cadernos cpqd tecnologia - v3 nº 2

Cadernos CPqD TecnologiaVol. 3, n. 2, julho/dezembro 2007

ApresentaçãoClaudio A. Violato......................................................................................................................................3

Prefácio

João Marcos Travassos Romano........................................................................................ 5

Aplicação da Metodologia para Identificação da Infra-Estrutura Crítica (MI2C) no Pan 2007Sérgio Luís Ribeiro, João Henrique de Augustinis Franco, Marcos Baracho Trindade, Elaine LaranjaDias, Regina Maria de Felice Souza.........................................................................................................7

Metodologia para identificação de variáveis e cenários que influenciam o software embarcado emreceptores de TV digital

Nilsa Toyoko Azana, Daniel Moutinho Pataca, Ivan Luiz Ricarte...........................................................17

Mapeamento do CPqD-OSP/Provisioning utilizando o framework de processos de negóciosenhanced Telecom Operations Map (eTOM)

Simone Garcia Schmidt, Tatiana Cristina Nogueira Pereira...................................................................33

Arquitetura de gerência de rede WiMAXCyntia Yumiko Arakaki, José Luis Schifferli Lopes, Fabrício Lira Figueiredo.........................................51

Avaliação de topologia para redes GPON com distribuição assimétricaMiriam Regina Xavier de Barros, Sandro Marcelo Rossi, Atílio Eduardo Reggiani, Cláudio AntônioHortêncio, João Guilherme Dias de Aguiar, Danilo César Dini, Paulo César Luz de Morais, Maria LuizaCarmona Braga, Marcos Rogério Salvador, Rodrigo Bernardo, Ronaldo Ferreira da Silva, MarcosPerez Mokarzel, Rodrigo de Almeida Moreira e Valentino Corso...........................................................61

Implantação de Hierarchical Virtual Private LAN Services (HVPLS) na Rede GIGALuciano Martins, Adelmo Alves Avancini, Atílio Eduardo Reggiani, Rege Romeu Scarabucci..............71

Propriedade intelectual do CPqD.............................................................................................................85

Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p. 1-88, jul./dez. 2007

ISSN 1809-1946

Apresentação

Temos o prazer de apresentar a 5a edição dos Cadernos CPqD Tecnologia, que completa o volume 3.Criado para ser um meio de difusão do conhecimento tecnológico, os Cadernos publicam artigosrelacionados com os projetos de P&D conduzidos pelo CPqD, apresentando alguns resultados dessesprojetos.

As telecomunicações atravessam um momento muito importante de transformações. Com um processode inovação extremamente acelerado, as novas tecnologias estão permitindo uma grande reestruturaçãonas infra-estruturas que compõem as redes de telecomunicações e abrindo um vasto horizonte de novaspossibilidades de negócios para o setor. Hoje já são realidade as redes multisserviços que combinammobilidade com alta capacidade (banda larga), tanto no backbone como no acesso, realizando apromessa de permitir o usufruto de uma ampla gama de serviços e de informações para todos os fins, aqualquer momento e em qualquer lugar.

O programa de pesquisa e desenvolvimento do CPqD, tendo em conta as transformações por quepassam as telecomunicações e olhando para o futuro, objetiva gerar produtos e serviços inovadores queatendam às necessidades do setor de tecnologias da informação e comunicação (TIC), alimentando asua cadeia produtiva no Brasil. Com isso, busca aumentar a competitividade das empresas brasileiras econtribuir para a inclusão digital no país.

Para esta edição dos Cadernos, foram avaliados e selecionados artigos sobre temas que julgamosserem de interesse e atualidade para a comunidade brasileira de telecomunicações e de tecnologia dainformação. Desejamos a todos uma boa leitura.

Claudio A. ViolatoVice-Presidente de Tecnologia

Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p. 3, jul./dez. 2007

Prefácio

Apresentam-se, neste segundo número do terceiro volume da revista Cadernos CPqD Tecnologia, seisnovos artigos envolvendo trabalhos recentes nas mais diversas áreas de atuação em pesquisa edesenvolvimento do CPqD.

O primeiro artigo, de Ribeiro e colaboradores, descreve a aplicação de uma metodologia para identificaros elementos que compõem a infra-estrutura crítica de telecomunicações utilizada durante os XV JogosPan-Americanos e Parapan-Americanos.

No segundo artigo, Azana e colaboradores fazem uso da metodologia de cenários prospectivos paradiscutir a disponibilização das aplicações na implantação da televisão interativa, quando da adoção dosistema de TVD pela sociedade brasileira.

O terceiro artigo, por Schmidt e Pereira, descreve duas iniciativas do TM Fórum, New GenerationOperations Systems and Software e Telecom Operations Map, referentes à automação de processos denegócios no mercado de telecomunicações.

O quarto artigo, de Arakaki, Lopes e Figueireido, propõe uma arquitetura funcional de gerência de redepara suportar a gerência de infra-estrutura numa tecnologia WiMAX nomádico, baseando-se no estadoatual dos modelos especificados pelos principais fóruns internacionais.

Topologia para Redes GPON é o tema do quinto artigo, por Barros e colaboradores, que apresenta umatecnologia de acesso que faz uso de uma rede óptica para levar serviços até o usuário final. Uma novatopologia, com distribuição assimétrica, é proposta, analisada e comparada com as convencionais,baseadas apenas em distribuidores simétricos.

No sexto artigo, Martins e colaboradores apresentam uma revisão sobre as tecnologias MPLS e VPNshierárquicas de nível 2 baseadas em MPLS (HVPLS) e mostram alguns testes realizados na Rede GIGA,visando proporcionar conectividade multiponto aos laboratórios conectados a esta rede.

Além do mérito dos autores aqui citados, cabe sempre ressaltar o trabalho que vem sendo realizado pormeus colegas do Fórum de P&D para viabilizar esta publicação, que apresenta interesse crescente porparte dos pesquisadores do CPqD. Novas idéias estão previstas para o ano que começa; idéias quesurgem e que certamente se consolidarão, graças ao dinamismo e à excelência de nossa comunidade. Atodos, boa leitura e os melhores votos de alegrias e realizações para o novo ano.

João Marcos Travassos RomanoPresidente do Fórum de P&D do CPqD

Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p. 5, jul./dez. 2007

Aplicação da Metodologia para Identificação daInfra-Estrutura Crítica (MI2C) no Pan 2007

Sérgio Luís Ribeiro*, João Henrique de Augustinis Franco, Marcos Baracho Trindade, ElaineLaranja Dias, Regina Maria de Felice Souza**

Este artigo descreve a aplicação da Metodologia para Identificação da Infra-Estrutura Crítica (MI²C) como objetivo de identificar os elementos que compõem a infra-estrutura crítica de telecomunicações utilizadadurante os XV Jogos Pan-Americanos e Parapan-Americanos. Este trabalho foi realizado em conjuntocom a Anatel no escopo do Projeto Segurança de Informação e Comunicação, que está sendo conduzidopelo CPqD com recursos do Fundo para o Desenvolvimento Tecnológico das Telecomunicações(FUNTTEL).

Palavras-chave: Infra-estrutura de telecomunicações. Infra-estrutura crítica de telecomunicações. Proteção de infra-estrutura crítica de telecomunicações. Metodologia de proteção de infra-estruturacrítica.

Introdução

Este artigo está organizado da seguinte forma: aSeção 1 aborda a necessidade de proteger asinfra-estruturas críticas e apresenta o modelo deproteção adotado com essa finalidade. A Seção2 expõe, de forma breve, os passos que deramorigem ao trabalho aqui apresentado e a Seção 3descreve a aplicação da MI2C na identificação dainfra-estrutura crítica de telecomunicaçõesutilizada nos XV Jogos Pan-Americanos eParapan-Americanos (Pan 2007).

1 Infra-estruturas críticas e sua proteção

Infra-estrutura crítica é aquela cuja destruição oudegradação sensível de desempenho pordeterminado período pode causar significativoimpacto social, econômico e/ou político, podendoafetar a estabilidade política, causar uma criseeconômica ou comprometer a soberanianacional.Além da infra-estrutura de telecomunicações, sãoinfra-estruturas críticas, entre outras, a degeração, transmissão e de distribuição deenergia elétrica, a de transporte de massa(terrestre, marítimo, fluvial e aéreo) e a detratamento e distribuição de água. Como todasessas infra-estruturas dependem, em maior oumenor grau, da infra-estrutura de informaçãosubjacente, que abrange a infra-estrutura críticade telecomunicações, a proteção desta últimaassume ainda maior importância.Como não é factível proteger a infra-estrutura detelecomunicações em sua totalidade, faz-senecessário identificar as partes mais críticas parapoder alocar, de forma eficiente, os recursosdisponíveis para sua proteção (LEWIS, 2006).Essa tarefa pode ser realizada com o auxílio deum modelo de proteção da infra-estrutura crítica

de telecomunicações, baseado no uso conjuntode cinco metodologias:a. Metodologia para Identificação da Infra-

Estrutura Crítica (MI2C) – responsável peladefinição da parte crítica de uma infra-estrutura.

b. Metodologia para Análise de Interdependênciada Infra-Estrutura Crítica (MAI2C) –responsável pelo mapeamento dainterdependência entre infra-estruturasdistintas, com o objetivo de analisar o impactoem uma infra-estrutura de eventos originadosem outra.

c. Metodologia para Identificação e Análise deAmeaças (MIdA2) – responsável pelomapeamento das ameaças associadas a umainfra-estrutura crítica.

d. Metodologia para Criação de Cenários Ideaisem Infra-Estrutura Crítica (M(CI)2C) –responsável pela criação do cenário ideal deproteção de uma infra-estrutura crítica combase nos resultados obtidos com a aplicaçãoda MI2C e MIdA2

.

e. Metodologia para Diagnóstico da Infra-Estrutura Crítica (MeDI2C) – responsável pelodiagnóstico de partes de uma infra-estruturacrítica, com o objetivo de elaborarrecomendações e planos de ação.

2 Histórico

A Metodologia para Identificação da Infra-Estrutura Crítica (MI2C) foi desenvolvida peloCPqD em 2004 no âmbito do Projeto dePesquisa Aplicada Segurança da Rede Nacionalde Telecomunicações (NAKAMURA, 2004 e2005).No final de 2006, o Gabinete de SegurançaInstitucional da Presidência da República

*Autor a quem a correspondência deve ser dirigida: [email protected]

**Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel)


Aplicação da Metodologia para Identificação da Infra-Estrutura Crítica (MI2C) no Pan 2007

(GSI- PR) estabeleceu um grupo de trabalho coma missão de identificar, em uma primeira etapa,as infra-estruturas críticas nas áreas detelecomunicações, saúde, transportes, energia,finanças, segurança pública e combate aoterrorismo no município do Rio de Janeiro,durante a realização do Pan 2007 para,posteriormente, fazê-lo em âmbito nacional.Nessa mesma ocasião, foi decidido pela AgênciaNacional de Telecomunicações (Anatel), comoatividade inicial do Projeto Segurança emInformação e Comunicação, aplicar a MI2C paraidentificar a infra-estrutura crítica detelecomunicações utilizada no Pan 2007, demodo que os resultados fossem aproveitados noplanejamento de segurança do evento eservissem de insumo para uma revisão dametodologia durante o projeto.

3 Aplicação da MI2C no contexto do Pan2007

A seguir é descrita a aplicação, fase a fase(conforme Figura 1), da MI2C no contexto do Pan2007.

Fase 1: Identificação dos serviçosEntre os serviços de telecomunicações definidospela Anatel, foram identificados aquelescolocados à disposição, durante o Pan 2007, deatletas, técnicos, pessoal da organização doevento (segurança, primeiros socorros, limpeza,etc.), serviços de emergência (Corpo deBombeiros, ambulância e policiamento),espectadores e população local. Tais serviçossão relacionados a seguir:a. Serviço Telefônico Fixo Comutado (STFC) –

para os fins deste trabalho, o STFC foisubdividido nas seguintes modalidades:

1. “STFC-TP/PS” – telefones públicos epostos de serviço.

2. “STFC-SE” (serviços essenciais) – PolíciaMilitar, Corpo de Bombeiros, SAMU, etc.

3. “STFC-Geral” – ligações locais (LOC), delonga distância nacionais (LDN) einternacionais (LDI).

b. Serviço Móvel Pessoal (SMP) – dada agrande utilização por pessoal da organizaçãodo Pan 2007, esse serviço foi subdividido emduas modalidades: “SMP-Geral” e “SMP-Pan”;

c. Serviço Móvel Especializado (SME) – tambémconhecido como trunking, o SME foi usadodurante o Pan 2007 pelas equipesresponsáveis pelo atendimento médico e pelasegurança nos locais de competição, razãoque motivou sua subdivisão em duasmodalidades: “SME-Geral” e “SME-Pan”;

d. Serviço Móvel Especial de Radiochamada(SER);

e. Serviço Móvel Global por Satélite (SMGS);f. Serviço Móvel Aeronáutico (SMA);g. Serviço Móvel Marítimo (SMM);h. Serviço de Comunicação Multimídia (SCM);i. TV a Cabo (TVC);j. Multichannel Multipoint Distribution Service

(MMDS);k. Direct to Home (DTH);l. Rádio do Cidadão;m. Serviço de Radioamador;n. Serviço de Radiotáxi.

Fase 2: Definição dos aspectos paraavaliação dos serviçosDe modo a avaliar a importância dos serviçosidentificados a partir de três perspectivasdistintas (a dos usuários dos serviços, a dasociedade e a do Estado), foram selecionados

8 Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p. 7-16, jul./dez. 2007

Identificaçãodos serviços11 Definição dos

aspectos22 Definição dos níveis

de criticidade33

Definição do pesodos aspectos

4 Definição do pesodos aspectos

44

Análise dos níveisde criticidade

5 Análise dos níveisde criticidade

55

Mapeamento dos serviços críticos

6 Mapeamento dos serviços críticos

66

Identificação dainfra-estrutura de rede

77

MAPEAMENTOMAPEAMENTO

ANÁLISEANÁLISE

IDENTIFICAÇÃO

DEFINIÇÃO

IDENTIFICAÇÃO

DEFINIÇÃO

METODOLOGIA PARA IDENTIFICAÇÃO DA INFRA-ESTRUTURA CRÍTICA DE TELECOMUNICACÕESMETODOLOGIA PARA IDENTIFICAÇÃO DA INFRA-ESTRUTURA CRÍTICA DE TELECOMUNICAÇÕES

PRIORIZAÇÃOPRIORIZAÇÃOPriorização dos

elementos8 Priorização dos

elementos8

Figura 1 Fases da MI²C


oito aspectos (conforme Tabela 1): doisassociados à prestação do serviço (abrangênciae população atendida), dois relativos ao interessesocial (divulgação e impacto social e cultural) eos demais quatro relacionados ao interesse doEstado (saúde e emergência, segurança, defesacivil e economia).

Fase 3: Definição dos níveis de criticidade decada aspecto

Nesta etapa, foram definidos os níveis decriticidade para cada um dos oito aspectos deforma que se permitisse a análise de todos osserviços incluídos na Fase 1. Esses níveis decriticidade devem possibilitar a caracterizaçãoqualitativa e quantitativa da importância dosserviços de telecomunicações com base emcada aspecto. Nesta aplicação, optou-se porutilizar uma classificação simples, com três níveis

de criticidade, denominados “alto”, “médio” e“baixo”, conforme Tabela 2.

Fase 4: Definição do peso dos aspectosA MI2C prevê que nesta fase sejam analisadosos cenários, reais ou hipotéticos, que resultem dediferentes combinações de pesos atribuídos aosaspectos considerados. Na aplicação Pan 2007,foi analisado apenas o cenário derivado daatribuição uniforme de pesos (fixados em “1”) acada um dos aspectos selecionados, comexceção do aspecto “Abrangência” (cujo peso foifixado em “0”), visto que o contexto geográficoconsiderado é uma área metropolitana, onde aabrangência dos serviços oferecidos é alta.

Fase 5: Análise dos níveis de criticidade decada serviçoNesta etapa foram definidos os níveis de

Cad. CPqD Tecnologia, Campinas, v. 3, n. 2, p. 7-16, jul./dez. 2007 9

Tabela 1 Aspectos utilizados na avaliação dos serviços

Tabela 2 Nível de criticidade dos aspectos

Não utilizado

Utilizado para

solicitação

Essencial para a

operação

Defesa civil

Influencia indireta-mente

Influencia diretamente um ou mais

setores

Influencia diretamente

todos os setores

Economia

Não utilizadoNão utilizadoNão utilizado

Não utilizado

Abaixo de 50%

Abaixo de 40%Baixo

Utilizado para

solicitaçãoÚtil e auxiliaÚtil e

auxilia

Utiliza indire-

tamente

Entre 50% e 80%

Entre 40% e 85%Médio

Essencial para a

operaçãoEssencial

Importante e

necessário

Utiliza diretamente

Acima de 80%Acima de 85%Alto

CRITÉRIOS

SegurançaSaúde e emergência

Impacto social e cultural

DivulgaçãoPopulação atendidaAbrangência

Não utilizado

Utilizado para

solicitação

Essencial para a

operação

Defesa civil

Influencia indireta-mente

Influencia diretamente um ou mais

setores

Influencia diretamente

todos os setores

Economia

Não utilizadoNão utilizadoNão utilizado

Não utilizado

Abaixo de 50%

Abaixo de 40%Baixo

Utilizado para

solicitaçãoÚtil e auxiliaÚtil e

auxilia

Utiliza indire-

tamente

Entre 50% e 80%

Entre 40% e 85%Médio

Essencial para a

operaçãoEssencial

Importante e

necessário

Utiliza diretamente

Acima de 80%Acima de 85%Alto

CRITÉRIOS

SegurançaSaúde e emergência

Impacto social e cultural

DivulgaçãoPopulação atendidaAbrangência

Grau de utilização do serviço para ações de prevenção, atendimento de emergências e resposta a desastresQualitativoDefesa Civil

Grau de influência do serviço nas atividades econômicas do município do Rio de Janeiro durante o Pan 2007 nos setores de transportes, turismo, indústria, comércio, segurança e saúde

QualitativoEconomia

Grau de utilização do serviço para o atendimento das necessidades de órgãos dos Ministérios da Justiça e da Defesa e das Secretarias de Segurança Pública, entre outros

QualitativoSegurança

Grau de utilização do serviço para o atendimento médico (emergencial ou não), sanitário e assistencialQualitativoSaúde e

emergência

Grau de utilização do serviço para divulgação e desenvolvimento culturalQualitativoImpacto social

e cultural

Grau de utilização do serviço para a geração e transmissão de informações sobre o Pan 2007QualitativoDivulgação

Percentual da população total (população local mais visitantes) atendida pelo serviçoQuantitativoPopulação

atendida

Percentual da área de cobertura geográfica do serviço no município do Rio de JaneiroQuantitativoAbrangência

DescriçãoTipoAspecto

Grau de utilização do serviço para ações de prevenção, atendimento de emergências e resposta a desastresQualitativoDefesa Civil

Grau de influência do serviço nas atividades econômicas do município do Rio de Janeiro durante o Pan 2007 nos setores de transportes, turismo, indústria, comércio, segurança e saúde

QualitativoEconomia

Grau de utilização do serviço para o atendimento das necessidades de órgãos dos Ministérios da Justiça e da Defesa e das Secretarias de Segurança Pública, entre outros

QualitativoSegurança

Grau de utilização do serviço para o atendimento médico (emergencial ou não), sanitário e assistencialQualitativoSaúde e

emergência

Grau de utilização do serviço para divulgação e desenvolvimento culturalQualitativoImpacto social

e cultural

Grau de utilização do serviço para a geração e transmissão de informações sobre o Pan 2007QualitativoDivulgação

Percentual da população total (população local mais visitantes) atendida pelo serviçoQuantitativoPopulação

atendida

Percentual da área de cobertura geográfica do serviço no município do Rio de JaneiroQuantitativoAbrangência

DescriçãoTipoAspecto


criticidade para todos os elementos da matrizServiços-Aspectos, conforme Tabela 3. Esta faseé a que demanda mais tempo para suarealização, uma vez que a MI2C recomenda quea atribuição dos níveis de criticidade seja feitapor consenso entre os participantes. Esseprocedimento tem por objetivo reduzir o grau desubjetividade do resultado final e evitar possíveiserros de interpretação quanto ao significado doaspecto e dos níveis de criticidade associados.

Fase 6: Mapeamento dos serviços críticos

O objetivo nesta fase foi converter os valoresqualitativos em quantitativos de forma que se crieuma escala ordinal (FORMAN, 2001) parapriorizar os serviços de telecomunicações. Naaplicação Pan 2007, a pontuação de cadaserviço foi obtida por meio de uma médiaaritmética simples, em que foram atribuídos osvalores 1, 2 e 3 aos níveis de criticidade “baixo”,“médio” e “alto”. A Tabela 4 mostra os serviçosem ordem decrescente de criticidade.


Tabela 3 Criticidade dos serviços analisados

Baixo

Baixo

Baixo

Médio

Médio

Alto

Alto

Médio

Médio

Alto

Médio

Médio

Alto

Alto

Alto

Alto

Alto

Baixo

Impacto social

BaixoAltoMédioAltoMédioBaixoAltoSMA

BaixoMédioBaixoBaixoBaixoBaixoAltoRadiotáxi

AltoMédioMédioBaixoBaixoBaixoAltoMMDS

AltoMédioMédioBaixoBaixoBaixoAltoDTH

BaixoBaixoAltoMédioBaixoBaixoAltoRádio do Cidadão

BaixoBaixoAltoMédioBaixoBaixoAltoRadioamador

AltoBaixoBaixoBaixoBaixoBaixoAltoSER

MédioBaixoBaixoBaixoBaixoBaixoAltoSMGS

AltoAltoMédioMédioMédioMédioAltoSMP

BaixoAltoAltoAltoAltoAltoAltoSTFC-SE

SERVIÇOS

AltoAltoMédioMédioMédioBaixoAltoSMP PAN

BaixoAltoMédioMédioMédioAltoAltoSTFC-Geral

BaixoAltoMédioMédioMédioAltoAltoSTFC-TP/PS

AltoAltoMédioAltoMédioBaixoAltoSCM

BaixoAltoMédioAltoMédioBaixoAltoSMM

Médio

Alto

Alto

Economia

Alto

Médio

Médio

Divulgação

AltoBaixoMédioBaixoAltoTVC

ASPECTOS Defesa civilSegurançaSaúde e

emergênciaUsuários atendidosAbrangência

MédioAltoMédioBaixoAltoSME Geral

MédioAltoAltoBaixoAltoSME PAN

Baixo

Baixo

Baixo

Médio

Médio

Alto

Alto

Médio

Médio

Alto

Médio

Médio

Alto

Alto

Alto

Alto

Alto

Baixo

Impacto social

BaixoAltoMédioAltoMédioBaixoAltoSMA

BaixoMédioBaixoBaixoBaixoBaixoAltoRadiotáxi

AltoMédioMédioBaixoBaixoBaixoAltoMMDS

AltoMédioMédioBaixoBaixoBaixoAltoDTH

BaixoBaixoAltoMédioBaixoBaixoAltoRádio do Cidadão

BaixoBaixoAltoMédioBaixoBaixoAltoRadioamador

AltoBaixoBaixoBaixoBaixoBaixoAltoSER

MédioBaixoBaixoBaixoBaixoBaixoAltoSMGS

AltoAltoMédioMédioMédioMédioAltoSMP

BaixoAltoAltoAltoAltoAltoAltoSTFC-SE

SERVIÇOS

AltoAltoMédioMédioMédioBaixoAltoSMP PAN

BaixoAltoMédioMédioMédioAltoAltoSTFC-Geral

BaixoAltoMédioMédioMédioAltoAltoSTFC-TP/PS

AltoAltoMédioAltoMédioBaixoAltoSCM

BaixoAltoMédioAltoMédioBaixoAltoSMM

Médio

Alto

Alto

Economia

Alto

Médio

Médio

Divulgação

AltoBaixoMédioBaixoAltoTVC

ASPECTOS Defesa civilSegurançaSaúde e

emergênciaUsuários atendidosAbrangência

MédioAltoMédioBaixoAltoSME Geral

MédioAltoAltoBaixoAltoSME PAN

Tabela 4 Classificação dos serviços quanto à criticidade

ASPECTOS

SERV I ÇOS

1

1

1

2

2

3

3

2

2

3

2

2

3

3

3

3

3

1

1

Impacto social Pontua

çãoDivulgaçãoEconomiaDefesa

civilSegurançaSaúde e emergência

Usuários atendidosAbrangência

1111110PESOS

8

8

9

11

11

13

13

14

14

15

15

16

16

16

16

17

17

17

1323213SMA

1211113Radiotáxi

3221113MMDS

3221113DTH

1132113Rádio do Cidadão

1132113Radioamador

3111113SER

2111113SMGS

3322223SMP

1333333STFC-SE

3322213SMP PAN

1322233STFC Geral

1322233STFC TP/PS

3323213SCM

1323213SMM

2

3

3

3

2

2

31213TVC

23213SME Geral

23313SME PAN

ASPECTOS

SERV I ÇOS

1

1

1

2

2

3

3

2

2

3

2

2

3

3

3

3

3

1

1

Impacto social Pontua

çãoDivulgaçãoEconomiaDefesa

civilSegurançaSaúde e emergência

Usuários atendidosAbrangência

1111110PESOS

8

8

9

11

11

13

13

14

14

15

15

16

16

16

16

17

17

17

1323213SMA

1211113Radiotáxi

3221113MMDS

3221113DTH

1132113Rádio do Cidadão

1132113Radioamador

3111113SER

2111113SMGS

3322223SMP

1333333STFC-SE

3322213SMP PAN

1322233STFC Geral

1322233STFC TP/PS

3323213SCM

1323213SMM

2

3

3

3

2

2

31213TVC

23213SME Geral

23313SME PAN


Fase 7: Identificação da infra-estrutura derede

Para dar seqüência à aplicação da metodologia,foram selecionados os quatro serviços detelecomunicações com maior pontuação1, STFC,SMP, SCM e SME, doravante denominados“serviços críticos”. O número de serviçoscaracterizados como críticos determina aextensão da infra-estrutura crítica.O propósito desta fase é identificar a infra-estrutura de rede que dá suporte aos serviçosconsiderados críticos. Para isso, foi necessáriolevantar informações sobre as redes detelecomunicações utilizadas pelas empresas queoperam esses serviços no município do Rio deJaneiro. Entre outras, as seguintes informaçõesforam utilizadas:a. tráfego atual2 e previsto para o Pan 2007;b. localização física dos equipamentos;c. entroncamentos atuais e previstos das

centrais;d. topologia e capacidade da rede;e. pontos de interconexão com outras

operadoras de serviços críticos;f. planos de contingência (atual e para o Pan

2007);g. pontos identificados como críticos;h. redes básicas (terrestres, de cabos

submarinos e satélites), sua capacidade eocupação por serviço;

i. localização, facilidades e períodos defuncionamento dos centros de supervisão decada serviço.

