{"id":3440,"date":"2023-02-10T16:46:47","date_gmt":"2023-02-10T19:46:47","guid":{"rendered":"https:\/\/furukawasolutions.com\/?p=3440"},"modified":"2024-03-11T18:41:01","modified_gmt":"2024-03-11T21:41:01","slug":"por-que-as-tecnologias-pon-garantem-vantagens-e-alto-desempenho-em-redes-pol","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/furukawasolutions.com\/pt-br\/n\/por-que-as-tecnologias-pon-garantem-vantagens-e-alto-desempenho-em-redes-pol\/","title":{"rendered":"Por que as tecnologias PON garantem vantagens e alto desempenho em redes POL?"},"content":{"rendered":"\n

O objetivo deste artigo \u00e9 apresentar a evolu\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica das tecnologias PON (Passive Optical Network<\/em>) baseadas nas recomenda\u00e7\u00f5es do ITU-T (International Telecommunications Union – Telecommunications<\/em>), desde sua origem, destacando suas caracter\u00edsticas f\u00edsicas, dist\u00e2ncias, taxas de transmiss\u00e3o, comprimentos de onda e compatibilidade, at\u00e9 atingirem o n\u00edvel de amadurecimento tecnol\u00f3gico que despertou interesse de seu uso em redes internas, na infraestrutura de cabeamento estruturado, numa implementa\u00e7\u00e3o que ficou conhecida como POL (Pasive Optical LANs<\/em>). Nesse contexto, s\u00e3o apresentadas as caracter\u00edsticas, vantagens e benef\u00edcios dessas redes, e sua evolu\u00e7\u00e3o hist\u00f3rica atrav\u00e9s de seu reconhecimento pelas normas de cabeamento estruturado, como ANSI\/TIA (American National Standards Institute<\/em> \/ Telecommunications Industry Association<\/em>), e de manuais, como o TDMM (Telecommunications Distribution Methods Manual<\/em>) da BICSI (Building Industry Consulting Service International<\/em>). Por fim, s\u00e3o discutidos pontos importantes que devem ser considerados para a implementa\u00e7\u00e3o dessas redes e respondidas algumas quest\u00f5es, que por vezes, desafiam os profissionais de TIC, principalmente aqueles focados em infraestrutura e que ainda n\u00e3o est\u00e3o acostumados com o modo de opera\u00e7\u00e3o PON nas redes LAN (Local Area Networks<\/em>). Nesse sentido, s\u00e3o abordadas algumas quest\u00f5es pertinentes que normalmente surgem quando se compara as POLs com uma rede tradicional em termos de infraestrutura, compatibilidade e desempenho.<\/p>\n\n\n\n

A evolu\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica<\/a> dos \u00faltimos quarenta anos \u00e9 surpreendente. Novas tecnologias surgiram, assim como, outras foram consolidadas, algumas delas, criadas ainda entre as d\u00e9cadas de 70 e 80. A d\u00e9cada de 90 foi um momento hist\u00f3rico decisivo na \u00e1rea de redes, sejam elas, de telecomunica\u00e7\u00f5es ou LANs. O in\u00edcio da d\u00e9cada foi marcado pelo lan\u00e7amento da primeira norma de cabeamento estruturado, a ANSI\/TIA-568, criada para padronizar e organizar a infraestrutura f\u00edsica de redes, ao mesmo tempo em que o protocolo Ethernet come\u00e7ava a ganhar mais aten\u00e7\u00e3o, sendo fomentado por uma gama de fabricantes cada vez mais crescente, pelo fato de ser um padr\u00e3o aberto e de f\u00e1cil implementa\u00e7\u00e3o. Logo, todos os computadores passaram a ser comercializados com uma ou mais interfaces de rede operando nesse padr\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Enquanto de um lado o Ethernet estava crescendo e se consolidando, do outro, tecnologias com um grande potencial, passaram a perder espa\u00e7o de mercado, como o ATM (Assyncronous Transfer Mode<\/em>). No in\u00edcio da d\u00e9cada de 90, o ATM era usado em transmiss\u00f5es com velocidades que superavam \u00e0s do Ethernet, e possu\u00eda uma proposta muito assertiva no gerenciamento e encaminhamento de tr\u00e1fego na rede, com caracter\u00edsticas marcantes e inovadoras, tais como: atraso de transfer\u00eancia menor, maior confiabilidade de transmiss\u00e3o, grande efici\u00eancia no uso da banda, pois a ocupa\u00e7\u00e3o do canal era feita sob demanda de acordo com o tr\u00e1fego de cada conex\u00e3o, e no uso do TDMA (Time Division Multiple Access<\/em>), com o qual n\u00e3o h\u00e1 aloca\u00e7\u00e3o fixa de intervalos de tempo a sub canais. A difus\u00e3o do ATM ocorreu, em primeiro lugar, nas redes SDH (Synchronous Digital Hierarchy<\/em>) de operadoras de telecomunica\u00e7\u00f5es, j\u00e1 que, em redes locais, seu uso acabou n\u00e3o sendo grande o suficiente como havia sido prospectado. Um outro fator de contribui\u00e7\u00e3o para a perda de espa\u00e7o do ATM em redes LAN, foi devido a proposta do Ethernet que, al\u00e9m das j\u00e1 mencionadas, evoluiu rapidamente em termos de ader\u00eancia de mercado, de velocidade e com custo de implementa\u00e7\u00e3o muito mais atrativo.<\/p>\n\n\n\n

