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Rede PON – tudo o que você precisa saber

A rede PON (Passive Optical Network) desempenha um papel importante na busca pela melhoria de conexão.

Ela é fácil de instalar, tem maior alcance, é altamente escalável e possui uma grande largura de banda. Através de uma única fibra, é possível transmitir dados, voz e vídeo. Por todos esses benefícios, a rede PON é ideal para qualquer negócio que precise de uma internet robusta para fortalecer seu crescimento.

Neste artigo, reunimos tudo o que você precisa saber sobre rede PON. Confira para garantir o melhor serviço para o seu provedor.

O que é rede PON e como funciona sua arquitetura?

A rede PON (Passive Optical Network) é a evolução da arquitetura de redes ponto multiponto. Ela se destaca por não precisar de energia no meio de transmissão e, por isso, é definida como passiva.

As tecnologias de rede PON mais conhecidos e mais usuais em projetos de tráfego de dados são a EPON e a GPON. Ambas utilizam a arquitetura FTTx (Fiber to the x – Fibra até o x). O “x” pode ser FTTH (Fiber to the home – Fibra até a casa), FTTB (Fiber to the building – Fibra até o prédio) ou qualquer outro ponto para o qual se possa levar fibra óptica.

A transmissão dos sinais ópticos na rede PON é feita por meio de OLT (Optical Line Terminal), que os redireciona através de fibra óptica até os splitters, os divisores ópticos passivos. Os terminais de usuários (ONUs – Optical Network Unit) integram os dados de áudio, vídeo, sistema de segurança, sistema de automação, que são transmitidos em uma única rede óptica passiva.

  • EPON (Ethernet Passive Optical Network), sua característica de banda é que consta com a mesma velocidade de conexão entre OLT e ONU e no fluxo contrário (1.25 Gbps);
  • GPON (Gigabit Passive Optical Network), sua característica de banda é que possui taxas diferentes de downstream e upstream (2.5 Gbp e 1.25 Gbps, respectivamente).

Saiba um pouco mais das características da EPON e da GPON:

EPON

  • Utiliza o protocolo Ethernet para trafegar dados;
  • Especificações definidas no IEEE 802.3ah;
  • Dispensa qualquer conversão ou encapsulamento quando se conecta a redes iguais;
  • Os dados podem ser transmitidos em pacotes de 1518 bytes;
  • As portas PON das OLTs EPON podem se conectar a 64 ONUs/ONTs por porta PON da OLT;
  • A eficiência da taxa de tráfego de informação útil que chega ao usuário final é de 67%.

GPON

  • Desenvolvida pela ITU-T G984;
  • Utiliza o GEM (GPON Encapsulation Method) para operar multisserviços;
  • Encapsula dados de variados protocolos para transporte (Ethernet, IP, TCP, UDP, T1/E1, vídeo e VoIP e encriptação AES também no downstream);
  • O pacote varia de 53 bytes a 1518 bytes;
  • O dobro da razão de divisão: 128 ONUs/ONTs por porta PON da OLT;
  • A eficiência da taxa de tráfego de informação útil que chega ao usuário final é de até 93%.

Qual é a diferença entre EPON e GPON?

O que difere a rede EPON da rede GPON é principalmente a velocidade de transferência. Enquanto na EPON, ela é simétrica, na GPON, ela é assimétrica. Isso quer dizer que, na EPON, a velocidade é 1.25 Gbps tanto no downstream quanto no upstream. Já na GPON, as taxas de dados de downstream e upstream são diferentes: 2.5Gbps de alcance no downstream e 1.25 Gbps no upstream.

Para clientes que estão começando as operações em fibra ou que têm menos serviços conectados à rede, a rede PON ideal é a EPON, por ser menos complexa e também pelo custo de aplicação ser mais baixo.

Mas, se o cliente tem muitos serviços conectados à rede ou que utilizem o downstream (como telefone IP, smartTV, serviços de filmes), a rede PON mais indicada é a GPON, que oferece alta performance e mais velocidade e qualidade nas conexões. 

trilha para provedores

Onde a rede PON pode ser aplicada?

São diversas as aplicações de uma rede PON. Seja em residências, hospitais, provedores de internet ou hotéis, ela possibilita uma redução significativa na infraestrutura física e de custo operacional.

Há muitas demandas que uma rede PON pode suprir. A principal é a melhoria do serviço de internet. Mas há ainda a possibilidade de integrar projetos em uma mesma rede, como:

  • monitoramento eletrônico;
  • automação;
  • TV por assinatura;
  • vídeo on demand;
  • sistemas de interfonia;
  • telefonia;
  • jogos.

O melhor é que a infraestrutura da rede PON não demanda grandes construções. Com poucos cabos de fibra óptica, é possível chegar ao resultado desejado. E, como essa tecnologia se popularizou, o custo de implantação vem caindo ao longo do tempo, tornando os projetos mais rentáveis.

Leia também o case sobre Fibra óptica em hotéis 

Um ponto importante antes de iniciar esse trabalho é fazer um projeto de rede que contenha a posição de todos os elementos ativos e passivos, dos cabos e das ferragens que compõem a rede, descrevendo ainda os equipamentos utilizados e ilustrando todas as conexões das fibras nas caixas de emenda e atendimento.

Quais são as tendências e as novas tecnologias em rede PON?

Na mesma velocidade que o consumo de dados via internet evolui, as soluções precisam se transformar para suportar esse crescimento. Uma das tecnologias atuais é a GPON, que possibilita que uma fibra seja compartilhada entre vários usuários, como se cada um deles tivesse uma fibra exclusivamente dedicada.  

