Memorando Índice - Universidade de Aveiro

G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
Memorando
Título:
Colaboração do Grupo de Sistemas de Banda Larga no Projecto “Custos e Benefícios, à
Escala Local, de uma Ocupação Dispersa
Autores:
Data:
Manuel de Oliveira Duarte (Coordenação)
Raquel Castro Madureira
João M. Gaspar da Silva
David C. Carrilho
Hugo S. Félix
Sara Coelho
25 de Fevereiro de 2011
Índice
1.
VISÃO GLOBAL E SELECÇÃO DE SISTEMAS PADRÃO ...................................................................................... 5
1.1
VISÃO GLOBAL ................................................................................................................................................. 5
1.1.1 As redes de telecomunicações ................................................................................................................. 5
1.1.2 Segmentação das redes........................................................................................................................... 8
1.2
SELECÇÃO DE SISTEMAS PADRÃO .......................................................................................................................... 9
1.2.1 Rede fixa: Tecnologia GPON, Arquitectura: FTTH .................................................................................. 10
1.2.2 Rede móvel: Tecnologia UMTS R99, Arquitectura celular ..................................................................... 11
1.3
PLANEAMENTO DE REDE DE TELECOMUNICAÇÕES ................................................................................................... 12
1.3.1 Cobertura de rede.................................................................................................................................. 13
1.3.2 Qualidade de serviço ............................................................................................................................. 14
1.3.3 Capacidade ............................................................................................................................................ 14
2.
DESCRIÇÃO E CUSTOS DE CADA SISTEMA PADRÃO ......................................................................................14
2.1
SISTEMA GERAL ............................................................................................................................................... 14
2.2
CENÁRIO 1 .................................................................................................................................................... 15
2.2.1 Componentes......................................................................................................................................... 16
2.2.2 Custo componente Infra-estrutura Geral............................................................................................... 18
2.2.3 Custo componente Infra-estrutura Local ............................................................................................... 18
2.2.4 Alternativas de condutas ....................................................................................................................... 20
2.2.5 Algoritmo............................................................................................................................................... 20
CENÁRIO 2.................................................................................................................................................................. 21
2.2.6 Pré-requisitos......................................................................................................................................... 21
2.2.7 Componentes......................................................................................................................................... 22
2.2.8 Custo componente Infra-estrutura Geral............................................................................................... 23
2.2.9 Custo componente Infra-estrutura Local ............................................................................................... 24
2.2.10
Algoritmo .......................................................................................................................................... 24
3.
REFERÊNCIAS ..............................................................................................................................................27
4.
ANEXOS ......................................................................................................................................................28
4.1
CONCEITOS BASE ............................................................................................................................................. 28
4.1.1 Unidades territoriais .............................................................................................................................. 28
4.1.2 Cenários de mercado ............................................................................................................................. 31
4.2
CÁLCULO DE CUSTOS POR TECNOLOGIAS................................................................................................................ 31
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4.2.1 FTTB Conectorizada ............................................................................................................................... 32
4.2.2 Configuração Fusionada (zonas urbanas ou suburbanas sem permissão de instalação de
equipamentos em armários de rua) ............................................................................................................................ 32
4.2.3 WiMAX .................................................................................................................................................. 33
4.2.4 LTE ......................................................................................................................................................... 34
Índice de Figuras
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
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Figura
1 - Evolução temporal dos serviços de comunicações disponíveis, .................................................................... 5
2 -Visão simplificada de rede de comunicações por serviço, [1]. ........................................................................ 5
3 -Diferentes serviços disponibilizados por diferentes redes de comunicação, [1]. ............................................. 6
4 -Convergência na difusão de serviços por diferentes operadores e infra-estruturas de rede[2]........................ 6
5 - Redes de Telecomunicações. ....................................................................................................................... 7
6 - Segmentação das redes de telecomunicações, [1]. ....................................................................................... 8
7- Representação hierárquica dos segmentos de uma rede de Telecomunicações [1]. ...................................... 8
8 - Cenários tecnológicos propostos: FTTH e UMTS. ......................................................................................... 9
9- Sistemas padrão definidos para o estudo da dispersão. ............................................................................... 10
10 - Comprimento de onda up and downstream para GPON. ........................................................................... 10
11- Topologia FTTx, Ponto a Multi-ponto. ......................................................................................................... 11
12 - Banda de frequências UMTS para Portugal e Europa. .............................................................................. 11
13- Evolução das redes sem fios, da segunda à terceira geração. ................................................................... 12
14- Comparação dos sistemas móveis da segunda à quarta geração. ............................................................. 12
15- Dados de entrada para estudo técnico-económico. .................................................................................... 13
16- Etapas planeamento celular. ...................................................................................................................... 13
17- Pressuposto de tráfego para planeamento de rede de telecomunicações. ................................................. 14
18 - Modelo simplificado de Rede de Acesso de telecomunicações. ............................................................... 15
19- Cenário 1, FTTH. ....................................................................................................................................... 16
20- Diagrama da rede de acesso FTTH............................................................................................................ 17
21 – Esquemático rede de acesso FTTH.......................................................................................................... 17
22- Esquemático da infra-estrutura geral da rede FTTH, do CO ao JFO (não incluído). ................................... 18
23 - Esquemático da infra-estrutura local da rede FTTH................................................................................... 18
24– Tipos de condutas para passagem de fibra óptica. .................................................................................... 20
25– Arquitectura geral da rede móvel UMTS. ................................................................................................... 21
26 - Diagrama da rede de acesso UMTS. ......................................................................................................... 22
27 – Esquemático da infra-estrutura geral da rede UMTS do core ao Node B .................................................. 22
28 – Esquemático da infra-estrutura geral do core ao Node B (não incluído).................................................... 23
29- Esquemático da infra-estrutura local do Node B ao cliente. ........................................................................ 24
30– Componentes da estratégia de planeamento de rede celular. ................................................................... 25
31 – Raio da célula e distância inter-site (ou entre estações base)................................................................... 26
32 – Tipologia de unidades territoriais: a realidade e modelo esquemático....................................................... 28
33 – Sub-unidades rurais: Aglomerados, Disperso Aglomerado, Aglomerado disperso e Disperso. ................. 30
34 – Unidades Territoriais e Extensões de Rede .............................................................................................. 30
35 – Penetração no Mercado .......................................................................................................................... 31
36 – FTTB Conectorizada. ............................................................................................................................... 32
37 - FTTB fusionada. ........................................................................................................................................ 33
38 – Rede Wi-max............................................................................................................................................ 34
39 - Rede LTE. ................................................................................................................................................. 35
Índice de Tabelas
Tabela 1 – Componentes de cada rede de telecomunicações de nova geração........................................................... 15
Tabela 2 – Pressupostos Cenário 1.............................................................................................................................. 16
Tabela 3– Macro Componentes Infra-estrutura geral.................................................................................................... 17
Tabela 4– Macro Componentes Infra-estrutura Local ................................................................................................... 18
Tabela 5 - Custo componente Infra-estrutura Geral ...................................................................................................... 18
Tabela 6 – Relações de custo entre tipos de condutas para fibra óptica....................................................................... 20
Tabela 7 - Algoritmo detalhado para cálculo do investimento inicial para a rede Geral fixa. ........................................ 21
Tabela 8 – Pressupostos para a rede UMTS em zonas urbanas. ................................................................................. 22
Tabela 9- Custo componente Infra-estrutura Geral ....................................................................................................... 24
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Tabela 10 - Custo componente Infra-estrutura Local. ................................................................................................... 24
Tabela 11 – Exemplo de matriz de estratégia de rede. ................................................................................................. 25
Tabela 12- – Modelos de propagação wireless e cálculo do raio da célula. .................................................................. 25
Tabela 13 – Capacidade de node B. ............................................................................................................................ 26
Tabela 14 - Dimensão de cada um dos habitats no território. ....................................................................................... 31
Tabela 15 – Parâmetros utilizados no cálculo da taxa de penetração........................................................................... 31
Tabela 16 - Valor patrimonial dos gastos por casa passada solução FTTB Configuração Conectorizada..................... 32
Tabela 17 - Valor patrimonial dos gastos por casa passada solução FTTB Configuração Fusionada. .......................... 33
Tabela 18 -Valor patrimonial dos gastos por utilizador WiMAX. .................................................................................... 34
Tabela 20 - Valor patrimonial dos gastos por utilizador LTE. ........................................................................................ 35
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Glossário
ADSL – Assymmetric Digital Subscriber Line
AES - Advanced Encryption Standard
AON – Active Optical Network
APON – ATM Passive Optical Network
ATM - Asynchronous Transfer Mode
BPON - Broadband PON
CAPEX - Capital Expenditure
CO – Central Office
CPE – Customer Premises Equipment
DBA – Dynamic Bandwidth Allocation
DOCSIS -Data Over Cable Service Interface Specification
DSL - Digital Subscriber Line
DSLAM - Digital Subscriber Line Access Multiplexer
DWDM – Dense Wavelength Division Multiplexing
EP - Empresas
EPON – Ethernet Passive Optical Network
FE – Fast Ethernet
FEC - Forward Error Correction
FR -Frame Relay
FSAN - Full Service Access Network
FO – Fibra óptica
FTTB - Fiber To The Building
FTTC - Fiber To The Curb
FTTCab - Fiber To The Cabinet
FTTH - Fiber To The Home
FTTN – Fiber to the Node
FTTP - Fiber To The Premises
FTTx - Fibre to the x
GE – Gigabit Ethernet
GEM - GPON Encapsulation Method
GPON - Gigabit Passive Optical Network
GPRS - General Packet Radio Services
GSM - Global Systems for Mobile communications
HDSL - High-data-rate Digital Subscriber Line
HFC - Hybrid Fibre/Coax
HSDPA - High-Speed Downlink Packet Access
IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
IP – Internet Protocol
IPTV – Internet Protocol for Television
IRR – Internal Rate of Return
ISDN – Integrated Services Digital Network
ODN – Optical Distribution Network
OLT - Optical Line Termination
ONT - Optical Network Termination
ONU - Optical Network Unit
OPEX - Operational Expenditure
OSP - Outside Plant
PDO - Ponto de Distribuição Óptica
PON - Passive Optical Network
JSO - Junta de Splitting Óptico
LAN – Local Area Network
LLU - Local Loop Unbundling
Mbps – Mega bit por segundo
MDF -Main Distribution Frame
MDU – Multi Dwelling Unit
MPLS - Multi-Protocol Label Switching
NGA – Next Generation Access
NGN – Next Generation Network
NPV -Net Present Value
NRA - Novas Redes de Acesso
OAM - Operations, Administration and Maintenance
OAN - Optical Access Network
ODF - Optical Distribution Frame
POTS - Plain Old Telephone Service
PSTN – Public Switch Telephone Network
QoS – Quality of Service
RDIS - Rede Digital com Integração de Serviços
RF – Rádio Frequência
SDH - Synchronous Digital Hierarchy
SDSL - Symmetrical Digital Subscriber Line
SDU – Single Dwelling Unit
SFU – Single Family Unit
SHDSL - Symmetric High-Speed Digital Subscriber Line
SMF – Single Mode Fiber
SONET - Synchronous Optical Network
SRO - Sub-Repartidor Óptico
STM – Synchronous Transfer Mode
T-CONT - Traffic Containers
TDM - Time Division Multiplexing
TDMA - Time Division Multiple Access
TIR - Taxa Interna de Rendibilidade
UA – Unidade de alojamento
UHF - Ultra High Frequency
UMTS - Universal Mobile Telecommunications System
VAL - Valor Actual Líquido
VDSL - Very-high-speed Digital Subscriber Line
VHF - Very High Frequency
VoD – Video on Demand
VoIP – Voice over IP
WDM - Wavelength Division Multiplexing
Wi-Fi - Wireless Fidelity
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1. Visão Global e Selecção de sistemas Padrão
1.1 Visão Global
1.1.1 As redes de telecomunicações
Os serviços de comunicações fazem parte integrante dos hábitos de vida das populações e das
organizações em geral. Podem-se enumerar alguns desses serviços mais relevantes e com maior impacto,
tais como o telefone, a internet, a televisão e a radiodifusão (ou simplesmente rádio). A maior ou menor
utilização destes serviços pode servir como indicador sobre o estado de desenvolvimento das populações e
consequentemente o nível de vida associado às mesmas.
