{"id":7205,"date":"2021-07-09T12:37:19","date_gmt":"2021-07-09T12:37:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ispblog.com.br\/?p=5443"},"modified":"2021-07-09T12:37:19","modified_gmt":"2021-07-09T12:37:19","slug":"redes-de-acesso-totalmente-opticas-um-novo-paradigma","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ispmais.com.br\/blog\/?p=7205","title":{"rendered":"Redes de Acesso Totalmente \u00d3pticas, um Novo Paradigma"},"content":{"rendered":"\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

O final do s\u00e9culo XX e in\u00edcio do s\u00e9culo XXI foram per\u00edodos caracterizados pelos avan\u00e7os da microeletr\u00f4nica, com a constru\u00e7\u00e3o dos semicondutores e microprocessadores mais eficientes, novas t\u00e9cnicas digitais, com novos sistemas de transmiss\u00e3o de dados e as redes inteligentes tomaram o lugar das antigas redes de telefonia anal\u00f3gica. Fato \u00e9 que o avan\u00e7o tecnol\u00f3gico experimentado pela sociedade atual deu origem a uma demanda que tem exigido dos provedores de servi\u00e7os a capacidade de atender aos constantes aumentos das taxas de transmiss\u00e3o para os diversos sistemas de informa\u00e7\u00e3o. Nesse quadro, as redes \u00f3pticas se apresentam como a alternativa tecnol\u00f3gica mais vi\u00e1vel para a infraestrutura de telecomunica\u00e7\u00f5es e assim, as fibras \u00f3pticas v\u00eam se sobrepondo gradativamente os cabos met\u00e1licos e os enlaces de r\u00e1dio, aumentando potencialmente a capacidade e a confiabilidade dos sistemas existentes.<\/p>\n\n\n\n

As Redes \u00d3pticas Avan\u00e7am<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Os avan\u00e7os tecnol\u00f3gicos das \u00faltimas d\u00e9cadas impulsionaram sobremaneira o mundo das redes \u00f3pticas: a fibra dopada a \u00c9rbio (dos anos 1990), a fibra monomodo e a fibra de dispers\u00e3o n\u00e3o-zero deslocada foram alguns dos desenvolvimentos que se seguiram \u00e0 fibra multimodo. Depois, foi eliminada a hidroxila (OH–<\/sup>) no \u00e2mbito da janela de 1.400nm na fibra monomodo e as fibras modernas passaram a ser constru\u00eddas visando minimizar a dispers\u00e3o dos pulsos de luz, operando na faixa de 1.200nm a 1.600nm com melhor desempenho. A Figura 1, apresenta algumas dessas perdas nas fibras \u00f3pticas.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 1 – Perdas nas fibras \u00f3pticas<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

Outro grande avan\u00e7o nas comunica\u00e7\u00f5es \u00f3pticas foi o aperfei\u00e7oamento e a introdu\u00e7\u00e3o da multiplexa\u00e7\u00e3o por comprimentos de onda, onde v\u00e1rios feixes de luz, com comprimentos distintos, percorrem a mesma fibra e multiplicam tremendamente a capacidade de transmiss\u00e3o da rede. Destacam-se o WDM (Wavelength Division Multiplexing<\/em>), mostrado na Figura 2, e suas varia\u00e7\u00f5es (DWDM – Dense Wavelength Division Multiplexing<\/em>  – onde os canais s\u00e3o menos espa\u00e7ados, exigindo fontes \u00f3pticas mais precisas e filtros lineares e o CWDM – Coarse Wavelenght Division Multiplexing<\/em> – que admite maior espa\u00e7amento entre canais, resultando em menor capacidade, por\u00e9m, mais barato).<\/p>\n\n\n\n

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Figura 2 – Princ\u00edpio do WDM<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