Com base nessas informações, foi identificada ainfra-estrutura de rede que dá suporte aosserviços críticos no Pan 2007, constituída porcerca de 70 sites e estações. Conforme Figura 2,essa infra-estrutura de rede e os serviçosconsiderados críticos compõem o que se

denomina infra-estrutura crítica detelecomunicações.

Fase 8: Priorização dos elementos

Uma vez que os elementos de uma infra-estrutura crítica não possuem a mesmacriticidade – já que a indisponibilidade dediferentes elementos pode causar diferentesimpactos –, é necessário priorizar tais elementossegundo critérios bem definidos, que é o objetivodesta última fase.

Seleção de categorias e critérios paraavaliação

Optou-se nesta etapa por fazer uma análisesemiquantitativa dos dados, identificando pontosde concentração de tráfego, sobreposição defuncionalidades, pontos estratégicos de rotas delonga distância nacional (LDN) e internacional(LDI) com compartilhamento de infra-estrutura. A análise teve início com a identificação dalocalização geográfica dos centros de logística esuporte de telecomunicações e dos principaislocais onde seriam realizadas as competições(sites), conforme Figura 3.Levando-se em conta as informações disponíveise o modelo de camadas mostrado na Figura 3,foram selecionados 25 critérios de avaliação,que, por sua vez, foram agrupados em seiscategorias: Sites do Pan, Infra-Estrutura,Transmissão, STFC, SCM e Serviços Móveis(que inclui o SMC e o SME), conforme Tabela 5.

Atribuição de pesos às categorias

Com o fim de manter, no cálculo da pontuaçãofinal, o peso de cada categoriaindependentemente do número de critérioscorrespondentes, foi introduzido um fator denormalização para cada categoria, expresso pelocociente entre o peso


Infra-estrutura de rede

77

Serviços críticos de telecomunicações

66

Infra-estrutura crítica de telecomunicações

Figura 2 Infra-estrutura crítica de telecomunicações________________________________1 Nessa fase foram aglutinadas as diferentes modalidades de STFC, SMP e SME.2 Primeiro trimestre de 2007.


da categoria e o somatório das notas máximasdos critérios.Os pesos atribuídos às categorias e os fatores denormalização correspondentes são mostrados naTabela 6.

Pontuação dos sites/estações

A pontuação de cada site/estação foi feita deacordo com as regras apresentadas na Tabela 8e na Tabela 9. A Tabela 10 mostra a pontuaçãoatribuída a alguns sites e estações.

Tabela 6 Pesos e fatores de normalizaçãopor categoria


Tabela 5 Categorias e respectivos critérios

Trânsito LDI

Trânsito LDN

Trânsito local

Comutação localSinalizaçãoSTFC

MetroEthernetATMIP

internacionalIPMPLSSCM

BTS

SDH LDN / LDI

Centro de fibras

Logística

Satélite

Gerência da Rede

MSC / MGW

WDM

Compartilha-mento da estação

Eventos

Critérios

BSC

SDH Local

Energia

Transmissão

Categorias

Serviços móveis

Acesso a sites do Pan

Infra-estrutura

Sites do Pan

Trânsito LDI

Trânsito LDN

Trânsito local

Comutação localSinalizaçãoSTFC

MetroEthernetATMIP

internacionalIPMPLSSCM

BTS

SDH LDN / LDI

Centro de fibras

Logística

Satélite

Gerência da Rede

MSC / MGW

WDM

Compartilha-mento da estação

Eventos

Critérios

BSC

SDH Local

Energia

Transmissão

Categorias

Serviços móveis

Acesso a sites do Pan

Infra-estrutura

Sites do Pan

Figura 3 Modelo de camadas

0,67

Fator Normalização

0,402STFC

0,091SCM

1

2

2

2

Pesos

0,50

0,33

0,22

Transmissão

Categorias

SMP

Infra-estrutura

Sites do Pan / Parapan 2007 0,67

Fator Normalização

0,402STFC

0,091SCM

1

2

2

2

Pesos

0,50

0,33

0,22

Transmissão

Categorias

SMP

Infra-estrutura

Sites do Pan / Parapan 2007


Cálculo da pontuação final

A seguinte expressão foi utilizada para calcular apontuação final de cada site/estação. Assim,

P=∑i=1

k

∑j=1

ni

i pij (1)em queP pontuação final do site/estação;k número de categorias;ni número de critérios da categoria i;pij pontuação atribuída ao critério j da

categoria i;i fator de normalização aplicado à

pontuação em função da categoria i.

Resultados

A Tabela 7 mostra a pontuação das dezprimeiras estações3 e entre os 70 sites e

estações analisados. A Figura 4 apresenta asmesmas informações em forma gráfica,evidenciando a diferença nas pontuaçõesrelativas.

Conclusão

Este artigo apresentou os resultados daaplicação da Metodologia para Identificação deInfra-Estrutura Crítica (MI2C), realizada com opropósito de identificar os elementos quecompõem a infra-estrutura crítica detelecomunicações utilizada por delegações,pessoal de apoio, espectadores e população domunicípio do Rio de Janeiro durante a realizaçãodo Pan 2007.O trabalho aqui apresentado foi realizado em umperíodo relativamente curto (três meses) paraque seus resultados pudessem ser aproveitadosno planejamento da segurança do Pan 2007. Issosomente foi possível graças aos esforçosconjuntos do CPqD, da Anatel e das empresasoperadoras envolvidas.Com alguns ajustes nas categorias e noscritérios apresentados, a mesma metodologiaestá sendo empregada para a identificação dainfra-estrutura crítica de telecomunicações e paraa priorização de seus elementos críticos emâmbito nacional4.Como proposta de evolução da MI2C, pretende-se:a. investigar outros métodos e modelos para

análise qualitativa e quantitativa, por exemploo método Analytic Hierarchy Process (AHP)(SAATY, 1990);

b. avaliar a viabilidade de utilização deferramentas de mapeamento geoespacial(GIS);

c. analisar o emprego de simuladores paraavaliação de cenários.

________________________________3 Foi omitida a identificação das estações e das operadoras correspondentes por se tratar de informação sensível.4 Vale notar que a generalidade das fases 1 a 6 da MI2C possibilita seu emprego na identificação de outras infra-estruturas

críticas que não a de telecomunicações.


Tabela 7 Priorização dos elementos da infra-estrutura crítica

Figura 4 Priorização dos elementos da infra-estrutura crítica


1 Marapendi Country Club2 Complexo Esportivo do

Autódromo3 Morro do Outeiro4 Complexo Esportivo Rio

Centro (IBM MPC)5 Complexo Esportivo Cidade

do Rock

6 Centro de Boliche Barra7 Centro de Futebol Zico8 Complexo Esportivo Mécimo

da Silva9 Complexo Esportivo Deodoro10 Complexo Esportivo João

Havelange

11 Complexo Esportivo doMaracanã

12 Marina da Glória13 Parque do Flamengo14 Praia de Copacabana15 Lagoa Rodrigo de Freitas

16 Vila Pan-Americana17 CO Rio18 Hotel Oficial – Windsor da

Barra19 Tech. Operation Center –

Shopping Citá América20 MOC – Main Operation

Center – Oi/Telemar

Figura 5 Mapa dos sites do Pan

Tabela 8 Categorias, critérios e notas – parte 1


3Estação que suporta entre 1 e 2 sites – nota 1 Estação que suporta entre 3 e 5 sites – nota 2 Estação que suporta mais que 5 sites – nota 3

Estações de acesso (rede cabeada) aos sites do Pan

(esportivos e não-esportivos)

1Estação que abriga o Centro de Gerência de Rede – nota 1 ou 0Centro de Gerência

1Maior ou igual a 4 entradas em cada central local -nota 1 e 0 para menor que 4

Centro de fibras

2Estações de alta criticidade (técnico presente 24h)

nota máxima 2, média criticidade – nota 1,baixa criticidade – nota 0

1Estações de apoio ou estações com GMG - nota 1

Energia

0,22

2Estação que compartilha a infra-estrutura com

outra empresa ou é vizinha de uma outra estação de outra empresa - nota 2 ou 0

Compartilhamento de estação

Infra-Estrutura

2Locais onde se concentrarão ações de suporte e

operações de telecom do Pan -máximo – nota 2, médio – nota 1, baixo – nota 0

Sites de suporte/logística telecom

0,672

1Locais onde serão realizados eventos do Pan com possíveis transmissões – nota 1 ou 0Sites com eventos

Sites do PAN

MédiaPesoNota máxima Escala de pontuaçãoCritériosCategoria

3Estação que suporta entre 1 e 2 sites – nota 1 Estação que suporta entre 3 e 5 sites – nota 2 Estação que suporta mais que 5 sites – nota 3

Estações de acesso (rede cabeada) aos sites do Pan

(esportivos e não-esportivos)

1Estação que abriga o Centro de Gerência de Rede – nota 1 ou 0Centro de Gerência

1Maior ou igual a 4 entradas em cada central local -nota 1 e 0 para menor que 4

Centro de fibras

2Estações de alta criticidade (técnico presente 24h)

nota máxima 2, média criticidade – nota 1,baixa criticidade – nota 0

1Estações de apoio ou estações com GMG - nota 1

Energia

0,22

2Estação que compartilha a infra-estrutura com

outra empresa ou é vizinha de uma outra estação de outra empresa - nota 2 ou 0

Compartilhamento de estação

Infra-Estrutura

2Locais onde se concentrarão ações de suporte e

operações de telecom do Pan -máximo – nota 2, médio – nota 1, baixo – nota 0

Sites de suporte/logística telecom

0,672

1Locais onde serão realizados eventos do Pan com possíveis transmissões – nota 1 ou 0Sites com eventos

Sites do PAN

MédiaPesoNota máxima Escala de pontuaçãoCritériosCategoria


Tabela 8 Categorias, critérios e notas – parte 1 (cont.)

Tabela 9 Categorias, critérios e notas – parte 2


1Estações que abrigam centrais com função trânsito LDI e que devem aumentar seu tráfego devido ao

Pan 2007 – nota 1 ou 0Trânsito LDI

1Estações que abrigam centrais com função trânsito LDN e que devem aumentar seu tráfego devido ao

Pan 2007 – nota 1 ou 0Trânsito LDN

1Estações que abrigam centrais com função trânsito local e que devem aumentar seu tráfego devido ao

Pan 2007 – nota 1 ou 0Trânsito LOC

1Estações que abrigam centrais locais e que devem

aumentar seu tráfego devido ao Pan 2007 –nota 1 ou 0

Comutação LOC

0,42

1Estações que abrigam PTS – nota 1 ou 0Sinalização

STFC

1

Estações que fazem parte do anel secundário e estão próximas aos pontos do Pan. Não vale somar

a quantidade de vezes que aparece no anel –nota 1 ou 0

MetroEth secundário

3

Estações que satisfazem os dois critérios anteriores e fazem parte de mais de 1 anel de core

ou estação onde o grau do nó(número de arcos do nó) seja maior ou igual a 3

2Estações que fazem parte do core e estão

próximas aos pontos do Pan ou interligam anéis secundários – nota 2

1Estações que fazem parte do core MetroEthernet na cidade do Rio de Janeiro – nota 1 ou 0

MetroEth principal

2Estações da rede backbone ATM e que estão próximas às áreas do Pan – nota 2 ou 0ATM

1Estações da rede backbone de dados IP e que estão próximas às áreas do Pan – nota 1 ou 0

IP

1Estações que interconectam a rede backbone de

dados IP e a rede internacional e estão contidas no conjunto de pontos do Pan – nota 1 ou 0

IP internacional

0,08

1

1Estações que abrigam roteadores MPLS (borda ou

backbone) e estão próximas às áreas do Pan –nota 1 ou 0

MPLS

SCM

1Estações que abrigam centrais com função trânsito LDI e que devem aumentar seu tráfego devido ao

Pan 2007 – nota 1 ou 0Trânsito LDI

1Estações que abrigam centrais com função trânsito LDN e que devem aumentar seu tráfego devido ao

Pan 2007 – nota 1 ou 0Trânsito LDN

1Estações que abrigam centrais com função trânsito local e que devem aumentar seu tráfego devido ao

Pan 2007 – nota 1 ou 0Trânsito LOC

1Estações que abrigam centrais locais e que devem

aumentar seu tráfego devido ao Pan 2007 –nota 1 ou 0

Comutação LOC

0,42

1Estações que abrigam PTS – nota 1 ou 0Sinalização

STFC

1

Estações que fazem parte do anel secundário e estão próximas aos pontos do Pan. Não vale somar

a quantidade de vezes que aparece no anel –nota 1 ou 0

MetroEth secundário

3

Estações que satisfazem os dois critérios anteriores e fazem parte de mais de 1 anel de core

ou estação onde o grau do nó(número de arcos do nó) seja maior ou igual a 3

2Estações que fazem parte do core e estão

próximas aos pontos do Pan ou interligam anéis secundários – nota 2

1Estações que fazem parte do core MetroEthernet na cidade do Rio de Janeiro – nota 1 ou 0

MetroEth principal

2Estações da rede backbone ATM e que estão próximas às áreas do Pan – nota 2 ou 0ATM

1Estações da rede backbone de dados IP e que estão próximas às áreas do Pan – nota 1 ou 0

IP

1Estações que interconectam a rede backbone de

dados IP e a rede internacional e estão contidas no conjunto de pontos do Pan – nota 1 ou 0

IP internacional

0,08

1

1Estações que abrigam roteadores MPLS (borda ou

backbone) e estão próximas às áreas do Pan –nota 1 ou 0

MPLS

SCM

MédiaPesoNota máxima Escala de pontuaçãoCritériosCategoria MédiaPesoNota máxima Escala de pontuaçãoCritériosCategoria


1Estação que abriga antenas de transmissão via satélite – nota 1 ou 0Satélite

1Estação com equipamentos SDH com saída internacional – nota 1 ou 0

SDH nacional e internacional

2Equipamento que estiver interligado com 5 ou mais

equipamentos –nota 2 e 0 para menor que 5

SDH>=5

1Quando o equipamento estiver interligado com 3

ou 4 equipamentos –nota 1 e 0 para menor que 3

3<=SDH<=4

2Equipamento faz parte de mais de 1 anel –nota 2 ou 0

0,252

1Equipamento faz parte de um anel – nota 1

WDM

Transmissão

1Estação que abriga antenas de transmissão via satélite – nota 1 ou 0Satélite

1Estação com equipamentos SDH com saída internacional – nota 1 ou 0

SDH nacional e internacional

2Equipamento que estiver interligado com 5 ou mais

equipamentos –nota 2 e 0 para menor que 5

SDH>=5

1Quando o equipamento estiver interligado com 3

ou 4 equipamentos –nota 1 e 0 para menor que 3

3<=SDH<=4

2Equipamento faz parte de mais de 1 anel –nota 2 ou 0

0,252

1Equipamento faz parte de um anel – nota 1

WDM

Transmissão


Tabela 9 Categorias, critérios e notas – parte 2 (cont.)

Tabela 10 Matriz para pontuação de sites/estações

Agradecimentos

Os autores gostariam de agradecer acolaboração de Danilo Yoshio Suiama naelaboração deste artigo.

Este trabalho foi realizado com recursos doFundo para o Desenvolvimento Tecnológico dasTelecomunicações (FUNTTEL).

Referências

NAKAMURA, E. T. et al. Metodologia paraIdentificação de Infra-Estruturas Críticas-MI2C– versão AA. PD.30.11.69A.0028A/RT-01-AA.Campinas: CPqD, 2004. 26 p. (Relatório Técnico;Cliente: Anatel).

NAKAMURA, E. T. et al. CriticalTelecommunications Infrastructure Protection inBrazil. In: Proceedings of the IEEEInternational Workshop on CriticalInfrastructure Protection. Darmstadt,Alemanha, 2005. 11 p.

FORMAN, E.; SELLY, M. A. Decision byObjectives. Washington: The GeorgeWashington University, 2001. 416 p.

LEWIS, T. G. Critical Infrastructure Protectionin Homeland Security: Defending a NetworkedNation. Hoboken: Wiley Interscience, 2006. 474p.

SAATY, T. L. Multicriteria Decision Making:The Analytic Hierarchy Process. Pittsburgh: RWSPublications, 1990. 502 p.

Abstract

This paper describes the application of the Methodology for Critical Infrastructure Identification (MI²C),whose purpose is to identify the critical elements of the telecommunication infrastructure used during theXV Panamerican/Parapanamerican Games. This work was carried out jointly with Anatel within the projectSecurity in Information and Communication, which has been conducted by CPqD and is supported by theTelecommunications Technological Development Fund (FUNTTEL).

Key words: Telecommunication infrastructure. Critical telecommunication infrastructure. Criticaltelecommunication infrastructure protection. Critical infrastructure protection methodology.


1Estações que abrigam BSC e que devem cursar tráfego devido ao PAN 2007 – nota 1 ou 0BSC

0,51

1Estações que abrigam MSC e/ou gateway e que

devem cursar tráfego devido ao Pan 2007 –nota 1 ou 0

MSC / MGVServiços móveis

1Estações que abrigam BSC e que devem cursar tráfego devido ao PAN 2007 – nota 1 ou 0BSC

0,51

1Estações que abrigam MSC e/ou gateway e que

devem cursar tráfego devido ao Pan 2007 –nota 1 ou 0

MSC / MGVServiços móveis


11111112Est_67Oper_B

11MaracanãPAN Maracanã

1111112Est_62Oper_G

122Site_26CO-Rio

11112Est_36Oper_C

111122Est_48Oper_D

11112Est_18Oper_A

1122Est_7Oper_B

111111122Est_28Oper_F

1112Est_5Oper_E

111112Est_42Oper_D

11Site_14CO-Rio

1111111112Est_33Oper_C

11112Est_27Oper_F

Est_11Oper_A

BSCMSC/MGW

Trans LDI

Trans LDN

Trans loc

Comut loc

Sinalização

MetroEth principal

MetroEth secund.ATMIPIP

IntMPLSSat.SDH

Nac e Int

SDH>=5

3<=SDH<=4WDM

Acesso sites do

Pan

Ger. da Rede

Centro de fibrasEnergiaCompartilh

estação

Suporte/ logist

telecomEventos

Serviços MóveisSTFCSCMTransmissãoInfra-estruturaSites do Pan

Estação/site

Operadora

11111112Est_67Oper_B

11MaracanãPAN Maracanã

1111112Est_62Oper_G

122Site_26CO-Rio

11112Est_36Oper_C

111122Est_48Oper_D

11112Est_18Oper_A

1122Est_7Oper_B

111111122Est_28Oper_F

1112Est_5Oper_E

111112Est_42Oper_D

11Site_14CO-Rio

1111111112Est_33Oper_C

11112Est_27Oper_F

Est_11Oper_A

BSCMSC/MGW

Trans LDI

Trans LDN

Trans loc

Comut loc

Sinalização

MetroEth principal

MetroEth secund.ATMIPIP

IntMPLSSat.SDH

Nac e Int

SDH>=5

3<=SDH<=4WDM

Acesso sites do

Pan

Ger. da Rede

Centro de fibrasEnergiaCompartilh

estação

Suporte/ logist

telecomEventos

Serviços MóveisSTFCSCMTransmissãoInfra-estruturaSites do Pan

Estação/site

Operadora

Metodologia para identificação de variáveis ecenários que influenciam o software embarcado

em receptores de TV digitalNilsa Toyoko Azana*, Daniel Moutinho Pataca, Ivan Luiz Ricarte

Um grande desafio para o processo de transição da televisão analógica para a digital é a adoção da novatecnologia. Este artigo mostra, por meio da aplicação da metodologia de cenários prospectivos, aidentificação de 22 possíveis cenários para a disponibilização das aplicações na implantação da televisãointerativa. Esses cenários foram identificados considerando a importância das aplicações interativas e ainfluência do usuário na adoção do sistema de televisão digital pela sociedade brasileira.

Palavras-chave: TV digital. Prospecção estratégica. Aplicações interativas. Sistemas em tempo real.Receptores de TV digital.

Introdução

A crescente disponibilidade de diferentesequipamentos digitais aumenta a competitividadee faz com que a principal diferenciação dosprodutos seja estratégica e cada vez mais obtidapelo software embarcado, que acrescenta umgrau de inteligência ao produto e proporcionacapacidade de adaptação às necessidades dousuário.Na sociedade brasileira, a radiodifusão terrestreapresenta alto grau de penetração entre osmeios de comunicação, exercendo o papel deveículo de entretenimento e informação.Pesquisas, como as de Gerolamo (2004),mostram que os brasileiros têm expectativas nouso da interatividade como fator que poderáinfluenciar o seu modo de vida; no entanto, essesusuários são extremamente sensíveis ao preçodo receptor. Isso lança um grande desafio, poisgrande parte dos valores percebidos pelo usuáriosão fornecidos pelas aplicações interativas equanto maior o número de funcionalidadesrequisitadas por elas, mais recursos deverão serdisponibilizados pelo receptor, com impactos nocusto. Então, como atrair os usuários para essanova tecnologia?O entendimento de um sistema envolve fatoresde diversas naturezas, tais como: competição eevolução tecnológica, atores e seus interesses,restrições econômicas e regulatórias,necessidades sociais. Tal diversidade cria umextenso volume de informações que precisa serbuscado e compilado.Este trabalho contribui para entender como acomposição dos fatores pode ajudar a resolver aquestão acima. Ele utiliza mecanismos propostospor Godet (1994) para determinar os parâmetrosrelevantes de um ambiente, levando-se em contaas forças nele envolvidas. Neste trabalhodesenvolveremos, por meio dessa metodologia,as etapas de delimitação do sistema e do

ambiente, a identificação das variáveis-chave, oentendimento das estratégias dos atores e aidentificação dos cenários possíveis. As próximasseções descrevem a aplicação de cada etapa dametodologia na avaliação do software embarcadoem receptores de televisão digital.

1 Delimitação do sistema e do ambiente

Esta etapa do estudo visa ao entendimento dosfatores que podem influenciar a adoção datecnologia de televisão digital interativa,delimitando a abrangência do sistema estudado.No ambiente da televisão digital, o conteúdo aser transmitido é constituído de dados digitaiscodificados e comprimidos. Os codificadores dossinais de áudio, vídeo e dados geram os fluxoselementares que são multiplexados para formarum feixe único.No lado da recepção, o sinal é demultiplexadopara regenerar os fluxos elementares, querecebem processamentos específicos. Fluxoselementares de áudio e vídeo são decodificadose direcionados para os dispositivos de saída.Fluxos elementares de dados são tratados pelosoftware residente do receptor e, se houver umaaplicação sendo transmitida, ela é carregada ecolocada em execução; se a aplicação fizer usodo canal de retorno, este é acionado e a conexãopode ser estabelecida.O receptor (televisor ou set-top box) tratainformações de diferentes tipos e formatos epermite que o usuário interaja e assim altere aexecução de determinadas tarefas. Isso significaque o receptor deve interpretar e executarcorretamente uma série de instruções que sereferem não ao conteúdo em si, mas à formacomo este será organizado e exibido.Uma vez que as informações, inclusive umaaplicação, são enviadas em radiodifusão, umsistema de televisão digital interativa deve provermecanismos para compatibilizar a execução da




aplicação em uma variedade de tipos dereceptores, considerando diferentes fabricantes,com diferentes sistemas operacionais e comrecursos e capacidades diferentes. O conjuntodesses mecanismos, conhecido comomiddleware, padroniza o acesso àsfuncionalidades do receptor e permite queaplicações multimídia interativas sejam criadasde modo independente das especificidades daplataforma.Assim, identificam-se três tipos de softwareembarcado em receptores de TV digital: osistema operacional, responsável pelo controledas funcionalidades do hardware; as aplicaçõesresidentes, que disponibilizam serviços de valoragregado ao usuário; e o middleware,responsável pela abstração dos recursos daplataforma. O middleware disponibiliza os fluxoselementares recebidos através do mecanismo dedistribuição (terrestre, cabo ou satélite), processaos dados recebidos e viabiliza a interação eapresentação ao usuário.

2 Identificação das variáveis-chave dosistema

Esta etapa identifica as variáveis que apresentaminfluência significativa no sistema. O métodoproposto é a análise estruturada (GODET, 1994),que permite criar uma estrutura de relações entreas variáveis que caracterizam o sistema.

