AULA 6

Prévia do material em texto

REDES I – REDES DE 
COMUNICAÇÃO E NORMAS 
AULA 6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Luis José Rohling 
 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
Conforme vimos anteriormente, as redes de acesso evoluíram para 
atender à demanda dos usuários por novos serviços, principalmente de dados, 
como o acesso à internet. Essa demanda foi inicialmente atendida com a 
utilização de equipamentos que faziam a modulação dos sinais digitais para 
serem transmitidos através das linhas telefônicas, por meio das chamadas 
conexões discadas. No entanto, essas conexões, além de serem de baixa 
velocidade, ocupavam a linha telefônica, indisponibilizando o serviço de voz 
enquanto a linha era utilizada para o tráfego de dados. Além disso, esse tipo de 
conexão também apresentava um alto custo, pois os serviços eram cobrados 
pelo tempo de uso da linha telefônica, tipicamente no horário comercial, 
praticamente inviabilizando a utilização desse tipo de acesso naquele período. 
Na sequência foi desenvolvida a tecnologia integrated services digital 
network (ISDN), com a efetiva digitalização do acesso. Nessa tecnologia, era 
instalado o equipamento, na casa do assinante, que lhe permitia a utilização da 
linha telefônica para a comunicação de voz e de dados simultaneamente, que 
eram transmitidos em dois canais digitais de 64 kbps. E, quando não estava 
sendo utilizado o serviço de voz, era possível usar os dois canais para o tráfego 
de dados, obtendo-se uma banda total de 128 kbps. No entanto, essa tecnologia, 
em virtude de sua baixa velocidade, logo também se tornou obsoleta. 
A tecnologia que veio a substituir o ISDN, usando a infraestrutura da rede 
telefônica já implementada, foi a tecnologia assymetrical digital subscriber line 
(ADSL), conforme visto em nossas aulas anteriores. Essa tecnologia também 
permitia a utilização simultânea dos serviços de voz e de dados numa mesma 
linha, otimizando a rede de acesso, e com velocidades muito maiores do que o 
ISDN. No entanto, mesmo iniciando com uma velocidade nominal de 8 Mbps, a 
implementação da primeira versão do ADSL conseguia disponibilizar taxas muito 
menores, na ordem de 1 Mbps para muitos assinantes, em função da qualidade 
da rede telefônica existente. Dessa forma, as operadoras que construíram a sua 
infraestrutura de rede mais recentemente conseguiram atender os seus 
assinantes com velocidades muito maiores, chegando a lhes oferecer, 
atualmente, com as novas versões do ADSL, velocidades da ordem de 20 Mbps. 
No entanto, por melhor que seja a infraestrutura da rede telefônica com 
cabos de cobre, a versão mais recente do ADSL já está utilizando toda a largura 
 
 
3 
de banda possível do cabo telefônico e aplicando as mais modernas tecnologias 
de codificação e modulação dos sinais digitais, atingindo praticamente o limite 
dessa tecnologia em relação à largura de banda possível com emprego da rede 
telefônica convencional. Dessa forma, a solução para o aumento da capacidade 
das redes de acesso é a utilização das fibras ópticas nas redes de acesso, 
substituindo as redes metálicas. E, com a queda significativa dos custos de 
fabricação das fibras ópticas, essa tecnologia já se tronou economicamente 
viável, em substituição às redes telefônicas em par metálico. Dessa forma, as 
operadoras de telecomunicações já vêm trocando gradativamente as redes 
antigas pelas novas redes ópticas. 
A fibra óptica já vinha sendo utilizada na rede de acesso, porém, como o 
custo dessa tecnologia ainda era bastante elevado, ela era usada apenas para 
o acesso aos clientes corporativos que demandavam uma grande largura de 
banda ou uma grande diversidade de serviços, que poderiam ser entregues 
inclusive com os padrões plesiochronous digital hierarchy (PDH) e synchronous 
digital hierarchy (SDH). Assim, grandes clientes que demandavam, por exemplo, 
várias conexões do padrão E1 de telefonia, eram atendidos por meio de uma 
rede de fibra óptica, com a instalação de um modem óptico, que operava como 
um multiplexador PDH, disponibilizando as conexões E1 para o private automatic 
branch exchange (PABX) do cliente, conforme mostrado na Figura 1. 
Figura 1 – Redes de acesso com uso de fibra óptica 
 
Fonte: Rohling, 2021. 
No entanto, como o custo dos equipamentos ópticos ainda representava 
um grande investimento, se comparado com o dos equipamentos do tipo high-
Conexões digitais (E1) 
Rede de acesso em fibra óptica 
CENTRAL 
operadora 
N x E1 
PABX 
cliente Modem 
óptico 
Modem 
óptico 
N x E1 
 
 
4 
bit-rate digital subscriber line (HDSL), por exemplo, que também eram utilizados 
para a conexão dos troncos digitais de telefonia, que eram os E1s, a rede digital 
somente era viável quando o assinante demandava vários E1s. Mas, com o 
surgimento das redes de dados, assumir os custos das conexões em fibra óptica 
se tornou algo viável, pois, com uma única conexão de rede, ou seja, com um 
único par de fibras, já era possível atender os diversos serviços, que, em redes 
metálicas, requereriam diversas conexões distintas, em função da limitação de 
largura de banda em cabos metálicos. 
A disseminação efetiva das redes de acesso com utilização de fibras 
ópticas ocorreu com o advento das tecnologias de redes ópticas passivas (PON), 
que viabilizaram a redução de custo dos equipamentos ópticos, bem como o 
compartilhamento da infraestrutura de cabos ópticos com diversos assinantes. 
Assim, nesta aula, estudaremos em detalhes a aplicação da tecnologia PON em 
redes de acesso. 
Além das fibras ópticas e cabos metálicos, o outro tipo de meio físico 
empregado nas redes de comunicação é o wireless. Assim, temos diversas 
tecnologias de redes sem fio, para soluções de redes de área alargada (WAN) 
das operadoras, tanto no backbone quanto nas redes de acesso. Assim, nesta 
aula também veremos algumas dessas tecnologias utilizadas nas redes, como 
as tecnologias satelitais e para redes metropolitanas. 
TEMA 1 – A TECNOLOGIA PON 
Uma PON é uma rede que utiliza como meio físico a fibra óptica, do tipo 
monomodo, em uma topologia ponto-multiponto (P2MP), com o emprego de 
divisores ópticos que caracterizam o termo rede passiva, pois fazem a divisão 
dos sinais sem a necessidade de alimentação para o seu funcionamento. 
A PON é uma rede que permite estabelecer a comunicação de dados de 
um único ponto de transmissão para vários pontos terminais de usuários, 
otimizando a infraestrutura da rede de acesso. Nas redes de acesso com par 
metálico, tipicamente nas redes ADSL, é necessária a instalação de armários 
externos que contenham os equipamentos ativos de rede, como o digital 
subscriber line access multiplexer (Dslam), e que necessitam de energia elétrica, 
além de ocuparem um espaço significativo. Assim, uma rede de acesso gigabit 
passive optical network (Gpon), pela sua característica passiva, apresenta um 
custo de implementação de infraestrutura muito menor para as operadoras, além 
 
 
5 
de um menor custo de operação da rede. Outra característica das redes ópticas 
passivas é que elas podem ser usadas para transmitir simultaneamente nas duas 
direções, com uma só fibra óptica, ou seja, para realizar a transmissão da central 
para os pontos finais dos usuários e dos usuários para o ponto central, que são 
os tráfegos chamados de downstream e de upstream, respectivamente. 
1.1 A conexão da PON 
Na PON teremos também um concentrador das conexões dos usuários, 
que é a optical line terminal (OLT), que fará a conexão com as redes de dados. 
Porém, de maneira diferente das redes de acesso da tecnologia ADSL, uma 
única fibra atenderá diversos assinantes, na ordem de 128 ou até 256 usuários. 
Já no ADSL é necessário que seja disponibilizada uma porta para cada 
assinante, conforme mostrado na Figura 2. 
Figura 2 – Os acessos ADSL e PON 
 
Fonte: Rohling, 2021. 
A OLT poderá ter também diversas portas, como o concentrador Dslam, 
porém cada uma das portas poderáconectar diversos assinantes, com a 
DSLAM 
Linhas telefônicas 
Modem 
Modem 
OLT 
ONU 
ONU 
Fibras ópticas 
Splitter 
 
