05 Redes

Redes de Troncos e de Acesso

5 Redes de troncos e de acesso

Figura A.5.1 Modelo de referência 5.1

Introdução ................................................................................................. 216

5.2

Exigências da rede de transporte ............................................................... 217

5.3

O desenvolvimento das redes de tronco .................................................... 218

5.4

O desenvolvimento das redes de acesso ................................................... 221

5.5

Categorias de assinante ............................................................................. 222

5.6

Necessidades e demandas de diferentes categorias de assinante .............. 223

5.7

Definição técnica da rede de acesso – Modularização .............................. 225

5.8

Modos de transferência na rede de acesso ................................................ 230

5.9

Demanda de largura de faixa na rede de acesso ........................................ 231

5.10 Concentração na rede de acesso ................................................................ 233 5.11 Multiplexação na rede de acesso ............................................................... 237 5.12 Transporte de acesso ................................................................................. 241 5.13 Acesso por rádio ....................................................................................... 242 5.14 Acesso por cabo coaxial ............................................................................ 244 5.15 Acesso por pares de cobre ......................................................................... 246 5.16 Negócios com a rede de acesso ................................................................. 247 Ericsson Telecomunicações

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Entendendo Telecomunicações 1

5.1 Introdução A parte de transmissão da rede de telecomunicações consiste em circuitos de tronco e circuitos de acesso.

Figura A.5.2 Circuitos de tronco e de acesso A rede de troncos, composta por canais multiplexados de diversas capacidades, conecta os nós de comutação entre si; a rede de acesso liga os nós de comutação aos terminais de usuário. As duas redes incluem também diferentes tipos de elementos de rede para multiplexação, para concentração e assim por diante. As duas técnicas modernas de multiplexação, a hierarquia digital plesiócrona (PDH) e a hierarquia digital síncrona (SDH), são usadas na parte de tronco e na parte de acesso da rede de telecomunicações. A tendência tem sido evoluir de enlaces ponto a ponto (interligados por meio da técnica PDH) para redes avançadas, com funções embutidas de controle – redes de transporte baseadas na técnica SDH.

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A rede de transporte pode ser dividida em transporte de tronco (ou de núcleo) e transporte de acesso. Esta última – uma “subdivisão” da rede de acesso – está descrita em mais detalhes na Seção 5.12. Em nosso modelo de referência, simplificamos a expressão “transporte de tronco (ou núcleo)” usando a palavra única “transporte”.

5.2 Exigências da rede de transporte Do ponto de vista da técnica de transmissão, o projeto da rede de transporte é determinado por alguns requisitos básicos: qualidade, capacidade e diversidade. Neste contexto qualidade significa que as mensagens transferidas não devem estar deturpadas a tal ponto que sejam inaceitáveis pelo usuário, considerando que eles pagam pelo serviço. Capacidade significa que a rede de transporte deve ser dimensionada de maneira que as mensagens sejam transferidas sem demora ou bloqueio na rede. Caso ocorra uma falha na via, normalmente usada para a transferência de uma mensagem, uma via alternativa deve ser imediatamente disponibilizada. Esse é o critério do requisito de diversidade, que pode ser mais ou menos rigoroso, dependendo do grupo de usuário e da área geográfica. A operadora da rede deve satisfazer os requisitos básicos do serviço oferecido, mesmo mantendo o custo em um nível aceitável, significando que também existe um requisito de soluções economicamente viáveis. Cada solução técnica deve encontrar usuários que estejam dispostos a pagar por ela.

Figura A.5.3 A rede de transporte como portadora de redes portadoras A rede de transporte serve como uma portadora entre redes portadoras – a PSTN, a PLMN e a ISDN, por exemplo. Essas redes podem, portanto, ser consideradas como entidades que impõem requisitos à rede de transporte.

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5.3 O desenvolvimento das redes de tronco As duas tendências mais importantes da tecnologia de transmissão são: · digitalização, isto é, a conversão da técnica analógica na digital, e · a introdução da transmissão por fibra óptica. Esse desenvolvimento conduziu à redução dos custos de transmissão por canal e por quilômetro, e à melhoria na qualidade de transmissão. As inovações no campo da transmissão favoreceram o uso de novos meios de transmissão (mais recentemente, satélite e fibra óptica) e também aumentaram a capacidade dos meios existentes por intermédio de novos sistemas de transmissão. As novas realizações foram inicialmente usadas na rede de troncos, em especial na rede de longa distância. Inicialmente, a técnica de canais múltiplos digitais teve dificuldades para manter-se frente à técnica analógica (trinta canais TDM contra 10.800 canais FDM). Porém, quando provou ser eficiente o bastante – com o desenvolvimento de sistemas TDM mais potentes (enlaces de rádio digital com 1.920 canais, por exemplo) – a nova técnica abriu o seu caminho, não somente em áreas densamente povoadas, mas em toda a rede de troncos. Hoje, a técnica da fibra óptica já foi introduzida em todo o mundo. Os sistemas de rádio enlace digital são freqüentes e os sistemas de cabos coaxiais analógicos foram convertidos em digitais. Praticamente nenhum investimento se faz em sistemas analógicos de transmissão. Por estranho que possa parecer, várias imperfeições se tornaram evidentes quando a rede de troncos foi digitalizada e a capacidade aumentou: · Usar os sistemas de forma eficiente é difícil; em muitos casos somente 30% da capacidade disponível é utilizada. · Suprir os clientes com linhas alugadas leva muito tempo. · Existe um risco de longos tempos de reparo após uma ruptura de cabo. · A derivação de tráfego de sistemas de alta capacidade (enlaces de fibra óptica) é dispendiosa. · A rede cresceu de uma forma não estruturada, tornando difícil o planejamento e a administração. Foram misturados circuitos de curta e de longa distâncias. · Os custos de operação e manutenção são altos; dentre outros motivos, o extenso trabalho de interconexão manual em quadros de distribuição digitais ou analógicos. · A falta de padrões mundiais torna difícil o tráfego transatlântico digital. 218

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Todos esses fatores conduziram a uma nova aproximação e a novos padrões para resolver os problemas crescentes. Resumindo, os padrões visam: · Introduzir a hierarquia digital síncrona, que reduz os problemas relacionados com a derivação de tráfego e com as interfaces entre diferentes padrões – por exemplo, os padrões americanos e europeus. Fisicamente essa mudança se manifesta em novos, potentes e controláveis elementos de comutação, chamados de distribuidor automático digital (DXC) e de multiplexador de adição/derivação (ADM) respectivamente. · Introduzir um sistema computadorizado para a administração da rede de transporte. Esse sistema forma parte de um conceito total, a rede de gerenciamento de telecomunicações (TMN). · Dividir as redes em áreas geográficas, facilitando o controle e a supervisão.

5.3.1

A rede de transporte SDH

A fim de facilitar o gerenciamento da rede e para conseguir uma estrutura que contribua para um alto desempenho de disponibilidade, a rede de transporte pode ser formada por várias camadas ou níveis, representando áreas geográficas de diferentes tamanhos.

