FTTx – Infraestrutura para cidades inteligentes e sustentáveis
Celso Gonsales Saes, diretor da Sirius Tecnologia, e Marcelo Barboza, da Clarity Treinamentos
O FTTx como base para as smart cities. Por quê?
Para demonstrar a afirmação acima vamos tomar como parâmetro o entendimento do comitê FG-SSC – Focus Group on Smart Sustainable Cities, que é parte integrante do ITU-T – International Telecommunications Union – Telecommunication Standardization Sector, sobre o conceito “Smart and Sustainable Cities” (cidades inteligentes e sustentáveis, ou SSC).
Conceito
O estudo da ITU envolveu a análise de aproximadamente 116 definições de SSC obtidas de uma variedade de fontes, incluindo academia e comunidades de pesquisa, iniciativas governamentais, organizações internacionais (Nações Unidas, ITU, etc.), perfis corporativos e de empresas, definições centradas no usuário, associações comerciais e organizações de desenvolvimento de padrões, As diretrizes são os atributos e temas encontrados em um estudo desenvolvido em paralelo pela ITU (ITU-T Technical Report on the Overview of Smart Sustainable Cities) para uma definição geral do conceito. Foram estabelecidos trinta termos chave nas principais categorias e indicadores que devem ser incluídos em uma definição padronizada, sendo que oito representam categorias essenciais:
1 – Qualidade de vida e estilo de vida
2 – Infraestrutura e serviços
3 – Comunicações e inteligência da informação
4 – Pessoas, cidadãos e sociedade
5 – Meio ambiente e sustentabilidade
6 – Governança, gestão e administração
7 – Economia e finanças
8– Mobilidade
Ainda, seis indicadores primários foram identificados: vida inteligente, pessoas inteligentes, ambiente e sustentabilidade inteligentes, governança inteligente, mobilidade inteligente e economia inteligente.
Deste extenso estudo se extraiu a definição aprovado pelo ITU-T FG-SSC em 2014:
“Uma cidade inteligente e sustentável é uma cidade inovadora que utiliza tecnologias de informação e comunicação (TIC) e outros meios para melhorar a qualidade de vida, a eficiência das operações e serviços urbanos e a competitividade, garantindo ao mesmo tempo que sejam atendidas as necessidades das gerações presentes e futuras com respeito aos aspectos econômicos, sociais e ambientais”.
Posto isto, se olharmos para os números e projeções do crescimento populacional global e as tendências de concentração de pessoas nos centros urbanos, ficam claras as evidências de que, cada vez mais, necessitamos de um modelo de cidade e um modo de vida organizado e ordenado a fim de se de obter o aproveitamento racional dos recursos que envolvem a vida pública, social e ambiental. Observe abaixo o gráfico e a previsão do Relatório das Nações Unidas de 2014 e tire suas conclusões:
Gerando receitas com cidades inteligentes
Para entendermos como a transformação e implementação do conceito de “smart cities” representa um gigantesco gerador de receitas para as cidades e outro imenso potencial gerador de negócios, precisamos explorar o binômio “TI/Telecom” em sua essência como os dois pilares do conceito. Observando as conclusões da ITU, notamos que a utilização de tecnologias de informação mais as tecnologias de comunicação, atuando em conjunto, embasam o conceito. Consideremos que, no caso das cidades, a geração de receita advém da economia obtida com a utilização racional e inteligente dos recursos públicos e de seu eficaz controle e gerenciamento. Essas áreas e serviços da administração pública a que nos referimos podem ser observadas na figura abaixo.
Antes mesmo de analisarmos quais são as tecnologias de TI e telecom utilizadas num modelo de cidade inteligente e sustentável, devemos conhecer os elementos pertinentes ao funcionamento das cidades e que são passíveis de integração. Lembre-se que, se encararmos todos os detalhes da vida nas cidades como informação, tudo é passível de aplicação de modelos inteligentes. Observe alguns elementos comuns no gráfico acima.
Importante esclarecer que os projetos de cidades inteligentes são casos únicos e devem ser tratados com suas individualidades e peculiaridades. Um modelo baseado em uma cidade não servirá para outra, a não ser que ambas tenham as mesmas características em todas as variantes de análise, o que normalmente não ocorre.
Como um exemplo real, podemos citar a cidade de Santa Mônica , na Califórnia, EUA, selecionada pela Universidade de Harvard como uma das Top 25 em inovações governamentais. A cidade implantou uma rede metropolitana em FTTx, chamada de “City Net” oferecendo serviços como hotspots Wi-Fi públicos (32 zonas), conectividade para edifícios públicos e empresas privadas, controle de tráfego inteligente (80% das sinaleiras são sincronizadas), monitoramento público por CFTV (550 câmeras), dentre outros. São oferecidas atualmente conexões entre 100 Mbps e 10 Gbps.
O projeto da City Net começou em 1998, tendo sido implantado poucos anos depois. Atualmente estima-se em US$ 700 mil a economia anual possibilitada pela utilização dessa rede. Como explica Jory Wolf, CIO da cidade de Santa Mônica: “Quando falo com empresas de tecnologia e pós-produção interessadas em se mudarem para Santa Mônica, eles me dizem que não é mais o preço dos imóveis, e sim o custo da conectividade IP que conduzirá a decisão. Municípios que não oferecem uma infraestrutura onde as empresas possam ter todos os componentes essenciais para suas operações – espaço, energia, água, banda larga etc. – correm o risco de perder as indústrias mais estáveis da economia atual.”
Tecnologias de informação e tecnologias de comunicação
A infraestrutura das cidades inteligentes e sustentáveis deve ser abordada em um modelo integrado e de multicamadas. Os serviços de coleta e análise de dados são o núcleo dessa infraestrutura e as tecnologias necessárias para atender esse tipo de dados estão disponíveis: big data, cloud computing, bussiness inteligence, structured data, analytical systems, etc. Todos os elementos geradores de informação e que se integram por meio das tecnologias de comunicação estão sendo desenvolvidos e aplicados em vários setores distintos: satélite; sensores; tecnologia de câmeras; Internet of things, Internet of people; Internet of services; Internet of data; computação móvel; energia solar; energia eólica; tecnologias sem fio Wi-Fi; Bluetooth; Zigbee, etc.
Em resumo, sistemas de TI são suportados pelas redes de telecomunicação a fim de trocar dados entre si em tempo real, integrando informações pertinentes às várias entidades ou áreas do sistema de funcionamento das cidades.
O FTTx como base para as smart cities
Pense em Exa, Zeta e Iottabytes de informação global circulando nas redes. Qual meio físico pode prover largura de banda para suportar toda essa demanda e quais taxas de transmissão são necessárias para viabilizar tudo isso? A empresa Cisco prevê que o tráfego Internet anual global chegará perto de cinco zetabytes em 2022, sendo que 20% de todo esse tráfego será gerado por dispositivos móveis (como celulares). Só para ficarmos em 2019, em apenas um minuto foram assistidos 4,5 milhões de vídeos no YouTube, enviados 188 milhões de e-mails, assistidas mais de 690 mil horas de Netflix e gastos quase um milhão de dólares em compras on-line!
As técnicas de multiplexação de sinais ópticos por divisão de comprimento de onda (WDM) utilizadas em arquiteturas de rede óptica passiva (PON) e FTTx (fibra óptica até próximo ao usuário) alcançaram um estágio de desenvolvimento que originalmente se iniciou com transmissões de 155/622 Mbps (ATM – BPON) e, atualmente, chegam a taxas de 40 Gbps (downstream) e 10 Gbps (upstream) na tecnologia NG PON2 (ITU-T G.989.x) com alcance total de 20 km.
Contudo, as velocidades do NG PON2 nem de longe representam a capacidade máxima que uma rede óptica pode alcançar. Com a utilização combinada de tecnologias DWDM e UDWDM (WDM denso e WDM ultradenso, respectivamente), transmissores lasers de alta velocidade e avançadas técnicas de modulação, as velocidades de transmissão sobre fibras ópticas monomodo superam facilmente a casa das centenas de Gbps.
Como exemplo, já estão disponíveis transceivers ópticos com capacidade de 80 canais (sobre uma única fibra), cada canal trafegando a 400 Gbps, perfazendo uma velocidade agregada final de 34 Tbps por fibra! Eventualmente, toda essa capacidade de transmissão será utilizada em novos padrões de redes PON e FTTx.
Essas métricas fazem com que as redes PON se consolidem como o meio de transporte capaz de atender às necessidades de largura de banda e velocidade de transmissão para diversas aplicações e serviços, simultaneamente.
Fica fácil compreender que o meio físico capaz de suportar o transporte de grandes volumes de informação a longas distâncias é a fibra óptica e que a arquitetura ideal para essas redes são as PON. Chama à atenção a capacidade de interação e escalabilidade que as diversas premissas do FTTx permitem. O fato de a arquitetura de rede óptica passiva ser análoga em funcionamento, independentemente da premissa (home, user, curb/cabinet, node/neighborhood, building/bussiness, antenna), permite a integração de backbones viabilizando a concepção do conceito “Smart and Sustainable Cities”.