2.1 Identificação das variáveis

A identificação das variáveis envolvidas com oambiente de execução de aplicações de televisãodigital foi realizada por meio de pesquisa emfonte secundária. Essas fontes capturam oanseio governamental (DECRETO, 2003)(DECRETO, 2006); a expectativa do usuário(GEROLAMO et al., 2004) (CCE, 2006); osrequisitos e as restrições técnicas relacionadosao software (LAWLIS, 1997) (PRESSMAN, 1995)(SHNEIDERMAN, 1980) (ZHANG, 2005) e astendências tecnológicas (OFCOM, 2004) (IBM,2006).Dessa análise, capturamos as variáveisrelacionadas ao ambiente de execução dasaplicações interativas apresentadas a seguir; aspalavras em destaque, logo adiante, sãoutilizadas na construção da matriz derelacionamento:a) custo do receptor;b) custo da produção de serviços de

aplicações interativas (flexibilidade, facilidadede manutenção, reusabilidade);

c) utilização do canal de distribuição(radiodifusão) para difusão das informações;

d) aplicações interativas (guia eletrônico deprogramas, busca por informações, votação,

compra de produtos e serviços, acesso àInternet);

e) envio de conteúdo produzido pelo usuário;f) liberação da grade de programação

(gravação do conteúdo);g) formas diferenciadas de usufruto do conteúdo

(apresentação não-linear, escolha de fluxode vídeo, legendas e áudio);

h) independência de plataforma;i) padronização da linguagem;j) disponibilidade de componentes da

linguagem dentro do domínio de interesse;k) ambiente de desenvolvimento para a

autoria das aplicações;l) facilidade de aprendizagem e no uso da

linguagem para a autoria das aplicações;m) suporte à construção de aplicações baseadas

em múltiplas tarefas;n) interface com outras linguagens;o) suporte para a construção de sistemas

críticos de segurança, com tolerância a falhas,e robustos a falhas sistêmicas por meio deverificação de consistência e tratamento deexceções ou eventos não esperados;

p) suporte a tratamento de eventos em temporeal;

q) confiabilidade na execução dasfuncionalidades.

2.2 Identificação do relacionamento entre asvariáveis

O relacionamento entre as variáveis érepresentado por meio da matriz de análiseestruturada, onde cada linha e sua respectivacoluna representam uma das variáveisidentificadas na etapa anterior, e o valor de cadacélula da linha representa a influência que avariável da linha exerce sobre a variávelrepresentada na coluna. O preenchimento damatriz é um exercício qualitativo que expressa aintensidade do relacionamento entre as variáveis,desde 4 (influência muito forte) até 0 (nenhumainfluência), conforme Tabela 1. A soma dascélulas da linha representa o nível de influênciaque a variável da linha exerce sobre as outrasvariáveis do sistema e a soma das células dacoluna representa o quanto a variável da colunadepende das outras variáveis do sistema.A grande contribuição deste método é a suautilização como uma ferramenta na classificaçãode idéias, tratando o problema sistematicamente,por meio da criação de uma base para adiscussão por um grupo de especialistas, epromovendo um entendimento comum doproblema.



para a determinação da plataforma software doambiente de televisão digital podem serresumidas em três principais grupos: de variáveis-chave, de variáveis determinantes e de variáveisresultantes.As variáveis-chave exercem uma forteinfluência, mas também são altamentedependentes. Uma variável-chave deve seranalisada com muito cuidado, uma vez quequalquer alteração que ela sofra poderá causarinstabilidade no sistema. São variáveis-chave:1. Aplicações interativas – tipos de

aplicações suportadas pelo sistema.

2. Independência de plataforma – determinaa linguagem computacional, agrega asvariáveis de padronização de linguagem,interface com outras linguagens, robustez,facilidade de aprendizagem, componentesde linguagem e o ambiente dedesenvolvimento.

As variáveis determinantes, por sua altainfluência, fornecem as características quedeterminam o comportamento do sistema; sãoelas que caracterizam o sistema como umreceptor de televisão digital. São variáveisdeterminantes:1. Canal de distribuição – freqüência e

mecanismo de distribuição de informação.

2. Plataforma de execução – agrega asvariáveis relacionadas a multitarefa, temporeal, confiabilidade e robustez.

As variáveis resultantes são altamentedependentes das variáveis determinantes e dasvariáveis-chave e, portanto, suas característicasserão um resultado delas. São variáveisresultantes:

1. Custo do receptor – variável dependente,será determinada pelas variáveis: tipo deinteratividade, tipo de aplicação suportada,

mecanismo de gravação, mecanismo desuporte a conteúdos não-lineares eplataforma de execução.

2. Custo da produção de conteúdo – variáveldependente, será determinada pelasvariáveis: ambiente de desenvolvimento,facilidade de aprendizagem da linguagem,disponibilidade de componentes dalinguagem.

3 Identificação e análise dos atores dosistema

Esta etapa identifica os atores e seusrelacionamentos, a fim de identificar quem, diretaou indiretamente, controla as variáveis e,portanto, influencia os possíveis cenários para osistema.A identificação dos atores da cadeia de valortambém se baseou na análise de diversosdocumentos (DECRETO, 2003) (GIANSANTE etal., 2004) (GEROLAMO et al., 2004)(GOULARTE, 2003). Dessa análise, foramidentificados os seguintes atores: anunciantes,emissoras comerciais, emissoras educativas,fabricantes de receptores, governo, produtoresde conteúdo, provedores de software embarcadoe usuários.As relações desses atores entre si e com osobjetivos estratégicos da implantação de TVdigital no país são analisadas na seqüência.

3.1 Identificação do relacionamento entre osatores

Para avaliar a relação entre os atores, constrói-se uma matriz onde as linhas e colunasrepresentam os atores do sistema e as célulasdas linhas mapeiam a influência que o atorrepresentado pela linha exerce sobre o atorrepresentado pela coluna, conforme Tabela 2.


Tabela 2 Matriz de relacionamento entre atores

Relacionamento de poder dos atores A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8

Emissoras comerciais A1 0 1 3 0 0 2 0 0 6Emissoras educativas A2 0 0 2 0 0 1 0 0 3

Produtores de conteúdo A3 0 0 0 0 0 1 0 0 1Fabricantes de equipamentos A4 0 0 0 0 3 1 0 0 4

A5 0 0 0 0 0 1 0 0 1Governo A6 1 3 1 3 2 0 0 0 10Usuários A7 3 1 2 2 1 2 0 3 14

Anunciantes A8 3 1 2 0 0 0 0 0 6Nível de dependência 7 5 10 5 6 8 0 3

Nível de influência

Provedores sw embarcado


A soma das células da linha representa o nívelde influência que o ator exerce no sistema e asoma das células da coluna representa o quantoo ator está sujeito a pressões externas. Paradeterminar as influências e as dependênciasindiretas entre os atores, utiliza-se o métodoMICMAC.A Tabela 2 mostra que os atores mais influentessão os usuários e o governo; entretanto, ogoverno apresenta um alto grau de dependência,o que certamente diminui sua influência. Nasubseção a seguir, consideraremos esses doisfatores de relacionamento para calcular a relaçãode poder entre os atores.

3.2 Avaliação da relação de poder entre osatores

O poder relativo (pi) de cada ator condensa, numíndice, seu nível de influência e seu nível dedependência. Esse índice é obtido somando-se oindicador de influência com o inverso da funçãode dependência, em que o indicador de influênciaé o nível de influência do ator (Mi) da matriz deinfluência indireta dividido pela soma dasinfluências de todos os atores; e o inverso dafunção de dependência é a divisão do nível deinfluência pela soma do nível de influência com onível de dependência (Di), ou seja:

pi MiMi

MiMi Di

A Tabela 3 mostra que o usuário é o ator quepossui o maior poder para influenciar a adoçãodo sistema.

3.3 Identificação das questões estratégicas edos objetivos associados

Os objetivos associados às questõesestratégicas são identificados utilizando-se seisperguntas básicas, que inspiram a criação de um

checklist para o entendimento das variáveis aserem analisadas. São elas: o quê? quem?onde? quando? por quê? como? Da aplicaçãodestas perguntas, os seguintes objetivos foramidentificados:• Aplicações interativas

O1: determinar os recursos do receptor para aexecução das aplicações;O2: determinar os recursos do canal dedistribuição para a carga das aplicações; O3: determinar um caminho de evolução parao suporte aos tipos de aplicação.

• Independência de plataformaO4: determinar o mecanismo de abstração;O5: determinar as funcionalidadesdisponibilizadas para a aplicação.

• Canal de distribuiçãoO6: determinar as freqüências de distribuiçãodas informações;O7: determinar quais informações precisamser transmitidas;O8: determinar como as informações devemser estruturadas e transmitidas.

• Plataforma de execução O9: determinar as funcionalidades doreceptor;O10: determinar a configuração mínima paraatender às funcionalidades básicas;O11: determinar o conjunto mínimo deeventos que o receptor deve tratar;O12: determinar o tempo de resposta máximotolerável.

• Custo do receptor O13: determinar o custo da configuraçãomínima;O14: determinar a relação custo versusfuncionalidade.

• Custo da produção de aplicações O15: facilitar a geração de aplicações;O16: otimizar o custo de receptores;O17: otimizar o uso do canal de distribuição.


Tabela 3 Poder de influência dos atores

Atores

Emissoras comerciais 28 0,15 25 0,53 0,08 0,89Emissoras educativas 13 0,07 35 0,27 0,02 0,21

Produtores de conteúdo 11 0,06 50 0,18 0,01 0,12Fabricantes de equipamentos 14 0,08 24 0,37 0,03 0,31

11 0,06 31 0,26 0,02 0,17Governo 36 0,19 43 0,46 0,09 0,98Usuários 72 0,39 0 1,00 0,39 4,32

Nível de influência

Indicador de influência

Nível de dependência

Inverso da dependência

Poder de influência

Poder de influência

normalizado

Provedores de sw embarcado


3.4 Identificação do posicionamento de cadaator em relação aos objetivos

Esta etapa identifica como os atores seposicionam em relação aos objetivos buscados:se são favoráveis (+1), contrários (-1) ou neutros(0), ponderado por seu fator de influência.A Tabela 4 mostra que os objetivos relacionadosàs aplicações interativas têm o apoio de todos osatores; contudo, os objetivos relacionados aocanal de distribuição geram o maior conflito deinteresses.

4 Identificação dos cenários

A investigação dos eventos que influenciam nospossíveis cenários futuros, tais como acontinuidade ou o rompimento de uma tendênciaou o aparecimento de uma nova tendência, podeser realizada formulando-se hipóteses baseadasnas variáveis-chave identificadas e na relação depoder entre os atores.A identificação do conjunto de cenários futurospossíveis foi feita utilizando o método de análisemorfológica, desenvolvido por Fritz Zwicky(GODET, 1994), cujo princípio é bastante direto:o sistema em estudo é dividido em subsistemas;esses subsistemas devem ser independentes erepresentar o sistema todo, e cada subsistematem um conjunto de configurações (soluçõestécnicas) possíveis. O conjunto de cenáriosfuturos é a combinação dos subsistemas comsuas possíveis configurações.Assim, por meio da classificação das variáveis deinteresse para o sistema, as variáveis-chaveaplicações interativas e independência de

plataforma representam dois subsistemas, cujaspossíveis configurações geram os possíveiscenários futuros, ao passo que as variáveisdeterminantes canal de distribuição e plataformade execução representam os outros doissubsistemas que completam a descrição dosistema todo.Portanto, o sistema em estudo pode ser divididonos seguintes subsistemas:1. Aplicações interativas.2. Independência de plataforma.3. Canal de distribuição.4. Plataforma de execução.Os dois primeiros, por serem variáveis-chave,serão estudados a fim de identificar as possíveisconfigurações. Nos outros dois, serãoidentificados os parâmetros do subsistema, queos caracterizam como parte do sistemarelacionado ao sw embarcado em receptores deTV digital.A seguir serão descritos cada um dossubsistemas identificados.

4.1 O subsistema aplicações interativas

Esse subsistema é responsável pelo valoragregado que o receptor digital pode oferecer.Desempenha um papel importante na difusão dainovação, pois pode estimular a adesão dosusuários à nova tecnologia, fornecendodiferentes modos de consumo da informação.Entender como as aplicações interativas podeminfluir nos requisitos do receptor e, portanto, noseu custo é um dos objetivos do estudo destesubsistema.


Tabela 4 Matriz de objetivos ponderada pelo poder dos atores

Plataforma de execuçãoTotal + Total -

O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 O16 O17

A1 0,89 0,89 0,89 0,89 0,00 -0,89 -0,89 -0,89 0,89 0,00 0,89 0,00 0,00 0,00 0,00 0,89 0,00 6,21 -2,66

A2 0,21 0,21 0,21 0,21 0,00 -0,21 -0,21 -0,21 0,21 0,00 0,21 0,00 0,00 0,00 0,00 0,21 0,00 1,48 -0,63

A3 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,00 0,12 0,12 0,00 0,00 0,12 -0,12 0,00 0,00 0,12 -0,12 -0,12 1,07 -0,36

A4 0,31 0,31 0,31 -0,31 -0,31 -0,31 0,31 0,31 -0,31 -0,31 -0,31 -0,31 0,31 0,31 0,00 0,31 0,31 2,78 -2,16

A5 0,17 0,00 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 -0,17 -0,17 -0,17 0,00 0,00 0,00 1,73 -0,52

Governo A6 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 16,72 0,00

Usuários A7 4,32 0,00 4,32 0,00 4,32 0,00 0,00 0,00 4,32 4,32 0,00 4,32 4,32 4,32 0,00 4,32 0,00 38,86 0,00

Anunciantes A8 1,38 0,00 1,38 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,38 0,00 0,00 4,14 0,00

Total + 8,38 2,51 8,38 2,37 5,59 1,16 1,58 1,58 6,57 5,47 2,37 5,30 5,61 5,61 2,48 6,71 1,29

Total - 0,00 0,00 0,00 -0,31 -0,31 -1,41 -1,10 -1,10 -0,31 -0,31 -0,31 -0,60 -0,17 -0,17 0,00 -0,12 -0,12

Aplicações interativas

Independência de plataforma

Canal de distribuição

Custo do receptor

Custo da produção

Emissoras comerciaisEmissoras educativas

Produtores de conteúdo

Fabricantes de equipamentosProvedores de sw embarcado


Existem algumas formas de classificação para asaplicações interativas de TV digital, entre elas orelatório do CPqD (PATACA et al., 2002), quepropõe uma classificação por tipo de serviços,por utilidade ao usuário e por nicho de mercado.Peng (2002) descreve as aplicações interativascategorizando-as em três tipos, de acordo com otipo de interatividade: interatividade local,interatividade unidirecional e interatividadebidirecional. Schwalb (2004) descreve asaplicações considerando diferentes cenários.Embora as diversas classificações apresentemvisões interessantes sobre as aplicaçõesinterativas, a classificação aqui proposta parte daexpectativa expressa pela população brasileira(GEROLAMO et al., 2004). A seguir serãodescritas resumidamente as aplicações quepodem satisfazer essas expectativas,identificando os requisitos necessários noreceptor para prover o suporte a tais aplicações.

4.1.1 Conjunto de aplicações interativas

As aplicações que refletem o que a populaçãobrasileira vislumbra com a introdução da TVdigital, segundo Gerolamo et al. (2004), são asseguintes:• acesso à Internet – capacidade de acessar a

Internet, navegar na Web, ou em ambienteconfinado (walled garden);

• comerciais interativos – os comerciaispublicitários podem apresentar aplicaçõesatreladas ao conteúdo como, por exemplo,informações adicionais sobre um novoproduto lançado no mercado e/ou possibilitara compra do produto;

• compras e reservas on-line – permite areserva e compra de ingressos para eventos;

• correio eletrônico – capacidade de envio erecebimento de mensagens individualizadas.Podem ser anexados arquivos às mensagens,tais como: textos, imagens, fotos e músicas.As mensagens são confidenciais e devem tergarantia da entrega;

• enquetes – possibilita ao usuário expressarsua opinião sobre um assunto específico;

• gravação de conteúdos – capacidade degravar programas de televisão, para usufrutoposterior;

• governo eletrônico – disponibilidade de umcanal de comunicação com as administraçõespúblicas local, estadual e federal, parareclamações ou solicitação de informações edocumentos;

• Guia Eletrônico de Programação (ElectronicProgram Guide – EPG) – capacidade deseleção de um conteúdo dentro de uma gradede programação e apresentação deinformações relacionadas aos conteúdos, taiscomo, sinopse de um filme, atores, gênero,duração, etc.;

• informações adicionais ao conteúdo –capacidade de apresentar informaçõesadicionais relacionadas ao conteúdoapresentado, tais como, informações sobre osatores, local da filmagem, estatísticas deevento esportivo, etc.;

• informações para o cidadão –disponibilidade de um canal de comunicaçãodireto com órgãos do serviço de saúdepública e do serviço de educação,disponibilizando serviços como agendamentode consultas e informações, particularmentede primeiros socorros, cadastramento dealunos para vagas nas escolas públicas, etc.;

• informações on-line – disponibilidade deinformações sobre diversos assuntos, taiscomo, últimas notícias, clima, situação dotrânsito, itinerários e horários de ônibus,cotação da bolsa de valores, etc. Essasaplicações têm caráter meramente informativoe não estão atreladas ao programa detelevisão que está sendo exibido;

• jogos – aplicações de caráter lúdico, podemser usadas individualmente ou paracompetições coletivas com a participaçãosimultânea de vários jogadores;

• seleção dos fluxos de áudio e vídeo –permite ao usuário a escolha– do ângulo de determinada cena de um

programa de televisão, por exemplo, numjogo de futebol, escolher a câmera atrásdo gol;

– de um som específico, por exemplo, emum concerto, escolher o microfonepróximo do piano;

– de legendas, selecionando um idioma.• seleção de conteúdo – permite ao usuário a

escolha de conteúdo alternativo de conteúdoficcional;

• T-banking – disponibiliza serviços comoconsulta a saldo, extrato, investimentos,realização de pagamentos, aplicações, etc.;

• upstream de conteúdo – disponibiliza oserviço de envio de conteúdo produzido pelousuário;

• votação em plebiscitos – permite que umaproposta de governo seja submetida àapreciação e votação popular.

4.1.2 Identificação de requisitos

Da análise das aplicações descritas na seçãoanterior, capturamos os seguintes requisitostécnicos para o receptor:• sem canal de retorno, permitindo apenas

interatividade local;• canal de retorno com pequena capacidade de

tráfego de dados;• canal de retorno com capacidade para

receber um grande volume de dados;• canal de retorno com capacidade para enviar



um grande volume de dados;• sincronização de eventos e mídias;• mecanismos de segurança da informação;• armazenamento de dados;• armazenamento de grande volume de dados;• mecanismos para gravação de conteúdos;• alta capacidade de processamento de

informações.A Tabela 5 mostra a relação entre as aplicaçõese os requisitos que essas exigem do receptor,onde a última linha representa o número deaplicações que necessitam de um determinadorecurso do receptor. A partir da análise dessesnúmeros foi criada a classificação apresentada.

4.1.3 Classificação das aplicaçõesinterativas

A partir do mapeamento dos recursos exigidospor cada tipo de aplicação, conforme Tabela 5,as aplicações foram classificadas em oito tipos,descritos a seguir:(1) aplicações com uso de interatividade local:

essas aplicações não fazem uso do canal deretorno, e todas as informações necessáriasjá estão sendo transmitidas pelo canal dedistribuição. Fazem parte deste grupo asaplicações que disponibilizam conteúdosalternativos para usufruto do usuário;

(2) aplicações com uso de canal de retorno:essas aplicações fazem uso do canal de


Tabela 5 Relacionamento entre as aplicações e os recursos do receptorIn

tera

tivid

ade

loca

l

Sin

cron

izaç

ão

Gra

vaçã

o de

con

teúd

os

NavegaçãoInformações do TS 1

11

Comerciais interativosInformações adicionais 1Comercialização 1 1

1 1

Correio eletrônicoRecepção de mensagens 1 1Recepção e envio 1 1

Enquetes 1Gravação de conteúdo 1 1 1

Governo eletrônico

Informações gerais 1Solicitação de informações 1Solicitação de documentos 1 1Envio de declaração 1 1

Guia Eletrônico de Programação 1Informações adicionais ao conteúdo 1

Informações 1Agendamento 1 1

1

JogosIndividual 1Mais pessoas 1 1Alta capacidade 1 1 1

Seleção de fluxos 1 1Seleção de conteúdo alternativo 1 1

Consultas 1 1Investimentos 1 1 1Pagamentos 1 1 1

1 1Votação em plebiscitos 1 1

12 13 3 1 2 9 6 2 1 1

Can

al d

e re

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o, b

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paci

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Can

al d

e re

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Seg

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amen

to d

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Alta

cap

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proc

essa

men

to

Walled gardenWeb

Compras e reservas on-line

Informações para o cidadãoInformações on-line

T-banking

Upstream de conteúdo


retorno. Entretanto, o volume de dadostrafegado é baixo e não existe a necessidadede sigilo nas informações trocadas;

(3) aplicações que exigem segurança na trocade informações: essas aplicaçõesnecessitam de mecanismos para garantir aautenticidade, a integridade, o não-repúdio eo sigilo das informações trocadas;

(4) aplicações que necessitam de mecanismospara o armazenamento de dados: essasaplicações permitem ao usuário armazenarinformações individualizadas no receptor;

(5) aplicações com uso de canal de retorno dealta capacidade: essas aplicações recebemgrande quantidade de informaçõesindividualizadas;

(6) aplicações que necessitam de mecanismosde gravação e armazenamento de grandevolume de dados: essas aplicaçõespermitem a gravação de conteúdos paradesfrute posterior;

(7) aplicações que necessitam de canal deretorno com alta capacidade de envio deinformações e armazenamento de grandevolume de dados: essas aplicaçõespossibilitam que o usuário envie seu próprioconteúdo;

(8) aplicações que necessitam de altacapacidade de processamento.

Estas são as oito configurações do subsistemaaplicações interativas.

4.2 O subsistema independência deplataforma

Esse subsistema é também chamado demiddleware e provê uma camada de abstraçãodos recursos de software e hardware do receptor,agindo como uma ponte entre o sistemaoperacional do receptor e as aplicaçõestransmitidas pelo radiodifusor. Este isolamento éobtido por meio de um mecanismo virtual, queprovê um ambiente para execução de aplicaçõesinterativas.A arquitetura básica de middleware darecomendação ITU-T J.200 é composta demecanismos de apresentação e de execuçãocom interfaces disponibilizadas para a aplicação,e tem como objetivo assegurar ainteroperabilidade entre as aplicações e asdiferentes implementações das plataformas derecepção de televisão digital.As aplicações são classificadas em duascategorias, dependendo da natureza do conteúdoda aplicação a ser executada, se procedural oudeclarativa. A recomendação ITU-T J.202 adota

a denominação de ambiente procedural para oambiente de televisão digital com suporte aaplicações escritas na linguagem Java1, cujainterface segue essencialmente o padrão MHP,deixando abertura para a adaptação a diferentesmodelos de negócios para a veiculação dosdiferentes serviços. Ao mecanismo de suporte àlinguagem declarativa foi dada a denominação deambiente declarativo. Existe um consenso entreos principais padrões abertos de TV digital naadoção de linguagem baseada em XHTML(eXtensible HyperText Markup Language),entretanto, não se chegou a um núcleo comum.Assim, cada padrão define sua plataforma desuporte à linguagem adotada: BML, DVB-HTML eACAP-X. Uma aplicação não precisa necessariamente serpuramente declarativa ou procedural: umaaplicação procedural pode referenciar conteúdosdeclarativos e aplicações declarativas podemfazer uso de scripts.A Figura 2 mostra a arquitetura genérica de ummiddleware, onde um componente-chave parasuporte às aplicações procedurais é a máquinavirtual Java, e o componente-chave de suporteàs aplicações declarativas é o browser XHTML.São estes mecanismos virtuais que determinama base das interfaces para a construção dasaplicações. Os aspectos específicos de televisãodigital, tais como o tratamento dos fluxoselementares, eventos e protocolos, bem como otratamento gráfico e o controle de acesso,residem em uma camada que viabiliza autilização destas funcionalidades pelasaplicações residentes, tais como o EPG.O subsistema middleware pode ser dividido emduas partes principais: uma relacionada aomecanismo virtual, que disponibiliza asApplication Program Interfaces (APIs); a outra,ao tratamento de recursos básicos, tais comomensagens, fluxos elementares, eventos,protocolos e apresentação gráfica.A parte que trata dos recursos básicos pode serresumida nos seguintes componentes:i. tratamento dos fluxos elementares –

responsável pela sintonização, seleção defluxos e montagem das seções2;

ii. processamento dos fluxos elementares –responsável pelo controle dos fluxos de áudio,vídeo, legenda, carrossel3, tratamento deeventos e protocolos;

iii. interface com o usuário – responsável pelavisualização gráfica e entrada de eventos dousuário;

iv. protoloco de comunicação do canal deretorno;

______________________________1 Marca registrada da Sun MicrosystemsTM.

2 Seções: estruturas utilizadas para transportar as informações de controle e dados privados, conforme recomendação ITU-TH222.0.

3 Carrossel: mecanismo cíclico de transmissão de dados.



v. gerenciador – responsável pelasincronização de comandos e informações,pelo controle da utilização dos recursos e pelotratamento das sinalizações de erros eexceções.

As APIs são um conjunto de funções, estruturasde dados e protocolos que representam apadronização da interface independente daplataforma e assim aumentam a flexibilidade ereusabilidade das funcionalidades da plataformade execução.

4.2.1 Ambientes de suporte às aplicaçõesinterativas Mecanismo virtual XHTML

Esse mecanismo virtual é baseado emlinguagem de marcação XHTML, modelo dedocumentos (DOM), regras de estilo para aapresentação dos documentos (CSS) emecanismos procedurais (ECMAScript) para osincronismo temporal, o que facilita o usufrutodas aplicações por meio de uma variedade deplataformas hardware e software.A Figura 3 apresenta a arquitetura darecomendação ITU-T J.200 para o ambiente desuporte a aplicações declarativas, em que:• XML/XHTML DTD – são responsáveis pela

verificação das regras de formatação de umdocumento definidas pela Document Type

Fonte: ITU-T J.200Figura 3 Arquitetura de um ambiente declarativo


Figura 2 Arquitetura geral do middleware

Apl

icaç

ões

emb

arca

das

Ex. E

PG

Aplicaçãoprocedural +declarativa

BrowserXHTML

Hardware

Interação com o usuário

Aplicaçãodeclarativa

Máquinavirtual JAVA

Aplicaçãoprocedural

Tratamento de recursos básicos: fluxos, eventos e protocolos, apresentação gráfica, controle de acesso

Sistema Operacional

Middlew

are

Middlew

are

Middlew

are

Middlew

are

Middlew

are

Middlew

are

Middlew

are

Middlew

are

Middlew

are

Middlew

are

CSS ECMAScript Engine& DOM HTML/XHTML DTD

TV Extensions XML Parser

User Agent (Browser)

Receiver Functionality Digital Video(MPEG) NetworkMonomedia


Definition (DTD) da linguagem; cada uma daslinguagens, DVB-HTML, ACAP-X e BML, temsua própria DTD, em que definem o conjuntode recursos obrigatórios da linguagem eespecificam extensões para proverfuncionalidades do ambiente de TV interativa.