Com a expans\u00e3o no uso de fibras \u00f3pticas durante a d\u00e9cada de 90, a ind\u00fastria de telecomunica\u00e7\u00f5es passou a estudar alternativas para o atendimento de clientes na \u00faltima milha, com o foco em chegar at\u00e9 a casa dos assinantes com fibra \u00f3ptica. Para alcan\u00e7ar esse feito, uma das alternativas pensadas foi o uso do Ethernet. Devido \u00e0s suas caracter\u00edsticas, para realizar esse atendimento, seria necess\u00e1ria uma infraestrutura Ponto-a-Ponto na qual se utilizam duas fibras monomodo por padr\u00e3o: uma para a transmiss\u00e3o, e outra para a recep\u00e7\u00e3o de sinais. Inicialmente esse aspecto inviabilizaria o uso do Ethernet nesse cen\u00e1rio devido ao custo de opera\u00e7\u00e3o (OPEX \u2013 Operational Expenditure<\/em>), seja pela dist\u00e2ncia (n\u00e3o superior a 10 Km, no quesito aplica\u00e7\u00e3o em rela\u00e7\u00e3o a custos), ou para manter um abrigo remoto que suportasse uma quantidade significativa de equipamentos em termos de energia e refrigera\u00e7\u00e3o, j\u00e1 que para cada cliente, seriam necess\u00e1rias, al\u00e9m do par de fibras, uma porta dedicada de switch naquele local.<\/p>\n\n\n\n

Ainda durante a d\u00e9cada de 90, uma ideia que surgiu nos anos 80 e que, at\u00e9 ent\u00e3o, havia sido deixada de lado por raz\u00f5es diversas, voltou a estar em evid\u00eancia: trata-se da tecnologia PON. Essa tecnologia tomou for\u00e7a e ganhou corpo devido ao amadurecimento das comunica\u00e7\u00f5es \u00f3pticas, ao aumento de velocidade e ao custo de tecnologias envolvidas, que, naquele momento, come\u00e7avam a cair. Em termos de implementa\u00e7\u00e3o f\u00edsica, com o uso de redes PON haveria uma simplifica\u00e7\u00e3o na infraestrutura de rede e na utiliza\u00e7\u00e3o de abrigos remotos de telecomunica\u00e7\u00f5es, incluindo todo seu aparato, pois seriam substitu\u00eddos por pequenos elementos passivos, chamados de divisores \u00f3pticos (splitters<\/em>), que facilmente poderiam ser instalados em caixas de emenda ou de termina\u00e7\u00e3o. Al\u00e9m de cobrir uma dist\u00e2ncia maior com a rede passiva, n\u00e3o seria mais necess\u00e1rio um par de fibras, pois nessa nova abordagem, a transmiss\u00e3o e a recep\u00e7\u00e3o de sinais seriam realizadas com apenas uma fibra do tipo monomodo, atrav\u00e9s do uso de multiplexa\u00e7\u00e3o pelo comprimento de onda (WDM \u2013Wavelength Division Multiplexing<\/em>).<\/p>\n\n\n\n

Uma rede implementada com a tecnologia PON<\/strong> \u00e9 essencialmente formada por equipamentos ativos, geralmente instalados nas extremidades da rede, e, de elementos passivos, compreendidos por cabos \u00f3pticos, splitters<\/em>, ODFs, patch cords<\/em>, entre outros, usados para implementa\u00e7\u00e3o da infraestrutura de conex\u00e3o. Na parte ativa, o equipamento que faz a interface com os servi\u00e7os, normalmente conectado \u00e0 camada de agrega\u00e7\u00e3o ou n\u00facleo da rede, \u00e9 chamado de OLT (Optical Line Terminal<\/em>), e o equipamento que faz a interface com o usu\u00e1rio, \u00e9 chamado de ONT (Optical Network Terminal\/Termination<\/em>). Toda a parte passiva da rede, entre a OLT e as ONTs, \u00e9 denominada ODN (Optical Distribution Network<\/em>), sendo uma infraestrutura de fibra Ponto-a-Multiponto, constru\u00edda em topologia de \u00e1rvore, por conta da presen\u00e7a dos divisores \u00f3pticos. A t\u00edtulo de exemplo, em uma rede FTTH (Fiber-to-the-Home<\/em>), a OLT \u00e9 o head end<\/em> instalado no lado da operadora, enquanto as ONTs s\u00e3o instaladas dentro das resid\u00eancias atendidas, e a ODN, toda a infraestrutura \u00f3ptica que permite a conex\u00e3o entre o head end<\/em> e as ONTs nessas resid\u00eancias. O tr\u00e1fego gerado na camada acima da OLT e enviado em dire\u00e7\u00e3o \u00e0s ONTs, \u00e9 denominado de downstream<\/em>. Por outro lado, o tr\u00e1fego gerado pelos usu\u00e1rios abaixo das ONTs, e enviado em dire\u00e7\u00e3o \u00e0 OLT \u00e9 denominado de upstream<\/em>.<\/p>\n\n\n

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

Para atender \u00e0s caracter\u00edsticas de transmiss\u00e3o em redes PON, o primeiro desenvolvimento foi baseado em ATM, originalmente chamado de A-PON. Como o pr\u00f3prio nome traduz, sua implementa\u00e7\u00e3o trouxe consigo as diversas caracter\u00edsticas positivas desse protocolo. As implanta\u00e7\u00f5es utilizando o ATM PON ocorreram com o apelido de B-PON (Broadband<\/em> PON), que posteriormente foi padronizado e lan\u00e7ado pelo ITU-T como s\u00e9rie de recomenda\u00e7\u00f5es G.983 em 1998. Inicialmente esse padr\u00e3o definia a transmiss\u00e3o em velocidades (taxas de bits) de 155 Mb\/s para upstream<\/em> e downstream<\/em>, por\u00e9m mais tarde, passou a adotar taxas de 1244 Mb\/s para downstream<\/em> e de 622 Mb\/s para upstream<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

