Segundo dados relevantes, a proporção de usuários globais de banda larga FTTH/FTTP/FTTB atingirá 59% em 2025. Dados fornecidos pela empresa de pesquisa de mercado Point Topic mostram que essa tendência de crescimento será 11% superior ao nível atual.
A Point Topic prevê que haverá 1,2 bilhão de usuários de banda larga fixa em todo o mundo até o final de 2025. Nos dois primeiros anos, o número total de usuários de banda larga global ultrapassou a marca de 1 bilhão.
Aproximadamente 89% desses usuários estão localizados nos 30 principais mercados do mundo. Nesses mercados, a FTTH e tecnologias relacionadas conquistarão a maior parte da participação de mercado do xDSL, e a participação do xDSL cairá de 19% para 9% durante o período de previsão. Embora o número total de usuários de fibra até o prédio (FTTC) e de fibra híbrida/cabo coaxial (HFC) baseada em VDSL e DOCSIS deva aumentar durante o período de previsão, a participação de mercado permanecerá relativamente estável. Entre elas, a FTTC representará aproximadamente 12% do número total de conexões e a HFC, 19%.
O surgimento do 5G deverá inibir as aplicações de banda larga fixa durante o período de previsão. Antes da implementação efetiva do 5G, ainda é impossível prever o impacto que isso terá no mercado.
Este artigo compara as tecnologias de acesso de Rede Óptica Passiva (PON) e Rede Óptica Ativa (AON) com base nas características de comunidades residenciais na China, analisando as vantagens e desvantagens de sua aplicação nesses contextos. Além disso, esclarece alguns dos principais problemas na aplicação da tecnologia de acesso FTTH em áreas residenciais chinesas e discute brevemente as estratégias adequadas para o desenvolvimento dessa tecnologia no país.
1. Características do mercado-alvo de FTTH no meu país
Atualmente, o principal mercado-alvo para FTTH na China são, sem dúvida, os moradores de condomínios residenciais em cidades grandes, médias e pequenas. Os condomínios residenciais urbanos são geralmente do tipo jardim. Suas características marcantes são: alta densidade de residências. Um único condomínio residencial geralmente tem de 500 a 3.000 moradores, e alguns chegam a ter dezenas de milhares de residências; os condomínios residenciais (incluindo edifícios comerciais) geralmente são equipados com salas de equipamentos de comunicação para a instalação de equipamentos de acesso à comunicação e para a distribuição de linhas em toda a comunidade. Essa configuração é necessária para que as operadoras de telecomunicações concorram entre si e integrem múltiplos serviços de telecomunicações. A distância da sala de equipamentos até o usuário é geralmente inferior a 1 km; as principais operadoras de telecomunicações e de TV a cabo geralmente instalam cabos de fibra óptica com um número reduzido de fibras (geralmente de 4 a 12 fibras) até as salas de equipamentos das residências ou edifícios comerciais; os recursos de cabeamento para comunicação residencial e acesso à TV a cabo na comunidade pertencem a cada operadora. Outra característica do mercado-alvo de FTTH do meu país é a existência de barreiras industriais na prestação de serviços de telecomunicações: as operadoras de telecomunicações não estão autorizadas a operar serviços de CATV, e esse status quo não poderá ser alterado por um período considerável no futuro.
2. Escolha da tecnologia de acesso FTTH no meu país
1) Problemas enfrentados pela rede óptica passiva (PON) em aplicações FTTH no meu país
A Figura 1 mostra a estrutura e a distribuição de uma rede óptica passiva ideal (Rede Óptica Passiva - PON). Suas principais características são: o terminal de linha óptica (OLT - Optical Line Terminal) é instalado na sala de computadores central da operadora de telecomunicações, e os divisores ópticos passivos (Splitter) são instalados o mais próximo possível da unidade de rede óptica (ONU - Optical Network Unit) no lado do usuário. A distância entre o OLT e a ONU é igual à distância entre a sala de computadores central da operadora de telecomunicações e o usuário, similar à distância de acesso telefônico fixo atual, que geralmente é de vários quilômetros, e o Splitter geralmente fica a dezenas ou centenas de metros da ONU. Essa estrutura e layout da PON destacam as vantagens da PON: toda a rede, da sala de computadores central até o usuário, é uma rede passiva; uma grande quantidade de recursos de cabos de fibra óptica da sala de computadores central até o usuário é economizada; como é uma rede de um para muitos, o número de equipamentos na sala de computadores central é reduzido e escalável, diminuindo a quantidade de cabeamento na sala de computadores central.
O layout ideal de uma rede óptica passiva (PON) em uma área residencial: a OLT (Optical Line Terminal) é instalada na sala de servidores da operadora de telecomunicações. Seguindo o princípio de que o divisor deve estar o mais próximo possível do usuário, ele é posicionado na caixa de distribuição do andar. Obviamente, esse layout ideal destaca as vantagens inerentes da PON, mas inevitavelmente acarreta os seguintes problemas: Primeiro, é necessário um cabo de fibra óptica com um grande número de fibras entre a sala de servidores e a área residencial. Por exemplo, para 3.000 residências, considerando uma taxa de ramificação de 1:16, seriam necessários quase 200 cabos de fibra óptica, enquanto atualmente existem apenas cabos com 4 a 12 fibras, o que dificulta a expansão da infraestrutura. Segundo, os usuários não podem escolher livremente a operadora, ficando restritos aos serviços oferecidos por uma única operadora. Isso inevitavelmente leva ao monopólio do mercado por uma única operadora, o que não favorece a concorrência entre múltiplas operadoras e impede a proteção eficaz dos interesses dos usuários. Em terceiro lugar, os distribuidores ópticos passivos colocados na caixa de distribuição de piso causarão uma dispersão excessiva dos nós de distribuição, resultando em alocação, manutenção e gerenciamento extremamente difíceis, chegando a ser praticamente impossíveis; em quarto lugar, é impossível melhorar a utilização dos equipamentos de rede e suas portas de acesso, pois, dentro da área de cobertura de uma única PON, a taxa de acesso do usuário dificilmente atingirá 100%.
Layout realista de uma rede óptica passiva (PON) em uma área residencial: OLT e splitter estão localizados na sala de computadores da residência. As vantagens desse layout realista são: apenas cabos de fibra óptica de núcleo fino são necessários da sala de computadores central até a área residencial, e os recursos de cabeamento óptico existentes atendem às necessidades; as linhas de acesso de toda a área residencial são cabeadas na sala de computadores da residência, permitindo que os usuários escolham livremente diferentes operadoras de telecomunicações. Para as operadoras, a rede é muito fácil de configurar, manter e gerenciar; como os equipamentos de acesso e os painéis de conexão estão na mesma sala, isso certamente melhorará significativamente a utilização das portas dos equipamentos, e os equipamentos de acesso podem ser expandidos gradualmente de acordo com o aumento do número de usuários. No entanto, esse layout realista também apresenta desvantagens óbvias: primeiro, a estrutura de rede que dispensa a PON é a maior vantagem das redes passivas, e a sala de computadores central até a rede do usuário ainda é uma rede ativa; segundo, não há economia de recursos de fibra óptica devido à PON; os equipamentos PON têm alto custo e estrutura de rede complexa.
Em resumo, a PON apresenta dois lados contraditórios na aplicação FTTH em áreas residenciais: De acordo com a estrutura e o layout ideais da rede PON, ela certamente pode aproveitar suas vantagens originais: toda a rede, da central de computadores até o usuário, é uma rede passiva, o que economiza muitos recursos de fibra óptica da central e simplifica a quantidade e a escala dos equipamentos na central; no entanto, também apresenta desvantagens quase inaceitáveis: exige um grande aumento na instalação de cabos de fibra óptica; os nós de distribuição ficam dispersos, dificultando a alocação, a manutenção e o gerenciamento de números; os usuários não podem escolher livremente as operadoras; não é favorável à competição entre múltiplas operadoras, e os interesses dos usuários não podem ser efetivamente garantidos; a utilização dos equipamentos de rede e suas portas de acesso é baixa. Se o layout realista da rede óptica passiva (PON) em áreas residenciais for adotado, os recursos de fibra óptica existentes podem atender às necessidades. A central de computadores do condomínio é cabeada uniformemente, o que facilita muito a atribuição, a manutenção e o gerenciamento de números. Os usuários podem escolher livremente a operadora, o que melhora significativamente a utilização das portas dos equipamentos, mas, ao mesmo tempo, elimina as duas principais vantagens da PON como rede passiva e economia de recursos de fibra óptica. Atualmente, também é preciso lidar com as desvantagens do alto custo dos equipamentos PON e da complexa estrutura da rede.
2) Escolha da tecnologia de acesso FTTH para comunidades residenciais no meu país: Tecnologia de acesso ponto a ponto (P2P) para Rede Óptica Ativa (AON) em áreas residenciais.