Ao longo dos últimos 150 anos os serviços disponíveis a partir da redes de telecomunicações têm vindo a
crescer vertiginosamente tal como apresentado na figura seguinte, [1].
Telex
Comutação
de pacotes
Telégrafo
Telégrafo
Telex
Telégrafo
Telégrafo
Telex
Telefone
Facsimile
Telefone
Telégrafo
Telégrafo
Telefone
Som
Som
Televisão
Telex
Dados de alta
velocidade
Dados de
velocidade média
Dados Dados de baixa
velocidade
Facsimile
Telefone
Facsimile
Telefone
Som stereo hi-fi
Som stereo hi-fi
Televisão
a cores
Televisão
a cores
Telefone móvel
Telefone móvel
Paging
Comutação
de circuitos
Video-texto
Facsimile
Telefone
Teletexto
Video-conferência
Som stereo hi-fi
Televisão a
cores stereo
Telefone móvel
Paging
1847
1877
1920
1930
1960
1975
1984
Telex
Banda larga
Comutação de pacotes
Comutação de circuitos
Telemetria
Teletexto
Facsimile
Facsimile a cores
Internet
Web
Correio electrónico
Jornal electrónico
Telefone
Tele-conferência
Video-conferência
Video-telefone
Som stereo hi-fi
Televisão a cores
Televisão stereo
Televisão de alta definição
Video-telefone móvel
GSM, GPRS, UMTS
Texto móvel
Facsimile móvel
WAP
Dados móveis
Video-texto móvel
Paging
2002
Figura 1 - Evolução temporal dos serviços de comunicações disponíveis,
Estes serviços chegam aos utilizadores através de um conjunto de infra-estruturas que se podem
associar da seguinte forma:
• Telefone fixo / rede de acesso fixo
• Telefone movel /rede de acesso celular
• Televisão / rede de transmissão de TV
• Radiodifusão / rede de transmissão AM&FM
Num passado próximo, até ao início da década de 90, do séc. XX, para cada tipo de serviço
disponibilizado, existia uma determinada infra-estrutura de telecomunicações. Neste contexto a ligação entre a
Rede e o cliente final era praticamente unívoca e estanque. A Error! Reference source not found. ilustra o
que se pretende evidenciar.
Figura 2 -Visão simplificada de rede de comunicações por serviço, [1].
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Neste contexto, para
ara cada serviço de difusão está associada uma infra-estrutura
estrutura de rede que pode ter
diversos tipos de suporte como se pretende demonstrar com a Fig. 3.
Difusão
de TV
Difusão
de Rádio
Telefone
Comunicação
de Dados
Conteúdo
Conteúdo
Serviços
Telef ónicos
Serviços de
Email, WWW, etc
Som e
Imagem
Som
Voz
Dados
Controlo
Controlo
Controlo
Controlo
Rede de
AcessoRede de
Fixo Acesso
Móvel
Rede de
Difusão em
espaço livre
Rede de
Difusão
por cabo
Figura 3 -Diferentes
Diferentes serviços disponibilizados por diferentes redes de comunicação,
comunicação [1].
Com os avanços tecnológicos e nomeadamente com a massificação do uso da internet, a fronteira entre
a capacidade de cada infra-estrutura
estrutura de rede e a diversidade de serviços que cada uma proporciona começou
a ficar difusa e ténue. É a chamada convergência do
do sector das Telecomunicações, como ilustra a Error!
Reference source not found..
Hoje é possível observar redes de cobre tradicionalmente usadas para voz com distribuição
dis
de dados,
redes de internet a oferecer chamadas de voz (via VoIP)) e redes de chamadas de voz móveis a oferecer
distribuição de vídeo e televisão.
Figura 4 -Convergência
Convergência na difusão de serviços por diferentes operadores e infra-estruturas
estruturas de rede[2]
rede
Estes processos de convergência serão ainda mais estimulados pelas chamadas Redes de Nova
Geração (RNG). Apesar destes processos de convergência, pode-se
pode se afirmar que actualmente, e apesar
apesa da
enorme variedade de serviços de telecomunicações existentes, a sua disponibilização aos utilizadores é feita
fundamentalmente através dos seguintes tipos de infra-estruturas:
infra
•
•
Redes de cabos de cobre do tipo par bifilar.
o Utilizadas tradicionalmente para
par o serviço telefónico fixo.
o Actualmente são também utilizadas para os serviços de dados: acesso à internet,
serviços de áudio e vídeo sobre a internet, etc.).
Redes de cabo de cobre do tipo coaxial
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Utilizadas tradicionalmente (em Portugal só a partir da década de 80 do século XX) para
o serviço de televisão por cabo
o Actualmente são também utilizadas para os serviços de dados: acesso à internet,
serviços de áudio e vídeo sobre a internet, etc).
•
Redes sem fios através de ligações por espaço livre recorrendo a ondas electromagnéticas.
o Utilizadas tradicionalmente para os serviços de radiodifusão de áudio (no vulgo rádio) e
vídeo (no vulgo televisão) a partir de emissores terrestres.
o A par da anterior utilização foram também utilizadas até meados da década de 80 do
século XX como
o A partir do meio do século XX passaram também a ser utilizadas para a transmissão
intercontinental através de emissores/receptores instalados em satélites.
o Desde meados da década de 90 do século XX são utilizadas intensivamente para os
serviços móveis celulares de áudio e dados.
o Ao longo da última década encontraram também utilização generalizada em serviços de
dados de área local sem fios (p.ex.: redes wireless com tecnologia WiFi).
o Têm também sido utilizadas como na forma de ligações ponto-a-ponto em variadas
circunstâncias.
•
Redes de Cabos de Fibra Óptica.
o Trata-se de redes em que fibras de um material condutor da luz (normalmente a sílica
ou um material polímero) são utilizadas para transmitir sinais de informação.
o Inicialmente foram utilizadas apenas em determinados segmentos das redes de
telecomunicações (como adiante se detalhará) mas actualmente estão em vias de ser
aplicadas de forma generalizada em todos os segmentos das redes de
telecomunicações).
A figura seguinte pretende demonstrar o vasto leque de hipóteses tecnológicas que podem responder ao
desafio de transportar sinais de um local para outro, permitindo as comunicações a longa distância entre
utilizadores. As redes de telecomunicações podem dividir-se em 2 grandes mundos, o das comunicações com
fios e o das comunicações sem fios (wireless).O mundo das comunicações com fios está directamente
associado às comunicações fixas, ou seja que se efectuam num determinado ponto fixo e imóvel. Nas
comunicações sem fixos podem-se encontrar sistemas que privilegiam o débito em detrimento da mobilidade,
sendo por isso também consideradas fixas e as comunicações que permitem total mobilidade denominadas
móveis.
o
Comunicações móveis
Espectro rádio eléctrico
Figura 5 - Redes de Telecomunicações.
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1.1.2 Segmentação das redes
Para melhor se compreender a forma a forma como os serviços de telecomunicações são
disponibilizados aos utilizadores, importa ter uma ideia acerca da estrutura e organização das redes.
As redes de telecomunicações podem ser dividas, como ilustrado na figura seguinte,
seguinte em três segmentos
principais:
•
Rede Nuclear e Agregação
gregação (Core Network),
•
Rede de Acesso e
•
Rede do Cliente.
Figura 6 - Segmentação das redes de telecomunicações, [1].
Uma outra forma de perspectivar a segmentação de redes é através da figura seguinte, que inclui os
mesmos segmentos mas apresentados de uma forma hierárquica.
Rede
Nuclear
(Core Network))
Rede de
Acesso
(Access Network))
Rede do
Cliente
Figura 7- Representação hierárquica dos segmentos de uma rede de Telecomunicações [1].
A rede do cliente é o segmento de rede do edifício ou da localização onde o cliente se encontra e que
permite que haja interligação entre o equipamento do cliente e a rede de acesso. Trata-se
Trata
de equipamentos
como modems, boxes digitais de recepção de televisão
telev
ou telemóveis. Este segmento de rede não será
objecto de estudo no âmbito deste projecto.