 
6 
utilização de divisores ópticos, que são os splitters. Assim, para o atendimento 
de 200 assinantes, necessitaríamos de um Dslam de no mínimo 200 portas, com 
a conexão de 200 linhas telefônicas entre os assinantes e a central ou o armário 
onde o Dslam está instalado. Com a tecnologia PON, precisaríamos de apenas 
duas portas da OLT, com duas fibras ópticas conectadas entre a central onde a 
OLT está instalada e os splitters, que estarão instalados próximos aos 
assinantes. E, na instalação do assinante, teremos a optical network unit (ONU), 
que fará a conexão com a rede local, sendo ela equivalente ao modem ADSL. 
1.2 Os equipamentos PON 
Para a implementação da infraestrutura das redes de acesso do tipo PON 
temos então a fibra óptica e os divisores ópticos, que farão a conexão entre o 
equipamento instalado na central e os assinantes. Além dos componentes 
passivos, temos também os dispositivos finais ativos, que são necessários para 
a conexão com a rede de dados da operadora e com o terminal do usuário, que 
será o computador. Assim, temos dois elementos distintos que são a OLT e a 
optical network terminal (ONT). 
A OLT é o ponto central de conexão dos usuários da PON, instalado na 
central do provedor do serviço de telecomunicações e conectado a um switch 
central através de interfaces ethernet. A função básica da OLT é converter, 
enquadrar e transmitir sinais para a PON e coordenar o processo de 
multiplexação dos terminais ópticos de rede, que são as chamadas ONT. As 
ONT é que farão a transmissão do tráfego de upstream, que é realizado através 
de um meio compartilhado, sendo necessário um processo de gerenciamento 
das ONT. E as ONT também são chamadas de ONU. Essa é simplesmente uma 
diferença na terminologia adotada pelos dois principais órgãos de normas e 
padrões, sendo que o ITU-T usa o termo ONT e o IEEE designa o terminal do 
usuário como ONU. E a ONT é o dispositivo do sistema de PON instalado na 
extremidade oposta da rede, nas instalações do usuário, sendo ele um 
dispositivo ativo de rede, necessitando ser alimentado por uma fonte de energia 
elétrica. E a ONT incluirá, além da interface de conexão com a rede óptica, as 
portas ethernet, para a conexão do equipamento terminal de usuário ou da rede 
ethernet. Como as operadoras utilizam essa rede de acesso para o atendimento 
dos seus serviços de voz, as ONT poderão ter também uma interface para 
 
 
7 
conexão do aparelho telefônico do assinante, provendo o serviço de voz na 
mesma rede de acesso. 
Figura 3 – A conexão da ONT/ONU 
 
Fonte: Rohling, 2021. 
Atualmente, as ONT/ONU já incluem outras funcionalidades, como os 
modems ADSL, integrando um switch com portas ethernet para a conexão de 
diversos equipamentos via cabo de rede e também um roteador wireless fidelity 
(Wi-Fi), permitindo a conexão dos dispositivos sem fio, conforme mostrado na 
Figura 4. 
Figura 4 – A ONT/ONU 
 
Crédito: Artush/Shutterstock. 
Rede óptica 
ONU/ONT 
Ethernet 
Cordão telefônico 
Interface óptica 
Interface ethernet (RJ45) 
Interface de telefonia (RJ11) 
 
 
8 
Inclusive, a ONT/ONU, além do serviço de telefonia, poderá prover o 
serviço de TV por assinatura, ou seja, prover todos os tipos de serviços de 
telecomunicações, que são os serviços de voz, de dados e de vídeo. A 
multiplexação dos sinais de dados e de vídeo será feita utilizando o padrão 
wavelength division multiplexing (WDM), pelo qual teremos um comprimento de 
onda diferente para cada um dos serviços. 
O equipamento instalado na central da operadora, concentrando as 
conexões PON dos assinantes, que é a OLT, normalmente possui diversas 
portas ópticas, permitindo a expansão da rede. Inclusive, alguns equipamentos 
possuem portas do tipo small form pluggable (SFP), de modo que as interfaces 
ópticas, que apresentam um custo significativo, sejam adquiridas de acordo com 
a expansão da rede. Assim, por exemplo, uma operadora poderá iniciar a 
implantação da rede de acesso PON com uma OLT de oito portas, do tipo SFP, 
conforme ilustrado na Figura 5, adquirindo apenas os módulos ópticos para 
fornecer os serviços de acesso à medida que os assinantes contratem os 
serviços e a sua rede de acesso seja expandida. 
Figura 5 – A OLT 
 
Crédito: Vs_vadim/Shutterstock. 
Nesse exemplo, temos uma OLT com oito portas Gpon, do tipo SFP, 
permitindo a expansão da rede gradativamente. Assim, como cada interface 
óptica da OLT poderá atender até 128 ONT/ONU, com esse equipamento a 
operadora poderia atender até 1.024 assinantes, com a rede ocupada 
completamente. E, para a conexão com a rede de dados da operadora, temos 
as portas ethernet, para conexão de cabos unshield twisted pair (UTP), ou até 
mesmo fibra óptica, com as portas SFP ethernet. 
Para o atendimento do serviço de voz, com a rede de acesso PON, é 
utilizado o padrão de voz sobre protocolo de internet (VoIP). Assim, os pacotes 
de voz são encapsulados pela ONT/ONU e transmitidos, através da PON, até a 
 
 
9 
OLT. Na OLT, como esse tráfego está encapsulado em pacotes de protocolo de 
internet (IP), ele poderá ser roteado para uma das portas da OLT, realizando a 
separação desse tráfego, de maneira semelhante ao processo realizado nas 
redes ADSL. Inclusive, como o tráfego de cada assinante pode ser identificado 
na OLT, poderemos ter a utilização da rede de acesso PON compartilhada por 
diversos provedores de serviço, bastando para isso se fazer a configuração 
adequada da OLT. E, como a OLT possui diversas portas ethernet, conforme o 
exemplo anterior, os provedores de serviço poderão se conectar nessas portas, 
fazendo a separação adequada do tráfego. 
Figura 6 – A conexão da OLT 
 
Fonte: Rohling, 2021. 
Devido ao longo alcance da PON, da ordem de 20 km, não é necessária 
a instalação dos armários externos para acomodar a OLT e os equipamentos de 
rede, como ocorria com a rede de acesso ADSL. Assim, o provedor da PON 
poderá concentrar as OLT em uma construção centralizada, tal como ocorria nas 
redes telefônicas e, nela, poderá fazer a interconexão com as redes dos diversos 
provedores dos serviços de voz, dados e vídeo. Essa topologia centralizada 
otimiza o investimento em infraestrutura de todos os provedores de serviços de 
telecomunicações. 
 
 
OLT 
PON 
Ethernet 
Provedor 1 
Provedor 2 
Provedor 3 
 
 
10 
TEMA 2 – OS PADRÕES PON 
As primeiras implementações de redes ópticas de acesso empregavam o 
padrão PDH, com a utilização de transdutores ópticos, que eram os modems 
ópticos. No entanto, essa era uma topologia ponto a ponto, que exigia um par de 
fibras ópticas dedicadas entre a operadora e o assinante, o que representava 
um alto custo de investimento, tanto na rede óptica quanto nos equipamentos. 
Assim, a grande mudança apresentada pela tecnologia PON foi a mudança para 
uma topologia P2MP, o que otimizava o investimento na rede e nos 
equipamentos, pois o nó central compartilhava uma porta óptica para o 
atendimento de até 128 assinantes. Diversos padrões foram desenvolvidos, 
baseados nesse modelo P2MP, para as redes do tipo PON. 
Um dos primeiros padrões foi o Apon, que consistia na utilização do 
protocolo modo de transferência assíncrono (ATM) sobre a PON, pois o ATM já 
era utilizado para transmissões no backbone das operadoras. O Apon foi 
publicado em 1997 e adotado pelo ITU-T no padrão G.983.1, operando com uma 
banda simétrica de 155 Mbps, que foi aumentada para 622 Mbps em 2001. O 
outro padrão definido foi o broadband PON (Bpon), que não estava limitado ao 
protocolo ATM, ampliando a especificação para o processo de operação, 
administração, manutenção e provisionamento (OAM&P) da rede. O padrão 
Apon empregava a multiplexação WDM, sendo o tráfego de downstream 
transmitido no comprimento de onda de 1.490 nm e o tráfego deupstream no 
comprimento de onda de 1.310 nm. Esse padrão já suportava o envio de 
broadcast de vídeo, utilizando o comprimento de onda de 1.550 nm. 
Atualmente, temos dois padrões que são utilizados nas soluções de 
mercado, que são o Epon, que é um padrão do IEEE com downstream e 
upstream simétricos de 1,25 Gbps; e o Gpon, que é um padrão do ITU-T, com 
2,5 Gbps de downstream e 1,25 Gbps de upstream. Porém, como no Brasil as 
operadoras de telecomunicações sempre adotaram os padrões do ITU-T para as 
tecnologias, seguindo o padrão europeu, para a tecnologia PON foi adotado o 
padrão Gpon. 
2.1 A arquitetura PON 
Conforme vimos anteriormente, as PON utilizam uma arquitetura P2MP, 
com uso dos divisores ópticos, chamados de splitters, para dividir o sinal 
 