Obviamente, as vantagens da PON desaparecem em comunidades residenciais de alta densidade. Como a tecnologia PON atual ainda não está muito madura e o preço dos equipamentos permanece elevado, acreditamos que seja mais científico e viável optar pela tecnologia AON para acesso FTTH, porque:
- As salas de informática geralmente são instaladas na comunidade;
-A tecnologia P2P da AON é madura e de baixo custo. Ela pode facilmente fornecer largura de banda de 100M ou 1G e realizar uma conexão perfeita com redes de computadores existentes;
-Não há necessidade de aumentar a instalação de cabos de fibra ótica da sala de máquinas central até a área residencial;
- Estrutura de rede simples, baixos custos de construção, operação e manutenção;
-Cabeamento centralizado na sala de computadores da comunidade, facilitando a atribuição de números, a manutenção e o gerenciamento;
-Permitir que os usuários escolham livremente as operadoras, o que favorece a competição entre várias operadoras, e os interesses dos usuários podem ser efetivamente protegidos por meio da competição;
A taxa de utilização das portas de acesso aos equipamentos é muito alta, e a capacidade pode ser expandida gradualmente de acordo com o aumento do número de usuários que acessam o sistema.
Uma estrutura típica de rede FTTH baseada em AON. O cabo de fibra óptica de núcleo baixo existente é utilizado desde a sala de computadores central da operadora de telecomunicações até a sala de computadores da comunidade. O sistema de comutação é instalado na sala de computadores da comunidade, e o modo de rede ponto a ponto (P2P) é adotado da sala de computadores da comunidade até o terminal do usuário. Os equipamentos de entrada e os painéis de conexão são instalados uniformemente na sala de computadores da comunidade, e toda a rede adota o protocolo Ethernet, uma tecnologia consolidada e de baixo custo. A rede FTTH ponto a ponto da AON é atualmente a tecnologia de acesso FTTH mais utilizada no Japão e nos Estados Unidos. Entre os atuais 5 milhões de usuários de FTTH no mundo, mais de 95% utilizam a tecnologia P2P com comutação ativa. Suas principais vantagens são:
- Alta largura de banda: facilita a obtenção de acesso de banda larga bidirecional estável de 100M;
-Pode suportar acesso à Internet de banda larga, acesso CATV e acesso telefónico, e realizar a integração das três redes na rede de acesso;
- Apoiar os novos negócios previsíveis no futuro: videofone, VOD, cinema digital, escritório remoto, exibição online, educação televisiva, tratamento médico remoto, armazenamento e backup de dados, etc.;
- Estrutura de rede simples, tecnologia consolidada e baixo custo de acesso;
Apenas a sala de computadores da comunidade é um nó ativo. Centralize a fiação da sala de computadores para reduzir os custos de manutenção e melhorar a utilização das portas dos equipamentos;
-Permitir que os usuários escolham livremente as operadoras, o que favorece a concorrência entre as operadoras de telecomunicações;
-Economiza-se efetivamente os recursos de cabos de fibra óptica da sala de computadores central até a comunidade, e não há necessidade de aumentar a instalação de cabos de fibra óptica da sala de computadores central até a comunidade.
Acreditamos que seja mais científico e viável escolher a tecnologia AON para acesso FTTH, devido à incerteza no desenvolvimento dos padrões e tecnologias PON:
O padrão acaba de surgir, com múltiplas versões (EPON e GPON), e a competição entre os padrões para sua futura promoção é incerta.
Os dispositivos relevantes requerem de 3 a 5 anos de padronização e maturidade. Será difícil competir com os dispositivos Ethernet P2P atuais em termos de custo e popularidade nos próximos 3 a 5 anos.
Os dispositivos optoeletrônicos PON são caros: transmissão e recepção de alta potência e alta velocidade em rajadas; os dispositivos optoeletrônicos atuais estão longe de atender aos requisitos para a produção de sistemas PON de baixo custo.
-Atualmente, o preço médio de venda de equipamentos EPON estrangeiros é de 1.000 a 1.500 dólares americanos.
3. Esteja atento aos riscos da tecnologia FTTH e evite solicitar suporte para acesso completo ao serviço sem o devido cuidado.