1.1.2.1 Rede de Acesso
A Rede de Acesso é o segmento de rede que faz a interligação entre a rede de agregação e a rede do
cliente. Este segmento pode ser decomposto em subsegmentos,
ubsegmentos, onde cada um deles representa um ponto de
flexibilidade de rede, são eles:
•
Estação ou Central local (Central Office),
Office) edifício físico onde está localizado o equipamento
electrónico de comutação e interligação de chamadas e dados;
dados
•
Rede Primária serve para conectar a Estação Central e outros Distribuidores intermediários
como a Rede Secundária. Utiliza uma topologia em estela, ou seja conecta vários pontos de
rede num só ponto central que envia para a Estação Central;
Central
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•
•
•
Ponto de agregação: é um ponto
ponto de flexibilidade de rede onde se efectua a separação do sinal
seja apenas físico ou em potência para optimização de recursos. Poderão existir mais que um
ponto de agregação.
Rede de Distribuição é o trecho de rede que liga a Rede primária ao ponto de rede
re que está em
casa do assinante.. Existe um ponto de agregação imediatamente antes de cada baixada (ITED);
(ITED)
Baixada é o equipamento electrónico situado na casa do cliente que permite receber o sinal de
telecomunicações como por exemplo a “ficha de telefone”.
telefone”
Em cada segmento da rede de acesso podem existir por diferentes tipos de tecnologias que, por sua vez,
possuem diferentes meios de transmissão. Estas tecnologias podem utilizar cablagem ou serem wireless (sem
fios). Podem co-existir
existir diferentes tecnologias
tecnologi na mesma rede de acesso.
As típicas infra-estruturas
estruturas das redes de acesso são as grandes responsáveis pelo estrangulamento de
largura de banda imposto. Para a escolha de uma tecnologia, é necessário ter em conta alguns factores:
•
•
O número de utilizadores que se pretende servir, uma vez que quanto maior for o número
de utilizadores a partilhar uma rede em simultâneo, menor será a largura de banda média
disponível para cada um;
A distância, pois fenómenos como a distorção, interferência, ruído e atenuação limitam o
alcance das comunicações;
comunicações
1.1.2.2 Rede Nuclear (Core
Core) e Rede de Agregação
A rede nuclear fornece os mecanismos de transmissão responsáveis por fazer a interligação entre as
várias redes de acesso, sendo também responsável pelo transporte a longa distância.
distância A componente
agregação é responsável pela agregação e distribuição do tráfego proveniente da rede nuclear e da rede de
acesso. Este segmento de rede não será objecto de estudo no âmbito deste projecto.
1.2 Selecção de Sistemas Padrão
A Rede de Acesso é então o segmento de rede de telecomunicações que liga o utilizador final ao núcleo
central da rede. A forma como se transporta o sinal de telecomunicações entre esse núcleo e o utilizador pode
ser diversa e depende da tecnologia escolhida.
Foram identificados e seleccionadas arquitecturas padrão baseadas em redes de telecomunicações de
nova geração. Foram escolhidos 2 cenários de arquitectura que estão actualmente no mercado,
mercado o cenário 1
que comporta uma solução de rede fixa de fibra óptica de elevado débito até
é casa do cliente, FTTH e o
cenário2 que comporta uma solução móvel de débito intermédio, a tecnologia de 3º geração móvel, o UMTS.
Dependente da tecnologia surge a forma de a implementar, o equipamento necessário e a infra-estrutura
infra
que a suporta, que será
rá descrito na secção seguinte.
seguinte
Redes de telecomunicações em estudo
Sistema
Padrão
SP1: Rede Fixa
SP2: Rede Móvel
Infraestrutura
Fibra óptica, FTTH
Espectro rádio eléctrico
Tecnologia
GPON
UMTS R99
Serviços
Televisão
HD
Video on
demand
Internet
Voz
mobile TV
Internet
Voz
Figura 8 - Cenários tecnológicos propostos: FTTH e UMTS.
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Estes sistemas padrão podem existir individualmente ou em complementaridade. Assumem-se
Assumem
por isso
os seguintes cenários de coexistência:
coexistência
Sistema Padrão - SP
SP1
SP
SP2
Penetração Cenário1
100%
50%
Penetração Cenário 2
0%
100%
Figura 9- Sistemas padrão definidos para o estudo da dispersão.
1.2.1 Rede fixa:: Tecnologia GPON, Arquitectura: FTTH
O GPON é uma tecnologia de acesso de grande largura de banda partilhada em ambos os sentidos:
Upstream (do
do utilizador para a rede) e Downstream (da rede para o utilizador),, que é utilizada em todo o
mundo, com maior incidência na Europa e América do Norte. O comprimento de onda utilizados para sistemas
de uma fibra é de 1480nm-1500nm
1500nm enquanto que para sistemas de duas fibras é de 1260-1360nm.
1260
No
Upstream o comprimento de onda varia de 1260-1360nm,
1260
[3]
Figura 10 - Comprimento de onda up and downstream para GPON.
Esta norma foi normalizada pelo ITU-T, G.984 [3] mas a sua vasta interoperabilidade entre os diferentes
equipamentos dos fabricantes não foi ainda materializada Numa rede de acesso GPON, existem pelo menos
vários componentes principais [4
4].
•
Central Office (C.O.): é a central de onde se encontram os OLTs (Optical
Optical Line Termination)
Termination
e os ODFs (Optical
Optical Distribution Frame),
Frame equipamentos
ntos activos do início da PON. No
N C.O.
pode ser colocado o primeiro andar de splitting,, através da utilização de splitters 1:2.
•
Feeder Network (Rede Primária):: é constituída pelos cabos de fibra óptica que ligam o
C.O. ao armário de rua (SRO) ou juntas (JSO) onde se encontra o segundo andar de
splitting.. Estes cabos são constituídos por 288 fibras ópticas, das quais tipicamente 48
estão reservadas.
•
SRO (Sub-Repartidores
Repartidores Óptico):
Óptico): são os armários de rua onde são colocados os splitters
do segundo andar de splitting, na Configuração Conectorizada.
•
JSO (Junta
nta de Splitting Óptico): são juntas de ligação onde são colocados os splitters do
segundo andar de splitting, na Configuração Fusionada.
•
Distribution Network (Rede de Distribuição): é constituída pelos cabos de fibra óptica
que ligam o SRO/JSO ao PDO (Ponto
(Pon de Distribuição Óptica).
•
JFO (Junta de Fibra Óptica): são juntas de ligação, sem splitters.. Estão situadas na rede
de distribuição e permitem ligar os cabos provenientes do SRO/JSO a cabos com menor
número de fibras, através de splicing.
•
PDO (Ponto de Distribuição
D
Óptica): são os armários onde são colocados os splitters do
terceiro andar de splitting, quando este é necessário.
•
Baixada (Rede de Cliente): é constituída pelos cabos de fibra óptica que ligam o PDO às
residências dos assinantes. Estes cabos podem
p
ser individuais, constituídos por uma ou
duas fibras para cada assinante ou múltiplos (raiser)
(
que transportam
ansportam os cabos pela coluna
montante do edifício, e de onde vão ser extraídas as fibras de cada assinante.
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Figura 11- Topologia FTTx, Ponto a Multi-ponto.
O GPON permite um alcance máximo de 60 km, e alcance preferencial de 20 km, podendo uma única
rede GPON suportar até 128 utilizadores. A implementação de uma rede GPON, com a utilização de dois
comprimentos de onda é provavelmente a implementação mais comum. O comprimento de onda Downstream
é o 1490nm, que transmite informação a uma taxa de transmissão de 2,5 Gbps. O comprimento de onda
utilizado para Upstream é o 1310 nm e transmite a informação a 1,25 Gbps.
Fiber to the Home (FTTH),
), designa uma arquitectura onde a fibra óptica chega até à entrada de uma
um
casa, denominada Unidade de Alojamento (UA) que poderá ser uma moradia ou um andar de prédio, podendo
o acesso posterior ser feito por cobre ou cabo coaxial.
A arquitectura
ctura escolhida vai depender da localização geográfica dos habitantes, poderá ser considerada
uma arquitectura mais agregada ou mais distribuída consoante a área. Numa área mais urbana, onde existem
uma quantidade considerável de edifícios, será utilizada uma arquitectura agregada, para agrupar uma maior
quantidade de utilizadores para um divisor de potência. No entanto, numa área com habitações individuais em
que a sua localização é mais distribuída, será efectuada uma centralização do divisor de potência para que a
distância da fibra óptica utilizada desde o divisor de potência seja a mais curta possível.
Pode-se
se obter redundância interligando os vários divisores ópticos fechados num anel, mas tal não será
efectuado no plano de rede a apresentar.
1.2.2 Rede móvel:: Tecnologia UMTS R99, Arquitectura celular
O UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) é uma das tecnologias das comunicações
móveis chamada de terceira geração que permitiu fornecer serviços multimédia de alta velocidade.
velocidade Foi
projectado com o intuito
tuito de dar resposta ao sucesso do sistema de comunicações
comunicaç
móveis de dados
GSM/GPRS (chamado
chamado de segunda geração) para débitos mais elevados. O UMTS consegue taxas de
transmissão teóricas na ordem dos 2 Mbps utilizando para isso uma modulação W-CDMA
W CDMA (Wide-Band
(
CodeDivision Multiple Access) ou CDMA2000 (Code Division Multiple Access). Esta tecnologia permite uma fácil
interligação com outros sistemas de telecomunicações, tais como a PSTN ou uma rede de dados. As
funcionalidades de maior destaque no 3G relacionam-se
se com o aumento de capacidade o que possibilita a
prestação de serviços que ultrapassam a transmissão da voz, incidindo em aplicações multimédia que
envolvem a transmissão de vídeo e a capacidade de fornecer o acesso à Internet com mobilidade.
Ao contrário da rede GSM que se baseava num planeamento cuidado de frequências na banda dos
900MHz, o UMTS pode utilizar a mesma frequência para vários utilizadores na banda dos 1950MHz, com uma
largura de 5MHz [5].. Em Portugal cada operador móvel tem 3 canais de 5MHz na banda UMTS.
Banda
I
Frequências de UL
1920 - 1980 MHz
Frequências de DL
2110 -2170 MHz
Figura 12 - Banda de frequências UMTS para Portugal e Europa.