 
11 
transmitido de uma única OLT até os usuários finais. E esses mesmos divisores 
também irão agrupar o tráfego de subida, que é chamado de upstream, dos 
usuários finais em direção à OLT. Essa arquitetura foi padronizada em 1998 por 
intermédio da especificação ATM-PON G.983.1. Hoje, o padrão ITU-T G.984 
para Gpon substituiu o padrão ATM, uma vez que o ATM não é mais utilizado. 
A arquitetura da rede formada pelos cabos ópticos empregava a 
nomenclatura adotada pelas redes de cabos metálicos, formadas pelos cabos-
tronco para a conexão das centrais com os armários de distribuição, onde ocorria 
a ramificação da rede, através dos cabos da rede de distribuição, até as caixas 
de emenda, sendo o acesso final do assinante feito por meio do cabo chamado 
de cabo drop, que conectava o assinante à caixa de emenda. Da mesma forma, 
uma PON tem como ponto inicial uma OLT, instalada na sede de origem do 
provedor de serviços, também designada como central office ou headend. Após 
esse ponto o cabo-tronco de fibra óptica segue até um divisor passivo (splitter), 
juntamente com uma fibra de backup, se for implementada uma redundância. As 
fibras da rede de distribuição, então, se conectam aos cabos de acesso de 
clientes, que podem estar localizados em armários de rua ou em caixas 
suspensas em postes. As fibras de acesso do cliente, também chamadas de 
cabos drops, fornecem a conexão do usuário final e são conectadas à ONT/ONU. 
Normalmente, temos dois divisores ópticos entre a OLT e os assinantes, 
implementando dois níveis de divisão, chegando ao total de 128 ONT/ONU por 
porta de OLT. O número de maneiras pelas quais o sinal OLT de downstream é 
dividido antes de chegar ao usuário final é a razão de divisão (split ratio), que 
poderá ser, por exemplo, de 1:32 ou de 1:64. Para chegarmos a 128 assinantes 
por porta, poderíamos ter um primeiro nível de divisão de 1:4, cujo splitter estaria 
posicionado entre o cabo-tronco e a rede de distribuição; e um segundo nível de 
divisão, de 1:32, cuja saída será conectada aos cabos drops, que farão o acesso 
até a residência dos assinantes. E, nesse exemplo, teríamos então um primeiro 
splitter de 1:4 e mais quatro splitters de 1:32, totalizando os 128 acessos de 
assinantes. 
 
 
 
 
 
 
 
12 
Figura 7 – A arquitetura PON 
 
Fonte: Rohling, 2021. 
2.2 A multiplexação PON 
Conforme vimos anteriormente, a rede de acesso PON utiliza a 
multiplexação por divisão de comprimento de onda, chamada de WDM, que é 
utilizada para separar os fluxos de dados com base no comprimento de onda. 
Dessa forma, teremos um comprimento de onda para a transmissão dos dados 
de downstream, enquanto outro comprimento de onda é usado para transportar 
dados de upstream. Esses comprimentos de onda dedicados, que são 
representados pela letra grega lambda (λ), variam, dependendo do padrão PON 
em uso, e podem estar presentes simultaneamente numa mesma fibra. Além 
disso, os padrões PON também utilizam um terceiro comprimento de onda para 
o downstream dos sinais de vídeo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cabo-tronco 
Splitter 
OLT 
ONU 
ONU 
ONU 
 
 
13 
Figura 8 – Multiplexação PON 
 
Fonte: Rohling, 2021. 
Dessa forma, o tráfego de downstream emprega a multiplexação WDM 
para transmitir o tráfego de dados e de vídeo através do mesmo meio físico, 
utilizando comprimentos de onda diferentes. E os dois tipos de tráfego são 
enviados no modo de comunicação de broadcast, ou seja, o tráfego é enviado 
pela central para todos os assinantes, não havendo nenhum mecanismo de 
separação do tráfego na camada física. Com isso, como o tráfego de dados é 
enviado em broadcast para todas as ONT/ONU, esses dispositivos é que farão 
a filtragem dos pacotes de dados, de acordo com o identificador de cada 
ONT/ONU, o que é um processo que já faz parte do funcionamento do protocolo 
PON, que atribui um identificador exclusivo a cada ONT/ONU. 
Para o tráfego de upstream de dados, é utilizado o processo de 
multiplexação por divisão de tempo, que é o time division multiple access 
(TDMA). Essa tecnologia é empregada para alocar a largura de banda de 
upstream para cada usuário final, por um intervalo de tempo específico. E esse 
processo é gerenciado pela OLT, evitando colisões de dados nos divisores PON 
ou na OLT, que poderiam ocorrer se as diversas ONT/ONU fizessem a 
transmissão de dados ao mesmo tempo. 
 
 
 
 
Splitter 
OLT 
ONU 
ONU 
ONU 
Downstream de 
dados (λ1) 
Broadcast de 
vídeo (λ3) 
 
 
14 
Figura 9 – O upstream na PON em TDMA 
 
Fonte: Rohling, 2021. 
Ao receber o tráfego da rede, a OLT irá identificar a origem de cada 
quadro recebido, de acordo com o identificador inserido pelas ONT/ONU, 
fazendo o encaminhamento adequado do tráfego. Esse mecanismo permite a 
utilização da multiplexação TDMA de maneira muito mais eficiente, pois é 
possível alocar dinamicamente as janelas de tempo de transmissão para as 
ONT/ONU de acordo com a demanda de tráfego a ser enviado para a OLT. No 
modo padrão do TDMA isso não era possível, pois, para alteração das janelas 
de tempo, seria necessário reconfigurar praticamente toda a rede, como no caso 
da configuração dos canais E1 de telefonia, utilizados para a comunicação entre 
as centrais privadas (PABX) e as centrais das operadoras. 
TEMA 3 – O PADRÃO GPON 
Conforme vimos anteriormente, temos atualmente dois padrões PON, que 
são o Epon e o Gpon, sendo que o adotado pelas operadoras de 
telecomunicações no Brasil é o Gpon, seguindo o padrão ITU-T adotado para as 
demais tecnologias de telecomunicações no país. O padrão Gpon está descrito 
nas recomendações G.984.x do ITU-T, sendo que o encapsulamento adotado é 
o Gpon encapsulation method (GEM), que permite suportar outros protocolos, 
tais como ATM, ethernet e time division multiplex (TDM), em quadros síncronos 
de 125 μs. Com esse tipo de encapsulamento, era possível, desde as primeiras 
versões, manter a compatibilidade com as tecnologias anteriores, tais como o 
ATM e o TDM, utilizando a rede Gpon como uma rede de transporte para outros 
serviços que utilizavam essas tecnologias legadas. Porém, a principal utilização 
Tempo = t1 
Tempo = t2 
Tempo = t3 
 
 
15 
das redes Gpon é para o tráfego ethernet, permitindo a conexão dos assinantes 
para a navegação na internet, pois o protocolo utilizado nas redes de área local 
(LAN) dos assinantes é o ethernet. 
3.1 A proteção da rede 
Entre as especificações do ITU-T para o padrão Gpon temos a 
especificação G.984.1, que apresenta as características gerais da rede Gpon, 
sendo que a proteção prevista para a rede é a operação no modo duplex, com 
redundância na rede óptica da OLT até o splitter, que será do tipo 2:N. Assim, 
teríamos duas fibras ópticas conectadas à entrada de cada divisor óptico, de 
forma que, caso ocorra a falha de um caminho, teremos uma segunda fibra 
óptica como reserva, para a continuidade da transmissão. Como as fibras 
operam em full-duplex, a OLT detectaria a falha, pois a fibra óptica ativa não 
receberia mais o tráfego de upstream, fazendo então a comutação da 
transmissão do tráfego de downstream para a outra fibra óptica.Figura 10 – A proteção 2:N 
 
Fonte: Rohling, 2021. 
Temos também a especificação G.984.2, que descreve a subcamada 
physical medium dependente (PMD) e as características de transmissão do 
Gpon, baseada no uso da fibra óptica do tipo G.652. 
 