O futuro pr\u00f3ximo aponta para novos sistemas num \u00fanico chip, sofisticados pacotes \u00f3pticos, banda por demanda, dispositivos heterog\u00eaneos, aplica\u00e7\u00f5es m\u00f3veis, sistemas abertos, redes baseadas em software e conex\u00e3o em banda ultra larga em qualquer lugar e a qualquer momento.<\/p>\n\n\n\n

Redes Legadas<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A crescente demanda por servi\u00e7os de banda larga, seja em resid\u00eancias, em pequenas, m\u00e9dias ou mesmo grandes empresas, exige uma infraestrutura de rede capaz de suportar as exig\u00eancias dos diferentes tipos de usu\u00e1rios, com interesses diversos e de diferentes \u00e1reas, que transitam pelas redes de computadores executando aplica\u00e7\u00f5es em variadas plataformas (Figura 3). Tudo isso obriga ao desenvolvimento de solu\u00e7\u00f5es de comunica\u00e7\u00e3o destinadas a aliviar os gargalos de capacidade nas redes de acesso existentes, principalmente aquelas baseadas em cobre.<\/p>\n\n\n\n

No mesmo caminho, os custos decrescentes de equipamentos eletr\u00f4nicos, cabos de fibra \u00f3ptica e dos demais itens de infraestrutura s\u00e3o positivos para superar esse obst\u00e1culo de capacidade com a constru\u00e7\u00e3o de redes usando fibras \u00f3pticas.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 3 \u2013 Exemplo da rede legada<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

\u00c9 preciso lembrar que a infraestrutura da rede legada de acesso demanda um tempo maior para substitui\u00e7\u00e3o do que qualquer outra infraestrutura de comunica\u00e7\u00e3o. Isso \u00e9 verdade devido \u00e0 imensa quantidade de cabos envolvida e a m\u00e3o de obra necess\u00e1ria na substitui\u00e7\u00e3o dessas redes. Dado que a grande base de rede de acesso legada se encontra espalhada por grandes \u00e1reas, e que muito do custo da implanta\u00e7\u00e3o das redes de fibra \u00e9 determinado pela instala\u00e7\u00e3o de cabos, uma estrat\u00e9gia bem planejada de migra\u00e7\u00e3o se torna necess\u00e1ria nesse primeiro momento. Posteriormente, uma decis\u00e3o para passar da rede de acesso met\u00e1lica, ou via r\u00e1dio, para uma rede de fibra \u00f3ptica, envolver\u00e1 inevitavelmente custos com a retirada da rede antiga e a instala\u00e7\u00e3o da nova rede.<\/p>\n\n\n\n

\u00c9 importante observar que os custos associados por essa migra\u00e7\u00e3o podem ser mitigados pela ado\u00e7\u00e3o de um processo racional visando o menor impacto poss\u00edvel, tanto economicamente, quanto tecnicamente. Por exemplo, redes met\u00e1licas podem ser atualizadas num primeiro momento usando uma solu\u00e7\u00e3o h\u00edbrida, onde a fibra \u00e9 levada pr\u00f3ximo aos usu\u00e1rios finais, e as conex\u00f5es at\u00e9 os clientes individuais permanecem ativas com cabo met\u00e1lico nesse primeiro momento. Para um ISP, a alternativa FTTC \u00e9 mais econ\u00f4mica em rela\u00e7\u00e3o ao FTTH ou FTTD, por\u00e9m, como utiliza lances de cabeamento met\u00e1lico, o projeto fica limitado aos comprimentos estipulados pelas normas e padr\u00f5es de cabeamento estruturado. Lembrando tamb\u00e9m que as redes utilizando par met\u00e1lico est\u00e3o limitadas pelos padr\u00f5es de cabeamento a um alcance de cerca de 100 metros. J\u00e1 com a fibra \u00f3ptica em toda a extens\u00e3o da rede \u00e9 poss\u00edvel chegar a dist\u00e2ncias bem superiores e, dessa forma, interligar um n\u00famero maior de equipamentos, eliminam-se gastos com pontos de conex\u00e3o intermedi\u00e1rios (mais espa\u00e7o f\u00edsico), gastos com energia (n\u00e3o h\u00e1 equipamentos ativos), o que \u00e9 essencial para projetos de redes de grande confiabilidade e efici\u00eancia.<\/p>\n\n\n\n