Os utilizadores são reconhecidos pelo sistema através de códigos. O limite teórico para a capacidade do
sistema UMTS é de 2Mbps,
ps, sendo que na prática obtêm-se
obtêm se valor até 384kbps por utilizador A utilização de
-11-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
mais códigos e mais frequências e como tal a possibilidade de utilizar sistema de maior largura de banda pode
duplicar a capacidade de cada
a estação base e consequentemente o número de utilizadores simultâneos.
Figura 1313 Evolução das redes sem fios, da segunda à terceira geração.
A sua arquitectura, tal como a geração anterior, baseia-se
baseia se numa rede celular cuja unidade é a estação
base tri-sectorial
sectorial (ponto de agregação/ torre de telecomunicações) que se complementam com antenas
directivas e tipicamente espaçadas de 120º. As estações base (sites em inglês), denominam-se
denominam
Node B e
estão ligadas por fibra óptica ou linhas E1 (2Mbps) a uma outra entidade hierarquicamente superior
denominada RNC. As várias RNC´s ligam-se
ligam se por fibra óptica à rede Core. Dependendo do tráfego
tráfeg de rede
cada RNC pode chegar a ter ligadas a si 50 ou 100 Node Bs.
Figura 1414 Comparação dos sistemas móveis da segunda à quarta geração.
1.3 Planeamento de Rede de Telecomunicações
Para se avançar com o cálculo técnico-económico
técnico económico de qualquer um dos cenários é necessário proceder à
avaliação da quantidade de componentes necessários para cada caso. Assim obtémobtém-se o seguinte diagrama
que pretende ilustrar os dados de entrada necessários para qualquer um dos casos analisados.
-12-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
3. Qualidade
de Serviço
2. Cobertura
de rede
1. Tecnologia
utilizada
4.Capacidade
(tráfego)
Custo da Rede
de
Telecomunicações
5.
Perspectivas
de
crescimento
Figura 15- Dados de entrada para estudo técnico-económico.
A escolha da tecnologia é determinante para impor não só os componentes envolvidos, bem como a
infra-estrutura a utilizar. Neste caso o canal de propagação poderá ser uma de duas situações: o espaço
radioeléctrico, no caso das comunicações sem fios, que implicará a atribuição de uma gama de frequências
por parte do regulador e consequente custo anual de aluguer da mesma. No caso das comunicações de rede
fixa a infra-estrutura
estrutura ficará dependente da partilha de uma rede existente ou a construção de uma nova. Em
ambos os casos, o custo da construção civil relativo a obras para cablagem poderá ser factor preponderante
na avaliação de custos.
1.3.1 Cobertura de rede
Baseada numa determina qualidade de serviço, a estimativa de cobertura de rede sem fios é usada para
determinar a área máxima de cobertura de cada estação de base e consequentemente o número de estações
base necessárias para servir determinada
eterminada população por ela abrangida. No caso da rede fixa o limite de
cobertura é imposto pela distribuição geográfica dos subscritores da rede, uma vez que terá de existir um cabo
porta a porta. Em ambos os casos o potencial de cobertura de cada elemento
elemento de rede é calculado baseado no
Link Budget,, que calcula em cada ponto do espaço a potência de sinal recebido pelo utilizador final e que
depende da potência emitida no CO, a potência das antenas (rede móvel), a quantidade de repartidores ao
longo do percurso
curso (rede fixa), as perdas ao longo do percurso (propagação em espaço livre ou atenuação de
cabos) e a sensibilidade dos aparelhos receptores.
Link Budget
Modelo de
Propagação
Cálculo de área
de cobertura
População
coberta
Análise
diferentes tipos
de serviço
Planeamento
celular
Figura 16- Etapas planeamento celular.
No caso da rede fixa e dependendo do tipo de fibra óptica utilizada, existe uma limitação de perdas
máxima permitidas. As necessidades de alcance e capacidade de splitting das redes exigiram aos fabricantes
o aumento do budget óptico. Esta potência óptica provém do OLT e são definidas, por conveniência, quatro
classes [6]:
• Class A: Min. 5 dB to max. 20 dB
• Class B: Min. 10 dB to max. 25 dB
• Class B+: Min. 10 dB to max. 28 dB
• Class C: Min. 15 dB to max. 30 dB
Destas quatro as mais usadas são as classes B e B+ que permitem um alcance médio da rede de acesso
de 20km.
-13-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
1.3.2 Qualidade de serviço
A Qualidade de Serviço (QoS) é o requisito para fornecer um determinado nível de serviço ao utilizador
final. Esta condição impõe um valor médio de velocidade
velocidade de transmissão de sinal (bit rate) e uma determinada
probabilidade de bloqueio de acessibilidade à rede.
A qualidade de serviço é atribuída por áreas de serviço que são classificações internas aos operadores
que segmentam a áreas de operação dependendo da aglomeração populacional e de níveis de avaliação de
consumo.
1.3.3 Capacidade
O planeamento da capacidade representa
representa o número de subscritores no sistema. A análise ou estimativa
de tráfego de determinada zona geográfica são determinantes para o dimensionamento
dimensionamento de cada nó de rede,
assim como da distância entre nós de rede (veja-se
(veja se o exemplo das comunicações móveis onde a distância
entre estações base em zonas densas e urbanas pode ser de 300m e em zonas rurais de população dispersa
alguns km). O modelo de planeamento
aneamento de uma rede móvel deve começar pela análise da capacidade de
tráfego que determinada rede tem através das potencialidades e limitações de cada um dos seus elementos
constituintes. Um processo de estimativa desses pressupostos iniciais é dado pela imagem seguinte.
Figura 17- Pressuposto de tráfego para planeamento de rede
rede de telecomunicações.
telecomunicações
Quanto mais objectivos forem os dados da perspectiva de crescimento de rede, mais fácil será o
planeamento de rede nessa direcção, evitando mais tarde ter de replicar alguns nós de rede ou trabalhos de
construção civil e consequentes custos. A perspectiva deste estudo em particular é que a rede servirá todos
desde o início.
2. Descrição e Custos de cada Sistema Padrão
2.1 Sistema geral
Pode-se
se elaborar um esquema generalista da Rede de Acesso, como se mostra na Error! Reference
source not found. onde se identificam 5 pontos principais de flexibilidade. No entender da engenharia de
telecomunicações, todo o segmento da rede de acesso é parte integrante da rede local do assinante. No
entanto
tanto foram em paralelo, identificados subsistemas
subs
de acordo com a nomenclatura do estudo da
Dispersão da seguinte forma:
•
Infra-estrutura-geral
geral: Do ponto 1 até ao ponto 2 da Rede de Acesso (inclusive);
(inclusive)
•
Infra-estrutura-Local:
Local: Do ponto 2 ao final do Ponto 4 da
a Rede de Acesso
-14-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
Figura 18 - Modelo simplificado de Rede de Acesso de telecomunicações.
Sistematizando os cenários propostos obtém-se
obtém
a Tabela 2.
De salientar que a rede cliente não está contemplada nesta modelo de custo,
custo nem os custos de
licenciamento de espectro radioeléctrico, para telefonia e TV,
T , nem custos de manutenção do serviço IP.
IP
Projecto
Dispersão
Nó de Rede
Função
Cenário 1
Cenário 2
Infraestrutura
Geral
1
Central Office
OLT
GPON/WDM
Comutação de voz
RNC
2
Rede primária
Fibra óptica
Fibra óptica ou
link de microondas
3
Ponto de Agregação
JSO e SRO
Estação móvel
(Node B)
4
Distribution network
Fibra óptica
PDO
Espectro
eléctrico
5
Baixada
Local físico em cujas instalações estão
tradicionalmente
as
estação
de
comutação telefónica mais próxima da
zona servida pela rede de acesso.
Segmento rede de acesso que liga o
Central Office ao Ponto de Agregação.
Esta ligação pode ser feita por um cabo
que mantém a sua estrutura inalterada
ao longo de todo o seu caminho.
Ponto onde é realizado a agregação ou
distribuição
de
sinal
de
telecomunicações
Trata-se do segmento de rede que
interliga o Ponto de Agregação à Drop
Network que se liga ao cliente.
É o ponto onde o cliente/assinante pode
ligar o seu aparelho para usufruir da
rede
ONU
---------
Infraestrutura
Local
rádio
Tabela 1 – Componentes de cada rede de telecomunicações de nova geração.
2.2 Cenário 1
Considera-se
se a seguinte arquitectura simplificada e generalizada para a tecnologia FTTH a utilizar no
cenário 1, Figura 19:
-15-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
Figura 19- Cenário 1, FTTH.
A tabela seguinte sumariza os pré-requisitos
pré
do cenário 1.
Perfil do utilizador
% unidade básica de alojamento
% casas prédios
% empresas
Localização habitações
LB por utilizador
100%
Convertidas em unidades básicas de alojamento
Convertidas em unidades básicas de alojamento
Dependendo do cenário de Dispersão em estudo
Aprox. 80Mb/user (considerando splitters de 1:32)
(50Mb
50Mb para internet; 4 canais voz 256Kb;8 canais não HD 500Kb; 4
canais HD 8Mb;+ 2Mb)
LB por utilizador independente do nº de utilizadores simultâneos
100 000 habitantes
40 000 UA´s (unidades de alojamento)
1 200 UA´s (unidades de alojamento)
Simultaneidade
População Rede geral
UA´s rede geral
UA´s Rede local
Perfil de Rede
Pontos de flexibilidade (rede fixa)
Licenças de operador de telecomunicações
Licenças
camarárias
para
condutas
armários/caixas de rua
PDO
Capacidade da fibra óptica
Nº de fibras por UA
Classe fibra óptica
% de penetração
Relação casas servidas/casas passadas
ou
1 andar de JSO
1 Andar de Splitagem em SRO 1:32
Não incluídos
Não incluídos
Sem Power Splitters
Reserva de 20% para futura expansão e controlo de rede
1 fibra óptica por UA
B+
100%
1
Tabela 2 – Pressupostos Cenário 1.
2.2.1 Componentes
Retomando a imagem anterior, centramos a atenção na divisão infra-estrutura-geral
geral e infra-estrutura
infra
local
e nos componentes constituintes de cada um destes segmentos de rede.
