Convergência óptica de redes Motivação: Em 1837 Samuel Morse inventou o telégrafo. No ano de 1844 transmitiu a primeira mensagem telegráfica pública e demonstrou como ele seria capaz de enviar sinais rapidamente e a grandes distâncias, assim foi finalizada a primeira linha telegráfica ligando Baltimore a Washington, e a partir daí a rede somente tenderia a aumentar. Posteriormente houve o surgimento do telefone, telex, comunicação de dados e da TV a cabo, cada um com sua própria rede de serviços e cabeamento. Verificamos que a cada nova mídia de comunicação adotada foi criada uma rede distinta para torná-la disponível a seus usuários. Assim, hoje é comum o usuário final possuir conexões separadas às redes de telefonia, de dados e de TV a cabo, sem contar, é claro, na fiação de energia elétrica. Figura 1. Emaranhado de Redes Quando se fala da convergência na área de telecomunicações, nos referimos à redução para uma única conexão de rede, fornecendo todos os serviços. Temos observado a convergência de diversas tecnologias, como por exemplo, a convergência digital entre áudio e vídeo. Hoje podemos compartilhar arquivos de imagens, áudio e de vídeo entre máquinas fotográficas, filmadoras, televisores smart, aparelhos de som portáteis domésticos e para automóveis, impressoras, tablets, smartphones, computadores, notebooks, etc. Limitação de banda das Redes de Acesso: Sabe-se que hoje mais de 60% do tráfego de informações na Internet é de vídeo, o número de dispositivos conectados a internet nas residências está aumentando de forma exponencial, isso torna necessária uma conexão de banda larga realmente eficiente. As tecnologias anteriores à fibra óptica causavam um estreitamento de banda até o usuário na chamada rede de acesso. Figura 2. Estreitamento das redes de acesso antes da Fibra
Nada mais comum é que o cabeamento também acompanhe a tendência de convergência, e é nesta filosofia que as redes também têm migrado para uma unificação óptica, seja para transferência de informações em caráter de vídeo, áudio, dados, ou qualquer outra que se faça necessário. Veja, por exemplo, que o tipo de informação que trafegava na Internet há 10 anos, nem se compara aos dias de hoje, onde temos vídeos de alta definição, e transmissões em tempo real, necessitando de elevadas bandas de transmissão. Figura 3. Tipos de dados versus necessidade de banda FTTH (Fiber To The Home) - uso domestico e corporativo: Isso se traduz obrigatoriamente no uso de Fibra Até a Residência FTTH (Fiber To The Home). A utilização de fibras ópticas permite transporte de informações com segurança, eficiência, qualidade, livre de interferências, facilitando a instalação tanto aérea, como subterrânea e tem se intensificado nos últimos anos devido à progressiva redução de custos. Tanto em ambientes domésticos, como corporativos, com o cabeamento tradicional tínhamos que observar a distância entre os cabos metálicos, resguardando distâncias padronizadas entre dados, vídeo e telefonia, além da rede elétrica. Isso provocava problemas consideráveis na instalação, especialmente em empresas, acarretando demora ou impossibilidades técnicas e eventualmente um encarecimento significativo da infraestrutura e no custo de mão de obra e o tempo necessário para execução. Além disso, teríamos sérios problemas em caso de dutos ou calhas já totalmente ocupados. Ou mesmo em novos projetos esse fator é significativo, geralmente necessitando grandes quantidades de cabos. Figura 4. Ocupação de calhas
Além disso, teremos muitos problemas na execução de cabeamentos em prédios cujo projeto não foi feito pensando-se em cabeamento estruturado, ou especialmente em prédios tombados pelo patrimônio público, o que é muito comum em órgãos governamentais. Figura 5. Prédios tombados dificultam execução de projetos A total ausência de interferências na fibra óptica permite que ela seja utilizada juntamente com outros cabeamentos, inclusive de energia elétrica. Figura 6. Fibra usada em dutos com fiação elétrica Vantagens do cabeamento com Fibra Óptica: As reduzidas dimensões das fibras ópticas possibilitam que ela seja usada em locais onde um cabeamento tradicional seria impossível ou mesmo inviável técnica e financeiramente, permitindo instalações aéreas em ambientes outdoor, o que facilita enormemente o processo de instalação e reduz custos posteriores com manutenção. Concomitantemente, em ambientes indoor, também reduz grandemente a quantidade de cabos necessários para execução do projeto, simplifica e acelera o processo de execução física de instalação.
Figura 7. Tamanho Reduzido da Fibra Figura 8. Facilitação de uso aéreo A redução no montante total de cabos é conseguida graças à utilização de tecnologias Pontomultiponto passivas (PON), como por exemplo, o GPON. Figura 9. Topologia Ponto-multiponto
O cabeamento é o meio físico, por onde circulam os sinais entre o servidor, as estações de trabalho e os periféricos em que se observa o maior número de problemas. Estima-se que o número de problemas originados pelo cabeamento tradicional gire em torno de 70%. Figura 10. Cabeamento totalmente fora de controle Os problemas de cabeamento geralmente ocorrem devido à má qualidade dos componentes empregados, pelo tipo de cabeamento adotado (quando se usa um cabeamento inadequado pra determinadas aplicações) e pelo não cumprimento às normas técnicas de padronização e expansão. Figura 11. Dificuldade de manutenção e gerência A unificação de tecnologias de cabeamento e a independência do tipo de informação que trafegará por ali, além da redução significativa do número de cabos, da complexidade do processo de instalação e principalmente de custos é um dos maiores méritos do GPON. Alie isso a grande capacidade de banda, temos a receita ideal para a convergência de redes para o futuro. Observamos hoje a completa difusão do Tripleplay ou mesmo, o multiplay e a fibra e o GPON estão totalmente preparados para isso.
Figura 12. Execução de Múltiplas plataformas de mídia Verifica-se também uma elevação do nível de segurança das redes, especialmente as redes GPON, que possuem processo criptográfico nativo, facilitam controle e gerência. Figura 13. Elevação de segurança com redes GPON As redes ópticas permitem a instalação em ambientes com muito ruído eletromagnético, sem que se tenha que usar mídias com blindagem, como é o caso dos cabos STP, o que encarecem significativamente o projeto, e certas vezes não surtem o efeito desejado. Autor: Fernando César Morellato