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Fibra Na Rede De Acesso (FITL)
ArquitecturasDesde a década de 1990 que se tem colocado uma grande expectativa nas soluções de fibra óptica (FITL – Fiber In The Loop) como sendo capazes de resolver “definitivamente” o problema de fazer chegar a cada cliente um acesso de banda larga, que lhe permita aceder a todos os serviços de telecomunicações.
Mas até agora, as soluções FITL não têm conhecido uma grande expansão, em parte devido ao êxito das soluções baseadas em ADSL que têm atrasado a necessidade de infra-estruturas físicas que substituam os pares de cobre. Contudo, se as tendências de crescimento se mantiverem, será necessário fazer uso da fibra óptica para garantir os débitos impostos pelas aplicações e serviços de fibra óptica no acesso, prestando uma gama diversificada de serviços de telecomunicações através de acessos de fibra e ADSL (por exemplo, http://www.fastweb.it).
A primeira utilização da fibra óptica na rede de acesso fez-se com tecnologia PDH, para ligações a 2 *****/s e sistemas de multiplexagem de assinante. Um caso típico é a ligação de unidades remotas aos comutadores telefónicos. Todavia, esta situação é utilizada sobretudo para ligação a clientes empresariais que, pela quantidade de acessos que necessitam, justificam a instalação para ligações dedicadas.
Assim a utilização da fibra óptica na rede de acesso tem sido mais uma das situações que têm contrariado as projecções dos anos 1990, que apontavam a passagem do século como a data que marcaria o fim do cobre e o inicio da fibra óptica nas ligações dos clientes aos nós de serviço [COOK].
As soluções FITL seguem basicamente duas arquitecturas
-Redes em Anel – As fibras ópticas interligam unidades remotas (ONU – Optical Network Unit), seguindo uma estrutura semelhante aos anéis SDH. A OLT ( Optical line Termination) estabelecidos no anel sobre a trama SDH;
- Rede óptica passiva ou PON (Passive Optical Network) – O sinal óptico é transportado numa estrutura de fibra óptica com divisores passivos de sinal. Uma rede óptica passiva apresenta algumas semelhanças com uma rede de distribuição de televisão por cabo, na sua estrutura em árvore. O sinal emitido pela OLT é recebido por todos os ONU e cada um selecciona a informação que é lhe dirigida. Para comunicar no sentido ascendente, os ONU partilham o meio físico, sob orientação da OLT. Tipicamente acedem ao meio físico em tempos distinto (TDMA), mas existe a hipótese de utilização de outras técnicas de multiplexagem, como a divisão na frequência (FDMA – Frequency Division Muliple Access).
As OLT ligam-se aos nós de serviço, como por exemplo, os computadores telefónicos ou o backbone IP para acesso à Internet. Por seu lado, os ONU dispõem de terminações para ligação às instalações de clientes, por exemplo, acessos básicos RDIS ou acessos ADSL. Na prática, estas soluções colocam mais perto dos clientes as várias interfaces de assinantes ou “remotizam” as terminações.
As soluções baseadas em anel baseiam-se na tecnologia SDH e cada uma das unidades remotas são, na realidade, ADM com interfaces de assinantes. Uma vantagem destas soluções é a alta disponibilidade característica das redes SDH. A principal desvantagem reside no facto de serem soluções próprias de fabricante com os inconvenientes, já referidos, de preço e dependência dos operadores perante os fabricantes.
No entanto, esta solução não tem viabilidade económica num cenário de intensificação de acessos em fibra óptica. Nesse sentido apareceram as PON que têm como principal vantagem permitir a partilha de recurso a nível do elemento agregador e ao nível da Fibra da Rede.
Alcance da Fibra óptica
As topologias de rede têm uma classificação que depende do alcance da fibra (figura 18.2):
. FTTO/FTTB ( Fiber to the Office/ Fiber to The Building) – Fibra óptica até ao edifício podendo a distribuição interior ser em cobre, óptica ou rádio;
. FTTC (Fiber to the curb) – fibra óptica até a um ponto do passeio sendo a distribuição feita em cobre;
. FTTH ( Fiber to the home) – fibra óptica até casa do cliente;
. HFC (Hybrid fiber copper (coax) ) – Fibra óptica até um ponto de distribuição. A distribuição é assegurada por cabos de cobre: Coaxial ou pares simétricos. Corresponde à situação actual das redes de distribuição é assegurada por cabos de cobre: coaxial ou de pares simétricos. Corresponde à situação actual das redes de distribuição de televisão por cabo.
Normas de PON
APON (ATM PON) e BPON (Broadband PON)
Durante meados dos anos 1990, a tecnologia ATM era considerada como a solução integradora que iria permitir a prestação de todos os serviços de telecomunicações sobre a mesma rede com um único acesso. E, naturalmente, a norma de PON, desenvolvida nessa época, preconizava a tecnologia ATM como a base de transporte de informação de informação. Mais tarde esta norma evolui para uma broadband PON ou BPON [G.983].Esta norma considera as configurações FTTH e FTTC, como se pode observar na figura 18.2. Na configuração FTTH ou FTTO, ou seja, quando a fibra óptica vai até ás instalações do assinante, a PON termina num ONT ( Optical Network Termination). Nas outras configurações, a fibra óptica vai até um ONU, sendo a parte final da ligação feita em cobre. Enquanto as ligações em cobre suportarem os débitos requeridos pelas aplicações e serviços, esta última solução é preferível, porque as terminações em cobre nos assinantes são mais económicas. A ligação em fibra óptica até às instalações do assinante será fundamental para o desenvolvimento de soluções de optoelectrónica de baixo custo e vice-versa.