3.2 A rede ODN 
Splitter 
OLT 
ONU 
ONU 
ONU 
2 x FO 
 
 
16 
A infraestrutura de rede do padrão Gpon é chamada de optical distribution 
network (ODN), em que o tráfego poderá ser no modo duplex, realizando a 
transmissão e a recepção na mesma fibra, ou simplex, utilizando fibras e demais 
componentes, tais como os divisores ópticos, separados, com uma estrutura 
para a transmissão e outra para a recepção. Assim, como poderíamos ter duas 
fibras separadas, temos duas especificações distintas para o tráfego de 
downstream, que são: 
• transmissão com uma única fibra: utiliza a terceira janela óptica, no 
comprimento de onda de 1.480 nm a 1.500 nm; 
• transmissão com duas fibras: utiliza a segunda janela óptica, no 
comprimento de onda de 1.260 nm a 1.360 nm. 
No entanto, em ambos os casos, o upstream é feito no comprimento de 
onda de 1.260 nm a 1.360 nm. 
O padrão ITU-T permite a utilização de duas taxas distintas para a 
transmissão da OLT para as ONU, que são 1.244,16 Mbit/s e 2.488,32 Mbit/s. 
Assim, para propiciar maiores velocidades de conexão para os assinantes e para 
otimizar o investimento realizado na construção das redes, normalmente as 
operadoras utilizam a taxa de downstream de 2,5 Gbps. Assim, com uma taxa 
de 2,5 Gbps, em uma rede com 128 assinantes, teremos uma velocidade média 
de acesso da ordem de 20 Mbps, o que é praticamente a taxa máxima do ADSL. 
Além disso, como o tráfego dos assinantes tem um perfil característico 
das redes IP, que é o tráfego de rajada, as operadoras oferecem o serviço de 
acesso à internet através das redes Gpon com velocidades de conexão da ordem 
de 100 Mbps, em função dessa característica. Além disso, teremos também um 
tratamento estatístico do tráfego na OLT, de acordo com a demanda do tráfego 
gerado pelos clientes, para o dimensionamento do tráfego entre a OLT e o 
backbone de internet. Dessa forma, na prática, provavelmente os assinantes não 
perceberão a “limitação” de 20 Mbps, obtendo sempre os 100 Mbps durante a 
utilização da rede. 
O padrão Gpon também prevê diversas taxas para o tráfego de upstream, 
que são 155,52 Mbit/s, 622,08 Mbit/s e 1.244,16 Mbit/s. No entanto, assim como 
no caso do downstream, as operadoras deverão utilizar a maior taxa disponível 
para o upstream, que é de 1,25 Gbps. 
Figura 11 – As taxas na rede PON 
 
 
17 
 
Fonte: Rohling, 2021. 
No padrão G.684.2 temos também a especificação dos principais 
parâmetros para a PON, incluindo a recomendação da fibra óptica do tipo G.652, 
a atenuação máxima de rede de 20 dB a 30 dB, de acordo com a classe de 
transmissão do laser utilizado, e uma distância máxima de 20 km entre a OLT e 
as ONU. Dessa forma, é recomendável que as operadoras elaborem projetos de 
rede para garantir que a atenuação da rede, incluindo os cabos ópticos, 
emendas, conectores e divisores ópticos, não ultrapasse o nível máximo de 
atenuação especificado para os equipamentos utilizados. E, de outra forma, caso 
a área de cobertura seja muito extensa, o que fará com que as redes sejam muito 
longas, talvez seja necessário avaliar a utilização de equipamentos com níveis 
maiores de transmissão, para garantir o alcance da rede. Caso o nível do sinal 
óptico sofra uma atenuação maior do que a especificada, a ONT/ONU poderá 
não mais identificar os sinais corretamente, ou seja, a rede deixará de funcionar, 
diferentemente do ADSL, em que temos uma perda da capacidade de 
transmissão em função da distância, mas não a interrupção do serviço. 
3.3 O quadro Gpon 
Na especificação G.984.2 temos a descrição do cabeçalho Gpon, 
chamado de physical layer overhead, que acomoda os diversos processos 
físicos do Gpon, sendo que o tamanho do cabeçalho dependerá da velocidade 
de transmissão de upstream, que será de 24 bytes para a transmissão em 2,5 
Gbps. A recomendação G.984.3 especifica a camada de convergência, o que 
inclui a estrutura do quadro Gpon transmission convergence (GTC), mostrado na 
Figura 12, a operação do protocolo TDM, que é utilizado para o upstream, o 
mecanismo de alocação de banda e o processo de ativação da ONU. 
2,5 Gbps 
OLT 
ONU 
ONU 
ONU 1,25 Gbps 
 
 
18 
Figura 12 – Os quadros PON 
 
O controle de largura de banda de upstream das ONU/ONT é 
implementado de duas maneiras distintas, que são a atribuição estática e a 
atribuição dinâmica, sendo que, nesses dois casos, todas as configurações são 
realizadas sempre na OLT. Na operação com a atribuição estática, a largura de 
banda será limitada ao valor atribuído a cada ONT/ONU, de acordo com a 
configuração realizada na OLT, sendo que essa configuração é atribuída a cada 
ONT/ONU quando de seu processo de inicialização. 
Outra forma de controle de tráfego de upstream é a alocação dinâmica de 
banda, que considera a demanda de tráfego das ONT/ONU, utilizando as 
atualizações de dynamic bandwidth report upstream (DBRu) para alocação das 
janelas de tempo do processo de multiplexação TDMA. Assim, a ONT/ONU 
deverá reportar à OLT a demanda de tráfego a ser transmitido, e a OLT poderá 
então alocar mais intervalos de tempo para a transmissão das ONT/ONU que 
tenham essa demanda. Entretanto, essa é uma configuração que dependerá do 
modelo de negócio da operadora, pois a alocação dinâmica de banda poderá ser 
um serviço diferenciado oferecido pela operadora. 
Como a transmissão da OLT para as ONT/ONU é feita em broadcast, 
conforme vimos anteriormente, no processo de downstream a OLT envia o 
tráfego para as ONT/ONU utilizando o GEM port-ID para identificar os quadros. 
Assim, ao receber os quadros, as ONT/ONU poderão filtrar o tráfego recebido, 
comparando a informação contida no cabeçalho do quadro com o seu próprio 
GEM port-ID, processando os quadros que contiverem o seu endereço e 
descartando os demais quadros. 
 
 
19 
Para a transmissão das ONT/ONU para a OLT, o tráfego de upstream 
será enviado de acordo a alocação de banda, para os diferentes alloc-ID, que 
empregam o processo de multiplexação no tempo. E essa alocação dos 
intervalos de tempo ocorrerá conforme especificado pela OLT, no processo de 
mapeamento de banda realizado pela OLT e transmitido para as ONT/ONU. E 
cada ONU utilizará o GEM port-ID para identificar os quadros das diferentes 
conexões lógicas. 
No cabeçalho dos quadros, para identificação das ONT/ONU temos o 
ONU-ID, que é um identificador de 8 bits, atribuído à ONT/ONU no processo de 
inicialização da conexão à rede, sendo que o ONU-ID é único e permanece 
válido até que a ONU seja desligada, desativada pela OLT ou passe ela mesma 
para o modo desativado. 
TEMA 4 – AS TECNOLOGIAS DE WMAN 
A cobertura das redes metropolitanas (MAN) pode ser realizada com as 
tecnologias em cobre, com o ADSL, com as tecnologias em fibras ópticas, com 
o Gpon e também com as tecnologias de redes metropolitanas sem fio (Wman), 
tal como as redes celulares e também com o worldwide interoperability for 
microwave access (WiMAX). 
O WiMAX fornece banda larga sem fio para terminais fixos e móveis, 
baseado nos padrões IEEE 802.16-2004 e IEEE 802.16-2005 para redes sem 
fio, sendo considerado como uma tecnologia de quarta geração (4G). É um 
padrão para Wman desenvolvido pelo grupo IEEE 802.16 e é adotado pelo 
European Telecommunication Standard Institute (ETSI) e pelo grupo High 
Performance Radio Metropolitan Area Network (HiperMAN). Embora o termo 
WiMAX seja mais recente, o padrão 802.16 existe desde o final da década de 
1990, primeiro com a adoção do padrão 802.16 (10-66 GHz) e depois com 
802.16a (2-11 GHz). 
O WiMAX é uma tecnologia de banda larga sem fio que apresenta várias 
melhorias em relação ao Wi-Fi e ao universal mobile telecommunicationservices/high speed downlink packet acess (UMTS/HSDPA). O Wi-Fi pode ser 
utilizado para fornecer conexões sem fio de internet e uma rede de alta 
velocidade, porém com uma grande limitação em relação ao alcance da rede, da 
ordem de somente dezenas de metros. A tecnologia UMTS é baseada no padrão 
de terceira geração (3G) GSM, que, com o HSDPA, que é um protocolo de 
 