Logicamente, considera\u00e7\u00f5es t\u00e9cnicas e comerciais devem determinar o qu\u00e3o longe um provedor de servi\u00e7os ir\u00e1 levar a instala\u00e7\u00e3o de fibra, mas quando a demanda torna vi\u00e1vel, o objetivo final de ter uma rede de acesso totalmente \u00f3ptica, poder\u00e1 ser alcan\u00e7ado (Figura 4).<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Figura 4 – Rede de acesso \u00f3ptica<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

Como em todas as estrat\u00e9gias de migra\u00e7\u00e3o eficazes, os principais fatores que devem ser considerados s\u00e3o benef\u00edcios, custos e recursos. Para que um projeto seja vi\u00e1vel (e econ\u00f4mico), ele deve prover benef\u00edcios que excedam os seus custos e n\u00e3o deve vincular custos que excedam os recursos dispon\u00edveis. Portanto, \u00e9 importante equilibrar os investimentos em novos equipamentos sejam ativos e passivos, bem como pessoal e outros recursos e considerar as capacidades existentes na infraestrutura, buscando ficar um passo \u00e0 frente da demanda do mercado e construir uma base s\u00f3lida para gerar receitas futuras.<\/p>\n\n\n\n

Convers\u00e3o de Dom\u00ednios<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A grande maioria das redes de comunica\u00e7\u00e3o atuais ainda utiliza mecanismos de convers\u00e3o eletro-\u00f3ptica que possibilitam o roteamento dos sinais ao n\u00edvel eletr\u00f4nico, mas que tamb\u00e9m s\u00e3o respons\u00e1veis por adicionar atrasos, al\u00e9m de encarecer os equipamentos de comunica\u00e7\u00e3o. O processamento dos sinais ao n\u00edvel do transmissor e do receptor \u00f3ptico \u00e9, em geral, feito eletricamente. Dessa forma, os esquemas de comuta\u00e7\u00e3o utilizados nessas redes s\u00e3o baseados em circuitos eletr\u00f4nicos que n\u00e3o s\u00e3o capazes de prover a velocidade necess\u00e1ria exigida pela demanda atual. A limita\u00e7\u00e3o desses sistemas \u00f3pticos se acentua nas redes de acesso onde se faz necess\u00e1ria uma nova convers\u00e3o dos impulsos de luz em impulsos el\u00e9tricos no usu\u00e1rio, ou seja, a informa\u00e7\u00e3o chega em forma de luz e, em seguida, \u00e9 convertida para sinais el\u00e9tricos, processados no usu\u00e1rio e convertidos novamente como luz no sentido de retorno \u00e0 rede.<\/p>\n\n\n\n

A tarefa de convers\u00e3o entre os dom\u00ednios \u00f3ptico e el\u00e9trico gera retardos o que limita a taxa de transmiss\u00e3o de todo o sistema. Para resolver esse problema, novas tecnologias para as redes de acesso s\u00e3o capazes de realizar o roteamento ao n\u00edvel \u00f3ptico eliminando o overhead da convers\u00e3o optoeletr\u00f4nica. Nessas redes totalmente \u00f3pticas, os equipamentos do n\u00facleo da rede dispensam a convers\u00e3o eletr\u00f4nica (pelo menos para tratamento dos dados), executando a comuta\u00e7\u00e3o da informa\u00e7\u00e3o por meios puramente \u00f3pticos at\u00e9 o acesso. A tecnologia de comuta\u00e7\u00e3o totalmente \u00f3ptica tornou-se importante para o futuro das redes de alta velocidade e a aloca\u00e7\u00e3o e reutiliza\u00e7\u00e3o de comprimentos de onda por WDM t\u00eam sido apresentada como uma t\u00e9cnica promissora para tornar as redes \u00f3pticas de acesso mais flex\u00edveis e eficientes. A Figura 5, mostra um exemplo de rede TWDM-PON, que representa um novo paradigma para redes \u00f3pticas para o futuro.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Figura 5 – Arquitetura TWDM-PON<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

