O que é uma rede óptica passiva (PON)?

O que é uma rede óptica passiva (PON)?

Uma rede óptica passiva (PON) utiliza tecnologia de fibras ópticas para entregar dados de uma fonte a vários endpoints. “Passiva” refere-se ao uso de cabos de fibra óptica conectados a um divisor sem alimentação, que por sua vez transmite dados de uma rede de provedor de serviços para vários clientes. Tecnicamente, apenas o divisor seria passivo, pois a rede ainda precisa de energia elétrica nas pontas de transmissão e recepção para funcionar.

Há redes ópticas passivas e ativas (AONs). As diferenças básicas são a quantidade de fibras necessária para cada usuário e o componente do divisor utilizado nas arquiteturas PON. As AONs utilizam um roteador alimentado (ou “ativo”) ou switch agregado para distribuir dados do provedor de serviços aos clientes, onde cada serviço do usuário requer uma fibra e uma porta dedicada de roteador/switch. Por outro lado, as PONs utilizam uma porta de roteador/switch e uma única fibra entre o roteador/switch e o divisor passivo para atender vários assinantes que compartilham a capacidade de comprimento de onda.

Dessa forma, uma PON utiliza menos portas de roteador e conexões de fibra para atender assinantes do que uma AON. A arquitetura PON minimiza os pontos potenciais de falha, o que é ideal para provedores de serviço que precisam fornecer conectividade rápida e confiável a residências, hospitais, hotéis, resorts, campi e outros assinantes.

 

Quais problemas são resolvidos pela rede óptica passiva?

Como um serviço PON pode atender vários clientes a partir de uma única porta de roteador/switch e utiliza divisores não alimentados para direcionar e enviar dados aos usuários, os provedores de serviços têm custos operacionais mais baixos, evitam o controle das condições ambientais para os divisores e exigem menos equipamento e fibras quando comparado às arquiteturas das AONs.

O uso do cabeamento de fibra óptica proporciona aos usuários algumas das conexões de maior velocidade disponíveis, além da eficiência de energia da PON: menos equipamentos elétricos significa menor consumo de energia. Além disso, a PON pode transmitir dados tanto no downstream quanto no upstream em velocidades similares sem perda de qualidade.

 

Como funciona uma PON?

Há dois padrões principais para arquiteturas PON: Gigabit PON (GPON) e Ethernet PON (EPON). Ambas têm especificações para velocidades de transferência de dados de 1 Gbps a 10 Gbps. Como a comunicação flui de uma fonte (provedor de serviços) a vários assinantes, as arquiteturas PON utilizam enlaces ponto-multiponto. Usando um divisor, uma única fibra óptica de um terminal de linha óptica (OLT) pode ser replicada em vários ramais para entregar serviço a 128 locais individuais.

Para configurar uma arquitetura PON, o provedor de serviços começa construindo uma rede de fibra óptica. A ponta de acesso dessa rede de fibra é conectada diretamente aos clientes, enquanto que a outra ponta é conectada a um roteador/switch que utiliza um OLT localizado na central ou ponto de presença (PoP) do provedor de serviços. O OLT converte tráfego Ethernet em tráfego PON.

Lembre-se que as redes ópticas transferem dados por feixes de luz transmitidos por cabos de fibras ópticas. Após deixarem o OLT, os dados/luz do cabo chegam a um divisor de guia de onda óptica localizado próximo aos assinantes. Usando tecnologia passiva, o divisor replica os comprimentos de onda da luz e os direciona a uma unidade de rede óptica (ONU) ou terminal de rede óptica (ONT) mais próximo da área de serviço do usuário. Para realizar isso sem energia elétrica, o divisor PON utiliza espelhos e lentes para direcionar a luz por refração ao ponto necessário.

O ONU/ONT direciona os comprimentos de onda de fibra óptica a um dos vários locais próximos aos assinantes:

  • Fibra até a casa (FTTH)
  • Fibra até o prédio (FTTB)
  • Fibra até a calçada (FTTC)
  • Fibra até a vizinhança (FTTN)

 

Implementação da tecnologia PON pela Juniper

Um problema com a implementação de arquiteturas PON em redes existentes é a escalabilidade e as dimensões físicas envolvidas na tecnologia do OLT. Tradicionalmente, para implantar serviços baseados em fibra, os provedores instalam bastidores OLT dedicados de grandes dimensões que precisavam de espaço e energia, com altos custos operacionais. A Juniper resolve esse problema utilizando a nossa tecnologia Unified PON no projeto.

