La xarxa urbana de serveis de telecomunicacions

La xarxa de telefonia sorgeix a partir de la invenció del telèfon.

Tradicionalment, se n’atribueix la invenció a Alexander Graham Bell, físic i inventor nord-americà d’origen escocès. Mentre treballava en la transmissió de sons per a sords, va descobrir que modificant un corrent elèctric continu es poden imitar les vibracions que produeix la veu humana.

Bell, l’any 1876, va patentar un equip que podia transmetre la veu a través d’un cable que va batejar amb el nom de telèfon. Si bé és cert que va ser el primer a patentar l’invent i, per tant, s’enduu el reconeixement, recentment s’ha aclarit que possiblement va copiar la patent d’Elisha Gray, que treballava independentment a la costa oest. A més, hi ha constància que un italià, Antonio Meucci, va inventar el telèfon uns quants anys abans que Graham i Elisha.

La xarxa telefònica commutada es tracta de la xarxa de comunicacions clàssica en què els terminals telefònics es comuniquen amb una central de commutació mitjançant un únic canal compartit pel senyal del micròfon i de l’auricular del telèfon.

La veu va en banda base, és a dir, sense modulació (el senyal produït pel micròfon es posa directament en el cable).

Els senyals de control i d’informació entre el terminal telefònic i la central local es realitzen mitjançant tons de senyal audibles (to de trucada, to d’ocupat…). Les operacions de marcatge també es realitzen mitjançant tons (freqüències) que s’envien pel terminal telefònic a la central a través del mateix parell de cables que la conversa.

A partir d’aquests senyals les centrals dels operadors són les encarregades d’establir un camí entre l’emissor i el receptor per tal de realitzar una comunicació. Això es coneix amb el nom de commutació.

Podem diferenciar dos sistemes de commutació bàsics en funció de la tècnica utilitzada:

• Commutació de circuits.
• Commutació de paquets.

La commutació de circuits, com podeu veure a la figura, és la tècnica utilitzada pels senyals de veu (senyals telefònics), en la xarxa de telefonia bàsica. La conversa serà en temps real, és a dir, no hi ha retard del senyal transmès.

Per a l’establiment de l’enllaç i la transmissió d’informació entre dos abonats, se segueixen els passos que s’exposen a continuació:

1. Petició de connexió: un dels dos terminals telefònics demana parlar amb l’altre.
2. Establiment de l’enllaç: s’envia la petició a través de la xarxa passant per diferents nodes o centrals, alhora que s’estableix el camí fins a arribar a la destinació.
   L’alliberament de l’enllaç es produirà directament sempre que ho demani l’usuari que ha fet la petició de connexió; en cas contrari, la central o el node no alliberarà l’enllaç fins que no hagi passat un temps.
3. Acceptació de la connexió: el destinatari accepta la petició de connexió i la retorna pel mateix camí ja traçat.
4. Transmissió d’informació: els dos abonats estableixen una conversa en temps real.
5. Petició de desconnexió: funciona igual que la de connexió; el terminal telefònic que la rep també dona conformitat i aquesta és retornada.
6. Alliberament de l’enllaç: a mesura que la petició de desconnexió retorna per la xarxa es van alliberant els diferents nodes.

En la figura es pot observar gràficament aquest establiment d’enllaç, conversa i desconnexió.

Quan s’utilitzen tècniques digitals en la transmissió, el senyal de veu es converteix en un senyal digital. Això facilita que no sigui necessari la creació d’un enllaç dedicat per la transmissió de la informació entre l’emissor i el receptor.

El flux de dades que resulta d’aquesta conversió s’agrupa en unitats petites de la mateixa longitud, que s’anomenen paquets. Aquesta mateixa tècnica s’utilitza per transmetre dades per xarxes de comunicacions com ara Internet.

Quan es fa una transmissió d’informació utilitzant la commutació de paquets, dins la xarxa s’estableix un camí que, en passar per una sèrie de nodes, connectarà els elements que intercanviaran informació.

Aquest camí, però, no és un camí dedicat, només és una ruta.

Com que aquesta tècnica tracta cada paquet de manera independent, és a dir, paquets que pertanyen al mateix missatge poden seguir camins que siguin diferents, cada paquet inclou l’adreça d’origen i de destinació, el número d’ordre dins del missatge i el nombre de paquets que formen el missatge. No hi ha una ruta prèviament establerta i no es pot garantir l’ordre d’arribada.