Figura A.5.4 Uma rede em camadas, com três níveis de tronco e um nível de acesso (As velocidades binárias especificadas são somente exemplos.)

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A rede de troncos pode compreender três níveis – um nível nacional, um regional e um local. Cada um deles constitui uma unidade independente com seus próprios sistemas de reserva e vias alternativas. Uma falha num elemento de rede em um dos níveis não influenciará o nível próximo superior, nem degradará a função de transporte interno num nível inferior. Para aumentar o desempenho de disponibilidade, cada nível deve ter pelo menos duas portas para o próximo nível superior – uma facilidade chamada de retorno duplo à posição inicial. A fibra óptica é usada como primeira escolha em todos os níveis.

Figura A.5.5 Comparação entre os níveis de rede de transporte O nível nacional, caracterizado por uma diversidade muito alta, é de âmbito nacional e trata o transporte de informações entre as regiões. As centrais de trânsito internacional e nacional das redes portadoras são os pontos de conexão. O nível regional compreende uma região delimitada, que trata o transporte de informações entre as centrais de trânsito da região. Alguns desses nós de trânsito servem como pontos de conexão para o nível nacional. O requisito de diversidade também é rigoroso no nível regional. No nível local, as centrais locais são conectadas ao nó de trânsito ou tandem mais próximo. Abaixo do nível local encontramos a rede de acesso para a conexão de seletores de assinantes remotos, centrais telefônicas privadas (PBXs) e estações rádio base.

5.3.2

Estrutura lógica da rede

A estrutura da rede, na hierarquia digital síncrona, é lógica, em que as vias de comunicação dentro de um nível podem ser estabelecidas assim que os pontos finais tenham sido definidos. Isto significa que a direção das vias físicas de transporte entre os pontos finais será de importância secundária. As redes SDH podem ser implementadas em diferentes tipos de estrutura de rede, desde que a divisão em níveis seja seguida rigorosamente. Nas redes de troncos tradicionais em forma de malha, os 220

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DXCs podem ser localizados nos nós; será então usado um sistema administrativo para estabelecer as necessárias vias de comunicação (e vias alternativas). A implementação de SDH em redes de tronco existentes, em forma de malha, impõe grandes exigências ao sistema administrativo, a fim de assegurar o melhor uso das partes da rede. Uma outra alternativa é criar estruturas de anéis lógicos na rede, em forma de malha. Constituem-se anéis contínuos, selecionando pares apropriados de fibra e interligando os nós em cada nível. Cada anel operará numa velocidade binária específica; por exemplo, STM-4. Os nós consistem em multiplexadores de adição/derivação, que permitem a passagem do fluxo principal e onde os tributários possam ser extraídos ou adicionados.

5.4 O desenvolvimento das redes de acesso A rede de acesso é a parte da rede de telecomunicações que conecta os assinantes às suas centrais locais; as conexões entre as centrais – como mencionamos antes – compõem a rede de troncos. A rede de acesso, também conhecida como rede de assinante e rede local (ou “loop” local), responde por cerca de 50% dos investimentos nas redes de telecomunicações. O desenvolvimento tecnológico da rede de acesso foi um pouco lento até 1980. Desde então vem acelerando e criando uma situação muito próxima ou semelhante a uma guerra entre as diferentes tecnologias. Durante o longo e estático período até 1980, a rede de acesso era quase totalmente dominada por operadoras monopolistas, que investiam em linhas de cobre entre os assinantes e suas centrais locais. Os pares de cobre eram usados em primeiro lugar na rede telefônica pública comutada (PSTN), em segundo lugar para linhas alugadas e em terceiro lugar na rede de telex. As novas soluções de acesso começaram a se desenvolver nos anos 80. Muitas dessas soluções eram apenas complementares à rede telefônica pública baseada no cobre – redes móveis celulares analógicas, redes públicas de dados, redes de TV a cabo (CATV), só para mencionar algumas. Entretanto, a tecnologia de rádio logo mostrou— se capaz de competir, mesmo com as linhas de cobre na PSTN, especialmente nas áreas com baixa densidade de assinante Um quarto tipo de meio de transmissão (em adição aos pares de cobre, ao rádio e ao cabo coaxial nas redes CATV) conquistou as redes de tronco nos anos 80: a fibra óptica. Agora, a fibra óptica tornou-se muito competitiva, mesmo em grande parte das redes de acesso, graças a uma tendência de preço decrescente. Ericsson Telecomunicações

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Entendendo Telecomunicações 1

A combinação da diversidade tecnológica com um mercado competitivo entre operadoras conduziu a uma situação complexa. O exemplo mais típico é talvez o da telefonia, um serviço prestado em grandes volumes, que as operadoras logo estarão oferecendo – em livre competição – via pares de cobre, rádio (RLL), cabo coaxial (CATV) ou acessos em fibra (pelo menos para usuários comerciais). Nesse novo cenário, a telefonia móvel é considerada uma alternativa à telefonia fixa em vez de um complemento. Para cuidar da necessidade de serviço dos assinantes que impõem agora maiores exigências à rede do que a telefonia tradicionalmente havia feito, as operadoras estão explorando, cada vez mais, as potencialidades das diferentes tecnologias – suas tendências de preço e seus desempenhos em qualidade, confiabilidade e disponibilidade. Isso amplia os campos de aplicação dos meios e das tecnologias de transmissão. Os pares de cobre, por exemplo, estão sendo usados não somente na PSTN, mas também na ISDN de faixa estreita (N-ISDN) e para os serviços interativos de faixa larga. Para atingir os objetivos de nossos livros, significa que neste volume temos que tratar, exaustivamente, da rede de acesso. Estamos, portanto, discutindo o acesso de hoje e o de amanhã, enquanto o acesso tradicional está descrito em maiores detalhes no Volume 2.

5.5 Categorias de assinante Em princípio, os assinantes podem ser considerados como “fixos” ou como “móveis”. Os assinantes com telefone fixo em casa e os com telefone móvel no carro são dois exemplos representativos de categorias de assinante. Uma terceira expressão cada vez mais comum é o telefone sem fio: tipificado pelos telefones de bolso, que podem ser usados em casa e no escritório. As diferentes tecnologias estão se desenvolvendo rapidamente e as fronteiras entre elas estão se tornando menos nítidas. Outros princípios de divisão baseam-se na segmentação de clientes, residenciais e comerciais. As empresas podem ser agrupadas de acordo com o tamanho e o tipo do negócio. A tendência em direção ao teletrabalho (pessoas trabalhando em casa enquanto se comunicam pelo computador com seu escritório e outros lugares) cria um grupo intermediário. Embora as empresas sejam menos numerosas do que os assinantes residenciais, elas geram a maior parte dos ganhos das operadoras. Por isso é que algumas operadoras se especializaram no atendimento ao setor comercial, principalmente no tráfego entre unidades organizacionais espalhadas geograficamente.

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As diferentes categorias de assinante diferem nas suas exigências – de funcionalidade, disponibilidade, qualidade, quantidade, prazo de entrega e preço. Na seção seguinte, discutiremos a interação entre as necessidades e as exigências dos assinantes por um lado e, por outro, a potencialidade e o preço das diferentes tecnologias.

