Tesis - Maestría en Tecnologías de la Información mención Redes de Comunicaciones (Sin Restricción)
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Browsing Tesis - Maestría en Tecnologías de la Información mención Redes de Comunicaciones (Sin Restricción) by Author "Arévalo Bermeo, Germán Vicente"
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Análisis de desempeño de una red de acceso óptico coherente empleando sistemas NG-PON(PUCE - Quito, 2023) Tatayo Vinueza, Edison Ramiro; Arévalo Bermeo, Germán VicenteEl objetivo de este trabajo es analizar el desempeño de una red de acceso óptico coherente frente a una red de acceso óptico basada en modulación de amplitud, para lo cual se realizó un cuasi experimento por medio de la herramienta de simulación OptiSystem en cosimulación con Matlab, mismo que permite realizar el despliegue de dos tipos de redes ópticas, la primera se basa en modulación PAM-4 y detección coherente mientras que la segunda red emplea la modulación compleja QPSK y detección coherente. Así mismo con el propósito de identificar la importancia de la unidad de procesamiento digital de señales (DSP) en los esquemas de detección coherente se evalúa de manera cuantitativa el rendimiento de la detección coherente con y sin uso de DSP. La necesidad de evaluar el performance de las redes basadas en intensidad frente a las redes NGPON se debe a la alta demanda de tráfico para aplicaciones en tiempo real que requieren velocidades de transmisión superiores a los 10 Gbps. Los resultados obtenidos evidencian una mejora significativa en la sensibilidad del receptor en promedio 3 dB empleando técnicas de modulación compleja y detección coherente. La detección coherente en conjunto con los algoritmos de procesamiento digital de señales efectivamente incrementa la capacidad de las redes ópticas satisfaciendo los requerimientos de altas tases de transmisión y optimización del espectro óptico. Adicional a este estudio se podría implementar esquemas de doble polarización con el propósito de optimizar el ancho de banda y multiplexar varias longitudes de onda dentro de una misma fibra óptica.Item Open Access Análisis y estudio de un Fronthauling óptico para redes 5g basado en micro-celdas comparando su rendimiento y costo con la red tradicional 4g basado en CPRI(PUCE - Quito, 2021) Calucho Cabrera, Rommel Fernando; Arévalo Bermeo, Germán VicenteEn la actualidad, las redes de acceso en los enlaces que interconectan los equipos RRH (REMOTE RADIO HEAD) Y BBU (BAND BASE UNIT) conforman el Fronthaul de la red, el cual constituye el punto de acceso con mayor jerarquía en la migración de distintas arquitecturas, considerando la evolución en las tecnologías de comunicaciones móviles tales como 4G (“Fourth Generation” o Cuarta Generación) y 5G (“Fifth Generation” o Quinta Generación), debido al incremento de anchos de banda, velocidades de navegación y reducción de la tasa de error, BER (BIT ERROR RATE), con el fin de garantizar la calidad de servicios que ofrece la nueva tecnología 5G. Es importante el análisis para el diseño de este tipo de enlaces con el propósito de soportar el tráfico masivo de información que requiere el usuario, hoy en día en el Ecuador se encuentran planificando la migración tecnologías 2G/3G a 4G en las operadoras celulares, como OTECEL, CONECEL.S.A Y CNT.EP, sin tomar en cuenta los beneficios que puede ofrecer una infraestructura con los requisitos mínimos del fronthaul a la hora de diseñar, planificar y desplegar las nuevas arquitecturas de redes móviles en la tecnología 5G. El fronthaul óptico es un tema emergente en el cual se considera el uso de nuevas tendencias de las redes 5G, por su flexibilidad e con el fin de moldear la red a través para adaptarla a las necesidades del usuario. El presente trabajo intenta hacer una comparación del frounthauling de las redes 4G y 5G, comparando sus diferentes topologías, arquitecturas y demás requerimientos, comparando principalmente la red 4G basada en CPRI (“Common Public Radio Interface” o Interfase de Radio Publica Común) con la red 5G basado en agregación de canales asistida por procesamiento digital de señales (DSP Assisted Channel Aggregation) para microceldas. También se realizará un análisis minucioso de los aspectos tecno-económicos y las ventajas desventajas de cada una de ellas con el fin de determinar el costo beneficio de cada tecnologíaItem Open Access Comparación del costo de implementación de las redes GPON, NGPON2 Y 50GPON en distintos escenarios de demanda de ancho de banda(PUCE - Quito, 2023) Pineda Pasquel, Cynthia Pamela; Arévalo Bermeo, Germán VicenteEl objetivo