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

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

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

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

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

300 Megas en FTTH con GPON_1

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

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

300 Megas en FTTH con GPON_2

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

300 Megas en FTTH con GPON_3

CTO de Movistar

300 Megas en FTTH con GPON_4

Interior del CTO de Movistar

300 Megas en FTTH con GPON_5

Divicau de Movistar

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

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

300 Megas en FTTH con GPON_7

Telnet-ri 

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

300 Megas en FTTH con GPON_8

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

300 Megas en FTTH con GPON_7a

STDM en las redes PON (Peter Vetter)

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

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

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

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

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

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

Esta entrada fue publicada en Instalaciones FTTH. Guarda el enlace permanente.

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

  1. Enrique del Rio dijo:

    Hola Enrique

    El estandar GPON establece 2,4 Gbps en bajada pero esa velocidad no se va dividiendo entre las diversas fibras que hay a la salida de cada splitter óptico ya que los datos binarios en forma de pulsos luminosos que llegan a un splitter óptico salen por todas las ramas a la vez. Es decir, si a un splitter 1:4 llegan 2,4 Gbps, en cada una de las cuatro salidas ópticas también hay 2,4 Gbps. Eso no significa que cada usuario pueda disponer de ese caudal, ya que, como en todos los sistemas digitales, se utiliza “multiplexación en el tiempo” y tanto, en el ejemplo anterior cada usuario tendrá 2,4 Gbps pero solo durante 1/4 del tiempo total.

    Un saludo

    Enrique del Río
    CIFP Tartanga
    Erandio
    Bizkaia

  2. Estimado
    Muchas gracias por la información sobre la tecnología gpon pero me quedan unas dudas y agradecería me puedas apoyar.

    Ejemplo
    Si desde el OLT sale un puerto GPON con un ancho de 1000mb y lo divido en un spliter de 1/4 los 1000mb los divido en 4 cada hilo seria 250 mb y cojo un hilo 250mb y pongo un spliter de 1/8 a cada hilo me saldría 31.3 mb de ingreso a cada ONU que tendría 4 puertos Ethernet que llegarían a la pc o dispositivo, es correcto o me estoy equivocando.

    Si este fuera el escenario como puedo comparar un switch ethernet con puertos gb 1000mb a 31.3MB de GPON en la face final de ONU

    Hay algunos proveedores que están implementando a lan es recomendable?

    Quedo muy agradecido

    Agardeceria me puedas

  3. Enrique del Rio dijo:

    Hola Edwin

    Para interconectar sucursales de una empresa entre sí y con la sede principal, hay varias soluciones disponibles a nivel comercial, pero todas ellas tienen ventajas e inconvenientes. Hoy en día una de las soluciones que más se emplean son mediante el establecimiento de una red privada virtual a través de una red MPLS de un operador. En esta solución solo hace falta un enlace punto a punto entre cada sucursal y la red MPLS, y esta conexión punto a punto se puede lograr por diferentes tecnologías, aunque lo habitual es que la establezca el operador a través de una conexión de fibra óptica.

    En cualquier caso, estas conexiones siempre se hacen a través de la red de un operador. En los siguientes enlaces tienes un par de ejemplos del operador Movistar con su servicio denominado Macrolan y del operador Euskaltel, con su servicio ConnectLAN. Me imagino que en donde tu estás habrá también algún operador que ofrezca un servicio similar.

    http://www.movistar.es/empresas/para-tu-oficina/redes/ficha/empresas-macrolan-vpn

    https://www.euskaltel.com/CanalOnline/empresas/datos/producto/connect-lan

    Recientemente en nuestro instituto se ha configurado una conexión punto a punto sobre la red FTTH existente para conectar nuestro CPD con una red privada virtual donde están conectados otros institutos, pero este tipo de trabajos SIEMPRE los hace un operador sobre su red, no es algo que pueda hacer uno mismo a nivel particular

    http://fibraoptica.blog.tartanga.eus/2016/03/04/equipos-utilizados-en-las-instalaciones-ftth-de-movistar-8a-parte-modificacion-de-la-red-ftth-del-instituto-tartanga-para-disponer-de-una-conexion-punto-a-punto/

    Un saludo
    Enrique del Río

  4. EDWIN ZABALETA BLANCO dijo:

    Hola Ing. Enrique yo de nuevo molestandolo.

    en primer lugar le agradesco por sus consejos en el tema referente a GPON y 10GPON.
    lo molestaba porque tenia algunas dudas y queria su asesoramiento en el tema:
    1. investigando encontre que para el usuario se coloca un equipo terminal ONT / ONU y quiera saber cual es la diferencia entre ellos, es que algunas fuentes manejan ONT y otras ONU.

    2. le comento que quiero realizar la interconexion de 2 o mas empresas con diferentes sucursales en toda mi ciudad, cada empresa tiene mas de 5 sucursales. mi pregunta es saber si por medio de la tecnologia de GPON con infraestuctura FFTH/B lo puedo realizar, ya que cada sucursal esta alejada. es decir si a cada sucursal se le deja un ONT/ONU y realizar la conexion entre ellas, esto para cada empresa. Porque le comento que actualmente se realiza la conexion de sus sucursales pero esto utilizando para cada sucursal y para cada empresa hilos de fibra con lo que se satura la red aerea.
    Quiero implementar la tecnologia GPON ya que por cada hilos de fibra optica se puede conectar hasta 64 usuarios. Espero que comprenda mi propuesta.