Durante os anos seguintes ao seu lan\u00e7amento, esse padr\u00e3o amadureceu, agregando a capacidade de transporte de servi\u00e7os de telefonia como POTS (Plain Old Telephone Service<\/em>) e VoIP (Voice over Iinternet Protocol<\/em>), bem como, melhorada a capacidade de transmiss\u00e3o em upstream<\/em>, atrav\u00e9s do uso de DBA (Dynamic Band Allocation<\/em>), a qual foi definida e padronizada.<\/p>\n\n\n\n

Em 2003 foi lan\u00e7ada pelo ITU-T a s\u00e9rie de recomenda\u00e7\u00f5es G.984, conhecida como GPON (Gigabit-PON), a qual traz a defini\u00e7\u00e3o e implementa\u00e7\u00e3o de um protocolo novo, desenvolvido com base nos pontos fortes e caracter\u00edsticas do B-PON, inicialmente colocando o ATM como protocolo opcional. Dentre as diversas vantagens, as que se destacam s\u00e3o a possibilidade de coexist\u00eancia com as pr\u00f3ximas gera\u00e7\u00f5es de tecnologias PON, e um n\u00edvel de converg\u00eancia consolidado, isto \u00e9, o GPON foi projetado para entregar\/transportar qualquer servi\u00e7o de telecomunica\u00e7\u00f5es que seja necess\u00e1rio. Foi padronizado para trabalhar com velocidades 2488 Mb\/s em downstream<\/em> e 1244 Mb\/s em upstream<\/em>, capacidade que \u00e9 compartilhada entre as ONTs. O GPON atende \u00e0s necessidades e caracter\u00edsticas de uma rede gigabit, podendo acomodar, inicialmente, at\u00e9 64 ONTs (raz\u00e3o de divis\u00e3o 1:64) por porta OLT a uma dist\u00e2ncia de at\u00e9 20 Km. A dist\u00e2ncia m\u00e1xima suportada \u00e9 de 60 Km e a quantidade m\u00e1xima de ONTs \u00e9 de 128 (raz\u00e3o de divis\u00e3o 1:128), o que depender\u00e1 do or\u00e7amento de pot\u00eancia da rede \u00f3ptica e da capacidade, em termos de pot\u00eancia, do transceptor OLT (transceiver<\/em>), a qual \u00e9 determinada por classes. Como exemplo, um transceiver<\/em> de Classe B+ possui alcance m\u00e1ximo de 20 Km e capacidade m\u00e1xima para gerenciar at\u00e9 64 ONTs, j\u00e1 um transceiver<\/em> de Classe C+ possui alcance m\u00e1ximo de 60 Km e capacidade m\u00e1xima para gerenciar at\u00e9 128 ONTs. Ainda sobre as dist\u00e2ncias, \u00e9 importante estar atento a duas caracter\u00edsticas relacionadas a elas: a dist\u00e2ncia m\u00e1xima de fibra, e a dist\u00e2ncia diferencial m\u00e1xima de fibra. A dist\u00e2ncia m\u00e1xima de fibra \u00e9 o alcance m\u00e1ximo entre a OLT e uma ONT. A dist\u00e2ncia diferencial m\u00e1xima de fibra \u00e9 a diferen\u00e7a entre o alcance de duas ONTs individuais em rela\u00e7\u00e3o a uma mesma porta PON da OLT. Para o caso do GPON, essa dist\u00e2ncia possui um alcance convencional de 20Km, devido a seus requisitos de PMD (Physical-Media Dependent<\/em>) e de camada TC (Transmission Convergence Layer<\/em>). Assim, se uma ONT estiver conectada a uma dist\u00e2ncia m\u00e1xima de fibra de 60Km, todas as demais ONTs, na mesma porta PON, dever\u00e3o estar conectadas dentro dos 20 Km de alcance em rela\u00e7\u00e3o a ela. Nesse cen\u00e1rio, para a opera\u00e7\u00e3o adequada de todas as ONTs, a dist\u00e2ncia m\u00ednima de fibra utilizada dever\u00e1 ser de 40 Km em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 OLT.  A figura 2 apresenta a rela\u00e7\u00e3o entre a dist\u00e2ncia m\u00e1xima de fibra e a dist\u00e2ncia diferencial m\u00e1xima de fibra do cen\u00e1rio exemplificado:<\/p>\n\n\n

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

O GPON foi implantado em volume substancial nos anos seguintes ao seu lan\u00e7amento, em especial entre os anos de 2008 e 2009, seguindo em franca expans\u00e3o nos anos subsequentes. Como o GPON foi projetado para coexistir somente com as pr\u00f3ximas gera\u00e7\u00f5es de redes PON, a coexist\u00eancia com redes B-PON n\u00e3o poder\u00e1 ser efetivada devido ao uso dos mesmos comprimentos de onda para transmiss\u00e3o e recep\u00e7\u00e3o, os quais operam na janela de 1490nm para o tr\u00e1fego em downstream<\/em> e 1310nm para o tr\u00e1fego em upstream<\/em> respectivamente.<\/p>\n\n\n\n