principal de este trabajo es realizar una comparación de los costos asociados a la implementación de tecnologías PON avanzadas en contraste con la tecnología actualmente en uso en Ecuador.Las crecientes demandas de ancho de banda por parte de los usuarios, impulsadas por las nuevas aplicaciones, están ejerciendo una presión constante sobre la capacidad de las infraestructuras de comunicación existentes. Para abordar este aumento en el tráfico de datos en las redes de telecomunicaciones, se están explorando diversas tecnologías, y entre las opciones más prometedoras destacan NGPON2 y 50GPON como estándares de acceso con un gran potencial.En una primera etapa, se lleva a cabo un análisis exhaustivo de las tecnologías PON actualmente en uso, con el fin de identificar las características y mejoras específicas de cada una de ellas. Esto permite definir los parámetros de estudio en función de las demandas actuales de los usuarios en términos de tasas de bits requeridas.Dado que la selección de la tecnología por parte de los proveedores de servicios está fuertemente influenciada por consideraciones de costos de inversión en infraestructura, se presta especial atención a tecnologías que puedan ser implementadas en redes preexistentes. Para evaluar su viabilidad, se realiza una simulación de estas tecnologías, teniendo en cuenta aspectos como los requisitos de potencia, el rendimiento en términos de tasa de error de bits (BER) y, fundamentalmente, el análisis de los costos asociados a su implementación. Este análisis de costos se lleva a cabo mediante el uso del algoritmo OTS (Optimal Topology Search).Item Open Access Comparación del desempeño de las modulaciones PAM-2, PAM-4 y PAN-8 en la transmisión de datos a alta velocidad en redes PON de nueva generación (NG-PON)(PUCE - Quito, 2020) Costales Vallejo, Franco Dagoberto; Arévalo Bermeo, Germán VicenteLa tendencia actual en telecomunicaciones es ofrecer varios servicios, muchos de los cuales son nuevos, a través de redes de acceso de nueva generación, como las redes NG-PON1. Servicios como: Televisión de alta definición, aplicaciones en la nube, video bajo demanda (HD, 4K y próximamente 8K), video conferencias, juegos en red, Cloud computing, etc., demandan (y demandarán incrementalmente aún más) gran ancho de banda. Es así como las redes de acceso deberán crecer en su capacidad al mismo ritmo, para satisfacer las necesidades de los usuarios. Este crecimiento en la capacidad de ancho de banda actualmente solo lo pueden satisfacer las redes de transmisión por fibra óptica, dadas sus características de ancho de banda, robustez, alcance y eficiencia energética. En este trabajo de tesis realizaremos un análisis comparativo entre las modulaciones de amplitud de pulsos (PAM2) de dos niveles (PAM-2), de cuatro niveles (PAM-4) y de ocho niveles de amplitud (PAM-8), que nos permita adquirir criterios de su desempeño al ser empleadas en redes de acceso ópticas de gran ancho de banda. Este trabajo pretende realizar un análisis de la modulación PAM, visto como un candidato prometedor para las nuevas generaciones de redes ópticas pasivas. Realizaremos simulaciones a altas velocidades de bits y varios niveles de modulación PAM. Nuestro objetivo principal es evaluar la afinidad de la modulación PAM con los estándares existentes y las redes heredadas, en lo que respecta, a la longitud de la fibra, la clase de presupuesto óptico y el tipo de longitud de onda. Las simulaciones nos ilustrarán sobre los desafíos de los formatos de modulación multinivel, como el ruido y la dispersión, en la medida que se incremente el número de niveles, desde el tradicional NRZ3 (también denominado PAM-2) hasta cuatro y ocho niveles.Item Open Access Diseño de una red GPON en el barrio Carmen Bajo de la parroquia de Llano Chico(PUCE - Quito, 2023) Barriga Carvajal, Jersson Fabricio; Arévalo Bermeo, Germán VicenteHoy en día, los usuarios requieren de servicios y aplicaciones que ayuden a resolver distintas operaciones que se presentan en la vida cotidiana, como es el caso de videoconferencias, transacciones bancarias, etc. El internet en los últimos años ha tenido un crecimiento muy rápido, por lo que los abonados que se conectan a la red han aumentado exponencialmente, exigiendo a las redes la obligación de brindar mayor ancho de banda y velocidad de transmisión de datos con mayor cantidad de usuarios. Los servicios que ofrecen las distintas operadoras, pueden verse escasos por el alcance que se tiene, lo que llega a tener problemas, como es la velocidad de conexión muy lenta, interferencias, entre otros. Pero el uso de sistemas de fibra óptica