Cabos Intercontinentais

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1 Universidade de Brasília UnB Departamento de Ciência da Computação - CiC Transmissão de Dados Cabos Intercontinentais Diogo S. Moreira 02/22071 Flávio Luiz Ribeiro Diniz 02/23034 Raffael R. de Q. e Silva 02/38732 Brasília, 2006

2 Resumo Este artigo pretende expor algumas das tecnologias mais usadas para transmissão de dados por meio de redes de longa distância, através de cabos submarinos, principalmente fibra óptica. Abstract This article intends to display some of the technologies most used for transmission of data by means of nets of long distance, through undersea handles, mainly optic fiber. Palavras-chave Redes, cabos, fibra óptica, cabos submarinos 2

3 SUMÁRIO 1. Introdução 2. Pequeno histórico dos cabos intercontinentais 3. Tecnologias empregadas 3.1 WDM 3.2 SDH 3.3 Amplificadores ópticos 4. Cabos existentes no mundo 4.1 Cabos utilizados hoje no Brasil 6. Conclusão 7. Referências 3

4 1. INTRODUÇÃO No mundo moderno, fala-se muito a respeito da transmissão de dados de longa distância, devido a fenômenos como a globalização e a alta demanda de interconectividade entre as nações mais distantes. Para implementar essas soluções de transmissão de longa distância, tornandoa mais eficaz e segura, temos o advento das Redes de Longa Distância, concebidas por meio dos satélites, que são as vedetes do assunto, mas principalmente por meio dos Cabos Intercontinentais, ainda muito usados e longe de se tornarem obsoletos, graças a alguns fatores citados a seguir: Menor custo o custo enorme e a grande burocracia para se colocar um satélite no ar não chega nem perto do que se é necessário para um cabo de longa distância (o que não quer dizer que seja barato ou simples ter um cabo submarino, por exemplo); Velocidade de Transmissão a capacidade de transmissão usando a luz como meio propagador de informação (fibra ótica) ainda é bem mais elevada do que a capacidade de um satélite, que usa o ar como meio de propagação de sinal. E bem mais seguro também; Porém, os satélites se saem melhor quando o assunto é a comunicação por dispositivos móveis, como telefones celulares, principalmente em cenários de roaming internacional. Neste trabalho, apresentaremos algumas das tecnologias mais usadas em matéria de cabos de longa distância, nos focando principalmente nos cabos submarinos ópticos existentes no Brasil e no mundo, as tecnologias empregadas e o que o futuro reserva para esta área. 4

5 2. PEQUENO HISTÓRICO DOS CABOS INTERCONTINENTAIS O primeiro cabo submarino de que se tem notícia foi um cabo telegráfico lançado em 1851 no Canal Inglês de Dover, embora essa data não seja confirmada por todos, havendo algumas divergências. Em 1858 foi lançado o primeiro cabo submarino metálico transatlântico interligando a América do Norte e a Inglaterra. O sistema era lento com uma largura de banda capaz de transportar apenas duas palavras por minuto. O primeiro cabo submarino transatlântico lançado com sucesso só correu em O número de cabos submarinos metálicos continuou crescendo, mas ainda se limitavam à transmissão de mensagens telegráficas. O cabo submarino coaxial surgiu em 1956 e permitiu a comunicação de várias pessoas ao mesmo tempo. No início dos anos 70, com o desenvolvimento do cabo óptico e a sua aplicação na comunicação submarina, este meio de transmissão tornouse a melhor opção. O primeiro sistema óptico, precursor dos sistemas de cabos submarinos atuais, foi implantado nas Ilhas Canárias em A era do cabo óptico submarino de longa distância teve início efetivamente em 1988 com o lançamento de um cabo óptico submarino transatlântico entre os oceanos Pacífico e Atlântico (interligando USA, França e Inglaterra) com capacidade de transmissão em massa. A primeira rede de fibra ótica projetada para utilização da técnica DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexer) foi implementada em 1988 e interligou os Estados Unidos com a Grã Bretanha, a Alemanha e a Holanda. Este cabo era associado ao sistema TAT-8 1 e elevou a capacidade de tráfego entre os EUA e a Europa para circuitos de voz. 1 O sistema TAT-8 é composto por dois subsistemas de transmissão digital a 280 Mbps e o espaçamento médio entre repetidores é de aproximadamente 60 Km, perfazendo um total de 125 repetidores. O cabo óptico submarino é composto por 3 pares de fibras monomodo (1 par para cada subsistema duplex e 1 par de reserva) operando na região 1,3 mm. 5

