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PublicouWilliam Antunes Alterado mais de 9 anos atrás
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GTA SONET e SONET Next Generation Guilherme Mello de Moura gmoura@gta.ufrj.br
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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
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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
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GTA Taxas ópticas do SONET
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GTA Terminologia Seção Fibra conectando diretamente um dispositivo a outro Linha Conexão entre dois multiplexadores Caminho Conexão entre origem e destino MultiplexadorRepetidorMultiplexadorRepetidorDemultiplexador Seção Linha Caminho
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GTA Byte Interleave Synchronous Multiplexer A1A1 A2A2 A3A3 B1B1 B2B2 B3B3 C1C1 C2C2 C3C3 A3A3 B3B3 C3C3 A2A2 B2B2 C2C2 A1A1 B1B1 C1C1
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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
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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)
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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
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GTA Padrão do quadro SONET
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GTA Padrão 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
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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
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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
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GTA Ponteiros (continuação) Assim, o valor do ponteiro pode ser incrementado ou decrementado para manter uma sincronização
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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
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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
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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
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GTA Tributários virtuais (continuação) Com o overhead do VT, podemos localizar o envelope de carga do tributátio virtual
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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
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GTA Grupo de tributários virtuais (continuação)
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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
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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
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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
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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
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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)
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GTA Por quê proteção na camada óptica? Restauração em camadas superiores envolvem temporizações grandes Explorar o re-roteamento de forma mais rápida Vantagens Velocidade Eficiência
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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
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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
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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
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GTA Mecanismos 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
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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
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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
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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
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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
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GTA Bibliografia Livro 1
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