XGSPON

Fase I - Estudo

Título da Idéia

Rede Óptica Passiva - XGSPON

Objetivos

Denominamos de rede de acesso a rede física que conecta o usuário (assinante) ao seu provedor de serviço imediato (operadora de telecomunicações). Com a necessidade de trafegar maiores volumes de dados com alta performance, maior velocidade e melhor qualidade de conexão foram surgindo tecnologias de redes de acesso cada vez mais avançados. Portanto, essa pesquisa tem como objetivo apresentar a inovadora tecnologia XGSPON que é um padrão atualizado para redes ópticas passivas (PON).

Conceito

A rede PON (Passive Optical Network) é a evolução da arquitetura de redes ponto multiponto. Ela se destaca por não precisar de energia no meio de transmissão e, por isso, é definida como passiva.

As tecnologias de rede PON mais conhecidos e mais usuais em projetos de tráfego de dados são a EPON e a GPON. Ambas utilizam a arquitetura FTTx (Fiber to the x – Fibra até o x). O “x” pode ser FTTH (Fiber to the home – Fibra até a casa), FTTB (Fiber to the building – Fibra até o prédio) ou qualquer outro ponto para o qual se possa levar fibra óptica. O que diferenciam as duas é o fato da GPON (Gigabit Passive Optical Network), ter como característica de banda possuir taxas diferentes de downstream e upstream (2.5 Gbp e 1.25 Gbps, respectivamente), já a EPON (Ethernet Passive Optical Network), ter capacidade de tráfego simétrico, com 1,25 Gbps tanto para downstream quanto para upstream além de ter uma menor capacidade de banda e de números de clientes comparada a GPON.

A transmissão dos sinais ópticos na rede PON é feita por meio de OLT (Optical Line Terminal), que os redireciona através de fibra óptica até os splitters, os divisores ópticos passivos. Os terminais de usuários (ONUs – Optical Network Unit) integram os dados de áudio, vídeo, sistema de segurança, sistema de automação, que são transmitidos em uma única rede óptica passiva.

Na mesma velocidade que o consumo de dados via internet evolui, as soluções precisam se transformar para suportar esse crescimento. Uma das tecnologias atuais é a GPON, que possibilita que uma fibra seja compartilhada entre vários usuários, como se cada um deles tivesse uma fibra exclusivamente dedicada.

Existem diversos estudos para melhorar esse modelo e novos padrões de redes que devem surgir desse movimento. Como mostra na figura abaixo:

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Características 

O XGS-PON é um padrão atualizado para redes ópticas passivas (PON) que pode suportar transferência de dados simétrica de 10 Gbps de alta velocidade e faz parte da família de padrões conhecidos como PON com capacidade de Gigabit ou G-PON.

G-PON significa Gigabit PON ou 1 Gigabit PON. O "X" em XGS representa o número 10 e a letra "S" significa simétrica, XGS-PON = PON simétrica de 10 Gigabit. Uma versão anterior não simétrica de 10 Gigabit PON (XG-PON) estava limitada a 2,5 Gbps na direção upstream.

A transmissão simultânea de upstream e downstream sobre a mesma fibra é possível através da multiplexação por divisão de comprimento de onda. Essa tecnologia permite um comprimento de onda ou cor de transmissão de luz XGS-PON para upstream e outro para downstream.

Para todos os padrões de PON, incluindo o XGS-PON, o ponto de partida é o terminal de linha óptica (OLT) instalado no escritório local do provedor de serviços. O OLT é o hardware ativo (alimentado) usado para converter e transmitir dados do provedor de serviços e coordenar a multiplexação dos terminais de rede óptica (ONT) da extremidade da rede. O XGS-PON OLT transmite os mesmos dados para todos os ONT na rede devido à operação dos divisores ópticos downstream passivos.

