Como a tecnologia PON de última geração transforma ativamente as redes

Como a tecnologia PON de última geração transforma ativamente as redes

Os provedores de serviços têm uma grande variedade de plataformas PON ópticas para convergir múltiplos serviços banda larga de telefonia fixa, empresarial e sem fio.

A explosão do crescimento da banda larga residencial impulsionada por aplicações críticas de telemedicina, ensino à distância e teletrabalho é um marco em direção à convergência de serviços em redes ópticas passivas (PONs). Estas aplicações têm maior demanda por banda larga do que os serviços residenciais tradicionais, assemelhando-se a serviços empresariais ou de backhaul sem fio.

O aproveitamento das redes de fibra passiva existentes para negócios empresariais, backhaul sem fio e serviços residenciais tem sido prejudicado por limitações de largura de banda e capacidades nativas de qualidade de serviço. As atualizações das redes PON de última geração têm um histórico oneroso para cada assinante, independentemente do nível de receita.

As tecnologias PON de última geração oferecem aos provedores de serviços um caminho para redes convergentes, com múltiplos serviços coexistindo na mesma infraestrutura de rede de fibra óptica. Os operadores podem aumentar as capacidades da rede enquanto protegem a receita para um processo de atualização eficiente, seguro e eficaz. Oferecendo diversas abordagens de atualização, incluindo componentes incrementais e sistemas em escala real, o portfólio de soluções PON de última geração permite transformações de rede adaptáveis e estáveis.

Aprendendo com o passado

Os primeiros usuários da tecnologia de banda larga PON (BPON) sentiram a grande dificuldade na atualização de tecnologia, ambas ocupavam os comprimentos de onda 1490nm /1310nm , significando que não podiam coexistir na mesma fibra. Já a migração de BPON para Rede Óptica Passiva Gigabit (GPON) oferecia largura de banda e melhorias técnicas, mas exigia atualizações substanciais da rede no terminal de linha óptica (OLT) e no terminal de rede óptica do equipamento do cliente (CPE ONT), resultando em custos adicionais com atualizações e envio de funcionários a campo. O desafio na atualização de BPON para GPON gerou eficiência e regulou a receita. As arquiteturas centralizadas do splitter óptico e a introdução de transceptores OLT trouxeram flexibilidade à rede para retardar o custo de adicionar splitters e eletrônicos OLT à rede até que haja receita.

Os serviços GPON e BPON foram apropriadamente denominados serviços FTTH (fiber-to-the-home) porque eram adequados para padrões tradicionais de largura de banda residencial assimétrica (2,5 Gbps downstream/1,25 Gbps upstream). Os serviços de backhaul empresarial e sem fio exigem largura de banda dedicada e alto nível de qualidade, fazendo com que os provedores de serviços segregassem os serviços PON OLTs residenciais e empresariais, aumentando os custos em toda a rede PON.

As redes PON também são uma infraestrutura atraente para implementações da rede 5G, que prometem taxas de dados até 10 vezes superiores às dos serviços LTE atuais e dependerão de pequenas estações rádio-base alimentadas por fibra óptica situadas mais próximas dos assinantes. Assim como a próxima geração PON, o 5G coexistirá com os serviços sem fio LTE e os serviços de banda larga existentes. Com o enorme aumento de dados previsto com a implementação do 5G e a antecipação do consumidor para acompanhar a inovação, as capacidades de transmissão de rede devem aumentar com urgência para atender a demanda. As redes PON de última geração são ideais para fornecer o acesso à fibra e às taxas de dados necessárias ao fronthaul e backhaul do 5G, tornando a tecnologia um recurso preparado para o futuro.

A Sopa de letrinhas da rede PON de última geração

Este ponto crítico no lado residencial e o desejo de aproveitar a infraestrutura PON existente para serviços empresariais e de backhaul sem fio está rapidamente impulsionando atualizações de 10 Gbps. As tecnologias PON de 10 Gbps são uma mistura de variantes simétricas e assimétricas que devem ser entendidas para evitar erros dispendiosos de implantação; uma única letra pode fazer uma grande diferença nos níveis de serviço disponíveis. A Tabela 1 oferece um resumo rápido das tecnologias PON atuais e de última geração.

