inatel competence center av. joão de camargo, 510 santa rita do sapucai - mg tel: (35) 3471-9330

INATEL Competence Center Av. João de Camargo, 510 Santa Rita do Sapucai - MG

Tel: (35) 3471-9330

TP309 – Redes de TransporteParte 3

Situação Atual das Redes...

SDH – É a tecnologia predominante nos backbones e onde foram feitos enormes investimentos em capacidade!

Ethernet – É a tecnologia predominante nas LANs e a mais conhecida entre as empresas no mundo todo!

Tráfego de Dados – Está crescendo moderadamente...

As propostas para uma rede puramente IP foram adiadas para um futuro um pouco mais distante.

O Futuro Hoje:

Utilizar a rede SDH para transporte de Ethernet !

Redes Locais Redes de Transmissão

Assíncrono Síncrono

Banda Dinâmica Banda Fixa

Não Orientado a Conexão Orientado a Conexão

Serviço “Best Effort” Serviço de Alta Qualidade

Ethernet vs. SDH

Ethernet SDH

RRedesedes Ópticas Ópticas EEthernetthernet

Redes Ópticas Ethernet

Preâmbulo

8 bytes

EndereçoDestino

6 bytes

Endereço Origem

6 bytes

Compr/Tipo

2 bytes

Dados (Payload)

46 - 1500 bytes 4 bytes

Preâmbulo/SFD: Campo que permite o receptor sincronizar-se com o fluxo de transmissão entrante e localização do início do pacote Ethernet

Endereço Origem: (MAC-) Address do elemento de rede que está originando o pacote

Compr/Tipo: Comprimento do pacote. Para pacotes tipo DIX, o tipo de protocolo de camada 3 presente no campo de Dados (Payload)

Dados (Payload): Campo que contém informação de cliente/útil (todos outros campos são considerados parte do cabeçalho)

FCS: Frame Check Sequence. O valor é calculado no elemento de rede de origem e inserido no pacote. O elemento de rede receptor realiza o mesmo cálculo e compara seu FCS com o FCS recebido no pacote. Switches Ethernet irão descartar o pacote que tiver erro de FCS.

Quadro de linha Ethernet IEEE 802.3

Endereço Destino: (MAC-) Address do elemento de rede ao qual o pacote está sendo encaminhado

Topologia:

Etherner over Fiber (EoF) IEEE 802.3

É simplesmente a transmissão de pacotes Ethernet em fibrasópticas. Pode-se ter conexões ponto-a-ponto ou em malha:

LOCAL ALOCAL B

Conexão Ponto-a-ponto

Ethernet

EthernetEthernet

Topologia:

Ethernet over SDH (EoS)

É o mapeamento de Ethernet sobre um Container Virtual (VC-n) SDH

Anel SDH

LOCAL ALOCAL B

100Mbps100Mbps

VC-4VC-4

EthernetEthernet

Opções de Mapeamento

3) Ethernet over GFP (ITU-T G.7041)

Ethernet Frame

GFP Frame

SDHEthernet sobre GFP

- Cabeçalho de transporte determinístico

- Não interfere na gerência de QoS/Largura de Banda

- Delineação simples e eficiente quando em altas velocidades

- Pode ser usado com SDH e Vcat, OTN, etc.

Cliente B

Ethernet

Optical CoreOptical Core

NetworkNetwork

Remote Servers

Storage ServersSDH/DWDMSDH/DWDM

Cliente A

Ethernet

New Generation SDH

VirtualConcatenation

Link Capacity

Adjustment Scheme

Generic Frame

Procedure

Ethernet SDH

Elemento de Rede de Nova Geração SDHCliente Rede

Generic Frame ProcedureGeneric Frame ProcedureGFPGFP

GFP – Generic Frame Procedure

• Padronizado pela ITU-T G.7041

• É um mecanismo “genérico” criado para adaptar múltiplos tipos de serviços em um canal de trasmissão bit-síncrono (WDM) ou octeto-síncrono (SDH, OTN).

