Infraestrutura de fibra óptica: o impacto das redes 5G


Por Gustavo Candolo* 

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. 

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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 banda, baixa 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. 


* gerente comercial de telecom do Grupo Prysmian na América Latina 

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