Tabela 1

As tecnologias PON de 10 Gbps de última geração foram projetadas para coexistir especificamente na infraestrutura PON existente com tecnologias GPON e PON Ethernet (EPON) legadas, operando e coexistindo em comprimentos de onda separados no plano de comprimento de onda de última geração (Figura 1).

Imagem 1. Alocações de comprimento de onda PON de última geração

Coexistência Passiva

A coexistência oferece aos provedores de serviços a flexibilidade para oferecer serviços diferenciados na PON sem atualizações maciças. Esta flexibilidade se torna importante para alavancar os ativos de fibra existentes em serviços residenciais, empresariais e de backhaul sem fio. Os componentes de multiplexação por divisão de comprimento de onda passiva (WDM), chamados elementos de coexistência, são uma tecnologia chave para tecer estes serviços de forma econômica. Instalado próximo ao OLT, o elemento de coexistência óptico passivo multiplexa e demultiplexa o comprimento de onda de cada serviço em uma única fibra.

Além de serem relativamente de baixo custo, os elementos de coexistência oferecem aos provedores de serviços benefícios substanciais:

• As infraestruturas passivas existentes, incluindo os divisores, são reutilizadas. Isto assegura que as atualizações de última geração protejam os fornecedores de limitações orçamentárias e favoreça o cliente com baixo investimento.
• Novos serviços tecnológicos podem ser adicionados de forma Independente. Se um provedor de serviços assim o desejar, a coexistência oferece a oportunidade de implementar equipamentos de múltiplos fornecedores para coexistir com serviços legados. Isto aumenta a flexibilidade das redes, permitindo a construção de infraestruturas personalizáveis para um desempenho ideal.
• Os provedores de serviços encontraram muitas maneiras de oferecer serviços residenciais e empresariais lado a lado por meio das redes PON. A implementação de ONTs e divisores dedicados para residências ou empresas, ou mesmo passando por fibras dedicadas, consome fibras alimentadoras valiosas. A coexistência de uma única fibra alimentadora permite uma melhor utilização deste valioso ativo fibroso, prolongando a vida útil da tecnologia e protegendo a receita.

As considerações para a coexistência passiva incluem o caso de conexões existentes de maior comprimento que podem precisar ser reestruturadas para contabilizar a perda adicional de conexões introduzidas por elementos.

Imagem 2. Topologia da coexistência

Soluções de Transceptores Combo PON

Combo PON é um termo relativamente novo para as redes PON. Os transceptores Combo PON combinam a óptica discreta para múltiplas tecnologias PON e multiplexam os serviços em uma única interface de fibra. Os transceptores Combo PON consistem em XGS-PON e GPON, 10G e 1G EPON, e até XGS-PON, XG-PON e GPON originados do mesmo transceptor.

Além de muitos dos mesmos benefícios do cenário de coexistência, o combo PON oferece reduções de custos, incluindo uma redução da área ocupada no centro de fios e a eficiência da utilização de um único cartão do lado do cliente para múltiplos serviços.

Imagem 3. Topologia combo PON OLT

A eficiência do combo PON pode vir ao preço da flexibilidade. A dissipação de energia da óptica dupla limita a capacidade de potência óptica, impactando a capacidade de se adaptar a aplicações de longo alcance. A prestação de serviços empresariais e residenciais através da mesma porta do switch pode não suportar níveis de serviço diferenciados, conforme pretendido. A plataforma PON deve ter capacidades específicas para suportar estas redes ópticas.

Os serviços PON de última geração oferecem aos provedores de serviços as ferramentas para alavancar o investimento substancial em redes PON. A coexistência de múltiplos serviços em uma única infraestrutura de fibra oferece flexibilidade e a capacidade de alinhar as atualizações aos recursos. Os provedores podem efetivamente atualizar suas redes quando estiverem prontos e imediatamente atender ao fluxo de dados e ao aumento das expectativas dos clientes. A utilização de componentes intermediários, tais como transceptores OLT para assegurar um período prolongado de atualização – equilibrando custos e desempenho – é fundamental para atingir e entregar os resultados desejados com a introdução do PON de última geração. A estabilidade das capacidades das redes é de suma importância nas atualizações PON de última geração para manter com sucesso os níveis de desempenho previstos. A atualização de forma econômica é vital para que os provedores de serviços permaneçam atualizados e competitivos no mercado.

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