Per tant, un paquet inclou tota la informació necessària per reconstruir el missatge sencer un cop hagin arribat tots els paquets a la destinació. La commutació de paquets, com mostra la figura, és la tècnica utilitzada per la transmissió de dades, per exemple utilitzant la tecnologia ADSL en la xarxa de telefonia bàsica. També s’utilitza en la transmissió de veu digital, mitjançant el protocol VeIP.

La xarxa telefònica, atesa la seva extensió i la seva complexitat, es pot classificar en allò que constitueix les mateixes centrals de commutació: la part d’interconnexió que les uneix i la part d’enllaç amb els usuaris i abonats. Seguint aquests criteris, s’obtenen aquests dos tipus de xarxes:

• Xarxa d’abonat (xarxa urbana). Formada, tal com podeu veure a la figura és el conjunt d’elements de connexió entre els equips d’abonat i la central local a la qual pertanyen, de manera que cadascun d’ells té assignat un circuit o enllaç únic.

• Xarxa d’enllaç. Formada per les centrals de trànsit i els circuits que connecten les centrals locals entre sí. Aquests circuits utilitzen mitjans de transmissió diversos com cables coaxials, fibres òptiques, radioenllaços, etc. Observeu en la figura els mitjans que proporcionen la via de comunicació quan un usuari es vol comunicar amb un altre que depèn d’una central diferent de la seva. Si les centrals que s’uneixen són urbanes, la xarxa d’interconnexió s’anomena xarxa d’enllaços urbans, i si no, xarxa d’enllaços interurbans.

La xarxa d’abonat físicament i elèctricament està formada per cables multiparells i regletes de connexió que enllacen la central local amb el punt de terminació de xarxa, on arriba la línia de connexió de l’abonat, formada per un cable d’escomesa d’un parell.

En la figura teniu un exemple de xarxa urbana. La xarxa d’alimentació, formada per un conjunt de cables de gran capacitat (600 parells, 1.200 parells…), és la part de la línia d’abonat que, partint de la central, s’estén fins a una caixa de terminació (CTX).

A la central, la xarxa d’abonat té l’origen en el repartidor principal, carcassa metàl·lica per on passen, d’una banda, els circuits procedents dels equips de commutació i, de l’altra, la xarxa d’abonat. Tots dos acaben en regletes aïllants que permeten establir fàcilment connexions entre ells mitjançant fils pont.

En el recorregut de la xarxa d’alimentació, la instal·lació serà gairebé totalment subterrània, mitjançant conductes o canalitzacions. Al llarg de les canalitzacions s’intercalen petits recintes subterranis accessibles des del carrer denominats cambres de registre, on es fan les unions o empalmaments d’uns cables amb uns altres.

Finalment, la xarxa es ramifica amb ramals de menys parells, grapades per línies de pals, per la façana o per l’interior d’edificis i els seus extrems acaben en una caixa de terminació de xarxa (CTX), com podeu veure a la figura.a, que posteriorment permetran utilitzar indistintament qualsevol dels parells per traslladar-los al domicili de l’abonat.

Aquestes caixes s’instal·len en pals o parets exteriors dels edificis i la connexió a l’abonat es fa a través d’un parell de fils anomenat fil de connexió.

En el cas d’edificis amb un gran nombre de terminals telefònics, la connexió a l’abonat es realitza amb un fil de connexió que parteix d’elements d’interconnexió anomenats caixes de connexió o armaris d’interconnexió (figura.b), que són armaris amb una capacitat de regletes més gran que les caixes terminals.

Des de la caixa de terminació de xarxa o l’armari d’interconnexió, el cable individual (línia de connexió) uneix la xarxa d’alimentació amb el punt de terminació de xarxa (PTX) situat a l’entrada del domicili de l’abonat. Aquest element serveix per unir la xarxa exterior amb la xarxa interior d’abonat.

Per tant, el bucle d’abonat, a més de la xarxa urbana, comprèn la línia interior de la xarxa de l’usuari.

Segons la xarxa interior de l’edifici, el bucle d’abonat adopta dues configuracions diferents:

Configuració convencional

La configuració adoptada en les instal·lacions convencionals que no tenen d’una ICT és la de la figura. Com que no hi ha una xarxa a l’interior d’edifici, l’operador connecta directament el parell de fils de la línia d’abonat de la central local amb el punt de terminació de xarxa (PTX) de l’usuari, que és el dispositiu que s’instal·la a l’interior de l’habitatge i que en delimita les responsabilitats en cas d’avaria.