• Cascading Style Sheets (CSS) – é umalinguagem utilizada para especificar aspropriedades de apresentação dos elementosHTML.As linguagens DVB-HTML, ACAP-X e BMLprovêem suporte a CSS Nível 2. Cada umadefine as restrições quanto ao uso daspropriedades e especifica propriedadesadicionais para prover requisitos do ambientede TV interativa.

• Document Object Model (DOM) – permite aosprogramas e scripts acessarem e atualizaremdinamicamente o conteúdo, a estrutura e oestilo de um documento. As linguagens DVB-HTML, ACAP-X e BML especificam extensõesdos módulos DOM.

• ECMAScript é uma linguagem procedural,interpretada e orientada a objetos, utilizadapara coordenar e adaptar uma funcionalidadeespecífica.

Máquina virtual JavaA linguagem de programação Java é utilizadapelos principais padrões abertos: DVB, ATSC eISDB, e possui características que a tornamapropriada para o uso em ambiente de TV digital,tais como: orientação a objetos, o que favorece areusabilidade; é interpretada, ou seja, ocompilador gera códigos intermediários,chamados de bytecodes, o que proporciona suaindependência da plataforma; é fortementetipada, o que permite verificar o código em tempode compilação, proporcionando robustez àsaplicações; suporta multitarefa, o que facilita acriação de aplicações com tarefas concorrentes.A Figura 4 representa a interface disponibilizadapelo ambiente de suporte a aplicações

procedurais, conforme a recomendação ITU-TJ.200, em que:• O ambiente para aplicações Java consiste de

APIs que fornecem acesso às funcionalidadesbásicas que abstraem as característicasespecíficas da plataforma.

• A API Java TV é uma extensão da plataformaJava que trata especificamente do contextode televisão interativa, e fornece o acesso afuncionalidades, tais como: acesso aos fluxoselementares de áudio e vídeo, manipulaçãodos elementos gráficos na tela e acesso aosdados das tabelas de informações do sistemade distribuição.

• A API Java Media Framework (JMF) – trata oprocessamento e a apresentação de mídiasbaseados no tempo, e possibilita a execuçãode vários arquivos ou fluxos de mídia oriundosda radiodifusão ou do canal de retorno.

• A API Digital Audio Video Council (DAVIC) –fornece interoperabilidade fim a fim deplataformas que executam serviços de áudioe vídeo transmitidos remotamente, a fim depadronizar os aspectos de tratamento dasinformações, notificação e seleção do feixe detransporte.

• A API Home Audio/Video Interoperability(HAVi) – oferece recursos e soluções paracontrolar os componentes e a tela deapresentação, tais como, o suporte paradiferenças relacionadas ao tipo de pixel, aotipo de tamanho de tela, aos efeitos detransparência e ao controle remoto. Possuium conjunto próprio de componentes gráficos,que pode ser estendido e apresenta modelode visualização em três camadas:Background Layer, Video Layer e GraphicLayer.

Assim, o subsistema independência deplataforma, ou middleware, apresenta duasconfigurações: a máquina virtual Java e omecanismo virtual XHTML.


Fonte: ITU-T J.200Figura 4 Arquitetura de um ambiente procedural

Access to Service Information, handling of network protocolAPIs defined by DVB-MHP/ATSC-ACAP/ARIB-B23/OpenCable

Extension for Broadcasting (such as selection of TS packets)

(JAVA TV API)

Extension for Broadcasting specified by DAVIC

(DAVIC API) GUI for AV control(HAVi API)

Presentation function for mediaJMF (Java Media Framework)

Basic Java Functionality(Personal Java)


4.3 O subsistema canal de distribuição

O estudo do subsistema canal de distribuiçãovisa ao entendimento dos aspectos relacionadosao transporte e à carga das aplicações interativasno sistema de televisão digital terrestre.Os padrões abertos de televisão digital terrestre,ATSC, DVB e ISDB, adotam o padrão MPEG-2System para transportar as informaçõesrelacionadas aos programas de televisão4; essasinformações são dados digitais codificados ecomprimidos, que representam os sinais deáudio e vídeo, as aplicações interativas e osdados de controle.Cada tipo de informação é codificado emestruturas de tamanho arbitrário obedecendo àestrutura de pacotes Packetized ElementaryStream5 (PES) ou a de seções5. Em seguida,essas informações são estruturadas em pacotesde tamanho fixo, obedecendo à estrutura depacotes Transport Stream5 (TS), que sãomultiplexados para constituir o feixe de transporte(TS).As informações codificadas e estruturadas sãocontroladas por sinais de controle de transmissãodenominados Program Specific Information (PSI).As tabelas PSI, que devem ser transmitidasperiodicamente, contêm informações quepermitem aos receptores demultiplexar eidentificar os diversos fluxos elementares (áudio,vídeo e dados) que compõem os programas detelevisão. As seguintes tabelas PSI estãodiretamente relacionadas à carga de aplicações:Program Allocation Table (PAT) – é a tabelaprincipal e descreve o fluxo de transporte. Essatabela é composta de uma ou mais seções,associa o número do programa de televisão aoidentificador dos pacotes de TS que carregam asinformações desse programa (PMT PID).Program Map Table (PMT) – tabela compostade uma ou mais seções, onde cada seção lista onúmero do programa de televisão e os elementosa ele associados, tais como descritores e fluxoselementares.

Transporte das aplicações

Entre os fluxos referenciados pela PMT encontra-se o que descreve a aplicação transportada peloTS. Esses fluxos utilizam protocolos para atransmissão cíclica das informações.O sistema por radiodifusão não impõe aexistência de um caminho de comunicação nosdois sentidos: os dados são transmitidos peloradiodifusor, entretanto, não necessariamente osreceptores possuem os mecanismos necessáriospara fazer suas requisições. Para que uma

aplicação seja carregada e executada numreceptor cuja sintonização, em um determinadoTS, é aleatória, o radiodifusor deve transmitirperiodicamente todos os arquivos de dados quecompõem a aplicação. Esse mecanismo cíclicode transmissão de dados é conhecido comocarrossel.Todos os padrões abertos de TV digital adotam oprotocolo de transmissão do carrossel baseadono DSM-CC, especificado pela recomendaçãoISO/IEC 13818-6.Este subsistema deverá ser modelado para, emcada cenário analisado, determinar asinformações, as estruturas e a freqüência dedistribuição apropriadas.

4.4 O subsistema plataforma de execução

Esse subsistema está relacionado a aspectoscomo: capacidade computacional, disponibilidadede memória de execução, memória dearmazenamento, canal de retorno e outrosdispositivos, além dos mecanismos necessáriospara acesso e controle desses dispositivos.Tal subsistema consiste do sistema operacionalde tempo real, cuja função é supervisionar egerenciar todas as operações e os recursos doreceptor digital, por meio de escalonamento detarefas que obedeçam às restrições de temporeal, em um ambiente de recursos limitados deprocessamento e memória.A arquitetura básica de um sistema operacionalde tempo real pode ser simplificada, conformeFigura 5, cujos módulos são descritos a seguir.

Figura 5 Arquitetura de um sistema operacional

________________________________4 Programa de televisão: conjunto de elementos de informação que possuem uma relação funcional ou semântica entre si. Essas

informações podem ser áudio, vídeo, textos, gráficos, imagens, animações e/ou instruções para a exibição ou execução dessasinformações.

5 Conforme recomendação ITU-T H222.0.


......

Driver dos dispositivos

Núcleo do sistema operacional (kernel)

Interface de acesso ao sistema operacional

Aplicação 1

Aplicação nAplicação 2

HardwarePlataforma de execução

...... .....

processo i processo jprocesso k

processo 1 processo 1processo 1

Espa

ço d

o sis

tem

a op

erac

iona

lEs

paço

do

usu

ário


Núcleo do sistema operacional (kernel)

O kernel é um software em código nativo que dáacesso aos serviços básicos disponibilizadospelo hardware do receptor.

Interface de acesso ao sistema operacional

Esse módulo disponibiliza as funcionalidades doreceptor aos aplicativos residentes nessereceptor, por meio de um conjunto de interfacesque possibilitam:1. criar e controlar processos;2. gerenciar memória, por meio da alocação e

liberação do recurso;3. comunicar e sincronizar processos, por meio

de mensagens, eventos ou uso de memóriacomum;

4. comunicar com o mundo externo aoreceptor;

5. receber dados do usuário.

Drivers dos dispositivos

São módulos responsáveis por iniciar e gerenciaros dispositivos existentes no hardware doreceptor.Este subsistema deverá ser modelado para, emcada cenário analisado, determinar asfuncionalidades básicas do receptor, o tempo deresposta a eventos e o conjunto mínimo deeventos.

4.5 Cenários identificados

O sistema estudado apresenta quatrosubsistemas, sendo que dois deles, a plataformade execução e o canal de distribuição, nãoapresentam configurações diferentes para o caso

em estudo, ao passo que o subsistema davariável-chave aplicações interativas apresentaoito configurações possíveis, e o subsistema davariável-chave middleware apresenta duasconfigurações. Com isso, temos: 1 x 1 x 8 x 2 =16 possíveis cenários.Entretanto, algumas aplicações apresentamcaracterísticas de uso genérico, tais como: oEPG, a escolha no usufruto de diferentes fluxos,o acesso à Internet, o correio eletrônico, agravação e o envio de conteúdos multimídia. Oatributo de uso genérico dessas aplicações criacenários para as aplicações residentes, queprescindem do uso do middleware. Assim temosno total 22 cenários, conforme Tabela 6.

Conclusão

A análise realizada neste trabalho indica 22cenários possíveis para o ambiente de execuçãode aplicações interativas de televisão digital,identificados a partir da análise das possíveisconfigurações dos subsistemas que representamas variáveis-chave identificadas.Um outro resultado deste trabalho é aidentificação de que o ator da cadeia de valor queexerce maior influência para a adoção dosistema é o usuário.A análise verificou também que os objetivos queencontram maiores restrições dos atores dacadeia de valor estão relacionados ao canal dedistribuição, principalmente o que estárelacionado à freqüência de distribuição deinformações.Os objetivos mais aceitos estão relacionados àsaplicações interativas, principalmente as queidentificam os recursos necessários por tipo deaplicação e a evolução de sua disponibilização,


Tabela 6 Cenários identificados

Cenário 1 Aplicações com interatividade localCenário 2 Aplicações com uso do canal de retornoCenário 3 Aplicações segurasCenário 4 Aplicações com armazenamento de dadosCenário 5 Aplicações com uso de canal de retorno de alta capacidadeCenário 6 Aplicações de gravação multimídiaCenário 7 Aplicações para envio de conteúdos multimídiaCenário 8 Aplicações de alto desempenhoCenário 9 Aplicações com interatividade localCenário 10 Aplicações com uso do canal de retornoCenário 11Cenário 12 Aplicações com armazenamento de dadosCenário 13 Aplicações com uso de canal de retorno de alta capacidadeCenário 14 Aplicações de gravação e armazenamento multimídiaCenário 15 Aplicações para envio de conteúdos multimídiaCenário 16 Aplicações de alto desempenhoCenário 17

Res

iden

te Aplicações com interatividade localCenário 18 Aplicações com uso do canal de retornoCenário 19 Aplicações com armazenamento de dadosCenário 20 Aplicações com uso de canal de retorno de alta capacidadeCenário 21 Aplicações de gravação multimídiaCenário 22 Aplicações para envio de conteúdos multimídia

Am

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ral

Aplicações seguras


reforçando o fato de que a variável aplicaçõesinterativas é fator que estimula a aceitação dosistema pelos atores da cadeia de valor.A partir dos resultados obtidos, o próximo passoconsiste em simular os possíveis cenáriosfuturos, por meio da construção de modelos dossubsistemas descritos, visando responder àsquestões identificadas. Com as respostastrazidas pela simulação, os cenários possíveisserão avaliados para identificar as ações a seremadotadas, quais devem ser descartadas e quaissão as ações de risco.

Agradecimentos

Este trabalho recebeu apoio financeiro do Fundopara o Desenvolvimento Tecnológico dasTelecomunicações (FUNTTEL).

Referências

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Abstract

One of the major challenges in the transition from analogue to digital television is the adoption of newtechnology. This article shows, through the application of prospective scenarios methodology, theidentification of 22 potential scenarios to introduce interactive digital television. These scenarios wereidentified considering the importance of the interactive applications and the user's influence in theadoption of digital television by the Brazilian society.

Key words: Digital television. Strategic prospective scenarios. Interactive application. Real-time systems. Digital television decoder.


Mapeamento do CPqD-OSP/Provisioningutilizando o framework de processos de

negócios enhanced Telecom Operations Map(eTOM)

Simone Garcia Schmidt*, Tatiana Cristina Nogueira Pereira

O New Generation Operations Systems and Software (NGOSS) e o framework de processos de negóciosenhanced Telecom Operations Map (eTOM) são duas iniciativas do TM Forum, cuja finalidade éautomatizar processos de negócios do mercado de telecomunicações. O NGOSS serve como ponto departida para garantir que sejam definidos todos os processos de negócios, objetivando fornecer subsídiospara o projeto e a implementação de soluções e dotar as operadoras de sistemas automatizados paramelhorar seus processos. O framework de negócios eTOM faz parte da iniciativa NGOSS e serve comomapa para direcionar processos voltados a empresas fornecedoras de serviços de telecomunicações.Ele provê um ponto de referência neutro para necessidades internas de reengenharia de processos,alianças com fornecedores, etc. O CPqD-OSP/Provisioning – Sistema de Gestão de Operação da PlantaExterna – é um módulo de aprovisionamento que automatiza o controle e a gerência das informaçõesassociadas às facilidades da rede externa. Este documento apresenta o mapeamento do CPqD-OSP/Provisioning, utilizando o framework de processos de negócios enhanced Telecom Operations Map(eTOM).

Palavras-chave: Mapeamento de processos de negócios. Framework enhanced Telecom OperationsMap (eTOM). TeleManagement Forum. NGOSS.

Introdução

O New Generation Operations Systems andSoftware (NGOSS) e o framework de processosde negócios enhanced Telecom Operations Map(eTOM) são duas iniciativas do TM Forum.Ambas têm a finalidade de automatizarprocessos de negócios do mercado detelecomunicações, a fim de conferir agilidadeaos processos, introduzindo sistemas deinformação para substituir processos manuais elentos e, ainda, propiciar ganhos expressivos emprodutividade. O relatório técnico (SCHMIDT &OLIVEIRA, 2006) descreve com mais detalhesessas iniciativas.O NGOSS serve como ponto de partida paragarantir que sejam definidos todos os processosde negócios, visando a fornecer subsídios para oprojeto e a implementação de soluções e dotaras operadoras de sistemas automatizados paramelhorar seus processos. As implementaçõesNGOSS usam componentes Commercial Off-The-Shelf (COTS) com o fim de seremfacilmente integrados.O framework de negócios eTOM faz parte dainiciativa NGOSS e serve como um mapa paradirecionar processos voltados a empresasfornecedoras de serviços de telecomunicações.O eTOM provê um ponto de referência neutropara necessidades internas de reengenharia deprocessos, alianças com fornecedores, etc.

O CPqD-OSP foi desenvolvido pelo CPqD paraempresas operadoras de telecomunicações, como objetivo de aumentar a qualidade dos serviçosprovidos na área de rede externa, por meio daautomatização dos diversos processos quecompõem as atividades de planejamento,projeto, implantação, manutenção e operaçãodessa rede. O CPqD-OSP/Provisioning, módulode aprovisionamento do CPqD-OSP, éresponsável pela automação e pelo controle dagerência de informações associadas àsfacilidades da rede externa.Este documento apresenta na Seção 1 umavisão geral do CPqD-OSP/Provisioning. A Seção2 apresenta o mapeamento do CPqD-OSP/Provisioning, utilizando o framework deprocessos de negócios eTOM. A Seção 3apresenta o fluxo de processos identificado. ASeção 4 discute os resultados obtidos e, naseqüência, a conclusão é apresentada.

1 Visão geral do CPqD-OSP/Provisioning

O CPqD-OSP/Provisioning é um sistema quegarante qualidade na expansão, modernização eoperação da rede externa, integrando epadronizando os procedimentos operacionaisdistribuídos pelos diversos departamentos dasempresas. O CPqD-OSP/Provisioning, módulode aprovisionamento do CPqD-OSP, éresponsável pela automação e pelo controle da



Mapeamento do CPqD-OSP/Provisioning utilizando o framework de processos de negócios enhancedTelecom Operations Map (eTOM)

gerência de informações associadas àsfacilidades da rede externa.Uma série de benefícios é prevista com suaimplementação (CPqD, 2006):• unificação da base de dados relacionada às

facilidades de rede externa, proporcionandoganhos referentes à segurança física e àqualidade das informações armazenadas;

• alívio no processo de entrada de dados, emdecorrência do aproveitamento de grandeparte das informações contidas na base dedados do CPqD-OSP e nos sistemas desuporte a operações existentes;

• racionalização da mão-de-obra em face daotimização do processo como um todo;

• padronização de procedimentos;• agilidade no gerenciamento de assinantes

pela automatização das atividades da áreaorganizacional da empresa operadoraencarregada do controle das facilidades derede externa;

• maior facilidade de obtenção de informaçõesgerenciais/operacionais que permitemvisualizar a situação da rede, tornando maiseficientes as atividades de planejamento emanutenção;

• maior integração do setor de operação comos demais departamentos da empresa;

• maior agilidade na operação e no atendimentoaos clientes, melhorando a imagem daempresa operadora para a opinião pública.

O cenário das empresas operadoras referente aocontrole e à gerência de facilidades deassinantes destaca-se por sistemas quegerenciam parcialmente as facilidades deassinantes, com ou sem integração comsistemas de suporte à operação. O processo demovimentação de facilidades limita-se àmanipulação de informações quaseexclusivamente alfanuméricas, sem o suporte derecursos automatizados que permitem visualizare manipular a topologia da rede sobre o mapa.Após análise da situação das empresasoperadoras, foram identificados vários problemase dificuldades:• dificuldade de otimizar a ocupação da rede,

com critérios específicos, quando dasdesignações ou da movimentação da planta;

• baixa velocidade na elaboração e naatualização dos cadastros;

• processo de atualização de cadastros commanipulação de informações em duplicidade,ocasionando maior dispêndio de mão-de-obra;

• falta de consistência das informaçõescadastradas;

• indicação das facilidades a seremconsideradas em reservas e designações,necessitando da consulta e da manipulação

de mapas;• tratamento de filas de pendência referentes a

solicitações de instalação de facilidades derede externa (em razão da indisponibilidademomentânea de facilidade de rede).

O CPqD-OSP/Provisioning apresenta umasolução tecnologicamente moderna e adequadapara esses problemas, proporcionando váriasfuncionalidades divididas nos seguintes grupos(CPqD, 2006):• Conversão de dados – consiste em

complementar a base de dados do Cadastrodos Recursos de Rede Externa, seja estegráfico ou não-gráfico, com informaçõesalfanuméricas referentes à situação de pares,contidas em arquivos manuais e/oumagnéticos existentes nas empresasoperadoras.

• Movimentação de facilidades – conjunto deprocessos que possibilitam a manutenção e ogerenciamento de informações referentes àsfacilidades de rede externa, objetivando oatendimento ao cliente no menor prazopossível, bem como a racionalização daocupação da rede externa. As principaisfuncionalidades nesse grupo são:– Instalação: a instalação de um serviço de

comunicação consiste na designação dasfacilidades e em sua ocupação. Noprocesso de instalação, uma etapafundamental é a designação defacilidades, que consiste na determinaçãodos recursos necessários ao atendimentode um serviço. As designaçõesconsideram fatores como: o endereço dainstalação, os equipamentos terminaismais adequados à instalação, raio debusca a partir do endereço de instalaçãoou cobertura de cada equipamentoterminal. Uma vez designadas, asfacilidades ficam alocadas para essainstalação e são efetivamente ocupadasapós a execução do serviço em campo.Essa operação é identificada no sistemapor meio da ação de ocupação.

– Retirada: a retirada engloba basicamente afunção de liberação de facilidades de redeexterna, que consiste em alterar a situaçãode um recurso para vago ou dedicado.

– Manobra: a manobra possibilita transferirautomaticamente as informações deocupação ou de designação de facilidadesde um recurso para outro, caracterizadosno sistema como DE e PARA,respectivamente. Uma manobra podeocorrer quando há algum defeito com umpar designado ou ocupado em campo, ouquando há a necessidade de liberação dopar ocupado para adequação dos recursosda rede. Esses casos são detectados emcampo ou quando um defeito é informado



pelo cliente e confirmado pelo reparadorem campo. Concretizando a manobra, asituação do par DE é alterada,dependendo da necessidade, para vago,defeito ou reservado para averiguação. Opar PARA passa a ter a situação anteriordo par DE. A manobra englobabasicamente a função de partir de um par(DE), efetuar a transferência automáticadas informações para outro par (PARA),considerando o par de origem e o dedestino.

• Alteração cadastral – a atualização consisteem diversas operações de manutenção docadastro de ocupação da rede externa. Asprincipais funcionalidades nesse grupo são:– Alteração de número de serviço: consiste

na atualização do número de serviçoassociado a uma determinada facilidadede rede externa.

– Atribuição/remoção de defeito: quando umdefeito na facilidade de rede externa éverificado em campo, essa informaçãodeve ser registrada no cadastro deocupação.

– Atribuição/remoção de dedicação: atribuirdedicação em um equipamento terminalconsiste em indicar que a facilidade estádedicada ao endereço cadastrado nabase de dados.

– Alteração de estado do par: alterar oestado de uma facilidade de rede externaconsiste em modificar o estado dedisponibilidade da facilidade conforme anecessidade da empresa operadora, quepoderá indicar em que estado devem ficaras facilidades, que são consideradasocupadas pelo sistema.

– Reserva de facilidades: permite a reservade uma facilidade de rede externa.

• Consultas – possibilitam obter informaçõesrelativas às facilidades associadas ao serviço.Principais consultas disponíveis:– Consulta cobertura: fornece informações

de disponibilidade do serviço solicitadopara um endereço específico.

– Consulta por número de serviço: forneceinformações das facilidades associadas aum número de serviço específico.

– Consulta por número de documento:fornece informações das facilidadesassociadas a um número de documentoespecífico (ordem de serviço).

– Consulta por cliente: fornece informaçõesdas facilidades associadas a um clienteespecífico.

– Consulta por facilidades no cabo: aconsulta por facilidades no cabo énecessária sempre que o usuárionecessita verificar qual é a situação deuma determinada contagem de um cabo.Essa consulta é muito utilizada paraauxiliar o técnico em campo durante seutrabalho.

– Consulta por estado do par: essa consultaé utilizada sempre que o usuário necessitafiltrar em um determinado elemento quaissão os pares que estão reservados comum determinado estado.

• Relatórios – permite a emissão de relatóriosde informações gerenciais, cadastrais eoperacionais. Existem diversos relatóriosdisponíveis no CPqD-OSP/Provisioning.

O gerenciamento de facilidades pode serintegrado a soluções de missão crítica naempresa operadora. A consistência nasinformações do sistema garante à empresa autilização ótima dos recursos da rede. Em um cenário de integração de sistemas,conforme Figura 1, as solicitações de serviços


Figura 1 CPqD-OSP/Provisioning: Sistema de Gerência de Operação da Planta Externa

Designação de facilidades da centralInformações para cobrança

Despacho do serviço em campo

Designação de facilidades da rede

Solicitação de instalação deserviço

Gerência da PlantaWorkforce

Serviçoinstalado!

Customer Care

Gerência de comutaçãoDesignação de facilidades da central

Informações para cobrança

Despacho do serviço em campo

Designação de facilidades da rede

Solicitação de instalação deserviço

Gerência da PlantaWorkforce

Serviçoinstalado!

Customer Care

Gerência de comutação


geradas pelos clientes são recebidas por umCustomer Relationship Management (CRM) eencaminhadas para o workflow disponível daempresa operadora, o qual irá acionar asdiferentes soluções que lidam com oaprovisionamento de recursos. As solicitaçõesrequerem facilidades ou informações da redeexterna para serem atendidas e sãoencaminhadas para o CPqD-OSP/Provisioning,que executará as solicitações de maneiraautomática.

2 Mapeamento do CPqD-OSP/Provisioningutilizando eTOM

O propósito do mapeamento apresentado nestedocumento é situar o CPqD-OSP/Provisioningem relação ao framework eTOM, permitindoanalisar a cobertura atual do produto e fornecerinsumo para análises de mercado.Para esse mapeamento, foram definidos oscritérios e os passos usados e a descrição donível 0 (visão conceitual) e do nível 1. Nos níveishierárquicos 2 e 3, foi feita uma análise maisdetalhada do agrupamento funcional de recursos,visando a decompor os processos do eTOM emníveis mais granulares. Dessa forma, foramvistos e analisados todos os processos do nível 2relacionados a Suporte e Disponibilização deGOR, Aprovisionamento de Recursos e Gerênciade Problemas nos Recursos (da áreaOperações) e, em seguida, foi feito odetalhamento desses processos no nível 3,sendo identificados os processos (nível 3) emque o CPqD-OSP/Provisioning é mapeado.As subseções a seguir descrevem essasatividades com mais detalhes.

2.1 Critérios utilizados no mapeamento econsiderações do framework eTOM

Alguns critérios utilizados no mapeamento doCPqD-OSP/Provisioning:1. Mapeamento top-down: mapeamento do

nível mais alto do eTOM (nível 0 ouconceitual) para os níveis hierárquicos 1, 2 e3 (níveis de detalhes mais granulares).