 
20 
comunicação 3G, permite também uma alta velocidade e capacidade de 
transferência de dados. No Quadro 1 temos uma comparação entre essas 
tecnologias. 
Quadro 1 – Tecnologias de acesso sem fio 
 
Wi-Fi WiMAX 
UMTS/ 
HSDPA 
Padrão IEEE 802.11 IEEE 802.16 IMTS 2000 
Largura de 
canal 
Fixo de 20 
Mbps 
Variável até 
28 Mbps 
Variável até 
20 Mbps 
Fixo de 5 
MHz 
Banda 2,4-5,2 GHz 10-66 GHz 2-11 GHz 2 GHz 
Taxa de 
dados 
300 Mbps 240 Mbps 70 Mbps 14 Mbps 
Alcance 100 m 15 km 7 km 50 km 
Multiplexação TDM TDM/FDM TDM/FDM FDM 
4.1 A evolução do WiMAX 
O primeiro padrão WiMAX foi publicado em 1988, pelo grupo de trabalho 
do IEEE intitulado IEEE 802.16. Esse primeiro padrão empregava o método de 
transmissão chamado de line of sight (LOS), que necessita de uma visada direta 
entre o transmissor e os receptores. Esse padrão foi desenvolvido para ser 
utilizado em sistemas de banda larga sem fio, operando em uma transmissão 
ponto a ponto ou no modelo P2MP. A faixa de frequência designada para 
operação desse primeiro padrão IEEE 802.16 foi a faixa de 10 GHz a 66 GHz. 
O próximo padrão para o WiMAX foi o IEEE 802.16a, publicado pelo IEEE 
em janeiro de 2003. Um dos avanços implementados nesse padrão foi a inclusão 
do modelo de comunicação chamado de non-line of sight (Nlos). Nesse modelo, 
a comunicação entre o transmissor e os receptores não necessita de visada 
direta, o que permite o acesso de muitos mais receptores, aumentando a 
cobertura da rede em relação à quantidade de usuários, pois teremos uma 
quantidade muito maior de dispositivos terminais que poderão se conectar à 
rede, mesmo não havendo visada direta com o transmissor. 
 
 
21 
O padrão seguinte foi o IEEE 802.16-2004, que suportava as aplicações 
fixas, sendo chamado de WiMAX fixo ou IEEE 802.16d. Esse padrão empregava 
a multiplexação 256 orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) e 2.048 
OFDMA, na camada física, suportando o modo de comunicação Nlos. A sua taxa 
de transmissão de dados poderia variar de 1 Mbps a 75Mbps, utilizando apenas 
uma portadora. 
O padrão seguinte publicado para o WiMAX foi o IEEE 802.16e-2005, 
lançado em dezembro de 2005 e que também fornecia suporte para os serviços 
móveis, o que representava um grande avanço no atendimento aos usuários. 
Por isso, esse padrão também foi conhecido como mobile WiMAX, usando 
também a multiplexação scalable orthogonal frequency division multiple access 
(Sofdma) na camada física, com múltiplas portadoras. 
4.2 A arquitetura do WiMAX 
Os dois componentes básicos da arquitetura do padrão WiMAX são a 
estação-base (BS) e a camada chamada de security sublayer (SS). Para garantir 
a interoperabilidade entre os equipamentos dos diversos desenvolvedores de 
tecnologia, foi criado o WiMAX forum do Network Working Group (NWG). A 
arquitetura do WiMAX é baseada no modelo de rede de serviços IP, suportando 
os terminais fixos e móveis. E a sua arquitetura de rede é dividida em três partes, 
que são a estação móvel (MS), a BS e a rede de serviços de acesso (ASN): 
• MS: é a estação portátil utilizada pelos assinantes para acessar as redes; 
• BS: fornece a interface da conexão sem fio, realizando o controle de 
tráfego; 
• ASN: consiste em uma ou várias BS e um gateways ASN (ASN-GW) e 
provê o suporte à mobilidade e a escalabilidade da rede. 
 
 
 
 
 
Figura 13 – A arquitetura do WiMAX 
 
 
22 
 
Fonte: Rohling, 2021. 
Temos ainda a chamada rede de serviços de conectividade (CSN), que 
inclui o provedor de serviços, chamado de network service provider (NSP), que 
irá fornecer a conectividade à rede IP, bem como a implementação de 
mecanismos de qualidade de serviço (QoS), de segurança e de roaming. 
4.3 As camadas do WiMAX 
No modelo de sistema aberto de interconexão (OSI) de sete camadas, o 
WiMAX está posicionado nas camadas 1 e 2, que são a camada física e a 
camada de enlace de dados. Na camada física, o WiMAX pode operar com uma 
única portadora ou no modelo multiportadoras. A camada de enlace de dados 
segue o padrão ethernet, sendo dividida em duas subcamadas, que são a 
camada logical link control (LLC) e a camada medium access control (MAC). 
Porém, no caso do WiMAX temos ainda a divisão da subcamada MAC em três 
outras subcamadas, que são as camadas service specific convergence sublayer 
(SSCS), common part sublayer (CPS) e a camada security sublayer (SS). 
A camada física, também representada por physical layer (PHY), é 
responsável pela transmissão da sequência de bits, pelo controle de energia, 
pelo processo de modulação e demodulação dos sinais. Essa camada é que 
fornecerá a conexão entre os dispositivos de comunicação, ou seja, entre os 
dispositivos móveis, que são identificados como MS, e os da base BS. A camada 
física do WiMAX utiliza as técnicas de transmissão OFDM e OFDMA para o 
processo de multiplexação e o time division duplex (TDD) e o frequency division 
duplex (FDD) para a comunicação duplex. 
As principais características da camada física do WiMAX são: 
 
 
23 
• Multiplexação OFDMA escalável: o WiMAX utiliza o OFDMA como uma 
técnica de acesso múltiplo. No modo Nlos com múltiplos canais, o OFDM 
tem um desempenho superior devido à estrutura simples do seu 
transceptor, que utiliza o espectro de forma eficiente, em face da 
subcanalização de tempo e de frequência. 
• Operação duplex com o TDD: o WiMAX, no modo fixo, emprega o TDD 
para a operação duplex e, no modo móvel, utiliza o TDD/FDD. A operação 
com o TDD é mais eficiente do que com o FDD em serviços de internet 
móvel e também mais adequado a técnicas avançadas de utilização de 
antenas de comunicação. 
• Técnica avançada de antenas (multiple input multiple output – Mimo e 
beam forming – BF): o WiMAX utiliza técnica avançada de antena para 
melhorar a cobertura e o throughput, sendo que também usa o Mimo, tal 
como tecnologias mais atuais de redes Wi-Fi, e, portanto, os usuários têm 
uma taxa de dados mais alta do que a do sistema single input single output 
(Siso). A cobertura celular também é aprimorada com uso de BF. 
• Flexibilidade na reutilização das frequências: utilizando a subcanalização, 
uma codificação de baixa taxa de dados, com técnicas de aumento e de 
redução da potência de transmissão, o WiMAX permite também uma 
reutilização flexível das frequências de transmissão. 
A camada MAC irá fornecer a interface entre camada física e camada de 
transporte. Naquela camada temos o controle dos níveis de energia, que são 
classificados como normais, em repouso ou ociosos. E outras atribuições da 
camada MAC são o suporte ao serviço de entrega e uma gestão eficiente da 
mobilidade. Além disso, ela é dividida em três subcamadas, que são as camadas 
SSCS, CPS e SS, detalhadas a seguir: 
• Subcamada SSCS: é independente e garante a transmissão de dados de 
camadas superiores, juntamente com a QoS e a alocação de largura de 
banda. O IEEE 802.16 específica duas subcamadas que são subcamada 
de convergência para redes ATM e subcamada de convergência para 
redes de pacotes. 
• Subcamada CPS: é responsável pelo acesso múltiplo, juntamente com o 
acesso ao sistema, o gerenciamento de largura de banda e a QoS. No 
canal de downlink a SS recebe as mensagens e, no canal de uplink, define 
 