En les instal·lacions convencionals la línia interior està constituïda per un cable d’un parell de fils i va grapada a la paret o per conductes de servei telefònic si l’habitatge disposa d’aquesta canalització.

Configuració ICT

En una ICT (figura), el bucle d’abonat també arriba fins a la instal·lació interior d’usuari, però s’utilitza la infraestructura pròpia de l’interior de l’edifici (ICT). En les instal·lacions d’ICT, la funció del punt de terminació de xarxa (PTX) la realitza el punt d’interconnexió que se situa a l’entrada de l’edifici, format per regletes de connexió, i apareix un nou element, el PAU (Punt d’accés a l’usuari). D’aquesta manera queden delimitades les responsabilitats en cas d’avaria entre l’operador, la comunitat de veïns i l’usuari.

En les instal·lacions d’ICT actuals, la línia interior se substitueix per una xarxa de cables de parells trenats i s’utilitzen rosetes amb connectors RJ-45.

Les xarxes telefòniques van ser dissenyades inicialment per transmetre només veu, però amb la millora de les línies de transmissió i la digitalització de les centrals de telefonia es van afegir serveis de telecomunicacions de banda ampla per a la transmissió de dades.

La principal tecnologia que permet accedir als serveis de telecomunicacions de banda ampla sobre la xarxa de telefonia bàsica és ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line).

Amb la tècnica ADSL, el bucle d’abonat de telefonia es comparteix per al servei de veu i l’accés als serveis de banda ampla (figura):

• Canal de veu: la transmissió del senyal de veu es realitza en banda base sense modular limitant l’amplada de banda a 4 kHz (qualitat vocal).
• Canal de pujada: utilitzat per enviar dades des de l’usuari cap a la xarxa.
• Canal de baixada: utilitzat per enviar dades des de la xarxa cap a l’usuari.

Els requisits tècnics d’una instal·lació d’ADSL no resulten massa especials, ja que la tecnologia ADSL utilitza el parell de fils de coure (bucle d’abonat), que connecta a qualsevol usuari del servei telefònic amb la central local. Només s’ha d’utilitzar un router ADSL compatible i incorporar els elements que garanteixin que els senyals de veu i de dades no s’interfereixen.

Hi ha dues configuracions bàsiques de la instal·lació interior que permet l’accés amb ADSL:

• Configuració bàsica de línia analògica amb filtre separador.
• Configuració amb filtratge distribuït.

En aquesta configuració, després del PTX es procedeix a la instal·lació d’una terminació específica per a ADSL, que s’anomena filtre separador o splitter i fa de filtre que separa el senyal telefònic del trànsit de dades ADSL (figura).

Al filtre separador es connecta, d’una banda, el parell de fils de la línia de telèfon i, per altra, la línia de dades on es connecta el mòdem ADSL.

En aquesta configuració no s’utilitza un filtre separador. Perquè el funcionament del servei telefònic sigui el més immune possible als senyals ADSL, s’ha d’instal·lar un microfiltre (filtrat distribuït) en cadascuna de les preses telefòniques utilitzades per al servei de veu.

A la figurateniu un exemple de configuració d’una xarxa interior d’usuari típica amb més d’un terminal telefònic.

Per tant, podem considerar la xarxa de telefonia bàsica obsoleta, encara que continua sent una alternativa en aquells llocs on encara no hi ha cobertura de fibra òptica, sobretot a les zones rurals.

La xarxa de telefonia bàsica desapareixerà a mesura que els operadors tanquin gradualment les seves centrals analògiques i els usuaris utilitzin mètodes alternatius per a l’accés als serveis de telecomunicacions.

La figura mostra l’estructura típica d’una xarxa HFC.

Les xarxes HFC utilitzen tant la fibra òptica com el cable coaxial per crear una xarxa de banda ampla. L’usuari final es connecta mitjançant una xarxa de distribució de cable coaxial a un node zonal i, posteriorment, s’interconnecten aquests nodes a una xarxa troncal de fibra òptica, on la capçalera de la xarxa de l’operador distribueix els seus programes de TV i altres serveis de telecomunicacions.

