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Infraestrutura de fibra óptica: o impacto das redes 5G

A tecnologia 5G é a quinta geração de redes para comunicações móveis, porém, ela significa muito mais do que um aumento substancial na velocidade com a qual nos comunicamos ou baixamos conteúdo da Internet.

Embora inicialmente esse seja um dos benefícios mais aguardados (o download de uma música levará apenas alguns segundos e de um filme de alta qualidade levará alguns minutos), a tecnologia 5G nos trará uma série de recursos que permitirão desenvolver novos aplicativos que eram impensáveis até agora com as comunicações móveis de hoje.

As redes 5G possibilitarão a criação de um mundo digital totalmente conectado com a infraestrutura de rede para Internet das Coisas (IoT). O padrão 5G contribui diretamente para a transformação digital da sociedade e da indústria, já que está atrelado aos novos serviços e aos novos modelos de produção:

  • Serviços e aplicações para o cidadão
  • Transporte e rastreamento de mercadorias
  • Redução da exclusão digital
  • Impulsão da indústria
  • Mobilidade do futuro será 5G
  • Aplicativos voltados para segurança

Para que esta revolução nas comunicações móveis ocorra será necessária uma alta largura de bandabaixa latência e muitas conexões. Tanto o aumento da taxa de dados quanto a menor latência representam um desafio para a infraestrutura de rede de transporte. Para fornecer alta taxa de dados em áreas densas, será necessária uma maior quantidade de potência a ser utilizada, no entanto, a potência não viaja por longas distancias, resultando em uma maior densificação de células.

Redes 5G: o que muda?

Em redes móveis 4G, os cabos ópticos são geralmente empregados na camada principal da rede (backbone) e não muito extensivamente no backhaul (conexão do backbone até as partes mais periféricas). Como o 5G (e também o 4G) transformará o backhaul em fronthaul (rede até os controladores de rádio) em uma arquitetura de telecomunicações C-RAN (Could Radio Access Network), o uso da fibra é essencial para garantir a confiabilidade e permitir o transporte de centenas de Gbps de e para a rede central.

Para reduzir a latência no nível do usuário, os recursos serão colocados próximos dele, isto é, o datacenter deverá estar próximo ao usuário, o que é chamado de Mobile Edge Computing. Além disso, trazer a fonte de alimentação para cada pequena célula será crítico, já que a energia na maioria dos casos não está disponível no local. Portanto, formas alternativas e inovadoras de transferência de energia em alta tensão (na faixa de 300 V) serão muito benéficas.

Os pontos principais da tecnologia 5G são:

  • Banda larga móvel aprimorada (eMBB – Enhanced Mobile Broadband): banda larga móvel com uso intensivo de dados em alta velocidade, armazenamento em nuvem e acesso com taxas de até 10Gbps;
  • Comunicação ultra confiável e de baixa latência (uRLLC – Ultra-reliable and Low Latency Communication): redes com latência ultrabaixa e alta confiabilidade com tempo de respostas menor de 1ms;
  • Comunicação massiva de tipo de máquina (mMTC – Massive Machine Type Communication): canais de transporte de múltiplas conexões para alcançar a Internet com sincronização de alta precisão para a coordenação entre as estações base, possibilitando milhões de dispositivos conectados por km2.

Requisitos de Rede de Transporte 5G A largura de banda é o ponto principal para redes 5G e com o uso de fibra óptica é possível transmitir altas taxas de dados. Além disso, a qualidade da rede de fibra óptica deve ser um ponto de extrema preocupação para atender aos níveis de confiabilidade e banda larga exigidos por essa tecnologia.

O leilão das frequências para redes 5G no Brasil ocorre entre o final de 2021 e começo de 2022, tendo como requisito obrigatório a construção de uma rede stand-alone release 16, que especifica requisitos de desempenho elevados para a rede de rádio frequência, no que diz respeito à velocidade de transmissão, mobilidade e eficiência aprimorada para aplicações IoT, resultando na criação de uma rede independente à rede 4G existente.

Para esta revolução nos meios de comunicações, a fibra óptica com baixa sensibilidade à curvatura (G.657.A2) tem apresentado excelentes resultados no que diz respeito à confiabilidade da rede. Além disso, possibilita o desenvolvimento de produtos mais compactos e com grande quantidade de fibras, redução das perdas de potência em todos os pontos de curvatura da rede, resiliência às variações de temperaturas e produtos que promovem uma facilidade de instalação e redução do custo total da rede.

A digitalização da sociedade e a migração para serviços baseados em nuvem irão aumentar o fluxo de tráfego transportado pelas redes de telecomunicações e é de importância crucial proteger os dados críticos em nosso mundo conectado.

As fibras ópticas transmitem a luz em seu núcleo e as fibras monomodo tradicionais utilizadas nas redes de telecomunicações (G.652.d) quando dobradas, usando ferramentas muito simples em pontos onde a fibra é facilmente acessível (caixas de emenda e distribuidores ópticos por exemplo), deixam escapar um pouco desta luz e com o uso de acopladores essa luz pode ser captada e redirecionada para se ter acesso às informações que estão sendo transmitidas.

Com as fibras com baixa sensibilidade à curvatura BendBrightXS do Grupo Prysmian, isto é praticamente impossível, garantindo fisicamente a segurança das informações transmitidas ao longo da rede.

O desenvolvimento e a inovação de tecnologias de cabos de fibras ópticas de forma sustentável, com baixa emissão de CO2, para transportar de maneira eficiente as taxas necessárias se tornaram uma grande preocupação e foco de pesquisa para a indústria. A inovação recente da fibra óptica e de sistemas de cabos está contribuindo na redução do custo destas redes de acesso.

Em 2009, o Grupo Prysmian lançou a fibra óptica BendBrightXS 200 µm, que foi a primeira fibra óptica monomodo com baixa sensibilidade à curvatura comercializada com diâmetro de revestimento reduzido, especialmente projetada para redes ópticas de alta densidade.

Desde então, estas fibras abriram um caminho inovador para muitos novos sistemas de cabo aplicáveis a uma variedade de configurações de rede. Estas fibras ópticas com diâmetro de 200µm foram amplamente adotadas em todo o mundo por operadoras de telecomunicações, grandes datacenters, operadoras de CATV etc. E para as redes 5G, essas fibras têm um têm um papel importante no desenvolvimento de produtos inovadores. Em 2019, a Prysmian foi mais além e lançou no mercado a fibra BendBrightXS 180 µm proporcionando cabos ainda mais inovadores.

Os novos sistemas de cabos de alta densidade disponíveis atualmente apresentam diâmetros reduzidos, possibilitando uma melhor ocupação dos dutos e microdutos. Em comparação às soluções convencionais, os cabos de alta densidade de fibra da Prysmian oferecem instalações mais econômicas e ecológicas. O espaço ocupado por esses novos produtos é o ponto principal para o desenvolvimento dessas novas redes e a Prysmian tem desenvolvido cabos cada vez menores e com mais fibras ópticas. Outro ponto importante nessa revolução dos produtos para redes 5G é que as cidades já estão completamente congestionadas com cabos de telecomunicações e de energia; a densificação de antenas exigirá uma ainda maior quantidade de cabos. Para alimentar essa grande quantidade de pequenas células com infra de telecomunicações e de energia, uma das soluções avaliadas são os cabos híbridos, onde a energia pode ser transportada integrando cobre e fibras ópticas em um único cabo. O Grupo Prysmian desenvolveu uma gama de cabos híbridos que podem ser instalados por sopramento em distâncias de até 1 km, cabos estes instalados em microdutos de 10 mm de diâmetro fornecendo centenas de watts em 1 km alimentando dezenas de células. A energia elétrica pode ser transferida com segurança por meio de um sistema elétrico inovador e seguro, inofensivo para os seres humanos, mesmo que em tensões de 300 Volts. Essa tecnologia permite maximizar a potência e a transmissão de dados em um mesmo cabo, em um mesmo duto, reduzindo drasticamente os custos de instalação.

Cabo Híbrido para Sopramento

Artigo escrito por Gustavo Candolo, gerente comercial de telecom do Grupo Prysmian na América Latina

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