Evaluation of the Physical Performance of an FTTH-GPON System for Quad Play Services After the Incorporation of an RoF Module

Este artículo propone el diseño y simulación de un módulo de radio frecuencia basado en un sistema de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) con modulación de amplitud en cuadratura (16-QAM) a una tasa de transmisión de datos de 10 Gbps y a una frecuencia de 10 GHz, utilizando la herramienta de simulación OptSim. Para ello, se diseñó a nivel de simulación un sistema de red con fibra hasta el hogar (FTTH)-óptica pasiva Gigabit (GPON) Triple Play (servicio de datos/voz a 2,5 Gbps y servicio de video CATV digital con 16-QAM a 0,8 Gbps) con el fin de integrar el módulo de radio sobre fibra (RoF) para ofrecer servicios Quad Play (Triple Play más Internet móvil). Posteriormente, se evaluó el desempeño para el enlace descendente a nivel físico del sistema FTTH-GPON después de que se incorporó el módulo RoF, con base en los parámetros de monitoreo de desempeño óptico (OPM), tales como: potencia de recepción óptica, magnitud del vector de error (EVM), diagrama de constelación, relación señal a ruido (SNR), tasa de error de bit (BER), Factor de calidad (Q) y diagrama del ojo. Los resultados muestran que es posible que los usuarios de las redes FTTH-GPON puedan contar, además de los servicios Triple Play, con un cuarto servicio (Internet móvil) ya que la calidad del servicio móvil está garantizada dentro del “último kilómetro” para redes de acceso, usando el despliegue actual de fibra óptica estándar, demostrando la factibilidad del sistema propuesto.

Abstract

This article proposes the design and simulation of a radio frequency module based on an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system with Quadrature Amplitude Modulation (16-QAM) at a data transmission rate of 10 Gbps and a frequency of 10 GHz using the simulation tool OptSim. For that purpose, a Fiber To The Home (FTTH)-Gigabit Passive Optical Network (GPON) Triple Play system (voice/data service at 2,5 Gbps and digital CATV video service with 16-QAM at 0,8 Gbps) was designed in order to integrate a Radio over Fiber (RoF) module and offer Quad Play services (Triple Play plus mobile Internet). Subsequently, the physical performance of the downlink of the FTTH-GPON system was evaluated after the RoF module was incorporated, based on Optical Performance Monitoring (OPM) parameters such as: Optical Receiver Power, Error Vector Magnitude (EVM), Constellation Diagram, Signal to Noise Ratio (SNR), Bit Error Rate (BER), Quality (Q) Factor, and Eye Diagram. The results show that it may be possible for FTTH-GPON users to have, in addition to Triple Play services, a fourth one (mobile Internet) because the quality of the mobile service is guaranteed within the “last kilometer” for access networks using the current deployment of standard optical fiber, demonstrating the feasibility of the proposed system.