al amplificador óptico, de acuerdo a la Figura 3.23,

es de:

147

"��)\c))XY))�� = "XY)��) A "��Y A "�X] A "�� A "�ZZ ( 3.7 )

"��)\c))XY)�� = AdMN- A eMN A {MN A eMN A eMN = A{BMN-

El valor calculado está en el límite de operación del amplificador óptico (-32 a -16

dBm) con la mínima potencia de transmisión (-5 dBm). Sin embargo, el transmisor

puede alcanzar una potencia de hasta 0 dBm, consiguiendo una potencia de

entrada al amplificador de -27 dBm. De este modo se cumplen las exigencias de

potencia de entrada del amplificador N13OAU103 cuyas características fueron

indicadas en la Tabla 3.36, con el fin de lograr una ganancia estable en el rango de

1529 a 1561 nm.

Tomando en cuenta la ganancia del amplificador mencionado correspondiente a 36

dB (Tabla 3.36), se procede a calcular el rango de potencia a la salida del mismo:

"\�X)\c))XY) = "��)\c)XY T �\c

"\�X)\c))XY)� ¡ = A{BMN- T {y)MN = RMN-

"\�X)\c))XY)�� = ABxMN- T {y)MN = fMN-

Los valores calculados son menores que la potencia de salida máxima de

funcionamiento del amplificador (20 dBm), por tanto se puede garantizar que el

amplificador no se sature.

Se procede a determinar el rango de potencia a la salida de la tarjeta FIU la cual

presenta una pérdida de -1 dB según se indicó en la Tabla 3.36.

"\�X)��)XY = "\�X)\c)XY A "��

"\�X)��)XY)�gh = R�� A @MN = {MN-

"\�X)��)XY)�� = f�� A @MN = eMN-

3.6.3.2 Lado de Recepción

A continuación se procede a calcular la potencia en el lado de recepción, se debe

tomar en cuenta las pérdidas de los enlaces calculadas anteriormente. Además se

148

debe definir el modelo del amplificador a utilizar en el lado receptor, de acuerdo a

su ganancia, rango de potencia de entrada y máxima potencia de salida, las cuales

serán calculadas posteriormente.

En base a la configuración ilustrada en la Figura 3.17, el flujo de la señal desde la

tarjeta FIU hasta la tarjeta de recepción o transpondedora atraviesa los siguientes

módulos:

Figura 3.24. Flujo de la señal en el lado de recepción con un amplificador

Primero se va a definir la ganancia del amplificador a utilizar, para lo cual se debe

calcular el rango de potencia de salida mínima de amplificador que depende de la

sensibilidad del receptor, y posteriormente se calculará la potencia de entrada al

amplificador.

La potencia que llega al receptor (tarjeta transpondedora) debe ser mayor que la

sensibilidad del receptor más un margen de seguridad (debido a la degradación de

la fibra, o el aumento de conectores o empalmes). Comúnmente este margen es de

3dB y su valor se utilizará como referencia para este diseño, entonces debe

cumplirse que:

"_Y ^ #Z T a

"_Y ^ {MN A @yMN-

"_Y ^ A@{MN-

La potencia de recepción calculada en función de la potencia a la salida del

amplificador corresponde a:

"_Y = "\�X)\c)_Y A "�ZZ)t A "�ZZ)u A "�X] A "��Y

"_Y = "\�X)\c)_Y A eMN A eMN A {MN A eMN

"_Y = "\�X)\c)_Y A Bx)MN

149

Reemplazando en la condición anterior:

"\�X)\c)_Y A Bx)MN ^ A@{MN

"\�X)\c)_Y ^ @R)MN-

En recepción, se necesita un amplificador cuya potencia de salida mínima sea

mayor a 14 dBm.

El rango de potencia de entrada al amplificador se calcula a partir del rango de

potencia de salida del nodo transmisor como se observa en la Figura 3.25.

Figura 3.25. Esquema entre tarjetas FIU para el cálculo de la potencia en recepción

La potencia a la entrada de la tarjeta FIU en recepción corresponde a:

"��)��)_Y)�gh = T{MN- A "ékM�M�+)M�)��¢�+)LMNO

"��)��)_Y)�� = TeMN- A "ékM�M�+)M�)��¢�+)LMNO

La potencia de entrada al amplificador en recepción se calcula con la expresión:

"��)\c)_Y = "��)��)_Y A "��

"��)\c)_Y)�gh = L{MN- A "ékM�M�+)M�)��¢�)LMNOO A @MN

"��)\c)_Y)�gh = BMN- A "ékM�M�+)M�)��¢�)LMNO

"��)\c)_Y)�� = LeMN- A "ékM�M�+)M�)��¢�)LMNOO A @MN

"��)\c)_Y)�� = xMN- A "ékM�M�+)M�)��¢�)LMNO

La Tabla 3.37 indica el cálculo de las potencias de entrada al amplificador de

recepción para cada enlace, siguiendo el procedimiento señalado anteriormente se

obtiene:

150

Tabla 3.37. Potencia de entrada al amplificador en recepción para cada enlace

Ítem Nodo A Nodo B Pérdida del enlace

(dB) P IN OA RX MIN

(dBm) P IN OA RX MAX

(dBm) 1 Aeropuerto Calderón 20,3 -18,3 -13,3 2 Guayllabamba Quito Centro 14,03 -12,03 -7,03 3 San Rafael Tumbaco 7,1 -5,1 -0,1 4 Puembo Tumbaco 6,37 -4,37 0,63 5 Aeropuerto Yaruquí 5,63 -3,63 1,37 6 Carolina Condado 5,38 -3,38 1,62 7 Iñaquito Miravalle 5,21 -3,21 1,79 8 Guayllabamba El Quinche 5,17 -3,17 1,83 9 Guamaní Pintado 5,11 -3,11 1,89

10 Calderón La Luz 5,08 -3,08 1,92 11 Conocoto Villaflora 5,06 -3,06 1,94 12 Carapungo Pomasqui 4,89 -2,89 2,11 13 Cumbayá Tumbaco 4,59 -2,59 2,41 14 Monjas NGN 4,04 -2,04 2,96 15 Pifo Tababela 3,97 -1,97 3,03 16 Conocoto Sangolquí 3,79 -1,79 3,21 17 Iñaquito Quito Centro 3,7 -1,7 3,3 18 Pifo Puembo 3,64 -1,64 3,36 19 Checa Yaruquí 3,37 -1,37 3,63 20 Aeropuerto Tababela 3,32 -1,32 3,68 21 Pintado Quito Centro 3,32 -1,32 3,68 22 Carcelén Condado 3,31 -1,31 3,69 23 Checa El Quinche 3,3 -1,3 3,7 24 Monjas Quito Centro 3,28 -1,28 3,72 25 Cotocollao Iñaquito 3,17 -1,17 3,83 26 Guajaló Guamaní 3,05 -1,05 3,95 27 Carcelén Cotocollao 3,03 -1,03 3,97 28 Sangolquí San Rafael 3,01 -1,01 3,99 29 Calderón Carcelén 2,98 -0,98 4,02 30 Carcelén Pomasqui 2,98 -0,98 4,02 31 Cumbayá Mariscal 2,94 -0,94 4,06 32 Guajaló Villaflora 2,91 -0,91 4,09 33 Calderón Carapungo 2,87 -0,87 4,13 34 Iñaquito Mariscal 2,87 -0,87 4,13 35 Florida Iñaquito 2,68 -0,68 4,32 36 Cumbayá Miravalle 2,68 -0,68 4,32 37 Iñaquito Monteserrín 2,67 -0,67 4,33 38 NGN San Rafael 2,51 -0,51 4,49 39 Carondelet Florida 2,46 -0,46 4,54 40 Mariscal Quito Centro 2,44 -0,44 4,56 41 Carolina Monteserrín 2,43 -0,43 4,57 42 Carolina Carondelet 2,22 -0,22 4,78 43 Iñaquito La Luz 2 0 5 44 Data Center 1 NGN 1,55 0,45 5,45 45 Data Center 2 NGN 1,55 0,45 5,45

46 Est. Terrena

IPTV NGN 1,55 0,45 5,45


IPTV 1,55 0,45 5,45

151

El rango de potencia de entrada al amplificador de recepción para el enlace

Aeropuerto – Calderón es de -18,3 dBm hasta -13,3 dBm. Y la ganancia mínima de

este amplificador será de:

�\c)_Y)�� = "\�X)\c)�� A "��)\c)��

�\c))_Y)�� = @RMN- A LA@eI{MN-O = {BI{MN

Por lo tanto el amplificador seleccionado para este enlace es el TN13OAU105, pues

tiene las siguientes características técnicas:

Tabla 3.38. Características del pre amplificador TN13OAU105 [52]

Parámetro del amplificador Valor

Ganancia nominal 34 dB

Rango de potencia de entrada -32 a -11 dBm

Figura de ruido 6 dB

De acuerdo a la Tabla 3.37, el rango de potencia a la entrada al amplificador de

recepción para el enlace Guayllabamba – Quito Centro es de -12,03 dBm hasta -

7,03 dBm. Y la ganancia mínima de este amplificador será de:

�\c)_Y)�� = "\�X)\c)�� A "��)\c)��

�\c))_Y)�� = @RMN- A LA@BIW{MN-O = ByIW{MN

Por lo tanto el amplificador seleccionado para este enlace es el TN13OAU107C,

pues tiene las siguientes características técnicas:

Tabla 3.39. Características del pre amplificador TN13OAU107C [52]




Figura de ruido 5,5 dB

De acuerdo a la Tabla 3.37, el rango de potencia de entrada al amplificador de

recepción para el enlace San Rafael – Tumbaco es de -5,1 dBm hasta -0,1 dBm. Y

la ganancia mínima de este amplificador será de:

152

�\c)_Y)�� = "\�X)\c)�� A "��)\c)��

�\c))_Y)�� = @RMN- A LAdI@MN-O = @fI@MN

Por lo tanto el amplificador seleccionado para este enlace es el TN13OAU107,

cuyas características técnicas se indican en Tabla 3.40.

