BACKBONE (TELECOMUNICAÇÕES)

BACKBONE

CABOS SUBMARINOS
FIBRA ÓTICA

INTRODUÇÃO

Logo acima, exemplo de um cabo de telecomunicações por fibra ótica da Alphabet / Google, que também possui infraestrutura de telecomunicações em algumas partes do mundo, inclusive no Brasil, em parceria com o Grupo Algar, do estado de Minas Gerais. Logo abaixo, uma ilustração simplificada do código binário usado em telecomunicações digitais.

Os backbones são estruturas físicas de telecomunicações, para transmissão de dados de altíssima performance. Eles são compostos por satélites de telecomunicações e cabos de fibra ótica enterrados ou submersos, neste caso embutidos em cabos submarinos, percorrendo centenas ou milhares de quilômetros, literalmente, entre várias centrais de telecomunicações de grandes empresas prestadoras de serviços de telefonia e Internet, instituições governamentais de pesquisa e ensino ou empresas estatais, governos e forças armadas, todos eles formando assim uma imensa rede de telecomunicações. Entre os principais serviços prestados por essa imensa rede de telecomunicações está justamente a Internet, a rede mundial de computadores, e a telefonia, isto é, a comunicação por voz.

Eles são a base física e tecnológica da Internet, sem eles provavelmente você não teria no conforto do seu lar acesso à Internet como tem hoje. Atualmente, a grande maioria das operadoras de TV a cabo também presta serviços de acesso à Internet e telefonia que, de uma forma ou de outra, também necessitam de backbones para se tornarem viáveis.

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

Logo acima, um exemplo de como dá muito trabalho levar comunicação, informação e entretenimento na forma de telefonia, Internet e TV por assinatura até aí onde você está, no conforto do seu lar. Os navios são responsáveis por colocar cuidadosamente nos leitos dos oceanos e mares os cabos submarinos de telecomunicações. São eles e os satélites os principais responsáveis por levar os dados até você. Logo abaixo, uma ilustração simplificada de um cabo submarino de telecomunicações.

No contexto de redes de telecomunicações o termo backbone (pronuncia-se bécbon) significa ou designa a principal ou uma das principais linhas de transmissão de dados de um esquema de comunicação entre centrais que formam um sistema de redes de telecomunicações mais amplo, tipicamente de elevado desempenho e com dimensões continentais e/ou intercontinentais, uma das principais vias de transporte de dados para a prestação dos serviços de Internet, telefonia e TV por assinatura.

Por exemplo, os operadores de telecomunicações mantêm sistemas internos de elevadíssimo desempenho para comutar os diferentes tipos e fluxos de dados para transmissão de voz, imagem e texto. Na Internet, que é uma rede de escala planetária, pode-se encontrar, hierarquicamente divididos, vários backbones, entre eles os de ligação intercontinental, que derivam dos backbones internacionais, que, por sua vez, derivam nos backbones nacionais. Neste nível encontram-se, tipicamente, várias empresas que exploram o serviço de telecomunicações, sendo, portanto, consideradas a periferia do backbone nacional, mas não menos importantes, já que elas fazem a ligação tecnológica entre o cliente ou usuário e os backbones de altíssima performance.

A palavra em inglês backbone significa espinha dorsal, é uma adaptação do termo original para denominar uma rede de telecomunicações. Para quem não sabe, a nossa espinha dorsal, no sentido literal, é composta por saliências ósseas que, juntas, formam uma estrutura alongada, uma série de apófises espinhosas que formam a nossa coluna vertebral, que, inclusive, protege em seu interior os tecidos orgânicos responsáveis pela transmissão de comandos elétricos do cérebro até os membros e demais órgãos do corpo, os pulmões, por exemplo. Daí o sentido da analogia entre a espinha humana e o backbone de telecomunicações.

