Processos da recomendação G.872 ITU-T G.872: Arquitetura de redes ópticas de transporte

Visão Geral da ITU-T G.872; Camada do Canal Óptico (OCh); Camada de Seção de Multiplexação Óptica (OMS); Camada de Seção de Transmissão Óptica (OTS); Gerenciamento de redes ópticas; Sinais de Substituição. 2 Programação

Visão Geral: Hierarquia de recomendações ITU-T para OTN 3

As funcionalidades das redes ópticas são descritas através de uma estrutura em camadas, onde se apresentam: –Informações características de cliente; –associações de camada cliente/servidor; –topologias de rede; Uso dos conceitos da ITU-T G.805; Apresenta as funcionalidades de rede: transmissão de sinais ópticos, multiplexação, roteamento, supervisão, avaliação de desempenho e sobrevivência da rede. 4 Visão Geral: Funcionalidades OTN

Princípios gerais: –A rede óptica de transporte é decomposta em 3 camadas independentes e cada uma deles pode ser particionada; –Os sinais ópticos são caracterizados pelo seu comprimento de onda. Camadas da Rede Óptica de Transporte: –Camada do canal óptico (OCh); –Camada de sessão de multiplexação (OMS); –Camada de sessão de transmissão (OTS). Há também a camada do meio físico que consiste no tipo de fibra óptica. Este meio físico é o servidor para a seção de transmissão óptica. 5 Visão Geral: Arquitetura das Redes Ópticas de Transporte

Visão Geral: Modelo G.805 das camadas OTN 6 Camada do Canal Óptico - OCh Camada da Seção Multiplexação Óptica - OMS Camada da Seção de Transmissão Óptica - OTS

Camada do Canal Óptico (OCh) 7 Camada do Canal Óptico - OCh Camada da Seção Multiplexação Óptica - OMS Camada da Seção de Transmissão Óptica - OTS

Dois tipos de processos: específicos do cliente e específicos da camada servidora; OCh/Client_A_So (source): –processamento para gerar um fluxo contínuo de bits (taxa constante), capaz de ser modulado em uma portadora óptica; –Pode incluir processos como embaralhamento e codificação; OCh/Client_A_Sk (sink): –Recuperação do sinal cliente; –Pode incluir processos como recuperação de clock, decodificação e desembaralhamento; –Geração e terminação de sinais de gerência/manutenção; 8 Camada do Canal Óptico (OCh): Adaptação do Cliente (OCh/Cliente_A)

Provê uma conexão fim-a-fim dos canais ópticos, permitindo transportar de forma transparentemente, diferentes formatos de sinais clientes. Para isso deve possuir as seguintes capacidades: –Rearranjo da conexão do canal para roteamento flexível da rede; –Processos para garantir a integridade da informação no canal óptico; –Funções de administração e manutenção para habilitar operações do nível de rede e funções de gerência. 9 Camada do Canal Óptico (OCh): Terminação de Trilha OCh_TT

Camada do Canal Óptico (OCh): Exemplo ITU-T G

Camada de Seção de Multiplexação Óptica (OMS) 11 Camada da Seção Multiplexação Óptica - OMS Camada do Canal Óptico - OCh Camada da Seção de Transmissão Óptica - OTS

OMSn/OCh_A_So: –Modulação de uma portadora óptica através do payload OCh; –Alocação de um comprimento de onda e a potência da portadora; –Multiplexação óptica de diversos comprimentos de onda; OMSn/OCh_A_Sk: –Demultiplexação óptica (conforme comprimentos de ondas); –Terminação da portadora óptica e recuperação do payload do OCh; –Geração de sinais de gerência/manutenção. 12 Camada de Seção de Multiplexação Óptica (OMS): Adaptação OMS/OCh

Provê funcionalidades para conexão de sinais ópticos com múltiplos comprimentos de onda: –Processos para garantir integridade da informação no canal multiplexado (múltiplos comprimentos de onda); –Funções de administração e manutenção para habilitar operações do nível de seção de multiplexação e funções de gerência. Seu sinal de entrada é gerado pela informação adaptada da Camada de Canal Óptico (OMSn/OCh_A). 13 Camada de Seção de Multiplexação Óptica (OMS): Terminação OMSn_TT

Camada de Seção de Multiplexação Óptica (OMS): Equipamentos 14 Multiplexador óptico (8 portas) Demultiplexador óptico (8 portas) Fotodetector dos Pré-Amplificadores e Boosters.

Camada de Seção de Transmissão Óptica (OTS) 15 Camada da Seção de Transmissão Óptica - OTS Camada da Seção Multiplexação Óptica - OMS Camada do Canal Óptico - OCh

OTSn/OMSn_A_So: –Pode acomodar processos referentes ao ganho de potência e a compensação de dispersão do sinal de saída. OTSn/OMSn_A_Sk: –Geração de gerência/manutenção; –Pode acomodar processos referentes ao ganho de potência e a compensação de dispersão do sinal de entrada. 16 Camada de Seção de Transmissão Óptica (OTS): Adaptação OTS/OMS

Provê funcionalidade para transmissão de sinais ópticos em vários tipos de mídias ópticas: –Processamento para garantir integridade da informação adaptada da sessão de transmissão óptica; –Funções de administração e manutenção para habilitar operações do nível de sessão de transmissão e funções de gerência. –(De)Multiplexação da carga útil transportada (playload) com o overhead óptico (OSC). Seu sinal de entrada é oriundo da informação adaptada da camada OMS (OTSn/OMSn_A). 17 Camada de Seção de Transmissão Óptica (OTS): Terminação OTSn_TT

Camada de Seção de Transmissão Óptica (OTS): Exemplo equipamento 18

A ITU-T G.872 descreve uma série de requisitos genéricos. As funcionalidade são descritas de forma textual, explicitando sua funcionalidade e/ou requisitos. Os requisitos genéricos são divididos em três aspectos: –Gerenciamento de falhas, configuração e desempenho; –Comunicações de gerência; –Gerenciamento da interação cliente/servidor. 19 Gerenciamento de redes ópticas

A OTN deve prover suporte ao gerenciamento fim-a-fim de falhas, configuração e desempenho, internamente e entre limites administrativos: –Detecção e notificação de eventos de erro de conexão (misconnection); –Garantir a interconexão de entidades compatíveis; –Detectar e isolar de falhas, e iniciar ações de recuperação quando aplicável; –Notificar perda do suporte da camada servidora; –Detectar degradações de desempenho com intuito de evitar falhas e verificar a qualidade do serviço; –Durante um evento no qual o sinal em uma camada servidora é interrompido, as entidades de rede nessa mesma camada servidora, tanto nos sentidos upstream e downstream devem ser notificadas. 20 Gerenciamento de redes ópticas: Falha, Configuração e Desempenho

Pode suportar comunicação entre: –Pessoal em sites remotos; –OSs e NEs remotos; –Terminais locais e NEs locais ou remotos. Essas formas de comunicação podem ser suportadas externamente à rede óptica (DCN). 21 Gerenciamento de redes ópticas: Comunicações Genéricas de Gerência

A rede óptica de transporte deve detectar e indicar quando um sinal não está presente na camada cliente, dentro das camadas OTN; Também deve informar se a camada servidora está ou não operando normalmente; Para evitar ações de sobrevivência desnecessárias, ineficientes ou conflitantes, estratégias de tratamento como tempos de espera (hold-off times) e métodos supressão de alarmes são demandadas: –dentro de uma mesma camada; –entre as camadas cliente e servidor. 22 Gerenciamento de redes ópticas: Interação cliente/servidor

Continuity supervision Connectivity supervision Maintenance information Signal quality supervision Adaptation management Protection control Connection supervision Management communications 23 Requisitos de Gerenciamento

Requerimentos de Gerenciamento OTN: Tabela de Resumo 24

Requerimentos de Gerenciamento OTN: Tabela de Resumo 25

Supervisão de continuidade se refere ao conjuto de processos para monitorar a integridade da continuidade da trilha; Detecção de perda de continuidade: –Detection of Loss of Continuity (LOC); –Em geral, a falha de uma conexão em uma camada servidora será indicada por uma camada cliente através de alguma forma de indicação de falha de sinal servidor; –A camada OTS é um caso especial, pois é a mais baixa na hierarquia OTN, tem que detectar a perda de continuidade por si só. 26 Supervisão de continuidade

Causas de falha de continuidade –Corte de fibra Um corte na fibra, perda do sinal agregado será observado pela primeira terminação de trilha receptora OTS em downstream. Uma queda no sinal agregado consiste na queda de continuidade de todos os sinais agregados e do sinal de supervisão. Subsequentemente a detecção de perda nos sinais agregados será indicada para os sinais cliente. –Falha de equipamentos Na camada OTS falha de um componente óptico pode levar à perda de canais ópticos, mas não pode levar à perda do canal óptico de supervisão. Isto vai gerar um sinal de indicação de falha do servidor para a camada OMS e uma indicação de detecção para a frente (forward detection) dentro da camada OTS, as mesmas ações consequentes, como no caso rompimento da fibra. 27 Supervisão de continuidade

Refere-se ao conjunto de processos para monitorar a integridade do roteamento de conexões entre terminações de trilha source e sink. Trail Trace Identification (TTI) –O TTI é necessário para garantir que o sinal recebido em uma terminação de trilha venha de uma fonte esperada. –O TTI é necessário na camada OTS para prover a conexão adequada dos cabos. –Não é necessário na camada OMS pois a OMS tem uma relação de 1:1 com a camada OTS. –Na OCh é necessária apenas se houver a possibilidade de rearranjos entre as terminações de trilha OCh’s. 28 Supervisão de conexão