    3. con relacion al punto 2, se podra realizar la conexion de OLT entre OLT como si se tratara de un switch.

    tenga usted ingeniero todos los buenos deseos de exito en el desempeño de su excelente trabajo en fibra optica.

  5. Enrique del Rio dijo:

    Hola Edwin

    Por lo que yo conozco, la tecnología GPON aplicada a una red local con servicio de voz, datos y vídeo es una tecnología bastante reciente (FTTR). Además aunque técnicamente ya existen instalaciones funcionando con dicha tecnología, fundamentalmente en Hoteles, no creo que sea una tecnología que se esté aplicando en las empresas. Una cosa son las habitaciones de un hotel, donde a cada habitación llega una fibra y se coloca un ONT para dar servicio a dicha habitación y otra cosa es la red local de una empresa con cientos o miles de tomas de telecomunicaciones. La verdad es que desde mi punto de vista si que es un tema interesante para realizar una tesis, analizando los principios de funcionamiento y analizando el rendimiento que se obtiene y los posibles inconvenientes de esta tecnología.

    De todas formas, un campo que todavía es muy novedoso en cuanto a redes GPON son las redes 10GPON, es decir, 10 Gigabit GPON. Este podría ser un tema válido para desarrollar una tesis

    Un saludo y espero haberte sido de ayuda

    Enrique del Río
    CIFP Tartanga
    Erandio
    Bizkaia

  6. Edwin Zabaleta Blanco dijo:

    muy buenas tardes o talvez mañanas Ing. Enrique Rios…
    en primer lugar lo felicito por sus excelentes aportes sobre fibra optica…lo molestaba talvez con una inquietud sobre fibra optica.

    le comento que soy estudiante de la Facultad de Ingenieria UMSA aca en La Paz Bolivia, le comento que ya estoy terminando la carrera y como sabra el se debe de realizar la TESIS Proyecto de Grado Final..lamentablemente por una desgracia que me ocurrio en la vida no la pude terminar en su momento y lamentablemente me cuesta en estos momentos realizar la tesis, las ideas que tengo son muy vagas no tengo nada concreto. Estuve revisando por internet y se me ocurrio hacer algo de “implementar tecnologia GPON a la red local con servicio de voz, datos y video”, pero mis docentes me dirigieron que eso es muy comun. Quisiera saber si usted que tiene mayor conocimiento me podria orientar sobre temas para una tesis, me interesaria saber sobre la fibra optica GPON.

    muchas gracias por su tiempo y espero me pueda ayudar
    un saludo cordial desde Bolivia.

  7. Neo dijo:

    Hola Enrique,

    Muchas gracias por contestar tan rápido y por tus detalladas respuestas. Me lo has aclarado todo muy bien.

    Cuando tenga más información sobre la instalación que está haciendo Movistar te la enviaré por email.

    Hoy he hablado un un técnico de Adamo y ya están preparando el despliegue en el pueblo de al lado a 1.000/300Mbps, pero entiendo que es multiplexado, sin asegurar ese ancho de banda.

    En principio voy a intentar que me entre en mi casa un cable con al menos dos fibras. A ver si lo consigo.

    Saludos.

  8. Enrique del Rio dijo:

    Hola

    Intentaré responderte a tus preguntas, aunque como has podido comprobar, todavía hay unas cuantas cosas que están “un poco oscuras” en esto de las redes FTTH (bueno, en realidad es porque no tenemos toda la información necesaria; los ingenieros de Movistar, Vodafone, Jazztel y empresas similares si que tienen claros todos los detalles de funcionamiento, incluyendo aquellas cosas que a los demás nos parece que no tienen sentido, pero bueno, es lo que hay…)

    1.- Con 16 fibras SI que se puede dar servicio a 600 viviendas. En las redes actuales GPON de Movistar cada fibra da servicio a 64 usuarios (primero hay un splitter de x4 en la caja de empalmes en arqueta denominada Divicau y luego otro splitter de x16 en la CTO). Por lo tanto, con 16 fibras se puede dar servicio a 1024 usuarios. Como es habitual en el diseño de las redes FTTH, se sobredimensiona la red para que queden fibras sin utilizar, como solución ante posibles fallos de fibras que están en servicio. En vuestro caso, con 10 fibras es suficiente, por lo que pueden quedar hasta 6 sin utilizar.