• É possível adaptar tráfego de camadas 1 (Fibre Channel, GE) e 2 (PPP/IP/MPLS, Ethernet, RPR)

• Algoritmo simples e estável, com correção de cabeçalho

• Compatível com qualquer serviço de nível superior e com qualquer tecnologia de rede

• Cria novas oportunidades tecnologicas e econômicas

• Fácil expansão (eficiente desde 10M até 10G e já está aprovado para 40G). Não requer novos equipamentos no backbone (somente os das pontas)

Core Header

PayloadType

ExtensionHeaderField

PayloadArea

PayloadHeaders

PayloadArea

Core Header

PayloadArea

Core Header

GFP Payload Area transporta info de camadas superiores Comprimento = 4 a 65535 bytes

Payload Headers informa tipo de cliente e suporta procedimentos específicos de gerência Inclui detecção e correção por CRC Comprimento= 4 a 64 byte

PayloadHeaders

Core Header contém o comprimento da área de payload, e início do quadro de info e deteção & correção de erro com CRC-16 Comprimento = 4 bytes

Optional Payload FCS protege o campo de “client payload information” CRC-32 Comprim = 4 byte

OptionalPayload FCS

Client Payload Field contêm client frames (GFP-F) ou client characters (GFP-T)

ClientPayload

Information

8 bits

CIDSpare

eHECeHEC

PTI PFI EXIUPI

tHECtHEC

PLIPLI

cHECcHEC

ClientPayload

Information

OptionalPayload FCS

4 - 65535

Core Header

PayloadType

ExtensionHeaderField

PayloadArea

PayloadHeaders

PayloadArea

Core Header

PayloadArea

Core Header

cHEC - Core Header Error Control Contém um código de controle de erro CRC-16 para

proteger a integridade do “Core Header”. Possibilita:

Correção de 1 bit errado Deteção de múltiplos bits errados

PLI - PDU Length Indicator Campo de 16 bits contendo um

número binário que representa o comprimento da área da payload area:

mín.: 4 bytes (PLI = 00 04hex) max.: 65535 byte (PLI = FF FFhex) PLI = 0hex a 3hex reservado para

frames de controle

PLIPLI

cHECcHEC

1 2 3 4 5 6 7 8

GFP – Generic Frame Procedure – Core Header

GFP IDLE Frames O menor frame GFP possível, com somente 4

bytes de comprimento PLI = 00 00hex

IDLE frames são necessários para processo de adaptação de taxa garantir processo de sincronização de frames

IDLE Frame

PLI =00

PLI= 00

cHEC = 00cHEC = 00

GFP Control Frames são usados na gerência da conexão GFP.

Existem quatro tipos de Control Frames: PLI= 00 00hex to PLI = 00 03hex

Mas somente um Control frame está atualmente especificado:

GFP – Generic Frame Procedure – Control Frames

Payload Type Field É obrigatório para GFP client frames (PLI 4)

Fornece informação sobre: conteúdo e formato da informação do Client

Payload indica diferentes tipos de GFP frame distingue diferentes serviços em um ambiente multi-

serviço

PayloadArea

Core Header

ClientPayload

Information

PayloadHeaders

OptionalPayload FCS

Payload Type

ExtensionHeader

GFP – Generic Frame Procedure – Payload Header

PTI - Payload Type Identifier Campo de 3 bits que indica o tipo de GFP client

frameAtualmente definidos: PTI = 000 Client Data PTI = 100 Client Management PTI = Outros Reserved

PFI - Payload FCS Indicator Campo de 1 bit que indica PFI = 1 Presença PFI = 0 Ausência do campo opcional de Frame Check Sequence (pFCS) do payload

EXI - Extension Header Identifier Campo de 4 bits que indica o formato do campo Extension Header Atualmente definidos: EXI = 0000 Null Extension Header (só 1 usuário plugado) EXI = 0001 Linear Frame (vários usuários plugados) EXI = 0010 Ring Frame EXI = Others Reserved

PayloadType

ExtensionHeader

PTI PFI EXIUPI

tHECtHEC

1 2 3 4 5 6 7 8

GFP – Generic Frame Procedure – Payload Header

UPI - User Payload Identifier Campo de 8 bits que identifica o tipo de cliente/serviço encapsulado no

Client Payload Field do GFP A interpretação dos valores do UPI é diferente para:

Client data frames (PTI=000) ou Client management frames (PTI=100)

Mais detalhes nos próximos slides

tHEC - Type Header Error Control código de 16 bits para controle de erros para correção de 1 bit errado ou para detetar múltiplos erros de bit no campo de Payload Type

PayloadType

ExtensionHeader

PTI PFI EXIUPI

tHECtHEC

1 2 3 4 5 6 7 8

Client Data Frames atualmente definidos - User Payload Identifier (UPI) UPI = 00 & FF Reserved and not available UPI = 01hex Ethernet (frame-mapped) UPI = 02hex PPP (frame-mapped) UPI = 03hex Fibre Channel (transparent-mapped) UPI = 04hex FICON (transparent-mapped) UPI = 05hex ESCON (transparent-mapped) UPI = 06hex Gigabit Ethernet (transparent-mapped) UPI = 07hex Reserved for future use UPI = 08hex Multiple-Access Protocol over SDH (frame-mapped) UPI = 09 to EF Reserved for future use UPI = F0 to FE Reserved for proprietary use