 
24 
as permissões de largura de banda não solicitadas, os procedimentos de 
polling e o processo de contenção. 
• Subcamada SS: é a subcamada responsável pela autenticação dos 
dados, pela troca segura de chaves, pela criptografia entre o assinante e 
a BS e pela integridade dosistema. 
As principais características da camada MAC do WiMAX, que lhe 
proporcionam alta eficiência e flexibilidade, são: 
• Transmissão de dados baseada em conexão, com mecanismo de 
classificação e de QoS por conexão. Dessa forma, a tecnologia WiMAX 
permite definir os parâmetros de QoS a serem aplicados a cada tipo de 
transmissão, de acordo com a sua classificação, tal como a diferenciação 
básica entre dados, voz e vídeo. 
• Transmissão programada e mecanismo flexível de alocação de largura de 
banda: a camada MAC fornece o mecanismo que propicia flexibilizar a 
largura de banda, com base nas solicitações de largura de banda 
enviadas pelos terminais. Assim, caso um terminal tenha uma demanda 
maior de dados a serem transmitidos, poderá fazer a solicitação, à BS, de 
uma maior largura de banda. 
• Economia de energia com a operação no modo de repouso/ocioso: para 
reduzir o consumo de energia, a camada MAC vai para o modo de 
repouso, podendo também comutar para o modo ocioso, quando não há 
tráfego a ser transmitido, isso permitindo reduzir-se o consumo de energia 
da MS. 
• Serviço de multicast e de broadcast: o WiMAX poderá receber os serviços 
de multicast e de broadcast mesmo quando estiver no modo ocioso. 
E, para a implementação da segurança, o padrão WiMAX utiliza o 
protocolo extensor authentication protocol (EAP), que garante a segurança da 
transmissão de dados entre os MS e a BS apenas para os terminais autorizados. 
4.4 Vantagens do WiMAX 
O WiMAX oferece alguns recursos importantes em termos de serviços, 
em comparação com outros serviços de banda larga, principalmente com o 
ADSL. Alguns recursos oferecidos pelo WiMAX são: 
 
 
25 
• Alta taxa de dados: o WiMAX fornece uma taxa de dados extremamente 
alta, de até 75 Mbps ao operar com largura de banda de 20 MHz, muito 
maior que os 20 Mbps do ADSL. 
• Camada física baseada em OFDM: com a utilização do OFDM na camada 
física, o WiMAX tem uma maior imunidade à interferência dos sinais 
externos. 
• Escalabilidade: o OFDM utiliza o método baseado em fast fourier 
transform (FFT), que permite a escalabilidade da largura de banda e da 
taxa de dados. 
• Modulação adaptativa e codificação (AMC): maximiza o throughput com 
a variação do canal, além de suportar várias técnicas de modulação e de 
correção de erros como o forward error correction (FEC). 
• OFDMA: com a utilização da multiplexação OFDMA, que emprega a 
técnica de acesso múltiplo, teremos uma melhora significativa da 
capacidade do sistema de transmissão. 
• QoS: a camada MAC do WiMAX foi projetada para suportar os parâmetros 
de QoS, permitindo-se garantir a qualidade dos serviços ofertados pela 
operadora. 
TEMA 5 – A COMUNICAÇÃO SATELITAL 
Outro sistema de comunicação empregado em rede sem fio são as 
tecnologias satelitais, que possibilitam implementar as redes de alcance global, 
também chamadas de wireless WAN (WWAN). Há diversas tecnologias e 
aplicações em redes WWAN via satélite, de acordo com a cobertura necessária 
e a demanda de serviços. Uma das maiores limitações das comunicações via 
satélite é o tempo de propagação do sinal, o que limita a utilização dessa 
tecnologia para as aplicações chamadas de tempo real, principalmente nas 
redes de voz. Por outro lado, em sistemas de comunicação que empregam a 
transmissão em broadcast, essa certamente é a tecnologia mais eficiente, pois 
pode atingir uma cobertura continental, sendo que outros sistemas, tais como o 
WiMAX visto anteriormente, terão uma cobertura metropolitana, no máximo. 
Assim, uma das aplicações que empregavam os sistemas satelitais desde o 
início foi a transmissão de sinais de televisão, que utiliza o broadcast como 
método de transmissão. 
 
 
26 
A comunicação via satélite possui dois componentes principais que são o 
elemento terrestre, que pode ser do tipo fixo ou móvel, que fará a transmissão e 
a recepção das informações; e o elemento espacial, que é principal componente 
do sistema, que é o próprio satélite. Um link típico de comunicação via satélite 
envolve a transmissão de um sinal de uma estação terrestre, também chamado 
de uplink, até um satélite. O satélite então receberá o sinal e o amplificará, 
fazendo a transmissão novamente em direção à Terra, onde o sinal será 
recebido e amplificado pelas estações e terminais terrestres. 
Figura 14 – A comunicação via satélite 
 
Fonte: Rohling, 2021. 
Os receptores de satélite no solo podem incluir os equipamentos de 
satélite para recepção residencial, chamados direct to home (DTH), os 
equipamentos de recepção móvel em aeronaves, os telefones via satélite e os 
dispositivos portáteis. 
5.1 A evolução da tecnologia de satélites 
O primeiro satélite artificial foi lançado pela União Soviética, em 1957, e 
era chamado Sputnik 1. Ele tinha apenas 58 cm de diâmetro, com 4 antenas, e 
levava 96 minutos para completar uma volta completa na órbita terrestre. Ele 
ficou em operação por apenas 22 dias, até que sua bateria se esgotasse, 
contabilizando apenas 3 meses em órbita. Atualmente, com o desenvolvimento 
 
 
27 
da tecnologia de energia solar, os satélites têm como fonte de energia 
permanente os seus próprios painéis solares. Em 1958 foi lançado o primeiro 
satélite a transmitir sinais de voz, pelo Project Signal Communication by Orbiting 
Relay Equipment (Score) do governo dos EUA. Nas décadas de 1950 e 1960 
foram desenvolvidas as tecnologias que tornaram os satélites de comunicação 
comercial possíveis, quando foram determinados os requisitos necessários de 
energia para transmitir sinais para os satélites, em várias órbitas da Terra. Com 
a criação da National Aeronautics and Space Administration (Nasa), em 1958, 
vários projetos de satélites foram então desenvolvidos, levando a uma evolução 
contínua dessas tecnologias, passando-se inclusive de sistemas de 
comunicação passiva para sistemas ativos. 
O primeiro satélite de comunicações ativo capaz de implementar 
comunicações bidirecionais foi o Telstar 1, desenvolvido pela Bell Labs, lançado 
em órbita baixa da Terra em 1962, sendo o primeiro satélite a transmitir imagens 
de televisão ao vivo entre a Europa e a América do Norte. O Telstar 1 também 
transmitiu a primeira comunicação telefônica via satélite, entre o presidente da 
AT&T, então em Andover, Maine, e o presidente dos EUA Lyndon Johnson, que 
estava em Washington. O primeiro satélite em órbita geossíncrona, que é uma 
órbita que tem um período de 24 horas, mas está inclinado para o equador, foi 
lançado em 1963 pela Hughes Aircraft e foi o Syncom 2. Em seguida foi lançado 
o Syncom 3, que foi o primeiro satélite em órbita geoestacionária, lançado em 
1964 e que transmitiu os Jogos Olímpicos de Tóquio, no Japão, para os Estados 
Unidos, sendo aquele o primeiro grande evento esportivo transmitido via satélite. 
O desenvolvimento da indústria de comunicações via satélite nos Estados 
Unidos se iniciou com a aprovação da Lei de Satélites de Comunicações, em 
1962, que autorizou a formação da Communications Satellite Corporation 
(Comsat), que era uma empresa privada que representaria os Estados Unidos 
em um consórcio internacional de comunicações via satélite, chamado de 
Intelsat. 
O consórcio internacional Intelsat foi formado em 1964, com 11 
signatários, que eram Áustria, Canadá, Japão, Holanda, Noruega, Espanha, 
Suíça, Reino Unido, Estados Unidos, Vaticano e Alemanha Ocidental. Assim, em 
6 de abril de 1965 foi lançado o primeiro satélite Intelsat, o Early Bird, também 
chamado Intelsat 1, projetado e construído na Hughes Aircraft Company. Esse 
foi então o primeiro satélite comercial operacional, que fornecia serviços 
 