Tabla 3.40. Características del pre amplificador TN13OAU107 [52]




Figura de ruido 6 dB

Para los enlaces cuya potencia mínima a la entrada del amplificador de recepción

se encuentra en el rango de -4,37 hasta 0,45 dBm, la ganancia mínima requerida

de sus amplificadores será de:

�\c)_Y = "\�X)\c)�� A "��)\c)

�\c))_Y = @RMN- A LARI{x�N-O = @eI{xMN

El amplificador seleccionado para estos casos es el TN13OAU107B, pues tiene las

siguientes características técnicas:

Tabla 3.41. Características del pre amplificador TN13OAU107B



Rango de potencia de entrada -25 a 4 dBm

Figura de ruido 7,5 dB

En la Tabla 3.42 se muestran los amplificadores utilizados en todos los enlaces de

acuerdo al rango de potencia de entrada y a la ganancia mínima calculada.

Cada amplificador establecido para el enlace se debe utilizar en el lado receptor

tanto del nodo A como del nodo B.

153

Tabla 3.42. Amplificador de recepción requerido para cada nodo del enlace

Ítem Nodo A Nodo B P IN OA RX

MIN (dBm)

P IN OA RX

MAX (dBm)

Ganancia OA MIN

(dB) Modelo OA RX

1 Aeropuerto Calderón -18,3 -13,3 32,3 TN13OAU105 2 Guayllabamba Quito Centro -12,03 -7,03 26,03 TN13OAU107C 3 San Rafael Tumbaco -5,1 -0,1 19,1 TN13OAU107 4 Puembo Tumbaco -4,37 0,63 18,37 TN13OAU107B 5 Aeropuerto Yaruquí -3,63 1,37 17,63 TN13OAU107B 6 Carolina Condado -3,38 1,62 17,38 TN13OAU107B 7 Iñaquito Miravalle -3,21 1,79 17,21 TN13OAU107B 8 Guayllabamba El Quinche -3,17 1,83 17,17 TN13OAU107B 9 Guamaní Pintado -3,11 1,89 17,11 TN13OAU107B

10 Calderón La Luz -3,08 1,92 17,08 TN13OAU107B 11 Conocoto Villaflora -3,06 1,94 17,06 TN13OAU107B 12 Carapungo Pomasqui -2,89 2,11 16,89 TN13OAU107B 13 Cumbayá Tumbaco -2,59 2,41 16,59 TN13OAU107B 14 Monjas NGN -2,04 2,96 16,04 TN13OAU107B 15 Pifo Tababela -1,97 3,03 15,97 TN13OAU107B 16 Conocoto Sangolquí -1,79 3,21 15,79 TN13OAU107B 17 Iñaquito Quito Centro -1,7 3,3 15,7 TN13OAU107B 18 Pifo Puembo -1,64 3,36 15,64 TN13OAU107B 19 Checa Yaruquí -1,37 3,63 15,37 TN13OAU107B 20 Aeropuerto Tababela -1,32 3,68 15,32 TN13OAU107B 21 Pintado Quito Centro -1,32 3,68 15,32 TN13OAU107B 22 Carcelén Condado -1,31 3,69 15,31 TN13OAU107B 23 Checa El Quinche -1,3 3,7 15,3 TN13OAU107B 24 Monjas Quito Centro -1,28 3,72 15,28 TN13OAU107B 25 Cotocollao Iñaquito -1,17 3,83 15,17 TN13OAU107B 26 Guajaló Guamaní -1,05 3,95 15,05 TN13OAU107B 27 Carcelén Cotocollao -1,03 3,97 15,03 TN13OAU107B 28 Sangolquí San Rafael -1,01 3,99 15,01 TN13OAU107B 29 Calderón Carcelén -0,98 4,02 14,98 TN13OAU107B 30 Carcelén Pomasqui -0,98 4,02 14,98 TN13OAU107B 31 Cumbayá Mariscal -0,94 4,06 14,94 TN13OAU107B 32 Guajaló Villaflora -0,91 4,09 14,91 TN13OAU107B 33 Calderón Carapungo -0,87 4,13 14,87 TN13OAU107B 34 Iñaquito Mariscal -0,87 4,13 14,87 TN13OAU107B 35 Florida Iñaquito -0,68 4,32 14,68 TN13OAU107B 36 Cumbayá Miravalle -0,68 4,32 14,68 TN13OAU107B 37 Iñaquito Monteserrín -0,67 4,33 14,67 TN13OAU107B 38 NGN San Rafael -0,51 4,49 14,51 TN13OAU107B 39 Carondelet Florida -0,46 4,54 14,46 TN13OAU107B 40 Mariscal Quito Centro -0,44 4,56 14,44 TN13OAU107B 41 Carolina Monteserrín -0,43 4,57 14,43 TN13OAU107B 42 Carolina Carondelet -0,22 4,78 14,22 TN13OAU107B 43 Iñaquito La Luz 0 5 14 TN13OAU107B 44 Data Center 1 NGN 0,45 5,45 13,55 TN13OAU107B 45 Data Center 2 NGN 0,45 5,45 13,55 TN13OAU107B 46 Est. Terrena IPTV NGN 0,45 5,45 13,55 TN13OAU107B


IPTV 0,45

5,45 13,55 TN13OAU107B

154

Todos los amplificadores a utilizar integran un atenuador óptico variable antes de

la etapa de amplificación, el mismo que permite ajustar la potencia de entrada del

amplificador óptico a su potencia nominal (características técnicas). De este modo,

las potencias que sobrepasen el rango de operación del amplificador, pueden ser

atenuadas y ajustadas a un valor adecuado [52].

· Cálculo de la potencia de recepción

La mínima potencia que llega a la tarjeta de recepción (RX) para cada uno de los

enlaces se calcula con las siguientes ecuaciones en base al diagrama de recepción

mostrado en la Figura 3.24.

"_Y)�gh = "��)\c)_Y)�� T �\c)_Y A "�ZZ A "�ZZ A "�X] A "��Y ( 3.8 )

"_Y)�gh = "��)\c)_Y)�� T �\c)_Y A eMN A eMN A {MN A eMN

"_Y)�gh = "��)\c)_Y)�� T �\c)_Y A BxMN

Por ejemplo, la potencia de entrada mínima que ingresa al amplificador óptico de

recepción entre en enlace Carondelet y Florida es de -0,46 dBm (Tabla 3.42), y la

ganancia del amplificador respectivo es 19 dB (Tabla 3.41), entonces la mínima

potencia que llega al receptor es de:

"_Y)�gh = AWIRyMN- T @f�� A BxMN = AeIRyMN-

La potencia recepción mínima está 7,54 dB por arriba de la sensibilidad del receptor

que es de -16 dBm (ver Tabla 3.36), es decir, se tiene un margen de seguridad

mínimo de 7,54 dB.

En la Tabla 3.43 se muestra los resultados de estos cálculos para cada uno de los

enlaces de la red rediseñada.

Con los preamplificadores seleccionados la potencia de recepción supera por más

de 3,63 dB a la sensibilidad del receptor (-16 dBm), por lo tanto cumplen con un

adecuado margen de seguridad.

