Impacto das redes PON no acesso banda larga fixa:

São três as características fundamentais que pautaram a concepção das Redes PON (Passive Optical Network) que consolidaram o conceito de FTTH (Fiber To The Home) e popularizaram o acesso banda larga fixa por fibra. A primeira característica é a arquitetura ponto-multiponto, com topologia em barramento. Nesta configuração, o tráfego das ramificações, os acessos banda larga fixa, é direcionado a um ponto de concentração, o prestador de serviço. A capacidade de transmissão em altas taxas das fibras ópticas favoreceram esta escolha.

A segunda característica fundamental é o segmento de rede externa ser totalmente passivo. Este segmento é composto apenas por cabos de fibras ópticas, splitters (divisores ópticos passivos) e outros dispositivos passivos para as ramificações. Os equipamentos ativos ficam localizados nas extremidades da rede. As ONUs (Optical Network Units) nas dependências do cliente e as OLTs (Optical Line Terminals) no prestador do serviço. Esta característica proporciona à rede externa uma solução tecnicamente robusta, eficiente e expansível, adequada às infraestruturas de acesso existentes, como postes e linhas de dutos.

A contribuição da indústria foi substancial no desenvolvimento de cabos ópticos com proteções adequadas a cada tipo de aplicação (postes, linhas de dutos e drops de acesso ao cliente), splitters, instrumentos, acessórios e ferragens para a implantação, operação e manutenção da rede externa.

A terceira característica fundamental se tornou crucial para a disseminação planetária desta tecnologia de acesso, o preço. Sendo passiva na rede externa, com custos e simplicidade de implantação atrativos, coube ao sistema digital de acesso a tarefa de oferecer um serviço de banda larga fixa técnica e economicamente viável para o usuário final. Este espaço foi ocupado e consolidado pela tecnologia G-PON (Gigabit Passive Optical Network), definida na recomendação técnica internacional G.984.1 do ITU-T (União Internacional de Telecomunicações), de março de 2008.

O investimento na tecnologia G-PON ganhou protagonismo e tração econômica, inclusive em relação às redes de cabos coaxiais, adotadas pelos prestadores de serviço de TV por Assinatura, até então a melhor solução para o acesso banda larga fixa. Com isso, as redes G-PON ganharam escala e passaram a ser mundialmente adotadas, viabilizando em definitivo o conceito FTTH. Atualmente, o acesso banda larga fixa é majoritariamente G-PON.

O resto é história. Apenas no Brasil são milhares de Provedores de serviço banda larga fixa com milhões de clientes, todos através da tecnologia G-PON, cuja capacidade por ramo é assimétrica com 2,5Gbps para download e 1,25Gbps para upload. É por esta tecnologia que são oferecidos os atuais serviços de banda larga fixa em velocidades até 1Gbps.

A oferta de serviços banda larga fixa em redes G-PON

A maioria dos Provedores de banda larga fixa adota 128 acessos por ramo G-PON. São 128 ONUs compartilhando as bandas de download e upload para cada OLT. Se a banda contratada de um acesso é de 500Mbps de download e todos os 128 acessos demandarem da rede simultaneamente um download, matematicamente este acesso terá 19,53Mbps reais (2.500Mbps / 128 acessos) ou 3,9% da banda contratada. Entretanto, a maioria do tráfego sobre a rede é proveniente de serviços com perfil de rajadas de dados, o que permite uma boa adaptação do sistema e a performance recebida pelo usuário dificilmente será tão negativa em termos de velocidade de acesso. A banda real medida tende a ser
próxima da banda contratada.

Mas como os Provedores oferecem aumento da banda contratada sem custo adicional? O principal motivador é a ameaça da concorrência oferecer mais velocidade pelo mesmo preço aos clientes do Provedor. Nada como uma boa concorrência!