2. Classificação utilizada para o CPqD-OSP/Provisioning em relação aomapeamento dos processos: Completamente mapeado: quando

todas as atividades do processo sãoatendidas completamente porfuncionalidades do produto.

Parcialmente mapeado: algumassituações de mapeamento parcial são:٠ quando pelo menos uma atividade

do processo é atendida em umafuncionalidade do produto;

٠ quando alguma funcionalidade doproduto dá suporte (por exemplo,fornece insumos) ao processo que

está sendo mapeado. Não mapeado: nenhuma atividade do

processo é atendida por qualquerfuncionalidade do produto.

2.2 Passos para o mapeamento do CPqD-OSP/Provisioning utilizando o frameworkeTOM

Os passos considerados no mapeamento doCPqD-OSP/Provisioning são:1. A partir das características do CPqD-

OSP/Provisioning, foram identificados eavaliados quais processos e áreas do eTOMestão relacionados com o produto, sendoutilizada a abordagem top-down para omapeamento.

2. Abordagem estática do modelo eTOM:mapeamento do CPqD-OSP/Provisioning donível 0 até o nível 3. Foram estudados os processos de nível 0,1, 2 e 3 do framework eTOM e analisada,em cada elemento do processo, a existênciade uma eventual correlação com ascaracterísticas funcionais do produto.

3. Abordagem dinâmica do modelo eTOM:elaboração dos principais fluxos deprocessos relativos ao CPqD-OSP/Provisioning. Foram criados fluxos de processosrelacionados ao aprovisionamento derecursos da planta externa, considerandotambém os processos que oferecem suportea esse aprovisionamento.

2.3 Visão geral: estrutura conceitual doeTOM – nível 0

A Figura 2 apresenta o nível mais alto do modeloeTOM, (nível conceitual ou nível 0), fornecendouma visão geral representada por“agrupamentos” de processos. Essa visão oferece um contexto geral quediferencia as duas grandes áreas: a deprocessos de estratégia, infra-estrutura eproduto e a de processos de operações(conforme quadros maiores na parte superior dodiagrama da Figura 2). Diferencia também asáreas-chave funcionais (Mercado, Produto eCliente, Serviços, Recursos,Fornecedores/Parceiros) como agrupamentoshorizontais dessas duas grandes áreas deprocesso. A terceira grande área de processo, GerênciaEmpresarial, localizada na parte inferior dodiagrama, está envolvida com a gerência daprópria empresa ou o suporte dos negócios e,portanto, está fora do mapeamento.Adicionalmente, a Figura 2 mostra as entidadesinternas e externas que interagem com aempresa, são elas: Fornecedores/Parceiros,Acionistas, Funcionários e Outros envolvidos



(stakeholders) (TM FORUM, 2004a).O foco do CPqD-OSP/Provisioning está noaprovisionamento de recursos da rede externa,ou seja, o sistema gerencia as informações deocupação dos recursos da rede externa.No nível conceitual (nível 0) do eTOM, oagrupamento funcional responsável por recursosé denominado Recursos (Aplicação, TI e Rede),conforme Figura 2.

Agrupamento funcional derecursos: esses processossuportam o desenvolvimento e oestabelecimento decompetências da infra-estrutura

de recursos (aplicação, TI e rede), além dogerenciamento operacional que inclui aspectoscomo aprovisionamento, gerenciamento deproblemas e análise de qualidade de recursos. Ainfra-estrutura de recursos suporta produtos eserviços, bem como a empresa como um todo.

Mapeamento CPqD-OSP/Provisioning –parcialmente mapeadoO mapeamento do CPqD-OSP/Provisioning nonível 0 do eTOM é verificado no agrupamentofuncional de processos Recursos, representadopela camada horizontal que cruza as duasgrandes áreas: Estratégia, Infra-Estrutura eProduto e Operações. Entretanto, o CPqD-OSP/Provisioning está mapeado somente naárea Operações.

2.4 Agrupamentos de processos de negócioseTOM – nível 1

Abaixo do nível conceitual (nível 0), o frameworkeTOM é decomposto por um conjunto deagrupamentos de processos que provê o primeironível de detalhe. A Figura 3 apresenta o nível 1de detalhamento dos processos do modeloeTOM, exibindo os tipos de agrupamento deprocessos de negócios verticais e agrupamentosfuncionais de processos, mostrados comocamadas horizontais (TM FORUM, 2005a)(BUENO, 2006).No nível anterior, o CPqD-OSP/Provisioning foimapeado no agrupamento funcional Recursoscom foco na área Operações. Desse modo, oelemento de processo equivalente para o nível 1é a Gerência e Operações de Recursos (GOR).

Gerência e Operações deRecursos (GOR): essesagrupamentos de processosgerenciam todos os recursos daempresa (aplicações, TI e infra-

estrutura de rede) utilizados para disponibilizar esuportar os serviços solicitados por ou propostosao cliente. Também concentram as informaçõessobre recursos, integram estes, correlacionam esumarizam os sistemas de gerência de serviçosou agem sobre recursos apropriados, e garantemque a infra-estrutura de redes e de TI suporte adisponibilização dos serviços solicitados.


Figura 2 Estrutura conceitual do framework eTOM – nível 0

Gerência Empresarial

Estratégia, Infra-Estrutura e Produto Operações

Mercado, Produto e Cliente

Serviços

Recursos

Fornecedores/Parceiros

(Aplicação, TI e Rede)

Cliente

Fornecedores/Parceiros

Acionistas Funcionários Outros envolvidos


Mapeamento CPqD-OSP/Provisioning –parcialmente mapeadoO CPqD-OSP/Provisioning, atuando nogerenciamento dos recursos de rede externa daempresa operadora, é parcialmente mapeadonesse processo, já que o eTOM considera todosos recursos da empresa (aplicações, TI e infra-estrutura de rede).


Abaixo do nível 1, o framework eTOM é

decomposto por um conjunto de agrupamentosde processos que provê o segundo nível dedetalhe (TM FORUM, 2004b).E, conseqüentemente, nesse nível dedetalhamento, o CPqD-OSP/Provisioning étambém mapeado na área Operações.

2.5.1 Processos da área Operações –nível 2

A Figura 4 apresenta o nível 2 de detalhamentodos processos de operações do modelo eTOM,exibindo os tipos de agrupamentos de processos


Figura 3 Framework de processos do eTOM – nível 1

Figura 3 Framework de processos do eTOM – nível 1

OperaçõesAprovisionamento Garantia de Qualidade Faturamento

Suporte e Disponibilidadede Operações

Gerência e Operações de Serviços – GOS

Gerência e Operações de Recursos – GOR

Gerência de Relacionamento c/ Fornecedores/

Parceiros

Gerência de Relacionamento com o Cliente – CRM

Retenção e Fidelidade

Gerência da Interface com o Cliente

Vendas

Coleta & Distribuição de Dados sobre Recursos

Gerência da Interface com Fornecedor/Parceiro

Gerência de Desempenho

de F/P

Gerência e Notificação

de Problemas de F/P

Gerência de Requisição

de F/P

Aprovisionamentode Recursos

Gerência de Problemas

nos Recursos

Gerência de Desempenho de Recursos

Gerência de Qualidade de

Serviços

Gerência de Problemas

nos Serviços

Gerência de QoS /SLA p/

o Cliente

Gerência de Encontro de Contas &

Pagamentos de F/P

Tarifação de Serviços e Instâncias

Específicas

Gerência de Faturamento e Arrecadação

Marketing de Lançamento de

Produtos e Serviços

Suporte e Disponibilização

da GRFP


da GOS


da GOR


de CRM

Configuração e Ativação de

Serviços

Processamento de Ordem de Atendimento

Processamento de Problemas

eTOM 6.0 OPS

Figura 4 Agrupamentos de processos Operações do framework eTOM – nível 2


Estratégia, Infra-estrutura e Produto OperaçõesAprovisiona-

mentoGarantia de Qualidade

FaturamentoGerência deciclo de vidade produto

Gerência deciclo de vida

infra-estrutura

Suporte e Dis-ponibilidade

de OperaçõesGerência de Relacionamento com o Cliente – CRM



Gerência de Relacionamento com Fornecedores/Parceiros – GRFP

Estratégia e objetivos

Gerência de Marketing & Oferta

Desenvolvimento e Gerência de Serviços

Desenvolvimento e Gerência de Recursos

Desenvolvimento e Gerência da Cadeia de Suprimentos

(aplicação, TI e rede)(aplicação, TI e rede)

Cliente

Gerência de Desempe-nho Empresarial

Gerência de Conheci-mento e Pesquisa

Gerência de Risco Empresarial

Planejamento Estratégi-co e Empresarial

Gerência Financeira ede Ativos

Gerência de Relações Externase com Colaboradores

Gerência de Recursos Humanos


Estratégia, Infra-estrutura e Produto OperaçõesAprovisiona-

mentoGarantia de Qualidade

FaturamentoGerência deciclo de vidade produto

Gerência deciclo de vida

infra-estrutura

Suporte e Dis-ponibilidade

de OperaçõesGerência de Relacionamento com o Cliente – CRM



Gerência de Relacionamento com Fornecedores/Parceiros – GRFP

Estratégia e objetivos

Gerência de Marketing & Oferta

Desenvolvimento e Gerência de Serviços

Desenvolvimento e Gerência de Recursos

Desenvolvimento e Gerência da Cadeia de Suprimentos

(aplicação, TI e rede)(aplicação, TI e rede)

ClienteCliente

Gerência de Desempe-nho Empresarial

Gerência de Conheci-mento e Pesquisa

Gerência de Risco Empresarial

Planejamento Estratégi-co e Empresarial

Gerência Financeira ede Ativos

Gerência de Relações Externase com Colaboradores

Gerência de Recursos Humanos


de negócios vertical e horizontal dessa área deprocesso (TM FORUM, 2005b). Em destaque, osagrupamentos de processos em nível 2 da áreaOperações, na qual o CPqD-OSP/Provisioning émapeado: Suporte e Disponibilização daGerência e Operações de Recursos (GOR),Aprovisionamento de Recursos e Gerência deProblemas nos Recursos.

Suporte e Disponibilização daGerência e Operações deRecursos (GOR) – nível 2Descrição: os processos

relacionados a Suporte e Disponibilização daGOR gerenciam, controlam, monitoram o estadoe o desempenho dos processos, dão suporte aoaprovisionamento dos processosAprovisionamento, Garantia de Qualidade eFaturamento (em inglês, Fulfillment, Assuranceand Billing – FAB) relacionados a recursos, entreoutros.Esses processos são responsáveis por gerenciaras classes de recursos, garantindo que osrecursos de rede, TI e aplicações apropriadosestejam prontos para serem instanciados. Alémdisso, são responsáveis por gerenciar asinstâncias de recursos.As responsabilidades desses processos incluem,mas não estão limitadas a:• gerenciar o cadastro de recursos;• configurar recursos;• aprovisionar recursos lógicos para suportar

classes de serviços;• analisar a disponibilidade e o desempenho de

recursos, incluindo análise e previsão detendências;

• realizar manutenção proativa e reparo;• executar os testes de aceitação de novos

recursos ou melhorias em existentes, antesde disponibilizá-los aos processosAprovisionamento, Garantia de Qualidade eFaturamento (FAB);

• garantir que todas as habilidades ecompetências de serviços necessáriosestejam disponíveis para serem instanciadase gerenciar as instâncias de serviços.

Mapeamento CPqD-OSP/Provisioning –parcialmente mapeadoO CPqD-OSP/Provisioning é responsável pelogerenciamento do cadastro dos recursos da redeexterna, no que diz respeito ao estado deocupação das facilidades de rede.

Aprovisionamento deRecursos (GOR) – nível 2Nome em inglês: ResourceProvisioning

Identificador do processo: 1.F.3.2Descrição: os processos de aprovisionamentode recursos englobam alocação, instalação,

configuração, ativação e teste de recursosespecíficos para atender aos requisitos deserviços ou em resposta aos requisitos de outrosprocessos, a fim de aliviar a falta de competênciade recursos específicos, disponibilidade deinteresse ou condições de falha. Asresponsabilidades desses processos incluem,mas não se limitam a:• verificar se os recursos apropriados estão

disponíveis como parte da análise deviabilidade da ordem de atendimento (OA);

• alocar os recursos apropriados para suportarordens de serviço ou requisições de outrosprocessos;

• reservar recursos específicos (se requeridopelas regras de negócio) por um dado períodode tempo até que a ordem de serviço sejaconfirmada;

• viabilizar o início da entrega de recursosespecíficos para o escritório central, para osite ou para o endereço do cliente;

• instalar recursos específicos após a entrega;• configurar e prover ativação física e/ou lógica

de recursos específicos, quando apropriado;• testar recursos específicos para garantir que

estejam funcionando adequadamente esegundo indicadores de qualidade;

• recuperar recursos;• atualizar a base de dados do inventário de

recursos para refletir que recursos específicostenham sido alocados para serviçosespecíficos, modificados ou recuperados;

• atribuir e prover o rastreio das atividades deaprovisionamento de recursos;

• gerenciar o aprovisionamento de recursos emcondições perigosas;

• prover o relatório de progresso de ordens derecurso para outros processos.

Mapeamento CPqD-OSP/Provisioning –parcialmente mapeadoNo CPqD-OSP/Provisioning é possível emitir efinalizar uma ordem de recurso relativa somenteà rede externa. Entretanto, tipicamente quando oCPqD-OSP/Provisioning é integrado a sistemasde missão crítica em uma empresa operadora,as ordens de recurso são geradas e encerradasa partir de um sistema de workflow. Ainvestigação da viabilidade de um serviço em umendereço específico é realizada no CPqD-OSP/Provisioning por meio da funcionalidade deconsulta cobertura. Também é possível reservarrecursos específicos da rede externa e realizar aalocação dos recursos. O CPqD-OSP/Provisioning provê ainda as informaçõesnecessárias para a instalação dos recursos em



campo. Após instalação, o inventário é atualizadoe os estados dos recursos utilizados sãoalterados de designado (alocado) para ocupado(ativado).

Gerência de Problemas nosRecursos (GOR) – nível 2Nome em inglês: ResourceTrouble Management

Identificador do processo: 1.A.3.3Descrição: esses processos são responsáveispelo gerenciamento de problemas associados arecursos específicos. O objetivo dessesprocessos é gerenciar eficientemente eefetivamente os problemas encontrados nosrecursos, isolar a causa raiz e atuar para resolvero problema no recurso.As responsabilidades desses processos incluem,mas não se limitam a:• detectar, analisar, gerenciar e notificar sobre

eventos de alarme nos recursos;• iniciar e gerenciar notificações de problemas

nos recursos;• executar análise de localização de problemas

nos recursos;• corrigir e resolver problemas nos recursos;• realizar e acompanhar testes de problemas

nos recursos e atividades de reparo;• gerenciar condições de perigo de problemas

nos recursos.Por um lado, os problemas nos recursos podemestar relacionados a problemas no domínio deserviços e, portanto, também se relacionampotencialmente ao domínio de CRM. Por outro

lado, podem estar relacionados a falhas/defeitos(failures – percepção externa) nos recursos oudegradação de desempenho, que são causadospor faltas/erros (faults – problema interno) nosrecursos.Essas atividades necessitam interagir com osprocessos da Gerência de Problemas nosServiços (GOS), pois impactam nos serviços.Esses processos são responsáveis por informarà GOS quaisquer problemas de serviçospotenciais.

Mapeamento CPqD-OSP/Provisioning –parcialmente mapeadoO CPqD-OSP/Provisioning oferece suporte àlocalização dos problemas nos recursos namedida em que responde com as facilidades derede externa associadas a um determinadoserviço com defeito.


2.6.1 Processos de Suporte eDisponibilização da Gerência e Operações deRecursos da área Operações – nível 3

A Figura 5 apresenta a decomposição dosprocessos em nível 3 de Suporte eDisponibilização da GOR (nível 2). Na Figura 6, édestacado o processo mapeado no CPqD-OSP/Provisioning, cujo detalhamento é feito naseqüência.



da GOR(1.O.3.1)

Habilitar aprovisionamento

de recursos (1.O.3.1.1)

Gerenciar cadastro de recursos(1.O.3.1.5)

Habilitar Gerência de Desempenho de

Recursos(1.O.3.1.2)

Habilitar coleta e distribuição de

dados sobre recursos(1.O.3.1.4)

Gerênciade Força de

Trabalho(1.O.3.1.6)

Gerência logística

(1.O.3.1.7)

Suportar Gerência de Problemas nos

Recursos(1.O.3.1.3)

Figura 5 Decomposição dos processos em nível 3 de Suporte e Disponibilização de GOR (nível 2)


• Gerenciar Cadastro de Recursos – nível 3Nome em inglês: Manage Resource InventoryIdentificador do processo: 1.O.3.1.5 Descrição: esses processos são responsáveispor estabelecer, gerenciar e administrar ocadastro de recursos da empresa, conforme abase de dados de cadastro de recursos. Alémdisso, monitoram e notificam sobre o uso eacesso aos cadastros de recursos e a qualidadedos dados mantidos neles.O cadastro de recursos mantém registros detoda a infra-estrutura de recursos e configuraçãode recursos, versão e detalhes de seu estado.Também registra resultados de teste edesempenho e qualquer outra informaçãorelacionada com recursos requeridos parasuportar a GOR e outros processos.O cadastro de recursos é também responsávelpor manter a associação entre instâncias deserviços e instâncias de recursos, criadas comoum resultado dos processos de gerenciamentode aprovisionamento de recursos. As responsabilidades desses processos incluem,mas não se limitam a:• identificar os requisitos de informação

relevantes ao inventário a ser capturado pelainfra-estrutura de recursos e instâncias derecursos;

• identificar, estabelecer e manter facilidades dorepositório de cadastro de recursos;

• estabelecer e gerenciar os processos decaptura da informação e gerenciamento docadastro de recursos;

• gerenciar os processos de controle de acessoe registros que permitem aos processos: criar,modificar, atualizar, apagar e/ou fazerdownload de dados de recursos para e do

cadastro de recursos;• garantir a captura precisa da informação do

repositório de cadastro de recursos e registrartoda infra-estrutura de recursos identificada edetalhes das instâncias de recursos, por meiodo uso de verificação manual ou automática;

• acompanhar ou monitorar o uso e o acessodo repositório de cadastro de recursos ecustos associados, além de notificar sobre osachados;

• identificar qualquer falha técnica dorepositório do inventário de recursos efornecer entrada para processos relacionadosa Desenvolvimento e Gerência de Recursospara retificar (corrigir) esses itens.

Mapeamento CPqD-OSP/Provisioning –parcialmente mapeadoO CPqD-OSP/Provisioning trabalha com umcadastro de recursos próprios, todavia oriundosdo inventário de recursos da empresa operadora.Neste sentido, o CPqD-OSP/Provisioningidentifica as informações de inventário derecursos relevantes ao aprovisionamento emantém as atualizações quanto ao estado deocupação das facilidades do repositório decadastro de recursos.

2.6.2 Processos de Aprovisionamento deRecursos da área Operações – nível 3

A Figura 7 exibe a decomposição dos processosem nível 3 de Aprovisionamento de Recursos(nível 2). Em seguida, é feita a descrição dosprocessos em nível 3 (conforme Figura 8), osquais foram mapeados no CPqD-OSP/Provisioning.


Figura 6 Processo mapeado em nível 3 de Suporte e Disponibilização de GOR (nível 2) no CPqD-OSP/Provisioning


• Alocar e instalar recursos – nível 3Nome em inglês: Allocate & Install ResourceIdentificador do processo: 1.F.3.2.1Descrição: o objetivo desses processos é alocarrecursos específicos requeridos para suportarum serviço específico. Essas atividades incluem,mas não se limitam a:

• investigar a habilidade para satisfazer ordensde serviço específicas como parte de umachecagem da viabilidade;

• reservar ou alocar recursos específicos emresposta a ordens de recurso emitidas;

• confirmar a disponibilidade de recursos ouinício de uma ordem de recurso (compra)para um fornecedor/parceiro;


Figura 7 Decomposição dos processos em nível 3 de Aprovisionamento de Recursos (nível 2)

Figura 8 Processos mapeados em nível 3 de Aprovisionamento de Recursos (nível 2) no CPqD-OSP/Provisioning

Aprovisionamento de recursos (GOR)

(1.F.3.2)

Acompanhar e gerenciar

aprovisionamento de recursos(1.F.3.2.5)

Configurar e ativar recursos

(1.F.3.2.2)

Testar recursos(1.F.3.2.3)

Alocar e instalarrecursos(1.F.3.2.1)

Notificar sobre aprovisionamento

de recursos(1.F.3.2.6)

Recuperar recursos(1.F.3.2.9)

Fechar ordem de recurso(1.F.3.2.7)

Emitir ordem de recurso(1.F.3.2.8)


• instalar recursos específicos após a entrega.

Mapeamento CPqD-OSP/Provisioning –parcialmente mapeadoO CPqD-OSP/Provisioning permite ainvestigação da viabilidade de um serviço emum endereço específico, em tempo deatendimento e anteriormente à abertura de umaordem de serviço, por meio da funcionalidade deconsulta cobertura. Também é possível reservarrecursos específicos da rede externa, ainda quede maneira dissociada da ordem de serviço, ouseja, a reserva atualmente disponível no CPqD-OSP/Provisioning é uma atualização cadastral.Quando uma ordem de recurso é recebida noCPqD-OSP/Provisioning, é realizada adesignação de facilidades de rede externa para oatendimento do serviço no endereço solicitado,ou seja, os recursos são alocados e atualizadoscom essa nova situação no inventário. Portanto,esse processo interage fortemente com oprocesso de gerenciamento de cadastro derecursos na determinação da disponibilidade dosrecursos de rede externa e na atualização dosstatus desses recursos. Em resposta à ordememitida, o CPqD-OSP/Provisioning provê asinformações necessárias para a instalação dosrecursos em campo.

• Configurar e ativar recursos – nível 3Nome em inglês: Configure & Activate ResourceIdentificador do processo: 1.F.3.2.2Descrição: o objetivo desses processos éconfigurar e ativar os recursos específicosalocados em uma ordem de recurso. Essesprocessos são responsáveis, mas não se limitama:• avaliar e planejar a abordagem a ser aplicada

para configuração e ativação;

• reusar configurações-padrão e ativação deprocessos aplicáveis a recursos específicos;

• gerar notificações se a atividade de ativaçãorequer uma parada planejada;

• atualizar a informação contida no inventáriode recursos com a configuração de recursosespecíficos e seu estado. Se a conclusãodessas atividades é feita com sucesso, oestado dos recursos específicos deve seralterado para ativado, que significa que elesestão em uso.

Mapeamento CPqD-OSP/Provisioning –parcialmente mapeadoO CPqD-OSP/Provisioning, por meio dafuncionalidade de ocupação das facilidades derede externa, atualiza o estado dos recursos dedesignado (alocado) para ocupado (ativado),após a conclusão da instalação em campo. Essaatualização pode ocorrer de maneira manual pelo

usuário do sistema, ou automática, por meio deintegração com sistema de workflow.

• Acompanhar e gerenciar aprovisionamentode recursos – nível 3

Nome em inglês: Track and Manage ResourceProvisioningIdentificador do processo: 1.F.3.2.5Descrição: o objetivo desses processos éassegurar que as atividades de aprovisionamentode recursos sejam atribuídas, gerenciadas eacompanhadas eficientemente. Asresponsabilidades desses processos incluem,mas não se limitam a:• escalonar, atribuir e coordenar atividades

relacionadas ao aprovisionamento derecursos;

• alterar o estado de uma ordem de recurso deacordo com uma política local;

• encarregar-se do acompanhamentonecessário para a execução do processo;

• modificar informação de uma ordem derecurso existente;

• cancelar uma ordem de recurso quando umaordem de serviço é cancelada;

• monitorar o estado de risco de uma ordem derecurso e escalonar ordens de recurso,conforme necessário;

• indicar conclusão de uma ordem de recursomodificando o estado e outros.

Mapeamento CPqD-OSP/Provisioning –parcialmente mapeadoO CPqD-OSP/Provisioning faz oacompanhamento das ordens de recursoenviadas, o que significa encarregar-se doacompanhamento necessário para a execuçãodo processo de instalação de facilidades de redeexterna. O sistema possui o controle das ordensque estão registradas, designadas, pendentes,finalizadas, etc. Todavia, tipicamente o CPqD-OSP/Provisioning, quando integrado a sistemasde missão crítica em uma empresa operadora,receberá ordens de recurso a partir de umsistema de workflow. Ao alterar o estado de umaordem de recurso e adicionar informações defacilidades de rede ou pendências e motivos dependências a essa ordem, o CPqD-OSP/Provisioning modifica informações de umaordem de recurso existente. Também é possívelrealizar o cancelamento de ordens recebidas noCPqD-OSP/Provisioning.

• Notificar sobre aprovisionamento derecursos – nível 3

Nome em inglês: Report Resource ProvisioningIdentificador do processo: 1.F.3.2.6 Descrição: esses processos são responsáveispelo monitoramento contínuo dos estados deordens de recurso e gerenciamento dasnotificações de processos e outras partes



registradas para receber notificações de qualqueralteração de estado. Listas de notificações são gerenciadas emantidas pelos processos de habilitaraprovisionamento de recursos.Esses processos registram, analisam e avaliamas mudanças dos estados de ordem de recursosa fim de fornecer gerência de notificações equaisquer resumos especializados de eficiência eefetividade de todos os processos deaprovisionamento de recursos. Esses resumosespecializados podem ser notificaçõesespecíficas requeridas por auditorias específicas.

Mapeamento CPqD-OSP/Provisioning –parcialmente mapeadoNo CPqD-OSP/Provisioning é possível realizarconsultas pelo estado das ordens de recurso,sejam elas registradas, designadas, pendentes,canceladas, etc.