    2.- Si actualizan en el futuro a 300/300Mbps o a 1Gbps/300Mbps, también valdrá con el despliegue que están realizando. Cuando llegue ese momento, aun cuando es posible modificar la red GPON y hacer que el último splitter de servicio a menos usuarios, por ejemplo a solo 32, lo más seguro es que esa no sea la alternativa utilizada sino que directamente se utilice la tecnología 10GPON. Con esta tecnología simplemente hay que cambiar los OLT en la central y los modem FTTH de cada usuario particular, no siendo necesario modificar la red GPON. Con 10GPON en “cada fibra” los 64 usuarios conectados a una misma fibra tendrán 10 Gigabits de capacidad para compartir entre todos ellos. De nuevo aparece el problema de que no todos los usuarios pueden disponer “a la vez” de una velocidad de bajada de 1 Gbps, pero como ya he explicado en la entrada del blog, los operadores no están obligados a garantizar la velocidad ofrecida de forma simultánea a todos los usuarios a la vez. Solo están obligados a ofrecer una velocidad máxima que la tecnología que utilizan la pueda soportar, y efectivamente con 10GPON es posible entregar 1Gbps a un usuario en particular.

    3.- Dudo mucho que puedas hacer ese tipo de solicitud a Movistar. Cuando se diseña una red FTTH y se procede a su despliegue no se tienen en cuenta casos particulares de usuarios “residenciales” por lo que cualquier intento de satisfacer tales peticiones conllevaría meter nuevos cables de fibras desde la central, con el impresionante coste que tendría todo eso. De todas formas, en el futuro si que podrás contratar adicionalmente con más operadores, ya que solo tendrás que esperar a que un segundo o un tercer operador comience el despliegue por la zona donde tu vives, lo cual ya es común en bastantes zonas de España. Aquí en Bilbao, por ejemplo, ya ha comenzado Vodafone el despliegue donde ya está instalada la red de Movistar y donde a su vez existe la red HFC de Euskaltel desde hace varios años. Es decir, pagando, puedes tener en tu casa conexiones independientes con varios operadores a la vez.

    4.- No hay nada especial que debas de tener en cuenta, pero como ya he indicado en un comentario anterior, la tendencia es que en breve todos los equipos ONT+router+decodificador TV vengan en un solo equipo y como el decoder tiene que ir conectado a la televisión por el cable HDMI, es aconsejable que coloques el equipo o equipos que te pongan cerca de la TV principal de la casa.

    5.- Yo acabo de contratar Movistar + hace un par de semanas en mi casa, todavía sobre ADSL porque donde yo vivo está previsto el despliegue de la red FTTH de movistar pero de momento no han comenzado los trabajos. Te puedo asegurar que no me han dado a elegir el router, simplemente ha venido un técnico de la empresa instaladora (Elecnor), me ha colocado el router ADSL y el decodificador y punto final. Ahora bien, si te dan a elegir, pide que tenga wifi AC. Lo de los puertos gigabit no es necesario que lo pidas porque todos los router que ponen ya tienen puertos gigabit ethernet.

    Un saludo y espero haberte aclarado alguna de tus dudas. Si cuando te pongan la instalación me mandas algún tipo de información, la utilizaré con mucho gusto para añadir contenidos a este blog

    Enrique del Río
    http://www.tartanga.eus

    enrique.delrio@tartanga.eus

  9. Neo dijo:

    Gracias por tus excelentes artículos sobre fibra.

    Vivo en una urbanización con unas 600 casas con unas líneas de Telefónica Voz+ADSL muy deficientes. Tenemos la “suerte” de que Adamo pasa por delante justo de la entrada de la urbanización (alquila la fibra a Telégrafos que pasa por delante) y estaban dispuestos a instalar su red sin coste (aunque con un alta), pero no lo hemos conseguido porque no ha habido forma de que Movistar y Endesa permitan el paso por sus postes (hormigón y madera). Al final el Ayuntamiento ha conseguido que Movistar despliegue la fibra y en teoría nos deberían dar 300/30Mbps.

    El cable que utilizan los instaladores es uno negro con las letras (CCSA 2015 16 F.O 10.D PKP 2015xxxx) que lleva 7 cables y 4 de ellos son de colores con 4 fibras cada uno en su interior (total 16 fibras). Acabarán esta semana y después me han dicho que vendrán otros técnicos a poner unas cajas. Pertenezco a la asociación dentro de la urbanización que ha promovido la instalación de la fibra, por lo que puedo “negociar” un mejor servicio/instalación con el Ayuntamiento y Movistar.

    Mis preguntas son:
    1. ¿Con sólo 16 fibras nos pueden dar servicio a 600 casas a 300/30Mbps?
    2. ¿Y si actualizan en un futuro a 300/300Mbps simétricos o a 1.000/300Mbps?
    3. ¿Adamo/Orange/Jazztel/etc podría “reutilizar” la fibra de Movistar para darnos servicio en un futuro? La conexión la tienen al lado.
    4. ¿Sabes si podría pedir a Movistar que en mi casa pasen un cable con 2/3/4 fibras, aunque sólo utilice una? Soy informático y me podría interesar en un futuro poder contratar adicionalmente con más operadores.
    5. ¿Hay algo que deba tener en cuenta para la instalación en mi casa? Cajas o algo especial.
    6. ¿Qué router de Movistar me aconsejas, que tenga puertos de 1Gbps y WiFi AC?

    Muchas gracias por anticipado y felicidades por tu estupendo blog.

  10. una topologia bien implemenada y a iversion necesaria si logra una alta velocidad de internet, aunque en base sigo apostando por la fibra optica.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.