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Fiber to the Home (FTTH) es una tecnología de comunicación que implica la transmisión de señales directamente a los hogares de los usuarios a través de fibras ópticas. En comparación con las conexiones tradicionales de cable de cobre, FTTH ofrece mayor ancho de banda, velocidades de transmisión más rápidas y distancias de transmisión más largas. En los últimos años, debido al rápido crecimiento de las aplicaciones de Internet y la creciente demanda de banda ancha de alta velocidad, FTTH se ha convertido en la opción principal para el acceso de banda ancha.

Las redes FTTH utilizan principalmente dos tipos de arquitecturas: red óptica pasiva (PON) y red óptica activa (AON). Los sistemas PON dependen de divisores pasivos para distribuir señales ópticas sin la necesidad de equipos alimentados, mientras que los sistemas AON utilizan dispositivos activos como conmutadores y enrutadores para amplificar y distribuir las señales.

Principales métodos de implementación de redes FTTH: PON y AON

Las redes FTTH utilizan principalmente dos métodos de implementación: red óptica pasiva (PON) y red óptica activa (AON). Estas dos tecnologías difieren significativamente en la arquitectura de red, los componentes clave y los escenarios de aplicación.

Redes Ópticas Pasivas (PON)

La Red Óptica Pasiva (PON) es un tipo de red de fibra óptica que opera sin necesidad de dispositivos intermediarios activos como amplificadores o conmutadores.

En el sistema PON, la terminal de línea óptica (OLT) está situada en el extremo del proveedor de servicios y se conecta a través de fibra óptica a múltiples unidades de red óptica (ONU) o terminales de red óptica (ONT). La distribución de señales ópticas entre estos componentes se gestiona mediante divisores pasivos. Los sistemas PON son conocidos por su bajo costo y simple mantenimiento, lo que los hace ampliamente utilizados en redes FTTH.

Red óptica activa (AON)

La red óptica activa (AON) se basa en dispositivos intermediarios activos, como conmutadores y enrutadores, para amplificar y distribuir señales ópticas.

En el sistema AON, cada usuario tiene una conexión de fibra individual a un conmutador o enrutador central, lo que permite un mayor ancho de banda y una gestión más flexible de la calidad del servicio. Aunque los costos iniciales de instalación del sistema AON son más altos y el mantenimiento más complejo, sus ventajas de rendimiento y calidad de servicio lo hacen competitivo para aplicaciones de alto nivel.

Redes Ópticas Pasivas (PON)

La red óptica pasiva (PON) es una red de acceso de fibra óptica que funciona sin la necesidad de dispositivos intermediarios activos, como amplificadores o conmutadores. El componente central de un sistema PON es el divisor pasivo, que distribuye señales ópticas desde el terminal de línea óptica (OLT) a múltiples unidades de red óptica (ONU) o terminales de red óptica (ONT). La ausencia de dispositivos activos de amplificación y reenvío hace que el sistema PON sea de estructura simple, de bajo costo y fácil de mantener.

En el sistema PON, la OLT está ubicada en la oficina central del proveedor de servicios, donde es responsable de transmitir datos a la ONU de cada usuario. Las señales ópticas se distribuyen mediante un divisor pasivo que asigna la señal de una única fibra óptica a múltiples terminales de usuario. Esta estructura punto a multipunto permite un uso eficiente de los recursos de fibra.

Los sistemas PON suelen emplear tecnología de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) para la transmisión de datos. En el sentido descendente, la OLT divide los datos en múltiples intervalos de tiempo, cada uno asignado a una ONU diferente. En la dirección ascendente, cada ONU transmite datos en su intervalo de tiempo designado según lo programado por el OLT, optimizando el flujo de datos dentro de la red.

CActualmente, existen varios estándares dentro de la tecnología de redes ópticas pasivas (PON), siendo los más destacados GPON (PON con capacidad Gigabit) y EPON (Ethernet PON). Estos dos estándares presentan diferencias significativas en sus características técnicas, escenarios de aplicación y métricas de rendimiento.

Red óptica activa (AON)

Las redes ópticas activas (AON) son redes de acceso de fibra punto a punto que dependen de dispositivos activos como conmutadores y enrutadores para la amplificación y distribución de la señal. A diferencia de las redes ópticas pasivas (PON), AON utiliza componentes activos para gestionar y manejar señales ópticas, proporcionando un mayor ancho de banda y una gestión de calidad de servicio más flexible.

En el sistema AON, cada usuario tiene una conexión de fibra dedicada a un conmutador o enrutador central. El dispositivo central es responsable de distribuir datos a todos los usuarios y recibir los datos cargados por ellos. Esta topología punto a punto garantiza que cada usuario disfrute de un ancho de banda de fibra dedicado, evitando los problemas de uso compartido del ancho de banda comunes en otros sistemas.