Conex\u00f5es de fibra s\u00e3o uma forma cada vez mais popular de entregar servi\u00e7os de banda larga para diferentes grupos de usu\u00e1rios, por exemplo, em parques empresariais e blocos de apartamentos. A fibra tem a vantagem de oferecer uma capacidade quase ilimitada de banda, restrita apenas \u00e0 tecnologia de rede \u00f3ptica usada.<\/p>\n\n\n\n

Redes de Acesso Totalmente \u00d3pticas<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Uma rede totalmente \u00f3ptica \u00e9 vista como um novo paradigma e solu\u00e7\u00e3o ideal para obten\u00e7\u00e3o de altas taxas de transmiss\u00e3o. Entretanto, um fato importante se apresenta: historicamente, sempre foi muito caro construir e manter uma rede f\u00edsica e os custos para substituir uma rede de comunica\u00e7\u00e3o j\u00e1 em opera\u00e7\u00e3o n\u00e3o ficam atr\u00e1s. Frequentemente, esse alto custo ainda se torna mais exacerbado pela falta de planejamento de longo prazo, planejamento que poderia contribuir para mitigar os custos operacionais de curto prazo.<\/p>\n\n\n\n

As arquiteturas atuais para redes de acesso de ISP\u2019s permitem a otimiza\u00e7\u00e3o de recursos de rede (equipamentos, cabos \u00f3pticos, energia, etc.), possibilitando um projeto de rede flex\u00edvel e escal\u00e1vel, de forma a atender aos usu\u00e1rios finais de acordo com a demanda requerida. A economia nos custos de implanta\u00e7\u00e3o e de opera\u00e7\u00e3o da rede, permitem a aplica\u00e7\u00e3o dos recursos dispon\u00edveis de acordo com a demanda dos usu\u00e1rios, minimizando tamb\u00e9m os custos de manuten\u00e7\u00e3o e maximizando as receitas por meio da redu\u00e7\u00e3o do tempo de retorno do investimento.<\/p>\n\n\n\n

Embora a fibra \u00f3ptica ofere\u00e7a um \u00f3timo potencial como meio de transmiss\u00e3o nas redes de acesso, deve ser enfatizado que todas as atuais tecnologias em banda larga (HFC, xDSL, r\u00e1dio etc.) t\u00eam pap\u00e9is importantes a desempenhar, especialmente durante o processo de migra\u00e7\u00e3o das redes legadas para as redes totalmente \u00f3pticas. A for\u00e7a combinada dessas tecnologias ainda representa a salvaguarda contra o total colapso nos servi\u00e7os de banda larga atuais.<\/p>\n\n\n\n

Considerando que as redes de comunica\u00e7\u00e3o atuais s\u00e3o fortemente baseadas na arquitetura IP, que \u00e9 um dos fatores que impulsionam a integra\u00e7\u00e3o das diferentes m\u00eddias de comunica\u00e7\u00e3o (dados, v\u00eddeo e voz), todos os servi\u00e7os, sejam quais forem seus requisitos de largura de banda, s\u00e3o realizados por redes baseadas em IP. Portanto, a infraestrutura de qualquer rede, n\u00e3o somente no acesso, deve ser otimizada para atender essa demanda, que tende sempre ao crescimento do tr\u00e1fego, bem como ao desenvolvimento de novos servi\u00e7os e a adi\u00e7\u00e3o constante de novos usu\u00e1rios.<\/p>\n\n\n\n