No contexto de telecomunicações, o termo backbone significa rede de transporte de dados. Os dados são fatos compostos de números, caracteres e símbolos armazenados em um hardware de tal modo que possam ser processados e transmitidos. Os dados são unidades usadas em processamento e comunicações, transmitidas geralmente em grande número por meio de sinais de frequência eletromagnética e armazenadas e processadas em meios físicos chamados hardwares. Os dados são utilizados para dar origem às informações.

Apenas para efeito de analogia, dados são comparáveis a peças de um quebra cabeças, enquanto informações são comparáveis a um quebra cabeças montado e que forma uma imagem perceptível e clara de algo, ou seja, os dados soltos, não ordenados, são incompreensíveis, enquanto os dados ordenados com lógica podem ser compreendidos e formam uma informação.

O código binário é o principal elemento que forma o sistema de numeração binário, que, por sua vez, é uma forma de comunicação digital e processamento de dados baseada em apenas dois algarismos, o 0 e o 1, que juntos, de forma combinada, dão origem a uma forma de comunicação e um padrão de processamento de dados universalmente aceitos em praticamente todo o mundo.

Entretanto, a base tecnológica do backbone de telecomunicações é a fibra ótica e as ondas eletromagnéticas de rádio usadas pelos satélites, principalmente os satélites geoestacionários, que, geralmente, têm mais capacidade de transmissão de dados que outros tipos de satélites. O sistema de transmissão de dados por fibra ótica, por exemplo, usa sequências de sinais luminosos para representar o padrão digital de telecomunicações. Ele tem uma incrível capacidade de transmissão de dados, cerca de 40 Gigabits por segundo para cada filamento ou par de filamentos, número que pode chegar a 1,6 Terabits por segundo, dependendo da tecnologia de multiplexação utilizada. Ele é um sistema de transmissão de sinais luminosos por meio de fios finos de vidro ou plástico, principalmente o vidro para transmissão de longa distância. E como se tudo isso fosse pouco, já há projetos de cabos submarinos em andamento em várias partes do mundo para alcançar dezenas de Terabits por segundo, é só uma questão de tempo.

Só pra se ter uma ideia do que esses números significam, apenas para efeito didático de comparação, um filme de aproximadamente duas horas de duração em DVD, consome aproximadamente 4,7 Gigabytes de dados, o que dá cerca de 37 Gigabits de dados. Uma fibra ótica ou par de fibras óticas teria então capacidade de transmitir em apenas um segundo cerca de 43 filmes com boa definição de imagem.

A fibra ótica é uma maravilha do mundo moderno. Um cabo submarino pode ter até 10 pares de fibras óticas, o que resultaria na capacidade de transmitir simultaneamente até 430 filmes em apenas um segundo.

A fibra ótica é um filamento flexível de plástico ou de vidro meio transparente a olho nu, com elevada capacidade de condução ótica de sinais digitais de telecomunicações. Ela é realmente muito fina, frágil e delicada, com espessura aproximada do cabelo humano, por isso é necessário um outro material muito robusto para protegê-la de trações durante o manuseio de instalação e manutenção, da ação natural do tempo, de acidentes, de vandalismos, de sabotagens e, acredite, até mordida de tubarão... Isso explica porque os cabos submarinos são extremamente robustos e impermeáveis, mas, ao mesmo tempo, um pouco flexíveis para possibilitar a sua acomodação nos leitos dos mares e oceanos.

HARDWARES E SOFTWARES

Logo acima, uma dos principais meios físicos de telecomunicações da atualidade, os backbones formados por cabos submarinos, com fibras óticas embutidas. Eles possuem uma extraordinária capacidade de transmissão de dados, em altíssima velocidade. Depois deles, o mundo nunca mais foi o mesmo. Logo abaixo, os satélites de telecomunicações, a maioria deles em órbita geoestacionária. Eles desempenham, atualmente, um importante papel coadjuvante no mundo das telecomunicações.