PTI PFI EXIUPI

tHECtHEC

Indicação no campo Type PTI = 000

Info de clientes/serviços são transportadas sobre Client Data Frames GFP

GFP – Generic Frame Procedure – Client Data Frames

Management Frames atualmente definidos UPI = 00 & FFhex Reserved and not available UPI = 01hex Loss of Client Signal (Client Signal Fail) UPI = 02hex Loss of Character Synchronization UPI = 03 to FEhex For future use

PTI PFI EXIUPI

tHECtHEC

Indicação no campo Type PTI = 100

Esta funcionalidade provê um mecanismo para enviar informação de gerência desde a origem do GFP até o destino.

GFP – Generic Frame Procedure Client Management Frames

PayloadArea

Core Header

ClientPayload

Information

PayloadHeaders

OptionalPayload FCS

Payload Type

ExtensionHeader

GFP – Generic Frame Procedure – Extension Header

Extension Header Field Suporta cabeçalhos de nível 2 (data link)

especificos da tecnologia, ex: virtual link identifier Endereço Origem/Destino Classe de Serviço

Possui de 0 a 60 bytes de comprimento e é indicado no campo Type (EXI)

Três variantes do Extension Header estão atualmente definidas, para configurações ponto-a-ponto ou anel (ring)

EXI = 0000 Null Extension Header EXI = 0001 Linear Frame EXI = 0010 Ring Frame EXI = Others Reserved

Null Extension Header (EXI = 0000 (0hex)) Aplica-se configurações lógicas ponto-a-ponto, onde a

via de transporte é dedicada a somente um cliente ou serviço

1 2 3 4 5 6 7 8

O campo Extension Header não estará presenteExtensionHeader

GFP – Generic Frame Procedure – Null Extension Header

Extension HeaderField

CID - Channel ID Campo de 8 bits para identificar até 256 canais GFP

independentes em um mesmo link

eHEC - Extension Header Correction Código de 16 bits para controle de errors corrige um bit errado deteta multiplos erros de bit no campo Extension Header

eHECeHEC

CIDSpare

Linear Frame Extension Header (EXI = 0001) Aplica-se a configurações lineares (ponto-a-ponto), onde

vários clientes independentes ou serviços são agregados a uma única via de transporte

Spare Campo de 8 bits para uso futuro

Extension Header para Ring Frame em estudo

GFP – Generic Frame Procedure – Linear Extension Header

Fluxos GFP de múltiplas portas ou clientes são multiplexados quadro a quadro• Células GFP IDLE são transmitidas no caso de não haver sinal de cliente

eHECeHEC

CIDSpare

Linear Extension Header

1..256 signals

GFPMux

Fluxos GFP com clientes distintos

IDLE Insertion

CID=0CID=2 CID=1CID=1

CID=0 CID=0CID=0

CID=1CID=1 CID=1

CID=2 CID=2CID=2

GFP – Generic Frame Procedure Linear Extension Header – Multiplexação

CPI - Client Payload Information Field Campo de comprimento variável o qual contém informação útil

de cliente/serviço

GFP-F (frame mapped) CPI transporta frames de cliente

GFP-T (transparent mapped) CPI transporta caracteres de cliente (unframed) máx. comprimento: 65535 bytes - payload header - pFCS

PayloadArea

Core Header

ClientPayload

Information(CPI)

PayloadHeaders

OptionalPayload FCS

pFCS - Payload Frame Check Sequence Código de controle opcional de 32 bits para proteger o campo

client payload information Estará presente se PFI=1 no campo Type (Payload Header) pFCS pode somente detetar bits errados