-16-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
Core
Figura 20- Diagrama da rede de acesso FTTH.
Esquematicamente:
CO
Fibra 4
(ex:2000m)
JFO
Fibra 3
(ex:1000m)
SRO (1:32)
Fibra 2
(ex:600m)
PDO
Fibra 1
(ex:30m)
Figura 21 – Esquemático rede de acesso FTTH.
A tabela seguinte pretende listar os componentes detalhados relativos ao cenário 1 (FTTH) e em cada
segmento referido.
Projecto Dispersão
Nó de rede
Componentes
Infra-estrutura
Geral
Core
Packet Switched Core Network (PS-CN)
PCRF
GTP
Iu Bearer
Armário OLT
Cartas OLT: 16 cartas( 1 carta = 4PON´s)
Central Office
+
Fibra óptica4
Combinador WDM (para TV)
PC RF-WDM
PC WDM
Racks (42 Us) e Subracks (4Us)
Capacidade
Até 16 384 UA´s
1GPON=2.5GB
Pot.(média) Min: +1.5dBm, Máx: 5dBm
Sensibilidade: 28dBm[3]
28dBm
Penalidade óptica:
tica: 0.5dB
C+
1 RF/WDM : 128 portas RF/WDM
1 PON : 1 porta RF/WDM
10 SubRacks por Rack
Cabos, splitters, fusões e Juntas
1:4; 1:8; 1:16; 1:32
Fibra óptica 4
Cabos 288fo.
Custo construção depende do tipo de terreno
encontrado.
Tabela 3– Macro Componentes Infra-estrutura geral.
-17-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
Infra-estrutura
Local<20Km
Rede
primária:
JFO + fibra
Armário de
rua ou SRO
Distribution
network:
fibra
JFO: Junta de Fibra óptica, em caixa de
visita
Mínimo de 3 cabos de 288 fibras divididos em
cabos de 96 fibras (relação de 1 cabo 288 fo : 3
cabos 96 fo). Não divide potência
Fibra óptica 3
Cabos 96fo.
Custo construção depende do tipo de terreno
encontrado.
Splitters 1:32, 1:4 e 1:8
288 Fibras, 9 splitters 1:32 e um total de 9
splitters, entre 1:4 e 1:8
Fibra óptica 2
Custo construção depende do tipo de terreno
encontrado e cabo utilizado.
Fibra óptica 1
PDO
Sem power splitters. 1:24, com 20% reserva.
Tabela 4– Macro Componentes Infra-estrutura Local
2.2.2 Custo componente Infra-estrutura Geral
Concretizando tem-se em termos estimados de custo os seguintes valores:
Core
CO
Fibra do CO ao JFO
Junta de fusão óptica
(JFO)
(de 1 a 15Km)
Figura 22- Esquemático da infra-estrutura geral da rede FTTH, do CO ao JFO (não incluído).
Projecto Dispersão
Nó de rede
Custo Inicial
Custo Manutenção/
Conservação
Vida útil
Infra-estrutura
Geral
Core
Sem dados. Assumese tal como na rede
wireless que é cerca
de 20% do
investimento inicial.
14000€/ m2
Sem dados
Sem dados
Sem dados
30 anos
CO
(ex:100m2)
Tabela 5 - Custo componente Infra-estrutura Geral
2.2.3 Custo componente Infra-estrutura Local
A tabela seguinte apresenta em detalhe os custos dos elementos da rede local.
Junta de fusão
óptica (JFO)
Fibra do JFO ao
SRO
(+-1000m)
Subrepartidor
óptico (SRO)
Fibra do SRO ao
PDO
PDO
(+-600m)
Fibra do PDO ao
utilizador
(30m)
Figura 23 - Esquemático da infra-estrutura local da rede FTTH.
-18-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
2.2.3.1 JFO
JFO
Custo inicial aquisição
Custo de instalação
Custo manutenção
Tempo útil de vida
JFO 288fo
360€
78€
15%
+10 anos
Caixa de visita (sem
tampa e sem licenças
de instalação)
300€
Sem dados
Casos excepcionais
Longo.
2.2.3.2 Fibra do JFO ao SRO
Fibra 3
Custo inicial
Custo manutenção
Tempo útil de vida
Cabos de 96fo
1.93€/m2
Só em caso de danos.
+30 anos
Abertura das Condutas (sem
licenças de instalação)
60€/m
Sem dados
Longo
Instalação cabos
1.1€/m
Sem dados
Longo
SRO
Custo inicial
Custo manutenção
Tempo útil de vida
Splitter 1:32
360€/cada
15%
+15anos
Fusões térmicas
68€+3.60€/fusão
Só em caso de danos.
+15anos
Instalação (sem licenças de
instalação)
220€
N/A
N/A
Armário (sem licenças de
instalação)
2600€
Só
em
caso
danos/vandalismo.
2.2.3.3 SRO
de
+15anos
2.2.3.4 Fibra do SRO ao PDO
Fibra 2
Custo inicial
Custo manutenção
Tempo útil de vida
Cabos de 24fo
0.77€/m2
Só em caso de danos.
+30 anos
Abertura das Condutas (sem
licenças de instalação)
60€/m
N/A
Longo.
Instalação cabos
1.1€/m
N/A
N/A
Custo inicial
Custo manutenção
Tempo útil de vida
2.2.3.5 PDO
PDO
-19-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
PDO (1 PDO para cada 20UA’s)
115€
Instalação (sem licenças de
instalação)
4€
N/A
N/A
2.2.3.6 Fibra do PDO ao utilizador
Fibra 1
Custo inicial
Custo manutenção
Tempo útil de vida
Cabos de 24fo
0.77€/m
€/m2
Só em caso de danos.
+30 anos
Abertura das Condutas
60€/m
€/m
N/A
Longo.
Instalação cabos (sem licenças
de instalação)
1.1€/m
€/m
N/A
N/A
2.2.4 Alternativas de condutas
Analisando as tabelas anteriores é notória a influência da abertura das condutas no custo global do
sistema.
A distribuição da fibra óptica poderá ser feita de acordo com as seguintes alternativas:
•
•
•
•
Condutas subterrâneas;
Via aérea (com ou sem poste partilhado);
partilhado)
Micro-trench (conduta com poucos cm de profundidade, mas mais sujeita às agressões ao solo
por parte de veículos e outros agentes) ou
Partilha de condutas subterrâneas.
Figura 24– Tipos de condutas para passagem de fibra óptica.
As relações de custos neste caso são:
Tipo conduta
Custo instalação por cabo
Custo Construção civil por m
Conduta própria subterrânea
Via aérea própria
1.8€
2.2€ (aumento médio de 15% relativo a
conduta)
1.8€
1.8€
60€
Sem dados, mas inferior
infe
à anterior
Micro-trench
Partilha
42€ (redução
ão de 30% relativo a conduta)
Custo da partilha de acordo com
regulação ORAC[7]
ORAC
Tabela 6 – Relações de custo entre tipos de condutas para fibra óptica.
2.2.5 Algoritmo
O algoritmo que suporta o valor apresentado é uma sequência de cálculos que visam analisar a
capacidade comportadas de cada cliente face à utilização, verificar as quantidades envolvidas e somar como
-20-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
Calcular L2
Agrupar
fibras 2m
cabos 288
Calcular
distância
média
Calcular L3
Agrupar em
Racks OLT
Dividir por 4
Cálculo GPON´s
Calcular
distância L1
QoS:escolher
1:32 ou 1:64
Calcular JSO´s
Agrupá-las
em
aglomerados
de 20
Calcular SRO´s
UA´s a servir
Calcular PDO´s
resultado do investimento inicial. Também se deverá analisar a depreciação do material e como tal a
necessidade de investimento nos anos seguintes ao começo de funcionamento da rede. Sistematizando temse:
Tabela 7 - Algoritmo detalhado para cálculo do investimento inicial para a rede Geral fixa.
Cenário 2
A arquitectura UMTS que se considera como cenário 2, é a seguinte:
Figura 25– Arquitectura geral da rede móvel UMTS.
O planeamento da localização das torres de telecomunicações toma em atenção o raio de cobertura das
mesmas, a capacidade disponibilizada e ainda tem em atenção o efeito de rede. Quer isto dizer que para dar
continuidade de cobertura algumas vezes algumas estações são colocadas não por critérios de população a
servir e tipo de serviço a disponibilizar, mas para fazer
fazer a continuidade entre por exemplo duas aldeias.
2.2.6 Pré-requisitos
UMTS (R99)
LB
Frequência UL/DL
Portadoras disponíveis
FDD
1950 / 2140MHz
4
-21-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
Capacidade Max. pico por célula DL
Capacidade pico por célula UL
384kbps
64kbps
Perfil de tráfego do utilizador
3
20%
50%
LB por utilizador dependente do nº
utilizadores simultâneos
Sectores por site
% tráfego à BH
% sites com 50% tráfego
Simultaneidade
de
Tabela 8 – Pressupostos para a rede UMTS em zonas urbanas.
2.2.7 Componentes
Mais uma vez retomando a imagem anterior centramos a tenção na divisão:
•
Infra-estrutura
estrutura geral;
•
Infra-estrutura
estrutura Local
E nos componente constituintes de cada um dos segmentos de rede:
Core
Figura 26 - Diagrama da rede de acesso UMTS.
Esquematicamente:
Core
RNC
Fibra
Node B
Figura 27 – Esquemático da infra-estrutura
infra estrutura geral da rede UMTS do core ao Node B
A tabela seguinte apresenta detalhadamente os componentes relativos ao cenário 2:
Projecto Dispersão
Nó de rede
Componentes
Infra-estrutura
Geral
Core
Packet Switched Core Network (PS-CN)
Serving GPRS Support Node (SGSN)
Gateway GPRS Support Node (GGSN
Capacidade
-22-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
RNC
Fibra óptica
Home Location Register (HLR)
Visitor Location register (VLR)
Iu Bearer
RNC
Pontos de agregação que congregam os links de
um conjunto de nós, sendo que a capacidade
desse agregador para o core é inferior à soma
das partes de cada Node B, dependendo do
factor de contenção.
PCMCIA modem
OLT - OLT cards
Fibra óptica 4
Maioria dos casos usa-se fibra óptica/Ethernet
100Mbps, mas pode ser links de microondas
(>50Mps)Por Km
– Macro-componentes Infra-estrutura Geral.