155

Tabla 3.43. Potencia de recepción y margen de seguridad

Ítem Nodo A Nodo B P IN OA RX MIN

(dBm) G OA RX

(dB) P RX MIN

(dBm) MS

(dB) 1 Aeropuerto Calderón -18,3 34 -11,3 4,7 2 Guayllabamba Quito Centro -12,03 27 -12,03 3,97 3 San Rafael Tumbaco -5,1 22 -10,1 5,9 4 Puembo Tumbaco -4,37 19 -12,37 3,63 5 Aeropuerto Yaruquí -3,63 19 -11,63 4,37 6 Carolina Condado -3,38 19 -11,38 4,62 7 Iñaquito Miravalle -3,21 19 -11,21 4,79 8 Guayllabamba El Quinche -3,17 19 -11,17 4,83 9 Guamaní Pintado -3,11 19 -11,11 4,89

10 Calderón La Luz -3,08 19 -11,08 4,92 11 Conocoto Villaflora -3,06 19 -11,06 4,94 12 Carapungo Pomasqui -2,89 19 -10,89 5,11 13 Cumbayá Tumbaco -2,59 19 -10,59 5,41 14 Monjas NGN -2,04 19 -10,04 5,96 15 Pifo Tababela -1,97 19 -9,97 6,03 16 Conocoto Sangolquí -1,79 19 -9,79 6,21 17 Iñaquito Quito Centro -1,7 19 -9,7 6,3 18 Pifo Puembo -1,64 19 -9,64 6,36 19 Checa Yaruquí -1,37 19 -9,37 6,63 20 Aeropuerto Tababela -1,32 19 -9,32 6,68 21 Pintado Quito Centro -1,32 19 -9,32 6,68 22 Carcelén Condado -1,31 19 -9,31 6,69 23 Checa El Quinche -1,3 19 -9,3 6,7 24 Monjas Quito Centro -1,28 19 -9,28 6,72 25 Cotocollao Iñaquito -1,17 19 -9,17 6,83 26 Guajaló Guamaní -1,05 19 -9,05 6,95 27 Carcelén Cotocollao -1,03 19 -9,03 6,97 28 Sangolquí San Rafael -1,01 19 -9,01 6,99 29 Calderón Carcelén -0,98 19 -8,98 7,02 30 Carcelén Pomasqui -0,98 19 -8,98 7,02 31 Cumbayá Mariscal -0,94 19 -8,94 7,06 32 Guajaló Villaflora -0,91 19 -8,91 7,09 33 Calderón Carapungo -0,87 19 -8,87 7,13 34 Iñaquito Mariscal -0,87 19 -8,87 7,13 35 Florida Iñaquito -0,68 19 -8,68 7,32 36 Cumbayá Miravalle -0,68 19 -8,68 7,32 37 Iñaquito Monteserrín -0,67 19 -8,67 7,33 38 NGN San Rafael -0,51 19 -8,51 7,49 39 Carondelet Florida -0,46 19 -8,46 7,54 40 Mariscal Quito Centro -0,44 19 -8,44 7,56 41 Carolina Monteserrín -0,43 19 -8,43 7,57 42 Carolina Carondelet -0,22 19 -8,22 7,78 43 Iñaquito La Luz 0 19 -8 8 44 Data Center 1 NGN 0,45 19 -7,55 8,45 45 Data Center 2 NGN 0,45 19 -7,55 8,45

46 Est. Terrena

IPTV NGN 0,45 19 -7,55 8,45


IPTV 0,45 19 -7,55 8,45

156

3.6.4 RELACIÓN SEÑAL A RUIDO ÓPTICA (OSNR)

La OSNR (Optical Signal Noise Ratio, Relación Señal a Ruido Óptica) es un

parámetro muy importante que permite evaluar la calidad de un enlace de fibra

óptica debido a que está relacionado con el BER (Bit Error Rate, Tasa de Bit

Errado), sin embargo es más fácil de calcular.

La OSNR indica la relación entre la potencia de la señal y la potencia del ruido

óptico en algún punto del enlace, sin embargo el objetivo es cuantificar la OSNR en

recepción.

Aplicando la ecuación ( 1.13 ) se calcula la relación señal a Ruido a la salida de los

amplificadores:

àQb\cLMNO = @deIf{ T "gh)\cLMN-O A QiLMNO A @Wloj)LNkO

La portadora óptica a ocupar tiene un ancho de banda de 0,3 nm que en el dominio

de la frecuencia equivale a 37,5 GHz.

Reemplazando en la ecuación anterior:

àQb\c)LMNO = @deIf{ T "gh)\c)LMN-O A QiLMNO A @Wloj)L{xIdz@W£O

àQb\cLMNO = @deIf{ A @WdIxR T "ghLMN-O A QiLMNO

àQb\cLMNO = d{I@f T "ghLMN-O A QiL�NO ( 3.9 )

Como ejemplo, se realiza los cálculos para obtener la OSNR mínima y máxima en

el enlace Aeropuerto – Calderón, el cual consta de los siguientes amplificadores:

Figura 3.26. Amplificadores ópticos distribuidos entre el enlace Aeropuerto – Calderón

La OSNR mínima se va a calcular en base a la mínima potencia de transmisión que

sale de la tarjeta transpondedora, y es de -5 dBm.

157

Primer amplificador:

àQb\c)XY)�gh = d{I@f T LA{BMN-O A dIdMN = @dIyf)MN ¤ {xIWx)

Segundo amplificador:

àQb\c)_Y = d{I@f T LA@eI{MN-O A yMN = BeIefMN ¤ xxRIRy

Aplicando la ecuación ( 1.14 ) se calcula la OSNR total:

@àQbX )=

@àQb\c)XY T

@àQb\c)_Y

@àQbX )=

@{xIWx T

@xRRIRy = BeIByz@W¥¦

àQbX = {dI{x) ¤ @dIRf)MN

La OSNR mínima obtenida para el enlace Aeropuerto – Calderón es de 15,49 dB,

Con canales de 40 Gbps (BPSK) la OSNR debe ser mayor que 14 dB

aproximadamente, con canales de 100 Gbps (QPSK) la OSNR debe ser mayor que

18 dB aproximadamente. Por lo tanto, si este enlace utiliza canales de 40 Gbps con

la potencia de transmisión mínima (-5dBm) la OSNR calculada es aceptable, sin

embargo, con canales de 100 Gbps se debe aumentar la potencia de transmisión

[66].

En las Tablas 3.44 y 3.45 se presentan los cálculos de la OSNR mínima y máxima

de los enlaces de la red rediseñada, obtenidas con el uso de la ecuación (3.9).

Tabla 3.44. Cálculo de la OSNR en condiciones mínimas

Ítem Nodo A Nodo B P IN OA TX MIN

(dBm) NF OA

TX (dB) P IN OA RX MIN

(dBm) NF OA RX

(dB) OSNR T MIN

(dB)

1 Aeropuerto Calderón -32 5,5 -18,3 6 15,487

2 Guayllabamba Quito Centro -32 5,5 -12,03 5,5 15,646

3 San Rafael Tumbaco -32 5,5 -5,1 6 15,680

4 Puembo Tumbaco -32 5,5 -4,37 7,5 15,678

5 Aeropuerto Yaruquí -32 5,5 -3,63 7,5 15,680

6 Carolina Condado -32 5,5 -3,38 7,5 15,681

7 Iñaquito Miravalle -32 5,5 -3,21 7,5 15,681

8 Guayllabamba El Quinche -32 5,5 -3,17 7,5 15,681

9 Guamaní Pintado -32 5,5 -3,11 7,5 15,681

158

Ítem Nodo A Nodo B P IN OA TX MIN

(dBm) NF OA TX

(dB) P IN OA RX MIN

(dBm) NF OA RX

(dB) OSNR T MIN

(dB)

