Introdução ao PON: Aprendendo sobre OLT, ONU, ONT e ODN

Introdução ao PON – Definições, padrões e benefícios:

O padrão FTTH (Fiber to the Home – Fibra Para a Residência) finalmente entrou nos interesses das empresas de telecomunicações em todo o mundo, promovendo a aceleração no desenvolvimento dessas tecnologias rapidamente. As AON (Active Optical Networks – redes ópticas ativas e as PON (Passive Optical Networks – redes ópticas passivas ) são os dois principais sistemas que tornam possíveis as conexões de banda larga por FTTH. A PON podendo fornecer soluções econômicas são mais onipresentes na maioria das implantações de FTTH. Conheça mais sobre a arquitetura PON a seguir, descrevendo principalmente os componentes básicos e tecnologia relacionada, apresentando também os padrões OLT, ONT, ONU e ODN

A definição de rede óptica passiva (PON) descreve uma rede de fibra óptica utilizando uma topologia ponto a multiponto e divisores ópticos para transmitir dados de um único ponto de transmissão a vários clientes. Em contrapartida, o padrão AON permite vários clientes conectados a um único transceptor por meio de uma central de ramificação de fibras e unidades divisoras/combinadoras passivas, operando inteiramente no domínio óptico e sem alimentação em uma arquitetura PON. Existem dois principais padrões PON atuais: Rede Óptíca Passiva Gigabit (GPON – Gigabit Passive Optical Network) e Rede Ethernet Óptica Passiva (EPON – Ethernet Passive Optical Network). Embora tendo estruturas de topologia basicamente iguais. Pela solução PON possuir diversos benefícios importantes, torna-se preferência para adoção em muitos cenários de implantação de FTTH, entre alguns:

• Menor espaço necessário para equipamentos;

• Instalação e expansão facilitadas;

• Maior largura de banda;

• Menor consumo energético;

• Operação e gerenciamento com custos reduzidos.

Estrutura e componentes do PON:

Nas soluções utilizando o padrão GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network), fica instalado no escritório central do provedor de serviços um terminal de linha óptica (OLT – Optical Line Terminal) e uma série de unidades de rede óptica (ONUs – Opical Network Units) ou terminais de rede óptica (ONTs – Optical Network Terminals) próximos aos usuários finais, incluindo também divisores ópticos (SPL – Splitters). Além disso, a rede de distribuição óptica (ODN – Optical Distribution Network) também é utilizada durante a transmissão entre os componentes OLT e ONU/ONT.

Apresentando o OLT (Terminal de Linha Óptica):

O Terminal de Linha Óptica (OLT – Optical Line Terminal) é o ponto de partida para a rede óptica passiva, permanecendo conectado a um switch central através de cabos Ethernet. A função primária da OLT é converter, enquadrar e transmitir os sinais para a rede PON e coordenar a multiplexação dos terminais da rede óptica para a transmissão upstream compartilhada. De maneira geral o equipamento OLT é composto por um rack, Módulo de Controle e Chaveamento (CSM – Control and Switch Module), equipamento ELM (Módulo de Link EPON, placa PON), módulos de proteção redundante com fonte de alimentação -48V DC ou módulo de fonte de alimentação 110/220V AC e ventiladores. Nessas soluções, a placa PON e a fonte de alimentação suportam troca rápida (hot-swap) enquanto outro módulo é parte integrado do equipamento. A OLT possui duas direções flutuantes: upstream (obtendo a distribuição de diferentes tipos de dados e tráfego de voz dos usuários) e downstream (recebendo dados, voz e vídeo da rede metropolitana ou de uma rede de longa distância, encaminhado a todos os módulos ONT no ODN.) A distância máxima suportada para as transmissões pelo ODN compreende até 20km.

Apresentando a ONU (Unidade de rede óptica) e ONT (Terminal de rede óptica):

A função da unidade de rede óptica (ONU) está em converter os sinais ópticos transmitidos por meio de fibras, em sinais elétricos. Esses sinais elétricos são então enviados aos assinantes individuais. É comum a existência de distâncias de uma para outra rede de acesso entre a ONU e as instalações do usuário final. Além disso, a ONU pode enviar, agregar e preparar diferentes tipos de dados vindos do cliente e enviá-los no modo upstream para a OLT aplicando o Grooming, processo que otimiza e reorganiza o fluxo de dados para ser entregue com mais eficiência. O aparelho OLT permite a alocação de largura de banda, promovendo a entrega suave de dados flutuantes para a OLT, geralmente chegando por rápidas rajadas no aparelho do cliente. É possível conectar o ONU por vários métodos e tipos de cabo como fio de cobre par trançado, cabo coaxial, fibra óptica ou por meio de Wi-Fi.

Os aparelhos do usuário final também podem ser chamados como terminal de rede ótica (ONT), é possível afirmar do ONT ser igual ao ONU, em essência. Embora ONT seja padronizado pelo ITU-T, enquanto ONU esteja padronizado pelo IEEE. Isso por embora pertencerem a diferentes regulamentadores, ambos são referenciados ao mesmo equipamento do lado do usuário no sistema GEPON. Ainda assim, existe na prática uma pequena diferença entre o padrão ONT e ONU, de acordo com a localização.

Apresentando a ODN (Rede de Distribuição Óptica):

A solução ODN como parte integrante do sistema PON, fornece o meio óptico de transmissão para a conexão física das ONUs às OLTs compreendendo 20 km ou mais de alcance. Instalados internamente no ODN temos de fibra ótica, cabos de fibra, conectores além dos divisores óticos passivos e componentes auxiliares colaboram entre si. O ODN está segmentado especificamente cinco derivação sendo fibra de alimentação, fibra de distribuição, ponto de distribuição óptica, fibra de queda e ponto de acesso óptico. Essa fibra de alimentação começa no ODF (Optical Disribution Fiber – Quadro de Distribuição Ótica) existente na sala de telecomunicações da central, terminando no ponto de distribuição óptica para cobertura de longa distância. Temos ainda a fibra de distribuição do ponto de distribuição ótico para o ponto de acesso ótico, distribuindo as fibras óticas para as áreas adjacentes. Continuando com a fibra óptica conectada ao ponto de acesso óptico e terminais (ONTs), encerrando com a instalação da fibra óptica nas residências dos usuários. Não apenas isso, reside no ODN caminho essencial para a transmissão de dados PON e sua qualidade interfere diretamente a confiabilidade, escalabilidade e desempenho do sistema PON.

Conclusão

Com esta pequena introdução, é possível perceber o tamanho da estrutura necessária para a instalação de um sistema de conexão por fibra óptica e desta maneira, não isolados mas como elementos que numa até então tecnologia recente ficou mais restrito a empresas e ainda assim, aquelas com condições de investir numa estrutura como essa.

Com a gradativa popularização dos equipamentos e demais insumos para sua instalação, esse barateamento está chegando a diversas outras instalações incluindo também as residências que embora ainda dependam de conversores para os padrões de rede tradicionais como o ethernet, ainda assim permite uma grande evolução no volume, estabilidade e velocidade do fluxo de dados.