A Figura 6, apresenta a evolu\u00e7\u00e3o das tecnologias de acesso utilizando redes \u00f3pticas.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Figura 6 – Evolu\u00e7\u00e3o das arquiteturas PON<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

Do ponto de vista da rede de acesso, \u00e9 necess\u00e1ria uma infraestrutura que esteja dispon\u00edvel para todos os usu\u00e1rios, onde quer que eles estejam. A rede deve ser tecnicamente e competitivamente estruturada e aberta a todas as tecnologias existentes e futuras. O objetivo \u00e9 dar ao usu\u00e1rio o acesso a alta tecnologia e capacidade, por\u00e9m com baixo custo.<\/p>\n\n\n\n

Um princ\u00edpio norteador \u00e9 que a infraestrutura deve ser planejada como uma rede de uso geral e n\u00e3o como uma rede especializada baseada em solu\u00e7\u00f5es t\u00e9cnicas r\u00edgidas ou constru\u00edda para atender um universo limitado de tecnologias. Com as solu\u00e7\u00f5es atualmente dispon\u00edveis, o projeto das redes \u00f3pticas de acesso deve escolher tecnologias flex\u00edveis para a infraestrutura que possibilitem uma frequente renova\u00e7\u00e3o de equipamentos com taxa atual em torno de 5 a 10% dos pontos ativos.<\/p>\n\n\n\n

O acesso totalmente \u00f3ptico permite a entrega de servi\u00e7os avan\u00e7ados que resolvem problemas no acesso dos usu\u00e1rios, como tratamento de tr\u00e1fego priorit\u00e1rio, seguran\u00e7a de LAN e provisionamento de circuitos, uma vez que temos uma infraestrutura de rede flex\u00edvel e multifuncional.<\/p>\n\n\n\n

Conclus\u00e3o<\/strong><\/p>\n\n\n\n

As redes de acesso totalmente \u00f3pticas est\u00e3o come\u00e7ando a materializar-se diante de nossos olhos. Depois de d\u00e9cadas de estudos de viabilidade, testes de laborat\u00f3rio e testes de campo, as redes de acesso usando fibras \u00f3pticas acabaram por encontrar seu caminho para aumentar o portf\u00f3lios de produtos dos provedores de servi\u00e7os, tornando sua implanta\u00e7\u00e3o algo que ocorre em larga escala. Redes de backbone totalmente \u00f3ptico tamb\u00e9m contribuem para esse crescimento cont\u00ednuo, provando a viabilidade t\u00e9cnica e o potencial comercial das tecnologias \u00f3pticas, e fornecendo inova\u00e7\u00f5es que levam a oferta de novos servi\u00e7os, criando novas demandas e introduzindo um novo paradigma nas redes de telecomunica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

Com a expans\u00e3o da capacidade das redes de acesso de fibra \u00f3ptica, todos os usu\u00e1rios podem se beneficiar dos novos servi\u00e7os, como e-business, e-commerce, hospedagem na Web, servi\u00e7os em nuvem, streaming de v\u00eddeo, entre outros. Considerando que a capacidade no backbone de uma rede \u00f3ptica bem planejada \u00e9 virtualmente ilimitada gra\u00e7as \u00e0 ampla penetra\u00e7\u00e3o da tecnologia WDM e suas variantes, somente os gargalos de transmiss\u00e3o na primeira milha podem dificultar a o atendimento dessa demanda de servi\u00e7os.<\/p>\n\n\n\n

At\u00e9 o pr\u00f3ximo artigo!<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

O final do s\u00e9culo XX e in\u00edcio do s\u00e9culo XXI foram per\u00edodos caracterizados pelos avan\u00e7os da microeletr\u00f4nica, com a constru\u00e7\u00e3o dos semicondutores e microprocessadores mais eficientes, novas t\u00e9cnicas digitais, com novos sistemas de transmiss\u00e3o de dados e as redes inteligentes tomaram o lugar das antigas redes de telefonia anal\u00f3gica. 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