GFP – Generic Frame Procedure – Client Payload Area

1GigE IDLELE EthEth. Frame IDLEEthernet Frame

Frame a Frame

GFPEthernet FrameGFP GFP GFP EthGFPGFP Eth. Frame

TransparentGFP TransparentGFP TransparentGFP GFP

GFP GFP Header ou IDLE frames

Bloco a Bloco

variável

GFP – Generic Frame Procedure – Client Payload Area

Source Address

Destination Address

Preamble

Start of Frame Delimeter

Length/Type

MAC Client

Frame Check Sequence

46-1500

tHECType

GFP Extension Header

GFP Payload

AsClient

Ethernet MAC Frame GFP-F Frame

Source Address

Destination Address

Length/Type

MAC Client

Frame Check Sequence

GFP – Generic Frame Procedure Framed Mapeamento Ethernet

t1 2 3 4

EthernetQuadros Ethernet

Quadro GFP mapeados com Ethernet

Tráfego Variável

GFP Idle Frames

Rajada Constante

ConcatenaçãoConcatenação

Concatenação Contígua

Concatenação Virtual

VC-n-Xc

VC-n-Xv

Concatenação

Concatenação Contígua de X VC-4s

VC-4-Xc, sendo

X = 4, 16, 64, 256

N1K3F3H4F2G1C2B3J1

C- 4 VC- 4

260 bytes

261 bytes

N1K3F3H4F2G1C2B3J1

C- 4 -4c VC- 4-4c

4 x 260 bytes

4 x 261 bytes

Bit stuffing

100 Mbps

Problema: Como transportar 100Mbps Ethernet sobre SDH?

C-4 é desperdício!

Tamanhos dos VCs do SDH

C-4 149.760 Mbit/s

C-12 2.176 Mbit/s

C-3 48.384 Mbit/s

> 150 MbpsC-4-4c 599 Mbit/s

C-4-16c 2,396 Gbit/s

C-4-64c 9,584 Gbit/s

C-4-256c 38,338 Gbit/s

Virtual Container Capacidade

VC-4-4c

VC-4-16c

VC-4-64c

VC-4-256c

149,76 Kbps

599,04 Kbps

2.396,160 Kbps

9.584,640 Kbps

38.338,560 Kbps

Concatenação Contígua de X VC-4s

VC ou VCat – Virtual Concatenation

A Concatenação Virtual está padronizada pela ITU-T G.707 para containers SDH e pela ANSI T.105 para containers SONET;

É uma forma de se montar uma estrutura de containers que seja eficiente para transportar cada tipo de sinal;

Oferece a granularidade do VC-n;

Pode-se concaternar VCs de Baixa Ordem (64x) e Alta Ordem (256x);

VC-n-Xv

Ethernet (10M) VC3 20% VC-12-5v 92%

Taxa de Tx Eficiencia sem VCat Utilizando VCat

Fast Ethernet (100M) VC-4 67% VC-12-47v 100%

Gigabit Ethernet (1G) VC-4-16c 42% VC-4-7v 85%

Tamanhos dos VCs do SDH

C-4 149.760 Mbit/s

C-12 2.176 Mbit/s

C-3 48.384 Mbit/s

• Transmitido por um bit doByte K4

• 32 frame Multi-Frame

High Order VC Low Order VC

• Informação no Byte H4• 16 frame Multi-Frame

F2H4F3K3

B3C2G1

VC-3 / VC-4out of

VC-3-Xv / VC-4-Xv J2N2K4

V5 VC-2 / VC-11/VC-12out of

VC-2-Xv / VC-11-Xv /VC-12-Xv

New Generation SDHVC ou Vcat – Virtual Concatenation

Concatenação Virtual de X VCs

VC-X-Nv, com X = 3, 4

N1K3F3H4F2G1C2B3J1

C- 3 VC- 3- 4v

84 bytes

85 bytes

N x VCs Independentes

VC & LCAS Control Packet

Frame Counter

VCGSequence Indicator

Information

Reservado para LCAS

New Generation SDH

VC ou Vcat – Virtual Concatenation

Direção daInformação

Origem Destino

Multi-Frame Indicator é um contador• para distinguir vários VCGs* uns dos outros• necessário para compensar o Delay Diferencial

SQSequence Indicator é um contador• para diferenciar cada container VC-n dentro do VCG*• para re-ordenar os containers VC-n no ponto de chegada em caso de ocorrencia de delay diferencial