10 Calderón La Luz -32 5,5 -3,08 7,5 15,681

11 Conocoto Villaflora -32 5,5 -3,06 7,5 15,681

12 Carapungo Pomasqui -32 5,5 -2,89 7,5 15,682

13 Cumbayá Tumbaco -32 5,5 -2,59 7,5 15,682

14 Monjas NGN -32 5,5 -2,04 7,5 15,683

15 Pifo Tababela -32 5,5 -1,97 7,5 15,683

16 Conocoto Sangolquí -32 5,5 -1,79 7,5 15,683

17 Iñaquito Quito Centro -32 5,5 -1,7 7,5 15,684

18 Pifo Puembo -32 5,5 -1,64 7,5 15,684

19 Checa Yaruquí -32 5,5 -1,37 7,5 15,684

20 Aeropuerto Tababela -32 5,5 -1,32 7,5 15,684

21 Pintado Quito Centro -32 5,5 -1,32 7,5 15,684

22 Carcelén Condado -32 5,5 -1,31 7,5 15,684

23 Checa El Quinche -32 5,5 -1,3 7,5 15,684

24 Monjas Quito Centro -32 5,5 -1,28 7,5 15,684

25 Cotocollao Iñaquito -32 5,5 -1,17 7,5 15,684

26 Guajaló Guamaní -32 5,5 -1,05 7,5 15,684

27 Carcelén Cotocollao -32 5,5 -1,03 7,5 15,684

28 Sangolquí San Rafael -32 5,5 -1,01 7,5 15,685

29 Calderón Carcelén -32 5,5 -0,98 7,5 15,685

30 Carcelén Pomasqui -32 5,5 -0,98 7,5 15,685

31 Cumbayá Mariscal -32 5,5 -0,94 7,5 15,685

32 Guajaló Villaflora -32 5,5 -0,91 7,5 15,685

33 Calderón Carapungo -32 5,5 -0,87 7,5 15,685

34 Iñaquito Mariscal -32 5,5 -0,87 7,5 15,685

35 Florida Iñaquito -32 5,5 -0,68 7,5 15,685

36 Cumbayá Miravalle -32 5,5 -0,68 7,5 15,685

37 Iñaquito Monteserrín -32 5,5 -0,67 7,5 15,685

38 NGN San Rafael -32 5,5 -0,51 7,5 15,685

39 Carondelet Florida -32 5,5 -0,46 7,5 15,685

40 Mariscal Quito Centro -32 5,5 -0,44 7,5 15,685

41 Carolina Monteserrín -32 5,5 -0,43 7,5 15,685

42 Carolina Carondelet -32 5,5 -0,22 7,5 15,685

43 Iñaquito La Luz -32 5,5 0 7,5 15,686

44 Data Center 1 NGN -32 5,5 0,45 7,5 15,686

45 Data Center 2 NGN -32 5,5 0,45 7,5 15,686

46 Est. Terrena IPTV NGN -32 5,5 0,45 7,5 15,686

47 Data Center 2 Est. Terrena IPTV -32 5,5 0,45 7,5 15,686

Como se observa en la tabla anterior, todos los valores de OSNR son de

aproximadamente 15 dB, lo cual es un valor tolerable para canales de 40 Gbps

(OSNR>15 dB). Sin embargo, con canales de 100 Gbps se requiere de un mayor

valor de la OSNR (OSNR>18 dB) para garantizar una baja tasa de bits errados

(BER<10-8) en el lado receptor.

159

Tabla 3.45. Cálculo de la OSNR en condiciones máximas

Ítem Nodo A Nodo B P IN OA TX MAX

(dBm) NF OA TX

(dB) P IN OA RX MAX

(dBm) NF OA RX

(dB) OSNR T

MAX (dB) 1 Aeropuerto Calderón -27 5,5 -13,3 6 20,487 2 Guayllabamba Quito Centro -27 5,5 -7,03 5,5 20,646 3 San Rafael Tumbaco -27 5,5 -0,1 6 20,680 4 Puembo Tumbaco -27 5,5 0,63 7,5 20,678 5 Aeropuerto Yaruquí -27 5,5 1,37 7,5 20,680 6 Carolina Condado -27 5,5 1,62 7,5 20,681 7 Iñaquito Miravalle -27 5,5 1,79 7,5 20,681 8 Guayllabamba El Quinche -27 5,5 1,83 7,5 20,681 9 Guamaní Pintado -27 5,5 1,89 7,5 20,681

10 Calderón La Luz -27 5,5 1,92 7,5 20,681 11 Conocoto Villaflora -27 5,5 1,94 7,5 20,681 12 Carapungo Pomasqui -27 5,5 2,11 7,5 20,682 13 Cumbayá Tumbaco -27 5,5 2,41 7,5 20,682 14 Monjas NGN -27 5,5 2,96 7,5 20,683 15 Pifo Tababela -27 5,5 3,03 7,5 20,683 16 Conocoto Sangolquí -27 5,5 3,21 7,5 20,683 17 Iñaquito Quito Centro -27 5,5 3,3 7,5 20,684 18 Pifo Puembo -27 5,5 3,36 7,5 20,684 19 Checa Yaruquí -27 5,5 3,63 7,5 20,684 20 Aeropuerto Tababela -27 5,5 3,68 7,5 20,684 21 Pintado Quito Centro -27 5,5 3,68 7,5 20,684 22 Carcelén Condado -27 5,5 3,69 7,5 20,684 23 Checa El Quinche -27 5,5 3,7 7,5 20,684 24 Monjas Quito Centro -27 5,5 3,72 7,5 20,684 25 Cotocollao Iñaquito -27 5,5 3,83 7,5 20,684 26 Guajaló Guamaní -27 5,5 3,95 7,5 20,684 27 Carcelén Cotocollao -27 5,5 3,97 7,5 20,684 28 Sangolquí San Rafael -27 5,5 3,99 7,5 20,685 29 Calderón Carcelén -27 5,5 4 7,5 20,685 30 Carcelén Pomasqui -27 5,5 4 7,5 20,685 31 Cumbayá Mariscal -27 5,5 4 7,5 20,685 32 Guajaló Villaflora -27 5,5 4 7,5 20,685 33 Calderón Carapungo -27 5,5 4 7,5 20,685 34 Iñaquito Mariscal -27 5,5 4 7,5 20,685 35 Florida Iñaquito -27 5,5 4 7,5 20,685 36 Cumbayá Miravalle -27 5,5 4 7,5 20,685 37 Iñaquito Monteserrín -27 5,5 4 7,5 20,685 38 NGN San Rafael -27 5,5 4 7,5 20,685 39 Carondelet Florida -27 5,5 4 7,5 20,685 40 Mariscal Quito Centro -27 5,5 4 7,5 20,685 41 Carolina Monteserrín -27 5,5 4 7,5 20,685 42 Carolina Carondelet -27 5,5 4 7,5 20,685 43 Iñaquito La Luz -27 5,5 4 7,5 20,685 44 Data Center 1 NGN -27 5,5 4 7,5 20,685 45 Data Center 2 NGN -27 5,5 4 7,5 20,685

46 Est. Terrena

IPTV NGN -27 5,5 4 7,5 20,685


IPTV -27 5,5 4 7,5 20,685

160

Con una potencia de transmisión máxima (0dBm), la OSNR toma valores cercanos

a los 20 dB (Tabla 3.45) y se cumple con el requerimiento mínimo de OSNR

(OSNR> 18 dB) con el uso canales de 100 Gbps.

3.7 PLAN DE MIGRACIÓN

El plan de migración consiste en un conjunto de procesos que permiten ejecutar el

objetivo de un proyecto y se lo realiza mediante actividades específicas, las cuales

son indicadas a continuación en base a las recomendaciones del personal de CNT

EP.

3.7.1 ACTIVIDAD 1. CUANTIFICACIÓN DE MATERIALES

3.7.1.1 Procedimiento

Se realiza una visita a cada uno de los sitios para establecer la ubicación de los

nuevos equipos, también se determina las distancias requeridas para colocar las

escalerillas y canaletas desde los nuevos equipos hacia los tableros de energía o

hacia los ODFs en caso de requerirlos. Posteriormente se reúne toda esta

información y se la proyecta en un plano del sitio.

3.7.1.2 Mano de obra y recursos necesarios para ejecutar la actividad

Se identifican los equipos, materiales, suministros y la mano de obra necesaria para

ejecutar cada actividad.

· Personal en obra: 1 ingeniero, 2 técnico y 2 ayudantes.

· Herramientas: equipos de mano.

3.7.1.3 Duración de la actividad

· La cuadrilla puede obtener información de 2 nodos cercanos por día.

· Considerando 37 nodos la duración de la actividad es de 4 semanas.

3.7.2 ACTIVIDAD 2: INSTALACIÓN Y PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO DE

LOS EQUIPOS


· Se dirige a cada uno de los sitios para instalar los racks que alojarán los

161

nuevos equipos DWDM en caso de requerirlos.

· Se realiza la instalación del equipo óptico y eléctrico DWDM.

· Se procede a instalar las escalerillas con el cableado eléctrico necesario para energizar los equipos.

· Por último se realiza una prueba de funcionamiento del equipo.


· Personal en obra: 1 ingeniero, 2 técnicos, 2 ayudantes.

· Herramienta menor: equipo de mano


· Se considera una duración de 2 días por cada nodo.

· Duración: 15 semanas

3.7.3 ACTIVIDAD 3: INSTALACIÓN DE ODFS Y MÓDULOS EN EQUIPOS


Una vez que las pruebas de funcionamiento tengan una respuesta exitosa, se

procede a:

· Instalar los equipos ODFs de línea.

· Instalar los módulos necesarios como: tarjetas tributarias, de línea, multiplexores, WSS, etc.

· Realizar el patcheo desde el equipo DWDM hacia los ODFs tanto de línea como de servicio de acuerdo a los puertos designados para su configuración.

· Realizar las conexiones necesarias mediante patchcords de fibra para la comunicación entre módulos.


· Personal en obra: 2 ingeniero, 2 técnicos, 2 ayudantes.


162


· Se puede considerar 1 día por nodo.


3.7.4 ACTIVIDAD 4: CONFIGURACIÓN DE SERVICIOS


· Configurar localmente un nombre y una dirección IP a los equipos nuevos,

para que puedan ser gestionados a través del software correspondiente.

· Verificar la interconexión entre todos los equipos DWDM y comprobar la

adecuada potencia de salida en las tarjetas de línea.

· Configurar los servicios remotamente, para lo cual se deben tener

conectadas las tarjetas de línea con los puertos del multiplexor

adecuadamente para que trabajen en el sistema coloreado.

