A tecnologia de fibra óptica até a residência (FTTH, do inglês Fiber to the Home) começou a ser levada a sério pelas empresas de telecomunicações.
Em todo o mundo, tecnologias habilitadoras estão se desenvolvendo rapidamente. Redes ópticas ativas (AON) e redes ópticas passivas (PON) são os dois principais sistemas que possibilitam conexões de banda larga FTTH. As PONs, que oferecem soluções com boa relação custo-benefício, são mais comuns na maioria das implantações de FTTH. Este artigo apresentará os fundamentos das PONs, abordando principalmente os componentes básicos e as tecnologias relacionadas, incluindo OLT, ONT, ONU e ODN.
PON Explicado: Definição, Padrões e Vantagens
Uma rede óptica passiva (PON) refere-se a uma rede de fibra óptica que utiliza uma topologia ponto-a-multiponto e divisores ópticos para entregar dados de um único ponto de transmissão para múltiplos pontos de extremidade do usuário. Ao contrário da AON (Application On-Point), em uma arquitetura PON, múltiplos clientes são conectados a um único transceptor por meio de uma rede ramificada de fibras e unidades passivas de divisores/combinadores, operando inteiramente no domínio óptico e sem alimentação externa. Existem dois principais padrões PON atualmente: Gigabit Passive Optical Network (GPON) e Ethernet Passive Optical Network (EPON). Suas estruturas de topologia são basicamente as mesmas. Como primeira opção em muitos cenários de implantação de FTTH (Fiber to the Home), a solução PON apresenta diversas vantagens importantes:
Menor consumo de energia
Menos espaço necessário
Maior largura de banda
Segurança de nível superior
Mais fácil de instalar e expandir
Redução dos custos de operação e gestão
Estrutura e componentes da PON
Em um sistema de Rede Óptica Passiva Gigabit Ethernet (GEPON), existe um terminal de linha óptica (OLT) na central do provedor de serviços e várias unidades de rede óptica (ONUs) ou terminais de rede óptica (ONTs) próximos aos usuários finais, além do divisor óptico (SPL). Adicionalmente, a rede de distribuição óptica (ODN) também é utilizada durante a transmissão entre o OLT e a ONU/ONT.
Terminal de Linha Óptica (OLT)
O OLT (Opt-Terminal Terminal) é o ponto de partida da rede óptica passiva (PON), conectado a um switch central por meio de cabos Ethernet. A principal função do OLT é converter, enquadrar e transmitir sinais para a rede PON, além de coordenar a multiplexação dos terminais ópticos para a transmissão upstream compartilhada. Em geral, um equipamento OLT é composto por um rack, um CSM (Módulo de Controle e Switch), um ELM (Módulo de Link EPON, placa PON), módulos de alimentação de -48V DC com proteção de redundância ou um módulo de alimentação de 110/220V AC, e ventiladores. Nesses componentes, a placa PON e a fonte de alimentação suportam troca a quente, enquanto outro módulo é instalado internamente. O OLT possui duas direções de transmissão: upstream (recebendo e distribuindo diferentes tipos de tráfego de dados e voz dos usuários) e downstream (recebendo tráfego de dados, voz e vídeo da rede metropolitana ou de uma rede de longa distância e enviando-o para todos os módulos ONT na ODN). A distância máxima suportada para transmissão na ODN é de 20 km.
Unidade de Rede Óptica (ONU) / Terminal de Rede Óptica (ONT)
A ONU converte sinais ópticos transmitidos por fibra óptica em sinais elétricos. Esses sinais elétricos são então enviados aos assinantes individuais. Em geral, existe uma distância ou outra rede de acesso entre a ONU e as instalações do usuário final. Além disso, a ONU pode enviar, agregar e organizar diferentes tipos de dados provenientes do cliente e enviá-los para a OLT (Optical Technology Layer). A organização é o processo que otimiza e reorganiza o fluxo de dados para que seja entregue com mais eficiência. A OLT suporta a alocação de largura de banda, o que permite a entrega contínua de dados, que geralmente chegam em rajadas do cliente. A ONU pode ser conectada por diversos métodos e tipos de cabos, como fio de cobre de par trançado, cabo coaxial, fibra óptica ou Wi-Fi.
Os dispositivos do usuário final também podem ser chamados de terminais de rede óptica (ONT). Na verdade, ONT é essencialmente o mesmo que ONU. ONT é um termo da ITU-T, enquanto ONU é um termo do IEEE. Embora pertençam a diferentes órgãos de padronização, ambos se referem ao equipamento do lado do usuário no sistema GEPON. Mas, na prática, há uma pequena diferença entre ONT e ONU de acordo com sua localização.
Rede de Distribuição Óptica (ODN)
A Rede de Distribuição Óptica (ODN), parte integrante do sistema PON, fornece o meio de transmissão óptica para a conexão física das ONUs aos OLTs com alcance de 20 km ou mais. Dentro da ODN, cabos de fibra óptica, conectores de fibra óptica, divisores ópticos passivos e componentes auxiliares interagem entre si. A ODN possui cinco segmentos específicos: fibra de alimentação, ponto de distribuição óptica (ODP), fibra de distribuição, ponto de acesso óptico (OAP) e fibra de derivação. A fibra de alimentação parte do quadro de distribuição óptica (ODF) na sala de telecomunicações da central e termina no ponto de distribuição óptica para cobertura de longa distância. A fibra de distribuição, do ponto de distribuição óptica ao OAP, distribui a fibra óptica para as áreas adjacentes. A fibra de derivação conecta o OAP aos terminais (ONTs), permitindo a chegada da fibra óptica às residências dos usuários. Além disso, a ODN é o caminho essencial para a transmissão de dados em PON e sua qualidade afeta diretamente o desempenho, a confiabilidade e a escalabilidade do sistema PON.
Conclusão
OLT, ONU ou ONT e ODN são os principais componentes de um sistema GEPON, amplamente utilizados em aplicações FTTH. A infraestrutura de cabeamento reduzida (sem elementos ativos) e a transmissão flexível de mídia tornam as redes ópticas passivas mais adequadas para aplicações de internet residencial, voz e vídeo. Além disso, as redes ópticas passivas também podem ser aplicadas em campi universitários e ambientes corporativos, oferecendo soluções econômicas. Com a evolução contínua da tecnologia PON, suas aplicações potenciais também se expandiram.
Data da publicação: 14 de junho de 2022