Dentre as alternativas para atender o aumento de velocidade por acesso, temos:

  • 1) Manter o ramo G-PON inalterado. Neste caso, se um acesso receber um upgrade de banda de 500Mbps para 1Gbps e todos os 128 acessos demandarem simultaneamente um download, matematicamente o cliente de 1Gbps terá 1,95% da banda contratada (19,53Mbps / 1.000Gbps). No entanto, como vimos, na prática a queda de qualidade tenderá a ser pouco percebida. Contudo, ofertas de 1Gbps ou maiores, já são próximas da capacidade plena de todo o ramo (2,5Gbps de download), aumentando a chance de degradação percebida da performance do ramo G-PON. Esta alternativa é a atualmente adotada pela maioria dos Provedores;
  • 2) Implantar novos ramos G-PON usando novas fibras e reduzir os acessos por ramo G-PON. Esta alternativa requer fibras disponíveis na rede, o que nem sempre é possível, ou passar novos cabos ópticos, o que nem sempre é viável, e investimentos adicionais. A redução do número de acessos por ramo e o custo adicional envolvido fazem desta alternativa uma solução não recomendável;
  • 3) Implantar a nova tecnologia XGS-PON e iniciar a preparação da rede para o futuro, conforme a seguir.

A tecnologia XGS-PON, evolução da G-PON

Atentos aos limites que o G-PON pode atender, o ITU-T desenvolveu a evolução desta tecnologia. Trata-se da tecnologia XGS-PON, cuja banda total é simétrica com 10Gbps para download e upload. É a tecnologia preparada para atender a oferta de serviços banda larga fixa com velocidades acima de 1Gbps e novos serviços.

A tecnologia XGS-PON é definida pelo ITU-T na recomendação técnica internacional G.9807.1 sob o título de “Rede Óptica Passiva Simétrica 10G”. A primeira versão é de 2016 e a mais atual foi publicada em fevereiro de 2023. Em seu sumário a recomendação descreve a tecnologia como aplicável ao acesso óptico residencial, empresarial e backhaul de redes móveis.

A assimetria de banda do G-PON deixa claro que se destina mais aos mercados residencial e às pequenas empresas, que utilizam mais a banda larga para o download do que o upload. Portanto, o G-PON não foi projetado para a oferta de serviços simétricos e de banda garantida, típicos de empresas de médio e grande porte ou para backhaul de redes móveis. Para atender estes perfis empresariais, normalmente o Provedor precisa de uma outra solução em sua rede, ocupando fibras dedicadas e aumentando a complexidade da operação e do controle.

A nova tecnologia XGS-PON foi projetada para, simultaneamente e na mesma banda de 10Gbps, a oferta de serviços simétricos e com banda garantida para o mercado B2B e serviços assimétricos e sem banda garantida para o mercado residencial e de pequenas empresas. Esta vantagem unifica e flexibiliza a rede do Provedor, que passa a prestar serviços a todos os perfis de mercado (residencial, empresarial e corporativo), acarretando alta simplificação operacional.

Naturalmente, sendo uma tecnologia mais recente e de maior capacidade, o investimento é maior, exigindo maior esforço financeiro aos Provedores que decidirem investir em XGS-PON. É neste contexto que fornecedores XGS-PON propõem a implantação de OLTs plugáveis, a serem instaladas diretamente nos roteadores IP. Com este recurso, por não ser necessária a instalação de um equipamento OLT tradicional, os custos da evolução G-PON para XGS-PON são reduzidos, simplificando as redes e reduzindo espaço e consumo de energia.

No entanto, o grande diferencial desta nova tecnologia é o Provedor não precisar desligar sua rede G-PON ou utilizar novas fibras para adotar o XGS-PON. Isso porque o XGS-PON utiliza outros comprimentos de onda ópticos para download e upload, diferentes dos adotados pelo G-PON, o que permite a convivência de ambas as tecnologias nos mesmos ramos de fibras em toda a rede externa. Assim, o Provedor pode continuar a ofertar e manter serviços residenciais até 1Gbps de download na tecnologia G-PON e imediata e gradualmente iniciar a implantação de novas ramificações na tecnologia XGS-PON para ofertar novos serviços residenciais acima de 1Gbps, além de serviços B2B de banda garantida, expandindo seu portfolio de ofertas.

Com a contribuição das OLTs plugáveis, acelerar a implantação da nova tecnologia XGS-PON é uma decisão importante para o Provedor que quer expandir e se manter competitivo no setor de telecomunicações.

* Por Marco Canongia – Diretor Geral da Lumicom.