Informação de manutenção refere-se ao conjunto de processos para indicar os defeitos na conexão, que faz parte de uma trilha; As indicações de defeitos são dadas nas direções em downstream e upstream de uma trilha bidirecional. Forward Defect Indication (FDI); –É usado para indicar em downstream que uma condição de defeito que tenha sido detectada em upstream. Backward Defect Indication (BDI); Backward Quality Indication (BQI). 29 Informação de Manutenção

Ocorre uma falha na fibra entre o Host 0 e Amp Cenários MI_LOS A camada OTS detecta dLOS- P e dLOS-O e dispara MI_cLOS para a gerência O par do OTS em direção ao Host 0 dispara BDI-P/O para o Host 0 dLOS-P dLOS-O

Supervisão de qualidade de sinal refere-se ao conjunto de processos para monitorar o desempenho de uma conexão, que está apoiando uma trilha; Supervisão da qualidade do sinal é necessária para determinar o desempenho de conexões; Processos genéricos incluem a medição de parâmetros, coleta, filtragem e processamento; Em termos de gestão de nível de rede, supervisão de qualidade de sinal é necessária para gerenciar canais e canais multiplexados; Os requisitos para os parâmetros de monitoração para OTS, OMS e OCh estão para estudos futuros. 31 Supervisão de qualidade do sinal

Conjunto de processos para gerenciar uma camada de adaptação de entre uma camada cliente e uma camada servidora; Payload Type Identification (PTI): –Processo necessário para garantir que a camada cliente é atribuida, durante a configuração da conexão, a adaptação Source ou Sink OCh/Cliente adequada; –Um erro de PTI detectado na adaptação deve ser indicado como um aprovisionamento incorreto ou uma alteração na adaptação OCh/Cliente; –Alvo de estudos futuros (FFS) para a camada OMS; –Não é aplicado para OTS. 32 Gerência de Adaptação

Informação e conjunto de processos que permitem o controle de proteção de uma conexão de subrede ou trilha; O controle da proteção é realizado por um critério local gerado pela supervisão de subrede ou trilha e pelo TMN/OS; Dependendo da arquitetura, pode-se fazer o uso do APS (Automatic Protecion Switching) G.873 para controlar o processo: –Arquitetura que depende apenas de informações locais (ex.: 1+1 unidirecional de trilha ou SNC); –Arquitetura que depende de informação do NE remoto (ex.: 1:N de trilha ou proteção de anéis compartilhados). 33 Controle de Proteção

Supervisão de conexão é o processo de monitorar a integridade de uma dada conexão na seção de transmissão, multiplexação ou canal óptico; A conexão pode ser verificada por meio de detecção de defeitos; A recomendação G.805 apresenta mecanismos de supervisão de conectividade: –Inerente; –Não-Intrusivo; –Intrusivo; –Subcamada. 34 Supervisão de Conexão

Supervisão do sinal de forma indireta, através de informações da camada servidora: –OCh é monitorada pela OMS; –OMS é monitorada pela OTS. 35 Supervisão de Conexão - Inerente

Supervisão de sinal monitorada diretamente por um monitor listen-only do sinal: –Pode ser utilizado para localizar falhas entre duas terminações; –Não é requerido na OTS, a menos que a rede não tenha amplificadores. 36 Supervisão de Conexão – Não Intrusivo

Supervisão de sinal feita pela quebra da trilha original e introdução de uma trilha de teste durante o tempo de supervisão do sinal: –Permite o monitoramento direto; –Deve ser utilizado para testar a continuidade da fibra e localização de falha. 37 Supervisão de Conexão – Intrusivo

A supervisão é feita por uma porção da trilha original que e possui a capacidade analisar parte do cabeçalho para monitorar diretamente o sinal: –Todos os parâmetros podem ser testados diretamente; –Não disponível para OMS e OTS. 38 Supervisão de Conexão – Subrede

Aplicação – Supervisão de Conexão 39

O gerenciamento de comunicações que não estão diretamente associadas a uma camada particular OTN (ex.: sinalização ASON, Comunicação de voz, download de software, etc.) são transportadas por um canal lógico de uma rede de gerência sobreposta; Esse tipo de comunicação pode ocorrer utilizando-se os campos disponíveis no cabeçalho das subcamadas elétricas, no overhead óptico ou por uma rede dedicada (DCN). 40 Gerenciamento de Comunicações