• Fechar ordem de recursos – nível 3Nome em inglês: Close Resource OrderIdentificador do processo: 1.F.3.2.7 Descrição: o objetivo desse processo é fecharuma ordem de recursos quando as atividades deaprovisionamento de recursos foramcompletadas. Esses processos monitoram oestado de todas as ordens de recurso abertas ereconhecem que uma ordem de recurso estápronta para ser fechada, quando o estado éalterado para finalizado.

Mapeamento CPqD-OSP/Provisioning –parcialmente mapeadoO CPqD-OSP/Provisioning encerra uma ordemde recurso que lhe foi enviada quando todas asatividades relativas à rede externa foramrealizadas com sucesso. Entretanto, ofechamento de uma ordem de recurso no CPqD-OSP/Provisioning não significa necessariamenteo encerramento da ordem. Trata-se apenas dafinalização das atividades de rede externa. Ofechamento da ordem de fato é realizado peloworkflow quando todas as atividades relativas aoaprovisionamento de recursos para o serviçosolicitado, sejam elas referentes à rede externaou interna, estão finalizadas.

• Emitir ordem de recurso – nível 3Nome em inglês: Issue Resource OrdersProcesso identificador: 1.F.3.2.8 Descrição: esses processos são responsáveispor emitir ordens de recurso corretamente ecompletamente. As ordens de recurso podem ser solicitadas parasatisfazer a informações de ordens de serviçopertinentes recebidas. Além disso, as ordens derecurso podem surgir:• para atividades de recuperação de problemas

nos recursos em tempo de aprovisionamentode recursos;

• para solucionar problemas de desempenho derecursos;

• ou como resultado de informação recebidados fornecedores/parceiros em relação arecursos específicos.

Esses processos avaliam as informaçõescontidas em ordens de serviço, por meio de umarequisição de ordem de recurso. A requisição deprocesso de recurso ou a requisição defornecedores/parceiros é iniciada paradeterminar as ordens de recurso associadas quenecessitam ser emitidas.

Mapeamento CPqD-OSP/Provisioning –parcialmente mapeadoNo CPqD-OSP/Provisioning é possível emitiruma ordem de recurso relativa à rede externasomente. Num contexto de integração comsistemas de missão crítica em uma empresaoperadora, o CPqD-OSP/Provisioning receberáordens de recurso a partir de um sistema deworkflow. No caso de atividades de recuperaçãode problemas nos recursos em tempo deaprovisionamento de recursos ou atualização deinformação recebida em relação a recursosespecíficos, como, por exemplo, manobra de pardesignado e atribuição de defeito, o CPqD-OSP/Provisioning não necessita de uma ordemde recurso.

2.6.3 Processos da Gerência de Problemasnos Recursos da área Operações – nível 3

A Figura 9 exibe a decomposição dos processosem nível 3 da Gerência de Problemas nosRecursos (nível 2). Em seguida, é feito odetalhamento desses processos em nível 3(conforme Figura 10), os quais foram mapeadosno CPqD-OSP/Provisioning.

• Localizar problemas nos recursosNome em inglês: Localize Resource TroubleProcesso identificador: 1.A.3.3.2 Descrição: o objetivo desse processo éidentificar a causa raiz de problemas em algumrecurso específico. Esses processos sãoinvocados pelos processos de acompanhamentoe gerenciamento de problemas nos recursos(1.A.3.3.4).As responsabilidades desses processos incluem,mas não se limitam a:• verificar se a configuração de recursos iguala

os features de serviços apropriados;• executar testes diante de recursos

específicos;• começar e interromper auditorias diante de

recursos específicos;• programar testes de rotina de recursos

específicos.



Figura 9 Decomposição dos processos em nível 3 da Gerência de Problemas nos Recursos (nível 2)

Figura 10 Processo mapeado em nível 3 da Gerência de Problemas nos Recursos (nível 2) no CPqD-OSP/Provisioning

Mapeamento CPqD-OSP/Provisioning –parcialmente mapeadoO CPqD-OSP/Provisioning oferece suporte àlocalização dos problemas nos recursos namedida em que responde com as facilidades derede externa associadas a um determinadoserviço com defeito. Isso ocorre por meio dafuncionalidade de tratamento de bilhete dedefeito, quando o sistema recebe umainformação de bilhete de defeito para umdeterminado serviço a partir de um sistema deworkflow da empresa operadora.

3 Fluxos de processos do CPqD-OSP/Provisioning

Os fluxos de processos elaborados para omapeamento do CPqD-OSP/Provisioning sãorelativos exclusivamente aos processos deaprovisionamento de recursos para a plantaexterna. Entretanto, foi verificada a necessidadede considerar também alguns processosrelacionados a Suporte e Disponibilização daGerência e Operações de Recursos (GOR), jáque estes são entradas ou saídas para osprocessos de aprovisionamento.


Gerência de Problemas nos

Recursos(1.A.3.3)

Pesquisar e analisar problemas

nos recursos (1.A.3.3.1)

Notificar problemas nos recursos

(1.A.3.3.5)

Localizar problemas nos

recursos(1.A.3.3.2)

Acompanhar e gerenciar

problemas nos recursos(1.A.3.3.4)

Fechar notificação de problema no

recurso(1.A.3.3.6)

Criar notificação de problema no

recurso(1.A.3.3.7)

Corrigir e recuperar problemas nos

recursos(1.A.3.3.3)

Operações (Nível 0)

eTOM 6.0 OPS

Garantia de Qualidade (Nível 1)

Gerência e Operações de Recursos (GOR) (N1)

Gerência de Problemas nos Recursos (N2)

Localizar problemas nos recursos (N3)

Operações (Nível 0)

eTOM 6.0 OPS

Garantia de Qualidade (Nível 1)

Gerência e Operações de Recursos (GOR) (N1)

Gerência de Problemas nos Recursos (N2)

Localizar problemas nos recursos (N3)


A Figura 11 exibe o diagrama geral de fluxo deinterações dos processos de aprovisionamento de recursos de rede na área de operações. Odiagrama fornece um insight limitado quanto aofluxo, mas ajuda a focar a atenção nas áreasmacro do eTOM envolvidas no processo, sendomuito útil para uma visão geral. São mostradasapenas algumas interações que podem surgirdesse cenário, porém não proporciona umacompreensão detalhada nesse nível docomportamento do fluxo.O processo começa com uma solicitação decliente na camada de Gerência deRelacionamento com o Cliente (CRM). O pedidosegue um fluxo interno na camada de CRM, naqual realiza serviços e suporte ao cliente até oprocesso de processamento da ordem deatendimento. Após a confirmação do cliente, éemitida uma ordem de serviço para atender àsolicitação do cliente. Na camada de serviços éfeita a análise dos serviços necessários para oatendimento da ordem do cliente, sendo geradauma ordem de serviço. Eventualmente, se osserviços não estão disponíveis, pode sernecessária a utilização do processo de Suporte eDisponibilização da GOS. Esses serviços, quesatisfazem a ordem de atendimento, demandamaprovisionamento de recursos, que é feito a partirde uma ordem de recurso. Do mesmo modo, taisrecursos podem ou não estar prontamentedisponíveis. Caso necessário, podem ser

adquiridos recursos por meio da camada defornecedores/parceiros, ou ainda utilizando osprocessos de Suporte e Disponibilização daGOR.A Figura 12 exibe o diagrama de fluxo deinterações de processos de aprovisionamento daárea de operações. Esse fluxo representa um detalhamento dodiagrama da Figura 11, anteriormente descrito. Esse outro tipo de diagrama posiciona osprocessos eTOM relativamente da mesma formacomo são vistos no modelo eTOM, o que auxiliao reconhecimento dos processos. Cada processoaparece apenas uma vez, sendo que aseqüência das integrações não é explicitada. Um elemento importante neste tipo de fluxo sãoas raias (swimlanes): são as áreas do diagramade fluxo de processos que tipicamente contêmvários elementos de processo, contribuindo parao fluxo geral. As raias configuram uma áreasignificativa para auxiliar o usuário. As Figuras 13 e 14 exibem o diagrama de fluxode interações de processos de aprovisionamentode recursos em nível 3 da área de operações. Osprocessos aqui detalhados sãoAprovisionamento de Recursos e Suporte eDisponibilização da GOR. Nesse caso, apenasuma raia é utilizada, já que detalharemos osprocessos da Gerência de Operações eRecursos.

Figura 11 Diagrama geral de interações dos processos de aprovisionamento (nível 2)



O fluxo é iniciado a partir do processo Emitirordem de recurso, que gera uma ordem derecurso derivada de uma ordem de serviço dacamada superior. Essa ordem gerada, contendoas informações relevantes para oaprovisionamento de recursos (serviço solicitado,endereço de atendimento, etc.), passa a serentão acompanhada pelo processo Acompanhare gerenciar aprovisionamento de recursos. Esseprocesso é responsável por assegurar que asatividades de aprovisionamento de recursossejam atribuídas e gerenciadas eficientemente.Desse modo, a ordem é encaminhada para oprocesso Alocar e instalar recursos.Quando o processo Alocar e instalar recursos ésolicitado a partir de uma ordem de recursoemitida como parte de uma pré-ordem de análisede viabilidade, esse processo determina seexistem recursos disponíveis suficientes paraatender o pedido. Para tanto, esse processo éalimentado pelo processo Gerenciar cadastro derecursos. Caso não existam recursos disponíveis, oprocesso Alocar e instalar recursos pode iniciaruma solicitação para os processosFornecedor/Parceiro, conforme representado nofluxo anterior (Figura 12). Nessa situação sãodisparadas ordens de compra para os recursosem falta, como, por exemplo, central office,transmission room, customer premise, etc. Uma outra alternativa no caso deindisponibilidade de recursos, que érepresentada nos fluxos das Figuras 13 e 14, é achamada de processo Habilitar aprovisionamentode recursos. Esse processo é responsável pelo

planejamento e pela implantação de novas infra-estruturas de recursos ou modificações nosrecursos existentes, visando a garantir que adisponibilidade da infra-estrutura de recursosseja suficiente para suportar os processos deaprovisionamento. Esse processo interagefortemente com o processo Gerenciar cadastrode recursos, o qual mantém os registros de todaa infra-estrutura de recursos da empresaoperadora. Após a disponibilização dos recursos necessáriospara o atendimento da ordem, e, dependendodas regras de negócio, ou de compromissosespecíficos contidos na ordem de serviçooriginária, o processo Alocar e instalar recursospode reservar recursos específicos relacionadosà ordem de serviço que originou o pedido por umperíodo de tempo, liberando-os quando esseperíodo expirar. Quando o processo Alocar e instalar recursos ésolicitado a partir de uma ordem de recursosemitida em resposta a uma ordem de serviçoconfirmada, esse processo é responsável poralocar os recursos necessários para satisfazer aordem original. Quaisquer recursos previamentereservados passam então a ser marcados comoalocados.Finalizada a alocação e instalação dos recursos,o processo Acompanhar e gerenciaraprovisionamento de recursos, que coordena asatividades relacionadas ao aprovisionamento,pode alterar o estado da ordem de recurso. Esseprocesso relaciona-se com o processo Notificarsobre aprovisionamento de recursos na medidaem que o atualiza sobre o estado da ordem. O


Figura 12 Diagrama de fluxo de interações de processos de aprovisionamento (nível 2)

Notificação de ordem completa

Gerência e Operações de Serviços (GOS)

Configuração e ativação de serviçosConfiguração e ativação de serviços

Solicitação de capacidade de recursos

Capacidade reservada

Serviço ativado

Solicitação de projeto

Ordem de serviço interno iniciado

Ordem de trabalho interno iniciado

Aprovisionamentode recursos

internos completado

Solicitação de ativação de recursos

Aprovisionamento de RecursosAprovisionamento de Recursos

Processamento de ordem de clienteProcessamento de ordem de cliente

Gerência e Operações de Recursos (GOR)

CRM

Projeto completado

Recursos ativados

Gerência de Solicitação de F/PGerência de Solicitação de F/PGerência de Relacionamentocom F/P

Recursos externosativados

Seleção de F/P

...

Pedido do cliente


processo Notificar sobre aprovisionamento derecursos monitora continuamente os estados dasordens de recurso. Além disso, comunica-se comos processos das camadas superiores (porexemplo: camada de serviço) e fornece insumospara auditorias, quando necessário.O próximo processo acionado pelo processoAcompanhar e gerenciar aprovisionamento derecursos é o processo Configurar e ativarrecursos. O objetivo desse processo é aconfiguração e ativação dos recursos paradisponibilização dos serviços, conforme solicitadona ordem originária. Na conclusão com sucessodessas atividades, o estado dos recursos éalterado de alocado para ativado, o que significaque esses recursos estão em uso. Desse modo,uma saída desse processo, conformerepresentado no fluxo da Figura 13, é aatualização dos estados dos recursos, que éencaminhada como uma entrada para oprocesso Gerenciar cadastro de recursos,conforme Figura 14. Neste caso, da mesma forma anteriormentedescrita, o processo Acompanhar e gerenciaraprovisionamento de recursos, que monitora

continuamente o estado da ordem de recurso,verifica a finalização da configuração e alocaçãodos recursos. Conseqüentemente, aciona oprocesso Fechar ordem de recurso, o qual éresponsável por fechar uma ordem de recursoquando as atividades de aprovisionamento derecursos são finalizadas. Finalmente, o processo Acompanhar e gerenciaraprovisionamento de recursos indica a conclusãoda ordem de recurso e modifica seu estado.

4 Resultados obtidos

O processo de mapeamento pode ser ummétodo consistente para analisar e descrever ascompetências do produto. Por meio do processode mapeamento, é possível verificar oposicionamento do CPqD-OSP/Provisioning emrelação aos processos do framework eTOM.Além disso, por meio do processo demapeamento, foi possível adquirir melhorcompreensão quanto às funcionalidades doproduto.As seções seguintes apresentam uma análise douso do eTOM quanto a suas vantagens edesvantagens.

Notificação de fechamento daordem de recurso

Ordem de serviço

Alocar e instalar recursos (1.F.3.2.1)

Alocar e instalar recursos (1.F.3.2.1)


(1.F.3.2.2)


(1.F.3.2.2)

Aguardando disponibilidade

de recursos Habilitaraprovisionamentode recursos

Acompanhar e gerenciar aprovisionamento de recursos (1.F.3.2.5)Acompanhar e gerenciar aprovisionamento de recursos (1.F.3.2.5)

D

Fechar ordem de recursos

(1.F.3.2.7)

Fechar ordem de recursos

(1.F.3.2.7)

Atualização dos estados dos recursos

Informações do cadastro de recursos

Notificação de estado daordem de recurso

Notificar sobre aprovisionamento de recursos (1.F.3.2.6)

Notificar sobre aprovisionamento de recursos (1.F.3.2.6)


(nível 3)

Emitir ordem de recursos

(1.F.3.2.8)

Emitir ordem de recursos

(1.F.3.2.8)

Figura 13 Diagrama de fluxo de interações de processos de aprovisionamento (nível 3)


(nível 3)

Solicitação de disponibilidade de recursos





Gerenciar cadastro de recursos (1.O.3.1.5)Gerenciar cadastro de recursos (1.O.3.1.5)

Atualização dos estados dos recursos

Recurso disponível para aprovisionamento

Figura 14 Diagrama de fluxo de interações de processos de Suporte e Disponibilização da GOR (nível 3)



4.1 Benefícios do eTOM

Linguagem comum:• O uso do framework eTOM trouxe um

expressivo ganho na comunicação interna emnossa organização, por meio doestabelecimento de uma linguagem comum.Profissionais de diferentes áreas do ciclo devida de desenvolvimento de software, desderequisitos, desenvolvimento até testesistêmico, puderam adquirir um vocabuláriocomum. Essa linguagem comum permitiuestabelecer um entendimento mais claro epreciso dos processos de negócios utilizadosno ambiente de telecomunicações. Apadronização quanto ao entendimento dosprocessos de negócios de telecomunicações,por meio do eTOM, possibilita aperfeiçoarnossa comunicação com o mercado(clientes, parceiros, fornecedores, etc.),permitindo uma melhor identificação dasnecessidades dos clientes e evolução denosso produto.

Análise de gaps:• O processo de mapeamento do CPqD-

OSP/Provisioning forneceu bases para aanálise de gap do produto. Por meio dacomparação das funcionalidades do produtocom os elementos de processos doframework eTOM, foi possível verificar asmudanças necessárias em funcionalidadesespecíficas do produto e direcionar oroadmap do sistema.

4.2 Dificuldades encontradas no processo demapeamento do eTOM

O framework eTOM fornece um guia para análisede requisitos de negócios e desenvolvimento desoluções. Entretanto, o mapeamento deprocessos de negócios utilizando somente osdocumentos do eTOM (TM FORUM, 2005a)(BUENO, 2006) não é tarefa trivial. Embora osdocumentos do eTOM apresentem adecomposição dos processos até o nível 3,provendo as bases para um profundoentendimento do framework eTOM, foramverificadas algumas dificuldades nessaexperiência de mapeamento do CPqD-OSP/Provisioning (SCHMIDT & PEREIRA, 2007):1. Foi realizada uma correlação entre as

funcionalidades do produto e os processosassociados ao framework eTOM. Acomplexidade dessa atividade podedepender muito da experiência doprofissional que realiza a análise.

2. Nas descrições das atividades, em várioselementos de processos do frameworkeTOM (até nível 3), a falta de clareza dasinformações contidas nas descrições dessas

atividades deram margem a mais de umainterpretação. Em muitos casos, asinformações possuíam um sentido amplo,dificultando o trabalho de mapeamentoutilizando o framework eTOM.

3. Flexibilidade para abrigar novos processosdecompostos, porém falta definição decritérios para tal decomposição. Nos documentos do TM Forum referentes àsérie GB 921 (eTOM) também não éespecificado como proceder para decompornovos processos ou, ainda, a partir de qualnível se pode decompor um novo processo.

4. Após definição do modelo estático do eTOM(definição dos processos), a criação defluxos de processos para transformá-lo emum modelo dinâmico é necessária. Asdificuldades encontradas nessa etapa foram:a definição dos estudos de casos que foramusados na criação dos fluxos de processos,quais os processos do eTOM relacionadosao estudo de caso, a interligação entre osprocessos e a seqüência de atividades dosprocessos. Em função dessas dificuldadesde criação de fluxos de processos, nessemapeamento foi escolhido um fluxo deprocessos genérico em que oaprovisionamento de qualquer tipo deserviço pode ser aplicado.

Conclusão

Com base nas características e funcionalidadesdo CPqD-OSP/Provisioning, identificamos eavaliamos as áreas e os elementos de processosassociados ao framework eTOM. Para omapeamento, foi utilizada uma abordagem top-down, a fim de decompor os processossucessivamente para maior detalhamento.O foco do CPqD-OSP/Provisioning está nogerenciamento de recursos de rede externa.Portanto, nos níveis 0 e 1, os agrupamentos deprocessos do eTOM que tratam de recursosforam mapeados. Já nos níveis hierárquicos 2 e3, foi realizada uma análise detalhada dosagrupamentos funcionais da camada derecursos. Desse modo, todos os agrupamentosde processos da camada de recursos da área deoperações foram estudados e analisados, comexceção dos processos de billing, que não fazemparte do escopo do produto desse mapeamento.Com o objetivo de relacionar os processosmapeados, o próximo passo foi criar fluxos deprocessos relacionados ao aprovisionamento derecursos. Essa é a perspectiva dinâmica domodelo eTOM que nos permitiu compreendercomo os processos se relacionam. Apesar de terem sido encontradas algumasdificuldades nesse mapeamento de processos,esta experiência contribuiu para criar umalinguagem comum em nossa organização emelhorar nossa compreensão quanto aos



processos de negócios utilizados no ambiente detelecomunicações. Por meio dessa experiênciade mapeamento de processos, impulsionamos amaturidade do nosso negócio, provendo asbases para definição do roadmap do produto emelhorando nossa comunicação com omercado. Futuramente, essa atividade de mapeamentopode oferecer suporte ao desenvolvimento deprodutos do portfólio de OSSs do CPqD, naidentificação e análise do posicionamento e dacobertura dos produtos em relação ao mercado.Tal análise também poderá permitir aidentificação de fornecedores/parceiros, além deoutras soluções que possam complementar osOSSs do CPqD.O eTOM provê importantes fundamentos paraferramentas de análise e pode direcionar odesenvolvimento de produtos e decisões decompra. À medida que as diretrizes definidaspelo eTOM tornam-se mais amplamentereconhecidas e aceitas pelo mercado, seu valoraumentará a partir do favorecimento de umalinguagem comum e do entendimento entre osoperadores de serviços de telecomunicações e acadeia de fornecedores. Além disso, o uso doeTOM assegura que os produtos OSS sejamdevidamente direcionados às necessidades reaisdos clientes.

Agradecimentos


Referências

BUENO, J. R. F. Treinamento NGOSS & eTOM.Campinas: CPqD, ago. 2006. (Apostila dotreinamento).

CENTRO DE PESQUISA EDESENVOLVIMENTO EMTELECOMUNICAÇÕES (CPqD). Manuais de

usuário e guias de treinamento do sistemaCPqD Gerência da Planta. Campinas: CPqD,2006.

SCHMIDT, S. G., OLIVEIRA, J.A. NewGeneration Operations Systems and Software(NGOSS) – enhanced Telecom Operations Map(eTOM). Campinas: CPqD, 2006. (Relatóriotécnico).

SCHMIDT, S. G.; PEREIRA, T. C. N. MappingOSS Products Using eTOM Business ProcessesFramework. In: INTERNATIONAL WORKSHOPON TELECOMMUNICATIONS (IWT07),fevereiro 2007, Santa Rita do Sapucaí, MG,Brasil. Proceedings IWT 2007.

TELEMANAGEMENT FORUM. GB921Addendum D: enhanced Telecom OperationsMap (eTOM) – The Business ProcessFramework: Process decompositions anddescriptions. Release 6.0. Morristown, NJ, EUA,nov. 2005b.

TELEMANAGEMENT FORUM. GB921Addendum F: enhanced Telecom OperationsMap (eTOM) – The Business ProcessFramework: Process Flow Examples. Release4.5. Morristown, NJ, EUA, nov. 2004a.

TELEMANAGEMENT FORUM. GB921Addendum P: enhanced Telecom OperationsMap (eTOM) – The Business ProcessFramework: An eTOM Primer. Release 4.5.Morristown, NJ, EUA, nov. 2004b.

TELEMANAGEMENT FORUM. GB921 v.6.1:enhanced Telecom Operations Map – (eTOM)The Business Process Framework. Release 6.0.Morristown, NJ, EUA, 2005a.

TELEMANAGEMENT FORUM. Disponível em:<http://www.tmforum.org>. Acesso em: 01 jun.2006.

Abstract

New Generation Operations Systems and Software (NGOSS) and enhanced Telecom Operations Map(eTOM) business process framework are TM Forum initiatives in order to automatize business process inthe telecommunications industry. The NGOSS serves as a starting point to guarantee that business-oriented processes are completely defined, providing subsidies for planning and implementing solutionsand automatized systems to improve telecommunications operators processes. eTOM business processframework is part of NGOSS initiative and serves as a reference map for processes used bytelecommunication service providers. It provides a neutral reference point for business internal need ofprocess re-engineering, strategic partnership with suppliers, etc. The CPqD-OSP/Provisioning is a moduleof CPqD Outside Plant Management System responsible for the automatization of resource usage andcontrol of outside plant network facilities. This document presents the mapping of CPqD-OSP/Provisioningusing the eTOM (enhanced Telecom Operations Map) business process framework.

Key words: Business process mapping. enhanced Telecom Operations Map (eTOM) framework. TeleManagement Forum. NGOSS.


Arquitetura de gerência de rede WiMAXCyntia Yumiko Arakaki*, José Luís Schifferli Lopes, Fabrício Lira Figueiredo

Este artigo apresenta uma arquitetura funcional de gerência de rede para suporte à gerência de infra-estrutura de rede baseada na tecnologia WiMAX nomádico, capaz de atender à demanda mercadológicae também de nortear o desenvolvimento de um protótipo de SW que desempenhe as funções degerência de falhas, desempenho, configuração e aprovisionamento de fluxos de serviço da rede WiMAX.A concepção da arquitetura baseia-se no estado atual dos modelos especificados pelos principais fórunse organizações de padronização internacional, como, por exemplo, IEEE, TM Forum e ITU-T, e tambémpelos principais fornecedores de tecnologia e soluções de gerência de rede WiMAX. Esta abordagem éempregada com o propósito de identificar um conjunto de funcionalidades de gerência relevantes paraprover algum diferencial competitivo e para atender à demanda de novos serviços multimídia oferecidosnuma rede banda larga sem fio fixa, móvel e nomádica. Uma das potencialidades da soluçãoapresentada é a modularidade imposta às aplicações de gerência, que permite a evolução dasfuncionalidades e a inovação da solução para novas demandas, como WiMAX móvel.

Palavras-chave: Arquitetura. Gerência de rede WiMAX. Funcionalidades de gerência. Fornecedores desoluções WiMAX.