Integrando o Juniper Unified PON em suas arquiteturas PON, os provedores de serviços obtêm uma solução criada com base em padrões abertos, incluindo 10G XGS-PON (ITU-T) e 10G EPON (IEEE). Seguindo essas especificações do setor, a Juniper entrega tecnologias PON inovadoras de fácil uso e compatíveis com outros sistemas PON baseados em padrões, incluindo ONU/ONTs de outros fornecedores.

O OLT do Juniper Unified PON pode ser conectado "a quente" e incorpora uma ponte do controle de acesso de mídia (MAC) entre Ethernet e a PON de 10G. Esse dispositivo é conectado diretamente aos roteadores metro universal da Série ACX, que permitem o uso de portas de transceptor plugáveis de pequenas dimensões (SFP+). Os operadores podem selecionar para cada porta se ela trabalhará com serviços PON ou Ethernet.

Há muitas aplicações para o Unified PON da Juniper:

  • Agregação de PON em alta densidade
  • Serviços 10G XGS-PON e 10G EPON
  • Serviços de banda larga residencial
  • Conectividade com alta largura de banda para empresas
  • PON empresarial/campus
  • 4G/5G Xhaul sem fio
  • Hospitalidade/Ofertas de MDU
  • Modelo de crescimento incremental por conexões simples

Conectando o OLT da Juniper a roteadores da Série ACX, os provedores de serviços ganham mais controle e automação da rede. Há também a interface web do PON Manager, que oferece aos provedores o acesso direto a todos os componentes e visualizações da PON. Totalmente personalizável, essa interface é fornecida pelo Juniper MicroClimate Management System (MCMS) e pode ajudar com três áreas importantes das redes ópticas passivas:

Gerenciamento da PON

Por meio da interface gráfica do usuário (GUI) aberta em um navegador, o MCMS oferece às operadoras de rede o controle e gerenciamento virtuais dos componentes ativos da PON.

Interface ao norte (northbound)

Utiliza protocolos NETCONF padrão e modelos de dados YANG publicados.

Controle distribuído da PON

Facilita a interface do controle do gerenciamento da ONU (OMCI) e as comunicações de operação, administração e gerenciamento (OAM) do OLT ao PON Manager, além de permitir implementações escaláveis com servidores externos. Pode também ser integrado aos nossos roteadores da Série ACX com o nosso sistema operacional unificado Junos.

O SO Junos oferece altos níveis de desempenho, orquestração e segurança. Ele é utilizado também em todas as plataformas de tecnologia Juniper; dessa forma, você não precisará aprender e dar suporte a vários sistemas operacionais, como muitas vezes acontece com outros fornecedores.

Perguntas frequentes sobre redes ópticas passivas

Quais são as vantagens das redes ópticas passivas?

Como a PON utiliza menos portas de roteador/switch, menos cabeamento de fibra e divisores não alimentados para gerenciar e direcionar dados a múltiplos pontos, seus custos operacionais são menores que os das AONs. A PON também requer menos requisitos de controle das condições ambientais e equipamentos extras.

Qual é a diferença entre a rede óptica passiva e a ativa?

Uma PON utiliza menos portas de roteador/switch, menos fibras e divisores não alimentados para direcionar e enviar dados aos usuários do que uma AON, que requer uma porta de roteador/switch e uma fibra para cada assinante.

Por que é chamada de rede óptica passiva?

“Passiva” refere-se ao divisor não alimentado, que utiliza espelhos e lentes para distribuir o mesmo comprimento de onda da PON a vários assinantes, aumentando a escala do serviço de forma econômica. Entretanto, a PON ainda precisa de energia no roteador/switch e locais dos assinantes para iniciar e concluir a transferência dos dados.

Como a Juniper implanta redes ópticas passivas (PONs)?

A Juniper fornece a tecnologia Unified PON na forma de um sistema OLT aberto conectável baseado nos padrões 10G XGS-PON IEEE (ITU-T) e 10G EPON (IEEE). A Juniper oferece a este sistema OLT o nosso PON Manager, sistema operacional Junos e roteadores da Série ACX.