Redes ópticas de alto desempenho: Entenda a modelagem de constelação probabilística

A PCS – modelagem de constelação probabilística permite que um determinado transponder forneça uma combinação de taxa de dados de comprimento de onda e alcance óptico próximo ao limite da capacidade teórica de transmissão do cabo.

Geoff Bennett, diretor de soluções e tecnologia, da Infinera

  A PCS – Modelagem de constelação probabilística é a próxima grande novidade na transmissão coerente de alto desempenho em redes ópticas. A promessa da PCS é que ela permitirá que um determinado transponder forneça uma combinação de taxa de dados de comprimento de onda e alcance óptico próximo ao limite da capacidade teórica de transmissão do cabo (também conhecido como limite de Shannon).

  Deixe-me lembrá-los brevemente de como funciona a modelagem de constelação probabilística e, em seguida, irei explicar um dos recursos mais importantes para uma implementação da PCS eficaz: “palavras-código longas”.

  À medida que você aumenta a ordem de modulação (por exemplo, de QPSK até 64QAM), o alcance óptico cai exponencialmente, enquanto a eficiência espectral aumenta de forma muito moderada.

  Mas operar com a modulação mais alta que você pode usar para um determinado alcance é uma maneira vital de reduzir o custo por bit na rede e maximizar a capacidade da fibra, portanto, uma boa parte do projeto da rede é maximizar a ordem de modulação. A PCS soluciona esse problema.

  Se usarmos a modulação discreta (o resultado é mostrado na figura abaixo), existe um efeito “dente de serra” quando o transponder muda de uma modulação para outra. A figura também indica uma linha pontilhada representando o limite de Shannon – se você operar o link próximo a uma das quedas no “dente de serra”, como efeito você estará mais longe do limite de Shannon.

  A figura abaixo aponta que a PCS começa com uma constelação completa de 64QAM. Estou mostrando apenas uma polarização para simplificar. Em distâncias curtas podemos usar a constelação completa e um sinal PM-64QAM carregará 12 bits de dados.

  No entanto, as localizações dos símbolos externos destas constelações se tornam mais desafiadoras para um receptor detectar de forma confiável à medida que o alcance aumenta. Portanto, o que a PCS faz é reduzir a probabilidade desses símbolos externos serem usados para codificar dados, além de aumentar a probabilidade dos símbolos internos serem utilizados. À direita da figura 2 você pode ver um mapa de probabilidade 3D, onde a forma ideal segue uma distribuição gaussiana.

  Um ponto fundamental é que essas probabilidades podem ser alteradas mais facilmente do que alternar entre modulações rígidas e, na figura 1, o resultado será suavizar a forma do “dente de serra” da curva. Observe que ainda haverá um “dente de serra”, mas será muito mais fino porque a sua granularidade agora é determinada pela necessidade de mapear taxas de dados discretas do cliente no comprimento de onda.

  O efeito colateral desta manipulação de probabilidade é que haverá menos bits disponíveis por símbolo, onde o transponder pode fazer o mapeamento do fluxo de dados.

O que é uma “palavra-código” de PCS, afinal?

  As implementações de PCS incluem um algoritmo de mapeamento que tentará garantir que o maior número de bits por símbolo esteja disponível para um determinado nível de desempenho óptico.

  Este mapeamento é mais eficiente quanto mais o algoritmo puder olhar para o próximo fluxo de dados. A analogia que eu usaria seria um programa de xadrez. Segundo a Wikipédia, a maioria dos desenvolvedores de software de xadrez concorda que é necessário olhar pelo menos cinco jogadas à frente para que se possa jogar bem. Mas, em média, existem mais de 30 movimentos legais de xadrez a partir de qualquer posição, portanto, um computador que esteja olhando cinco jogadas à frente teria que examinar um quatrilhão de jogadas possíveis! O software de xadrez usa técnicas inteligentes para reduzir drasticamente esse número, mas o princípio fundamental é verdadeiro.

  Alguns fornecedores já anunciaram implementações de PCS com “palavras-código” bastante curtas, mas o que isso significa na prática? Como o algoritmo da PCS não tem a chance de examinar profundamente o fluxo de dados, há uma probabilidade maior de que ele seja forçado a mapear um conjunto específico de bits em um dos símbolos externos da constelação, o que reduziria o alcance desses bits, assim como qualquer outro bits que sofra um destino semelhante.

  Em nossa análise inicial da PCS, identificamos rapidamente a importância do comprimento da “palavra-código”. A figura 3 mostra o benefício da PCS para a tolerância da relação sinal-ruído expressa em função do comprimento da “palavra-código”.