Muitos usuários exigem que a FTTH suporte todos os serviços, incluindo acesso à internet de banda larga, TV a cabo (CATV) e telefonia fixa tradicional, ou seja, acesso triple play, buscando alcançar a tecnologia de acesso FTTH em uma única etapa. Acreditamos que o ideal seria poder oferecer acesso à internet de banda larga, TV a cabo (CATV) com recursos limitados e telefonia fixa convencional, mas, na realidade, isso apresenta enormes riscos técnicos.
Atualmente, entre os 5 milhões de usuários de FTTH no mundo, mais de 97% das redes de acesso FTTH fornecem apenas serviços de banda larga à internet, pois o custo da FTTH para fornecer telefonia fixa tradicional é muito maior do que o custo da tecnologia de telefonia fixa existente, e o uso de fibra óptica para transmitir a telefonia fixa tradicional também apresenta o problema do fornecimento de energia para a linha telefônica. Embora AON, EPON e GPON suportem acesso triple play, os padrões EPON e GPON foram recentemente promulgados e ainda precisam de tempo para amadurecer. A competição entre EPON e GPON e a futura promoção desses dois padrões também são incertas, e sua estrutura de rede passiva ponto-a-multiponto não é adequada para aplicações em áreas residenciais de alta densidade na China. Além disso, os dispositivos relacionados a EPON e GPON requerem pelo menos 5 anos de padronização e amadurecimento. Nos próximos 5 anos, será difícil competir com os atuais dispositivos Ethernet P2P em termos de custo e popularidade. Atualmente, os dispositivos optoeletrônicos estão longe de atender aos requisitos de baixo custo de produção dos sistemas PON. É evidente que a busca indiscriminada pelo acesso completo ao serviço FTTH usando EPON ou GPON nesta fase inevitavelmente trará enormes riscos técnicos.
Na rede de acesso, a substituição de diversos cabos de cobre pela fibra óptica é uma tendência inevitável. No entanto, a substituição completa dos cabos de cobre pela fibra óptica ocorrerá da noite para o dia. É irreal e inimaginável que todos os serviços sejam acessados por meio de fibra óptica. Qualquer progresso e aplicação tecnológica é gradual, e com a FTTH não é diferente. Portanto, no desenvolvimento e na promoção iniciais da FTTH, a coexistência de fibra óptica e cabo de cobre é inevitável. Essa coexistência permite que usuários e operadoras de telecomunicações evitem os riscos técnicos da FTTH. Em primeiro lugar, a tecnologia de acesso AON pode ser usada inicialmente para alcançar acesso de banda larga FTTH a baixo custo, enquanto a CATV e os telefones fixos tradicionais ainda utilizam acesso coaxial e de par trançado. Para residências, o acesso CATV também pode ser obtido simultaneamente por meio de fibra óptica a baixo custo. Em segundo lugar, existem barreiras no setor de telecomunicações na China. As operadoras de telecomunicações não estão autorizadas a operar serviços de CATV. Pelo contrário, as operadoras de CATV não estão autorizadas a operar serviços de telecomunicações tradicionais (como telefonia), e essa situação persistirá por um longo período. O futuro é incerto, portanto, uma única operadora não pode fornecer serviços triple play na rede de acesso FTTH; além disso, como a vida útil dos cabos de fibra óptica pode chegar a 40 anos, enquanto a dos cabos de cobre geralmente é de 10 anos, quando a qualidade da comunicação dos cabos de cobre começar a declinar devido à sua vida útil, não haverá necessidade de instalar novos cabos. Bastará atualizar os equipamentos de fibra óptica para fornecer os serviços que antes eram oferecidos pelos cabos de cobre. Na verdade, desde que a tecnologia esteja madura e o custo seja aceitável, a atualização dos equipamentos de fibra óptica poderá ser feita a qualquer momento, permitindo desfrutar da conveniência e da alta largura de banda proporcionadas pela nova tecnologia FTTH.
Em resumo, a opção atual de coexistência de fibra óptica e cabo de cobre, utilizando a tecnologia FiberP2P FTTH da AON para alcançar acesso à internet de banda larga, enquanto a CATV e os telefones fixos tradicionais ainda utilizam acesso coaxial e de par trançado, evita eficazmente os riscos da tecnologia FTTH. Ao mesmo tempo, permite desfrutar o mais rápido possível da conveniência e da alta largura de banda proporcionadas pela nova tecnologia de acesso FTTH. Quando a tecnologia estiver madura, o custo for aceitável e as barreiras do setor forem superadas, o equipamento de fibra óptica poderá ser atualizado a qualquer momento para viabilizar o acesso completo aos serviços FTTH.
Data da publicação: 10 de abril de 2021