Introdução

A Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess (WiMAX) é uma tecnologia de bandalarga sem fio, que provê acesso fixo ou móvel aserviços de telecomunicações sem fio comelevadas taxas de transmissão. Seu principalobjetivo é prover serviços de banda larga naúltima milha do usuário.É baseada na família de padrões 802.16 doInstitute of Electrical and Electronics Engineers(IEEE), suportada pelo WiMAX Forum, umconsórcio mundial da indústria, cujo foco égarantir a interoperabilidade dos equipamentos,divulgar e promover o uso da tecnologia de formaglobal.Neste contexto, gerenciar uma rede WiMAX éprover mecanismos para auxiliar umaorganização a alcançar metas comodisponibilidade, desempenho e qualidade deserviço, visando principalmente ao foco noatendimento a clientes/usuários de serviços detelecomunicações, bem como assegurarcompetitividade no aprovisionamento dosserviços, com compromisso de custo e benefício.As definições adotadas na tecnologia, inclusivequanto à capacidade de gerenciamento, sãofatores determinantes para especificar asfuncionalidades do sistema de gerência. Deve-selevar também em consideração, além do aspectotecnológico, o modelo de negócio e o modelooperacional necessários para prover serviços dedados, voz e multimídia suportados pelatecnologia WiMAX.O modelo de regras de negócio consiste noestabelecimento de funções, obrigações edeveres do provedor de serviço e nosrelacionamentos envolvidos na realização donegócio. O modelo operacional consiste em

definir os processos e sistemas de gerêncianecessários para atender os serviços providospela tecnologia WiMAX.Neste trabalho, com o intuito de gerar subsídiospara a concepção de uma proposta dearquitetura para suportar a gerência de redeWiMAX, foram realizadas pesquisas com osprincipais fornecedores de solução de gerênciade rede, bem como fórum e organizações depadronização internacional. Na literatura, os principais fóruns e organizaçõesinternacionais, além de outros que tratam deespecificação de processos e funções degerência, são TM Forum, ITU-T e IEEE.A Seção 1 apresenta os principais fornecedorespesquisados nos sites da Web, com análise dasfuncionalidades relevantes das soluções degerência. A Seção 2 apresenta os fóruns e asorganizações internacionais, oferecendo umavisão básica dos assuntos tratados. Na Seção 3é apresentada a arquitetura de gerênciaconcebida. E, finalmente, na Seção 4, aconclusão do trabalho.

1 Pesquisa de mercado dos fornecedoresde produtos e soluções WiMAX

As pesquisas de mercado selecionadas nos sitesapontam como principais, entre muitos outrosfornecedores de produtos e soluções de gerênciade rede, os seguintes:• WiMAX nomádico: Airspan (Inglaterra),

Alvarion (Israel), Aperto Networks (EUA),Redline Communications (EUA), SR Telecom(Canadá), Proxim (EUA) e Siemens(Alemanha);

• WiMAX móvel: Alcatel, Motorola e NortelNetworks.



Arquitetura de gerência de rede WiMAX

1.1 Análise da solução dos fornecedores

A análise da solução dos fornecedores consideraas principais funcionalidades (FCAPS core) quedevem ser implementadas, para suportar asáreas funcionais de gerências de falhas,desempenho e configuração. Foram identificadasas seguintes funcionalidades:• monitoração de alarmes em tempo real;• relatórios de alarmes em tempo real;• filtragem e sumarização de alarmes;• monitoração (coleta e análise) de dados de

desempenho;• alerta de violação de limiares de

desempenho;• relatórios de desempenho e de violação de

QoS;• descoberta/localização dos elementos de

rede;• aprovisionamento de fluxos de serviços;• monitoração de estados de configuração;• configuração dos elementos de rede;• relatórios de inventário dos elementos de

rede.

2 Estado atual

IEEE, TM Forum e ITU-T são considerados osprincipais fóruns e organizações de padronizaçãointernacional que desenvolvem padrões,processos de negócio e funções de gerênciaaplicáveis para serviços baseados em WiMAX. Aseguir são apresentadas as descrições dostrabalhos e das áreas de atuação desses fórunse organizações.

2.1 Modelo de referência do IEEE

O padrão IEEE 802.16 define a especificação deinterface aérea da Wireless Metropolitan Area

Network (WMAN), oficialmente conhecida comopadrão Wireless MAN IEEE. Este acesso bandalarga poderá atender à necessidade de conexãode redes de área metropolitana (MAN) sem fio.Com o padrão IEEE 802.16, as organizações eresidências ganham uma maneira nova e fácil deobter o serviço de banda larga.A denominação WiMAX é atribuída aos produtoscertificados, desenvolvidos segundo a família depadrões 802.16 do IEEE, que atendem aostestes de conformidade e interoperabilidade deacordo com os perfis (profiles) definidos peloWiMAX Forum. O objetivo é ter produtosmultifornecedor com interoperabilidade,viabilizando a produção em escala com umaconseqüente redução de custos. O acesso banda larga sem fio baseia-se nautilização de estações-base que suportam raiosde cobertura na ordem de quilômetros. Natopologia WiMAX as estações-base nãoprecisam, necessariamente, ser instaladas emtorres. As antenas da estação-base podem sercolocadas no telhado de um edifício alto ou deoutra estrutura elevada. Uma unidade próxima docliente, similar a uma estrutura de TV via satélite,é suficiente para conectar a estação-base aocliente.O IEEE propõe um modelo de referência paragerenciamento de rede WiMAX nomádico,conforme Figura 1.Esse modelo é composto de Sistema deGerência de Rede (NMS), recursos gerenciados,Base Station (BS) e Subscriber Station (SS), eService Flow Database (SFD). O NMS gerenciaos recursos BS e SS por meio de protocolo degerenciamento Simple Network ManagementProtocol (SNMP). O SFD contém informações defluxos de serviço e informações da qualidade deserviço associados a BS e SS.

Fonte: IEEE

Figura 1 Modelo de referência IEEE para gerência WiMAX



A Management Information Base (MIB) padrãoda BS e SS também é definida pelo IEEE. EssaMIB é referente à interface-padrão 802.16 doIEEE (Broadband Wireless Access Systems) edefine objetos gerenciados usando o protocolono padrão SNMP.A Figura 2 apresenta o modelo de referência802.16 do IEEE em camadas de protocolo.Nesse modelo, a camada Medium AccessControl Layer (MACL) compreende trêssubcamadas: Service-Specific ConvergenceSublayer (CS), MAC Common Part Sublayer(CPS) e Subcamada de segurança.

2.2 Modelo de referência do TM Forum

O TeleManagement Forum (TM Forum) é umconsórcio internacional de provedores de

serviços de telecomunicações e fornecedores deequipamentos, sistemas de gerência e sistemasde suporte a operação (OSS). Tem como missãoauxiliar os provedores de serviços e operadoresde rede a automatizar seus processos denegócio de forma eficaz, do ponto de vista decusto e tempo. O enhanced Telecom Operations Map (eTOM)(TM FORUM,) define a estrutura de processos denegócio. Baseia-se no modelo em camadas paraorganizar os processos. A Figura 3 apresenta aparte de processos de negócio relativos aoperações do modelo eTOM.Os processos de negócio de operações no nívelmais alto do modelo eTOM estão estruturadosem: Suporte e disponibilidade de operações,Aprovisionamento, Garantia de qualidade deserviço e Faturamento. Esses processos

Figura 2 Modelo de referência IEEE 802.16 do IEEE

Figura 3 Processo de negócio de operações níveis 2 e 3 do eTOM


Camada física(PHY)

Subcamada de segurança

Subcamada departe comum MAC

(MAC CPS)

Subcamada de convergência

específica do serviço(CS)

PHY SAP

CS SAP

MAC SAP

PHY

MAC

Dados/Plano de controle

Padrão

Entidade degerenciamento

CS


MAC CPS


PHY

Subcamada seg.

Sist

ema

de G

erên

cia

–W

iMAX

Plano de gerenciamento

OperaçõesAprovisionamento Garantia de Qualidade Faturamento

Suporte e Disponibilidadede Operações

Gerência e Operações de Serviços (GOS)

Gerência e Operações de Recursos(GOR)

Gerência de Relacionamento com Fornecedores/Parceiros (GRFP)

Gerência de Relacionamentocom o Cliente (CRM)

Retenção e Fidelidade

Gerência da Interface com o ClienteVendas

Coleta e Distribuição de Dados sobre Recursos

Gerência da Interface com Fornecedor/Parceiro


de f/p


de f/p

Gerência e Notificação de

Problemas de f/p

Gerência de Requisição de

f/p

Gerência de Requisição de

f/p

Aprovisiona-mento de Recursos


Recursos

Gerência de Desempenho de

Recursos

Gerência de Qualidade de

Serviços


Serviços

Gerência deQoS e SLA para

o Cliente

Gerência de Encontro deContas e Pagamentos de f/p

Tarifação deServiços e Instâncias

Específicas

Marketing de Lançamento de

Produtos e Serv.


da GRFP

Suporte e disponibilização

da GOS

Suporte e disponibilização

da GOS


da GOR


da GOR


de CRM

Configuração e Ativação de

Serviços

Processamento de Ordem de Atendimento

Procpssamentode Problemas

Gerência deFaturamento e Arrecadação


permitem a identificação dos requisitosfuncionais e de informação de sistemas desuporte, bem como a identificação deinformações a serem trocadas entre osprocessos da solução de gerência. Para proversuporte às áreas de operações e gerência, dedesenvolvimento de produto e infra-estrutura ede estratégia e planejamento de infra-estrutura,produto, de TI e de organização, o modelo deprocessos (eTOM) é suportado por outrosmodelos e resultados do TM Forum, como osmodelos Shared Information/Data (SID) e Multi-Technology Operations System Interface(MTOSI), que permitem o desenvolvimento dodesenho da solução e a obtenção de sistemas degerência e operação necessários para suportaros respectivos processos de negócio.

2.3 Modelo de referência do ITU-T

O ITU-T é um órgão da InternationalTelecommunications Union (ITU) responsávelpela elaboração de recomendações sobrequestões técnicas, de operação e de tarifação deserviços relativas às tecnologias e redes detelecomunicações para fins de padronização nonível internacional. O modelo Telecommunications ManagementNetwork (TMN), conforme Figura 4, aborda osconceitos de funções de gerência para redes detelecomunicações. São definidas cinco camadasde gerência, as quais consistem de: camada degerência de negócio (BML), camada de gerência

de serviço (SML), camada de gerência de redes(NML), camada de gerência de elementos (EML)e elementos de rede (NE). Esse modelo sebaseia no conceito de que as gerênciasatribuídas para cada camada são diferentes, masinter-relacionadas. No relacionamento top down,a camada superior impõe requisitos para acamada inferior. No relacionamento bottom up, acamada inferior provê capacidades ouhabilidades de gerência e operação para acamada superior. O papel desempenhado porcada camada no modelo pode ser descrito comose segue:1. Camada de gerência de negócios: é

responsável pela gerência doempreendimento como um todo. As principaisfuncionalidades atribuídas a esta camada sãoestabelecimento de metas, finanças,orçamento, planejamento, marketing,estratégia e políticas de gerência, eoperações e acordos entre as organizações.

2. Camada de gerência de serviços: éresponsável pelas funcionalidades degerência de aprovisionamento, operação,administração e manutenção de serviços. Asprincipais funcionalidades são gerência desolicitação e configuração de serviços,gerência de problemas e qualidade deserviços, tarifação de serviços para suportargerência de contato com clientes e comoutros provedores de serviços, bem comosuportar a geração de faturas e o atendimentode qualidade do serviço disponibilizado.

Figura 4 Modelo TMN de gerenciamento de camadas


BML

SML

NML

EML

NE

Camadas de gerência Áreas funcionais de gerência

Gerência de negócios

Gerência de serviços

Gerência de redes

Gerência de elementos

Elementos de rede

Gerência de falhas

Gerência de desempenho

Gerência de configuração

Gerência de contabilização

Gerência de segurança

Top-down

Bottom-up


3. Camada de gerência de redes: éresponsável pelo gerenciamento da redeprovido pela camada de gerência deelementos, bem como por suportar a camadade gerência de serviços. As principaisfuncionalidades são: visão global de toda arede, gerência de configuração e alocação derecursos para suportar aprovisionamento deserviços, medida de utilização de recursos,cadastro de recursos da rede para suportar oaprovisionamento, reconfiguração,crescimento, modificação, manutenção earmazenamento de dados de recursos derede, históricos, status corrente, bem como dedados estatísticos e tendências referentes àrede e de suas capacidades (configuraçãodos circuitos, conexões, enlaces, recursosfísicos, etc.).

4. Camada de gerência de elementos: éresponsável pelas atividades de supervisão,monitoração e controle dos componentes(equipamentos/dispositivos) de infra-estruturada rede e de tecnologia (telecomunicações etecnologia de informação). Engloba asfuncionalidades de gerências de falhas,desempenho, configuração, coleta de dadosde utilização de recursos e segurança.

5. Elementos de rede: são elementos(equipamentos/dispositivos) gerenciados pelacamada de gerência de elemento.

A recomendação ITU-T M.3400 define asfuncionalidades de gerência para as camadas domodelo. Essa recomendação provê estrutura edecomposição de funções para todas ascamadas. Por ser abrangente, sem redundânciade funções e sem a visão dos sistemas que aimplementam, serve como referência para extrairas funcionalidades específicas envolvidas naespecificação de sistemas de gerência quesuportam a gerência e a operação dos serviçosprovidos pela tecnologia WiMAX.A recomendação define cinco áreas funcionaisde gerência, suportadas por todas as camadasde gerência, as quais são compostas porgerências de falhas, desempenho, configuração,contabilização e segurança (FCAPS).

3 Concepção da solução

Com base nos modelos de referênciaapresentados na Seção 2, e considerando osconceitos abordados, é concebida a solução degerência de rede WiMAX, incluindo também assoluções dos fornecedores. A Figura 5 apresentaa visão da concepção.

Figura 5 Abordagem da concepção da solução


Arquitetura funcionalGerência de rede

WiMAX

ITU-TM.3400, M.3010 e

M.3050

IEEE 802.16

TM ForumeTOM

Fornecedores de soluções de gerência

WiMAX


A Figura 6 apresenta aglutinação dos modelos,gerência e operação dos recursos do modelo emcamadas do eTOM, áreas funcionais de gerênciado modelo em camadas da TMN e plano degerência do modelo de referência IEEE 802.16.Considerando a metodologia e os princípiosapresentados na concepção, são caracterizadosos seguintes requisitos da arquitetura funcionalde gerência da rede WiMAX:• As principais funcionalidades demandadas

para a tecnologia WiMAX, levando emconsideração o padrão de referência IEEE802.16, focado no provimento dedisponibilidade de serviços com qualidade aousuário, são:- aprovisionamento de fluxos de serviços

(QoS, regras de classificador);- configuração e consulta das capacidades

básicas das estações radiobase (BS) eestação-cliente (SS);

- configuração dos parâmetros e consultados dados de desempenho;

- configuração dos canais uplink e downlinke perfil de burst;

- diagnóstico de problemas e dedesempenho.

• As entidades de gerenciamento envolvidas:- BS

a) Camada MAC: Subcamada CS.b) Camada MAC: Subcamada CPS.c) Camada MAC: Subcamada Segurança.d) Camada física (PHY).

- SSa) Camada MAC: Subcamada CPS.b) Camada MAC: Subcamada Segurança.c) Camada física.

- Partes comuns a BS e SSa) Camada MAC: Subcamada CPS.b) Camada MAC: Subcamada CS.c) Camada física.

• Capacidades da solução de gerência emsuportar as áreas funcionais de gerências defalhas, desempenho e configuração nacamada de gerência de elemento de rede.

• Capacidade da solução em gerenciar astecnologias que possuem MIB SNMPembarcado e Command Line Interface (CLI).


Suporte e Disponibilizaçãoda GOR


Gerência de Problemasnos Recursos

Gerência de Desempenhode Recursos

Coleta e Distribuiçãode Dados sobre Recursos



Gerência de falhas



Funções de Gerência M.3400 − TMNGerência e Operações de Recursos(GOR) − eTOM

Subcamada de convergênciade serviço-específico (CS)

Subcamada de partecomum MAC

Plano de gerência – IEEE 802.16


Subcamada física


+








Gerência de falhas








Subcamada física









Gerência de falhas








Subcamada física









Gerência de falhas








Subcamada física


+

Figura 6 Aglutinação dos modelos


3.1 Arquitetura de gerência de rede WiMAX

A Figura 7 apresenta a arquitetura funcional degerência de rede WiMAX da solução concebida.

3.2 Módulos funcionais

Os elementos de rede considerados na redeWiMAX são os equipamentos BS e SS.A solução oferece funcionalidades para gerenciarfalhas, desempenho e configuração doselementos de rede.As principais funcionalidades de gerênciasuportadas estão associadas a:

• camadas MAC, PHY e RF do setor da BS;• canais uplink das camadas MAC, PHY e RF

do setor da BS;• canais downlink das camadas MAC, PHY e

RF da BS;• capacidades básicas das camadas MAC, PHY

e RF da SS.Como núcleo, a arquitetura será composta demódulos que realizam as funcionalidades degerência de falhas, desempenho e configuraçãoda rede WiMAX.

3.3 Funcionalidades

Para atender à demanda do mercado, bem como

aos modelos de referência definidos pelos fórunse organizações de padronização com relação aesta tecnologia, na arquitetura funcional propostasão definidas as seguintes funcionalidades degerência:

• descoberta automática de Base Stations (BS);• pré-aprovisionamento e aprovisionamento de

fluxos de serviço;• configuração de QoS e regras de classificador

de pacotes;• configuração das capacidades básicas da

Base Stations (BS) e Subscriber Stations(SS);

• configuração dos canais uplink e downlink; • pré-aprovisionamento e aprovisionamento de

fluxos de serviço;• gerência de estado de configuração dos

recursos (componentes associados aosequipamentos);

• diagnóstico e monitoração de problemas nosrecursos;

• monitoração de estado dos links, enlace entreas BS e SS;

• coleta e monitoração de desempenho derecursos;

• configuração de limiares dos parâmetros dedesempenho;

Figura 7 Arquitetura funcional de gerência de rede WiMAX


Outros sistemas

ClienteWeb

Camada de mediação

Gerência de

falhasCliente Java

Servidor Web

& Java

Módulosde

relatórios

SNMP

Gerência de

configuração

Interface com sistemas de hierarquia superior

Rede WiMAX

Gerênciade

desempenho

CLI


• alerta de violação de limiares dedesempenho;

• monitoração de violação de limiares de QoS;• monitoração de desempenho de tráfego de

fluxos de serviços;• relatórios de falhas para diagnóstico de

problemas;• relatórios de estado/cadastro de configuração

das BS e SS;• relatórios de dados de desempenho para

manutenção preventiva.A potencialidade da solução proposta, que é amodularidade imposta às aplicações de gerência,permite a evolução das funcionalidades e ainovação da solução. Dentre as váriaspossibilidades, é possível destacar:

• gerência de segurança;• gerência de serviço diferenciado baseado em

QoS e parâmetros de tráfego;• gerência de falhas e desempenho com

visualização de alarmes e estatísticassuportados em mapas georeferenciados;

• gerência de aprovisionamento de fluxos deserviço baseada em Service OrientedArchitecture (SOA).

ConclusãoCresce o interesse dos usuários finais por novosserviços multimídia oferecidos numa rede com

características de banda larga e mobilidade plena(em alta velocidade) e amplas áreas decobertura.A tecnologia WiMAX (802.16) surgiu como umaopção para atender às demandas de banda largae mobilidade, oferecendo, portanto, um caminhopara atingir as oportunidades de mercado.A WiMAX pode disponibilizar conectividade debanda larga sem fio, tanto fixa quanto móvel,nomádica e portátil, conectando-se sem anecessidade de cabos a uma estação-base. Suaaplicabilidade é imensa (conforme Figura 8); éapontada como a próxima geração da bandalarga sem fio.Diante dessa potencialidade, é fundamentalcuidar da saúde da rede WiMAX, isto é,gerenciar sob todos os aspectos, principalmente,falhas, desempenho e configuração da rede.Observando estes fatores, este trabalho propõeuma arquitetura funcional de gerência de redeWiMAX versátil, capaz de atender à demandamercadológica e também de nortear odesenvolvimento de um protótipo de SW paradesempenhar as gerências de falhas,desempenho e configuração da rede WiMAX.Em razão da característica de modularidadeimposta às aplicações de gerência, esta soluçãopermite acrescentar novas funcionalidades,possibilitando a evolução para novas demandas,como WiMAX móvel.


Figura 8 Aplicabilidade da tecnologia WiMAX

BS

Computador

VoIP

LAN

PC

Computador

VIDEOVoIP

LAN

PC

Computador

PCVoIPRede WiMAX

Clientes voz/dados/vídeo móvel

Cliente residencial

Cliente - Organização

Cliente – Internet/Web

SS

SS

SS

BS

Núvem IP

Centro de gerência

Internet

PSTN

Video Server BS

Computador

VoIP

LAN

PC

Computador

VIDEOVoIP

LAN

PC

Computador

PCVoIPRede WiMAX

Clientes voz/dados/vídeo móvel

Cliente residencial

Cliente - Organização

Cliente – Internet/Web

SS

SS

SS

BS

Núvem IP

Centro de gerência

Internet

PSTN

Video Server


Agradecimentos


Referências

INSTITUTE OF ELECTRICAL ANDELECTRONICS ENGINEERS (IEEE). 802.16:Parte 16: Air Interface for Fixed BroadbandWireless Access Systems, 1 October 2004.

INSTITUTE OF ELECTRICAL ANDELECTRONICS ENGINEERS (IEEE). 802.16f:Parte 16: Air Interface for Fixed BroadbandWireless Access Systems, Amendment 1:Management Information Base, 1 December2005.

INSTITUTE OF ELECTRICAL ANDELECTRONICS ENGINEERS (IEEE). 802.16e:Parte 16: Air Interface for Fixed BroadbandWireless Access Systems, Amendment 2:Physical and Medium Access Control Layers forCombined Fixed and Mobile Operation inLicensed Bands and Corrigendum, 28 February2006.

INSTITUTE OF ELECTRICAL ANDELECTRONICS ENGINEERS (IEEE).802.16i/001r4: Draft Amendment to IEEEStandart Local and Metropolitan Area Networks –Part 16: Management Information BaseExtension, October 2006.

ITU TELECOMMUNICATIONS STANDARDIZATIONSECTOR (ITU-T). Recommendation M.3010:Principles for a telecommunications managementnetwork, 4 February 2000.

ITU TELECOMMUNICATIONS STANDARDIZATIONSECTOR (ITU-T). Recommendation M.3400:TMN management functions, February 2000.

ITU TELECOMMUNICATIONS STANDARDIZATIONSECTOR (ITU-T). Recommendation M.3050.0:(eTOM)Enhanced Telecom Operations MapSupplement 3: eTOM to M.3400 mapping, May2004.

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2007.

Homepages consultadas

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WiMAX FORUM. Disponível em:<http://www.wimaxforum.org. Acesso em: 28 ago.2007.

AIRSPAN. Disponível em:http://www.airspan.com. >Acesso em: 28 ago.2007.

ALVARION. Disponível em:<http://www.alvarion.com>. Acesso em 28 ago.2007.

APERTO NETWORKS. Disponível em:<http://www.apertonet.com>. Acesso em 28 ago.2007.

REDLINE COMMUNICATIONS. Disponível em:<http://www.redlinecommunications.com>.Acesso em 28 ago. 2007.

PROXIM WIRELESS. Disponível em:<http://www.proxim.com>. Acesso em 28 ago.2007.

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NORTEL. Disponível em:<http://www.nortel.com/wimax>. Acesso em 28ago. 2007.

TELECO. Disponívelem:<http://www.teleco.com>. Acesso em 28 deago. 2007.

Abstract

This article presents a WiMAX network management architecture to support the management of nomadicWiMAX technology, able to meet the market demand and also guide the development of a SW prototypeto perform the fault, performance, configuration and service flow provisioning management functions forWiMAX network. The architecture design is based on the current status of the models specified by themain international standardization organizations, such as IEEE, TMForum and ITU-T, and also by themain WiMAX network management solutions and technologies vendors. This approach is taken with thepurpose of identifying all the relevant management features to provide a competitive edge, to meet the



demands of new multimedia services in fixed, mobile and nomadic wireless broadband networks. One ofthe solution highlights is the modularity imposed to management applications allowing functionalityevolution and innovation for new demands such as mobile WiMAX.

Key words: Architecture. WiMAX network management. Management functionalities.


Avaliação de topologia para redes GPON comdistribuição assimétrica

Miriam Regina Xavier de Barros*, Sandro Marcelo Rossi, Atílio Eduardo Reggiani, CláudioAntônio Hortêncio, João Guilherme Dias de Aguiar, Danilo César Dini, Paulo César Luz deMorais, Maria Luiza Carmona Braga, Marcos Rogério Salvador, Rodrigo Bernardo, RonaldoFerreira da Silva, Marcos Perez Mokarzel, Rodrigo de Almeida Moreira e Valentino Corso

Este trabalho apresenta uma descrição da tecnologia de acesso baseada em rede óptica passiva comcapacidade de Gbit/s, que faz uso de uma rede óptica de distribuição para levar os serviços até asdependências do usuário final. Uma nova topologia de rede de distribuição de sinal óptico é apresentada,analisada e comparada com as topologias convencionais baseadas apenas em distribuidores simétricos.

Palavras-chave: Rede de acesso. Fiber to the Home. Rede óptica passiva. Rede de distribuição óptica. GPON.