· La migración de los servicios debe realizarse durante la noche,

preferiblemente de 10 pm a 2 am, horario donde hay menor tráfico de

información, aproximadamente se logra migrar 8 servicios cada 4 horas, y

se debe realizar pruebas de funcionamiento durante las siguientes 24 horas.


· Personal en obra: 2 ingenieros


· Equipo especializado: computador con software de gestión, analizador de

tramas.



Entonces la duración de las actividades es de 41 semanas.

163

CAPÍTULO 4

ANÁLISIS DE COSTOS

En el presente capítulo se presentan las propuestas de equipos obtenidas de tres

fabricantes para determinar aquel que cumpla de mejor manera con los

requerimientos tanto técnicos como económicos y posteriormente definir la

viabilidad del proyecto.

4.1 PROPUESTAS DE EQUIPOS

Se busca equipos de diferentes fabricantes que cumplan con los requerimientos

técnicos del diseño propuesto, los cuales son:

· Equipos DWDM con funcionalidad ROADM.

· Capacidad mínima de cross conexión desde 100 Gbps hasta 2 Tbps (Ver

Tabla 3.11).

· Capacidad de trabajar con 40 lambdas, con espaciamiento de acuerdo a la

recomendación de la ITU-T G.694.1 en la banda C.

· Capacidad de trabajar con lambdas de 40 y 100 Gbps.

· Tarjetas de línea con funcionalidad coherente.

· Funcionamiento como OTN para servicios GE, STM 16, STM 64, 10 GE y

100 GE.

· Disponibilidad de tarjetas multirate de hasta 2,67 Gbps.

· ROADM con módulos WSS de hasta 7 grados de libertad.

· Amplificador boosters EDFA con ganancia mínima de 36 dB y con

atenuadores ópticos variables. Ver sección 3.6.3.1.

· Pre amplificadores EDFA con ganancias mínimas de: 20, 27 y 33 dB. Ver

3.6.3.2.

164

4.1.1 HUAWEI [52]

Trabaja con una serie de equipos que funcionan a nivel de capa 1 y 2 (WDM/OTN),

los cuales ofrecen flexibilidad SDH, facilitan la integración de tecnologías

WDM/OTN, ROADM, ASON, entre otras.

· OptiX OSN 8800

Figura 4.1. Huawei OptiX 8800 [52]

Tabla 4.1. Especificaciones técnicas de equipos OptiX 8800 [52]

Huawei OptiX OSN 8800

Especificaciones técnicas

Topología Punto a punto, estrella, anillo, anillos en cadena, anillo tangente, anillos

intersecantes, malla.

Máximo número

de longitudes de

onda

DWDM: 96 canales, CWDM: 8 canales

Espectro de

trabajo

DWDM: 1529,16 nm a 1567,13nm (Banda C extendida, ITU-T G.694.1)

CWDM: 1471 nm a 1611 nm (Banda S+C+L, ITU-T G.694.2)

Capacidad cross-

conexión

T16: 1,6 Tbps

T32: 2,56 Tbps

T64: 6,4 Tbps

Tipos de servicio SDH, SONET, Ethernet, SAN, OTN, Video

Velocidades de

línea 2,5 Gbps, 10 Gbps, 40 Gbps, 100 Gbps

Multiplexores

ópticos add/drop ROADMs hasta 20 grados / OADM fijos

Protección

A nivel OTN: protección óptica de línea, 1+1, SNCP a nivel ODU y a nivel

tributario, SPRing, OWSP

A nivel de equipo: Redundancia de ventilación, en sistema de control y

comunicación.

165

Huawei OptiX OSN 8800

Dimensiones Ancho: 498mm, Alto: 900 mm, Profundidad 295mm

T16: 16 SLOTS de servicio



Energía de entrada -48 VDC /-60 V DC

Amplificación

EDFA, Ramán, Híbrida.

Rango de potencia de salida de amplificador: 20 dBm a 26 dBm

Ganancia del amplificador: 41 dB

4.1.2 ECI (THE ELASTIC NETWORK [67]

· Apollo OPT 9608 [67]

Figura 4.2. Apollo OPT 9608 [67]

El equipo Apollo OPT 9608 es una plataforma de transporte óptico DWDM que

trabaja desde nivel de acceso hasta niveles regionales, cuyas características

técnicas se presentan en la tabla a continuación:

Tabla 4.2. Especificaciones técnicas Apollo OPT 9068 [67]

APOLLO OPT 9068


Topología Malla, estrella, anillo, punto a punto

Espectro de trabajo Banda C extendida: 50 GHz /96 canales y 100 GHz /48 canales

Capacidad de cross conexión 3,2 Tbps de capacidad total

Interfaces servicio Ethernet (1GE, 10GE, 40GE, 100GE)

SDH/SONET (STM-1,4,16,64)

OTU (1,2,2e,3,4)

Interfaces DWDM OTU1 (2,5 Gbps)

OTU2/2e (10 Gbps)

OTU3e (40 Gbps)

OTU4 (100 Gbps)

Multiplexores ópticos

add/drop ROADMs de 2, 4, 9 y 20 grados

Colorless, Directionless and Contentionless (CDC)

Fixed OADM

166

APOLLO OPT 9068

Amplificación EDFA, Ramán, Híbrida,

Rango de potencia de salida del amplificador: 16 dBm a 26 dBm

Ganancia del amplificador: hasta 40 dB

Protección OCH 1+1, OLP, OMSP, Y, DRI/DNI

Dimensiones Ancho: 19 “(482,6mm), Alto: 221mm, Profundidad 253mm

8 SLOTS de servicio

Energía de entrada -40,5 VDC a -75 VDC

4.1.3 ALCATEL LUCENT [68]

Alcatel es una empresa reconocida que provee de equipos con tecnología DWDM.

La familia de equipos 1830 Photonic Service Switch provee capacidades CWDM,

DWDM y OTN.

· 1830 Photonic Service Switch [68]

Figura 4.3. Equipo 1830 PSS-16 de Alcatel Lucent [68]

Figura 4.4. Equipo 1830 PSS-32 de Alcatel Lucent [68]

167

Los equipos PSS-16 y PSS-32 proveen múltiples servicios en redes de transporte

regionales y metropolitanas, cuyas características se detallan en la Tabla 4.3:

Tabla 4.3. Especificaciones técnicas de equipos 1830 Photonic Service Switch [68]

1830 PHOTONIC SERVICE SWITCH


Redes Agregación y transporte

Máximo número de longitudes de

onda

88 canales, espaciamiento de 50 GHz

Espectro de trabajo Plan espectral de acuerdo a la ITU-T G.694.1

Sincronización de acuerdo a la ITU-T G.8261/G.8262/G.781

Capacidad cross-conexión PSS 16: 1,6 Tbps

PSS 32: 8 Tbps

Tipos de servicio SDH / SONET /ETHERNET

Velocidades de puertos línea 10 Gbps, 100 Gbps, 200 Gbps

Multiplexores ópticos add/drop ROADM de hasta 20 grados

Protección 1+1 OCh, OMSP, OLP sobre líneas DWDM

Dimensiones PSS-16

Alto: 354,88 mm (13,9”)

Ancho: 440 mm (17,3”)

Profundidad: 325 mm (12,7”)

8 SLOTS

PSS-32

Alto: 622 mm (24,5”)

Ancho: 483 mm (19”)

Profundidad: 300 mm (12”)

16 SLOTS

Energía de entrada PSS 16: 48V DC, 110/220 V AC

PSS 32: 48 V DC, 115/240 V AC

Amplificación Ganancia hasta 40 dB con amplificación híbrida

Ganancia de hasta 31 dB con amplificación EDFA

4.2 CRITERIOS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS

Una vez que han sido evaluadas las características de los equipos se determina

que, en cada caso los respectivos equipos cumplen con los requerimientos

técnicos. Ahora es importante determinar un criterio adicional que permita

seleccionar de manera justificada uno de ellos.

El criterio que se debe considerar en busca de esta decisión tiene que ver

estrictamente con el perfil económico, sin embargo el presente trabajo tiene una

cláusula de confidencialidad que exige CNT EP, por lo cual no se muestra la

168

información exacta de precios de equipos ofertados por Huawei, el cual es

proveedor actual de CNT EP.

Las ofertas de los equipos de otros proveedores son referenciales, y han sido

obtenidas mediante colaboración de ECI y Alcatel, en base a la topología de la red

rediseñada, y al número de equipos y tarjetas calculados de Huawei.

4.2.1 PROPUESTA DE HUAWEI

CNT EP proporcionó los precios unitarios de las tarjetas, equipos y licencias de

Huawei para poder armar el presupuesto, sin embargo solicitó que para efectos de

este trabajo la información no sea publicada. Por lo que basados en la cantidad de

tarjetas y equipos calculados en el capítulo 3, se elabora una estimación del

presupuesto de materiales y equipos, y licenciamiento de software para el rediseño

planteado, el cual se presenta en los ítems 1 y 2 de la Tabla 4.4.