5.6 Necessidades e demandas de diferentes categorias de assinante 5.6.1 Cenário residencial As residências, na sua grande maioria terão telefonia e TV, assim como o fax. O número crescente de residências com computadores significa que a comunicação de dados – com a Internet ou com a empresa para a qual você trabalha – será lugar–comum. As compras feitas de casa e alguma forma de vídeo interativo serão muito procuradas se o preço for razoável. O aparelho multimídia no escritório será padrão. O nível de transparência ou a largura de faixa a ser fornecida dependerá muito das necessidades e da renda dos assinantes residenciais. Para as operadoras será uma questão de prover largura de faixa a menor preço, quando forem oferecidos os diferentes tipos de serviço interativo, e também no caso de serviços distributivos, como o rádio e a TV. À parte da transparência, a acessibilidade ou a mobilidade do terminal é um dos principais requisitos. A mobilidade do terminal existe mesmo hoje –na telefonia e na transmissão de dados, porém com largura de faixa limitada. Considerando a relação entre a demanda por largura de faixa e o tamanho do terminal, parece razoável admitir que os serviços a serem maiores consumidores de largura de faixa serão aqueles últimos providos de mobilidade. Com mais razão ainda, porque a faixa de freqüências para a telecomunicação móvel é um recurso finito.

5.6.2 Cenário móvel – mobilidade do terminal A mobilidade é sempre uma vantagem comparada com os terminais fixos estáticos. Como usuário móvel você sempre pode ser alcançado e pode iniciar chamadas quando desejar. A próxima geração de computadores portáteis, de assistentes pessoais digitais (PDA) ou de comunicadores pessoais inteligentes (PIC) será a base para o escritório móvel que poderá ser conectado à base “doméstica”. Da mesma forma que nos outros computadores, o PDA/PIC está sendo auxiliado pelos serviços disponíveis na Internet. Ericsson Telecomunicações

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Entendendo Telecomunicações 1

Nos EUA, 50% da população pretende ter um PDA/PIC no começo do século XXI. Quando a mobilidade do terminal se tornar mais difundida, um grande número de assinantes “de baixa velocidade”28 carregará um terminal – quer caminhando, parado ou andando de bicicleta. Não é inteiramente óbvio que esta categoria de assinantes móveis achará a telefonia móvel usual uma solução técnica satisfatória – o NMT, AMPS, TACT e o GSM, por exemplo – foram desenvolvidos especialmente para usuários que se movem rapidamente e em um ambiente com baixa densidade de assinantes. Aos assinantes que se movem lentamente, foi oferecida uma alternativa à tecnologia celular usual, a saber, o acesso sem fio. Porém, isso apresenta um problema, porque a grande maioria dos assinantes não quer ter vários terminais móveis – eles preferem ter somente um terminal! Este assunto será discutido na Seção 5.13.

5.6.3 Cenário do setor comercial O tráfego telefônico está aumentando no setor de clientes comerciais; acrescido a isso, há um aumento ainda mais rápido no tráfego de dados. O vídeo, em combinação com dados e telefonia, está aparecendo aos poucos e criará um tráfego de multimídia com rápido crescimento. Grande parte do tráfego em uma empresa normal é interno: a proporção do tráfego interno com o tráfego externo é cerca de 80/20. Até agora as chamadas telefônicas por meio das centrais privadas dominaram os 20% que são o tráfego externo, mas – como dissemos ainda há pouco – existe um aumento no tráfego de dados, especialmente entre as unidades de negócio. Para as grandes empresas teremos, portanto, um forte crescimento na proporcionalidade do tráfego externo, de dados corporativos e de multimídia. Alguns exemplos de tráfego dentro da empresa são: · interconexão de LAN; · interconexão de PBX; · transferência de arquivos; · videoconferência; · fax 4 (64 kbit/s); e · transferência de imagens de raios X entre hospitais.

28

NR - “baixa velocidade” significa pessoas caminhando pelas ruas ou nas suas casas, em contraste com aqueles que se deslocam em veículos, considerados de “alta velocidade”.

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5.7 Definição técnica da rede de acesso – Modularização Como já mencionamos e como mostrado na Figura A.5.6, a rede de acesso conecta os assinantes à sua central local.

Figura A.5.6 Interfaces para a rede de acesso “Rede de serviço” na figura se refere às redes portadoras, que representam as diferentes partes do Volume 2 (rede de serviço PSTN, rede de serviço de transferência de quadro, e assim por diante). A partir do lado de conexão da interface da rede de serviço, a sinalização relacionada com o serviço de rede é analisada em relação ao controle do estabelecimento das conexões. Tal análise “qualificada” não acontece na rede de acesso, embora os elementos de rede que concentram tráfego devam analisar se as linhas de assinante estão ocupadas ou não. Este assunto será tratado na Seção 5.8. A rede de acesso possui uma estrutura em forma de estrela, significando que muitos assinantes estão conectados a um único ponto – a central local. Razões econômicas fundamentam a instalação do que se pode chamar de pontos de coleta ao longo da via entre o assinante e a central local, e da correspondente interconexão, ou seja, pontos Ericsson Telecomunicações

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de distribuição no sentido oposto em direção ao assinante. As funções de multiplexação, concentração e interconexão são freqüentemente implementadas nesses pontos – um arranjo vantajoso, porque os altos custos de transmissão (por unidade de tráfego e unidade de comprimento) no trecho próximo ao assinante podem ser compensados pelos custos de transmissão, drasticamente reduzidos no trecho mais próximo à central local. Naturalmente, a tendência favorável de preço, no caso da fibra óptica, tem sido um fator preponderante. Os sistemas de fibra óptica substituíram quase todas as técnicas concorrentes, pelo menos nas seções próximas à central local, onde a rede de acesso transporta grandes volumes de tráfego. Por essa razão, nos anos recentes, as operadoras de rede têm introduzido termos do tipo fibra em direção a..., que se referem à técnica de instalação de fibra da central local até um ponto de concentração, ou de multiplexação, seguida de outra técnica além desse ponto. Típicos exemplos são esquina, um ponto na vizinhança do assinante, e edifício ou subsolo, nos blocos de apartamento em áreas metropolitanas. Esses termos, escritos por extenso, são conhecidos como fibra até a esquina (FTTC)29 e fibra até o edifício/subsolo (FTTB). Nas redes tradicionais de cobre, veja a Figura A.5.7, a esquina é o equivalente mais próximo do ponto de distribuição em que os assinantes estão conectados. Mais perto da central existem pontos de interconexão em que vários cabos de pares estão reunidos, formando um cabo comum até a central.

Figura A.5.7 A rede tradicional de acesso 29

NR - fibra até a esquina = “fiber to the curb” ( FTTC).

