Autor: Heming
Fibra para casa (FTTH)é um tipo de tecnologia de acesso onde os sinais de comunicação são enviados de um ponto central diretamente aos clientes por meio de cabos de fibra óptica. Em comparação com redes de acesso tradicionais baseadas em tecnologia-de cobre, o FTTH oferece um nível muito maior de largura de banda e velocidade de dados, bem como a capacidade de transmitir dados por distâncias muito maiores.
Além disso, devido ao crescimento da computação em nuvem, dos serviços de streaming de vídeo, dos jogos on-line e dos dispositivos domésticos inteligentes, a necessidade de acesso à banda larga de alta-velocidade tem aumentado significativamente. Assim, o FTTH se tornou a tecnologia mais-utilizada em todo o mundo para implantações de banda larga de próxima geração.
Arquitetura de fibra para casa: PON e AON
Duas arquiteturas de fibra óptica são usadas hoje em redes FTTH:
Rede Óptica Passiva (PON)
Rede Óptica Ativa (AON)
A principal diferença entre as duas arquiteturas é que as redes PON transmitem dados usando divisores ópticos passivos, enquanto as redes AON usam componentes eletrônicos ativos (como switches Ethernet e roteadores) para amplificar e gerenciar os sinais de dados. Esses dois tipos de arquitetura exibem diversas características, pontos fortes, fracos e casos de uso diferentes.
Compreendendo a tecnologia de fibra óptica
Para entender melhor as redes FTTH, primeiro você deve se familiarizar com a tecnologia de fibra óptica. A tecnologia de fibra óptica utiliza feixes de luz que percorrem um cabo de fibra óptica como meio de transporte de dados. As fibras ópticas podem ser construídas em vidro ou plástico, oferecem atenuação extremamente baixa e recursos de transmissão de dados de alta-capacidade, tornando-as o meio preferido para a maioria das redes de comunicação modernas.
Princípio de transmissão:
As fibras ópticas utilizamreflexão interna totalcomo um conceito de transmissão. A transmissão de luz através do núcleo da fibra reflete continuamente a luz de um limite para outro, garantindo assim que os sinais possam ser transmitidos por distâncias mais longas com perda mínima.
Tipos de fibra:
Fibra Monomodo (SMF)– Diâmetro do núcleo pequeno (8–10 µm), opera em um modo de propagação. Baixa atenuação e características de transmissão de-alta{4}}largura de banda em longa distância tornam esse tipo de fibra muito adequado para aplicações de longa distância.
Fibra-multimodo (MMF)– Diâmetro de núcleo maior (50 µm ou 62,5 µm), suporta múltiplos modos de propagação devido à dispersão modal. A fibra-multimodo geralmente é utilizada para aplicações de-curtas distâncias.
Transmissão e recepção de sinal:
Os sinais ópticos são transmitidos e recebidos usando transmissores ópticos (diodos laser ou diodos emissores de luz) que convertem sinais elétricos em sinais ópticos. Na extremidade receptora, os sinais ópticos são convertidos novamente em sinais elétricos por meio de fotodetectores.
Principais medidas de desempenho:
Largura de banda– Taxa máxima de dados suportada por uma fibra
Atenuação– Perda de sinal em dB/km
Latência– Tempo para um sinal viajar do emissor ao receptor
Rede Óptica Passiva (PON)
PONé umponto-para-multipontorede de acesso de fibra óptica passiva que não requer dispositivos eletrônicos ativos entre o provedor e os usuários-finais. Em uma configuração PON padrão, oOLT (Terminal de Linha Óptica)está posicionado no escritório central, e a OLT distribui o sinal óptico para múltiplosUnidades de Rede Óptica (ONUs)ouTerminais de Rede Óptica (ONTs)através de divisores ópticos passivos.
Como funciona o sistema PON:
Uso de sistemas PONAcesso-múltiplo por divisão de tempo (TDMA):
A jusante:OLT transmite para todas as ONUs
A montante:ONUs transmitem em intervalos de tempo atribuídos
Essa arquitetura proporciona uso ideal de fibra com o mínimo de instalação física.