Projecto Dispersão
Nó de rede
Componentes
Capacidade
Infra-estrutura
Local
Node B
Suporte:Mastro ou prédio
Mão-de-obra/construção civil
Renda
Antenas
Feeders
Node B
Ar condicionado
Licença SW e upgrade
PCMCIA card/usb modem
BBU/RRU
Ligação Ethernet
Energia
ONT
Valor não incluído no estudo
Zona urbana considera-se 90% de Node B em
prédios ou terraços ou em postes existentes de
redes GSM.
3 antenas por sector, H 120º
6 cabos por antena
Utilização até 2 portadoras de frequência
diferente.
Espectro
rádio
eléctrico
O custo depende da licença e do método de
atribuição: em Portugal as licenças 3G foram
atribuídas por concurso público.
- Macro-componentes Infra-estrutura Local.
2.2.8 Custo componente Infra-estrutura Geral
Core
RNC
Fibra
Node B
Figura 28 – Esquemático da infra-estrutura geral do core ao Node B (não incluído).
As tabelas seguintes apresentam o custo por elemento de rede:
Projecto Dispersão
Nó de rede
Custo Inicial
Custo Manutenção/
Conservação
Vida útil
Infra-estrutura
Geral
Core
Sem dados. Assumese
que é cerca de 20% do
investimento inicial.
Sem dados
Sem dados
-23-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
RNC
360 000€
15%
20 anos
(provavelmente
provavelmente serão
substituídas antes não
pela limitação de tempo
de vida mas por uma nova
tecnologia que surja
entretanto)
Tabela 9- Custo componente Infra-estrutura Geral
2.2.9 Custo componente Infra-estrutura
Infra
Local
No caso wireless a rede local é mais simplificada que no cenário anterior:
Node B
Espectro rádio eléctrico
Figura 29- Esquemático da infra-estrutura
estrutura local do Node B ao cliente.
Projecto Dispersão
Nó de rede
Custo Inicial
Custo Manutenção/
Conservação anual
Vida útil
Infra-estrutura
Local
Node B
130 000€
16 200€
20
0 anos
Portadora
extra
12 000€
N/A
20
0 anos
Não incluído neste
estudo.
N/A
Depende da licença
Espectro
rádio
eléctrico
Tabela 10 - Custo componente Infra-estrutura Local.
2.2.10 Algoritmo
1. Níveis de
cobertura
2. Definição
de áreas de
serviço
3. Estimativa
de distância
Inter-site e nº
de sites
4. Cálculo
cartas OLT e
OLT
5. Soma
componentes
ano 0
6. Análise de
depreciação
dos
componentes
2.2.10.1 Estratégia de cobertura de rede
A preparação do plano de expansão de rede por parte de um operador de telecomunicações inicia-se
inicia
estabelecendo a definição dos níveis de cobertura a aplicar a determinadas áreas de serviço. As áreas de
serviço são por sua vezes determinadas pela aglomeração
o e urbanização das áreas geográficas de actuação
do operador.
-24-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
Áreas de serviço/Clutter
Níveis de cobertura:
•Dense Urban
•Urban
•Suburban
•Rural
Níveis de serviço
•N1: Dentro de casa II
•N2: Dentro de casa I
•N3: À janela
•N4:Outdoor
•N5:No carro
•64Kbps
•128kps
•384kbps
Figura 30–
30 Componentes da estratégia de planeamento de rede celular.
O resultado da aplicação destes conceitos traduz-se
traduz se numa matriz de estratégia que pode variar ao
a longo
dos anos e que depende de operador para operador. A tabela seguinte é apenas um exemplo ilustrativo de
uma estratégia seguida por um operador não real.
real
Área de serviço
Dense Urban
Urban
Suburban
Rural
Nível de cobertura
Ano 0
N2
N3
N3
N4
Nível de cobertura
Ano 1
N1
N2
N3
N4
Nível de cobertura
Ano 2
N1
N2
N3
N3
Nível de cobertura
Ano 3
N1
N1
N2
N2
Tabela 11 – Exemplo de matriz de estratégia de rede.
2.2.10.2 Estimativa do raio da célula
O dimensionamento do acesso rádio numa rede UMTS é um processo que envolve um leque alargado de
configurações possíveis e de quantidade de equipamento que é estimado com base nos requerimentos do
operador. Esses requisitos são relacionados com a cobertura (link
(
buget),
), capacidade e qualidade de serviço.
ser
O primeiro passo para estimar o raio da célula UMTS depende do cálculo do denominado link budget.
Esta avaliação das perdas derivadas dos canais de propagação UL e DL, determina o valor máximo de perdas
permitidas para se estabelecer uma ligação com um mínimo de qualidade requerido.
Através da perda máxima permitida (Max Path Loss),, é possível calcular o alcance máximo
má
da cobertura
de uma célula que é estimado com base em modelos
mo
s de propagação Tipicamente utilizam-se
utilizam
os modelos:
COST231-Walfisch Ikegami [8, 9]
9 para zonas Dense Urban e Urban e o modelo COST-231
COST
HATA [10] para as
restantes zonas de serviço.
Área de serviço
Dense Urban
Urban
Suburban
Rural
Modelo de propagação
COST231-Walfisch Ikegami
COST231
COST231
COST231-Walfisch
Ikegami
COST
COST-231
HATA
COST
COST-231
HATA
Serviço UL/DL
(kbps)
Raio aprox.
(m)
Cobertura aprox.
(Km^2)
64/384
64/128
64/128
64/64
280
700
2500
5800
0,246
1,540
19,6
106
Tabela 1212 – Modelos de propagação wireless e cálculo do raio da célula.
célula
A partir da estimativa do valor do raio de cobertura, Figura 31 de
e cada uma das 3 células de uma
determinada estação base (ou site) obtém-se a distância entre inter-site. Note-se
se que o raio de cobertura é
sempre o menor dos valores obtidos relativamente ao
a UL ou DL. A limitação por cobertura do link budget é
normalmente dada, tal como no GSM, pelas limitações do UL.
-25-
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Figura 31 – Raio da célula e distância inter-site
site (ou entre estações base)
É importante deixar claro que este valor calculado representa apenas a cobertura máxima de uma célula.
Porém os sites de uma rede celular em áreas urbanas são geralmente limitados pela capacidade de suportar a
demanda de tráfego e também, no caso do WCDMA, pela interferência resultante. Assim a maior limitação do
raio da célula será dada no final pelo DL, devido ao fenómeno de cell breathing,, que será explicado a seguir.
Ou seja o número de utilizadores e o tipo de serviços que cada um esteja a utilizar, bem
be como a distância ao
Node B, serão determinantes para o cálculo raio de cobertura. Verifica-se
Verifica
[11] que para valores elevados de
utilizadores por site, o factor determinante para o cálculo do raio é mesmo o DL.
2.2.10.3 Capacidade da célula
Da secção anterior foi possível calcular o MaxPathLoss referente apenas à cobertura rádio. No entanto e
ao contrário da rede GSM, os sistemas WCDMA dependem não só da potência de emissão e sensibilidade
dos equipamentos, mas também dos serviços que cada utilizador usufruiu em cada momento.
Assim um novo MaxPathLoss
thLoss será calculado iterativamente até que se encontre o factor de carga (LF(LF
load factor)) máximo permitido. Um LF de 100% dará o número máximo de utilizadores por site.
Valor de referência
Capacidade máxima por célula e por portadora
Througput por utilizador
Utilização máxima da célula
% BH
Utilizadores simultâneos por célula e por portadora
800kbps
384kbps
80%
20%
2
Capacidade por Km^2
Capacidade máxima (kbps)// área de cobertura do Node B
Tabela 13 – Capacidade de node B.
Para aumentar a capacidade num determinado local o operador tem à sua disposição alguns
mecanismos tais como:
•
Aumentar o número de portadoras no Node B;
•
Aumentar o número de estações base.
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3. Referências
1.
Duarte, P.M.O., Organização e Estrutura das Redes e Serviços de Telecomunicações, in Disciplina
para os cursos MIEET / PDEE / MAP-tele. 2010, Universidade de Aveiro: Aveiro.
2.
Raquel Castro Madureira, A.M.d.O.D., Raquel Matias-Fonseca, 133 years of Telecommunications
Universal Service in Portugal in HISTELCON'2010 2010, IEEE: Madrid, Spain
3.
ITU, ITU-T G.984.2 Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): Physical Media Dependent
(PMD) layer specification. 2008, ITU.
4.
Silva, J.M.G.d., Análise Tecno-Económica em Telecomunicações – O caso FTTX, in Departamento
de Electrónica Telecomunicações e Informática. 2010, Aveiro: Aveiro.
5.
3GPP, 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network;
Base Station (BS) radio transmission and reception (FDD) (Release 9), in 3GPP TS 25.104 V9.6.0
2010.
6.
ITU, ITU-T G.982 Optical line systems for local and access networks, in Series G: Transmission
systems and media, digital systems and networks. 1996.
7.
PortugalTelecom, ORAC PT Oferta de Referência de Acesso a Condutas. 2010.
8.
Walfisch, J.B., H.L, A theoretical model of UHF propagation in urban environments Antennas and
Propagation, IEEE Transactions on 1988. 36(12).
9.
F. Ikegami, F.T., T.; Yoshida, S, Theoretical prediction of mean field strength for urban mobile radio
Antennas and Propagation, IEEE Transactions on 1991. 39(3): p. 4.
10.
Hata, M., Empirical formula for propagation loss in land mobile radio services Vehicular Technology,
IEEE Transactions on 1980. 29(3): p. 8.
11.
Toskala, H.H.a.A., WCDMA FOR UMTS, Third Edition. 2004: John Wiley & Sons Ltd.
12.
Carrilho, D.C., Redes Híbridas de Acesso Fixo sem Fios: Análise Tecno-Económica, in Departamento
de Electrónica Telecomunicações e Informática. 2010, Aveiro: Aveiro.
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4. ANEXOS
Nesta secção pretende-se apresentar alguns casos práticos de cenários exemplificativos de diverss tipos
de tecnologias e arquitecturas de telecomunicações, aplicados a diversos tipos de aglomerados populacionais.