6 3. TECNOLOGIAS EMPREGADAS O lançamento de um cabo submarino é uma tarefa extremamente difícil e criteriosa. Envolve-se muitas etapas e pessoal para que o cabo não tenha nenhum dano e a rota planejada seja seguida a risca. Hoje existem os proprietários dos cabos, os fabricantes dos cabos e os lançadores dos cabos. Em alguns momentos os três podem ser a mesma empresa, como é o caso da Tyco Telecommunications, mas geralmente são bem separados. Seja em um oceano, um rio, um lago, um mar, a diversidade de ambientes nas quais um cabo pode se encontrar são as mais diversas possíveis. Desde águas rasas com barcos pesqueiros a águas profundas com animais marinhos, um cabo pode ser lançado sem maiores contratempos, bastando para isso escolhe-lo de forma adequada. Para essas situações a industria hoje tem cabos que variam de 1,2 cm de diâmetro a até 10 cm, tendo uma diferença em sua blindagem e quantidade de fibras no núcleo. Todas as tecnologias utilizadas para transmissão de dados em uma fibra comum, são as mesmas utilizadas para as fibras submarinas. O que influencia em cada uma é a capacidade de transmissão de dados e a distância com que os repetidores podem ter entre si. Aqui apresentaremos as mais utilizadas hoje em dias. 3.1 WDM (Wavelength Division Multiplexer) Tecnologia de multiplexação de dados dentro de uma mesma fibra, através da divisão dos dados em vários canais de frequências diferentes. Com o WDM, tornou-se possível elevar a capacidade de transmissão das fibras sem a necessidade de troca das mesmas, bastando trocar os equipamentos em suas pontas. O desenvolvimento do WDM também trouxe várias vantagens para a transmissão por fibras ópticas como a possibilidade de equipamentos que utilizam voltagens 110/220 volts, custo inferior para a produção dos equipamentos e tamanho reduzido dos equipamentos de transmissão. Infelizmente não existem padrões na industria para este tipo de transmissão o que faz com que os projetos sejam os mais diferentes possíveis uns dos outros. 6

7 3.2 Rede SDH (Synchronous Digital Hierarchy) Conjunto de equipamentos e meios físicos de transmissão que compõem um sistema digital síncrono de transporte de informações. São utilizadas para multiplexação TDM com altas taxas de bits, tendo a fibra ótica como meio físico preferencial de transmissão, porém podendo ser usada em outros meios físicos, como enlaces de rádios digitais e sistemas que utilizam feixes de luz infravermelha. Uma rede SDH é composta por: Rede física meio de transmissão que interliga os equipamentos SDH; Equipamentos multiplexadores, transponders, amplificadores e equipamentos de cross conexão de diversas capacidades que executam o transporte de informações Sistema de Gerência funcionalidades de supervisão e controle da rede e de configuração de equipamentos Sistema de Sincronismo responsável pelo fornecimento das referencias de relógio para os equipamentos da rede SDH e garante a propagação do sinal por toda a rede. 3.3 Amplificadores Ópticos Sua finalidade básica é a de promover a amplificação óptica dos sinais entrantes, de forma transparente, independente do tipo de modulação ou protocolo utilizado. Com o uso de Amplificadores Ópticos, um sinal óptico poderá ser transmitido á distâncias muito maiores, sem necessidade de Regeneradores. Os Amplificadores Ópticos são largamente usados em Sistemas de Comunicações Ópticas, exercendo funções de Amplificador de Potencia (conhecido como Booster ), usado logo após o Multiplexador, Amplificador de Linha, colocado no meio de um enlace e, também como Pré- Amplificador, logo antes do Demultiplexador. 7