Durante o planejamento da infraestrutura de telecomunicações de grande porte, o backbone é o mais relevante ou um dos mais relevantes meios físicos para formação do sistema de transmissão de dados. Ele é projetado com protocolos e interfaces apropriados ao débito (capacidade de transmissão de dados) que se pretende manter. Na chamada periferia do sistema estão os clientes ou usuários (de alto, médio e baixo poderes aquisitivos) e para atendê-los estão os pontos de acesso, que são ou onde estão os hardwares responsáveis por entregar os dados intactos a esses mesmos utilizadores pessoas físicas e jurídicas, chamados também de utilizadores do sistema.

É cada um desses pontos de acesso, conhecidos também como POP's, que irão dividir ou utilizar a capacidade do backbone. Por exemplo, usando uma linguagem bem simples: Se a operadora de telecomunicações deseja fornecer 10 linhas ou conexões de 1 Megabits por segundo de velocidade de transmissão de dados, para 10 clientes, com garantia de qualidade e estabilidade de serviço, o backbone deverá ter, obrigatoriamente, capacidade de 10 Megabits por segundo e mais uma margem de tolerância.

Entre os protocolos utilizados para transmissão de dados estão o ATM e o Frame Relay, e, entre os hardwares utilizados estão a fibra óptica e o satélite, este com transferências por ondas eletromagnéticas de frequências de rádio, geralmente microondas. Atualmente, entre as principais tecnologias usadas nas redes de transporte estão a SONET / SDH , embora outras tecnologias, como a Carrier Ethernet, estejam sendo consideradas.

A Internet e, consequentemente, a sua rede de transporte não se sustentam num controle central nem em estruturas coordenadas, nem tampouco em qualquer tipo de política mundial de rede. A elasticidade e resiliência da Internet resulta de características da sua arquitetura, concretamente, na ideia de colocar o menor número possível de funções de estado e controle da rede nos elementos de rede, cujo oposto seria delegar nos pontos finais de comunicação a maior parte do processamento do tráfego, para garantir a integridade, confiabilidade e autenticidade de dados. Além disso, o maior grau de redundância das ligações das redes atuais e os protocolos sofisticados de tempo-real dão caminhos alternativos de comunicação que permitem o balanceamento de carga e evitam o congestionamento.

Quando o usuário da Internet envia um email pelo Gmail ou uma mensagem pelo WhatsApp, por exemplo, os dados são enviados do seu dispositivo, seja ele um smartphone / celular ou um notebook, por exemplo, passando pela rede local da operadora de telecomunicações, seja ela TV a cabo, telefonia fixa, satélite ou telefonia celular, para depois passar pelo backbone que, por sua vez, é como se fosse uma grande rodovia com várias faixas de rolamento. Assim, quando a mensagem já está mais próxima de seu destino, ela passa a trafegar na rede local em que está o destinatário da mensagem, até finalmente chegar ao dispositivo do destinatário da mensagem.

CRIAÇÃO E DESENVOLVIMENTO

A RNP - Rede Nacional de Ensino e Pesquisa é uma organização social ligada ao Ministério de Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações do Governo Federal Brasileiro, responsável pelo backbone da rede acadêmica brasileira. Ela nasceu em 1989 e é conhecida por ter implantado o primeiro backbone para a chegada da Internet no Brasil, em 1991.

O primeiro backbone terrestre de telecomunicações brasileiro da era da Internet entrou em operação no Brasil em 1992, em ambiente acadêmico, fruto de um projeto que se iniciou pouco antes pela RNP – Rede Nacional de Ensino e Pesquisa. Na época, ele interligava dez capitais brasileiras e o Distrito Federal, com capacidade de 64 Kbps ou kilobits por segundo.

Atualmente o trabalho da RNP - Rede Nacional de Ensino e Pesquisa é dividido em cada estado da federação mais o Distrito Federal, em 27 pontos de presença. Além disso, ela possui três escritórios onde se encontram o Centro de Operação da Rede, seu Internet Data Center e o Ponto Federal de Interconexão de Redes (FIX) (Brasília), o Centro de Engenharia da Rede (Rio de Janeiro), e o Centro de Atendimento a Incidentes de Segurança (Campinas).

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