Assim introduz-se um conceito de tipologias de unidades territoriais que serão o ponto de partida para os
cálculos apresentados no exemplos seguintes e para as seguintes tecnologias:
1. GPON FTTB Conectorizada
2. GPON FTTB Fusionada
3. Wi-Max
4. LTE
4.1 Conceitos base
4.1.1 Unidades territoriais
A aplicação desta tipologia a um território dá origem à sua decomposição num conjunto mais ou menos
heterogéneo de unidades territoriais. A caracterização de cada unidade territorial faz-se à custa dos seguintes
parâmetros:
2
o Dimensão global (em km );
2
o Densidade populacional (em hab/km );
o Dimensão e tipo de dispersão dos aglomerados populacionais (área típica de cada agregado,
topologia de implantação e distância média entre agregados);
Para além destas características diferenciadoras dos vários tipos de unidades, para cada unidade há
ainda que especificar os seguintes aspectos:
o Tipo de solo e de relevo (montanhoso ou plano, rochoso, terroso, arenoso, etc.);
o Possibilidade (ou não) de instalação de Infra-estruturas em postes ou em fachadas;
o Possibilidade (ou não) de instalação de Infra-estruturas em condutas;
o Disponibilidade das Infra-estruturas existentes:
o Possibilidade de partilha das Infra-estruturas de telecomunicações existentes;
o Possibilidade de remoção dos cabos de cobre existentes, deixando espaço para os cabos de
fibra sem que seja necessário construir novas condutas;
o Possibilidade de partilha de Infra-estruturas alternativas (p.ex: tubagens de gás, rede de
esgotos, etc);
o Custos dos direitos de passagem e acesso a edifícios;
o Encargos municipais (custos de repavimentação, acesso a condutas, encargos administrativos,
licenças).
o Tipos de edifícios (edifícios em altura ou moradias);
Nas figuras seguintes estão ilustradas as diferentes unidades territoriais aqui consideradas:
Figura 32 – Tipologia de unidades territoriais: a realidade e modelo esquemático.
As tipologias apresentadas podem ser descritas do seguinte modo:
-28-
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1. UD – Urbano Denso -A unidade territorial do tipo urbana densa refere-se a zonas urbanas
densamente populadas, geralmente o centro de uma cidade ou baixa da cidade, com uma grande
densidade de edifícios empresariais, edifícios municipais e governamentais, hotéis, hospitais, escolas.
Nestas zonas as redes de telecomunicações são intensamente utilizadas e a procura de largura de
banda é elevada, mas apenas durante as horas laborais. Os utilizadores necessitam de utilizar a rede
com a sua capacidade máxima de largura de banda. A infra-estrutura de telecomunicações existente é
antiquada, complexa e pouco organizada. Não existe espaço livre nas condutas para a instalação de
novos cabos, pelo que é necessário analisar cada cenário específico para se poder escolher entre a
utilização de cabos para instalação aérea ou a remoção dos cabos de cobre existentes, de forma a
deixar espaço para os cabos de fibra. Outro aspecto importante que é necessário ter em consideração
são os encargos municipais, especialmente a obtenção de licenças para acesso a condutas e instalação
de novos postes (no caso de instalação aérea de cabos de fibra óptica) pois podem inviabilizar o
projecto. Este é um aspecto comum para todas as unidades territoriais.
2. U – Urbano - Este tipo de unidade territorial refere-se a zonas moderadamente populadas,
constituídas por edifícios residenciais (na sua maioria edifícios em altura), pequenos hotéis, pequenos
escritórios, cafés com acesso à internet e espaços públicos como parques e jardins. Os requisitos de
largura de banda não são tão elevados como na urbana densa. Nestas zonas existe espaço livre para a
construção de novas condutas, no entanto é necessário analisar cada cenário específico para se
averiguarem formas de reduzir os custos de implementação da infra-estrutura passiva. É, também,
necessário analisar se, nas zonas onde não existe rede de condutas, é possível partilhar a infra-estrutura
com entidades alternativas (tubagens de gás, água, rede de esgotos) ou utilizar cabos para instalação
aérea. No caso de zonas públicas como parques municipais ou jardins será necessário considerar
tecnologias sem fios, de forma a permitir uma maior mobilidade aos utilizadores.
3. SUR – Suburbano Residencial- Zonas suburbanas residenciais são áreas circunscritas às
áreas centrais de um determinado aglomerado urbano. São comunidades com baixa densidade
populacional, onde habitam pessoas que trabalham nos centros urbanos próximos. Por vezes têm a
designação de “cidades dormitório” e são constituídas por edifícios residenciais e moradias unifamiliares.
Nestas zonas a procura de largura de banda apenas é elevada nas horas pós-laborais. Neste tipo de
unidade territorial existe espaço livre para a construção de novas condutas, no entanto é necessário
analisar cada cenário específico para se averiguarem formas de reduzir os custos de implementação da
infra-estrutura passiva. É, também, necessário analisar se, nas zonas onde não existe rede de condutas,
é possível partilhar a infra-estrutura com entidades alternativas (tubagens de gás, água, rede de esgotos
até às residências dos clientes) ou utilizar cabos para instalação aérea.
4. SUI – Suburbano Industrial - Zonas suburbanas industriais são áreas circunscritas às áreas
centrais de um determinado aglomerado urbano. São espaços com baixa densidade populacional, onde
se agrupam uma série de actividades empresariais e industriais. Estas zonas são constituídas por
edifícios empresariais e armazéns industriais. Nestas zonas as redes de telecomunicações são
intensamente utilizadas e a procura de largura de banda é elevada, mas apenas durante as horas
laborais. Os utilizadores necessitam de utilizar a rede com a sua capacidade máxima de largura de
banda. Nestas unidades territoriais existe espaço livre para a construção de novas condutas, no entanto
é necessário analisar cada cenário específico para se averiguarem formas de reduzir os custos de
implementação da infra-estrutura passiva. É, também, necessário analisar se, nas zonas onde não existe
rede de condutas, é possível partilhar a infra-estrutura com entidades alternativas (tubagens de gás,
água, rede de esgotos até às residências dos clientes) ou utilizar cabos para instalação aérea.SUM–
Suburbano Misto - Este é um tipo de unidade territorial misto, que apresenta características comuns com
as unidades suburbana residencial e suburbana industrial. São áreas circunscritas às áreas centrais de
um determinado aglomerado urbano, com baixa densidade populacional, onde existem edifícios
habitacionais, e edifícios empresariais e armazéns industriais.
5. R – Rural - A unidade territorial rural refere-se a áreas fracamente povoadas populadas, onde
as principais actividades económicas são agro-pecuária, agro-indústria e turismo rural. São constituídas
maioritariamente por edifícios residenciais unifamiliares, que se encontram bastante dispersos. Nestas
zonas a infra-estrutura de telecomunicações é antiquada ou inexistente, pelo que é necessário analisar a
viabilidade da construção de uma infra-estrutura de telecomunicações, pois a maioria das habitações
encontram-se muito dispersas e seria necessário realizar elevados investimentos na construção de
condutas e na instalação de cabos. De forma a reduzir alguns custos na implementação da infraestrutura passiva poderá ser necessário partilhar a infra-estrutura com entidades alternativas (tubagens
de gás, água, rede de esgotos. Em alternativa, seria importante considerar tecnologias de comunicação
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sem fios que, para além de permitirem uma maior mobilidade aos utilizadores reduziriam os custos de
construção civil necessário para a construção de condutas.
Podem-se catalogar ainda diferentes sub-unidades rurais.
a.
b.
c.
d.
RA – Rural Aglomerado: Esta área é caracterizada pela alta concentração de população com
grandes áreas vazias entre as unidades territoriais. A figura abaixo representa este tipo de
área.
RDA – Rural Disperso Aglomerado: Nesta área a população é altamente concentrada, com
algum espalhamento de população entre as unidades territoriais. A figura abaixo representa
esta área.
RAD – Rural Aglomerado Disperso: Nesta área, os clusters estão espalhados ao longo das
estradas formando um padrão linear de povoações.
RD – Rural Disperso: A população nesta área está espalhada segundo um padrão
homogéneo e está representado na figura seguinte:
Figura 33 – Sub-unidades rurais: Aglomerados, Disperso Aglomerado, Aglomerado disperso e Disperso.
A figura seguinte ilustra o tipo de território que está a ser considerado nos cálculos que se seguem:
Figura 34 – Unidades Territoriais e Extensões de Rede
A dimensão de cada um dos habitats no território hipotético em estudo encontra-se indicada na figura
anterior correspondendo globalmente a um aglomerado com pouco mais de 80 mil unidades de alojamento
(habitações, espaços comerciais, espaços industriais, etc).
Unidades
territoriais
UA
Urbano denso
20.000
Urbano
40.000
2
Área(km ) Densidade Utilizadores
População
Densidade
de UA
ou
(Utilizadores Populacional
2
2
(km )
Habitantes /
ou
(km )
UA
Habitantes)
4
5.000
4,00
80.000
20.000
20
2.000
2,50
100.000
5.000
Distância radial ao
ponto de agregação
principal (estação
local) (km) (*)
2
5
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Suburbano
residencial
20.000
40
500
2,50
50.000
1.250
10
Rural
(aglomerado)
2.000
150
13
2,50
5.000
33
20
Totais
82.000
(**)
Tabela 14 - Dimensão de cada um dos habitats no território.
(*) O parâmetro “Extensão da Rede” presente na Error! Reference source not found. indica a distância de a
que podem estar localizados equipamentos deslocados
deslocados da Estação Local para locais mais próximos dos
utilizadores de forma a vencer possíveis limitações de distância das tecnologias utilizadas (vulgo:
remotização do Central Office).
Office
(**) A população total da zona em estudo não pode ser obtida por simples adição dos volumes populacionais
associados aos vários segmentos de habitat. Isto deve-se
se ao facto de uma percentagem apreciável dos
habitantes que durante uma parte do dia estão num determinado habitat passarem a estar noutro habitat
noutra parte do dia (p.ex:
p.ex: muitas das pessoas que durante o dia estão na zona urbana densa – tipicamente
na “baixa” de uma cidade – à noite estarão em casa, numa outra zona da cidade).
cidade
4.1.2 Cenários de mercado
Considera-se
se que nos cenários que se seguem os serviços em oferta estão sujeitos a um tempo de
adopção que pode ser modelado pela curva logística descrita pela seguinte fórmula:
çã çã çã çã
1 Nesta fórmula α e β são parâmetros que controlam, respectivamente, o atraso ou avanço da curva
logística e a sua velocidade de crescimento.