Na tabela abaixo encontram-se as principais características do XGSPON comparada á tecnologias anteriores:

Estudo Dirigido

• 03/04/2020
  • Estudos sobre Redes de Acesso: https://leandrodriguesilva.wordpress.com/temas-sugeridos/tecnologias-de-acesso/
• 07/04/2020
  • Estudos sobre PON: https://www.cianet.com.br/blog/infraestrutura-e-tecnologia/o-que-e-pon-lan-rede-optica-passiva/
• 07/04/2020
  • Estudo EPON: https://www.cianet.com.br/blog/infraestrutura-e-tecnologia/epon/
• 09/04/2020
  • Estudos XGSPON: https://www.viavisolutions.com/pt-br/node/71276
• 09/04/2020
  • Estudos XGSPON: https://www.tecwi.com.br/blog/post/evolucoes-gpon-xg-pon-ng-pon-e-xgs-pon
• 09/04/2020
  • Estudos XGSPON: https://support.huawei.com/enterprise/br/doc/EDOC1000078309/d58b5e4e/technology-evolution
• 01/06/2020
  • Estudos Casos de Uso XGSPON: http://www.telesintese.com.br/algar-telecom-atualiza-rede-optica-em-sao-paulo-com-plataforma-da-nokia/
• 02/06/2020
  • Estudos Casos de Uso XGSPON: https://www.zte.com.cn/global/about/magazine/zte-technologies/2019/5-en/Special-Topic/3.html

Fase II - Ensino

Conteúdo

Desenvolva um conteúdo que possa transmitir o conhecimento adquirido para outros
Crie um material (Wiki, PDF, PPT, ...) que possa ser armazenado e facilmente atualizável

Apresentação

Apresente ao grupo (reunião, EAD, Blog, ...)
Publique aqui

Metodologia

• Estudo básico sobre Redes de Computadores
• Estudo básico sobre Redes de Acesso:
  • Evolução
  • Par metálico
  • Fibra óptica
• Estudo sobre PON:
  • GPON
  • Evolução das tecnologias passivas
• Estudo sobre XGSPON

Fase III - Exemplo de Caso de Negócio

Product Backlog

Descreva os requisitos deste projeto

Benefícios para quem for oferecer esta solução

    Descrever em tópicos os benefícios que uma pessoa ou uma empresa podem obter: ganhos, receitas, novos negócios, novos produtos, novas parcerias

Benefícios para o usuário

    Descrever em tópicos os benefícios para os usuários desta solução.
    Pode se inspirar no Canvas.

Direcionadores chave para esta iniciativa

    Descrever em tópicos o que esta iniciativa pode proporcionar

Possíveis modelos de negócios

    Descrever em tópicos os possíveis modelos de negócios

Business Case

No Brasil, conforme notícia da Tele.Sintese, feita pelo Rafael Bucco em 2019, a Algar Telecom está investindo em redes XGS-PON para atender clientes no B2B. A tecnologia é considerada uma evolução sobre as soluções GPON, sendo capaz de chegar a 10 Gbps de velocidade simétrica de conexão. A responsável pela atualização dos equipamentos é a Nokia, que implantou sua própria plataforma XGS-PON no núcleo da rede da operadora em São Paulo.

Segundo as empresas, esta é a primeira ativação de XGS-PON na América do Sul feita por uma operadora para fins comerciais. Em torno do mundo, tem se falado em “Three-Rate Combo PON Solution”, ou em português, Solução Combo PON de Três Taxas. Atualmente, a tecnologia XGS-PON pode fornecer largura de banda simétrica 10G, mas as OLTs XGS-PON são compatíveis apenas com ONUs XGS-PON e XG-PON. No entanto, um grande número de GPON ONUs é implantado nas redes existentes. Isso significa que, quando as redes evoluem para XGS-PON, elas devem ser compatíveis com o GPON ONUs. Para resolver esse problema, a ZTE Corporation(uma das maiores provedoras internacionais de soluções tecnológicas de internet móvel para o setor de telecomunicações) propôs a tecnologia Combo PON de três taxas para combinar XGS-PON e GPON e permitir uma evolução suave do GPON para o XGS-PON.