  Armados com esse resultado, seguimos em direção a uma implementação que proporciona essencialmente todos os benefícios potenciais. Para soluções concorrentes, vemos que elas impuseram restrições ao comprimento da “palavra-código”, o que significa que quase metade do benefício é perdido.

  Inicialmente, estávamos preocupados que a escolha de uma “palavra-código” mais longa tivesse um grande impacto na complexidade da implementação e na dissipação de energia. Felizmente, conseguimos otimizar esse algoritmo complicado, de tal forma que a dissipação geral de energia dentro dos principais blocos da PCS em nosso mecanismo de capacidade infinita de sexta geração (ICE6) é uma fração minúscula da energia total. E, caso você esteja se perguntando, aumentar o comprimento da “palavra-código” não tem um efeito perceptível na latência, o que é realmente uma vantagem para todos.

Visibilidade da rede por meio do monitoramento é vital para os negócios

Entender o consumo de cada aplicação na rede é importante para se aplicar as políticas de QoS de maneira efetiva e dar prioridade ao que realmente faz o negócio da empresa funcionar.

Marco Catunda, CTO da Telcomanager

  Ao longo das últimas décadas atuando no monitoramento de redes, conheci muitas empresas que enfrentaram enormes dificuldades com o tráfego lento da sua rede corporativa, sem entenderem exatamente os motivos reais da situação. Em muitos casos, o motivo é o consumo exacerbado da rede por aplicações sem qualquer importância para o negócio, enquanto os sistemas de faturamento, atendimento, CRM, produção, logística, entre outros, sofrem com a lentidão da rede e, desta maneira, prejudicavam sensivelmente os negócios.

  Entender o consumo de cada aplicação é importante para se aplicar as políticas de QoS -qualidade do serviço de maneira efetiva e dar prioridade ao que realmente faz o negócio da empresa funcionar. Para eliminar o problema é necessário empregar soluções tecnológicas com capacidade de oferecer a visibilidade de tudo o que acontece no ambiente de TI de ponta a ponta.

Em geral, a lentidão da rede pode ser provocada, também, por Internet lenta, sobrecarregada ou mal dimensionada; e servidores e sistemas de software com desempenho abaixo do necessário, ou desatualizados, incluindo erros de configurações de aplicações e dispositivos.

  Além de permitir observar o comportamento das aplicações, o monitoramento automatizado da rede garante a visibilidade necessária para detectar atividades suspeitas, acessos não autorizados a sistemas e dados, espionagem e roubo de informações. Em tempos de LGPD e GDPR, ter este conhecimento é o primeiro passo para se garantir a proteção das informações críticas de negócios e dos clientes.

Identificando problemas

  Tendo um mapa dos recursos existentes, os gestores de TI e administradores de redes podem tentar responder às seguintes questões, como um check list:

• O que está sendo consumindo na rede da empresa?

• Quais os horários em que a rede está mais lenta?

• Quais aplicações secundárias estão consumindo mais recursos que as prioritárias?• Existem aplicações que estão em segundo plano e, mesmo não utilizadas, estão comendo recursos? Elas podem ser desabilitadas?

• E a rede sem fio? O que e quem está conectado a ela?

Aplicações desatualizadas. O que fazer?

  Considere aqui, inicialmente, as aplicações mais antigas e que não recebem mais as atualizações de versão ou de segurança. Lembre-se que agora, em janeiro de 2020, o Windows 7 deixou de receber atualizações de segurança e suporte da Microsoft e, portanto, deve ser colocado na lista de prioridades da empresa, incluindo a migração para a versão atual no sistema operacional. A troca destes sistemas defasados por soluções mais modernas é mandatória. Caso a sua empresa possua aplicações nesta situação, busque no mercado um fornecedor que possa oferecer algo novo e que permita upgrade regular e possa receber customizações de acordo com as necessidades do negócio.

Ajustando aplicações fora do expediente de trabalho

  As aplicações de proteção antivírus e serviços de backup também devem ser programadas para atuarem em horários de baixo consumo, como noite ou madrugada. No horário do expediente normal o antivírus pode monitorar e bloquear a chegada e tráfego pela rede de arquivos, documentos e e-mails que possam conter códigos maliciosos. Para esta tarefa, ele não consome muitos recursos. Opte por aplicações de segurança com atualizações em tempo real da lista de vacinas contra vírus. No caso do backup, escolher por serviços on-line é a alternativa para reduzir o número de servidores de cópias redundantes de arquivos on premise.