A evolu\u00e7\u00e3o do uso de redes PON avan\u00e7ou na d\u00e9cada seguinte, com o lan\u00e7amento da s\u00e9rie de recomenda\u00e7\u00f5es G.987 em 2010, conhecida como XG-PON (10-Gigabit-capable passive optical networks<\/em>), onde o X representa o 10 em numeral romano. No passado era referenciado como XG-PON1, mas o termo foi descontinuado, sendo substitu\u00eddo por NG-PON1. Esse padr\u00e3o possui taxas assim\u00e9tricas de transmiss\u00e3o e recep\u00e7\u00e3o, sendo 9953 Mb\/s para o tr\u00e1fego de downstream<\/em> e 2488 Mb\/s para o tr\u00e1fego de upstream<\/em>, operando em uma faixa distinta de comprimento de onda do GPON, sendo utilizados os comprimentos de 1575nm~1580nm para downstream<\/em> e de 1260nm~1280nm para upstream<\/em>. Assim como foi definido para o GPON, a dist\u00e2ncia m\u00e1xima de fibra suportada pelo NG-PON1 \u00e9 de 60km, entretanto, a dist\u00e2ncia diferencial m\u00e1xima definida em seu escopo agora \u00e9 de 40Km, algo que, para o GPON, tamb\u00e9m foi definido, por\u00e9m, anos depois de seu lan\u00e7amento, atrav\u00e9s da recomenda\u00e7\u00e3o G.984.7. A raz\u00e3o de divis\u00e3o suportada pelo XG-PON \u00e9 de 1:256, ou seja, possui capacidade para at\u00e9 256 ONTs por porta PON.  <\/p>\n\n\n\n

Em 2013 foi lan\u00e7ada a s\u00e9rie de recomenda\u00e7\u00f5es ITU-T G.989, conhecida como NG-PON2 (40-Gigabit-capable Passive Optical Networks<\/em>) trazendo as caracter\u00edsticas para o desenvolvimento da gera\u00e7\u00e3o 2 da tecnologia PON, baseada na multiplexa\u00e7\u00e3o pela divis\u00e3o do tempo e do comprimento de onda – TWDM (Time and Wavelength Division Multiplexing<\/em>), e em um sistema opcional de conex\u00e3o ponto a ponto WDM – PtP WDM (Point-to-point Wavelength Division Multiplexing<\/em>). O TWDM \u00e9 uma solu\u00e7\u00e3o PON que usa uma arquitetura de canais com m\u00faltiplos comprimentos de onda, no qual cada comprimento de onda \u00e9 compartilhado entre v\u00e1rias ONTs. O PtP WDM \u00e9 uma solu\u00e7\u00e3o PON que fornece um comprimento de onda por ONT, tanto para downstream<\/em> como para upstream<\/em>, que pode sobrepor aos do TWDM, e possui capacidade de transmiss\u00e3o de dados bidirecional entre a OLT e a ONT. O NG-PON2 possui capacidade agregada nominal de 40 Gbit\/s para downstream<\/em>, e 10 Gbit\/s para upstream<\/em>. Os comprimentos de onda foram baseados em um plano de comprimentos de onda para o TWDM e para o PtP WDM, de modo a possibilitar a coexist\u00eancia com padr\u00f5es anteriores em uma eventual migra\u00e7\u00e3o. Para o TWDM, foi reservada a faixa de 1596nm~1603nm nas transmiss\u00f5es em downstream<\/em>, e um conjunto de op\u00e7\u00f5es para as faixas de upstream<\/em>, sendo divididas em banda larga (Wideband<\/em>), de 1524nm~1544nm, banda reduzida (Reduced band<\/em>), de 1528nm~1540nm, e banda estreita (Narrow band<\/em>), de 1532nm~1540nm. Para o PtP WDM foram definidas as faixas de 1524nm~1625nm, conhecidas como espectro expandido (Expanded spectrum<\/em>). Esse espectro poder\u00e1 ser utilizado desde que n\u00e3o interfira com o TWDM ou com sistemas legados, respeitando os requisitos de isolamento. Outra faixa poder\u00e1 ser utilizada quando o PtP WDM for usado em conjunto com o TWDM, que \u00e9 conhecida como espectro compartilhado (Shared spectrum<\/em>), e usa comprimentos de onda de 1603nm~1625nm. A dist\u00e2ncia m\u00e1xima de fibra e a dist\u00e2ncia m\u00e1xima diferencial de fibra suportadas s\u00e3o as mesmas definidas para o NG-PON1, por\u00e9m, a raz\u00e3o de divis\u00e3o m\u00ednima dever\u00e1 ser de 1:256.<\/p>\n\n\n\n

Em 2016 foi lan\u00e7ada a recomenda\u00e7\u00e3o ITU-T G.9807.1, definindo o XGS-PON (10-Gigabit-capable Symmetric Passive Optical Network<\/em>), uma tecnologia que utiliza taxas sim\u00e9tricas, com velocidades de 9953 Mb\/s tanto para downstream<\/em> como para upstream<\/em>, podendo utilizar os mesmos comprimentos de onda de um sistema XG-PON existente, ou utilizar os comprimentos de onda do GPON, suportando assim, tanto a migra\u00e7\u00e3o e coexist\u00eancia com essas tecnologias, como com o NG-PON2. Um destaque sobre as caracter\u00edsticas do XGS-PON, foi a reutiliza\u00e7\u00e3o m\u00e1xima de recomenda\u00e7\u00f5es ITU-T PON anteriores, ou seja, esse padr\u00e3o possui as especifica\u00e7\u00f5es f\u00edsicas de transmiss\u00e3o (PMD) derivadas do XG-PON, e l\u00f3gicas, baseadas na camada TC do NG-PON2 e do XG-PON. Uma curiosidade, \u00e9 que todas as taxas de transmiss\u00e3o das tecnologias PON s\u00e3o baseadas nas taxas do padr\u00e3o do SDH.<\/p>\n\n\n\n

