O que é Backhaul? Como Desenvolver uma Espinha Dorsal de Rede Robusta

Há uma década, ninguém poderia imaginar que o buffering se tornaria um sonho distante ou que algo como 5G e redes de fibra sem fio colocariam uma velocidade de internet incomparável no centro de nossas vidas diárias. Manter-se conectado onde quer que vamos não é mais uma fantasia; é quase banal.

Mas à medida que a demanda por conectividade contínua cresce, você já se perguntou que tecnologia torna tudo isso possível? A resposta é backhaul.

O backhaul transporta grandes volumes de dados da borda da rede para a infraestrutura central, onde são processados, analisados e distribuídos para redes regionais.

Simplificando, não podemos acessar a internet sem ele.

Soluções de rede de longa distância definida por software (SD-WAN) melhoram a eficiência das operações de backhaul ao rotearem inteligentemente o tráfego da rede e escolherem o caminho mais apropriado para a transferência de dados. Essas soluções otimizam o uso dos links de backhaul e reduzem a latência em uma rede de longa distância (WAN). 

Como o backhaul funciona?

A internet executa a troca de dados entre um dispositivo (como um smartphone) e uma fonte (um aplicativo ou site). Esse processo acontece através de segmentos de rede, como as redes de acesso e centrais.

Pense na rede de acesso como a estação base que conecta dispositivos finais à web. A rede central armazena e direciona os dados para outras sub-redes. Tudo o que conecta a rede de acesso à rede central é o backhaul.

Sua principal funcionalidade envolve entregar os dados gerados na borda da rede ao seu destino pretendido com o mínimo de atraso. Ele pavimenta um caminho de rede robusto que suporta as crescentes demandas de aplicativos e serviços intensivos em dados.

Veja como isso acontece, brevemente.

• Geração e agregação de dados. Na borda da camada de rede, dispositivos como torres de celular e hotspots Wi-Fi geram dados através de interações do usuário e outras fontes, como sensores. Esses dados são então agregados através de uma máquina local que coleta informações de várias fontes.
• Transmissão de dados. Os dados agregados são então enviados através da rede de backhaul. A rede de backhaul pode ser com fio ou sem fio, dependendo da largura de banda, distância e topologia de rede. 
• Gerenciamento de tráfego de dados. Para garantir um fluxo otimizado e uso eficiente dos recursos da rede, o backhaul roteia os dados através de nós intermediários que os direcionam pelo caminho mais eficiente até seu destino. 
• Infraestrutura de rede central. Quando os dados transmitidos chegam à rede central, passam por etapas como análise, integração ou roteamento para outros servidores, dependendo da necessidade. 
• Comunicação bidirecional. Quando a rede central processa os dados, gera o feedback apropriado e o envia de volta ao dispositivo de borda. 

A comunicação de dados rápida e confiável só é possível através de uma infraestrutura de backhaul capaz. Largura de banda, latência e congestionamento de rede precisam ser otimizados para garantir uma conexão suave através dos links de backhaul.

Tipos de backhaul

A tecnologia de backhaul é mais comumente implantada em uma rede móvel. O backhaul móvel aumenta a troca de dados entre estações base e dispositivos móveis ao conectar sites de células à infraestrutura de rede. Esse objetivo depende de duas abordagens principais, a saber, backhaul com fio e sem fio.

Um exemplo de sistema de backhaul com fio é um smartphone ou tablet conectado a um roteador Wi-Fi usando um cabo ethernet. O roteador conecta o dispositivo à internet usando uma linha de dados. Mas se conectarmos o dispositivo a uma rede de evolução de longo prazo (LTE) ou a uma rede 5G, ele pode acessar a internet através de uma conexão de backhaul sem fio.

Backhaul com fio

O backhaul com fio usa cabos físicos para transmitir dados, proporcionando alta largura de banda, baixa latência e conectividade aumentada. Três exemplos estão abaixo.

• Backhaul de fibra usa cabos de fibra óptica para compartilhar dados. Devido à sua alta largura de banda e baixa latência, o backhaul de fibra é ideal para aplicativos intensivos em dados e redes de tráfego de dados pesado. É amplamente utilizado para trazer conectividade confiável em áreas urbanas e suburbanas densamente povoadas. 
• Backhaul de cobre depende de cabos de cobre tradicionais, como cabos de par trançado, para comunicação. Oferece largura de banda moderada e é encontrado principalmente em redes de telecomunicações mais antigas que ainda não completaram a implantação de fibra óptica. 
• Backhaul Ethernet precisa de cabos ethernet, como cabos coaxiais ou de par trançado de cobre, para fornecer conectividade. Redes residenciais, empresariais e de campus usam comumente conexões de banda larga. Oferece boa largura de banda e despacha dados de forma eficiente em curtas distâncias.

Backhaul sem fio

O backhaul sem fio usa tecnologia sem fio para mover dados entre nós de rede. Veja alguns exemplos.