ha permitido actualmente a los usuarios obtener mejor rendimiento en las redes, siendo inmune a la interferencia y a su vez proporcionando seguridad a los equipos del proveedor y cliente. La presente investigación tiene como base el diseño de una red GPON que permita dar conectividad a sectores donde no se tiene acceso a internet y de esta manera plantear los diferentes modelos, características, componentes que se debe considerar para un despliegue de red óptica eficaz.Item Open Access Diseño de una red Wifi para el colegio “Modelo Politécnico” con soporte Dual Band(PUCE - Quito, 2020) Moreta Villacis, Gabriel Homero; Arévalo Bermeo, Germán VicenteLa expansión y uso de las redes inalámbricas WiFi cambiaron la forma en que se desarrollan las comunicaciones. Gracias a ellas, es posible conectarse con personas que se encuentran al otro lado del planeta, y las nuevas tecnologías se han convertido en una herramienta fundamental para facilitar el trabajo de las empresas. Las organizaciones que cuentan con acceso a internet, pueden mejorar su desempeño y brindar un servicio de calidad a los usuarios que atienden. Esto es especialmente importante en el ámbito educativo, donde las escuelas brindan un servicio de interés social, y por ello se les pide hacer un uso eficiente de los recursos que disponen. Es aquí donde el correcto diseño de una red WiFi puede mejorar la experiencia del usuario. En este trabajo, se tomó como caso de estudio la situación del Colegio “Modelo Politécnico”, en cuanto a los problemas que presenta dentro de su red WiFi. Para brindar una solución efectiva, se detectaron las necesidades particulares de la institución y se desarrolló una propuesta de un nuevo diseño de red. Los resultados sugieren que los equipos WiFi basados en dual band presentan la mejor relación entre inversión y beneficio.Item Open Access Estudio de un sistema a 400 Gb/s para conexión de data centers a híper escala(PUCE - Quito, 2021) Coque Loroña, Leopoldo Wladimir; Arévalo Bermeo, Germán VicenteLos sistemas de comunicación de datos con velocidades de transmisión iguales o mayores a 400 Gb/s, pretenden alcanzar un mayor rendimiento en los centros de datos que demandan tasas muy grandes de velocidad de transferencia de información, teniendo un ahorro de consumo de energía y aumentando las densidades de conexión a nivel de híper escala. El presente Trabajo de Titulación tiene como finalidad estudiar la factibilidad de usos de sistemas de transmisión óptica de alta velocidad, para la conexión de Datacenters a híper escala empleando técnicas no coherentes de transmisión de datos que soporten las aplicaciones de nueva generación que demandan mayor ancho de banda. Para la simulación de los sistemas a 100, 200 y 400Gb/s se utilizó el software de simulación de sistemas de transmisión por fibra óptica Optsim. Este software permite entre otros resultados, obtener los diagramas de forma de onda de la señal, diagramas de ojo, tasa de bits errados (BER), potencia óptica recibida, mapas de potencia y dispersión. Dichos resultados facilitan el diseño y análisis de sistemas de comunicación por fibra óptica con gran precisión y con resultados confiables. Una de las características más importantes de Optsim es la facilidad de incluir elementos de co-simulación con Matlab, permitiendo potenciar aún más la capacidad y flexibilidad de simulación de Optsim. Los resultados obtenidos demuestran que se puede alcanzar velocidades de 400 Gb/s con muy poca penalidad en el BER en comparación a los sistemas a 100 y 200 Gb/s, si se transmite en distancias de hasta 20km, que son típicamente las mayores distancias de interconexión requeridas en entornos urbanos.Item Open Access Estudio y simulación de una PAM-4 PON basada en el entrelazado de bits de dos señales NRZ(PUCE - Quito, 2021) León Albiño, Iván Mauricio; Arévalo Bermeo, Germán VicenteEl presente trabajo de investigación se centra en el diseño, estudio y simulación de una PAM-4 PON mediante el entrelazado de bits a partir de dos señales NRZ, solución que nos permite comprender el desempeño de este sistema, así como también la comparación con una PAM4 tradicional. En el capítulo I, se describe un marco conceptual y teórico de tecnologías ópticas, así como de sus componentes tecnológicos presentes en el diseño. En el capítulo II, se determinan las investigaciones previas que proveen la información necesaria para buscar otras alternativas en los diseños de Modulación por amplitud de pulsos (PAM) así como también los respectivos niveles de codificación. En el capítulo III, se diseña una solución con la información obtenida y con investigación