Um ponto muito importante na evolu\u00e7\u00e3o das tecnologias PON, principalmente devido ao seu amadurecimento, robustez, e caracter\u00edsticas de opera\u00e7\u00e3o, foi o interesse especial dado a elas, para aplica\u00e7\u00f5es em planta interna. O conceito de redes POL, nome dado \u00e0 implementa\u00e7\u00e3o da tecnologia PON em redes locais, emergiu na Am\u00e9rica do Norte por volta de 2010. Em 2012 foi criada a APOLAN (Association of Passive Optical LAN<\/em>), organiza\u00e7\u00e3o que re\u00fane fabricantes, distribuidores, integradores e empresas de consultoria, e tem como foco, a educa\u00e7\u00e3o do mercado e o est\u00edmulo \u00e0 ado\u00e7\u00e3o da tecnologia \u00f3ptica passiva em redes locais. Em 2014 foi publicada a 13\u00aa edi\u00e7\u00e3o do manual TDMM pela BICSI, o qual trouxe recomenda\u00e7\u00f5es para o uso de redes PON dentro de edif\u00edcios, onde s\u00e3o aplicadas as normas e conceitos de cabeamento estruturado. At\u00e9 aquele momento, essa tend\u00eancia estava sendo discutida pelos diversos comit\u00eas de entidades normativas, vindo a ser oficialmente reconhecido na quarta revis\u00e3o da norma gen\u00e9rica de cabeamento estruturado ANSI\/TIA-568.0-D, e na quarta revis\u00e3o da norma de cabeamento estruturado para edif\u00edcios comerciais ANSI\/TIA-568.1-D, ambas lan\u00e7adas em 2015. Nessa revis\u00e3o, destacaram-se: a harmoniza\u00e7\u00e3o com as normas internacionais de cabeamento estruturado, ISO 11801, e o reconhecimento das tecnologias PON no anexo C da norma ANSI\/TIA-568.0-D, contendo as dist\u00e2ncias m\u00e1ximas suportadas e as atenua\u00e7\u00f5es m\u00ednima e m\u00e1xima de um canal de fibra \u00f3ptica monomodo usado para aplica\u00e7\u00f5es PON, al\u00e9m do destaque a demais caracter\u00edsticas relacionadas ao cabeamento \u00f3ptico centralizado usado por essas aplica\u00e7\u00f5es. No momento em que este artigo foi escrito, as normas ANSI\/TIA em vigor est\u00e3o na quinta revis\u00e3o (revis\u00e3o E) e o manual TDMM est\u00e1 na 14\u00aa edi\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

As normas de cabeamento foram concebidas para uma implementa\u00e7\u00e3o f\u00edsica da rede em topologia do tipo estrela com hierarquia, por conta de sua aceita\u00e7\u00e3o, flexibilidade e f\u00e1cil administra\u00e7\u00e3o. Com o uso da tecnologia PON em redes locais, sua topologia original em \u00e1rvore \u00e9 perfeitamente adapt\u00e1vel \u00e0 topologia proposta por essas normas, que \u00e9 alcan\u00e7ada atrav\u00e9s da utiliza\u00e7\u00e3o de diversos componentes do cabeamento estruturado, o que garante a compatibilidade com implementa\u00e7\u00f5es atuais e expans\u00f5es futuras, fazendo das redes PON, uma tecnologia disruptiva para uso nesse tipo ambiente. Dentre as principais vantagens de uso da tecnologia PON em redes locais, podemos destacar a redu\u00e7\u00e3o no custo de equipamentos e, no custo da energia el\u00e9trica utilizada por eles e pelos sistemas de refrigera\u00e7\u00e3o, redu\u00e7\u00e3o de espa\u00e7o ocupado pelo cabeamento e pelos equipamentos, redu\u00e7\u00e3o no consumo total de pl\u00e1stico, redu\u00e7\u00e3o no tempo total de instala\u00e7\u00e3o e implanta\u00e7\u00e3o da tecnologia, e a promo\u00e7\u00e3o de uma infraestrutura \u00e0 prova de futuro.<\/p>\n\n\n\n

O termo \u00e0 prova de futuro \u00e9 utilizado por caracterizar, essencialmente, a infraestrutura \u00f3ptica utilizada no cabeamento estruturado, que dever\u00e1 ser certificada, e poder\u00e1 ter uma garantia de 25 anos fornecida pelo fabricante. Assim, caso haja um interesse, por parte do cliente da rede, em realizar uma atualiza\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica, por exemplo, na substitui\u00e7\u00e3o de GPON por XGS-PON, basta substituir apenas os equipamentos ativos da rede (OLT e ONTs), sem se preocupar em tocar na infraestrutura \u00f3ptica instalada. Com isso, al\u00e9m de ser uma solu\u00e7\u00e3o sustent\u00e1vel, as POLs contribuem com a redu\u00e7\u00e3o no custo total de implanta\u00e7\u00e3o (CAPEX), e, principalmente, uma redu\u00e7\u00e3o significativa no custo de opera\u00e7\u00e3o (OPEX), o que impacta positivamente o custo total de propriedade (TCO \u2013 Total Cost of Ownership<\/em>) ao longo do ciclo de vida da rede.<\/p>\n\n\n\n