New Generation SDH

MFI2 MFI10 . . . . .15

N1K3F3H4F2G1C2B3J1

VC-3-1v

0 . . . . .15

N1K3F3H4F2G1C2B3J1

VC-3-2v

MFI2 MFI1

1 2 255

N1K3F3H4F2G1C2B3J1

VC-3-3v

MFI2 MFI1

1 2 255

Concatenação Virtual de X VC-12

VC- 12- 5v

N x VCs Independentes

K4N2J2V5

VC- 12

K4N2J2V5

VC- 12

K4N2J2V5

VC- 12

K4N2J2V5

VC- 12

K4N2J2V5

34 bytes 500µs

VC-12 capacidade de 2,176 Mbps

VC-12-5v capacidade de 10,880 Mbps

byteK4

2º bit

VC-12-1v

K4N2J2V5

MFI 1SQ 0

MFI 2SQ 0

MFI 3SQ 0MFI 32

VC-12-2v

K4N2J2V5

MFI 1SQ 0

MFI 2SQ 0

MFI 3SQ 0MFI 32

VC-12-3v

K4N2J2V5

MFI 1SQ 0

MFI 2SQ 0

MFI 3SQ 0MFI 32

Concatenação Virtual de X VC-12

t1 2 3 4

EthernetQuadros Ethernet

Next Generation SDH

Tráfego Variável

GFP Idle Frames

Tráfego Constante

t1 2 3 4

Rajada Constante

t1 2 3 4

VC-12-5v

K4N2J2V5

Next Generation SDH

VC-4-2v

VC-4 #2

VC-4 #1

Caminho 2

Caminho 1

VC-4 #2

Differential Delay

VC-4 #2

VC-4 #1

VC-4 #2

VC-4 #1

VC-4-4c

C-4 C-4

NENEUm Caminho

C-4 C-4

Core Network

New Generation SDH

Cliente Aluga uma conexão de 6M para Internet (VC-12-3v) Telefona para operadora e solicita 2M adicionais!Operadora provisionará um novo VC-12 à via..e o adicionará a conexão existente via LCAS! sem interromper o serviço!

Novos Serviços: Largura de Banda sob Demanda

Rede de Transporte

ISPLAN no cliente

Gerência da Rede

VC-12-3v

+VC-12

LCASLCASLLiink nk CaCapacity Adjustment Schemepacity Adjustment Scheme

New Generation SDH

LCAS – Link Capacity Adjustment Scheme

- Padronizado pela ITU-T G.7042

- É uma forma de se ajustar a capacidade / largura de banda dinamicamente e sem interromper o serviço

- Extensão para “Virtual Concatenation”, transmitido pelos bytes H4 e K4 (POH). Transparente no “Core” da rede.

- Protocolo LCAS atua nos NE das pontas (edge NEs) em uma forma de “handshaking” ponta-a-ponta e em tempo real

Comunicação Fonte a Destino

MFISQCTRLGIDCRC

Fonte Destino

Comunicação Destino a Fonte

MST RS-Ack

VC & LCAS Control Packet

Frame Counter

VCGSequence Indicator

Information

LCASError

Protection

LCASMember Status

LCASControl

Commands

LCASSource

Identifier

LCASResequence

Acknow-ledgement

RS-Ack

LCAS Information

Pacotes de Informação trocados pelos NEs das pontas para o ajuste de largura de banda

New Generation SDH

Origem Destino

Multi-Frame Indicator é um contador• para distinguir vários VCGs* uns dos outros• necessário para compensar o Delay Diferencial

SQSequence Indicator é um contador• para diferenciar cada container VC-n dentro do VCG*• para re-ordenar os containers VC-n no ponto de chegada em caso de ocorrencia de delay diferencial

CTRL LCAS “Control” são:• palavras/comandos que mostram o status atual dos containers dentro de um VCG* e iniciam alterações de banda• FIXED – container no modo NON-LCAS• ADD - container que será adicionado ao um VCG• REMOVE - container que será removido de um VCG• NORM - container é parte de um VCG ativo• EOS – último container de um VCG ativo• DNU - container com falha (“do not use”)

Group Identification Bit• é um mecanismo adicional de verificação para assegurar que todos membros de um VCG fazem parte do mesmo grupo

CRCCyclic Redundancy Check • é um mecanismo de proteção para deteção de erros de bit nos pacotes de controle.

Member Status Field • é um mecanismo, no qual o destino reporta à origem quais membros de um VCG estão sendo recebidos corretamente

RS-Ack

Re-sequence acknowledgement• é um mecanismo no qual o destino reporta à origem a deteção de qualquer adição/remoção a/de um VCG

Origem Destino

Alocação Automática de Banda:

Automaticamente, VCs pré-provisionados serão ativados Cliente não paga pela capacidade não utilizada do link

Link Capacity Adjustment Scheme

t1 2 3 4

Ethernet 5M

t1 2 3 4

Ethernet

VC-12-2v

VC-12-4vVC-12-5v

t1 2 3 4

VC-12-5v

AgradecimentosAgradecimentos

Prof. MSc. Bruno de Oliveira Monteirobruno@inatel.br

cel.: (35) 9131 6479 (35) 3471 9273

Tel: (35) 3471-9330

Tecnologia NG-SDH

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Documents

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colégio eleitoral provisório - coreconpe.gov.brary de...

· univÄs universidade do vale do sapucai edital n.0...

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