El mitjà de transmissió que arriba a l’usuari és el cable coaxial. Per evitar que el senyal de dades i de telefonia interfereixi en el senyal de TV, s’ha d’utilitzar un filtre separador en la instal·lació interior. L’accés als serveis de banda ampla es realitza amb un cable mòdem.

Les primeres xarxes de distribució de televisió per cable coaxial (CATV) es van muntar al començament de la dècada de 1980 per donar servei de televisió en llocs on hi havia dificultats per rebre els senyals de televisió radiats. Un grup tancat d’usuaris d’un petit poble o comunitat disposaven en un lloc adequat de les antenes receptores dels canals escollits i aquests s’amplificaven i es distribuïen amb cables coaxials cap als usuaris finals. Entre els canals difosos així hi havia les cadenes de televisió estatals, les autonòmiques, determinats transponedors de satèl·lit i, en algun cas, els senyals de vídeo i àudio d’un productor propi.

Evidentment, aquesta infraestructura és molt costosa; aquestes inversions s’han d’amortitzar i això s’aconsegueix establint quotes en funció dels continguts que volem veure o altres atractius per captar els clients. Una vegada establert el fil d’unió hi poden enviar altres serveis, com pot ser la connexió a Internet.

Posteriorment, als serveis bàsics de difusió de televisió, s’han afegit l’accés a Internet, els serveis de vídeo de pagament pay per view i altres mecanismes d’interactivitat, cosa que ha donat lloc a les nomenades xarxes de telecomunicacions de banda ampla (TBA).

La tecnologia ADSL va ser desenvolupada per les companyies telefòniques per aconseguir augmentar la velocitat de transmissió de dades per les seves línies convencionals i oferir serveis de telecomunicacions de banda ampla.

De la mateixa manera, les companyies de TV per cable van desenvolupar serveis que aprofiten l’amplada de banda que no s’utilitza en la xarxa de TV per cable per proporcionar telefonia i telecomunicacions de banda ampla.

La gestió d’aquests serveis es realitza mitjançant dos enllaços (figura):

• Enllaç ascendent (5 MHz-65 MHz). Aquest enllaç també s’anomena canal de retorn i permet la transmissió de dades en el sentit usuari-xarxa. En aquest canal es comparteix amb diferents usuaris l’amplada de banda disponible per accedir al servei de telefonia i la transmissió de dades, així com canals de gestió dels equips.
• Enllaç descendent (258-862 MHz). Canal utilitzat per a la descàrrega i recepció de dades en el sentit xarxa-usuari. En aquesta banda l’operador transmet la seva oferta de canals de TV, a més dels canals de telefonia i dades.

Els operadors de cable utilitzen tècniques de modulació digital dels canals de televisió basades en l’estàndard DVB-C i DVB-C2. Tot i això, hem de tenir clar que els senyals que ha de difondre una xarxa de cable són portadors d’alta freqüència modulats de diferent manera segons el servei que transporten (vídeo, dades o veu).

Les exigències d’interactivitat actuals obliguen que les xarxes suportin l’anomenat canal de retorn per on cada usuari de la xarxa enviarà les dades digitals que generi el seu equip: mòdem de cable, descodificador de televisió interactiu, etc.

Per separar els diferents serveis i evitar interferències entre ells, l’operador instal·la en l’interior de l’habitatge de l’usuari un punt de terminació de xarxa.

L’accés als serveis de banda ampla, com ara Internet, es realitza mitjançant un mòdem especial que s’anomena cable mòdem. Aquest mòdem es connecta a la xarxa de cable mitjançant un connector F. La connexió del cable mòdem a l’ordinador pot realitzar-se mitjançant una targeta de xarxa Ethernet convencional.

Hem de distingir entre dos tipus d’instal·lacions:

• Instal·lacions que han de complir la normativa ICT.
• Instal·lacions a edificis antics sense obligatorietat de complir la normativa ICT.

Aquestes instal·lacions inclouen els dispositius, aparells i cablatges necessaris per fer arribar els senyals oferts pels operadors fins al punt d’accés a l’usuari situat a l’interior de l’habitatge.

El punt de partida per a una instal·lació de cable amb ICT serà sempre el punt de distribució final que l’operador instal·larà en l’interior de l’edifici, format normalment per l’anomenada caixa de taps (CDT) que estarà situada al registre principal de TBA en el recinte RITI o recinte d’instal·lacions de telecomunicacions inferior. En la figura veiem un exemple de caixa de taps (CDT).

