GTA SONET e SONET Next Generation Guilherme Mello de Moura [email protected].
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GTA Introdução SONET (Synchronous Optical Network) é um
padrão para transporte óptico dos anos 80
Formulado pela ECSA (Exchange Carriers Standards Association) para o ANSI (American National Standards Association)
O padrão foi posteriormente englobado por sua versão internacional, o SDH (Synchronous Digital Hierarchy), pelo então CCITT
GTA Anseios do padrão Padronização industrial no setor de
telecomunicações americano Rede síncrona, concebida para transporte de voz a
taxas fixas (ineficiente para tráfegos em rajada) Administração centralizada (OAM&P) Posicionamento das redes para transporte dos
novos serviços da época, como o ATM
Falando resumidamente, o SONET define as taxas ópticas e seus equivalentes elétricos, os STS (Synchronous Transport Signals) na sua hierarquia de transmissão
GTA Taxas ópticas do SONET
GTA Terminologia Seção
Fibra conectando diretamente um dispositivo a outro Linha
Conexão entre dois multiplexadores Caminho
Conexão entre origem e destino
Multiplexador Repetidor Multiplexador Repetidor Demultiplexador
SeçãoSeção SeçãoSeçãoLinhaLinha
Caminho
GTA Byte Interleave Synchronous Multiplexer
A1A2A3
B1B2B3
C1C2C3
A3B3C3 A2B2C2 A1B1C1
GTA Características
O SONET opera com a taxa básica do STS-1, o que nos dá uma banda de 51,84 Mbps
Todas as outras taxas são obtidas através de múltiplos do STS-1, com um conceito chamado de concatenação contígua
GTA Concatenação contígua
Na concatenação contígua, os quadros STS-1 são dispostos sequencialmente para formar um sinal mais alto na hierarquia
(Ex).: Se precisarmos de uma banda de 150 Mbps, vamos colocar 3 canais STS-1 para formar um canal STS-3c (155.52 Mbps)
GTA Conseqüências Esquema inflexível: SONET tem granularidade fixa e
pula em fatores de 4 após o STS-3
Assim, se precisarmos de uma banda entre as taxas básicas estabelecidas, teremos que contratar da prestadora a taxa imediatamente superior, desperdiçando a diferença
GTA Padrão do quadro SONET
GTAPadrão do quadro SONET (continuação)
Com uma conta simples, obtemos a taxa do STS-1
90 colunas x 9 linhas x 8000 quadros/segundo = 51,84 Mbps
GTA O bloco de construção STS-1
O quadro STS-1 pode ser dividido em duas áreas: overhead de transporte e o envelope síncrono de carga (SPE), aonde os dados são carregados
O SPE pode ser dividido, ainda, em outras duas regiões: o overhead de caminho e a carga propriamente dita
GTA Ponteiros
Como já vimos, o SONET usa o conceito de ponteiro na sua área de overhead
O uso de ponteiros evita atrasos e perda de dados associados com o uso de buffers de sincronização
Os ponteiros também são usados para compensar desvios de fase entre os nós com relógios defasados
GTA Ponteiros (continuação) Assim, o valor do ponteiro pode ser
incrementado ou decrementado para manter uma sincronização
GTA Overhead
Como visto, o SONET reserva uma parte significativa do quadro para overhead
Permite alta capacidade administrativa (OAM&P)
Overhead de caminho: comunicações fim a fim Overhead de linha: comunicações entre os
multiplexadores Overhead de seção: comunicação entre elementos
adjacentes Overhead do tributário virtual: explicado mais adiante
GTA Next Generation SONET Na década de 90, a explosão da Internet trouxe a tona um
novo paradigma, o da transmissão de dados
O SONET foi concebido para tráfego de voz, a taxas fixas, sendo ineficiente para tráfegos em rajada, característica das redes de dados
Dessa forma, com altos volumes de dados passando em sua infraestrutura rígida, o SONET tentou se moldar ao novo paradigma
Surgimento de mecanismos de adaptação Tributários virtuais LCAS GFP
GTA Tributários virtuais Além do formato básico STS-1, o SONET
também define níveis sub-STS-1’s
O STS-1 pode ser subdividido em tributários virtuais, que são sinais usados para transmissões de baixa velocidade
GTA Tributários virtuais (continuação) Com o overhead do VT, podemos localizar o
envelope de carga do tributátio virtual