Principais padrões PON:
GPON (rede óptica passiva-com capacidade Gigabit)– Definido pela ITU-T e amplamente utilizado
Taxa de downstream: 2,5 Gbps, taxa de upstream: 1,25 Gbps
Excelente eficiência de encapsulamento com GEM
QoS avançado para serviços de voz, vídeo e dados
Aplicações:Grandes comunidades residenciais, redes de acesso de banda larga multi-serviços
EPON (rede óptica passiva Ethernet)– Padronizado pela IEEE, baseado em Ethernet-
Upstream e downstream simétricos: 1,0 Gbps (10G-EPON opcional)
Gerenciamento de rede simples
Compatível com redes Ethernet existentes
Aplicações:Implantações de banda larga urbana e rural,{0}}de FTTH sensíveis ao custo
Rede Óptica Ativa (AON)
UmAONfornece umponto-a{1}}pontoarquitetura de acesso por fibra desde um switch/roteador central até cada usuário final via fibra dedicada, com largura de banda exclusiva e controle de serviço flexível.
Geralmente inclui tecnologia Ethernet, facilmente integrável às redes LAN/WAN existentes
Pode ser implantado como uma rede independente sem necessidade de PON
Conexão ponto{0}}a{1}}de fibra (P2P):
O escritório central se conecta diretamente às instalações do cliente via fibra
Cada cliente possui fibra dedicada, proporcionando largura de banda e flexibilidade exclusivas
Pode usar infraestrutura Ethernet existente (DSL/FTTH)
Elimina redes compartilhadas → maior largura de banda, redundância e resiliência
Conexão de fibra-em P2P:
Painel de remendo plano:Montado no espaço da parede, vários conectores de fibra
Painel de remendo angular:Montado no ponto de entrada, posicionamento flexível
Painel de patch brilhante:Vários caminhos de luz, permite acesso-multiponto
Conexão cruzada:Interconexão entre redes ou locais que fornecem acesso a uma rede comum
Principais recursos:
Largura de banda dedicada de até 10 Gbps
QoS avançado e gerenciamento de tráfego
Fácil integração com infraestrutura Ethernet existente
Usos comuns:
Acesso de banda larga empresarial
Aplicativos de serviço-de alto desempenho
Rede óptica ativa WDM (WDM AON)
Resumo:Atribui um comprimento de onda dedicado para cada usuário em uma única fibra
Principais recursos:
Utilização máxima da largura de banda
Largura de banda dedicada por usuário
Transmissão-de longa distância sem repetidores adicionais
Usos comuns:
Grandes empresas
Interconexões de data centers
Redes de acesso de-alta{1}capacidade e longa distância
Componentes principais:
OLT:Geralmente integrado ao switch Ethernet
ONU/ONT:Terminação de fibra dedicada
Switches/Roteadores:Encaminhamento de sinal, amplificação, gerenciamento de rede
Vantagens:
Largura de banda dedicada para cada usuário
Gerenciamento de rede flexível e controle de QoS
Suporta transmissão-de longa distância
Limitações:
Custo de implantação mais alto que PON
Maior potência e manutenção
Falha do dispositivo ativo pode resultar em perda de serviço
Comparação de AON vs.
Arquitetura de rede:
PON: ponto-para{1}}multiponto por meio de divisores passivos
AON: ponto-a{1}}ponto com comutação ativa
Largura de banda:
PON compartilha largura de banda
AON fornece largura de banda dedicada
Latência:
PON: baixo, usando agendamento TDMA
AON: estável, a menos que um dispositivo ativo falhe
Distância de transmissão:
PON: ~20 km
AON: estendido via amplificação ativa
Custo e Manutenção:
PON: menor CAPEX e OPEX
AON: custo mais alto, mas melhor desempenho
Projeto e implantação de rede FTTH
O design de rede inclui:
Planejamento e seleção de topologia
Seleção de equipamentos e planejamento de capacidade
Implantação, instalação e teste
Topologias:Estrela, Árvore, Anel: cada um tem compensações-entre custo e confiabilidade
Teste:Teste OTDR realizado para cada fibra para garantir estabilidade-de longo prazo
Conclusão
AON:Melhor para empresas que exigem alta largura de banda, baixa latência e ambientes de serviço dedicados
PON:Melhor para implantações residenciais de FTTH em grande-escala que exigem redes-sensíveis a custos e operações simplificadas
Para a maioria das implantações urbanas de FTTH,PONé a solução mais econômica e escalável.AONé preferido para aplicações que necessitam de largura de banda garantida e controle de serviço avançado.