Como o XGS-PON e o GPON usam diferentes comprimentos de onda, o Combo PON de três taxas multiplexa os dois comprimentos de onda em um módulo óptico, conseguindo assim a transmissão e recepção separadas dos sinais ópticos GPON e XGS-PON. O módulo óptico Combo PON de três taxas possui um multiplexador incorporado, chamado WDM1r, para combinar e dividir quatro comprimentos de onda upstream e downstream necessários para o XGS-PON e o GPON. XGS-PON e XG-PON usam os mesmos comprimentos de onda a 1270 nm a upstream e a 1577 nm a downstream, enquanto o GPON usa os comprimentos de onda a 1310 nm a upstream e a 1490 nm a downstream. O módulo óptico Combo PON de três taxas implementa a transmissão de quatro comprimentos de onda sobre uma única fibra.

Combo PON de três taxas oferece compatibilidade com GPON ONUs. Como ele usa a tecnologia de divisão de comprimento de onda, a largura de banda de sua porta PON é a soma da largura de banda dos canais XGS-PON e GPON. Quando uma porta Combo PON de três taxas é conectada simultaneamente a XG (S) -PON e GPON ONUs, fornece uma largura de banda a downstream de 12,5 Gbps (10 Gbps + 2,5 Gbps) e uma largura de banda a upstream de 11,25 Gbps (10 Gbps + 1,25) Gbps).

Alinhamento com Lei do Bem

• Projeto possui algum elemento tecnologicamente novo ou inovador?

Elemento tecnologicamente novo ou inovador pode ser entendimento como o avanço tecnológico pretendido pelo projeto, ou a hipótese que está sendo testada

• Projeto possui barreira ou desafio tecnológico superável?

Barreira ou desafio tecnológico superável pode ser entendido como aquilo que dificulta o atingimento do avanço tecnológico pretendido, ou dificulta a comprovação da hipótese

• Projeto utiliza metodologia/método para superação da barreira ou desafio tecnológico?

Metodologia/método para superação da barreira ou desafio tecnológico pode ser entendido como aqueles atividades que foram realizadas para superação da barreira ou do desafio tecnológico existente no projeto

• Projeto é desenvolvido em parceira com alguma instituição acadêmica, ICT ou startup?

Se sim, o desenvolvimento tecnológico é executado por associado ou por alguma empresa terceira? qual o nome da empresa? 
Anexar cópia do contrato

Fase IV - Protótipo orientado ao Negócio

Escopo

Explique o escopo deste protótipo

Limitações

Informe sobre as limitações técnicas, comerciais, operacionais, recursos, etc.

PoC

Desenvolva um PoC (Proof of Concept)

Detalhamento Técnico

Descreva especificamente os aspectos técnicos desta pesquisa

Histórico

• (24/02 - 28/02) Estudo sobre tecnologias anteriores a XGSPON.
• (02/03 - 06/03) Reunião com especialista sobre o assunto.
• (30/03 - 03/04) Estudou sobre o assunto.
  • (03/04) Preencheu título, objetivos e estudo dirigido.
• (06/04 - 09/04) Estudou sobre o assunto.
  • (07/04) Preencheu conceito.
  • (09/04) Preencheu características.
• (20/04 - 24/04) Estudou sobre o assunto.
• (27/04 - 01/05) Estudou sobre o assunto.
• (04/05 - 08/05) Estudou sobre o assunto.
  • (05/05) Ponto de controle com especialista
• (15/05) Criou drive para discutir artigo.
• (18/05 - 22/05) Estudou sobre o assunto.
  • (18/05) Começou escrever artigo.
  • (21/05) Reunião com especialista sobre o assunto.
• (26/05) Estudou artigos sobre o assunto.
• (29/05) Estudo sobre casos reais de aplicações de XGSPON para avançar na Fase III
• (02/06) Completou Metodologia (Fase II)

Pesquisadores

• Igor Henrique Leite
• Frederico Henrique Batista Santos
• Gustavo Bacalá
• Jerônimo Mistuyuki Saito
• Willian da Silva Santos
• Clara Floro Silva