8 4. CABOS EXISTENTES Atualmente o maior cabo óptico submarino do mundo em extensão é o SEA- ME-WE 3, que mede 39 mil quilômetros, interliga 33 países e envolve 4 continentes (Ásia, África, Europa e Oceania). Utiliza tecnologia WDM, com dois pares de fibra, cada uma com 8 comprimento de ondas diferentes totalizando um total de 505 Gbits de capacidade de transmissão. 4.1 Cabos utilizados hoje no Brasil 2 AMERICAS II O cabo submarino Américas II entrou em operação em setembro de 2000, interligando o Brasil (Fortaleza) aos Estados Unidos. Resultado de um consórcio formado por diversas operadoras internacionais (Embratel, WorldCom, Sprint, CANTV, entre outras), opera com a tecnologia SDH (hierarquia digital síncrona), que permite que o sinal seja transmitido e recebido com sincronização. Com 9.000km de extensão, quatro pares de fibras óticas e capacidade de transmissão de 80 Gbps, o Américas II interliga o Brasil, a Guiana Francesa, Trinidad e Tobago, Venezuela, Curaçao, Martinica, Porto Rico e Estados Unidos. O Américas II tem a capacidade de transmitir ligações simultâneas e possui 8 lambdas em cada par de fibra, com uma velocidade de 2,5 Gbps por lambda. Antes dele era utilizado o Americas I, que segue o mesmo caminho do Americas II (Brasil, Trinidad & Tobago, Porto Rico e Estados Unidos). Foi inaugurado em setembro de 1994 e sai de Fortaleza rumo à Flórida. Sua taxa de transmissão estava limitada a apenas conversas simultâneas. 2 Texto extraído de com adaptações. 8

9 ATLANTIS-2 Este cabo submarino pertence a um consórcio internacional formado por 25 grandes empresas de telecomunicações e que representam as maiores operadoras de telecomunicações do mundo. Exigiu recursos da ordem de US$ 370 milhões. Setenta por cento do empreendimento foi feito pelas operadoras Embratel, Deutsche Telecom, Telecom Itália, STET-France Telecom, e Telefonica de Espanha. Com cerca de 12 mil quilômetros de extensão e em operação desde o inicio de 2000, liga o Brasil (de Natal até o Rio de Janeiro) à Europa, África e América do Sul. O cabo possui dois pares de fibras óticas sendo um utilizado para serviço e o outro para redundância. É o único cabo submarino transatlântico que interliga diretamente a América do Sul à Europa. A capacidade atual deste cabo é de 20 Gbps, sendo a sua capacidade final prevista de 40 Gbps. Possui 8 lambdas no par de serviço, com uma velocidade de 2,5 Gbps por lambda. Utilizando a infra-estrutura do Atlantis 2, a Embratel implantou ainda, para seu uso exclusivo, dois pares adicionais de fibras óticas com capacidade de 40 Gbps, entre Fortaleza e Rio de Janeiro. Através do cabo submarino Atlantis 2, o Brasil participa da rede digital que conecta os cinco continentes e que será composta pela interligação de 73 sistemas de cabos de fibras óticas, totalizando uma extensão de 385 mil quilômetros. EMERGIA SAM 1 O cabo submarino SAM 1 da Emergia é um sistema construído pela Telefónica S.A., que investiu US$ 1,6 bilhão na sua realização. Ele interliga as três Américas por meio de cabos que somam 25 mil quilômetros de extensão. Possui quatro pares de fibras óticas, 48 lambdas em cada par de fibras, com uma velocidade de 10 Gbps por lambda o que lhe garante uma capacidade de transmissão final igual a 1,92 Tbps. Diferente dos outros cabos submarinos que tocam o Brasil, o SAM 1 é um anel óptico que circunda as Américas através dos oceanos Atlântico e Pacífico. Ele é auto- 9

10 restaurável o que permite garantir maior qualidade, velocidade e segurança ao tráfego de voz e dados entre as principais cidades do continente. Devido ao emprego da tecnologia DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexer), o circuito pode ser restabelecido caso haja interrupção em algum trecho do cabo submarino. Assim, a informação percorre o caminho inverso, já que o anel possui capacidade de autorestauração para reagir a possíveis falhas em menos de 300 milissegundos, sem queda de transmissão. A capacidade inicial do cabo da Emergia que entrou em operação em fevereiro de 2001 é de 40 Gbps, expansível até 1.92 Tbps. Os serviços de comunicações de banda larga permitem a conexão porta a porta, na América Latina, América Central e os Estados Unidos, atendendo ao Brasil, Argentina, Chile, Peru, Guatemala, Porto Rico e Estados Unidos. No Brasil, o cabo interliga as cidades de Santos, Rio de Janeiro, Fortaleza e Salvador. Além disso, um dos centros de operação em rede mundial da Emergia (enoc) localiza-se na cidade de Santos, Brasil. GLOBAL CROSSING - SAC Em operação comercial desde o início de 2001 o SAC da Global Crossing teve um custo estimado da ordem de US$ 2 bilhões. O cabo submarino tem 15 mil quilômetros e interliga os principais países da América do Sul, Central e Norte (Brasil, Argentina, Chile, Peru, Panamá e USA). O SAC é um anel óptico auto-restaurável que circunda as Américas através dos oceanos Atlântico e Pacífico. Esta configuração garante ao sistema uma qualidade que permite o fornecimento de um serviço em alta velocidade com qualidade e segurança entre as principais cidades do continente. Em sua configuração final, o SAC terá quatro pares de fibras ópticas, 32 lâmbdas em cada par de fibras, com uma velocidade de 10 Gbps por lambda o que lhe 10

11 garantirá uma capacidade de transmissão final igual a 1,28 Tbps. A capacidade inicial do cabo SAC é de 40 Gbps. GLOBENET/360 NETWORK Recentemente adquirida pela Brasil Telecom, o cabo da Globenet entrou em operação comercial no início de Diferente dos cabos da Emergia e da Global Crossing o da Globenet não circunda as Américas. Seu anel se fecha pelo próprio Atlântico interligando os Estados Unidos, as Ilhas Bermudas, a Venezuela e o Brasil. No Brasil os pontos de entrada são as cidades do Rio de Janeiro e de Fortaleza. Com 22,5 km e 303 repetidores, o cabo da Globenet terá em sua configuração final 4 pares de fibras ópticas, 34 lâmbdas em cada par de fibras, com uma velocidade de 10 Gbps por lambda o que lhe garantirá uma capacidade de transmissão final igual a 1,36 Tbps. A capacidade inicial do cabo SAC é de 40 Gbps. UNISUR Inaugurado oficialmente em 1 de novembro de 1994, o sistema de telecomunicações UNISUR interconecta os países do Mercosul, Argentina (La Plata), Brasil (Florianópolis) e Uruguai (Maldonado). Resultado de um consórcio formado pelas operadoras internacionais Embratel, Antel (Uruguai) e Telintar (Argentina), compõe-se de um cabo submarino de fibra ótica com quilômetros de extensão, 10 repetidores e canais. Permite o tráfego de todos os tipos de meios de comunicação, como televisão, telex, telefonia, dados, etc. 11

12 CONCLUSÃO Mesmo com o advento das tecnologias via satélite e sua popularização, vimos por meio desta pesquisa que não há por que pensar que os cabos submarinos chegariam a ficar obsoletos, uma vez que as duas tecnologias se completam. Os cabos submarinos são mais baratos e eficientes para comunicações em massa e de longas distâncias, porém os satélites são mais abrangentes e eficientes em comunicações de dispositivos móveis, como celulares em roaming internacional, por exemplo. Com o uso cada vez maior de fibra ótica, e seu relativo barateamento, as taxas de transmissão das redes de longa distância serão cada vez maiores, e integrando os sistemas (terra, água e ar), teremos suporte para a chamda Infra-Estrutura da Sociedade da Informação. 12

13 REFERÊNCIAS GIOZZA, W.F., CONFORTI, E., WALDMAN, H. Fibras Ópticas Tecnologias e Projetos de Sistemas. Makron Books