O novo modelo de negócio do backhaul
Os serviços de backhaul evoluíram de soluções de cobre TDM para múltiplos serviços Ethernet de 1 a 10 Gbps iluminados sobre fibra em operações 4G LTE. O 5G vai mudar ainda mais esse cenário.
Hermano Albuquerque, diretor geral LATAM para o Grupo Halo/Skylane
Os argumentos em torno da implementação do 5G colocam a tecnologia como a primeira geração de serviços de banda larga móvel no início do século XXI com uma grande propaganda em torno das infinitas possibilidades oferecidas pela internet de alta velocidade. Mas como justificar o investimento maciço nas redes sem aplicações e infraestrutura inovadoras para impulsionar sua adoção?
A Deloitte Consulting estima que será necessário investimentos de US$ 130 bilhões a US$ 150 bilhões em infraestrutura de fibra óptica para construir o 5G nos EUA, no prazo de cinco a sete anos – sem contar os demais países. No Brasil, o montante total de investimentos para implementação do 5G gira em torno de R$ 48 bilhões, mas não há uma quantia exata do quanto será destinado à fibra óptica.
Os visionários afirmam que o 5G oferecerá acesso a novas tecnologias como inteligência artificial e infraestrutura urbana inteligente as quais devem definir a próxima revolução digital. As empresas e países que não agirem agora estarão em grande desvantagem em relação às potências globais que estão de fato investindo no 5G.
Ao olharmos para o mundo pós-Covid, percebemos que a sobrevivência econômica e social está ligada à capacidade de trabalhar, comunicar-se e se entreter a distância. Se há um momento para que uma nova e revolucionária tecnologia de Internet tome posse, esse momento é agora.
Os serviços de backhaul – rede que conecta a infraestrutura móvel aos principais “hubs” de transmissão – evoluíram de soluções de cobre TDM (“time-division-multiplexing”) para múltiplos serviços Ethernet de 1 a 10 Gbps iluminados sobre fibra em operações 4G LTE. Em muitos casos, o backhaul tradicional também evoluiu para o uso de fibras próprias ou de terceiros, iluminadas ou não.
Os serviços de backhaul por atacado no ambiente 4G e nos ambientes anteriores eram simples e diretos. Um fornecedor de backhaul poderia utilizar uma fibra de 24 ou 48 núcleos ou uma solução WDM em uma estação móvel e confiar na capacidade da fibra para as necessidades atuais e futuras. Com o tempo, muitos provedores de serviços utilizaram tais soluções como fonte de receita e como uma forma de ampliar a construção de novas redes de fibra.
Ruptura do mercado?
O padrão 5G apresenta uma nova arquitetura radicalmente dependente de uma infraestrutura de fibra óptica de altíssima capacidade, pois a qualidade oferecida pela fibra será necessária em áreas mais próximas do usuário. O padrão 5G introduz o conceito de virtualização e desagregação das funções atribuídas às BBUs – unidades de banda base e RRH – unidades de rádio remoto, distribuindo-as em múltiplos elementos de rede como a CU – unidade central, a DU – unidade de distribuição e a RU – unidade de rádio.
Estes elementos de rede reúnem os recursos de múltiplas unidades de rádio em uma unidade DU e CU. A distribuição destes recursos na planta externa resulta em uma nova arquitetura 5G que chamamos de “x-Haul” com possíveis rupturas de mercado e novas oportunidades para provedores de serviços de backhaul.
Os principais fornecedores de serviços móveis já vêm se preparando para essa mudança fundamental na infraestrutura de conexão, investindo fortemente no crescimento das redes de acesso local em fibra.
A imagem acima compara o backhaul móvel tradicional ponto a ponto, possivelmente em um anel de fibra ou em uma única passagem de fibra, com a nova arquitetura distribuída 5G x-Haul. A arquitetura x-Haul agregará dados de múltiplos rádios (RUs) a elementos DU e CU a taxas de dados significativamente mais altas do que as gerações anteriores.