Nas redes LAN, ou mesmo em redes de campus (CAN \u2013 Campus Area Network<\/em>), as dist\u00e2ncias s\u00e3o menores se comparadas com as da \u00faltima milha, atendidas por operadoras ou provedores de Internet, e com isso, acabam n\u00e3o sendo um motivo de preocupa\u00e7\u00e3o no desenho do projeto da POL. Por outro lado, para agregar valor \u00e0 efici\u00eancia que a tecnologia PON proporciona, e atender a complexidade dos diversos servi\u00e7os em uma LAN\/CAN, os equipamentos escolhidos devem estar adequados para oferecer uma maior capacidade em termos de ger\u00eancia de mem\u00f3ria, processamento e encaminhamento de quadros. Somado a isso, devem ser transparentes para as aplica\u00e7\u00f5es atuais e futuras, e fornecerem caracter\u00edsticas que podem ser adaptadas de acordo com a complexidade do projeto, seja em termos de redund\u00e2ncia (de portas PON, de portas Ethernet de uplink<\/em>, de energia), seguran\u00e7a, gerenciamento centralizado, ou de sinergia e adaptabilidade com a arquitetura da rede existente, por exemplo, da conex\u00e3o entre a OLT e o Core poder ser estabelecida por meio de roteamento IPv4 ou IPv6.<\/p>\n\n\n\n

Apesar de todas as vantagens proporcionadas por uma POL, ainda existem algumas preocupa\u00e7\u00f5es em rela\u00e7\u00e3o a opera\u00e7\u00e3o dessa rede se comparada a uma rede tradicional em termos de infraestrutura, compatibilidade e desempenho.<\/p>\n\n\n\n

Na infraestrutura, como o desempenho do cabeamento pode ser garantido? A garantia de uma infraestrutura adequada se d\u00e1 atrav\u00e9s do uso materiais de qualidade e com proced\u00eancia, e de m\u00e3o de obra qualificada. Quando todos os componentes da infraestrutura \u00f3ptica de cabeamento estruturado s\u00e3o do mesmo fabricante, e instalados por uma empresa Integradora credenciada a esse fabricante, al\u00e9m da implanta\u00e7\u00e3o seguir um controle de qualidade de alto n\u00edvel, baseado em normas e certificada, o fabricante poder\u00e1 fornecer um certificado de garantia de 25 anos. E como ficaria a compatibilidade de servi\u00e7os, normalmente baseados em Ethernet, em uma POL? Nesse contexto, as tecnologias PON s\u00e3o implementadas somente na rede de acesso, entre a OLT e as ONTs. A conex\u00e3o da OLT \u00e0 rede de servi\u00e7os, conhecida como SNI (Service Network Interface<\/em>), e de dispositivos \u00e0s interfaces da ONT, conhecidas como UNI (User Network Interface<\/em>) essencialmente \u00e9 realizada atrav\u00e9s de Ethernet. Assim, os diversos dispositivos, como computadores, telefones, impressoras, c\u00e2meras, controle de acesso, entre outros, podem ser conectados e operados normalmente na POL, da mesma maneira que s\u00e3o utilizados em uma rede tradicional baseada em Ethernet. A rede de acesso (PON) opera de forma transparente na comunica\u00e7\u00e3o entre esses dispositivos, atuando no transporte do protocolo Ethernet entre ONTs e OLT. Esse transporte ocorre por meio do encapsulamento dos quadros Ethernet em quadros GEM (G-PON Encapsulation Method<\/em>) ou XGEM (XG(S)-PON Encapsulation Method<\/em>) que s\u00e3o vis\u00edveis somente entre a OLT e as ONTs.<\/p>\n\n\n\n

