Analise e projeto de redes HFC e de sua migração para redes FTTH

Resumo

  O presente trabalho de conclusão de curso abordará o funcionamento atual das redes HFC utilizadas pelas empresas de TV a cabo e os problemas técnicos e financeiros do upgrade dessas redes para estruturas baseadas nas soluções FTTH-PON (Fiber To The Home/Passive Optical Network), as quais possibilitam a interligação das residências com o headend e as vantagens tecnológicas da implantação de uma rede FTTH, num cenário equivalente ao centro de Florianópolis.
  A topologia atual de uma rede HFC, que também pode ser chamada de rede FTTN (Fiber to the node), é inicializada a partir de um headend, responsável por alocar no seu backbone da rede, serviços multiplexados como Internet, telefonia, TV, VoD (Vídeo on Demand) e outras interatividades online. Estes serviços trafegam através de fibras até certo ponto da rede, denominado NODE ou NÓ. Nesta região da rede HFC, está presente um receptor óptico, que recebe sinal luminoso transformando-o para sinal elétrico. A partir deste ponto, o sinal elétrico será ramificado por cabo coaxial e distribuído aos HP’s (homes passed) ou MDU’s (multi dwelling unit) através de splitters, encontrados ao decorrer destes cabos. Dentro de uma rede de cabo coaxial, onde o sinal de rádio frequência trafega, existirá a possibilidade de este sinal enfraquecer à médias distâncias. Para compensar a atenuação do sinal são empregados regeneradores de RF, que assim como o receptor óptico, necessitam de uma alimentação elétrica externa para o seu funcionamento.
  Esta alimentação oriunda de uma concessionária de energia elétrica é repassada para uma fonte de alimentação da própria empresa de TV a cabo, que terá a função de rebaixar a tensão de 220/110 Volts DC, para a devida alimentação dos ativos da rede HFC, podendo variar de 60 a 90 Volts DC. Por fim, esta alimentação tratada, será alocada na rede através de um insersor de potência. 
  Usufruir de serviços de terceiros como a alimentação elétrica, pode acabar virando um grande problema para a empresa de TV a cabo, pois a falta de energia numa região, onde está alocada a fonte de alimentação, pode afetar várias outras áreas, que são dependentes desta fonte de energia em questão. Este entre outros, é um dos maiores problemas de uma rede não passiva.
  Em 22 de março de 2012, a ANATEL (Agencia Nacional de Telecomunicações) aprovou um novo regulamento nos termos da Lei 12.485/2011, que estabelece a concessão de outorgas do Serviço de Acesso Condicionado (SeAC) (ZERBONE 2012) que sucedeu os serviços de TV por Assinatura. Com a regulamentação, foram unificadas as regras para serviços semelhantes, antes diferenciados pela tecnologia utilizada para a distribuição da programação. De acordo com o presidente da Anatel, João Rezende, “o objetivo do regulamento é unificar e simplificar essas regras, de forma a permitir a ampliação dos serviços de TV por Assinatura, incentivar a competição e, consequentemente, estimular a redução de preços, trazendo benefícios à população” (REZENDE, 2012).
  Este aumento da competição gera cada vez mais a necessidade do crescimento de banda, fazendo com que as empresas de TV a cabo comecem a repensar sobre suas infraestruturas, buscando alternativas que vão além da opção mais utilizada que é o padrão DOCSIS 3.0 (PULARIKKAL, 2006).
  Existem vários estudos de como enfrentar esta acirrada briga entre as grandes empresas do mercado, podendo citar a implementação da tecnologia RFOG ((Radio Frequency Over Glass), um maior investimento em micro células ópticas utilizando WDM (Wavelength-division multiplexing), alternativa que já vem sendo utilizada, fazendo com que a fibra óptica chegue cada vez mais perto do cliente, ou até mesmo a evolução do próprio padrão DOCSIS 3.0, para o último padrão DOCSIS que possibilita alcançarmos altas taxas de velocidades, porém neste caso, já são previstos limitações a médio prazo, segundo nota do site Midlle Comunicação Integrada em que o engenheiro Nelson Saito, afirma que “redes 100% ópticas seria a melhor solução para este imensurável crescimento tecnológico” (Midlle Comunicação Integrada, 2011).
  Uma rede 100% óptica significa a utilização da solução FTTH-PON como meio de transporte físico. Por ser uma solução passiva, eliminaria a utilização de alimentação externa, um dos principais problemas da atual rede HFC, por depender de um serviço terceirizado.
  Existem outros fatores que tornam válidos a migração para esta nova tecnologia como as baixas atenuações em comparação com o sinal elétrico, a maior largura de banda, a otimização do cenário físico e, algo de grande relevância, a imunidade às interferências eletromagnéticas, por ser tratar de um material totalmente dielétrico.
  Esta infraestrutura dielétrica dispensa sistemas de alimentação, fontes de energia de back-up e aterramento. Nesta arquitetura, os sinais de dados são transmitidos pelo equipamento OLT (Optical Line Terminal), seguem pela rede óptica externa até os splitters ópticos que fazem a divisão do sinal transmitido. Estes splitters são selecionados e posicionados de maneira a otimizar o projeto da rede óptica.
  A partir do último splitter, com o uso de caixas de emenda apropriadas, o sinal óptico é levado ao interior de cada residência ou apartamento. Para a rede interna do assinante, são aplicados produtos adaptados ao ambiente residencial, tais como, ponto de terminação óptica, com fibra especial, resistente a pequenas curvaturas, extremamente necessário em ambientes que não possuem infraestrutura de rede óptica como é o caso de ambientes residenciais.
  O principal obstáculo mercadológico para a implantação em escala do FTTH é o legado da rede, ou seja, o fato das grandes operadoras terem construído suas infraestruturas com cabeamento metálico. Milhares de quilômetros de cabos teriam de ser substituído por fibras ópticas, um custo operacional extremamente relevante para as empresas de telecomunicações. Este é um fator a ser analisado, pois existirá casos que será propício às operadoras de serviços utilizarem a solução FTTH para criação de novas redes e não para expansão daquelas existentes, ou seja, implantar de forma híbrida a rede HFC e FTTH.
  Pretende-se neste TCC, simular em uma região já atendida por rede HFC, um upgrade para uma rede FTTH, avaliando custos fixos e variáveis, que somados aos custos administrativos  permitirão estimar custo financeiro total para esta implementação. Em paralelo serão realizadas análises das vantagens tecnológicas de uma rede 100% passiva em relação a uma rede híbrida óptica/coaxial.