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Um outro termo é fibra até o remoto, sendo que “remoto” normalmente se refere a um ponto onde se realiza a concentração e/ou a multiplexação; corresponde a um ponto de interconexão nas redes tradicionais de cobre. Via de regra, o equivalente a um ponto de concentração é um ponto de interconexão maior. A estação base é o terceiro ponto. Hoje corresponde a um ponto de distribuição maior com suas conexões diretas até os assinantes. O termo “fibra até a estação base” ainda não foi adotado, porque as operadoras de serviços móveis possuem muitas vezes suas próprias redes de acesso (“mais finas”), em que os enlaces de rádio são usados para conectar as estações base ao restante da rede. Porém, como o número de estações base está aumentando de forma constante (assim como o volume de tráfego), simultaneamente com a notável expansão da telefonia móvel, com certeza, a fibra será usada mais largamente para interconectá-las. As operadoras de rede também introduziram o termo último amplificador (LA), relativo às redes CATV, isto é, fibra até o último amplificador e, em seguida, cabo coaxial. O LA corresponde a um ponto de interconexão maior (algumas centenas de assinantes residenciais). Esse método envolve a instalação de pontos de derivação perto dos assinantes. Para dar uma descrição simplificada da futura rede de acesso: normalmente consistirá em um sistema baseado em fibra, da central local até um ponto relativamente perto do assinante, onde haverá alguma forma de funcionalidade – multiplexação ou concentração. A seção final até o assinante terá um sistema baseado em cabo de pares de cobre, cabo coaxial ou rádio. Essa solução de acesso é referida como um sistema híbrido; por exemplo, o sistema híbrido fibra-coaxial (HFC). De modo crescente, a fibra será instalada em todo o caminho até o assinante: fibra até a residência (FTTH) e, acima de tudo, fibra até o escritório (FTTO). A seção de fibra próxima à central local foi projetada como uma estrutura em forma de anel e/ou em forma de estrela. Isso será tratado na Seção 5.12. A rede de acesso também pode ser modularizada, ou estendida em camadas, de outras formas. Veja a Figura A.5.8 e a Figura A.5.9. A parte superior da estrutura em camadas está relacionada com os serviços do cenário residencial, do cenário móvel e do cenário comercial (serviços dentro da empresa). Veja as Subseções 5.6.1, 5.6.2 e 5.6.3.

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Entendendo Telecomunicações 1 ([HPSORVGHVHUYLoRVS~EOLFRV

Fixo/móvel voz (POTS)

Fax

Serviços residenciais

Fixo/móvel

G3

TV

interativos de faixa larga

dados públicos

G4

([HPSORVGHFRGLILFDomR

PCM

MPEG2

ADPCM

0RGRGHWUDQVIHUrQFLD5HGHSRUWDGRUD

Modo de circuitos

Modo de pacotes

PSTN, ISDN, CSPDN,

PSPDN, ISDN (X.25)

PLMN, PCS

Modo de quadros

Modo de células

Transferência de quadros,

SMDS,

ISDN (FR)

B-ISDN

CBDS,

([HPSORVGHWpFQLFDVGHWUDQVPLVVmRQRDFHVVR

Faixa básica (PSTN, ISDN, CSPDN,

Modem

PDH, SDH, TDMA, CDMA, HDSL, ADSL, FDM

PSPDN) 0HLR

Par de cobre

Rádio

Fibra

Satélite

(macrocélula, microcélula,

(FTTH, FTTR, FTTC...)

Coaxial

picocélula, rádio P-P...)

Figura A.5.8 Acesso público

([HPSORVGHDSOLFDo}HVFRUSRUDWLYDVSULYDGDV

Interconexão LAN/MAN,

Extensões de PBX e

transferência de arquivo,

linha tronco privada,

CAD/CAM

Fax G3/G4

Multimídia corporativa, videoconferência

Raios X

([HPSORVGHFRGLILFDomR

PCM

MPEG2

ADPCM

0RGRGHWUDQVIHUrQFLDUHGHSRUWDGRUD

Modo de circuitos ISDN privada, Rede privada de voz BGS (ISDN, PSTN), VPN (ISDN, PSTN), linhas alugadas, Celular privado (DECT)

Modo de pacotes

Modo de quadros

Modo de células

X.25 privada,

Transferência de quadros privado,

ATM privado,

X.25 PVC, ISDN privada (x.25),

PVC (FR) privado,

DQDB privado

Mobitex

ISDN (FR) privado

VLL,

([HPSORVGHWpFQLFDVGHWUDQVPLVVmRQRDFHVVR

Faixa básica

Modem

PDH, SDH, TDMA, CDMA, HDSL, ADSL, FDM 0HLR

Par de cobre

Fibra

Rádio

(FTTO, FTTR, FTTC...)

(macrocélula, microcélula,

Satélite

Coaxial

picocélula, rádio P-P...)

Figura A.5.9 Acessos privado, virtual privado e comercial 228

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Abaixo da camada de serviço, existe uma camada de codificação para voz e vídeo, codificada junto aos assinantes, ou em algum lugar na rede de acesso. Em alguns casos, tanto a voz como o vídeo são transportados sob forma analógica, por meio da rede de acesso sem codificação (TV analógica). Os diferentes métodos de codificação para voz e vídeo estão descritos no Capítulo 2. A próxima camada representa os serviços de rede, agrupados de acordo com os diferentes modos de transferência. Esses modos de transferência também podem ser convertidos na rede de acesso. Na seção 5.8 descrevemos a conversão do modo de circuitos, do modo de pacotes e do modo de quadros no modo de células nas unidades de acesso ATM da rede de acesso. Finalmente, os serviços de rede são transportados por uma variedade de sistemas de transmissão, especialmente na seção próxima aos assinantes, enquanto os sistemas de transmissão são transportados pelos meios de transmissão mencionados anteriormente. O exemplo na Figura A.5.10 mostra as diferentes combinações de camadas em uma seção da rede de acesso.

([HPSORVGHDSOLFDo}HVGHFRUSRUDo}HVSULYDGDV

Interconexão LAN/MAN, transferência de arquivos, CAD/CAM

Extensões PBX e linha tronco privada, Fax G3/G4

0XOWLPtGLD FRUSRUDWLYD

videoconferência

Imagens de raios X

([HPSORVGHFRGLILFDomR 3&0

03(*

$'3&0

0RGRGHWUDQVIHUrQFLD5HGHSRUWDGRUD 0RGRGHFLUFXLWR

ISDN privada Rede de voz privada BGS (ISDN, PSTN), VPN (ISDN, PSTN), linhas alugadas, celular privado (DECT)

0RGRGHSDFRWHV

0RGRGHTXDGURV

X.25 privada, X.25 PVC, ISDN privada (X.25), Mobitex

Transferência de quadros privado, PVC (FR) privado, ISDN (FR) privado

Modo de células ATM privado, 9//, DQDB privado

([HPSORVGHWpFQLFDVGHWUDQVPLVVmRQRDFHVVR

)DL[DGHEDVH

PDH, 6'+, TDMA, CDMA, HDSL, ADSL, FDM

0RGHP

0HLR

Par de cobre

Fibra ()772, FTTR,FTTC)

Rádio (macrocélula, microcélula, picocélula, rádio P-P...)

