Análisis del rendimiento y eficiencia de un sistema Radio-over-Fiber sobre una red PON mediante Optisystem
En el presente trabajo se estudiaron los sistemas radio sobre fibra “Radio-over-Fiber (RoF)” orientada a la aplicación de redes móviles, o más específicamente para el desarrollo de la tecnología celular 5G. Se estudió la inserción de la tecnología RoF sobre una red óptica pasiva gigabit “Gigabit Pas...
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| Other Authors: | |
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| Published: |
Universidad de Cuenca
2021
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| author | Cabrera Cochancela, Iván Fernando Zambrano Jaramillo, José Andrés |
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| description | En el presente trabajo se estudiaron los sistemas radio sobre fibra “Radio-over-Fiber (RoF)” orientada a la aplicación de redes móviles, o más específicamente para el desarrollo de la tecnología celular 5G. Se estudió la inserción de la tecnología RoF sobre una red óptica pasiva gigabit “Gigabit Passive Optic Network (GPON)” -fibra hasta el hogar “Fiber-to-the-home (FTTH)”, empleándola como fronthaul para el servicio móvil. El aporte obtenido concuerda con los nuevos estándares de tecnología óptica-inalámbrica “Fiber-Wireless (Fi-Wi)” que se vienen desarrollando y dan una nueva perspectiva al momento de su implementación, tomándolo como referencia. Se plantearon las siguientes incógnitas: ¿Cual sería el rendimiento y eficiencia de una red FTTH al insertarse tecnología RoF para el servicio móvil?, ¿Se mantendrá el rendimiento y eficiencia o tendrá alguna perturbación?. Las respuestas a las anteriores preguntas corresponden a la justificación del presente trabajo, orientado a expandir el campo de servicios aplicados sobre la fibra óptica sin que represente una mayor inversión a los interesados. Se utilizó el software OptiSystem para analizar el sistema FTTH-RoF para el servicio móvil. Inicialmente, se caracterizó una red GPON-FTTH considerando tanto el enlace de descarga como el de carga. De igual manera, se diseñó el sistema RoF, en sus dos versiones: radio sobre fibra analógica “Analog-RoF (A-RoF)” y radio sobre fibra digital “Digital-RoF (D-RoF)”, considerándolos como dos casos de estudio. En ambos casos se utilizaron sistemas de multiplexación por división de frecuencia ortogonal “Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)” con modulación por amplitud en cuadratura “Quadrature Amplitude Modulation (QAM)”, con niveles de 4-QAM, 16-QAM y 64-QAM. Para el caso de la red FTTH, se consideró una tasa de bits de 2.5 Gbps para el enlace de descarga y 1.25 Gbps para el enlace de carga; mientras que para el sistema móvil, se simuló con una tasa de 5 Gbps para ambos enlaces. Posteriormente, se incluyeron varios servicios por multiplexación logrando una convergencia que permitió evaluar su desempeño. La evaluación del rendimiento y eficiencia del sistema GPON-FTTH se realizó con base en los parámetros de monitoreo de desempeño óptico “Optical Monitoring Parameter (OPM)”, entre los cuales se consideraron los siguientes: atenuación, dispersión cromática, relación señal ruido óptico “Optical Signal-to-Noise Ratio (OSNR)”, tasa de error de bit “Bit Error Rate (BER)”, factor de calidad Q, diagrama de ojo y diagrama de constelación |
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El aporte obtenido concuerda con los nuevos estándares de tecnología óptica-inalámbrica “Fiber-Wireless (Fi-Wi)” que se vienen desarrollando y dan una nueva perspectiva al momento de su implementación, tomándolo como referencia. Se plantearon las siguientes incógnitas: ¿Cual sería el rendimiento y eficiencia de una red FTTH al insertarse tecnología RoF para el servicio móvil?, ¿Se mantendrá el rendimiento y eficiencia o tendrá alguna perturbación?. Las respuestas a las anteriores preguntas corresponden a la justificación del presente trabajo, orientado a expandir el campo de servicios aplicados sobre la fibra óptica sin que represente una mayor inversión a los interesados. Se utilizó el software OptiSystem para analizar el sistema FTTH-RoF para el servicio móvil. Inicialmente, se caracterizó una red GPON-FTTH considerando tanto el enlace de descarga como el de carga. De igual manera, se diseñó el sistema RoF, en sus dos versiones: radio sobre fibra analógica “Analog-RoF (A-RoF)” y radio sobre fibra digital “Digital-RoF (D-RoF)”, considerándolos como dos casos de estudio. En ambos casos se utilizaron sistemas de multiplexación por división de frecuencia ortogonal “Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)” con modulación por amplitud en cuadratura “Quadrature Amplitude Modulation (QAM)”, con niveles de 4-QAM, 16-QAM y 64-QAM. Para el caso de la red FTTH, se consideró una tasa de bits de 2.5 Gbps para el enlace de descarga y 1.25 Gbps para el enlace de carga; mientras que para el sistema móvil, se simuló con una tasa de 5 Gbps para ambos enlaces. Posteriormente, se incluyeron varios servicios por multiplexación logrando una convergencia que permitió evaluar su desempeño. La evaluación del rendimiento y eficiencia del sistema GPON-FTTH se realizó con base en los parámetros de monitoreo de desempeño óptico “Optical Monitoring Parameter (OPM)”, entre los cuales se consideraron los siguientes: atenuación, dispersión cromática, relación señal ruido óptico “Optical Signal-to-Noise Ratio (OSNR)”, tasa de error de bit “Bit Error Rate (BER)”, factor de calidad Q, diagrama de ojo y diagrama de constelación In the present work radio over fiber systems RoF aimed at the application of mobile networks or more specifically for the development of 5G cellular technology, were studied. The insertion of RoF technology on a GPON-FTTH network was estudied, using it as a fronthaul for the mobile service. Contribution obtained is consistent with the new Fi-Wi technology standards that are being developed and gives a new perspective at the time of its implementation, taking it as a reference. Thus, the following questions were raised: What would be the performance and efficiency of a FTTH network when inserting RoF technology for the mobile service? Will the performance and efficiency be maintained or will it have any disturbance? The answers to the previous questions correspond to the justification of this work, aimed at expanding the field of services applied to fiber optics without representing a greater investment to the interested parties. For the aforementioned, the OptiSystem software was used to analyze the FTTH-RoF system for the mobile service. Initially, a GPON-FTTH network was characterized considering both download link and upload link. Similarly, the RoF system was designed in its two versions: A-RoF and D-RoF, considering them as two case studies. Both study cases were based on OFDM system with QAM modulation: 4-QAM, 16-QAM and 64-QAM. For the case of the FTTH network, a bit rate of 2.5 Gbps for download link and 1.25 Gbps for upload link was considered; while for mobile system, a bit rate of 5 Gbps was simulated for both links. Subsequently, the system was multiplexed, achieving a convergence of services that made it possible to evaluate its performance. The performance and efficiency evaluation of GPON-FTTH system was performed based on OPM parameters, among which is considered to the following: attenuation, chromatic dispersion, signal-to-noise ratio OSNR, BER, quality factor Q , eye diagram and constellation diagram Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones Cuenca 2021-09-30T20:02:42Z 2021-09-30T20:02:42Z 2021-09-30 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/36841 spa TET;114 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ openAccess application/pdf 110 páginas application/pdf Universidad de Cuenca |
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