Visibilidade como fator de segurança e agilidade dos negócios

  A visibilidade sobre a rede corporativa permite a definição ou atualização de novas políticas de uso de sistemas e de segurança digital. Otimizar recursos de maneira mais eficiente é vital para garantir o retorno dos investimentos e impulsionar a governança empresarial.

  Lembrando: a visibilidade da rede somente é possível quando se possui as funcionalidades tecnológicas necessários para automatizar o diagnóstico e monitoramento dos recursos. Tentar fazer isso manualmente é pura perda de tempo. Soluções de monitoramento de redes por protocolos como NetFlow e SNMP tornam o controle sobre o que está sendo trafegado mais simples e prático. É mais fácil – e seguro – tomar decisões quando sabemos onde pisamos e com o que estamos lidando.

Boas práticas de segurança digital para ISPs

Os ISPs precisam de uma estrutura tanto nas redes, quanto em seus data centers para proteger os dados da empresa e de seus clientes. Além disso, com o aumento dos ataques DDoS, é fundamental uma boa prática de segurança digital para evitar problemas.

Eduardo Meirelles, diretor comercial da Everest Ridge

  Os ISPs – provedores de Internet são elementos importantes na inovação e melhoria do acesso à tecnologia e informação no Brasil. Porém, existem muitos desafios. Neste sentido, as práticas de segurança digital são temas recorrentes e que exigem a atenção de gestores e equipes.

  Naturalmente, há diferentes demandas. Um ISP precisa de uma estrutura tanto nas redes, quanto em seus data centers para proteger os dados da empresa e de seus clientes. Além disso, com o aumento dos ataques DDoS (ataque distribuído de negação de serviço), é fundamental que o ISP tenha uma boa prática de segurança digital para evitar problemas.

   É preciso compreender que a segurança digital se dá por um contexto maior, que vai desde a engenharia de tráfego, até os firewalls e softwares de proteção. Mas ela deve contar com os seguintes elementos:

Como aplicar estas soluções?

  É muito importante ter uma visão mais ampla e estratégica. O processo de segurança deve ser integrado e envolver diversas inteligências digitais e não apenas soluções “amontoadas”. Sem um processo integrado, que inclua desde questões como infraestrutura até os softwares e monitoramento, pode-se perder dados importantes. Afinal, segurança digital também se dá pela captação e análise de dados.
É preciso saber em que pontos há mais tentativas de ataques, de onde eles chegam e de que forma é mais fácil e rápido neutralizá-los. Isso só é possível com uma coleta constante, segura e automática dos dados de monitoramento. Somando monitoramento, análise de dados e melhorias constantes, chegamos a uma solução de SOC.

  Hoje, qualquer sistema, software ou solução precisa de integração. Sabemos que muitos ISPs possuem redes complexas e que integrar novas soluções nem sempre é simples. Há equipes especializadas que podem encurtar caminhos e, principalmente, implementar com mais economia e eficiência os processos de segurança digital para ISPs.

  Além disso, questões como políticas de segurança atualizadas e consultorias com empresas da área ajudam, e muito, nesses processos.

O valor da informação

Simone Rodrigues, Editora da Infra News Telecom

  É fato que hoje a informação é um dos bens mais valiosos de uma organização. Mas para muitas empresas lidar com tantos dados nem sempre é uma tarefa simples.

  Como agrupar todas as informações para usá-las de uma maneira que faça sentido para o negócio e para uma tomada de decisão com maior precisão e agilidade? É aí que as ferramentas de big data entram em cena e se tornam um diferencial. Isso porque o acesso a dados estruturados ajuda a prever as tendências, trazendo novas ideias para ampliar a competitividade.

  Porém, para ter o resultado esperado, muitas etapas devem ser vencidas. Uma delas é a escolha de profissionais qualificados capazes de analisar e preparar os dados para o ambiente de aplicações do seu negócio. Um artigo publicado nesta edição traz dicas de como montar uma equipe afinada para esta tarefa.

  Segundo o autor, depois de avaliar as primeiras experiências com o time recém-criado, os resultados devem ser seriamente analisados, com o objetivo de entender os processos que de fato funcionam, os que precisam de ajuste e os que devem ser alterados ou substituídos. “É preciso compreender também o andamento da equipe como um todo para saber se já é hora de implantar novas funcionalidades ou se ainda é necessário investir mais recursos em treinamento”, diz.

Mercado de TI no Brasil e América Latina

  De acordo com a IDC, o mercado de TI (hardware, software e serviços) na América Latina deve registrar um crescimento de 4,8% em 2020 – a expectativa é de que esse percentual alcance 4,5% no Brasil. Os números foram apresentados na conferência IDC FutureScape.