Satélite

Coaxial

Figura A.5.10 Combinações de diferentes camadas de acesso

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Entendendo Telecomunicações 1

5.8 Modos de transferência na rede de acesso Tradicionalmente o modo de circuitos tem dominado. Tem sido usado para a telefonia, telefonia móvel, TV a cabo e transmissão de dados, via modems ou para uma rede de dados comutada por circuitos. No início dos anos 80, foi introduzido o modo de pacotes, de acordo com a Recomendação X.25 da ITU-T. Nos anos 90, foram introduzidos o modo de quadros e o modo de células por meio da transferência de quadros e do ATM. O futuro papel do ATM na rede de acesso é de grande interesse tanto para os assinantes comerciais como para os residenciais. As grandes empresas irão instalar seletores ATM para o seu tráfego interno. O panorama não está tão claro no caso das pequenas e médias empresas. Elas podem usar uma combinação do modo de circuitos (para voz e multimídia) e modo de quadros/modo de pacotes (para dados). O modo de quadros está aumentado rapidamente e seu desempenho está também melhorando. (Veja o Capítulo 10.) Para o setor residencial, o ATM é considerado uma técnica capaz de prover vídeo a pedido, com plena liberdade de escolha em relação ao tempo da distribuição. Isso será tratado na Seção 5.9. As operadoras da rede de acesso representam um terceiro grupo de participantes. O ATM pode ser considerado uma futura técnica geral para o segmento de fibra óptica, quase da mesma forma como a fibra é considerada uma técnica final entre a central local e um ponto relativamente próximo (ou até junto) ao assinante. Também será possível usar o ATM para cabo coaxial, rádio e cabo de pares de cobre. O ATM pode, em princípio, transportar qualquer serviço, inclusive a Internet de alta capacidade.

Figura A.5.11 O modo de célula como uma infra-estrutura 230

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Assim como uma operadora pode mudar para outro meio de transmissão na rede de acesso, deve ser possível “mudar” para outro modo de transferência. Isso é chamado de emulação; emulação de circuitos, significando modo de circuitos dentro do modo de células, e emulação de protocolo, significando modo de pacotes e modo de quadros dentro do modo de células. Na realidade, o modo de circuitos, o modo de pacotes e o modo de quadros serão transportados como uma “carga” na rede ATM. Veja a Figura A.5.11.

5.9 Demanda de largura de faixa na rede de acesso 5.9.1 Assinantes residenciais O serviço básico é a telefonia, com uma largura de faixa entre 300 e 3.400 Hz. A TV analógica de hoje requer de 7 a 8 MHz por canal. Os sistemas CATV foram projetados para 300 – 400 MHz, a fim de poder oferecer um grande número de canais com a ajuda do multiplex por divisão de freqüência (FDM). No futuro, os distribuidores de TV irão mudar para a TV codificada de forma digital. Graças à codificação eficiente de imagens, cada canal irá requerer somente de 10 a 20% da largura de faixa exigida para os canais analógicos de hoje. Outros serviços de faixa larga para assinantes residenciais também estão sendo discutidos: vídeo a pedido, pagamento por exibição e compras a partir de casa30. Esses serviços são assimétricos, requerem faixa larga em direção à casa, mas somente faixa estreita (abaixo de 2 Mbit/s) na direção oposta. A interatividade plena –significando que o assinante pode controlar a conexão – requer serviços comutados. Veja a Figura A.5.12.

Figura A.5.12 Difusão (TV) e serviços comutados de faixa larga na rede de distribuição 30

NR - “Video-on-demand, pay per view and home shopping”.

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Entendendo Telecomunicações 1

A Figura A.5.13 mostra um exemplo de atribuição de largura de faixa aos serviços de TV analógica e de vídeo. Antes que uma rede comutada possa ser colocada em serviço, a “ausência do serviço” será atendida com serviços quase-vídeo a pedido, que são menos interativos (menos controláveis pelo usuário).

Figura A.5.13 Atribuição de largura de faixa ao rádio e à TV analógicos, e ao vídeo digital A Figura A.5.14 mostra como a largura de faixa pode ser usada no futuro. Para o teletrabalho, uma largura de faixa (velocidade de transferência) de 128 kbit/s deve ser suficiente ainda por muito tempo. Essa é a qualidade proporcionada pela N-ISDN.

Figura A.5.14 Eventual uso futuro da largura de faixa

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5.9.2 Assinantes comerciais Muitas empresas já instalaram uma rede local de comunicações; algumas delas também construíram redes interligando suas unidades organizacionais, espalhadas geograficamente. Via de regra, a rede local inclui uma central telefônica privada. Esse tipo de rede possui sua própria função de concentração, significando que não há necessidade de concentração na rede pública. Muitas vezes, faltam às pequenas empresas comerciais essas facilidades de comunicação interna. Para as empresas com até cinqüenta empregados, ou até mais, pode ser uma boa idéia alugar a função PBX de uma operadora pública de rede – um sistema chamado de centrex. As empresas menores irão, portanto, apresentar alguma semelhança com os assinantes residenciais, embora sem os serviços de entretenimento e com maior necessidade de comunicação de dados. Nas empresas que instalaram suas próprias redes locais, as interfaces de acesso transportam um tráfego concentrado, com uma grande extensão de largura de faixa. Aparentemente esse tráfego justifica a fibra até o escritório. A necessidade de largura de faixa e a explosão do tráfego também justificam o ATM como um modo de transferência, especialmente quando a empresa tem seu próprio seletor ATM. A largura de faixa irá então exceder a 100 Mbit/s. Para as empresas médias, a necessidade de largura de faixa pode ser cerca de n·2 Mbit/s, em que n representa um valor variando desde < 1 (fracionário de E1) até valores maiores.

5.10 Concentração na rede de acesso Como mencionamos anteriormente neste capítulo, a concentração reduz os custos de transmissão na direção do fluxo de tráfego. A concentração também será mais eficiente quando as linhas de assinante conectadas forem pouco utilizadas. A concentração de linhas de assinantes residenciais é, por essa razão, particularmente lucrativa.

Figura A.5.15 Concentração de tráfego na rede de acesso

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Figura A.5.16 Concentração de tráfego na rede de acesso A Figura A.5.15 e a Figura A.5.16 mostram três métodos de concentração de tráfego na rede de acesso. O primeiro exemplo ilustra a concentração de conexões comutadas por circuito na rede fixa, por meio de um concentrador ou um seletor remoto de assinante. Essa unidade é parcialmente controlada pela central local/central mãe. A ISDN e a PSTN são dois serviços típicos de rede. O concentrador também inclui funções para a conversão analógica/digital na PSTN. (Veja o Capítulo 2). O grau de concentração pode ser de cerca de 10:1 para assinantes residenciais. A teoria que sustenta esse tipo de concentração de tráfego está descrita no Capítulo 10. Várias centenas de assinantes – em muitos casos acima de mil – podem ser conectados ao concentrador, um equipamento muito eficiente em custo. Uma vantagem adicional será obtida nas conexões em que o assinante A e o assinante B estão conectados ao mesmo concentrador. Então, a chamada pode ser estabelecida internamente por meio do concentrador, sem a seção do concentrador até a central mãe envolvida, em termos de tráfego. Por outro lado, a lógica da central principal é usada para o estabelecimento e a tarifação da chamada. Na interface do lado do assinante, também podem ser conectados canais digitais multiplexados, a partir de multiplexadores de acesso (veja a Seção 5.11) e PBXs. O padrão V5.1 foi desenvolvido para a interface entre o multiplexador de acesso e o concentrador. O V5.2 é o padrão correspondente para a interface entre o concentrador e a central principal. 234

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O padrão V5 provê uma interface independente de fornecedor entre a rede de acesso e o nó de comutação. Veja a Figura A.5.17.