Referência Bibliográficas

ZERBONE. Objetivo do regulamento. Disponível em: <http://www.anatel.gov.br/Portal/exibirPortalPaginaEspecialPesquisa.do?acao=&tipoConteudoHtml=1&codNoticia=24962>. Acesso em: 22 mar. 2012.

PULARIKKAL. Introdution to DOCSIS 3.0. Disponível em: <http://www.nanog.org/meetings/nanog46/presentations/Sunday/Byju_Intro_DOCSIS_N46.pdf>. Acesso em: Ago 2006.

ZERBONE. ANATEL, Regulamento serviço de acesso condicionado (SeAC). Disponível em: <http://www.anatel.gov.br/Portal/exibirPortalPaginaEspecialPesquisa.do?acao=&tipoConteudoHtml=1&codNoticia=24962>. Acesso em: 22 mar. 2012.

MIDDLE COMUNICAÇÃO INTEGRADA. Redes FTTH – GePON da Furukawa chegam para atender a nova demanda do mercado de TV a Cabo no Brasil. Disponível em: <http://www.middlecom.com.br/blog/index.php/2011/08/09/redes-ftth-gepon-da-furukawa-chegam-para-atender-a-nova-demanda-do-mercado-de-tv-a-cabo-no-brasil/>. Acesso em: 08 ago. 2011.