REDES ÓPTICAS PASSIVAS PMP: DEFINIÇÃO, TIPOS E COMPONENTES
FIBRA ÓPTICA
Fibra óptica nada mais é do que um meio guiado de comunicação assim como cabo UTP e Coaxial. A grande diferença é que esta se utiliza de luz para envio e recebimento das informações, ao contrário dos outros meios citados que se utilizam de energia elétrica.
Conforme imagem à cima, podemos ver que em sua estrutura temos a Capa protetora, Casca e Núcleo, por onde trafega a Luz. Uma curiosidade é que, ao contrário do que muitos pensam, esse núcleo não é oco e sim maciço, formado basicamente de sílica. Importante salientar que esse transporte da luz só é possível graças a um fenômeno chamado Reflexão Total Interna, no qual os feixes de luz vão refletindo até chegar ao destino. Outra característica importante é que uma parte da luz se perde nesse caminho, é o que chamamos de atenuação.
Existem dois tipos principais de fibra óptica, multimodo e monomodo, mostradas na imagem a seguir:
Na fibra multimodo, temos um núcleo maior, logo temos um processo de fabricação menos preciso e mais barato, assim como equipamentos de menor custo para trabalharem com a mesma, já que não são tão precisos quanto os utilizados na fabricação da fibra monomodo. Na comunicação com fibra multimodo, temos um emissor de luz que envia vários feixes diferentes até o destino e existe um nível bem maior de atenuação, logo não é possível atender grandes distâncias com esse tipo de fibra quando comparada á monomodo, sendo bastante utilizado internamente em Data Centers, por exemplo, para fazer a interligação de servidores. Na fibra monomodo existe um único modo de luz trafegando pelo núcleo da mesma, que é bem menor, logo temos uma baixa atenuação e conseguimos atender grandes distâncias. Esse tipo de fibra é muito utilizado para interligar cidades, países e até continentes ao redor do mundo.
Dentre as principais vantagens da Fibra Óptica, podemos citar o fato de esta ser feita de material dielétrico, logo não conduz corrente elétrica e nem sofre interferência eletromagnética externa, um dos principais problemas dos cabos UTP e Coaxial. Podemos interligar grandes distâncias sem necessidade de regeneração de sinal e conseguimos levar uma maior quantidade de informação do que nos outros meios. Como desvantagens, podemos citar a fragilidade, necessitando de um cuidado bem maior para manusear a mesma; A demanda maior de tempo para manutenção e um custo mais elevado de implantação. Importante salientar que, apesar de mais cara, a médio e longo prazo a fibra óptica é financeiramente mais vantajosa que outros meios, pois a mesma tem uma vida útil bem maior e pontos positivos que foram citados anteriormente.
REDES ÓPTICAS PASSIVAS - PON
Compreendido então um pouco sobre a fibra e suas características, agora seguiremos com as redes que a utilizam como elemento, chamadas Redes Ópticas Passivas (Passive Optical Network – PON). Estas se dividem em dois tipos principais: Ponto a Ponto (PTP) e Ponto Multi Ponto (PMP). Nas redes Ponto a Ponto, existe uma fibra dedicada interligando dois pontos, a imagem a seguir mostra três exemplos desse tipo de rede.
No primeiro caso, temos uma rede PTP entre uma central e uma torre de telecomunicação que pode atender usuários através de uma rede sem fio. No segundo caso, temos uma fibra saindo da central até um armário de telecomunicações, a partir do qual é possível utilizar cabos metálicos para atender usuários. E temos no terceiro caso uma fibra dedicada da central até o usuário.
Nas redes Ponto Multi Ponto, temos uma fibra que sai da central e passa por várias divisões no caminho, possibilitando que esta única fibra consiga levar informações para vários usuários distintos conforme mostra a imagem a seguir.
COMPONENTES DA REDE PON PMP
Para um melhor entendimento, foi realizada a divisão da rede óptica em três partes: central, rede óptica de distribuição e por último o lado do usuário. Iniciaremos com a central, conforme mostra imagem a seguir.
Um dos elementos da central é a OLT ou Terminal de Linha Óptica, sendo este um dos principais componentes da rede, já que é o responsável por emitir e receber luz para efetuar a comunicação com os usuários. Na OLT está contido o Transceptor Óptico ou GBIC, que é o responsável por transformar os pulsos de luz em pulsos elétricos e vice-versa. Após esse GBIC temos um cordão ou Patch Cord, que é basicamente uma fibra óptica com um revestimento específico e dois conectores nas pontas. Esse cordão normalmente está ligado a um DIO, que serve basicamente para facilitar o acoplamento dos equipamentos com os Cabos de Fibra Óptica. Deste DIO sai um Cabo Óptico para a rede óptica de distribuição externa, rede essa apresentada na imagem a seguir.
Na rede de distribuição óptica, temos como primeiro elemento o Cabo Óptico que saiu da Central. Este cabo chega até uma Caixa de Derivação ou Caixa de Emenda Óptica (CEO). Dentro desta, temos outro importante componente da Rede PON, o Splitter. Este é responsável por dividir o sinal luminoso em várias saídas, sendo que a quantidade de saídas varia de acordo com a razão de divisão do Splitter utilizado (Ex: 1x2, 1x4, 1x64 etc). Importante salientar que, para cada divisão existe uma grande perda de sinal, pois não há regeneração da luz nesse componente já que o mesmo não utiliza energia elétrica. Dentro da caixa CEO, é realizada uma fusão na entrada do Splitter e várias fusões nas saídas, podendo então sair vários cabos desta caixa. Cada cabo da saída chegará até uma ou mais Caixas de Atendimento, também chamada de Caixa de Terminação Óptica (CTO) ou NAP. Dentro desta CTO há outro Splitter, do qual é conectada uma fibra diretamente para o usuário, conforme ilustração a seguir.
Dentro da residência do usuário, temos basicamente o Cabo Óptico que saiu da Caixa de Atendimento, um Ponto de Terminação Óptica (PTO) ou Terminador Óptico, que é basicamente uma caixa na qual é feita uma conectorização do Cabo Óptico e disponibilização de uma porta (bem semelhante a um DIO, porém com um número menor de portas, normalmente uma ou duas). Nesta porta será adicionado um Patch Cord Óptico, este por sua vez será ligado ao equipamento do usuário. Esse equipamento, chamado de Unidade de Rede Óptica (Optical Network Unit – ONU) ou Terminal de Rede Óptica (Optical Network Terminal – ONT), também tem um transceptor, porém fica acoplado no mesmo. Deste equipamento sai um Cabo de Rede para a rede interna do cliente, levando a comunicação para elementos como Notebook, Roteador e Smart TVs.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Nesse artigo pudemos ter acesso a uma pequena parte do mundo da fibra óptica, compreendendo um pouco as suas características e seu funcionamento. Também aprendemos sobre as redes que utilizam a fibra e elementos que compõem essa rede. Com esse pontapé inicial, espero ter aguçado a curiosidade dos leitores e despertado um interesse maior pelo assunto, saibam que existem diversas tecnologias, metodologias e conceitos mais complexos envolvendo o tema, só precisamos querer buscá-los e compreendê-los.
Ítalo Rossi
Graduado em Ciências da Computação pela UeVA/Sobral
Especialista em Redes e Segurança de Sistemas pelo INTA/Sobral
Analista de redes na Sobralnet, responsável pelos projetos da rede óptica
Especializando em Computação Forense e Perícia Digital pelo IPOG/Fortaleza