Figura A.5.17 Interfaces padronizadas para a rede de acesso, V5.1 e V5.2 A V5.1 pode tratar dois serviços de rede: o PSTN e o acesso de taxa básica (BA) da ISDN com intervalos de tempo atribuídos permanentemente para os assinantes. Além do mais, a V5.2 pode tratar o acesso de taxa primária (PRA) da ISDN, o trafego concentrado (com intervalos de tempo atribuídos dinamicamente) e a comunicação para a comutação de proteção na rede de transporte de acesso. As interfaces também possibilitam um gerenciamento separado dos equipamentos de acesso e de comutação. O segundo exemplo, representado na Figura A.5.16, ilustra a concentração de tráfego do acesso de rádio que, via de regra, está baseada no acesso múltiplo. Isso significa que o assinante normalmente não está conectado a um canal de tráfego para a estação base. Uma vez que as freqüências de rádio e os canais de rádio são escassos, a operadora não pode ter linhas de assinante pouco utilizadas, como no caso das redes fixas. Em vez disso, atribui-se ao assinante um canal de rádio vago, quando quiser iniciar uma chamada. O efeito será o mesmo que uma concentração de tráfego em um seletor de assinantes (concentrador). O tipo de acesso múltiplo mais freqüentemente usado – o acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA) – está ilustrado na Figura A.5.18.

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Figura A.5.18 TDM / TDMA O terceiro exemplo, também mostrado na Figura A.5.16, se refere, antes de tudo, ao ATM. Os assinantes comerciais que usam células, pacotes ou quadros nas suas interfaces da rede de usuário (UNI) podem empregar a multiplexação estatística (o termo recomendado pela ITU-T é multiplex dinâmico), que é realmente uma forma de concentração. O método da multiplexação dinâmica é baseado no fato de que o fluxo de tráfego de várias fontes é muito menos explosivo do que as rajadas vindas de cada fonte. O tráfego explosivo se origina de dados e/ou de vídeo com largura de faixa variável; por exemplo, após a codificação com o MPEG2 (Veja o Capítulo 2.). O tráfego explosivo requer uma capacidade de transmissão grande e desproporcional – ultrapassando os picos das rajadas individuais. As operadoras acharão especialmente vantajoso concentrar o tráfego ATM na rede de assinantes, quando tiverem uma massa crítica de empresas que gerem grandes volumes desse tipo de tráfego. Adicionando células transportadoras de tráfego de muitos sistemas de transmissão mal utilizados, as operadoras terão um fluxo muito mais regular de células na saída da unidade de acesso e, portanto, melhor utilização da capacidade de transmissão no lado do fluxo de tráfego concentrado. O efeito da concentração – que aumenta com o aumento da explosão – será entre 2 e 4. Um fator 4, por exemplo, corresponde a um lado de saída do multiplexador com tráfego de célula de 16 empresas, cada uma com uma capacidade de transmissão igual ao STM-1, e um lado de saída com uma capacidade de transmissão igual ao STM-4. Veja a Figura A.5.19. 236

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A teoria do tráfego ATM é tratada no Capítulo 10.

Figura A.5.19 Concentração por meio do multiplex estatístico (dinâmico)

5.11 Multiplexação na rede de acesso A multiplexação estatística (dinâmica) está descrita na Seção 5.10.

5.11.1 Multiplexador de acesso para assinantes residenciais A idéia da multiplexação na rede de acesso é para economizar cobre (ganho de pares). Isso é realizado convertendo uma quantidade de linhas de assinante, as quais usam uma largura de faixa entre 300 e 3.400 Hz, em um fluxo de bits não concentrado, porém multiplexado – muitas vezes de 2 Mbit/s – que somente necessita de uma parcela da quantidade de pares das linhas de assinante conectadas. O padrão recentemente emitido para o fluxo de bits multiplexado é chamado de V5.1.

Figura A.5.20 Multiplexador de acesso

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A tendência de conectar o multiplexador por meio de fibra – em um modelo FTTR ou FTTC – acompanha o avanço da fibra na rede de acesso. Os enlaces de rádio também são freqüentemente usados. Em geral, as soluções com multiplexadores são menos lucrativas do que as soluções com concentradores, mas podem ser um bom complemento, quando o número de assinantes for pequeno (até 100). A necessidade de ISDN para esse tipo de multiplexador tem sido limitada.

5.11.2 Multiplexador de acesso para assinantes comerciais O tráfego dos assinantes comerciais é mais diversificado do que o dos assinantes residenciais. Os pequenos negócios necessitam de conexões PSTN e ISDN (acesso de taxa básica) e/ou centrex. As médias empresas necessitam de conexões PBX, na maioria dos casos ISDN (acesso de taxa primária), enlaces especiais de dados – por exemplo, transferência de quadros/PSPDN – e, possivelmente, conexões dentro da empresa, tais como linhas arrendadas. As empresas maiores também podem precisar de uma conexão ATM e/ou um enlace para uma rede de área metropolitana (MAN).

Figura A.5.21 Multiplexadores flexíveis

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Tráfego diversificado significa que muitas redes portadoras estão envolvidas. A operadora da rede precisa classificar (ordenar) o tráfego na rede de acesso, e estabelecer enlaces de transmissão entre multiplexadores de acesso e equipamentos apropriados de comutação. As linhas arrendadas são separadas do tráfego comutado e atribuídas a enlaces separados de transmissão. Se a capacidade de transmissão do lado do assinante estiver mal utilizada, será vantajoso eliminar os canais de assinantes que não estejam ativados e, dessa forma, economizar capacidade do lado da rede. Veja a Figura A.5.21 apresentada anteriormente.

Os multiplexadores de acesso com a funcionalidade aqui descrita são, às vezes, chamados de multiplexadores flexíveis. Esses multiplexadores incluem uma função de interconexão – usualmente um DXC 1/0 – que reencaminha/ elimina intervalos de tempo de 64 kbit/s entre a entrada e a saída. Veja a Figura A.5.22 e a Figura A.5.23.

Figura A.5.22 Ordenando o tráfego

Figura A.5.23 Empacotando o tráfego

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5.11.3 Multiplexação e ramificação em redes ópticas passivas A ramificação (veja a Figura A.5.24) é baseada no princípio de muitos multiplexadores compartilhando uma fibra entre um ponto de ramificação e um terminal de linha óptica (OLT). Um OLT pode ser localizado em uma central local ou em um ADM na rede de acesso (veja a Seção 5.12).