 
28 
regulares de telecomunicações e de radiodifusão entre a América do Norte e a 
Europa. Posteriormente foram lançados os satélites Intelsat 2B e 2D, em 1967, 
cobrindo a região do Oceano Pacífico, e o Intelsat 3 F-3, lançado em 1969, 
cobrindo a região do OceanoÍndico. Assim, os satélites da Intelsat em órbita 
geoestacionária forneceram uma cobertura quase global. Dessa forma, 19 dias 
depois que o Intelsat 3 F-3 foi colocado sobre o Oceano Índico, ocorreu o pouso 
na Lua, que foi transmitido ao vivo, através dessa rede global de satélites 
Intelsat, para mais de 600 milhões de telespectadores. 
Figura 15 – O satélite Intelsat VI 
 
Crédito: Everett Collection/Shutterstock. 
Também a União Soviética desenvolveu sua tecnologia de satélites, com 
a série Molniya, satélites que foram lançados em uma órbita altamente elíptica 
para permitir que eles chegassem às regiões mais ao norte do país. O primeiro 
satélite dessa série, o Molniya 1, foi lançado em 1965, sendo que, em 1967, seis 
satélites Molniya já forneciam cobertura para toda a União Soviética e, ainda em 
1967, o desfile anual na Praça Vermelha foi transmitido para todo o país através 
da rede de satélites. Além da União Soviética e dos Estados Unidos, outros 
países também passaram a construir e operar seus próprios sistemas nacionais 
de satélite, tais como o Canadá, que lançou o seu próprio satélite de 
 
 
29 
comunicações em 1972, o Anik 1. Assim, a partir dessa época, muitos outros 
países seguiram o exemplo do Canadá e também lançaram seus próprios 
satélites. 
5.2 A estrutura do satélite 
Um satélite é basicamente um sistema de comunicações totalmente 
autônomo, com a capacidade de receber os sinais da Terra e retransmitir esses 
sinais de volta, com a utilização de um transponder, que consiste em um receptor 
e em um transmissor de sinais de rádio integrados. Um satélite tem que suportar 
a aceleração durante o processo de lançamento e o ambiente espacial hostil, 
onde pode estar sujeito à radiação e temperaturas extremas. Além disso, tem 
uma vida operacional projetada para durar até 20 anos, devendo ainda ser leve, 
construído de materiais duráveis, já que o custo de lançamento de um satélite é 
bastante caro. Os satélites devem também operar com uma confiabilidade muito 
alta, maior do que 99,9%, permanecendo no vácuo do espaço e sem a 
perspectiva de um processo de manutenção ou de reparo. 
Os principais componentes de um satélite são o sistema de comunicação, 
que inclui as antenas e os transponders que recebem e retransmitem sinais; o 
sistema de energia, que inclui os painéis solares que lhe fornecem energia; e o 
sistema de propulsão, que inclui os foguetes que impulsionam o satélite. Um 
satélite precisa de seu próprio sistema de propulsão para chegar à posição no 
espaço onde ficará em órbita, fazendo as correções ocasionais necessárias para 
manter a sua posição correta, pois um satélite em órbita geoestacionária pode 
desviar-se até 1 grau a cada ano. Essa manutenção da posição orbital de um 
satélite é chamada de manutenção da estação, e as correções feitas usando os 
propulsores do satélite são chamadas de controle de atitude. A vida útil de um 
satélite é determinada pela quantidade de combustível que ele possui para 
alimentar seus propulsores, sendo que, quando esse combustível acaba, o 
satélite pode se deslocar para o espaço e ficar fora de operação, tornando-se 
um detrito espacial. Já um satélite que fica em órbita tem que operar 
continuamente, durante toda a sua vida útil, necessitando de uma fonte de 
energia para poder operar seus sistemas eletrônicos e para a transmissão dos 
sinais de comunicação. A principal fonte de energia é a luz solar, captada pelos 
painéis solares do satélite e armazenada nas baterias embarcadas para fornecer 
energia ao sistema quando a luz solar é bloqueada pela Terra. 
 
 
30 
Há também o sistema de rastreamento, telemetria e controle (TT&C), que 
estabelece uma comunicação bidirecional entre o satélite e a central de controle, 
o que permite que uma estação terrestre rastreie a posição de um satélite e faça 
o controle da sua propulsão, o controle térmico e de outros sistemas do satélite, 
monitorando sua temperatura, tensões elétricas e outros parâmetros 
importantes. 
5.3 A operação dos satélites 
Quanto ao posicionamento em relação à sua distância da superfície 
terrestre, os satélites operam em três órbitas diferentes, que são a órbita baixa 
da Terra (LEO), a órbita média da Terra (MEO) e a órbita geoestacionária ou 
geossíncrona da Terra (GEO). Os satélites de LEO estão posicionados a uma 
altitude entre 160 km a 1.600 km; os satélites de MEO operam de 10.000 km a 
20.000 km; e os satélites GEO estão posicionados a 35.786 km acima da Terra, 
onde completam uma órbita em 24 horas e, portanto, permanecem fixos sobre 
um ponto. Com a cobertura obtida por cada tipo de posicionamento, bastam três 
satélites GEO para fornecer uma cobertura global, enquanto são necessários 20 
ou mais satélites LEO ou 10 ou mais satélites MEO para cobrir toda a Terra. 
Além disso, a comunicação com satélites em LEO e MEO requer o rastreamento 
de antenas no solo, para garantir uma conexão perfeita com os satélites. 
O sinal que é encaminhado através de um satélite GEO leva 
aproximadamente 0,22 segundos para ser transmitido da superfície terrestre até 
o satélite e retornar, mesmo viajando à velocidade da luz. Dessa forma, este 
atraso representa um problema para aplicações tais como serviços de voz e de 
telefonia móvel. Portanto, a maioria dos serviços móveis e de voz geralmente 
utilizam os satélites LEO ou MEO para evitar os atrasos de sinal resultantes da 
latência inerente aos satélites GEO. Assim, os satélites GEO são geralmente 
usados para transmissão e aplicações de dados, devido à maior área da 
superfície terrestre que eles podem cobrir e porque nesse caso a latência não 
causa maiores problemas. 
Os sistemas de comunicações via satélite utilizam a faixa de frequência 
de 1 GHz a 50 GHz para transmitir e receber sinais. As faixas de frequência, ou 
bandas, são identificadas por letras, que são as bandas L, S, C, X, Ku, Ka e V, 
da menor para a maior frequência. Os sinais na faixa inferior, que são as bandas 
L, S e C, são transmitidos com menores níveis de potência e necessitam de 
 
 
31 
antenas maiores. Para os sinais transmitidos nas bandas superiores, que são as 
bandas X, Ku, Ka e V, são necessários menores níveis de potência, sendo 
utilizadas antenas menores, com até 45 cm de diâmetro, para a recepção dos 
sinais. Dessa forma, o espectro de banda Ku e de banda Ka são ideais para a 
transmissão direta para os assinantes, que é o sistema DTH, permitindo a 
comunicação de dados de banda larga e as aplicações de telefonia e de dados 
móveis. 
A União Internacional de Telecomunicações (ITU) regulamenta as 
comunicações via satélite, recebendo as solicitações para o uso dos espaços de 
frequência dos sistemas satelitais e emitindo as devidas autorizações de uso das 
frequências disponíveis, de acordo com a região de cobertura. A cada dois ou 
quatro anos o ITU organiza a Conferência Mundial de Radiocomunicação, que é 
responsável por atribuir as frequências disponíveis às diversas aplicações, nas 
várias regiões do mundo. Além do ITU, a agência reguladora de 
telecomunicações de cada país também será responsável pela fiscalização e 
garantia da aplicação das regulamentações do ITU e conceder as licenças aos 
usuários das várias frequências. No Brasil, o órgão regulador que define a 
alocação e licenciamento de frequências é a Agência Nacional de 
Telecomunicações (Anatel). 
5.4 Os serviços via satélite 
O avanço da tecnologia de comunicação via satélite permitiu o 
fornecimento de vários serviços para as emissoras de TV, provedores de 
serviços de internet (ISP), governos e outros setores. Existem basicamente três 
tipos de serviços de comunicação que são providos por meio dos satélites: os 
serviços de telecomunicações, os serviços de broadcast e a comunicação de 
dados. Nos serviços de telecomunicações temos as comunicações telefônicas e 
os serviços prestados para as empresas de telefonia, bem como para os 
provedoresde redes sem fio, móveis e celulares. 
Os serviços de broadcast, também chamados de serviços de radiodifusão, 
incluem a transmissão de sinais de rádio e de televisão entregues diretamente 
aos assinantes e dispositivos móveis. Os serviços de televisão por satélite, do 
tipo DTH, são recebidos diretamente pelos assinantes, sendo que a 
programação das redes de TV a cabo é entregue às estações locais e afiliadas, 
em grande parte, via satélite. Os satélites também desempenham um papel 
 