En funció del nombre d’usuaris finals de l’edifici, s’ha de preveure el nombre suficient de tubs de suport per acollir els cables coaxials corresponents. Aquests cables, partint del RITI, finalitzen en el PAU de cada client i lliuren els senyals TBA als usuaris finals de la instal·lació.

El nombre de preses d’usuari obligatòries per al servei de TBA en una ICT és d’una per cadascuna de les dues estances principals.

Als edificis que no estan preparats per acollir una instal·lació ICT, la disposició dels elements de connexió sol adoptar l’estructura que es detalla a continuació.

La caixa de taps és situada per l’operador a l’exterior de l’edifici (figura), de manera que el cable principal de distribució entra per un extrem de la caixa i surt per un altre, per continuar cap a la caixa de taps següent.

Els cables coaxials que surten de cada derivació pugen per la façana fins a l’altura de l’habitatge que s’ha de cablar i travessen la paret per accedir a l’interior amb una botera segellada amb silicona.

A l’interior de l’habitatge es disposa el PAU (punt d’accés a l’usuari) corresponent tal com mostra la figura.

Normalment, el PAU inclou un aïllador galvànic i un repartidor intern. Si només se n’empra una sortida, l’altra es carrega amb un terminador típic de 75 Ω.

Els operadors de cable s’han d’adaptar a les necessitats actuals i oferir serveis de banda ampla ultraràpida als abonats, per la qual cosa han actualitzat les seves xarxes.

La solució adoptada pels operadors de cable és la utilització de la tecnologia RFoG (ràdio frequency over glass), que permet aprofitar part de les infraestructures de les xarxes HFC existents per proporcionar accés de fibra òptica directament fins a l’usuari.

La tecnologia RFoG substitueix el cable coaxial de la xarxa HFC per una fibra òptica. Per tant, RFoG és un tipus de xarxa òptica passiva (PON) que transporta els mateixos senyals de RF (radiofreqüència), que es transportaven sobre la xarxa HFC, mitjançant fibra òptica.

Una xarxa de fibra òptica utilitza cables de fibra òptica i sistemes de distribució òptics per subministrar serveis de banda ampla directament a l’usuari final.

La principal tecnologia que proporciona accés basat en fibra òptica als usuaris són les anomenades xarxes FTTH (fiber to the home), en les quals s’instal·la fibra òptica fins al domicili del client.

La xarxa FTTH utilitzada per a l’accés als serveis de telecomunicacions és una xarxa PON (Passive Optical Network), és a dir, una xarxa òptica passiva. Aquest tipus de xarxa es caracteritza perquè tots els elements de la xarxa de distribució són passius, és a dir, no existeixen elements d’amplificació entre la central i l’usuari final, de manera que pot compartir-se una mateixa fibra òptica entre diversos usuaris, típicament 64, utilitzant tècniques TDM (Time Division multiplexing).

La figura mostra un exemple de xarxa PON, la qual està formada pels següents elements:

• Terminal de línia òptic o OLT (Optical Line Terminal). Dispositiu situat en la central de l’operador des d’on surten els cables de fibra òptica, cadascun dels quals pot transportar el trànsit de fins a 64 abonats. Aquest dispositiu permet la gestió del trànsit de dades i l’assignació d’amplada de banda als diferents usuaris.
• Divisors òptics. Per la xarxa es distribueixen diversos elements passius de ramificació, anomenats divisors òptics o splitters. Cada fibra òptica pot tenir una o més etapes de divisió òptica per proporcionar servei fins als 64 abonats possibles.
• Terminal de xarxa òptic o ONT (Optical Network Terminal). Dispositiu que s’instal·la en l’interior de l’habitatge, local comercial o oficina de cada usuari final i converteix els senyals òptics que es distribueixen per la xarxa en senyals elèctrics. Incorpora les interfícies que permeten a l’usuari utilitzar els serveis de fibra òptica.

Les xarxes PON utilitzen una única fibra òptica monomode per enllaç. Per optimitzar les transmissions dels sentits descendent i ascendent s’utilitzen tècniques WDM (Wavelength Division Multiplexing) de manera que s’utilitzen longituds d’ona (λ) diferents per a la transmissió i recepció de dades.