Figura A.5.24 Rede óptica passiva de acesso O ponto de ramificação pode ser comparado a um transmissor de rádio que usa a técnica TDMA, para transmitir toda a faixa para cada unidade da rede óptica (ONU), isto é, uma forma de difusão. Cada ONU seleciona seu próprio tráfego relevante que pode ser uma quantidade de circuitos PSTN, a ISDN-BRA (acesso de taxa básica) e/ ou a ISDN-PRA (acesso de taxa primária). As linhas arrendadas também podem ser conectadas. Na direção do fluxo de tráfego crescente, cada ONU usa seu próprio intervalo de tempo relevante, de forma que toda a faixa pode ser criada no ponto de ramificação passivo. As interfaces ONU disponíveis do lado do assinante tornam prático esse método tanto para os assinantes residenciais quanto para os assinantes comerciais. Por isso é que tanto a ONU como o OLT incluem também funções de conexão cruzada.

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5.12 Transporte de acesso Na seção 5.7, descrevemos a crescente dominância da tecnologia de fibra óptica numa seção da rede entre a central local e diferentes pontos de interconexão: esquina, remoto, LA e estação base. Para as operadoras que “possuem” esses pontos de interconexão, é de grande importância que a seção até a central local seja construída de uma forma operacionalmente confiável – considerando, pelo menos, o grande volume de tráfego. Isso pode ser feito de várias maneiras. Veja a Figura A.5.25:

Figura A.5.25 Transporte de acesso · O trecho com fibra pode ser suplementado com outros sistemas; por exemplo, enlaces de rádio para que haja duas vias geograficamente separadas até a central local. · A fibra pode ser conectada a duas centrais locais (retorno duplo à posição inicial). · A fibra pode ser organizada em uma estrutura de anel com comutação de proteção. Iremos agora explorar a terceira alternativa, em detalhe. Veja a Figura A.5.26. Como aparece na figura, o tráfego está conectado a partir do lado do assinante até os multiplexadores de adição/derivação. Caso haja uma interrupção no anel, o tráfego será dirigido em sentido contrário, de forma que nenhum tráfego será perdido. O ADM na central local pode ser suplementado ou substituído por um interconector digital (SDXC). Ericsson Telecomunicações

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Figura A.5.26 Estrutura em anel com comutação de proteção Os anéis podem ser formados pelos sistemas SDH STM-1, STM-4 ou STM-16. A menor velocidade binária possível de ser conectada no lado do assinante do ADM é de 2 Mbit/s. Provavelmente, haverá um grande número de fontes de 2 Mbit/s nas futuras redes de acesso (concentradores, multiplexadores, PBXs e estações rádio base). Anéis secundários podem ser conectados aos ADMs do anel primário, a fim de coletar tráfego dos assinantes comerciais que, eles próprios, geram um STM-1.

5.13 Acesso por rádio Os sistemas celulares são tratados em maior detalhes na Parte D – PLMN. A seguir, discutiremos o acesso por rádio em uma perspectiva mais ampla, lembrando que a técnica também pode ser usada para o acesso fixo, ou para o acesso com mobilidade limitada. Além do mais, os sistemas celulares já começaram a competir com os sistemas fixos após terem sido um complemento deles. Dois exemplos óbvios de migração, entre o acesso fixo e o móvel, podem ser mencionados: · telecomunicações digitais melhoradas sem fio (DECT 31); mobilidade de terminal em uma rede fixa, tais como a PSTN e a ISDN; e · celular fixo; terminais sem mobilidade em uma rede celular, tais como vários tipos de PLMN. 31

NR - DECT = “Digital Enhanced Cordless Telecommunications”.

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O termo serviços de comunicações pessoais (PCS) foi estabelecido, embora seja interpretado de diferentes maneiras. Muitas pessoas consideram o PCS como o “filé mignon” da funcionalidade nas redes celulares e fixas: um número pessoal (graças às funções IN, originalmente da rede fixa); mobilidade do terminal, sem interrupção (o PCS oferece o telefone, o único necessário – em casa, no carro e no escritório); e preço baixo, como na rede fixa. Uma vez que o PCS foi projetado para ser um sistema de mercado de massa, ele precisa de um espectro de freqüências mais amplo do que o dos sistemas celulares que operam na faixa de 900 MHz – onde os usuários estão confinados. A tendência é alargar os espaços para o PCS na faixa de 1800 – 1900 MHz.

5.13.1 Cobertura de área O acesso de rádio pode atender a todo o espectro de usuários, desde uma concentração muito alta de assinantes em edifícios de escritório, até uma densidade muito baixa de assinantes em regiões escassamente povoadas. Nessas últimas áreas, as operadoras usam o rádio no “loop” local (RLL)32, um sistema de rádio com acesso múltiplo conectado às centrais locais da rede fixa. Esse tipo de sistema pode cobrir milhares de quilômetros quadrados. Diferentes termos são usados para descrever a área de cobertura das estações base: macrocélula, microcélula, picocélula (célula interna), célula comercial, célula de estrada. Veja a Figura A.5.27.

Figura A.5.27 Diferentes tipos de células

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NR - RLL = Radio Local Loop, mais conhecido no Brasil como WLL (Wireless Local Loop).

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Somente as células grandes podem tratar os telefones móveis em alta velocidade; a função de transferência pode ser lenta demais quando os assinantes estão passando de uma pequena célula para outra. A sobreposição de diferentes tipos de célula não pode ser evitada, significando que teremos estruturas hierárquicas de células. Um dos objetivos é tornar possível o “roaming” entre camadas hierárquicas. Se as diferentes células usarem técnicas diferentes – sem fio e celular, por exemplo, haverá um mercado para terminais de modo duplo (dual-mode) que possam operar nas duas técnicas. Os projetistas de sistemas de rádio almejam faixas cada vez mais largas para a comunicação de dados e multimídia. Para os sistemas celulares de terceira geração foi sugerida a largura de 2 Mbit/s. Esses sistemas sucederão os atuais, como o padrão GSM com largura de faixa de somente 9,6 kbit/s. Uma faixa mais ampla permite o celular multimídia.

5.14 Acesso por cabo coaxial Até agora, o acesso por cabo coaxial tem sido uma forma de acesso distributivo (difusão), usado pelas operadoras de CATV, a fim de prover serviços de TV. Aqui, o tipo de acesso de interesse especial implica numa combinação de CATV com várias formas de telecomunicação interativa. Na Seção 5.7 descrevemos as soluções do sistema híbrido coaxial- fibra (HFC), como um exemplo de tais usos mistos. Veja a Figura A.5.28.