  Para Ricardo Villate, vice-presidente da IDC Latin America, o maior investimento do setor será em tecnologias denominadas “pilares para a terceira plataforma”, como big data/analytics, cloud, mobilidade e empreendimento social, que concentrarão 58% dos investimentos. “O mundo está se aproximando da supremacia digital – o momento em que a economia digital supera o tamanho da economia não digital. A economia mundial chegará à supremacia digital em 2023”, comentou o vice-presidente, acrescentando que o Brasil deve investir US$ 48 bilhões em TI e US$ 41 bilhões em serviços de telecomunicações em 2020.

  As projeções da IDC para os próximos cinco anos na América Latina mostram ainda que, em 2024, mais de 40% de todo o gasto em TIC – tecnologia da informação e comunicação será destinado diretamente para a transformação e inovação digital (comparado a 20% em 2018), crescendo 22% anualmente. Um dos principais desafios será a escassez de habilidades – para 2020 é esperado um déficit de mão de obra especializada de TIC de 570 mil profissionais.

  Já, em 2025, cerca de 50% das empresas serão produtoras ativas de software, com código implementado diariamente. Mais de 90% das novas aplicações serão nativas em nuvem; com 65% dos códigos de origem externos. No mesmo período, mais da metade das novas aplicações empresariais na região vai incorporar inteligência artificial. Para 2024, um percentual superior a 35% das interações com a interface do usuário vão utilizar vídeo inteligente, fala, processamento de linguagem natural e realidade virtual/aumentada habilitados por inteligência artificial.

  Boa leitura!

Criando uma área de big data na sua empresa – Parte 1: Montando o time

Thoran Rodrigues, BigData Corp

Que profissionais compõem uma equipe de dados?

  Se você acha que já está pronto para ter seu próprio time de big data, vamos a ele. Profissionais de dados, em geral, são contratados para integrar uma equipe de BI – Business Intelligence ou inteligência de negócios. O setor de BI tem cinco papéis principais, que podem ser exercidos por pessoas diferentes ou até por um grupo menor, que domine a realização dessas cinco atividades.

  Porém, mais importante do que o número de profissionais envolvidos é o comprometimento de cada um deles. A área de BI exige dedicação integral, seja ela por meio da contratação de novos colaboradores ou da capacitação daqueles já existentes.

Seu equipamento está homologado?

Ronaldo Couto, Fundador da Primori

  Os equipamentos que devem ser homologados foram classificados pelo regulamento em três grupos:

  Categoria I – Equipamentos terminais destinados ao uso do público em geral para acesso a serviço de telecomunicações de interesse coletivo.

  Categoria II – Equipamentos não incluídos na definição da Categoria I, mas que fazem uso do espectro radioelétrico para transmissão de sinais, incluindo antenas e aqueles caracterizados, em regulamento específico, como equipamentos de radiocomunicação de radiação restrita.

  Categoria III – Qualquer produto ou equipamento não enquadrado nas definições das Categorias I e II, cuja regulamentação seja necessária à garantia da interoperabilidade das redes de suporte aos serviços de telecomunicações; confiabilidade das redes de suporte aos serviços de telecomunicações; ou garantia da compatibilidade eletromagnética e da segurança elétrica.

  O detalhamento dos equipamentos que constam de cada um destes grupos pode ser encontrado online em:

Categoria I – https://goo.gl/uuTxkV

Categoria II – https://goo.gl/VphfYK

Categoria III – https://goo.gl/NGCoRY

Você tem coragem de saber o que é preciso melhorar?

Edgar Amorim, Analista comportamental e coach, da Amorim & Pimentel

  Depois é só aguardar as respostas. Antes de lê-las respire fundo e analise tudo antes de fazer qualquer juízo de valor. Muito elogio deve chegar, mas foque nos pontos a desenvolver. Muitas vezes não percebemos como agimos, então é importante refletir bastante sobre as informações recebidas. Em geral, serão necessários alguns dias para começar a aceitar certas informações e à partir daí entender que os pontos mais difíceis serão aqueles que devem ser desenvolvidos – e eles serão os que farão a diferença em nossa carreira.

  Respire fundo e faça sua avaliação 360 graus informal.

  Sucesso!

FTTx – Infraestrutura para cidades inteligentes e sustentáveis

Celso Gonsales Saes, diretor da Sirius Tecnologia, e Marcelo Barboza, da Clarity Treinamentos

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”.