Tabla 4.4. Propuesta económica de la red con equipos Huawei

Ítem Rubro Precio Total 1. EQUIPOS Y MATERIALES (SUBTOTAL1) $ 5.904.572,88

1.1 Subracks $ 13.689,80 1.2 Unidades de cross conexión $ 17.811,24 1.3 Tarjetas $ 5.591.901,70 1.4 Sistema de Energía $ 281.170,14 2. LICENCIAMIENTO DE SOFTWARE U2000-T (SUBTOTAL 2) $ 4.654,00 3. INSTALACIÓN E INGENIERÍA (SUBTOTAL 3) $ 24.600,00

3.1 Nodo Carapungo-Carondelet-Checa-Cumbayá-Data Center1-Data Center2-El Quinche-Est. Terrena IPTV-Florida-Guayllabamba-La Luz-Monteserrín-Pifo-Pomasqui-Puembo-Sangolquí-Yaruquí

$ 13.240,00

3.1.1 Instalacion de subracks 8800 t16 y módulos 3.1.2 Configuración de equipos

3.2 Nodo Carapungo-Carondelet-Checa-Cotocollao-Data Center 1-El Quinche-Est. Terrena IPTV -Florida -Guayllabamba-La Luz-Monteserrín-Pifo-Pomasqui-Puembo-Tababela-Yaruquí

$ 8.160,00

3.2.1 Instalación de subracks 6800 y módulos 3.2.2 Configuración de equipos

3.3 Nodo Conocoto-Guamaní-Iñaquito-Monjas-NGN-Pintado-Quito Centro-Sangolquí

$ 3.200,00

3.3.1 Desinstalación y reubicación de subracks 6800 3.3.2 Instalación de subracks 6800 y módulos 3.3.3 Configuración de equipos

4. CAPACITACIÓN $ 12.946,00 5. MANTENIMIENTO $ 28.000,00

TOTAL=SUBTOTAL1+SUBTOTAL2+SUBTOTAL 3, SIN IVA $ 5.974.772,88

169

La instalación e ingeniería incluyen la instalación de subracks DWDM, reubicación

de equipos hacia otros nodos, configuración de servicios, pruebas y puesta en

marcha de los mismos. La capacitación consiste en el entrenamiento a 10 personas

del país para gestionar los equipos DWDM; por último el costo de mantenimiento

radica en la asistencia de personal técnico de Huawei por un tiempo de seis meses

al finalizar la instalación. Todos los costos para estas actividades se muestran en

los ítems 3, 4 y 5 de la Tabla 4.4.

4.2.2 PROPUESTA DE ECI (THE ELASTIC NETWORK) [70]

Tomando como referencia la cantidad de tarjetas y equipos calculadas para

Huawei, The Elastic Network proporcionó la siguiente información referencial (Tabla

4.6) del precio de sus equipos y licenciamiento de software para gestión.

De igual manera la empresa proveedora proporcionó información de los costos

referenciales para la capacitación de 10 personas (para comparar con CNT) y el

mantenimiento de la red, los cuales se detallan en la tabla a continuación.

Tabla 4.6. Propuesta económica de la red con equipos ECI

Descripción Precio total 1. Equipamiento $ 8.506.744,00 2. Licenciamiento de software $ 33.250,00 3. Instalación $ 27.060,00 4. Capacitación $ 4.000,00 5. Mantenimiento $ 12.000,00 Total $ 8.583.054,00

4.2.3 PROPUESTA DE ALCATEL [71]

Tomando como referencia la cantidad de tarjetas y equipos calculadas para

Huawei, Alcatel proporcionó la siguiente información referencial (Tabla 4.7).

Tabla 4.7. Propuesta económica de la red con equipos Alcatel

Descripción Precio total 1. Equipamiento $ 10.805.232,00 2. Licenciamiento de software $ 4.500,00 3. Instalación $ 21.600,00 4. Capacitación $ 10.000,00 5. Mantenimiento $ 1500,00 Total $ 10.842.832,00

170

4.2.4 SELECCIÓN DE EQUIPOS

Como se muestra en las tablas anteriores existe una diferencia económica

apreciable entre los equipos, esta información se usa como criterio determinante

para tomar la decisión respecto al fabricante que debe ser seleccionado; por lo

tanto, se propone el uso de una matriz para indicar a manera de resumen los

criterios anteriormente mencionados e identificar el equipo que ofrece una mejor

alternativa.

Tabla 4.8. Matriz de selección de equipos [69]

Parámetro

Equipo de Huawei

Equipo de ECI Equipo de

Alcatel OptiX 8800 APOLLO OPT 9608 1830 PSS

Posicionamiento en el mercado

1 ero al 2014 No está posicionada 4 to al 2014

Líder en tecnología Media Baja Alta Costo de equipos Menor costo Mayor costo Costo medio

Reutilización de equipamiento Si No No

Como se muestra en la tabla anterior los equipos de Huawei cumplen con un

requisito importante que es el aspecto económico, lo cual hace que la decisión sea

totalmente enfocada a dichos equipos; sin embargo, se mencionan otros aspectos

que sirven de sustento para seleccionar dicha alternativa como son: la reutilización

de equipos, ya que la red actual trabaja con tecnología Huawei, por lo tanto un

diseño eficiente implica aprovechar el equipamiento instalado, mientras que con

otras marcas se requiere instalar nuevos equipos; y la utilización de un único

sistema de gestión, si se trabaja con equipos de otra marca es necesario tener un

sistema de gestión diferente, dificultando el monitoreo de la red que trabajaría en

paralelo con el sistema actual.

4.3 COSTO DE INVERSIÓN

Considerando la propuesta anteriormente seleccionada de equipos Huawei se

puede predecir un impacto financiero en relación a la viabilidad de este proyecto.

Para hacer este análisis se deben estimar los valores monetarios involucrados en

la inversión a realizarse por lo que se deben definir conceptos importantes para ser

usados.

171

4.3.1 CAPEX

CAPEX (Capital Expenditures), es la inversión en bienes capitales y, se define

como el valor de la inversión en equipamiento para proveer un servicio [70].

Para su determinación se considera los valores de inversión que se detallan

tomando como referencia el costo de los equipos Huawei.

Valor Total del Capital Inicial= $ 5.974.772,88

4.3.2 VALOR FUTURO [71]

Tomando en cuenta que el proyecto es financiado por una entidad bancaria el valor

futuro indica el valor total con intereses que se tendrá que abonar a la entidad

bancaria en un solo flujo de dinero para pagar el préstamo luego de un período

dado.

Si se tiene una deuda inicial de $ 5.974.772,88, el valor a pagar con un porcentaje

de interés anual durante un periodo de tiempo es de [71]:

§ = ")L@ T �Oh ( 4.1 )

Donde:

· P: es el valor presente de la inversión, que corresponde a la inversión total

inicial.

· i: para este análisis se toma una tasa de interés de 9,33 % anual, que es

fijada por el Banco Central para proyectos corporativos [72].

· n: es el número total de períodos de liquidación, depende del plazo que se

desee extender la liquidación de la inversión, se considera un plazo de 36

meses que es un tiempo referencial para recuperar el capital en proyectos

de telecomunicaciones en Ecuador [70].

§ = ©d�fxR�xxBIee) & L@ T WIWf{{O¦

§ = ©x�eWx�ff{IdR

172

El pago del crédito se la realizará mensualmente en cuotas fijas, cuyos valores se

definen con ayuda de la ecuación (4.2) [74]:

4 = § & �ªL@ T �ªOh A @

( 4.2 )

Donde:

· C: es el valor de la cuota fija mensual

· n: número de cuotas mensuales

· �ª: es el interés mensual efectivo, por lo tanto se debe realizar la conversión

de la tasa de interés anual con la ayuda de la siguiente ecuación [74]:

�ª = '@ T �«¬ A @ ( 4.3 )

�ª = �@ T WIWf{{«¬ A @ = WIxd

Aplicando la ecuación (4.2):

4 = ©x�eWx�ff{IdR & WIWWxdL@ T WIWWxdO¦� A @

4 = ©)@ef�eyyI{d

La Tabla 4.9 muestra la amortización de la deuda que permite conocer cómo se

distribuye la cuota, qué parte de ésta corresponde al pago del interés y del capital;

y como disminuye el monto adeudado hasta que llegue a 0.

El saldo inicial corresponde al valor adeudado al inicio del periodo, el interés se

calcula multiplicando la tasa de interés mensual por el saldo inicial, el pago del

capital es el monto en que la deuda disminuye y la cuota es el valor mensual que

se paga de los intereses y el capital.

El saldo final es el saldo del crédito una vez que se ha pagado la cuota, y al final

del plazo convenido debe ser cero.

173

Tabla 4.9. Tabla de Amortización

Periodo Saldo Inicial Interés Capital Cuota Saldo Final

0 $ - $ - $ - $ - $ 5.974.772,88

1 $ 5.974.772,88 $ 44.578,28 $ 145.288,07 $ 189.866,35 $ 5.829.484,81

2 $ 5.829.484,81 $ 43.494,27 $ 146.372,07 $ 189.866,35 $ 5.683.112,74

3 $ 5.683.112,74 $ 42.402,18 $ 147.464,17 $ 189.866,35 $ 5.535.648,57

4 $ 5.535.648,57 $ 41.301,94 $ 148.564,41 $ 189.866,35 $ 5.387.084,16

5 $ 5.387.084,16 $ 40.193,48 $ 149.672,86 $ 189.866,35 $ 5.237.411,29

6 $ 5.237.411,29 $ 39.076,76 $ 150.789,58 $ 189.866,35 $ 5.086.621,71

7 $ 5.086.621,71 $ 37.951,71 $ 151.914,64 $ 189.866,35 $ 4.934.707,07

8 $ 4.934.707,07 $ 36.818,26 $ 153.048,09 $ 189.866,35 $ 4.781.658,99

9 $ 4.781.658,99 $ 35.676,36 $ 154.189,99 $ 189.866,35 $ 4.627.469,00

10 $ 4.627.469,00 $ 34.525,93 $ 155.340,41 $ 189.866,35 $ 4.472.128,58

11 $ 4.472.128,58 $ 33.366,92 $ 156.499,42 $ 189.866,35 $ 4.315.629,16

12 $ 4.315.629,16 $ 32.199,27 $ 157.667,08 $ 189.866,35 $ 4.157.962,08

13 $ 4.157.962,08 $ 31.022,90 $ 158.843,44 $ 189.866,35 $ 3.999.118,64

14 $ 3.999.118,64 $ 29.837,76 $ 160.028,59 $ 189.866,35 $ 3.839.090,05

15 $ 3.839.090,05 $ 28.643,77 $ 161.222,58 $ 189.866,35 $ 3.677.867,47

16 $ 3.677.867,47 $ 27.440,88 $ 162.425,47 $ 189.866,35 $ 3.515.442,00

17 $ 3.515.442,00 $ 26.229,01 $ 163.637,34 $ 189.866,35 $ 3.351.804,66

18 $ 3.351.804,66 $ 25.008,09 $ 164.858,25 $ 189.866,35 $ 3.186.946,41

19 $ 3.186.946,41 $ 23.778,07 $ 166.088,27 $ 189.866,35 $ 3.020.858,13

20 $ 3.020.858,13 $ 22.538,87 $ 167.327,47 $ 189.866,35 $ 2.853.530,66

21 $ 2.853.530,66 $ 21.290,43 $ 168.575,92 $ 189.866,35 $ 2.684.954,74

22 $ 2.684.954,74 $ 20.032,67 $ 169.833,68 $ 189.866,35 $ 2.515.121,07

23 $ 2.515.121,07 $ 18.765,53 $ 171.100,82 $ 189.866,35 $ 2.344.020,25

24 $ 2.344.020,25 $ 17.488,93 $ 172.377,42 $ 189.866,35 $ 2.171.642,83

25 $ 2.171.642,83 $ 16.202,81 $ 173.663,54 $ 189.866,35 $ 1.997.979,29

26 $ 1.997.979,29 $ 14.907,09 $ 174.959,26 $ 189.866,35 $ 1.823.020,04

27 $ 1.823.020,04 $ 13.601,70 $ 176.264,64 $ 189.866,35 $ 1.646.755,40

28 $ 1.646.755,40 $ 12.286,58 $ 177.579,77 $ 189.866,35 $ 1.469.175,63

29 $ 1.469.175,63 $ 10.961,64 $ 178.904,70 $ 189.866,35 $ 1.290.270,92

30 $ 1.290.270,92 $ 9.626,82 $ 180.239,53 $ 189.866,35 $ 1.110.031,40

31 $ 1.110.031,40 $ 8.282,04 $ 181.584,31 $ 189.866,35 $ 928.447,09

32 $ 928.447,09 $ 6.927,22 $ 182.939,13 $ 189.866,35 $ 745.507,96

33 $ 745.507,96 $ 5.562,30 $ 184.304,05 $ 189.866,35 $ 561.203,91

34 $ 561.203,91 $ 4.187,19 $ 185.679,16 $ 189.866,35 $ 375.524,75

35 $ 375.524,75 $ 2.801,82 $ 187.064,53 $ 189.866,35 $ 188.460,23

36 $ 188.460,23 $ 1.406,12 $ 188.460,23 $ 189.866,35 $ 0,00

174

4.3.3 VAN (VALOR ACTUAL NETO)

El Valor Actual Neto es un parámetro utilizado para determinar la rentabilidad de un

proyecto, en donde se compara si la inversión realizada trae mayores utilidades en

comparación a la inversión de capital en una entidad financiera u otro proyecto de

mayor rentabilidad.

Para su cálculo se determina la equivalencia en tiempo presente de los flujos de

efectivo que genera el proyecto y se compara con el desembolso inicial, si el VAN

es mayor a 0 entonces el proyecto es viable [73]. Ver ecuación (4.4) [74].

®¯p =)° K±L@ T ²O±

h

±³tA "

( 4.4 )

Donde:

�: es una tasa de descuento o tasa de rendimiento mínima aceptable, la cual debe

ser superior a la tasa de riesgo país y se estima en 12% [72].

K±:)es el flujo de efectivo en cada período anual correspondiente a los ingresos y

egresos del proyecto desde su capital inicial.

P: es el valor presente de la inversión, que corresponde a la inversión total inicial.

La red DWDM de Anillos Metropolitanos de Quito es una red de transporte, cuyos

ingresos se proyectan por: el alquiler de la capacidad de enlaces de fibra óptica y

por la venta de servicios como Internet, voz y datos a nivel corporativo e interno;

por lo tanto para el cálculo del VAN se ha tomado un valor referencial del ingreso

anual de CNT EP del año 2016 por la transmisión de voz, datos e Internet

corporativo que corresponde a $4.926.388,08 [75].

Para ejemplo de cálculo este valor de ingresos es considerado fijo y se lo denomina

IA; los egresos constituyen el valor acumulado del pago mensual por un año

mostrado en la Tabla 4.8; y denominado GA, entonces:

K± = c A �c

175

K± = ©)R�fBy�{eeIWe A @B & ©)@ef�eyyI{d

K± = ©)R�fBy�{eeIWe A ©B�Bxe�{fyIBW = ©B�yRx�ff@Iee

De la diferencia entre los ingresos y egresos anuales se obtiene el flujo efectivo

anual con un valor considerado como fijo de $2.647.991,88; así con el uso de la

ecuación (4.5), se obtiene:

®¯p =)°B�yRx�ff@IeeL@ T WI@BO±

¦

±³tA d�fxR�xxBIee

®¯p = ©{ed�BdyIeB

Como se observa el resultado es mayor que cero lo cual establece la viabilidad del

proyecto, el VAN de $385.256,82 indica que en un plazo de 3 años (36 meses) se

recupera la inversión de capital y además ya se puede obtener utilidades.

4.3.4 TIR (TASA INTERNA DE RETORNO)

La tasa interna de retorno es la tasa de descuento máxima aceptable para que el

proyecto no genere pérdidas; esto sucede cuando se recupera lo invertido sin que

haya ganancias, y su valor se calcula a partir de la fórmula del VAN despejando la

tasa de descuento cuando el Valor Actual Neto es cero. Partiendo de la ecuación

(4.4) y con uso del programa Microsoft Excel se obtiene el valor de la TIR.

W = )°B�yRx�ff@IeeL@ T �O±

¦

±³tA d�fxR�xxBIee

W = )B�yRx�ff@IeeL@ T �O T B�yRx�ff@IeeL@ T �Ou T B�yRx�ff@IeeL@ T �O¦ A d�fxR�xxBIee

Tabla 4.10. Cálculo de la TIR

Período Flujo anual 0 (B2) $ -5.974.772,88 1 (B3) $ 2.647.991,88 2 (B4) $ 2.647.991,88 3 (B5) $ 2.647.991,88 =TIR(B2:B5;0,1)=15,72%

176

El cálculo de la TIR utilizando Microsoft Excel requiere como datos los flujos

anuales incluyendo el valor presente de la inversión, y la tasa de interés que el

usuario estima que se aproximará al resultado de la TIR, si se omite se debe colocar

10%. La TIR resultante de acuerdo a la Tabla 4.10 es de 15,72% y es mayor que la

tasa de descuento utilizada correspondiente a 12 %, por lo tanto el proyecto es

viable.