Figura A.5.28 Acesso por cabo coaxial

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Um importante ponto de junção entre a fibra e o cabo coaxial é o último amplificador (LA). Como aparece na Figura A.5.29, existem também outros pontos de junção: área de serviço (FTTSA), edifício (FTTB), casa (FTTH) e esquina (FTTC). Os amplificadores (unidirecionais) no cabo não são recomendáveis para a comunicação bidirecional de alta capacidade; por isso é que FTTLA, FTTB e FTTC são soluções apropriadas de telecomunicação. O acesso de CATV puro é muito sensível a preços, por causa da consciência de preço do grupo de usuários-alvo. Isso conduziu a uma menor qualidade das redes. Se os atuais serviços de TV forem combinados com serviços interativos, como os serviços de telefonia e de vídeo, então deverão ser projetadas redes de alta qualidade. O serviço de CATV em si também será estendido, quando for introduzida a TV digital, uma vez que os canais digitais ocuparão somente uma fração (10 – 20%) da largura de faixa hoje ocupada pelos canais analógicos. Quando as redes de CATV são instaladas em áreas urbanas com alta densidade de assinantes, a melhor solução pode ser instalar pares extra de cobre ao longo do cabo coaxial, caso a operadora conte, também, com uma forte demanda para serviços telefônicos. Os assinantes telefônicos poderão então ser conectados da forma usual.

Figura A.5.29 Várias formas de sistema coaxial -fibra híbrido Ericsson Telecomunicações

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Quando a densidade de assinantes cair abaixo de um nível específico, será mais barato para a operadora prover soluções integradas, pelo menos se estiver incerta quanto ao número de assinantes.

5.15 Acesso por pares de cobre O acesso por pares de cobre em todo o caminho da central local até o assinante tem sido a técnica tradicional na rede de acesso, mas esse quadro mudou drasticamente – principalmente nos anos 90. Como vimos, a fibra óptica, em particular, tem substituído o cabo de pares de cobre. A fibra é usada relativamente próxima aos assinantes, nas soluções como a FTTC e a FTTR. A fibra até a residência ( FTTH) resultaria em uma grande quantidade de dispendiosas emendas de fibra na rede, e cada assinante teria, também, que pagar por seu terminal de linha óptica. O gráfico da Figura A.5.30 mostra que o cobre é ainda a solução mais econômica para a última seção33.

Figura A.5.30 Gráfico do custo da fibra Para os assinantes conectados à PSTN via cabo de pares de cobre pode ser válido considerar uma modernização para a ISDN, ou para alguma outra forma de vídeo a pedido. Uma técnica chamada de linha de assinante digital assimétrica (ADSL) já foi desenvolvida para vídeo a pedido (veja o Capítulo 4). A velocidade de transferência situa-se no intervalo de 1,5 – 8 Mbit/s. Uma outra técnica nova, a linha de assinante digital de velocidade binária muito alta (VDSL), tem uma capacidade muito maior, porém de menor alcance – tipicamente 50 Mbit/s para distâncias abaixo de 400 metros.

33

NR - em inglês denominada “the last mile”.

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Um outro método, ainda, para conectar assinantes via cabo de pares de cobre foi mencionado na Seção 5.14. Os pares de cobre são instalados ao longo do cabo coaxial, na seção entre o ponto de bifurcação e o assinante, nas rede de CATV (derivação siamesa).

5.16 Negócios com a rede de acesso 5.16.1 Prazo ao mercado O prazo curto ao mercado (TTM)34 pode ser de grande importância em situações nas quais as operadoras da rede de acesso estão competindo. A implementação de soluções trabalhosas – para as quais os custos de instalação respondem por uma parte maior do que os custos da eletrônica – é mais consumidora de tempo e aqui, o acesso baseado no rádio é vantajoso. (Veja a Figura A.5.30). Falando de modo geral, uma estação, uma estação base e um enlace de rádio ou alguma outra conexão entre as estações são o que você precisa para começar a operar uma rede.

5.16.2 Investimentos “antecipados” Os investimentos “antecipados” são investimentos básicos que devem ser feitos, quer os assinantes estejam conectados ou não. Para as soluções HFC, os investimentos são às vezes feitos em termos de residências passadas (isto é, a operadora se preparou para a conexão de assinantes), e não em termos de residências conectadas, que será uma questão para mais adiante. As soluções que envolvem investimentos “antecipados” pesados podem ser empreendimentos arriscados, uma vez que é difícil calcular a demanda para futuros serviços. Isso também favorece o acesso por rádio.

5.16.3 Regras e regulamentos Por algum tempo, o papel de uma operadora de rede, a tecnologia que aplicava e o serviço que provia estavam interligados; por exemplo, operadora celular – tecnologia de rádio – GSM. Porém, uma vez que, atualmente, diferentes tecnologias podem ser usadas para muitos serviços, não há mais qualquer obstáculo técnico para a ampliação do papel das operadoras. Nessas circunstâncias é seguro assumir que as regras e os regulamentos irão desempenhar um importante papel no desenvolvimento das telecomunicações nos diferentes países. 34

NR - TTM = “Time to Market”.

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5.16.4 Cobertura de área As novas operadoras concorrentes na rede pública não sabem exatamente quais as residências que irão subscrever seus serviços; nem conhecem, é claro, a localização dos pontos geográficos de acesso. Os sistemas altamente eficientes em termos de cobertura de área – como o rádio com acesso múltiplo – são, por conseguinte, mais atrativos para elas, comparando com as operadoras tradicionais que já investiram em uma rede fixa. O mesmo é verdadeiro para as operadoras de CATV.

5.16.5 Flexibilidade de investimentos Os sistemas de acesso por rádio são, também, vantajosos por outra razão. Esses sistemas podem ser fácil e rapidamente realocados de um lado para outro. As primeiras instalações em uma área podem ser construídas usando sistemas de acesso por rádio, seguidas por sistemas baseados em cabos permanentes, capazes de oferecer largura de faixa mais ampla, ou custos mais baixos em algumas partes da rede de acesso.

5.16.6 Contratos com clientes importantes As empresas e as instituições estão se tornando cada vez mais dependentes das telecomunicações nas suas operações. A “onda IT” está mesmo sendo prognosticada a conduzir a nova estrutura comercial. Dentro desse contexto, é muito importante que os sistemas de telecomunicações sejam dimensionados apropriadamente, proporcionem qualidade aceitável de serviço e estejam sempre acessíveis. Portanto, muitos clientes irão considerar prudente assinar um contrato com suas operadoras de rede. Se a operadora falhar no cumprimento do que foi acordado, ela poderá estar sujeita a multas. Os requisitos de disponibilidade, em particular, irão determinar o projeto da rede de acesso: a operadora poderá preferir instalar anéis de fibra óptica com comutação de proteção. A eletrônica e a fibra óptica instaladas na rede de acesso devem ser o mais simples e robusta possível.

5.16.7 Custo de soluções alternativas As soluções trabalhosas – por exemplo, a rede tradicional de cobre com todas suas galerias de dutos – irão perder força competitiva, visto que o custo de material diminui e o custo da mão-de-obra aumenta (veja o Capítulo 2). Portanto, é vantajoso comparar o custo da eletrônica e os outros custos de algumas soluções alternativas de rede de acesso. Veja a Figura A.5.31. Uma conclusão a tirar é que as soluções com rádio e as soluções com rede óptica passiva (PON) são, provavelmente, “à prova de futuro”. 248

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Figura A.5.31 Uma comparação entre o custo da eletrônica e outros custos

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