GTA Grupo de tributários virtuais Para acomodar combinações diferentes de VTs de forma
eficiente, o STS-1 é dividido em 7 grupos
Um grupo pode conter 1xVT-6, 3xVT-2s ou 4xVT-1.5s
Um grupo só pode conter um tipo de tributário virtual, mas grupos diferentes podem ser combinados no STS-1
GTAGrupo de tributários virtuais (continuação)
GTA Visibilidade dos VTs
Uma característica importante dos tributários virtuais é que eles ficam visíveis “de fora do quadro”
Assim, um tributário virtual pode ser retirado do quadro sem demultiplexarmos o quadro inteiro
GTA LCAS (Link Capacity Adjusment Scheme)
Projetado para melhorar os tributários virtuais
Flexibilidade: configuração dinâmica da banda (aumento ou diminuição) baseado num mecanismo de pedido e reconhecimento
A sincronização da capacidade do transmissor e do receptor é precedida por um pacote de controle
GTA Mensagens Mensagens do LCAS
Fixed: LCAS não suportado nesse STS-1 Add: requisição para adicionar esse STS-1
num canal, aumentando sua banda Norm: este STS-1 está em uso EOS: este é o último STS-1 da seqüência Idle: este STS-1 não é parte de um canal Do not use: este STS-1 deveria fazer parte de
um canal, masfoi removido por falha do link
GTA GFP (Generic Framing Procedure) Fornece um mecanismo genérico de
encapsulamento de dados das camadas mais altas
Taxas iguais a do Ethernet
Duas formas de GFP Frame-mapped: usado com tráfegos de tamanho de
carga variável. Mapeamento de quadros do cliente com quadros GFP
Transparente: usado com tráfegos de taxa constante. Mapeamente de todo o sinal do cliente em quadros GFP
GTA Técnicas automáticas de proteção contra falhas Uma das principais considerações para o
SONET é prover serviços confiáveis
Vários mecanismos foram desenvolvidos para tornar as redes ópticas “resistentes à falhas”
Velocidade de recuperação definida pelo SONET 50 ms (não percebida numa conversação)
GTAPor quê proteção na camada óptica?
Restauração em camadas superiores envolvem temporizações grandes
Explorar o re-roteamento de forma mais rápida
Vantagens Velocidade Eficiência
GTA 1º forma: 1+1 Origem transmite nas duas fibras simultaneamente
Receptor apenas escolhe sinal com melhor qualidade
Vantagens Nenhuma reconfiguração nem sinalização necessária Dispositivo eletrônico apenas escolhe o melhor sinal dos
dois (instantâneo)
Desvantagens Redundância Desperdício de banda
GTA 2º forma: 1:1 A origem transmite apenas pela fibra principal, deixando a
fibra de proteção inoperante ou com o tráfego de baixa prioridade
Quando a fibra principal falha, a origem passa a transferir os dados pela fibra de proteção
Vantagens Não há desperdício de banda
Desvantagens Necessita de um tempo maior para recuperação Sinalização necessária
GTA 3º forma: 1:n N fibras principais partilhando 1 fibra de
proteção
Vantagens/desvantagens As mesmas do caso anterior, só que a fibra
de proteção suporta no máximo uma fibra principal quebrada
GTAMecanismos de proteção de caminho
Se um link é cortado, então a origem e o destino re-roteiam o tráfego por um caminho alternativo
Restauração feita pela origem e o destino
GTA Mecanismo de proteção de linha Na proteção de linha, os nós adjacentes
à falha é que realizam a tarefa SPAN protection: se existir uma fibra
sobressalente Line switching: caso contrário
GTA Unidirectional path switched ring Para topologias em anel
Tráfego na fibra principal vai em sentido horário. Na fibra de proteção em sentido anti-horário
Utiliza estratégia 1+1 oara transmitir dados
Quando uma fibra quebra, a estação passa a receber pela fibra de proteção
GTA Unidirectional line switched ring Topologias em anel
Quando ocorre a falha, os nós adjacentes a ela fecham o loop entre a linha principal e a de proteção
Transparente para o emissor e para o receptor
GTA Conclusão Novas tecnologias fazem o SONET mais
palatável para o transporte de dados VT LCAS GFP
Evolução do padrão tenta preencher as lacunas que não foram pensadas na sua concepção
Ainda assim, o SONET é um padrão massivamente utilizado e garante uma ótima resistência à falhas
GTA Bibliografia Livro 1