Camada do Canal Óptico e a Hierarquia Digital de Transporte Durante o desenvolvimento da Recomendação ITU-T G.709 percebeu-se que a camada OCh demandaria técnicas digitais para supervisão e monitoramento: –Limitações na construção de redes puramente ópticas; –Necessidade de elementos 3R conforme características do enlace óptico. Escolha da G.709 em utilizar quadros (frames) digitais, com cabeçalho (overhead) de suporte aos requisitos de gerência OCh; Como resultado, houve a introdução das ODU e OTU, subcamadas OCh; Embora o OTU seja o principal cliente OCh, existem outros clientes padronizados. Ex.: SDH (OCh/RSn_A). 41

Subcamadas ODU e OTU 42 Optical channel Data Unit (ODU) layer network Optical channel Transport Unit (OTU) layer network

A Estrutura das Camadas Digitais OTN Composta por duas subcamadas, a ODU (OCh Data Unit) e a OTU (OCh Transport Unit); Uma seção OTU suporta um caminho ODU como cliente; Um caminho ODU suporta vários sinais OTN clientes e múltiplos [ODUj (j < k)] caminhos de menor ordem (taxa de bits); Para o caso de múltiplos caminhos, é recomendado que um domínio administrativo não exceda a visibilidade de duas hierarquias (um estágio de multiplexação), diminuindo a complexidade da rede; No exemplo do próximo slide, o domínio suporta ODU1 e ODU2 sobre o ODU3, apenas um estágio de multiplexação (ODU1 → ODU2) ou (ODU1, ODU2 → ODU3); 43

Exemplo de Multiplexação de Caminhos Digitais 44

Multiplexação: agregar/agrupar sinais de mais baixa ordem em um sinal de mais alta ordem; Na OTN a função de multiplexação fica na adaptação ODUk/ODUj_A (dentro do domínio ODU); A multiplexação inversa também é possível, recebendo um sinal cliente de alta ordem e concatenado múltiplos ODUs para transportá-lo. 45 Fundamentos da Multiplexação de ODUs

Subcamadas ODU 46 Optical channel Data Unit (ODU) layer network Optical channel Transport Unit (OTU) layer network

Provê funcionalidades para o gerenciamento de um caminho digital fim-a-fim, onde sinais clientes variados serão, transparentemente transportados (ATM, Ethernet, IP, SDH ATM, ODU, etc.): –Rearranjo de caminhos ODU para roteamento flexível; –Processamento de cabeçalho ODU para se garantir a qualidade e integridade do sinal cliente; –Funções de OAM&P (Operation, Administration, Maintanace and Provisioning) visando a sobrevivência do do caminho digital; –Detecção e indicação de defeitos na transmissão. 47 Funções da Camada ODU

Subcamadas ODU e OTU 48 Optical channel Data Unit (ODU) layer network Optical channel Transport Unit (OTU) layer network

Provê funcionalidades para a inter-conexão de seções digitais: –Processamento de cabeçalho OTU e condições de transporte no canal óptico, garantindo a integridade do sinal cliente; –Funções de OAM&P OTU, visando a sobrevivência da seção digital. 49 Funções da Camada OTU

Novas Atribuições de Gerenciamento 50

Novas Atribuições de Gerenciamento 51

Os sinais de substituição são utilizados na presença de alguma falha, tanto do lado source quanto do lado sink; Do lado source pode ocorrer uma falha no sinal cliente de entrada, com isso ele é substituído por um sinal do tipo generic-AIS e então mapeado em uma OPUk; Do lado sink pode ocorrer uma perda de sinal ou então chegar um sinal de condição de falha (ex.: em casos como ODUk-AIS, ODUk-LCK, ODUk-OCI). Para todos os casos, o sinal cliente perdido é substituído por um sinal do tipo generic-AIS; Em outros casos de perda do lado sink (ex: para transmissão de sinais ODU2e/OPU2e), o sinal cliente perdido é substituído por um stream de 66B blocos. 52 Sinais de Substituição

Falha no lado source. 53 Sinais de Substituição Perda do sinal cliente Envia um Sinal de Substituição Recebe um Sinal de Substituição STM-64 ODU2 STM-64

Falha no lado sink. 54 Sinais de Substituição Perda de sinal Gera ODU2- AIS Recebe o ODU2-AIS e resulta em um Sinal de Substituição no cliente STM-64 ODU2 STM-64

Exemplo de Transponder Terminal 55

Exemplo de Transponder Regenerador 56

Exemplo de Amplificador 1R 57

Exemplos: de uma Coversão de Comprimento de Onda 58 Fim da trilha OTS Fim da trilha OMS Readaptação OMS/OCh

Exemplo de site 1R e site cross- conexão 59 Fim da trilha OTS Fim da trilha OMS Readaptação OTS/OMS Cross-conexão após Adaptação OMS/OCh

Exemplo de Terminal Padtec 60 Transponders/ Muxponders/ Combiners Multiplexador e Demultiplexador de canal óptico Amplificadores Mux/Demux do canal de supervisão Gerador de OSC