Existem diversos estudos para melhorar esse modelo e novos padrões de redes que devem surgir desse movimento. Veja algumas tendências:

XG-PON1 (ou 10G-PON)

Possui velocidade de downstream de 10Gbit/s para os usuários conectados às redes PON, sendo a velocidade de upstream de 2,5Gbit/s, com o uso de técnicas multiplexadoras para prevenir que pacotes de dados interfiram uns com os outros.

É utilizada em arquiteturas de rede FTTx compostas por splitters que possibilitam que cada porta PON, ou transmissor, atenda a vários assinantes. Ela opera em comprimentos de onda diferentes do GPON, permitindo ter uma rede híbrida XG-PON1/GPON, o que facilita a atualização da tecnologia.

XGS-PON

Evolução do padrão XG-PON1, com 10Gbit/s de velocidade para upstream e downstream, sendo uma banda simétrica.

NG-PON2

Considerada a substituta da GPON, essa tecnologia permite que vários comprimentos de onda passem por essa fibra e cheguem ao usuário, podendo ser adicionado maior throughput e alcançando maiores bandas para os usuários. A NG-PON2 garante velocidade mais alta que a XGS-PON, suportando 40 Gbit/s simétricos.

Com relação à NG-PON2, entre os principais enfoques de pesquisa está a implementação das tecnologias:

  • TWDM PON: agrega mais canais PON em uma mesma fibra, por meio de comprimentos de onda adicionais.
  • WDM PON: troca de splitters por AWGs, que realizam divisões por comprimento de onda, diminuindo a perda óptica.
  • OFDM PON: utilização de sistema de modulação por divisão de frequência ortogonal.

PON LAN: uma rede PON dedicada às redes locais

As redes que conectam computadores e demais dispositivos dentro de uma mesma casa, prédio ou empresa são chamadas de LAN (Local Area Network). Consequentemente, a PON LAN, conhecida pela sigla POL (Passive Optical LAN), é uma PON dedicada às redes locais.

Assim como as outras redes ópticas passivas, as PON LAN funcionam com um concentrador OLT que recebe sinais através das suas interfaces elétricas ou ópticas de até 10 Gbps que executam funções de um Switch LAN e distribuem através dos terminais de usuário (ONUs) completando a solução, integrando dados de áudio, vídeo, sistema de segurança e sistema de automação. Tudo em uma única rede óptica passiva.

Elas também são redes FTTx. No caso das PON LAN implementadas em empresas, o “x” são os postos de trabalho dos funcionários e, portanto, essas redes costumam ser chamadas de FTTd (Fiber to the desk ou “fibra até a mesa”).

Benefícios da rede PON LAN

1. Menor consumo de energia

Na rede PON LAN, os equipamentos e os cabos de fibra óptica não esquentam. Isso possibilita a redução de gastos com energia elétrica para manter a rede funcionando e com a temperatura adequada para o ar condicionado nos ambientes.

Além da redução do consumo, podemos dizer que a rede PON LAN faz uso eficiente da energia. Isso porque ela só é necessária nas extremidades de transmissão e recepção, exigindo menos componentes elétricos no sistema. Isso reduz os requisitos de manutenção e também as chances de falhas de equipamentos energizados.

2. Otimização de espaço

Com poucos cabos, é possível construir uma rede PON LAN eficiente. Ou seja, elimina a necessidade de armários de cabeamento, infraestrutura de refrigeração ou equipamentos eletrônicos em trechos intermediários.

Além disso, ela permite utilizar um único concentrador para várias conexões, mesmo que elas não estejam assim tão perto. Essas redes ocupam 90% menos de espaço em um data center.

3. Facilidade de manutenção

A rede PON não é suscetível à interferência eletromagnética e a ruídos, preservando bem a integridade do sinal ao longo da distância para a qual foi planejada. Para a manutenção de uma rede PON, é preciso verificar principalmente se os dispositivos ativos (ONT, ONU e OLT) estão gerenciando o sincronismo e a transmissão de sinal corretamente e se os componentes ativos não estão causando muita perda de sinal (atenuação óptica). A perda é fácil de ser observada, assim como eventuais problemas nos elementos da rede PON. Assim há maior agilidade na manutenção.

4. Maior alcance

Enquanto uma rede metálica não ultrapassa os 100 metros por ponto de acesso, a rede PON LAN chega a até 20 km de distância.

5. Escalabilidade

Com uma rede PON LAN, é possível implantar mais serviços e mais banda, de acordo com a necessidade do projeto.

Leia também Equipamentos para ampliar a sua rede de fibra óptica.

6. Qualidade de conexão

Um “backbone” de fibra óptica interliga diretamente os roteadores em vários pontos a um único concentrador, acabando com as áreas de sombra e fornecendo um sinal Wi-Fi de muito mais qualidade.

7. Redução de custos

A rede PON LAN permite uma economia nas despesas de capital (CAPEX) e operacionais (OPEX).

8. Integração

É possível instalar uma rede PON LAN sem prejudicar estruturas de internet e telecomunicações existentes, criando uma rede experimental independente.

Em resumo…

Em função de todas essas vantagens, a rede PON vem sendo adotada por empresas e organizações de todos os segmentos e portes. Ela é ideal para quem deseja ter acesso ao que há de mais moderno em tecnologia, mas com redução de custos, espaço e material. Ela é considerada, inclusive, uma solução sustentável, por requerer poucos recursos para ser desenvolvida.

 Não por acaso, a rede PON LAN tem se consolidado cada vez mais no mercado, sendo muito mais simples de ser instalada e gerenciada. Quer saber mais detalhes sobre como montar um provedor? Então, leia este conteúdo.

 

Guia completo: como montar um provedor de internet?

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3 comentários sobre "Rede PON – tudo o que você precisa saber"

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