Seção: Guia

PON - Redes Ópticas Passivas

As redes de fibras ópticas podem ser divididas em duas categorias, a arquitetura ponto-a-ponto e a ponto-multiponto que é mostrado na figura 2. Na arquitetura ponto-a-ponto a fibra é dedicada a um único usuário, já na arquitetura ponto-multiponto uma fibra é dividida para vários usuários através do divisor óptico passivo, a segunda categoria é a utilizado por redes PON. A rede é considerada passiva quando na estrutura entre OLT’s e ONU’s não utiliza elementos ativos, ou, não há necessidade de energia elétrica para o seu funcionamento.

Figura 2: Arquitetura Ponto-Multiponto

Os principais componentes da rede PON são: Optical Line Terminal (OLT), Optical Network Unit (ONU) e Splitter (Divisor óptico passivo – DOP).

O Optical Line Terminal (OLT) é um componente ativo e está localizado na central, que tem por finalidade controlar o Quality of Service (QoS) e o Service Level Agreement (SLA), e administrar a transmissão das ONU’s através de um receptor que funciona em modo rajada.

A Optical Network Unit (ONU) é um componente ativo e sua localização depende da arquitetura da rede de acesso, podendo estar próximo ou mais longe do usuário. A ONU fica longe dos usuários no caso do FTTC e FTTCab. Quando localizadas junto ao usuário final, como é nos casos do FTTB e FTTH ela é chamada de Optical Network Terminal (ONT). Tem algumas funções como, concentrar tráfego até que este possa ser transmitido, fornecer acesso aos usuários, converter o sinal óptico em sinal elétrico para telefones, computadores e demais equipamentos do usuário final.

O Splitter (Divisor óptico passivo – DOP) é um elemento passivo, este dispositivo realiza tarefas diferentes para Upstream e downstream de informações. No Upstream o splitter combina os vários sinais vindos dos usuários, e a seguir os combina em um só sinal para enviar ao OLT, já no downstream o splitter divide o sinal de entrada em diversas ONU’s a ele ligadas. Dividir um sinal 1:4, por exemplo, quer dizer que a potência do sinal de saída carrega um quarto da potência do sinal de entrada.

A rede PON possui somente elementos passivos entre o OLT e a ONU, assim há uma grande economia de energia, espaço e manutenção de equipamentos. Dependendo da direção do sinal o divisor óptico encaminha o sinal de da OLT a vários ONU’s ou, encaminha o sinal das ONU’s ao OLT. Mesmo com o uso do divisor todas as ONU’s recebem sinais com canais próprios e com suas bandas devidamente alocadas, permitindo a garantia do QoS e SLA.

As OLT’s e ONU’s possuem transmissores e receptores por terem dois modos de operação (Upstream e downstream), e por este motivo nesses terminais há necessidade de componentes ativos, que tem por função converter o sinal óptico em sinal elétrico, enquanto o restante da rede é composto por elementos passivos.

Uma PON é uma rede de acesso em fibra óptica interligada, que pode ser construídas em três topologias, anel, barramento e árvore, que devem ser escolhidas dependendo dos requisitos do projeto.

Na topologia de rede em anel como mostra na figura 3 duas ONU’s é são conectados a OLT, e outras ONU’s são conectadas de forma serial a essas ONU’s formando um barramento óptico.

Figura 3: Topologia de rede em Anel

Na topologia de rede estrela como mostra na figura 4 as ONU’s são conectadas por um único elemento PON, e através de um splitter o sinal é dividido para todas ONU’s e deve possuir uma divisão de segmento superior a 1:2, esse tipo de topologia é mais utilizado para FTTCab.

Figura 4: Topologia de rede Estrela

Na topologia de rede em barramento como mostra na figura 5 as ONU’s são conectadas a uma OLT por um segmento de fibra com vários splitters, com divisões de segmentos 1:2, esse tipo de topologia é mais usual para FTTC.

Figura 5: Topologia de rede em Barramento

Arquiteturas do FTTx

FTTx é um termo utilizado para designar arquitetura de redes de acesso de alto desempenho, que conectam os usuários, a um ponto central, chamado de (POP) mais conhecido como nó de acesso ou ponto de presença da operadora. Usualmente essa rede FTTx se conecta a uma grande quantidade de usuários, tais como:

• Residenciais;
• Prédios;
• Empresas;
• ERBs.

A figura 6 apresenta uma estrutura básica da rede PON, que tem como objetivo aproximar a fibra óptica do usuário final (cliente) a fim de conseguir maiores taxas de transmissão.

No Fiber-To-The-Home (FTTH) a rede de acesso é constituída por fibra óptica. Nessa arquitetura a ONU é localizada dentro das residências, e por esse motivo é chamada de ONT, e sua distribuição é feita através de uma rede ethernet, utilizando cabo coaxial ou par metálico.

No Fiber-To-The-Building (FTTB) a rede de acesso também é composta por fibra óptica. Nessa arquitetura a ONU é localizada dentro do prédio e por esse motivo é chamada de ONT.

No Fiber-To-The-Cabinet (FTTCab) a ONU se localiza em um armário de distribuição usualmente fixado no poste de telefonia ou de energia elétrica. Sua distribuição é feita através de VDSL2 ou ethernet, utilizando cabo coaxial ou par de cobre.

No Fiber-To-The-Curb (FTTC) o armário se localiza no quarteirão do usuário, tornando menor o tamanho do par metálico.

No Hybrid-Fiber-Coaxial (HFC) são usadas redes híbridas de fibra óptica e cabo coaxial, como é o caso das redes utilizadas por operadoras de TV a Cabo.

Figura 6: Arquiteturas FTTx

Comitê FSAN

O Full Services Access Network (FSAN) surgiu em 1995, foi criado por um grupo de operadoras, com o objetivo de desenvolver padrões para os serviços de faixa larga, para utilização de dados, voz e vídeo simultaneamente, utilizando fibra óptica.

Para regulamentação e normatização dos padrões criados, o FSAN interage com a Telecommunication Standardizattion Sector (ITU-T) e com o Institute of Electrical and Electronic Engineers Communications Society (IEEE).

A International Telecommunication Union (ITU) é a agência especializada na área de telecomunicações. A ITU-T é o órgão permanente da ITU que é responsável pelo estudo técnico, operacional, de tarifação e emissão de recomendações do setor, visando à padronização mundial nas telecomunicações. O World Telecommunication Standardization Assembly (WTSA), que se reúnem a cada quatro anos, estabelece os tópicos para estudo pela ITU-T Study Groups que, por sua vez, publica as recomendações. A aprovação das recomendações da ITU-T é coberta pelo procedimento previsto na Resolução WTSA nº 1. Em algumas áreas da tecnologia da informação que excedem o alcance da ITU-T, as padronizações necessárias são preparadas em colaboração com a ISO (Internacional Organization for Standardization) e IEC (International Electrotechnical Commission).

O IEEE também conhecida pela abreviatura ComSoc é uma sociedade técnico-profissional internacional sem fins lucrativos, dedicada ao avanço da teoria e prática da engenharia, promovendo conhecimento nos campos da eletricidade, eletrônica e computação. Promovem publicações técnicas, textos de membros, padrões baseados em consenso de grupos de estudo em jornais próprios ou em associações com demais organizações profissionais, além de conferências e ações voluntárias por meio de atividades sociais e científicas em meios universitários.

A tabela 1 apresenta a relação de patrocinadores do ITU-T e do IEEE.

Tabela 1: Grupo de operadoras e fornecedores participantes do ITU-T e do IEEE