Comunicações ópticas
Cabos Submarinos
Wilson Brasil - graduando em tecnologia de sistemas de telecomunicações
Introdução
Um cabo submarino é um meio de transmissão de eletricidade, voz, dados, ou outro sinal utilizando de um cabo especialmente construído para ser instalado sob ou sobre o leito oceânico. Cabos Submarinos podem ser de três tipos: metálico, coaxial ou óptico, sendo que este último é o mais utilizado.
Cabo submarino é um cabo telefônico especial, que recebe uma proteção mecânica adicional, própria para instalação sob a água, por exemplo, em rios, baías e oceanos. Normalmente dispõe de alma de aço e de um isolamento e proteção mecânica especiais.
Este tipo de cabo telefônico é utilizado principalmente em redes internacionais de telecomunicações, que interligam países e continentes. No Brasil, pelo seu tamanho continental, o cabo submarino é utilizado para interconectar toda a sua costa. Seu tipo pode ser metálico, coaxial ou óptico.
O cabo submarino coaxial surgiu em 1956 e permitiu a comunicação de várias pessoas ao mesmo tempo. No início dos anos 70, com o desenvolvimento do cabo óptico e a sua aplicação na comunicação submarina, este meio de transmissão tornou-se a melhor opção.
A primeira rede de fibra ótica projetada para utilização da técnica DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexer) foi implementada em 1988 e interligou os Estados Unidos com a Grã-Bretanha, a Alemanha e a Holanda. Este cabo era associado ao sistema TAT-8 e elevou a capacidade de tráfego entre os EUA e a Europa para 20.000 circuitos de voz.
Cabos submarinos no Brasil
A cidade de Fortaleza, graças à sua posição super privilegiada, e por ser a cidade mais próxima da Europa e África, é lá que é possível a passagem dos mais importantes sistemas de Comunicação do nosso Planeta Terra. Por meio de cabos ópticos submarinos são transmitidos diversos dados, sempre online, de qualquer ponto onde esteja ocorrendo o evento, os quais garantem a transmissão em tempo 'real' de todos os acontecimentos! A cidade de Fortaleza conta com cabos submarinos que passam primeiro pela capital do Ceará para o restante do Brasil Castelão: o palco para 2014 será contemplado com dados sempre online. São os cabos de fibra ótima submarina que fazem possível a internet fluir pelo mundo a fora.
Em 1999 foi ativado o cabo óptico submarino Atlantis II, que liga a América do Sul (Fortaleza, no Brasil e Las Toninas, na Argentina) à África (Dakar, no Senegal, e Cabo Verde) e à Europa (Sesimbra, em Portugal, e Ilhas Canárias, na Espanha), com uma extensão de 12 mil quilômetros e 60 mil circuitos de voz. Para implantar esse sistema, a Embratel participa de um consórcio internacional integrado por nove empresas de telecomunicações, que investirá US$ 370 milhões. O Atlantis II se interliga aos sistemas Américas I, Columbus II, Unisur, Sea-Me-We 3 (acesso à Itália e ao sudoeste asiático), Pencan 6 (Espanha) e Tagide 2, formando um anel de fibra óptica na região do Oceano Atlântico.
Atlantis 2
Atlantis 2
Este cabo submarino pertence a um consórcio internacional formado por 25 grandes empresas de telecomunicações e que representam as maiores operadoras de telecomunicações do mundo. Exigiu recursos da ordem de US$ 370 milhões. Setenta por cento do empreendimento foi feito pelas operadoras Embratel, Deutsche Telecom, Telecom Itália, STET-France Telecom, e Telefonica de Espanha.
Com cerca de 12 mil quilômetros de extensão e em operação desde de 1999, liga o Brasil (de Natal até o Rio de Janeiro) à Europa, África e América do Sul. O cabo possui dois pares de fibras óticas sendo um utilizado para serviço e o outro para restauração.
É o único cabo submarino transatlântico que interliga diretamente a América do Sul à Europa. A capacidade atual deste cabo é de 20 Gbps, sendo a sua capacidade final prevista de 40 Gbps. Possui 8 lambdas no par de serviço, com uma velocidade de 2,5 Gbps por lambda.
Utilizando a infra-estrutura do Atlantis 2, a Embratel implantou ainda, para seu uso exclusivo, dois pares adicionais de fibras óticas com capacidade de 40 Gbps, entre Fortaleza e Rio de Janeiro.
Através do cabo submarino Atlantis 2, o Brasil participa da rede digital que conecta os cinco continentes e que será composta pela interligação de 73 sistemas de cabos de fibras óticas, totalizando uma extensão de 385 mil quilômetros. Esta rede irá formar a infra-estrutura global da sociedade da informação.
Principais Cabos Submarinos com presença no Brasil
Cabo Submarino: Estrutura Básica do Sistema
A principal característica dos sistemas de comunicações de cabos ópticos submarinos, além da sua alta capacidade de transmissão é a distância que se pode atingir, chegando a até 9.000 km sem necessidade de regeneração do sinal.