Além disso, a infraestrutura de fibra necessária para suportar os enormes requisitos de dados do 5G será central para o novo modelo econômico de ofertas de backhaul. Um novo cálculo será necessário para contabilizar a localização dos ativos de fibra, disponibilidade de largura de banda e os níveis de serviço para impulsionar a implantação do 5G.
Localização de ativos de fibra
A disponibilidade do acesso de fibra fronthaul será o maior desafio de mercado na implantação do 5G. É verdade que as faixas de frequência do 5G de sub-6GHz e ondas milimétricas (>24,25 GHz) oferecem serviços de largura de banda potencialmente assombrosos (20 Gbps downstream e 10 Gbps upstream), mas elas têm o inconveniente de uma área de cobertura substancialmente menor.
Uma célula 4G, normalmente, pode cobrir uma área de alguns quilômetros quadrados, em comparação com células na faixa milimétrica de menor alcance, distribuídas a aproximadamente cada 300 metros, resultando em até 60 pequenas células a cada 2.5 km2, cada uma potencialmente exigindo até seis fibras (figura acima).
Mesmo regiões com alta densidade populacional ou centros urbanos onde a fibra possa estar presente, a ampliação das redes de óptica se mostrará um desafio, abrindo oportunidades para uso de transceptores ópticos que aumentem a capacidade de banda com o mesmo número de enlaces disponíveis.
Disponibilidade de banda larga
A banda larga móvel do 5G atinge taxas de dados semelhantes às redes terrestres, mas também exige que os links que alimentam a rede sejam superdimensionados. O aumento dessa capacidade se inicia na unidade de rádio, com transceptores de fibra óptica de 10 e 25Gbps, aumentando para 25 a 100 Gbps no midhaul, atingindo conexões de 25 e 100 Gbps, até alcançar 100 Gbps no backhaul (figura 1).
A proposta de valor do 5G para provedores de serviços móveis vai muito além da simples ampliação da banda larga móvel, principalmente por gerar a oferta de novos serviços mais avançados: ioT – Internet das coisas, monitoramento de energia, agricultura inteligente, telemedicina e aplicações críticas de desempenho, como carros autônomos, são algumas das muitas aplicações da tecnologia 5G. Já a arquitetura de suporte 5G x-Haul exigirá não apenas ampliações sucessivas de largura de banda nas conexões de transporte do backhaul, mas também nos segmentos de rede de distribuição (midhaul) e acesso (fronthaul).
Níveis de serviço
Os acordos de nível de serviço para serviços 5G “x-Haul” não serão menos rigorosos do que os serviços da geração anterior. Transceptores de fibra óptica podem ser instalados em diversos pontos dos bairros, postes de luz, postes de serviços públicos e até mesmo semáforos, locais não exatamente ideais para dispositivos normalmente utilizados. Transceptores comuns normalmente operam em temperaturas operacionais de 0°C a +70°C, projetados para uso em ambientes climatizados e controlados.
Esta condição é especialmente verdadeira para os transceptores WDM. No entanto, tais transceptores podem falhar fora de ambientes climatizados devido ao desvio do comprimento de onda em diferentes temperaturas, podendo causar interrupção de serviço. Portanto, uma atenção cuidadosa deve ser dada às classificações de temperatura nos transceptores óticos.
A indústria de equipamentos de rede reconhece três padrões de temperatura operacional para transceptores óticos: 0°C a +70°C ou temperatura padrão, temperatura industrial (ITEMP) -40°C a +85°C e temperatura estendida, não claramente padronizada pelos fabricantes. Em muitos casos, esses transceptores supostamente classificados na “faixa estendida” não foram verdadeiramente testados para operar em ambientes severos.
Conclusão
O novo modelo de backhaul 5G tem tudo para chacoalhar o ecossistema tradicional de backhaul nas redes móveis. O sucesso dos novos projetos será fundamentalmente determinado pelos participantes que tenham a necessária qualidade e capacidade para se adaptarem rapidamente e resolver os desafios dos serviços 5G x-Haul.