 
32 
importante na entrega de programação para celulares e outros dispositivos 
móveis, como assistentes digitais pessoais e laptops. 
O outro tipo de serviço que pode ser atendido via satélite são as 
comunicações de dados, que envolvem a transferência de dados de um ponto 
para outro, demandadas pelas corporações e organizações que necessitam que 
os seus dados corporativos sejam trocados entre suas várias localidades. Esse 
serviço de comunicação de dados através da rede de satélites utiliza os terminais 
chamados de very small-aperture terminal (Vsat). E, com o crescimento da 
internet, uma quantidade significativa de tráfego de internet é transmitido através 
das redes satelitais e, assim, os ISP são dos maiores clientes dos serviços via 
satélite. 
A tecnologia de comunicações via satélite também é frequentemente 
usada durante desastres naturais e emergências, quando os serviços de 
comunicação terrestre ficam indisponíveis. Assim, os equipamentos de satélite 
móveis podem ser implantados em áreas de desastres, fornecendo os serviços 
de comunicação de emergência. Uma grande desvantagem técnica dos 
satélites, particularmente daqueles em GEO, é um atraso inerente na 
transmissão. Embora existam maneiras de compensar esse atraso, isso torna 
algumas aplicações que exigem transmissão em tempo real, como as 
comunicações de voz, não ideais para a rede satelital. 
FINALIZANDO 
O desenvolvimento dos padrões de comunicação óptica, durante muitos 
anos, visando atender a demanda das redes de backbone das operadoras, 
certamente contribuiu para o rápido avanço das PON. Além disso, os 
profissionais das áreas de engenharia das operadoras também já 
acompanhavam a implementação das redes ópticas, tanto no backbone quanto 
na rede de acesso, para os grandes clientes. Assim, as operadoras já contavam 
com uma equipe técnica que dominava as técnicas de instalação, operação e 
manutenção de uma infraestrutura de redes ópticas, não tendo nenhuma 
dificuldade adicional na implementação e operação das PON. 
A tecnologia PON também levou a um aumento da concorrência de 
mercado, permitindo que provedores de serviços de acesso à internet 
construíssem suas próprias redes de acesso, principalmente nas regiões onde 
não havia interesse, por parte das grandes operadoras, de fazê-lo, pois 
 
 
33 
normalmente estavam focadas em atender locais onde já possuíssem uma 
grande base de assinantes e onde concentravam o seu investimento em redes 
ópticas. Assim, a tecnologia PON permitiu que muitas cidades menores, em 
regiões mais distantes das grandes cidades, também tivessem acesso ao 
serviço de banda larga, com taxas na ordem de 100 Mbps, sendo que 
anteriormente conseguiam no máximo um acesso ADSL na ordem de poucos 
megabits por segundo. 
Outro conceito amplamente difundido na área de telecomunicações é o 
de redes convergentes, que já tinha sido implementado na camada de rede, com 
a convergência dos serviços para o protocolo IP, tal como com o VoIP, porém, 
ainda apresentava algumas limitações em relação às redes de acesso. Dessa 
forma, a tecnologia ADSL conseguiu entregar os serviços de dados de banda 
larga com a mesma infraestrutura que era utilizada para o serviço de voz, porém 
apresentando uma limitação em relação ao serviço de TV por assinatura. Para o 
serviço de TV em redes ADSL, é necessária a utilização do mecanismo de 
multicast IP, além da demanda por uma alta largura de banda, o que torna o 
processo de gerenciamento da rede muito mais complexo, além de gerar uma 
maior demanda de largura de banda tanto da rede de acesos quanto da rede da 
operadora, na interconexão dos Dslam com o ponto central de distribuição dos 
sinais de TV. 
Já a rede de cabo coaxial, que foi construída para atender os serviços de 
TV por assinatura, também passou a oferecer o serviço de voz e de banda larga. 
Porém, essa tecnologia também apresenta algumas limitações em relação ao 
serviço de dados, pela sua característica de sua transmissão intrínseca utilizar o 
mecanismo de broadcast. Portanto, com a utilização da tecnologia Gpon, é 
possível a utilização da rede de acesso efetivamente como uma rede 
convergente, permitindo-se fornecer o serviço de dados, na ordem de 100 Mbps, 
o serviço de voz, com o padrão VoIP que já é utilizado na rede das operadoras 
de telecomunicações, e o serviço de TV por assinatura, com a multiplexação 
WDM, usando-se um comprimento de onda para a transmissão dos sinais de 
vídeo. Além disso, temos ONU disponíveis no mercado para as mais diversas 
necessidades dos assinantes, permitindo a entrega de todos os serviços, além 
dos recursos para o tráfego de dados, tais como roteamento, conectividade da 
rede local com portas ethernet e Wi-Fi, e também de segurança, com funções 
básicas de firewall. 
 
 
34 
E, para as regiões remotas onde são necessários os serviços de 
telecomunicações, temos também as tecnologias satelitais, principalmente das 
redes de dados. Dessa forma, temos os serviços de banda larga que são 
fornecidos nos grandes centros, com redes de cabos coaxiais, ADSL e Gpon, 
também disponibilizados para as regiões remotas, com as tecnologias via 
satélite. As tecnologias satelitais também são utilizadas para os serviços de 
broadcast de TV por assinatura, pois permitem uma cobertura muito maior do 
que a das tecnologias com cabos metálicos ou ópticos. E também temos a 
demanda por serviço de dados via satélite para sistemas que exigem uma alta 
disponibilidade de conexão, em detrimento da largura de banda ou até mesmo 
como uma solução de contingência. Assim, muitas redes corporativas que 
dependem da conectividade da rede de dados para operações de missão crítica 
empregam mais de uma tecnologia de acesso, sendo uma delas uma conexão 
via satélite, para usufruir da alta disponibilidade desse tipo de rede. 
Portanto, a escolha da melhor tecnologia para a conectividade das redes 
corporativas deve sempre levar em conta a disponibilidade, o desempenho e o 
custo dos diversos serviços. Também deve ser verificado o nível de serviço de 
cada tipo de serviço contratado, o que é chamado de service level agrément 
(SLA). Assim, uma conexão à internet, mesmo utilizando uma rede da acesso 
ADSL, poderá apresentar um SLA bastante diferente, com custos mensais 
também muito diferentes, que podem chegar à ordem de dez vezes mais, para 
uma mesma largura de banda, em função da disponibilidade anual garantida e 
do tempo máximo de reparo em caso de falha. Por exemplo, serviços com um 
maior SLA, para o mercado corporativo, estabelecem tempos de reparo da rede 
em até 4 horas, e serviços no padrão residencial estabelecem tempos de reparo 
de até 48 horas. Assim, como uma empresa atualmente não pode ficar sem 
conectividade por dois dias, pois isso causaria um impacto significativo na sua 
operação, é necessário avaliar o serviço mais adequado à conexão que se 
deseja, incluindo as alternativas de redundância, para se garantir a 
disponibilidade da conexão de dados, em caso de falha de uma das conexões. 
Portanto, a definição de uma melhor tecnologia de conexão deverá considerar 
os riscos de uma falha de um dos serviços e o impacto dessas falhas para refletir-
se sobre a relação custo-benefício das diversas opções de mercado, 
identificando-se então a solução ideal e financeiramente viável em cada caso. 
	Conversa inicial
	FINALIZANDO