Como requisitos para esta norma foram considerados serviços:
. Assimétricos de banda larga – acesso à internet, difusão de televisão;
. Simétricos de banda larga – VPN, Videoconferência;
. Simétricos de banda estreita – RDIS e POTS.
Para ligação a comutadores telefónicos usam-se feixes 2 *****/s estruturados como G.703. Para ligações a backbone IP para serviços de acesso a Internet, são utilizadas interfaces ETHERNET (Fast Ethernet ou Gigabit Ethernet) ou interfaces ATM ( sobre feixes a 34 *****/s ou 155 *****/s). Podem existir ainda outras interfaces de serviço como ligações a redes de circuitos alugados.
Reservado para colocação de imagem.
Nas interfaces das ONU, do lado do cliente, podem existir terminações RDIS e POTS, terminações xDSL em todas as suas variantes ou, eventualmente, Ethernet. No caso da fibra óptica ir até às instalações de assinante, as ONT dispõem de interfaces RDIS/POTS ou terminações Ethernet.
A rede óptica utiliza divisores passivos para atingir os vários ONU/ONT. No sentido descendente, OLT para as ONU/ONT, a informação é enviada em difusão, o que pode criar falhas na segurança que são colmatadas com processos de cifra das comunicações. No sentido ascendente é utilizado um mecanismo TDMA em que os vários ONU/ONT acedem ao meio físico em tempos diferente sob controlo central da OLT.
A OLT é responsável por gerir todos os aspectos relacionados com a PON no que diz respeito ao transporte de informação entre as terminações de cliente dos ONU/ONT e as interfaces com os nós de serviços.
A camada inferior dos protocolos que asseguram o controlo das comunicações numa Pon Define o modo de acesso ao meio e por ultimo a camada AMT faz o encaminhamento da informação.
As funções básicas duma ONU estão ilustradas na 18.4: interfaces ópticas e de assinante, multiplexagem/encaminhamento, gestão e alimentação de energia. As interfaces de assinante podem seguir várias normas.
Reservado para imagem
Por seu lado, a rede óptica passiva ODN ( Optical Distribution Network) consiste em cabos de fibra ópticas, conectores ópticos, divisores ópticos, atenuadores ópticos passivos e juntas.
A ODN pode garantir os sentidos de transmissão, descendente e ascendente, atribuindo a cada um cumprimento de onda próprio ( 1 310 nm e 1 550 nm), ou pela utilização de duas fibras diferentes. Para garantir uma maior disponibilidade da infra-estrutura, está prevista a utilização de mais do que um caminho óptico entre a ONU e OLT, permitindo que haja comutação em caso de falha de uma ligação. O Facto de não haver elementos activos na ODN deverá garantir uma maior longevidade na sua utilização pois, em principio, será possível fazer evoluir a electrónica existente nos elementos activos, OLT e ONU, aumentando os débitos em linha, mantendo a mesma infraestrutura física.
No sentido descendente os débitos poderão ser de 155, 622 ou 1 024 *****/s, enquanto que no sentido ascendente os débitos podem ter os valores de 155 e 622 *****/s. No entanto, estes débitos não correspondem a débitos disponíveis por assinante, nem por ONU. Estes débitos são partilhados pelas ONU quer no sentido descendente quer no ascendente.
GPON/EPON
Actualmente duas normas rivalizam por uma posição dominante no sector. A GPON (Gigabit PON) é semelhante à G.983, apresentando algumas evoluções ao nível dos débitos. A norma EPON (Ethernet PON) [GPON/EPON] resulta dum esforço coordenado pelo IEEE [IEEE_802.3.ah].Reservado para imagem.
Estas normas vieram dar um impulso à utilização de fibra óptica na rede de acesso. Nesta altura algumas versões das GPON já entraram em exploração nos EUA e a EPON já é usada no Japão para prestação de serviços de dados. Em qualquer dos casos, a configuração utilizada é a de levar a fibra óptia até instalações do assinante (FTTP – Fiber to the Premise).
Com os valores de largura de banda tão elevados, a GPON adapta-se muito bem a ser utilizada em aplicações FTTH e FTTB. Algumas diferenças entre as GPON e EPON estão listadas na tabela acima.
- Referências Bibliográficas:
[COOK] Andy cook and jeff Stern, Optical Fiber Access - Perspectives Toward the 21st Century, IEEE Communications Magazine - February, 1994.
[GPON/EPON] Eyal Shraga, GPON and EPON (GE-PON) - Economical Comparison, Flexlight Networks, 2005.
[IEEE_802.3.ah] IEEE, 802-2001 - IEEE Standard for local and Metropolitan Area Networks: Overview and Architecture 2002
Este texto foi retirado do livro " Sistemas e Redes de Telecomunicações "
A quem eu gostaria de agradecer este excelente auxiliar, manual, livro etc... como assim o entenderem sobre as redes e telecomunicações em geral.
Espero desta forma contribuir com a minha ajuda no esclarecimento de dúvidas relacionados com fibra óptica neste fórum. Mais duvidas esclarecerei ao longo deste tópico, com base em factos reais.
Só queria deixar por ultimo dado um problema no meu scanner não foi possível digitalizar as restantes figuras mas estou a tratar de construir as figuras no Adobe Photoshop.
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