• Backhaul por satélite depende de satélites de comunicação para enviar dados a distâncias mais longas. É especialmente útil para áreas remotas com infraestrutura terrestre limitada. Embora o backhaul por satélite tenha largura de banda limitada, oferece ampla cobertura e maior latência do que o backhaul com fio. O backhaul por satélite também ajuda operadores de rede a fornecer serviços consistentes de voz e dados.
• Backhaul por micro-ondas usa sinais de rádio de micro-ondas, comum em locais remotos onde a implantação de uma conexão com fio não é rentável. É adequado para conexões ponto a ponto e ponto a multiponto espalhadas por distâncias médias a longas. Até 2027, o backhaul por micro-ondas representará 65% da participação de mercado global de backhaul.
• Backhaul Wi-Fi usa tecnologia Wi-Fi para conectar dispositivos de rede e facilitar a transferência de dados. Expande a cobertura de rede para áreas sem infraestrutura com fio e suporta configurações de rede temporárias ou móveis. Uma rede mesh, por exemplo, conecta vários pontos de acesso para criar uma rede unificada, permitindo cobertura ininterrupta. 

Backhaul vs. fronthaul

Backhaul e fronthaul são partes diferentes da arquitetura de rede. Eles são essenciais para a telecomunicação e simplificam a troca de dados entre partes de uma rede para manter a conectividade. Mas eles têm algumas diferenças-chave em como funcionam. 

Como mencionado acima, o backhaul foca em estabelecer conectividade entre a rede de acesso, que está próxima aos usuários finais, e a rede central. Está espalhado por distâncias mais longas e desempenha um papel crítico no fluxo de tráfego de dados. 

O fronthaul, por outro lado, foca na transmissão de dados entre uma unidade de banda base (BBU) e uma unidade de rádio remota (RRU) em uma arquitetura de rede de acesso de rádio distribuído (D-RAN). A conectividade de fronthaul é geralmente para distâncias mais curtas, pois opera em uma rede de acesso de rádio localizada.

A principal diferença entre backhaul e fronthaul é onde na rede eles implantam sua tecnologia. O backhaul conecta redes móveis a redes com fio, e o fronthaul conecta os sites de células remotas à BBU. 

Casos de uso de backhaul

A implantação mundial da rede 5G e o aumento do consumo de conteúdo de vídeo móvel são atualmente as principais fontes de demanda por serviços de rede de backhaul. Essa demanda crescente resultou na necessidade de conexões altamente estáveis. 

Confira alguns dos aplicativos de backhaul mais comuns no mundo digital de hoje.

Suporte à rede móvel

A função principal de conectar torres de celular à rede central torna o backhaul um componente essencial das redes móveis. O backhaul permite o movimento do tráfego de voz e dados de dispositivos móveis para redes principais, resultando em conectividade suave e acesso à internet. Ele suporta aplicativos como jogos online em tempo real, streaming de vídeo e chamadas de voz e vídeo. 

Fortalecimento dos serviços de conectividade à internet

Provedores de serviços de internet (ISPs) precisam de backhaul para conectar diferentes locais de clientes à sua infraestrutura de internet mais extensa. Os links de backhaul conectam a banda larga residencial dos usuários finais ou redes empresariais à rede central do ISP, permitindo conectividade de alta velocidade e acesso à internet. 

Permitir conectividade mais ampla em espaços públicos

O backhaul também suporta pontos de acesso sem fio (WAPs) ao conectá-los a uma infraestrutura de rede com fio. Os WAPs facilitam o uso de conexões Wi-Fi em áreas residenciais, comerciais e públicas porque podem transmitir dados sem fio com backhaul. Várias cidades têm redes de área metropolitana (MANs), que também precisam de backhaul para obter uma conexão Wi-Fi de alta largura de banda em áreas públicas como lojas, parques e ruas.

Impulsionar sistemas e operações seguras

Sistemas de vigilância precisam de uma rede de backhaul para transferir dados de vídeo de câmeras de segurança para locais e instalações centralizadas. O backhaul é necessário para aplicativos de segurança e monitoramento porque permite streaming de vídeo em tempo real, fornece acesso remoto aos dados de vigilância e compartilha dados, vídeo e voz.

Melhorar a arquitetura de rede privada

Dispositivos de Internet das Coisas (IoT) e redes de sensores podem se conectar à infraestrutura central graças ao backhaul. Redes privadas se tornaram a norma para fornecer acesso de banda larga a dispositivos habilitados para IoT e outros ambientes de grande escala. Sendo um componente chave da arquitetura de rede privada, o backhaul estimula a coleta e despacho de dados de ambientes como esses.

Habilitar comunicação remota

O backhaul conecta sites remotos a uma infraestrutura de rede central, proporcionando uma conexão segura para acessar recursos centrais de qualquer lugar e resultando em comunicação eficiente entre sites remotos e a rede principal. 

Traga a conectividade.

Seja os cabos de fibra óptica que atravessam continentes como rodovias digitais ou as ondas invisíveis repletas de sinais sem fio, o backhaul é a espinha dorsal que nos conecta aos cantos periféricos de nosso cenário digital, um byte de cada vez.

Então, da próxima vez que você se maravilhar com a velocidade relâmpago de sua conexão de internet, lembre-se de que o backhaul é a força silenciosa por trás disso, carregando todo o peso do tráfego de dados em suas costas digitais. 

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