4.4 BENEFICIO DE INVERSIÓN

Para establecer cuál es el beneficio en caso de la implementación de este proyecto

se consideran los siguientes aspectos:

4.4.1 RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN

Para evaluar este proceso se debe contemplar los ingresos por la cobranza de

rentas provenientes del alquiler por la capacidad de enlaces de fibra óptica y por la

venta de Internet, voz y datos a nivel corporativo e interno por el rediseño de la red.

Como se revisó en la sección 4.3.3 y 4.3.4, tanto el VAN como la TIR demuestran

que el proyecto es viable y genera utilidad.

4.4.2 AMPLIACIÓN Y MEJORA DE LA INFRAESTRUCTURA

En esta sección se menciona los aspectos no evaluables en términos económicos

sino de apreciación para los activos fijos, detallando las ventajas del rediseño de la

red.

Ventajas

· Al tener inversiones en infraestructura se aumenta la capacidad instalada

transformándose el capital invertido en bienes y activos, los cuales

posteriormente, y pese a su depreciación, ofrecen una alta rentabilidad.

· La mejora en la capacidad de operación y transmisión de información

permite que la compañía ofrezca mayor cantidad de servicios y de alta

calidad.

177

· Elevación de su competitividad, ya que las empresas con mayores

inversiones en su capacidad operativa pueden obtener menores costos de

operación, haciéndose mayormente competitivas.

4.5 RELACIÓN COSTO- BENEFICIO

En esta sección se busca determinar la relación que existe entre:

· La inversión a realizarse en el proyecto, y

· Los beneficios económicos del proyecto

Una vez obtenido el costo y beneficios para la implementación del proyecto, se

presentan las siguientes consideraciones:

· Si la relación Costo/Beneficio, expresada en una misma base monetaria, da

un valor menor a 1 o su correspondiente Beneficio/Costo con un valor mayor

a 1, entonces se lo considera como un proyecto rentable, pero solo sirve de

referencia para sumar ventajas en su viabilidad.

Tomando en cuenta la inversión de capital calculada en la sección 4.3.2.

Los ingresos proyectados corresponden a:

´ = { & c = { & ©)R�fBy�{eeIWe = ©@R�xxf�@yRIBR

Tabla 4.11. Relación C/B

Costo ( C ) Beneficio ( B ) Inversión de capital $ 7.807.993,54

Ingresos proyectados $14.779.164,24 Relación C/B 0,528 Relación B/C 1,893

Como se muestra en la Tabla 4.11 la relación costo-beneficio es menor que 1, esto

indica que la inversión genera beneficios económicos.

Además, con los argumentos mencionados en la sección 4.4.2 se añaden

beneficios cualitativos que no son mencionados en términos económicos y que

respaldan la viabilidad de este proyecto.

178

CAPÍTULO 5

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES

· La red de Anillos Metropolitanos de Quito de CNT EP actual está conformada

por dos tecnologías: SDH y WDM, SDH trabaja para clientes que requieren

servicios de baja capacidad y WDM para clientes que requieren mayor

velocidad. Con base en las matrices de tráfico analizadas se establece un

crecimiento de capacidad en servicios, la cual puede ser solventada a través

de la tecnología DWDM.

· Una ventaja de la tecnología DWDM es su compatibilidad con otras

tecnologías de transmisión como SDH, además de la gran capacidad que

posee para llevar mayor cantidad de información a través de la fibra óptica.

En la red actual SDH la capacidad de la línea es de 10 Gbps (1XSTM64) y

con DWDM la capacidad de la línea aumentará a 3,48 Tbps (34 Canales x

100 Gbps y 2 canales de 40 Gbps) sin la necesidad de aumentar más hilos

de fibra óptica.

· Se consideró que todos los servicios de la red proyectada tendrán protección

SNCP (1+1) para proveer mayor calidad de servicio en caso de fallas de

tarjetas. Además cada ruta de conexión es protegida por una ruta de

respaldo que sigue un camino completamente diferente.

· Para el cálculo de equipos necesarios para la nueva red, se considera

trabajar reutilizando el equipamiento existente, siempre y cuando se cumpla

con las condiciones de diseño establecidas.

· En base a las proyecciones realizadas para el año 2021, la red DWDM actual

no podrá soportar el crecimiento de nuevos servicios si no se realiza un

cambió en la capacidad de los equipos. La solución propuesta conlleva el

uso de 40 canales ópticos con espaciamiento de 100 GHz, y con velocidades

de canal de 40 y 100 Gbps, multiplexados en DWDM para ser transmitidos

179

sobre un hilo de fibra óptica, lo cual permite satisfacer el crecimiento en la

demanda, evitando un nuevo tendido de cable y facilitando la reutilización de

la fibra óptica existente.

· Con canales de 40 y 100 Gbps se usa tecnología de detección coherente, la

cual permite la transmisión de información a distancias más largas,

otorgando mayor tolerancia a la dispersión cromática, PMD y a la OSNR

comparados con modulaciones directas.

· En el rediseño de la red se utilizan amplificadores ópticos tipo EDFA, tanto

en el lado de transmisión y recepción, se debe tener en cuenta que con

mayor cantidad de amplificadores a usar, la OSNR se verá más afectada

debido al ruido generado por ellos.

· A pesar de que la fibra G.655 tiene mejores características de dispersión en

la ventana de 1550 nm, en el diseño se mantiene el tendido actual con el uso

de fibra G.652 porque logra cumplir los requisitos de OSNR, dispersión

cromática y PMD.

· La relación señal a ruido obtenida en el rediseño se encuentra en el rango

de trabajo de los equipos DWDM, con lo cual se logra transmitir con un

mínimo BER.

· El conteo de tarjetas y equipos se realizó en base a las especificaciones de

la empresa Huawei. Estas cantidades se utilizaron como referencia para la

obtención de los precios de otros proveedores.

· Para seleccionar un equipo entre las propuestas de distintos fabricantes, es

necesario considerar que los equipos cumplan con todos los aspectos

técnicos, además la reutilización de equipamiento existente permite

disminuir la inversión, lo que se refleja en el aspecto económico.

· Con la elección de la marca Huawei el precio del proyecto resulta el más

económico comparado con Alcatel y ECI, porque con los equipos de Huawei

se puede reusar los subracks y las tarjetas que posee la instalación actual,

además Huawei tiene convenios directos con CNT EP, lo que reduce más

180

los precios.

· El proyecto presenta un VAN positivo al tercer año de pago del crédito, y la

TIR es superior a la tasa de rendimiento mínima aceptable, además se podrá

percibir beneficios antes de la culminación de la deuda, por lo tanto el

proyecto es rentable.

· Siempre que un proyecto de inversión sea propuesto se debe revisar de

manera estricta con el fin de determinar su viabilidad en el tiempo, no solo

evaluando los costos e ingresos presentes, sino analizando en valores a

futuro para estimar con cifras reales si es rentable dicha inversión.

· La tecnología y las comunicaciones crecen tan rápido que en la actualidad

se están presentando prototipos para transmisiones con canales de 400

Gbps. En un par de años la capacidad de la fibra ocupada en este diseño

posiblemente será reemplazada por los “400G”.

5.2 RECOMENDACIONES

· Para las proyecciones de tráfico de servicios se recomienda utilizar curvas

de proyección con uso del programa Microsoft Excel, y seleccionar aquel tipo

de curva que mejor se ajuste a los datos y que además describa la situación

real o proyectada de la red.

· Se debe utilizar el equipamiento existente siempre que sea posible la

compatibilidad tecnológica, pero es preferible que se maneje un solo sistema

de gestión para facilitar el monitoreo de la red.

· Se recomienda la utilización de un software de simulación para facilitar el

conteo de tarjetas, equipos, y parámetros importantes de la red como la

OSNR, la DC y la PMD. Sin embargo en el presente proyecto sólo se tuvo

acceso a la información actual descargada del software de simulación MDS

de Huawei, por lo cual se decidió realizar el conteo en base al manual de los

equipos.

· Para determinar la viabilidad de un proyecto es necesario usar herramientas

181

de cálculo como el VAN y la TIR, cuyos resultados deben ser evaluados con

el fin de obtener una utilidad durante el pago de la inversión y operación de

la red.

· Hay algunos argumentos no mesurables en términos económicos como la

competitividad, la amplia oferta de servicios y la capacidad instalada de una

compañía, lo cual genera interés y aceptación en los clientes, por lo que es

importante considerarlos como beneficios y no evaluarlos necesariamente

como costos adicionales por la inversión.

182

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188

ANEXOS

Anexo A. En CD-Manual de equipo OptiX 6800.

Anexo B. En CD-Manual de equipo OptiX 8800 T16/T32.

Anexo C. Asignación de longitudes de onda de la red al 2015.

Anexo D. Asignación de longitudes de onda proyectadas al 2021.

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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL · 2019. 4. 7. · 2.1.7.1 Optix OSN 3500 ..... 48 2.1.7.2 OptiX OSN 7500 ... 2.2.2.2 OptiX OSN 8800 ..... 58 2.2.2.3 Distribución de equipos en cada