E como ficaria o desempenho e velocidades de transmiss\u00e3o? Em uma rede tradicional, os dispositivos s\u00e3o individualmente conectados, atrav\u00e9s do cabeamento estruturado, a switches localizados nas salas t\u00e9cnicas de cada pavimento em um edif\u00edcio comercial, por exemplo. Dada \u00e0s caracter\u00edsticas de uso de rede por esses dispositivos, na maior parte do tempo a banda dispon\u00edvel fica ociosa, pois o tr\u00e1fego n\u00e3o \u00e9 determin\u00edstico, variando de acordo com o tempo e perfil de aplica\u00e7\u00e3o utilizada pelo usu\u00e1rio. Ou seja, o consumo de banda pode ser caracterizado por picos de utiliza\u00e7\u00e3o que ocorrem em momentos aleat\u00f3rios, e n\u00e3o de forma constante.  \u00c9 justamente para atender a essa ociosidade da rede que as tecnologias PON v\u00eam sendo utilizadas de forma crescente e se expandindo cada vez mais nos diferentes mercados onde s\u00e3o implementadas. Essa intelig\u00eancia est\u00e1 baseada em uma caracter\u00edstica intr\u00ednseca de QoS (Quality of Service<\/em>) utilizada pela OLT para o gerenciamento do tr\u00e1fego em uma rede PON. A OLT usa o DBA (Dynamic Bandwidth Assignment<\/em>), com o qual ela atribui largura de banda em tempo real, entre as v\u00e1rias ONTs conectadas em uma mesma porta PON, de acordo com a carga oferecida por cada classe de tr\u00e1fego em cada uma dessas ONTs. O tr\u00e1fego de upstream<\/em> de cada ONT \u00e9 transmitido na forma de rajadas, em espa\u00e7os de tempo (TDMA) pr\u00e9-determinados, os quais devem ser autorizados pela OLT. Essa autoriza\u00e7\u00e3o \u00e9 orquestrada pela OLT atrav\u00e9s de mapas de banda (BWmap \u2013 Bandwidth Map<\/em>), que s\u00e3o enviados \u00e0s ONTs por broadcast<\/em> e usados para controlar o tempo e o tamanho total de suas rajadas.  O tempo e o endere\u00e7amento do mapa de banda determinam qual ONT transmite uma rajada, quando ela \u00e9 transmitida e por quanto tempo ser\u00e1 a sua dura\u00e7\u00e3o. Assim, a banda dispon\u00edvel \u00e9 gerenciada de forma eficiente e inteligente pela OLT, mantendo o desempenho esperado para uma rede gigabit <\/em>ou 10 Gigabit<\/em>. Al\u00e9m dessas caracter\u00edsticas, outro ponto que deve ser observado, \u00e9 a quantidade de ONTs conectadas em uma mesma porta PON. Para cada caso, o perfil de tr\u00e1fego dos usu\u00e1rios e das aplica\u00e7\u00f5es dever\u00e1 ser estudado, de forma a buscar o equil\u00edbrio entre o custo de implanta\u00e7\u00e3o e problemas futuros de gargalo que podem afetar o desempenho da rede por equ\u00edvoco cometido na fase de projeto. Nesse sentido, o que se deve observar, \u00e9 a raz\u00e3o de divis\u00e3o (splitter<\/em>) que determina fisicamente a quantidade m\u00e1xima de ONTs por porta. Em linhas gerais, uma raz\u00e3o de divis\u00e3o 1:32 ou 2:32 (quando h\u00e1 redund\u00e2ncia de portas PON) poder\u00e1 ser usada para uma aplica\u00e7\u00e3o GPON no contexto de cabeamento estruturado \u00f3ptico passivo em edif\u00edcios comerciais. Para aplica\u00e7\u00f5es cr\u00edticas e que demandem um consumo excessivo de banda por um per\u00edodo prolongado, uma raz\u00e3o de divis\u00e3o menor dever\u00e1 ser adotada, entretanto, \u00e9 sempre recomendado fazer uma prova de conceito (PoC \u2013 Proof of Concept<\/em>). Outro ponto \u00e9 estar atento \u00e0s atenua\u00e7\u00f5es m\u00ednimas determinadas pelas normas para cada tecnologia PON, pois caso a raz\u00e3o de divis\u00e3o for muito baixa, poder\u00e1 implicar no uso de atenuadores nas portas PON da OLT.<\/p>\n\n\n\n

A Furukawa Solutions possui uma solu\u00e7\u00e3o completa para redes \u00f3pticas passivas de uso interno (POL), chamada Laserway. Essa solu\u00e7\u00e3o compreende os elementos de cabeamento estruturado \u00f3ptico, al\u00e9m de equipamentos ativos (OLT e ONTs), software, para o f\u00e1cil provisionamento e gest\u00e3o de toda a rede PON, e suporte, que pode ser de pr\u00e9-vendas, atrav\u00e9s de consultoria especializada da Engenharia de Aplica\u00e7\u00f5es e de desenhos de pr\u00e9-projeto (high level design<\/em>) elaborados pela Engenharia de Projetos, ou de p\u00f3s-venda, atrav\u00e9s da Engenharia de Suporte T\u00e9cnico e Implanta\u00e7\u00e3o, que poder\u00e1 atuar no start-up<\/em> da rede, e em poss\u00edveis incidentes durante o per\u00edodo contratado, com disponibilidade de atua\u00e7\u00e3o remota de 24 horas por dia, 7 dias por semana, nos idiomas Espanhol, Ingl\u00eas e Portugu\u00eas.<\/p>\n\n\n\n

Com a solu\u00e7\u00e3o Laserway \u00e9 poss\u00edvel implantar uma infraestrutura de cabeamento estruturado \u00f3ptico escal\u00e1vel, que poder\u00e1 ser certificada com garantia de 25 anos, estando preparada para expans\u00f5es futuras e para o uso de novas tecnologias PON. No caso das expans\u00f5es, elas poder\u00e3o ocorrer de forma organizada, j\u00e1 que a infraestrutura \u00e9 implantada com base nas normas de cabeamento estruturado, que permitem a escalabilidade. No caso de novas tecnologias PON, a mesma infraestrutura de cabeamento poder\u00e1 ser utilizada, bastando apenas, subsituir os equipamentos ativos (OLT e ONTs) localizados nas extremidades da rede. Como a coexist\u00eancia entre o GPON e as novas tecnologias PON \u00e9 suportada, \u00e9 poss\u00edvel de se realizar a atualiza\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica sob demanda, atrav\u00e9s de um processo de migra\u00e7\u00e3o. Como os equipamentos ativos (OLT e ONTs) fazem parte da solu\u00e7\u00e3o Laserway, o suporte e garantias completas da rede s\u00e3o fornecidos por um \u00fanico fabricante, a Furukawa Electric, o que garante ao cliente uma maior tranquilidade na implanta\u00e7\u00e3o de uma POL, al\u00e9m da seguran\u00e7a em poder contar com profissionais que possuem expertise consolidada e que poder\u00e3o oferecer apoio em todas as fases do projeto.<\/p>\n\n\n\n