Les xarxes GPON transmeten tres canals per una mateixa fibra òptica (figura):

• Canal descendent de dades. S’utilitza una longitud d’ona (λ) de 1.490 nm per a la transmissió en sentit descendent des de la capçalera (OLT) a l’usuari (ONT), que permet la descàrrega de dades.
• Canal ascendent de dades. S’utilitza una longitud d’ona (λ) de 1.310 nm per a la transmissió en sentit ascendent des de l’usuari (ONT) fins a la capçalera (ÒLT), on l’usuari envia el trànsit de dades.
• Canal descendent de difusió de senyals de TV (vídeo RF). Aquest canal permet la difusió de senyals RF (radiofreqüència) de TV als usuaris utilitzant una longitud d’ona (λ) de 1.550 nm.

La xarxa urbana de fibra òptica està formada per tot el cablatge i els elements de distribució que connecten l’operador de telecomunicacions amb l’usuari final. D’aquesta manera es realitza la connexió física entre l’OLT i l’equip de cada abonat (ONT) situat a l’interior dels habitatges, locals comercials i oficines de cada usuari.

La figura mostra de manera simplificada l’estructura d’aquesta xarxa, amb els elements que la formen.

La xarxa urbana de fibra òptima es divideix en tres trams (xarxa d’alimentació, xarxa de distribució i xarxa de dispersió), els quals uneixen la capçalera de la xarxa amb l’habitatge de l’usuari.

Capçalera de la xarxa

La capçalera de la xarxa està formada per l’element de la central de l’operador que realitza les funcions d’OLT (terminal de línia òptica) i s’ubica en una sala de telecomunicacions de la central.

Xarxa d’alimentació

La xarxa d’alimentació és la xarxa troncal que subministra el cablatge a les zones on resideixen els usuaris finals (carrers, polígons, etc.). Aquest tram enllaça la capçalera amb les caixes d’empiulament (CE).

En entorns urbans grans, la xarxa d’alimentació surt de manera soterrada de les centrals de telecomunicació dels operadors, però en entorns urbans més petits, els operadors poden instal·lar els seus equips de capçalera en diferents ubicacions, de manera que els cables també poden sortir de manera aèria.

Aquesta xarxa està formada pels cables d’alimentació constituïts per cables multifibra (16, 32, 64, 96 o 128 fibres òptiques).

Xarxa de distribució

La xarxa de distribució proporciona l’accés a la xarxa de fibra òptica a un entorn particular (edificis, urbanitzacions, oficines, indústries, etc.), de manera que connecta les caixes d’empiulaments (CE) amb les caixes de terminació òptica (CTO).

Aquesta xarxa es desplega de manera soterrada, aèria o per façana, utilitzant cables multifibra de 2, 4, 8, 16 o 32 o més fibres òptiques.

Xarxa de dispersió

La xarxa de dispersió, també anomenada tram final, està formada per les escomeses de fibra òptica que connecten la xarxa de distribució de fibra òptica a l’usuari final, és a dir, des de la CTO fins a l’ONT. Aquestes escomeses normalment són cables d’una o dues fibres individuals.

Les canalitzacions són el conjunt de tubs o estructures envoltants de material plàstic o metàl·lic, que s’utilitzen per protegir i conduir el cablatge de fibra òptica per tota la xarxa. A més a més, els trams de la xarxa es connecten entre si utilitzant diferents tipus de registres i caixes d’empiulament.

La solució adoptada per instal·lar el cable de fibra òptica en una zona urbana depèn de la infraestructura existent en el lloc de desplegament:

• Utilització d’una canalització existent. S’utilitzen les esteses existents destinades a prestar un servei de producció, transport o distribució d’altres serveis diferents dels de telecomunicacions (gas, electricitat, aigua, etc.).
• Estesa aèria. La instal·lació del cable de fibra òptica se sosté sobre pals de telecomunicacions o pals elèctrics.
• Estesa per façana. La fibra òptica es distribueix per les façanes dels edificis.
• Realitzant obra civil. Es realitza una canalització nova, normalment soterrània, per distribuir la fibra òptica.

Les canalitzacions subterrànies (figura) estan formades per un nombre determinat de tubs de plàstic rígids o corrugats, coberts per terra, encastats dins un prisma de formigó, o en una determinada agrupació de conductes disposats en una rasa.

Quan les canalitzacions discorren per façanes, s’utilitzen camins ja existents per al pas d’altres cables, tot i que és habitual que els cables es grapin directament a la paret (figura).