AON normalmente emplea tecnología Ethernet, utilizando conmutadores Ethernet para el reenvío y la gestión de datos. Debido a la madurez y el uso generalizado de la tecnología Ethernet, los sistemas AON son altamente compatibles y fáciles de usar.

PON frente a AON

Arquitecturas de red

Arquitectura PON：

• Punto a multipunto：PON utiliza una arquitectura punto a multipunto donde el terminal de línea óptica (OLT) distribuye señales ópticas a múltiples unidades de red óptica (ONU) o terminales de red óptica (ONT) a través de divisores pasivos.
• Componentes pasivos：Los divisores en PON son componentes pasivos que no requieren suministro de energía ni mantenimiento, lo que reduce los costos operativos y de mantenimiento.
• Gestión Centralizada：PON opera con administración centralizada donde todas las funciones de administración y control se concentran en la OLT, simplificando la administración y configuración de la red.

AON Arquitectura：

• Punto a punto：AON emplea una arquitectura punto a punto donde cada usuario tiene una conexión de fibra independiente a un conmutador o enrutador central.
• Componentes activos：AON depende de dispositivos activos como conmutadores y enrutadores para amplificar y distribuir señales, lo que requiere suministro de energía y mantenimiento regular.
• Gestión Distribuida：AON utiliza gestión distribuida donde las funciones de control y gestión de red se distribuyen entre varios dispositivos activos, lo que proporciona mayor flexibilidad y escalabilidad.

Banda ancha

• PON：Debido a su estructura punto a multipunto, varios usuarios comparten el ancho de banda total del OLT. Esto puede generar competencia en el ancho de banda durante las horas punta. Los sistemas GPON típicos ofrecen una velocidad de bajada de 2,5 Gbps y una velocidad de subida de 1,25 Gbps, mientras que los sistemas EPON tienen velocidades simétricas de 1 Gbps.
• AON：AON proporciona ancho de banda de fibra dedicado a cada usuario, ofreciendo velocidades de transmisión más altas y un rendimiento más estable. Ethernet AON puede ofrecer anchos de banda de hasta 10 Gbps o más.

Latencia

• PON：Los divisores pasivos en PON no introducen latencia adicional. Sin embargo, el mecanismo de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) en el enlace ascendente podría introducir cierta latencia debido al uso compartido del ancho de banda entre múltiples usuarios.
• AON：Los dispositivos activos en AON introducen cierto retraso en el procesamiento, pero como cada usuario tiene un ancho de banda dedicado, la latencia general es menor y más estable.

Distancia de transmisión

• PON：La distancia de transmisión en PON está limitada a unos 20 kilómetros debido a la pérdida de inserción de los divisores pasivos. Ampliar esta distancia es posible añadiendo repetidores, pero a un mayor coste y complejidad.
• AON：AON se basa en dispositivos activos para amplificar y transmitir señales, lo que permite distancias de transmisión más largas adecuadas para áreas de cobertura extensas.

Costo

• PON：El uso de componentes pasivos como divisores en PON reduce los costos iniciales de construcción y los gastos operativos, lo que lo hace adecuado para implementaciones a gran escala y aplicaciones sensibles a los costos.
• AON：El uso de dispositivos activos como conmutadores y enrutadores por parte de AON genera mayores costos iniciales de construcción y operación, adecuados para escenarios que requieren un gran ancho de banda y una alta garantía de calidad del servicio.

Mantenimiento

• PON：Sin dispositivos activos en la red intermedia, los componentes pasivos en PON no requieren mantenimiento, lo que reduce los costos operativos y de mantenimiento.
• AON：Los dispositivos activos en AON requieren mantenimiento y suministro de energía regulares, lo que aumenta los costos operativos y de mantenimiento, pero ofrece una mayor flexibilidad de gestión y garantía de calidad del servicio.

Solicitud

PON:

• Acceso a banda ancha residencial：La estructura simple, el bajo costo y el fácil mantenimiento de PON lo hacen adecuado para el acceso de banda ancha residencial a gran escala.
• Acceso a pequeñas y medianas empresas：Para pequeñas y medianas empresas con necesidades moderadas de ancho de banda, PON proporciona una solución de acceso de banda ancha rentable.
• Convergencia de servicios de voz, vídeo y datos：PON admite múltiples tipos de servicios, adecuados para escenarios que requieren la integración de voz, video y datos.

AÓN:

• Acceso a banda ancha empresarial：AON ofrece un gran ancho de banda, baja latencia y garantía de servicio de alta calidad, adecuado para aplicaciones de nivel empresarial que requieren un gran ancho de banda y calidad.
• Interconexión del centro de datos：La arquitectura punto a punto de AON y sus capacidades de gran ancho de banda lo hacen ideal para interconexiones de alta velocidad entre centros de datos.
• Transmisión de larga distancia:AON puede amplificar y transmitir señales a través de dispositivos activos, adecuados para escenarios que requieren transmisiones de larga distancia y gran ancho de banda.