Devido aos benef\u00edcios proporcionados pelas tecnologias PON e pela padroniza\u00e7\u00e3o efetivada por normas e estandares, pode-se perceber o seu potencial para o futuro, justamente por conta de sua ader\u00eancia de mercado e expans\u00e3o que v\u00eam ocorrendo ao longo dos \u00faltimos anos. Conhecer a evolu\u00e7\u00e3o hist\u00f3rica de uma tecnologia \u00e9 importante para compreender como ocorreram as implementa\u00e7\u00f5es, melhorias e atualiza\u00e7\u00f5es nas caracter\u00edsticas que a definem. No caso espec\u00edfico das tecnologias PON baseadas nas recomenda\u00e7\u00f5es do ITU-T, saber que sua consolida\u00e7\u00e3o se deu, principalmente, pelo fato de haver tido a reutiliza\u00e7\u00e3o de padr\u00f5es bem estabelecidos, somados \u00e0 evolu\u00e7\u00e3o de suas caracter\u00edsticas e vantagens mais marcantes que os destacam em efici\u00eancia e desempenho, \u00e9 ter a seguran\u00e7a de uma implementa\u00e7\u00e3o respaldada em qualidade e resili\u00eancia. Quando aplicadas \u00e0 infraestrutura de cabeamento estruturado em redes locais, as tecnologias PON contribuem para conex\u00f5es de alto desempenho e uma infraestrutura sustent\u00e1vel. Vida longa \u00e0s tecnologias PON e \u00e0s redes POL.<\/p>\n\n\n\n

Samuel Graeff \u00e9 Analista S\u00eanior de Aplica\u00e7\u00f5es para a Europa do Furukawa Electric Group. Sua fun\u00e7\u00e3o inclui conduzir o crescimento internacional da Furukawa em redes PON LAN e Data Center para a regi\u00e3o EMEA, ao mesmo tempo em que ajuda a construir a reputa\u00e7\u00e3o da Furukawa Electric como l\u00edder de pensamento no mercado internacional de cabeamento. Graeff tem ampla atua\u00e7\u00e3o em aplica\u00e7\u00f5es GPON de banda larga e PON LAN, atuando nos mercados LATAM, EMEA e SEA, em treinamentos, suporte t\u00e9cnico e desenvolvimento de neg\u00f3cios desde que come\u00e7ou a trabalhar para o grupo.<\/p>\n\n\n\n

Referencias bibliogr\u00e1ficas<\/strong><\/p>\n\n\n\n

HOOD, Dave, TROJER, Elmar. Gigabit-capable passive optical networks. New Jersey: Wiley, 2012.<\/p>\n\n\n\n

[ITU-T G.983.1] Recommendation ITU-T G.983.1 (1998), Broadband optical access systems based on Passive Optical Networks (PON).<\/p>\n\n\n\n

[ITU-T G.984.2] Recommendation ITU-T G.984.2 (2003), Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): Physical Media Dependent (PMD) layer specification.<\/p>\n\n\n\n

[ITU-T G.984.5] Recommendation ITU-T G.984.5 (2007), Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): Enhancement band.<\/p>\n\n\n\n

[ITU-T G.984.6] Recommendation ITU-T G.984.6 (2008), Gigabit-capable passive optical networks (GPON): Reach extension.<\/p>\n\n\n\n

[ITU-T G.984.7] Recommendation ITU-T G.984.7 (2010), Gigabit-capable passive optical networks (GPON): Long reach.<\/p>\n\n\n\n

[ITU-T G.987.1] Recommendation ITU-T G.987.1 (2016), 10-Gigabit-capable passive optical networks (XG-PON): General requirements.<\/p>\n\n\n\n

[ITU-T G.987.2] Recommendation ITU-T G.987.2 (2016), 10-Gigabit-capable passive optical networks (XG-PON): Physical media dependent (PMD) layer specification.<\/p>\n\n\n\n

[ITU-T G.989.1] Recommendation ITU-T G.989.1 (2013), 40-Gigabit-capable passive optical networks (NG-PON2): General requirements.<\/p>\n\n\n\n

[ITU-T G.989.2] Recommendation ITU-T G.989.2 (2019), 40-Gigabit-capable passive optical networks 2 (NG PON2): Physical media dependent (PMD) layer specification.<\/p>\n\n\n\n

[ITU-T G.9807.1] Recommendation ITU-T G.9807.1 (2016), 10-Gigabit-capable symmetric passive optical network (XGS-PON)<\/p>\n\n\n\n

ANSI\/TIA-568.0-D, Generic Telecommunications Cabling for Customer Premises, 2015<\/p>\n\n\n\n

ANSI\/TIA-568.0-E, Generic Telecommunications Cabling for Customer Premises, 2020<\/p>\n\n\n\n

ANSI\/TIA-568.1-D, Commercial Building Telecommunications Infrastructure Standard, 2015<\/p>\n\n\n\n

ANSI\/TIA-568.1-E, Commercial Building Telecommunications Infrastructure Standard, 2020<\/p>\n\n\n\n

BICSI\/TDMM-13, Telecommunications Distributed Methods Manual 13th Edition.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

O objetivo deste artigo \u00e9 apresentar a evolu\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica das tecnologias PON (Passive Optical Network) baseadas nas recomenda\u00e7\u00f5es do ITU-T (International Telecommunications Union – Telecommunications), desde sua origem, destacando suas caracter\u00edsticas f\u00edsicas, dist\u00e2ncias, taxas de transmiss\u00e3o, comprimentos de onda e compatibilidade, at\u00e9 atingirem o n\u00edvel de amadurecimento tecnol\u00f3gico que despertou interesse de seu uso em […]<\/p>\n","protected":false},"author":10,"featured_media":3447,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"inline_featured_image":false,"footnotes":""},"categories":[599],"tags":[846],"regioes":[],"class_list":["post-3440","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-artigos","tag-redes-opticas"],"acf":[],"yoast_head":"\nPor que as tecnologias PON garantem vantagens e alto desempenho em redes POL? 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