Nos sistemas que utilizam fibras ópticas de terceira geração consegue-se atingir espaçamentos de até 60km entre repetidores. Já nos sistemas que utilizam cabos com fibras óticas de quarta geração, estes espaçamentos podem atingir até 100 Km. Além disso, o cabo óptico, amplificadores e regeneradores utilizados em sistemas submarinos são projetados para resistirem a pressão de água de até 8.000m de profundidade (pressão igual a 800 atmosferas). A estrutura dos componentes, incluindo os componentes ópticos, é de altíssima confiabilidade, normalmente assegurando 25 anos de vida útil.
Sistema de Comunicação de Longa Distância
Utilizando Cabos Submarinos
Utilizando Cabos Submarinos
Estação Terrena
Na Estação Terrena estão os equipamentos responsáveis pela regeneração do sinal óptico e pela demultiplexação dos sinais separando-os em canais e posteriormente disponibilizado-os para a distribuição aos usuários finais.
É na Estação Terrena que o cabo submarino chega quando entra no continente. Além da Estação Terrena, os sistemas submarinos completam-se com os Pontos de Presença (POP).
Tanto a Estação Terrena como os POPs são dotados de sistemas de energia e segurança com redundância de 100% incluindo a entrada de energia da concessionária, geradores, sistema ininterrupto de energia (no-break) e ar condicionado.
Os sistemas de prevenção, proteção e combate a incêndio também são itens cuidadosamente estudados e implementados.
O centro de gerência do sistema (NOC – Network Operation Center) geralmente é construído em uma Estação Terrena ou POP. Através de alarmes e sistemas de monitoração, o NOC permite o controle de tráfego, a vigilância dos sinais, identificação de problemas e a manutenção do sistema e funciona 24 horas por dia, 7 dias na semana.
Multiplexação por Divisão de Onda Densa (DWDM)
Os sistemas submarinos atuais têm capacidade de transmitir vários sinais ópticos independentes, cada um com um comprimento de onda característico (lambda). O método pelo qual vários sinais em diferentes comprimentos de onda são combinados numa única fibra é conhecido pelo nome de multiplexação por divisão de onda densa (DWDM).
Os DWDM atualmente em funcionamento nos cabos submarinos trabalham com comprimentos de onda com velocidade de transmissão de 2,5Gbps e 10Gbps.
Os equipamentos de DWDM ficam nas Estações Terrenas. Seu projeto, normalmente, permite um crescimento gradual, desde um único comprimento de onda até múltiplos comprimentos, a medida que aumentem as necessidades de capacidade.
Equipamento SDH
O equipamento SDH oferece às redes ópticas funções de multiplexação e proteção.
Todas as interfaces são de padronizadas de acordo com normas internacionais, permitindo a sua interligação com outras redes submarinas, terrestres e de satélite e podem estar instalados tanto na Estação Terrena como no POP.
Amplificadores Ópticos
Os amplificadores ópticos compensam as perdas no cabo submarino devidas à atenuação do sinal.
São conectados ao cabo a intervalos de distância apropriados e devolvem aos pulsos óticos a sua amplitude original, sem necessidade de ter que convertê-los à sua forma eletrônica nos repetidores submarinos eles não realizam a regeneração do sinal, que é feita na Estação Terrena.
Os amplificadores ópticos são projetados de modo a poder transportar a capacidade da fibra através dos vários milhares de quilômetros entre as Estações Terrenas.
A alimentação dos amplificadores ópticos de um sistema óptico submarino é feita remotamente a partir das Estações Terrenas. A voltagem necessária para a alimentação dos amplificadores gira em torno de 4.000V.
Cabo Submarino Típico 1 – Uso no oceano
O cabo submarino acompanha a topografia do fundo do oceano e fica praticamente “estacionado” no leito submarino. Isto se deve ao próprio peso do cabo e ao peso dos amplificadores (em torno de 500 kg cada um). Assim, na parte oceânica o cabo submarino não necessita de uma maior proteção além da utilizada para resistir à pressão de água em grandes profundidades.
Pode-se utilizar vários tipos de cabo de acordo com as condições do leito oceânico e as funções da rede. O cabo tronco normalmente possui quatro pares de fibras e os ramais dois. Em águas profundas o tronco e ramais são leves, não havendo a necessidade de uma blindagem mais pesada.
Perto da costa utilizam-se cabos blindados de vários tipos para minimizar as ameaças externas das âncoras das embarcações e barcos pesqueiros.
A fibra é desenvolvida especificamente para aplicações submarinas e produzida especialmente para transportar a capacidade da fibra através dos vários milhares de quilômetros entre as Estações Terrenas.
abo Submarino Típico 2 – Uso já na plataforma
Por estar mais exposto e sujeito a danos, ao chegar à plataforma continental o cabo submarino passa a ser enterrado a uma profundidade média de 1m. Para lhe conferir mais confiabilidade no sentido da proteção mecânica, o cabo submarino instalado na plataforma possui uma proteção extra.
Bibliografia: