Seção: Tutoriais Redes Opticas

De forma extremamente simplificada, pois já foi tema de um tutorial apresentado neste site da TELECO, descreveremos o que vem a ser FEC, seus conceitos, aplicações passadas, presentes e futuras e os benefícios e ganhos quando aplicados as Redes Ópticas.

Os meios utilizados para as transmissão digitais, sejam estas ópticas ( OF ), ou em espaço livre ( OA ), introduzem ruídos.

Quando presente em um meio de transmissão, o ruído, e também alguns outros elementos, relativos a deste próprio meio, causam alterações ou até a perda do sinal digital que está sendo transmitido.

A técnica denominada FEC ( Forward Error Correction ), permite , através de alterações no sinal digital que está sendo transmitido, melhorias na performance sistêmica.

A introdução desta técnica foi em 1948, por Claude Shannon que, compensou por meio de códigos de correção de erro, problemas relacionados ao ruído, e também a alguns outros elementos, relativos ao próprio meio de transmissão.

Em 1960, dois membros do Laboratório Lincoln, do MIT, Irving S. Reed e Gustave Solomon , desenvolveram um código de correção de erro, que se denominou Reed - Solomon ( RS ), que é até hoje largamente utilizado.

A primeira utilização desta técnica de correção de erro pelo código RS, foi efetuada em 1980, em equipamentos de rádio microondas digital, e os benefícios advindos desta técnica foram extremamente favoráveis.

Em 1990 foi introduzido o chamado OOB - FEC ( Out Of Band ), em Sistemas Ópticos ULH Submarinos, objetivando reduzir o número de OLA´s e também aumentar as distâncias destes enlaces.

Entre 1993 a 1996, o Grupo de Estudos 15 da ITU - T, elaborou a recomendação para uso do FEC em Sistemas Ópticos ULH Submarinos, e em Novembro de 1996, foi emitida a Recomendação G.975 - Forward Error Correction for Submarine Systems ( vide material de referência, anexo ao presente documento ).

A partir daí, tendo em vista as vantagens que a técnica OOB - FEC proporciona, tive início a utilização desta técnica em Sistemas ULH e LH Terrestres.

Em 1997, foi lançado comercialmente uma nova técnica FEC, denominada IB ( In Band ), de projeto mais simples e econômico, que tem como principal atrativo o aumento da distância entre lances.

A técnica IB - FEC, se baseia no aproveitamento de bites que não são utilizados no frame do cabeçalho de Sistemas SDH / SONET, para o envio do código de correção, os quais permitem correções de aproximadamente oito erros por frame, permitindo adicionar margens de até 3 dB´s na relação sinal( óptico)/ ruído, permitindo um aumento substancial da distância entre lances em comparação a outros sistemas que não empregam FEC.

Entretanto a técnica OOB - FEC, que permite correções de até 1.024 erros por frame, apesar de mais complexa e conseqüentemente um pouco mais custosa, permite as seguintes vantagens, em comparação a outros sistemas que não empregam FEC:

• Adicionar margens de até 9 dB´s na relação sinal( óptico)/ ruído.
• Quadruplicação do número de canais.
• Quadruplicação das taxas de transmissão.
• Aumento entre 30% a 40% das distâncias entre OLA´s.
• Aumento do espaçamento entre regeneradores, de 2 a 4 vezes.

Recentemente, foram lançados comercialmente equipamentos para Redes Ópticas Metro que incorporam FEC, e as razões para tal são evidentes:

• Permitir a eliminação de Boosters, pela incorporação do FEC.
• Uso de componentes de menor custo e maior confiabilidade.
• Diminuição do número de componentes.
• Redução nas dimensões do equipamento.
• Redução do custo do equipamento.
• Redução do consumo de energia.
• Aumento do MTBF.
• Diminuição do MTTR.
• Facilidade para o aumento das taxas de transmissão.
• Facilidade para o aumento do número de canais.
• Aumento da distância entre nós, em uma Rede Metro.
• Permitir as Operadoras ampliar os limites de utilização dos Cabos de já instalados, há muito tempo, que pela idade, tenham Fibra Ópticas de baixa performance.

Além do acima exposto, os equipamentos que incorporam esta técnica, permitem fazer uma monitoração da performance do sistema, em tempo real, pela simples verificação de quanto o sistema FEC está atuando, acima do usual.

No caso do sistema indicar um aumento na taxa de correção de erro, isto é indicativo de problemas, e ações podem ser tomadas, antes mesmo dos usuários que trafegam pelo sistema, denotarem qualquer problema.

Esta informação do nível de atuação do FEC pode ser e está sendo usada com outra finalidade, ou seja, a de prover dados para bilhetagem ou faturamento.

Recentemente algumas Empresas anunciaram produtos denominados Turbo FEC ou Super FEC, que vem a ser a substituição do código de correção de erro, RS, por outros mais aperfeiçoados que praticamente duplicam a performance. Entretanto ainda não existe padronização , nem produtos comercialmente disponíveis.

Independentemente do tipo de FEC utilizado nos equipamentos das Redes Ópticas Metro, este aperfeiçoamento técnico deverá, sempre que possível, ser exigido.