En el recorregut de la xarxa urbana de fibra òptica s’hi intercalen elements de registre que permeten l’accés al cablatge de fibra òptica i faciliten la realització de connexions i derivacions de la xarxa, així com la instal·lació de diferents elements d’interconnexió i segregació. Els elements de registre utilitzats en la xarxa són els següents:

• Les arquetes (figura) són caixes introduïdes o construïdes in situ a les canalitzacions subterrànies que faciliten l’estesa i la inspecció del cablatge, així com la ubicació i la inspecció d’elements de segregació, empalmament i repartiment de fibres òptiques.

• La cambra de registre (CR) és un element constructiu que permet accedir des del carrer a instal·lacions subterrànies, on s’allotgen elements passius de segregació de les xarxes d’alimentació.
• Els armaris de pedestal són caixes exteriors muntades sobre una base d’obra que allotja l’equipament de diversos serveis, com ara semàfors o telecomunicacions. En el cas de les xarxes de telecomunicacions, fan les funcions de CTO o de CE.
• Les cabines són armaris d’exterior que es munten directament sobre la vorera o encastats a la paret.

Els elements d’interconnexió i de segregació separen els diferents trams de la xarxa de fibra òptica. Estan constituïts per dos elements:

• Caixa d’empiulament (CE).
• Caixa terminal òptica (CTO).

En l’interior d’aquestes caixes s’instal·len els divisors òptics.

Les caixes d’empiulaments (CE) delimiten la xarxa d’alimentació i la xarxa de distribució de fibra òptica. Estan formades per caixes que contenen en el seu interior safates organitzadores que protegeixen en el seu interior una determinada quantitat de fusions, a més d’allotjar reserves de fibra òptica (figura). Aquestes caixes tenen diverses mides i formes.

Una caixa terminal òptica (CTO) segrega les connexions d’usuari de la xarxa de distribució de fibra òptica mitjançant fusions o connexions mecàniques (figura). Al seu interior s’allotgen els divisors òptics (splitters), que realitzen la funció de repartidors, safates organitzadores del cable i reserves de fibra.

Aquesta caixa es pot instal·lar a diferents llocs: adossada a les façanes, en cobertes i terrats, pedestals, cabines o arquetes o muntada sobre un pal.

Als edificis que tenen una ICT, aquesta caixa s’allotja dins del registre principal de fibra òptica del recinte d’instal·lacions de telecomunicació (RIT), des d’on parteix el tram final de la xarxa de fibra òptica (xarxa de distribució i xarxa de dispersió de l’edifici).

Per la xarxa es distribueixen diversos elements passius de ramificació òptica, anomenats divisors òptics o splitters. Cada fibra òptica de la xarxa d’alimentació pot tenir una o diverses etapes de divisors per proporcionar servei fins als 64 abonats possibles.

Els divisors poden instal·lar-se a les diferents caixes d’empiulament i de registre distribuïdes al llarg de la xarxa, sent les ubicacions principals les següents:

• Caixes d’empiulament (CE) situades a les arquetes o caixes de registre que separen la xarxa d’alimentació de la xarxa de distribució.
• Caixes terminals òptiques (CTO) que se situen a les façanes dels edificis, arquetes o a l’interior de l’edifici en el cas d’una ICT.

En la figura es resumeixen diferents maneres d’accés de la xarxa de fibra òptica en un entorn urbà.

La xarxa d’alimentació arriba des de la central de l’operador i travessant diferents pericons o arquetes, a una arqueta que cobreix tot un sector mitjançant una caixa d’empiulament (CE), la qual segrega diferents branques de la xarxa de distribució cap als edificis.

Les xarxes de distribució soterrades afloren a la façana mitjançant tubs embocats a la vorera, amb conductes de ferro galvanitzat, que es munten sobre la paret per tal d’apujar els cables a l’alçada necessària per realitzar el recorregut sobre la façana. D’aquesta manera, la distribució pot realitzar-se de dues maneres diferents:

• CTO instal·lada en la zona superior de l’edifici. El tram final de la xarxa es realitza pels patis de llum o pels forats de l’escala dels edificis.
• CTO instal·lada a la façana. Quan l’edifici no disposa de passos alternatius en els espais comuns de l’interior de l’immoble, el recorregut del cable es realitza directament per la façana on s’instal·la la CTO.