Parâmetros
Penetração Inicial
Penetração Final
α
β
25%
100%
175
-2
Tabela 15 – Parâmetros utilizados no cálculo da taxa de penetração.
penetração
Para efeitos do presente estudo considerou-se
considerou se uma curva de penetração com o aspecto ilustrado na
figura seguinteError!
Error! Reference source not found.,
found., a que correspondem os seguintes parâmetros:
Figura 35 – Penetração no Mercado
4.2 Cálculo de custos por tecnologias
t
-31-
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4.2.1
FTTB Conectorizada
A tabela seguinte apresenta os montantes do valor patrimonial dos gastos por casa passada da
tecnologia FTTB, para diferentes unidades territoriais assumindo diferentes percentagens de disponibilidade
de infra-estruturas (rede de condutas) [4].
Figura 36 – FTTB Conectorizada.
•
Configuração Conectorizada: Nesta configuração considera-se que a rede se encontra dividida
em quatro segmentos: Central Office (Central Local), Feeder Network (Rede Primária),
Distribution Network (Rede de Distribuição ) e Drop Network (Baixada ou Ramal). Trata-se de uma
situação onde existe a possibilidade do ponto de flexibilidade, de seu nome SRO, ser instalado
num armário na via pública, com fácil acesso. Esta configuração permite um acesso mais flexível
para trabalhos na rede e pode ser utilizada em zonas urbanas ou semi-urbanas onde seja
possível obter autorização para instalar este ponto de flexibilidade em armários de rua localizados
no exterior.
Configuração Conectorizada
UT
DU
U
SU
R
Disponibilidade
de infraestrutura
2010
2011
2012
2013
2014
100%
209,87 €
193,37 €
159,32 €
143,46 €
150,89 €
50%
1.297,48 €
1.196,34 €
980,51 €
909,81 €
1.022,55 €
0%
2.385,09 €
2.199,30 €
1.801,69 €
1.676,16 €
1.894,21 €
100%
346,72 €
317,98 €
258,99 €
233,37 €
250,40 €
50%
2.737,17 €
2.512,16 €
2.057,93 €
1.917,57 €
2.165,17 €
0%
5.127,61 €
4.706,34 €
3.856,87 €
3.601,76 €
4.079,93 €
100%
457,67 €
420,71 €
340,97 €
305,85 €
331,50 €
50%
3.894,50 €
3.590,08 €
2.935,93 €
2.727,53 €
3.085,95 €
0%
7.331,34 €
6.759,45 €
5.530,88 €
5.149,20 €
5.840,39 €
100%
979,65 €
886,54 €
687,55 €
560,00 €
608,88 €
50%
8.154,11 €
7.406,71 €
6.001,13 €
5.203,55 €
5.987,85 €
0%
15.328,57 €
13.926,87 €
11.314,72 €
9.847,10 €
11.366,83 €
Tabela 16 - Valor patrimonial dos gastos por casa passada solução FTTB Configuração Conectorizada.
4.2.2 Configuração Fusionada (zonas urbanas ou suburbanas sem permissão de instalação de
equipamentos em armários de rua)
•
Configuração Fusionada: Nesta configuração considera-se que a rede se encontra dividida em
quatro segmentos: Central Office, Feeder Network, Distribution Network e Drop Network. Esta
-32-
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configuração é implementada quando não existe a possibilidade de se instalar num armário na via
pública, obrigando a instalação de juntas de fibra óptica em caixas de visita ou em postes. Este
ponto de flexibilidade designa-se por JSO Nesta configuração o acesso para trabalhos na rede é
mais difícil do que na Configuração Conectorizada.
Figura 37 - FTTB fusionada.
UT
Configuração Fusionada
DU
U
SU
R
Disponibilidade
de infraestrutura
2010
2011
2012
2013
2014
100%
282,93 €
255,72 €
195,98 €
160,90 €
161,09 €
50%
1.739,66 €
1.576,67 €
1.214,91 €
1.025,52 €
1.099,51 €
0%
3.196,38 €
2.897,63 €
2.233,84 €
1.890,15 €
2.037,92 €
100%
485,33 €
436,78 €
330,77 €
268,44 €
273,18 €
50%
3.683,27 €
3.326,60 €
2.562,29 €
2.167,54 €
2.335,33 €
0%
6.881,21 €
6.216,43 €
4.793,81 €
4.066,64 €
4.397,49 €
100%
649,59 €
585,46 €
441,31 €
355,25 €
363,60 €
50%
5.252,84 €
4.759,68 €
3.661,13 €
3.087,47 €
3.328,99 €
0%
9.856,10 €
8.933,91 €
6.880,94 €
5.819,68 €
6.294,38 €
100%
1.223,48 €
1.095,85 €
815,67 €
627,07 €
652,74 €
50%
10.456,69 €
9.389,62 €
7.232,15 €
5.851,15 €
6.410,38 €
0%
19.689,91 €
17.683,38 €
13.648,64 €
11.075,23 €
12.168,01 €
Tabela 17 - Valor patrimonial dos gastos por casa passada solução FTTB Configuração Fusionada.
4.2.3 WiMAX
A análise da rede WiMAX focou-se no estudo das redes primária, de distribuição e de clientes, tendo em
conta os custos de servidor de Gateway, cuja função é fazer o encaminhamento do tráfego entre as estações
base e a rede nuclear, possibilitando o encaminhamento de dados entre estações base sem necessitar de
sobrecarregar a rede nuclear. Considerou-se, também, que não existia nenhuma central local nas zonas onde
se irá implementar esta solução, sendo necessária uma ligação em fibra óptica desde o gateway (colocado
numa central vizinha) e a primeira estação base. Para esse efeito foi considerada uma distância média,
variável, entre estes dois elementos, tendo a preocupação de colocar fibra “escura” na conduta, de modo a
simplesmente ser necessário efectuar a ligação dos equipamentos quando forem implementadas novas
estações base. Prevendo-se um crescimento de utilizadores da rede ao longo do tempo de vida da rede de
telecomunicações, assume-se a necessidade de aumentar o número de estações base.
Para se determinar o investimento necessário para implementar esta solução foram analisados os
pelos custos relativos a 3 componentes, [12]:
•
Estações Base (implementação e actualizações);
•
Rede Feeder (implementação e actualizações);
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•
Servidor de Gateway.
Figura 38 – Rede Wi-max.
UT
WiMAX
DU
U
SU
R
Disponibilidade
de Infra-estruturas
Infra
2010
2011
2012
2013
2014
100%
236,76 €
139,49 €
69,56 €
50,49 €
44,43 €
50%
263,03 €
154,96 €
77,27 €
56,10 €
49,29 €
0%
289,30 €
170,44 €
84,99 €
61,70 €
54,15 €
100%
193,22 €
113,83 €
56,76 €
52,98 €
50,37 €
50%
238,24 €
140,36 €
69,99 €
62,58 €
58,70 €
0%
283,27 €
166,89 €
83,22 €
72,18 €
67,03 €
100%
332,19 €
195,71 €
97,59 €
70,85 €
62,39 €
50%
466,89 €
275,07 €
137,17 €
99,58 €
87,32 €
0%
601,59 €
354,42 €
176,74 €
128,30 €
112,25 €
100%
945,56 €
557,07 €
277,74 €
201,72 €
178,10 €
50%
2.588,19 €
1.524,83 €
760,24 €
552,16 €
482,07 €
0%
4.230,82 €
2.492,58 €
1.242,74 €
902,59 €
786,05 €
Tabela 18 -Valor patrimonial dos gastos por utilizador WiMAX.
4.2.4 LTE
Na solução baseada em LTE não foi implementado nenhum sistema de voz, isto é, apenas se considerou
o tráfego de dados. Foram tidos em conta os custos de todo a rede primária e de distribuição, assim como
uma percentagem dos custos de implementação do packet core (consoante o número de eNodeB
considerados). Foi também considerado que não existia nenhuma central local nas zonas onde se pretendia
implementar esta solução, sendo necessária uma ligação em fibra óptica desde da rede de interligação e a
primeira estação
stação base. Para esse efeito foi considerada uma distância média, variável, entre estes dois
elementos, tendo a preocupação de colocar fibra “escura” na conduta, de modo simplesmente ter de efectuar
a ligação dos equipamentos quando forem implementados novos
no
eNodeB.
Para se determinar o investimento necessário para implementar esta solução foram analisados os pelos
custos relativos a 3 componentes,
componentes [12]:
•
eNodeB
•
Packet Core (upgrades)
•
Rede Feeder;
-34-
G RUPO DE S ISTEMAS DE B ANDA L ARGA
B ROADBAND S YSTEMS G ROUP
Figura 39 - Rede LTE.
UT
DU
LTE
U
SU
R
Disponibilidade de
Infra--estruturas
2010
2011
2012
2013
2014
100%
208,50 €
122,84 €
61,25 €
44,47 €
39,20 €
50%
234,77 €
138,31 €
68,97 €
50,07 €
44,06 €
0%
261,04 €
153,79 €
76,69 €
55,67 €
48,92 €
100%
189,07 €
111,39 €
55,55 €
40,32 €
35,57 €
50%
234,10 €
137,92 €
68,77 €
49,93 €
43,91 €
0%
279,13 €
164,45 €
82,00 €
59,53 €
52,24 €
100%
306,52 €
180,58 €
90,05 €
65,37 €
57,64 €
50%
441,21 €
259,94 €
129,62 €
94,10 €
82,57 €
0%
575,91 €
339,30 €
169,19 €
122,83 €
107,50 €
100%
872,83 €
514,23 €
256,38 €
186,21 €
164,64 €
50%
2.515,46 €
1.481,98 €
738,88 €
536,64 €
468,61 €
0%
4.158,09 €
2.449,73 €
1.221,38 €
887,08 €
772,59 €
Tabela 19 - Valor patrimonial dos gastos por utilizador LTE.
-35-