bibliográfica, tanto técnica como científica, el diseño de una solución basada en el entrelazado de bits que permita transmitir y recibir la información codificada a lo largo de la fibra óptica. En el capítulo IV, se realiza las simulaciones respectivas de los diseños para determinar las ventajas y desventajas de implementar una solución de los dos sistemas. Finalmente, en el capítulo V, se realiza el análisis de los resultados obtenidos en esta investigación.Item Open Access Propagation, blockage and coverage evaluation in 5G urban wireless networks(PUCE - Quito, 2022) Salazar Sarmiento, Anthony Sebastián; Arévalo Bermeo, Germán VicenteUsing ray tracing and based on a set of realistic simulations performed in MATLAB ® and Open Street Maps, this document relates the coverage problem in urban 5G wireless networks with other relevant propagation and signal blockage stochastic models. From a statistical analysis of these results, the main characteristics of shadow fading are extracted and compared. In addition, a review of the current IMT-2020 and 3GPP standards on radio propagation for 5G has been carried out. Index Terms—5G wireless, propagation models, Ray Tracing, Close In, NYUSIM, coverage, standards.Item Open Access Red 50G-PON para el sector de Cutuglagua del cantón Mejía, en escenario de demanda de ultra banda ancha por cada usuario(PUCE - Quito, 2023) Luzón Calderón, Yuly Gabriela; Arévalo Bermeo, Germán VicenteEl presente trabajo consiste en realizar el diseño de una red 50G-PON bajo el escenario de demanda de ultra banda ancha por cada usuario en el sector de Cutuglagua del cantón Mejía y así efectuar una proyección a futuro para determinar qué tan viable resultaría la implementación de esta red.El documento se ha dividido en las secciones que se detallan a continuación:En el primer capítulo se detalla el problema de investigación, las preguntas y los objetivos que persigue la misma. En el capítulo dos se definen las tecnologías de nueva generación, redes PON sus características, especificaciones y aspectos generales. También se revisa el estándar IEEE 802.3ac y HS-PON necesarios para el desarrollo del proyecto.En el capítulo tres se presenta un diagnóstico de la situación actual del servicio de Internet en el sector de Cutuglagua y se describe la metodología empleada para cumplir con los objetivos del trabajo de investigación.En el cuarto capítulo se realiza el levantamiento de la zona de dispersión para identificar el área para la cual se realizará el diseño de la red y conocer ciertas características del lugar. Así, en los capítulos cinco y seis se desarrolla el diseño de la red 50G-PON definiendo los parámetros de diseño y los escenarios de simulación.En el séptimo capítulo se presentan cada uno de los escenarios y los parámetros simulados con el software OptiSystem, detalles de las gráficas y componentes de la red. Se muestran los datos obtenidos de la simulación. Para presentar posteriormente en el capítulo ocho el análisis de los indicadores de desempeño de la red: BER, Jitter y factor Q.Finalmente, se exponen las conclusiones y recomendaciones obtenidas en el desarrollo del presente trabajo de titulación.Item Open Access Red FTTH con tecnología GPON para brindar servicios de internet y televisión de la empresa Efinet-Tv en la parroquia de Yaruquí(PUCE - Quito, 2023) Cifuentes Suasnavas, Jerson Sebastián; Arévalo Bermeo, Germán VicenteEl presente documento hace referencia al proyecto de la red GPON de la empresa Efinet – TV desde un nodo ubicado en la parroquia de Yaruquí que permitirá la provisión de los servicios de internet y televisión en este sector. Este trabajo se enfoca en llevar la calidad de los servicios que la empresa puede ofrecer a otros lugares, optimizando los recursos técnicos y tecnológicos a su alcance que actualmente utiliza y aprovechar de esta manera los beneficios de una red FTTH, capaz de transportar múltiples servicios para satisfacer los requerimientos y necesidades de los futuros abonados. El diseño de la red GPON de la empresa Efinet – TV en el sector de Yaruquí, se basa en las recomendaciones de la UIT-T G.984.1, normas de CNT y consideraciones de carácter técnico para la implementación de este tipo de redes convergentes que actualmente utilizan los proveedores de estos servicios. Esto se logra a partir de un estudio de mercado poblacional y de los servicios que prestan diferentes ISP en el sector; la infraestructura de red construida permitirá futuras expansiones a los sectores aledaños y garantizará un óptimo desempeño de la red, con los beneficios a largo plazo que la empresa Efinet – TV planea obtener.