Quan l’edifici disposa d’una infraestructura comuna de telecomunicacions (ICT), la conducció dels cables aprofita l’existència d’aquesta infraestructura i l’accés a l’edifici es realitza mitjançant una canalització soterrada que condueix el cablatge de distribució cap a l’arqueta d’entrada (AE) de l’edifici. En aquest cas, la CTO s’instal·la en l’interior del recinte d’instal·lacions de telecomunicació inferior (RITI) ubicat a la planta baixa o soterrani de l’edifici. El tram final aprofita la infraestructura de l’edifici que recorre els diferents registres de la infraestructura fins a arribar al registre de terminació de xarxa de cada usuari final.

La xarxa de fibra òptica és una xarxa multiservei que integra els serveis de veu, dades i vídeo (figura) sobre una única xarxa basada en el protocol IP. A través d’aquest protocol s’ofereixen els serveis següents:

• Serveis de telecomunicacions de banda ampla. Transmissió de dades per l’accés a Internet.
• Accés al servei de TV de pagament (IPTV). IPTV (Internet Protocol Television) permet la distribució de senyals de televisió de pagament utilitzant connexions de banda ampla sobre el protocol IP.
• Accés al servei de telefonia (VeIP).

Els serveis IPTV creen una xarxa privada i directa entre l’operador que ofereix serveis de TV de pagament i l’usuari final. Aquest servei no requereix la connexió a Internet com altres plataformes de pagament, sinó que l’operador reserva una amplada de banda determinada per establir la comunicació directament amb el descodificador de TV. Aquests senyals de vídeo es transmeten sota demanda.

Hi ha grans diferències entre la tecnologia de telefonia convencional basada en la commutació de circuits i la telefonia sobre xarxes IP, basada en la commutació de paquets. La primera i més important és la tècnica de commutació i el tipus de senyal amb què treballa cada tecnologia. En XTC el senyal és analògic, mentre que en VeIP el senyal és digital.

En la figura teniu la idea general d’un servei de VeIP. Les comunicacions de veu es digitalitzen en paquets de dades sota la norma del protocol IP. Els paquets són transportats per xarxes de dades IP públiques (WAN) com per exemple Internet o privades com les xarxes d’àrea local (LAN).

La VeIP, per tant, no és en si mateixa un servei, sinó una tecnologia que permet convertir les dades en paquets i transportar trànsit de veu en xarxes de dades sense la necessitat de disposar dels circuits commutats convencionals de la xarxa de telefonia pública.

Els senyals de veu s’encapsulen en paquets IP que es poden transportar per qualsevol mena de xarxa de dades. Es pot considerar la VeIP com el resultat de la convergència de la veu i dades en una mateixa xarxa. Quan la VeIP s’utilitza per a la prestació de serveis de commutació telefònica, sigui a través de telèfons convencionals o d’altres dispositius amb interconnexió amb l’XTC, parlarem de telefonia IP.

Servei VeIP en un habitatge

Els elements necessaris perquè es puguin realitzar trucades de veu a través d’una xarxa IP depenen en gran manera de quin terminal s’utilitzi en ambdós extrems de la conservació, els quals poden ser terminals IP o terminals no IP. Entre els primers hi ha el telèfon IP i l’ordinador multimèdia entre els segons hi ha el telèfon convencional:

• Els terminals IP s’utilitzen en les xarxes que utilitzen centraletes de telefonia privades, com ara les empreses.
• Els terminals convencionals s’utilitzen en les instal·lacions domèstiques.

El servei VeIP domèstic proporciona un accés telefònic suportat sobre un accés de banda ampla, disposa de numeració geogràfica associada als rangs habitualment utilitzats i permet les comunicacions tant amb clients d’aquest servei com els clients de la xarxa de telefonia bàsica.

Els elements que possibiliten aquest servei en l’interior d’un habitatge són els següents:

• Un adaptador de terminal ATA (analog telephony adapter) que permet connectar un o diversos telèfons analògics convencionals a la xarxa IP. En el cas de les xarxes de fibra òptica aquesta funció la realitza la ONT (figura). La ONT s’encarrega de convertir els senyals elèctrics en senyal òptics, alhora que realitza la codificació i descodificació dels senyals vocals.

• Un encaminador (router), amb ONT integrada. Actualment, hi ha encaminadors (routers) que integren la funció d’ONT (figura), per tant, el telèfon IP convencional es connecta directament a aquest dispositiu d’accés de banda ampla.