Introdução

A utilização de fibras ópticas nas redes deacesso, denominada Fiber to the Premises(FTTP), foi proposta há mais de 20 anos, paraatender ao contínuo aumento da demanda debanda pelos usuários das redes detelecomunicações. Entretanto, só recentemente aoferta de novos serviços e aplicações cada vezmais diversificados e sofisticados, como, porexemplo, videoconferência, vídeo sob demanda,jogos on-line e voz sobre IP, justificou oinvestimento nessa tecnologia. Segundoestimativas (HOWARD, 2005), a demanda porlargura de banda apresenta um crescimentoanual superior a 50% nos últimos anos. A utilização de FTTP atende a uma série derequisitos da rede de acesso, entre eles:capacidade potencial de Gbit/s, alcançandodistâncias de até dezenas de quilômetros,facilidade de instalação e atualização,possibilidade de serviços simétricos, baixo custode operação e manutenção, confiabilidade,imunidade a interferências eletromagnéticas,cabos mais leves e mais compactos. Entretanto,até recentemente, os equipamentos necessáriospara a implantação dessa tecnologiaapresentavam custos superiores aos de outrastecnologias e a demanda por banda não erasuficiente para justificar o investimento nessatecnologia (FRIGO, IANNONE & REICHMANN,2004). Além da necessidade de alta capacidade detransmissão e processamento, a rede de acessotem uma série de requisitos específicos, entre osquais destacamos: a necessidade de oferecermultisserviços (voz, vídeo e dados) a clientesvariados (residências, condomínios, empresas),a instalação de equipamentos em ambiente nãocontrolado (fora de estações), a exigência de

baixo custo (infra-estrutura de redecompartilhada entre um número reduzido deusuários) e a expectativa de alta confiabilidadedos serviços por parte do cliente.Entre as três arquiteturas básicas de redesópticas de acesso – ponto a ponto, estrelapassiva e ponto-multiponto (GREEN, 2004) –, agrande maioria das redes de acesso que estãosendo instaladas é ponto-multiponto ou redesópticas passivas (Passive Optical Networks –PON), em função da redução nos custos deoperação e manutenção quando comparadascom as outras arquiteturas. A arquiteturaponto-multiponto usa um ou mais níveis deacopladores ópticos passivos para distribuir osinal aos clientes. O acesso ao meio natransmissão ascendente é feito por meio demultiplexação no tempo (TDMA), para evitarcolisões no acoplador.Existem duas tecnologias de redes ópticaspassivas que estão sendo instaladas: PON (comcapacidade de Gigabit), GPON (padronizada pelaITU-T G.984) (ITU-T, 2003a) (ITU-T, 2003b)(ITU-T, 2004a), e Ethernet PON, EPON(padronizada pela IEEE 802.34h). O padrãoGPON foi desenvolvido pelas operadoras detelecomunicações e oferece algumas vantagenstécnicas sobre o EPON, como, por exemplo,maiores taxas de tráfego descendente eascendente, maior eficiência de banda, maiorvariedade de serviços e suporte a Operation,Administration and Maintenance (OAM) eserviços Time Division Multiplexing (TDM).Entretanto, o padrão EPON apresenta custosmenores e é uma tecnologia em estágio dematuridade mais adiantado que a tecnologiaGPON.Muitos países estão realizando testes de campoe instalando produtos de acesso ópticoslançados recentemente (ABRAMS et al., 2005)



Avaliação de topologia para redes GPON com distribuição assimétrica

sendo que, neste ano, o número de usuáriosconectados por fibra no mundo já ultrapassa30 milhões. No Japão, a maior parte dasimplantações, cerca de 10 milhões, usa EPON,com bandas oferecidas entre 1,5 e 40 Mbit/s(SHINOHARA, 2006). Nos Estados Unidos e naEuropa, a maior parte das operadoras escolheu atecnologia GPON para suas redes FTTP(CAUVIN, 2005).Em novembro de 2005, três grandes operadorasde telecomunicações norte-americanas, Verizon,Bell South e SBC Communications (as duasúltimas foram fundidas recentemente erenomeadas AT&T), lançaram um edital para ainstalação de redes GPON. Em abril de 2007, jáhavia 1,3 milhão de usuários Fiber to the Home(FTTH), sendo 50% com a Verizon (KENNEDY,2007). No Brasil, algumas operadoras estãorealizando testes de campo da tecnologia GPONe planejando a instalação de centenas demilhares de usuários a partir de 2008 (ÁVILA,2007).Entretanto, as redes ópticas passivasrepresentam uma tecnologia ainda nãocompletamente madura, e há várias questõesnão consolidadas. As operadoras aindaenfrentam uma série de desafios associados aoprojeto e à implantação dessas redes. Um dosprincipais desafios relacionados ao projeto e àimplantação é a definição da topologia da rede,que depende da distribuição geográfica dademanda e da infra-estrutura existente na região,influenciando fortemente os custos da rede dedistribuição.Uma análise comparativa entre diferentestopologias, com variação de número e tipo deacopladores simétricos utilizados, mostra que aabordagem centralizada apresenta algumasvantagens em relação à abordagem em cascata,como, por exemplo, custo menor de acopladores,maior eficiência na utilização das portas doacoplador e maior facilidade de manutenção. Elarequer, contudo, o uso de uma maior quantidadede fibra na instalação da rede (DEUTSCH,WHITMAN & MAZZALI, 2005) (PERKINS, 2004). Estudos recentes revelam que mais da metade

da quantidade de fibra que está sendo instaladanão é necessária para a implantação da rede dedistribuição (PERKINS, 2006). Isso ocorre porduas razões principais: a área de cobertura dasredes de distribuição é maior do que onecessário, ou seja, não é otimizada, assimcomo o posicionamento dos acopladores emcampo também não é otimizado. Neste trabalho, apresentamos uma tecnologia deproduto de redes de acesso: a rede ópticapassiva com capacidade de Gbit/s (GPON), queestá em desenvolvimento no CPqD.Apresentamos um desafio relativo ao projeto e àimplantação: a definição da topologia das redesGPON. Propomos uma nova topologia que fazuso de distribuição híbrida simétrica/assimétricade potência óptica para a entrega do sinal aosusuários. Essa nova topologia, adequada a umadistribuição linear de ONTs, é avaliada ecomparada com as topologias convencionais, emque o sinal é distribuído apenas de formasimétrica.

1 Sistema GPON

O sistema em desenvolvimento no CPqD ébaseado na tecnologia GPON. Essa tecnologiafoi selecionada em função de suas inúmerasvantagens, especialmente a compatibilidade comTDM, pois, atualmente, o mercado para essatecnologia é representado pelas operadoras detelecomunicações, que dispõem de um grandelegado de redes SDH. O equipamento funciona na taxa descendente de2,488 Gbit/s e na taxa ascendente de1,244 Gbit/s. Os projetos de hardware e softwarepermitem que cada terminal óptico de linha (OLT)atenda até 128 terminais ópticos de usuários(ONTs). Contudo, a maior limitação está nasinterfaces ópticas e na topologia da rede. Atransmissão é bidirecional em uma única fibra. Ocomprimento de onda do canal descendente é de1.490 nm e o comprimento de onda do canalascendente é de 1.310 nm.

O diagrama de blocos do sistema é ilustrado naFigura 1.


OLTOLT

OLT

OLT

GPON access network

optical backbone

Internet (data, VoIP, IPTV, gaming, banking, P2P)

1.25 Gbit/s

GbE

10GbE

Content/ application provider

Metro access network

IP router

IP router

STM1

STM1

GbE

STM162.5 Gbit/s

SDH

network

Switch

STM

ONT

ONT

ONT

10/100 Eth

E1

ONT

ONT

ONT

OLTOLT

OLT

OLT

GPON access network

optical backbone

Internet (data, VoIP, IPTV, gaming, banking, P2P)

1.25 Gbit/s

GbE

10GbE

Content/ application provider

Metro access network

IP router

IP router

STM1

STM1

GbE

STM162.5 Gbit/s

SDH

network

Switch

STM

ONT

ONT

ONT

10/100 Eth

E1

ONT

ONT

ONT

Figura 1 Diagrama de blocos do sistema GPON


O OLT, localizado nas dependências daoperadora da rede, apresenta interfaces de redeSTM1 e GbE (Gigabit Ethernet). As portas GbEdos OLTs são agregadas em switches com10 GbE, visando à otimização do uso de fibras edas interfaces de rede. Da mesma forma e pelamesma razão, as interfaces STM1 sãoagregadas em portas STM16 em um agregadorSDH.O cartão de switch é responsável pelasegregação do tráfego de pacotes descendentespara os OLTs apropriados e pela agregação dospacotes ascendentes. O switch faz também asegregação dos pacotes ascendentes de voltapara os pacotes descendentes, paracomunicação entre dois ONTs pertencentes aredes conectadas ao mesmo switch.Os dados são enviados para os assinantes pormeio da interface GPON. Os terminais deusuários, localizados nas dependências dosusuários, apresentam interfaces de acesso E1 e10/100 Ethernet. Os serviços E1 não sãopadronizados pelas normas G.984 no que dizrespeito a codificação, compressão e protocolos,o que faz dos serviços TDM o principal desafiopara a interoperabilidade entre diferentesfornecedores. Uma solução alternativa paraoferecer serviços de voz (POTS) seriaimplementar emulação de circuito sobre pacotes(Circuit Emulation Services over Packet –CESoP). Entretanto, essa abordagem não foi

selecionada porque consome parte da banda dosserviços Ethernet. A solução adotada foi autilização de TDM nativo, através de umprotocolo baseado em VHDL que utiliza umaFPGA comercial como plataforma.O terminal óptico de linha e o terminal óptico deusuário são especificados em Braga (2006) e emIsmael & Braga (2006). O desenvolvimento dos equipamentos estásendo feito utilizando chips GPON comerciais.Os diagramas de blocos do OLT e do ONT sãoapresentados na Figura 2 e na Figura 3,respectivamente.Os dados STM1 e Ethernet são encapsulados edesencapsulados por meio do método GEM(GPON Encapsulation Method). Oencapsulamento dos dados Ethernet já épadronizado pela ITU-T G.984. A solução para oencapsulamento dos dados STM1 está sendodesenvolvida no CPqD.Nas dependências do usuário final, oequipamento (ONT) está configurado paraselecionar somente os quadros descendentes aele endereçados. Para evitar colisão na transmissão dos dadospelo ONT no sentido ascendente, o OLT insere,no cabeçalho do quadro GEM, informaçõesespecíficas para cada ONT, indicando o início eo fim da transmissão. Como os ONTs estãolocalizados a distâncias diferentes do OLT, osatrasos entre os ONTs precisam ser equalizados.

Figura 2 Diagrama de blocos do OLT (GEM-GPON Encapsulation Method)

Figura 3 Diagrama de blocos do ONT


GbE

2,5 / 1,25 Gbit/sChip

GPON

STM1E1

sobre GEM

Transceiver

63xE1

63xE1

2,5 / 1,25 Gbit/s

STM1

Interface GPON Interfaces

de rede

Chip GPON

STM1E1

sobre GEM

Transceiver

63xE1

63xE1

2,5 / 1,25 Gbit/s

Chip GPON

STM1E1

sobre GEM

Transceiver

63xE1

63xE1

2,5 / 1,25 Gbit/s

Chip GPON

STM1E1

sobre GEM

Transceiver

63xE1

63xE1

2,5 / 1,25 Gbit/s

10GbE

Switch Ethernet

AgregadorSTM16

GbE

2,5 / 1,25 Gbit/sChip

GPON

STM1E1

sobre GEM

Transceiver

63xE1

63xE1

2,5 / 1,25 Gbit/s

STM1

Interface GPON Interfaces

de rede

Chip GPON

STM1E1

sobre GEM

Transceiver

63xE1

63xE1

2,5 / 1,25 Gbit/s

Chip GPON

STM1E1

sobre GEM

Transceiver

63xE1

63xE1

2,5 / 1,25 Gbit/s

Chip GPON

STM1E1

sobre GEM

Transceiver

63xE1

63xE1

2,5 / 1,25 Gbit/s

10GbE

Switch Ethernet

AgregadorSTM16

Chip GPON

E1 sobre GEM

Transceiver

E1

E1

Ethernet1,25 / 2,5 Gb/s 1,25 / 2,5 Gb/s

Interface GPON

Interfacesde usuário

Chip GPON

E1 sobre GEM

Transceiver

E1

E1

Ethernet1,25 / 2,5 Gb/s 1,25 / 2,5 Gb/s

Interface GPON

Interfacesde usuário


O processo de equalização dos atrasos échamado de ranging e é iniciado pelo OLT pormeio do envio de um comando para os ONTs,que devem responder com uma transmissãoascendente. O OLT calcula os atrasos com baseno tempo de resposta de cada ONT e utiliza essevalor para indicar o intervalo de transmissão quecada ONT deve usar para o tráfego ascendente.O receptor óptico do OLT deve apresentar altasensibilidade e grande faixa dinâmica, em funçãoda diferença entre as perdas experimentadaspelo sinal transmitido por cada ONT.Dependendo das condições da rede GPON, nãoé possível obter a faixa dinâmica necessária paradetectar os dados provenientes de todos osONTs. Nesse caso, a solução adotada é ocontrole das potências emitidas pelos ONTs.Para isso, um mecanismo de nivelamento depotência, denominado power levelling, éimplementado nos ONTs. Se estiver acima donível de saturação ou abaixo do nível desensibilidade do receptor do OLT, a potência é,respectivamente, reduzida ou aumentada. Amensagem para realização do power levelling éenviada pelo OLT no momento da ativação doONT.Os OLTs são gerenciados diretamente, poisestão localizados nas estações das operadoras.Os ONTs, localizados nas dependências dosusuários, requerem uma interface específicapara monitoração e controle, chamada ONTManagement and Control Interface (OMCI). Essainterface é descrita na recomendação ITU-TG.984.4 (ITU-T, 2004b). O protocolo e asmensagens definidas na OMCI são transportadosem um canal bidirecional dedicado dentro dabanda GPON, chamado ONT Management andControl Channel (OMCC).A OMCI provê um sistema uniforme paragerenciamento dos serviços oferecidos peloONT, pois padroniza um protocolo paradescoberta das funcionalidades do ONT e paragerenciamento e controle dessasfuncionalidades. Além disso, a OMCI estabelecee desfaz conexões nas interfaces do ONT,configura interfaces de usuário no ONT, solicitainformação de configuração e estatísticas dedesempenho, informa a ocorrência de eventos,como, por exemplo, falhas de enlaces.

2 Topologias para a rede de distribuição

O alcance geográfico da rede GPON, ou seja, amáxima distância entre o OLT e o ONT maisdistante, apresenta uma limitação lógica e umalimitação física. A limitação lógica, de 60 km, está associada aosprotocolos de comunicação entre OLT e ONT,que têm como requisito um tempo máximo derecebimento de mensagens. A diferença entre asdistâncias do ONT mais afastado e o ONT mais

próximo do OLT não deve superar 20 km paraque o protocolo de ranging funcioneadequadamente. A limitação física do alcance dessas redes estárelacionada às características ópticas da rede.Nesse caso, o alcance depende fortemente datopologia da rede de distribuição, além de fatorescomo atenuação das fibras nos comprimentos deonda ascendente e descendente, número deONTs ligados a cada OLT, número de níveis dedistribuição, potência de saída dos transmissorese sensibilidade dos receptores utilizados. A topologia proposta neste trabalho faz uso dedistribuição híbrida simétrica e assimétrica dapotência óptica para a entrega do sinal aousuário. A topologia básica é de barramento,aplicada para atendimento de uma demanda detráfego distribuída ao longo de uma rodovia oupara aproveitamento de infra-estrutura jáexistente e disposta de forma linear. A topologiaé ilustrada na Figura 4.

Figura 4 Topologia da rede GPON comdistribuição híbrida

Em cada um dos estágios de derivação Di há umacoplador 1:2, que é usado para derivar umafração D da potência óptica. A potência ópticaderivada é então distribuída através de umacoplador 1:N simétrico. No último estágio, nolugar do acoplador 1:2 assimétrico, usa-seapenas um cordão que conecta o cabo com umacoplador 1:N, permitindo distribuir toda apotência remanescente.As análises foram feitas considerando o tráfegoascendente, pois a maior limitação do alcanceestá associada a ele, em virtude da maioratenuação da fibra no seu comprimento de onda.A perda total do sinal PT, entre ONT e OLT, édada por:

PT=PN2PCPD,k2kPC∑i=1

k−1PT , i1,3l i

1,3 l0em que: PN é a perda do distribuidor simétrico 1:N(incluindo as perdas intrínsecas), PC é a perda decada uma das conexões ópticas, PD,k é a perdana derivação do k-ésimo acoplador assimétrico,PT,i é a perda na transmissão pelos acopladoresassimétricos, α

1,3m é a atenuação da fibra, em

dB/km, no comprimento de onda de 1,3 µm, li é o


OLT D2%D1%

1:Nk1:N21:N1

ONTs

Dk-1%

1:Nk-1

OLT D2%D1%

1:Nk1:N21:N1

ONTs

Dk-1%

1:Nk-1


comprimento de fibra entre os demais estágiosde derivação e l0 é o comprimento de fibra entreo OLT e o 1o estágio de derivação. As perdasacima são dadas em dB e os comprimentos defibra em km.A margem de potência óptica, M, em dB, é dadapor:

M=PTx ,ONT−PT−SRx, OLTem que: PTx,ONT é a potência óptica transmitidapelo ONT, em dBm, e SRx,OLT é a sensibilidade doreceptor do OLT, em dBm.Apresentamos, na Figura 5, os valores demargem de potência óptica entre ONT e OLT notráfego ascendente para um barramento com8 estágios de derivação e 32 ONTs. Nesse caso,cada estágio de derivação atende a 4 ONTs, e amargem foi calculada para diferentes valores defração de potência óptica derivada.

Figura 5 Margem de potência óptica em cada umdos 8 estágios da rede de distribuição híbrida

simétrica/assimétrica para 32 ONTs, paradiferentes frações de derivação do sinal

Para obtenção dessas curvas, assumimos que ocomprimento de fibra entre o OLT e o primeiroestágio de derivação e entre os estágios dederivação é de 2 km. As perdas da fibra para ossinais descendente e ascendente são 0,25 e0,4 dB/km, respectivamente. A potência ópticatransmitida pelo ONT é de +2 dBm (valor mínimoespecificado para transmissores classe C narecomendação G.984.2) e a sensibilidade doreceptor do OLT é de -29 dBm (receptoresclasse C da recomendação G.984.2). A perda dodistribuidor simétrico 1:N é dada por 10log(1/N).A perda intrínseca dos acopladores, obtida apartir de componentes comerciais, é igual a0,6 dB para cada par de portas. A perda deconexão de cada porta dos acopladores éconsiderada igual a 0,2 dB.A obtenção de margens negativas a partir do6o estágio de derivação revela uma limitação datopologia para utilização de derivação idêntica aolongo do barramento. As condições menoscríticas seriam aquelas em que se deriva 15% dosinal em cada estágio. Porém, mesmo nessecaso, o 7o estágio de derivação apresentamargem negativa.

Esses valores de derivação só permitem margempositiva para um total de 16 ONTs, conformeFigura 6, em que a margem de potência ópticacom 15% de derivação é apresentada paradiferentes valores de N, ou seja, diferentesnúmeros de ONTs.


simétrica/assimétrica para 16, 32 e 64 ONTs comderivação constante de 15%

A utilização de acopladores com fração dederivação idêntica facilita a instalação e ocontrole de componentes sobressalentes pelaoperadora, porém a condição de operação idealé aquela em que a margem de potência natransmissão entre OLT e ONTs se mantémpositiva e dentro de uma faixa limitada. A Figura 7 mostra os valores da margem depotência óptica em cada um dos 8 estágios darede de distribuição híbrida para 32 ONTs, comderivação otimizada em cada um dos estágios. ATabela 1 apresenta os valores de margem depotência e da fração de derivação, ilustrados nográfico da Figura 7. Os valores usados para aotimização de D são aqueles encontradoscomercialmente em acopladores1:2 assimétricos, a partir de 1%. A variação demargem foi reduzida de 15,0 para 2,3 dB, quandoa derivação passou de um valor de 10%constante para variável e otimizada. O valormédio da margem passou de 5,7 para 5,1 dB.

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

1 2 3 4 5 6 7 8

Estágio

Der

ivaç

ão (%

)

0,001,00

2,003,00

4,005,00

6,007,00

8,00

Mar

gem

(dB

)

DerivaçãoMargem


simétrica/assimétrica para 32 ONTs com derivaçãootimizada


-10,0

-5,0

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

0 2 4 6 8 10

Estágio

Mar

gem

(dB

)

D = 15%, N=2D = 15%, N=4D = 15%, N=8

-5,0

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

0 2 4 6 8 10

Estágio

Mar

gem

(dB)

D = 05%, N=4

D = 10%, N=4

D = 15%, N=4

D = 20%, N=4

D = 25%, N=4


Tabela 1 Frações de potência derivada e margemde potência da rede de distribuição híbrida

simétrica/assimétrica para 32 ONTs

Estágio Derivação (%) Margem (dB)

1 3 6,4

2 4 5,7

3 5 4,7

4 10 5,7

5 15 5,2

6 25 4,9

7 45 4,4

8 100 4,0

A Figura 8 mostra os valores da margem depotência óptica em cada um dos 8 estágios darede de distribuição híbrida para 64 ONTs comderivação otimizada em cada um dos estágios. ATabela 2 apresenta os valores de margem depotência e da fração de derivação, ilustrados nográfico da Figura 8.

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

1 2 3 4 5 6 7 8

Estágio

Der

ivaç

ão (%

)

0,001,00

2,003,00

4,005,00

6,007,00

8,00

Mar

gem

(dB

)

DerivaçãoMargem


simétrica/assimétrica para 64 ONTs com derivaçãootimizada

Tabela 2 Frações de potência derivada e margemde potência da rede de distribuição híbrida

simétrica/assimétrica para 64 ONTs

Estágio Derivação (%) Margem (dB)

1 2 1,0

2 4 2,1

3 5 1,1

4 10 2,1

5 15 1,6

6 25 1,3

7 45 0,8

8 100 0,5

Nesse caso, a variação de margem foi reduzidade 15,0 para 1,6 dB, quando a derivação passoude 10% constante para otimizada. O valor médioda margem passou de 2,1 para 1,3 dB.O atendimento de um conjunto de ONTsdispostos linearmente pode ser feito tambémutilizando uma topologia convencional apenascom acopladores simétricos, conforme Figura 9b.A rede com uma seqüência de acopladores1:2, 1:4 e 1:4 permite o atendimento de 32 ONTs.Para efeitos de comparação, apresentamos, naFigura 10, as curvas de margem de potênciaóptica de redes de distribuição simétricas paraatender a 32 ONTs dispostos em linha, para osquais calculamos as margens da distribuiçãoassimétrica acima. No respectivo gráfico, amargem calculada é limitada pelo tráfegoascendente e os estágios representam conjuntosde 4 ONTs, em comparação com o gráfico daFigura 7. Consideramos os mesmos parâmetrosusados nas redes com distribuição híbridasimétrica/assimétrica.

OLT

1:4 1:4 1:4 1:4 1:4 1:4 1:4 1:4

D1% D2% D3% D4% D5% D6% D7%OLT

1:4 1:4 1:4 1:4 1:4 1:4 1:4 1:4

D1% D2% D3% D4% D5% D6% D7%

(a)

OLT

1:2 1:4

1:4 1:4 1:4 1:4

1:4

1:4 1:4 1:4 1:4

OLT

1:2 1:4

1:4 1:4 1:4 1:4

1:4

1:4 1:4 1:4 1:4

(b)Figura 9 Rede de distribuição para GPON de 32 ONTs com (a) acopladores simétricos e assimétricos e (b)

acopladores simétricos com três estágios de distribuição



0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

0 2 4 6 8 10Estágio

Mar

gem

(dB

)

1:2, 1:4, 1:41:4, 1:2, 1:41:8, 1:4

Figura 10 Margem de potência óptica da rede dedistribuição simétrica para 32 ONTs com

diferentes configurações dos acopladores

A Tabela 3 resume os valores médios, mínimos emáximos de margem de potência para atopologia híbrida simétrica/assimétrica proposta epara as topologias simétricas convencionais,ambas com alcance total de 16 km. Nessatabela, apresentamos também a quantidade totalde fibra necessária para a montagem da rede dedistribuição.

Tabela 3 Comparação entre as margens dastopologias híbrida simétrica/assimétrica esimétricas convencionais para 32 ONTs

Topologia

32 ONTsMédia(dB)

Mínima(dB)

Máxima(dB)

Quant.fibra(km)

HíbridaSim./Assim. 5,1 4,0 6,3 32

Simétrica1:2/1:4/1:4 5,2 4,8 5,6 50

Simétrica1:4/1:2/1:4 5,2 4,8 5,6 54

Simétrica1:8/1:4 6,3 5,1 7,5 58

A solução de topologia para 32 ONTs commelhor margem média é a simétrica 1:8/1:4.Porém, a variação de margem é a pior de todas,2,4 dB, e a quantidade total de fibra necessária éa maior, 58 km. A topologia em barramentohíbrida, aplicável em redes distribuídas de formalinear, apresenta margem média próximadaquela das redes com distribuição simétrica1:2/1:4/1:4 e 1:4/1:2/1:4. Entretanto, a quantidadetotal de fibra necessária para as duas topologias,50 e 54 km, respectivamente, ainda é muitomaior que a quantidade de fibra necessária paraa topologia em barramento híbrida, 32 km. Apresentamos, na Figura 11, as curvas demargem de potência óptica de redes dedistribuição simétricas para atender a 64 ONTsdispostos em linha para os quais calculamos asmargens da distribuição assimétrica acima. Norespectivo gráfico, a margem calculada é limitadapelo tráfego ascendente e os estágios

representam conjuntos de 8 ONTs, emcomparação com o gráfico da Figura 8.Novamente, consideramos os mesmosparâmetros usados nas redes de distribuiçãohíbrida simétrica/assimétrica.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

0 2 4 6 8 10Estágio

Mar

gem

(dB

)

1:2, 1:4, 1:81:4, 1:2, 1:81:8, 1:8

Figura 11 Margem de potência óptica da rede dedistribuição simétrica para 64 ONTs com

diferentes configurações dos acopladores

Tabela 4 Comparação entre margens dastopologias híbrida simétrica/assimétrica e

simétricas convencionais para 64 ONTs

Topologia

64 ONTsMédia(dB)

Mínima(dB)

Máxima(dB)

Quant.fibra(km)

HíbridaSim./Assim. 1,3 0,5 2,1 48

Simétrica1:2/1:4/1:8 1,5 1,1 1,9 66

Simétrica1:4/1:2/1:8 1,5 1,1 1,9 70

Simétrica1:8/1:8 2,6 1,4 3,0 74

A solução de topologia para 64 ONTs commelhor margem média é a simétrica 1:8/1:8.Contudo, a quantidade total de fibra necessária éa maior, 74 km. A topologia em barramentohíbrida, aplicável em redes distribuídas de formalinear, apresenta margem média próximadaquela das redes com distribuição simétrica1:2/1:4/1:8 e 1:4/1:2/1:8. Porém, a quantidadetotal de fibra necessária para as duas toologias,66 e 70 km, respectivamente, ainda é muitomaior que a quantidade de fibra necessária paraa topologia em barramento com distribuiçãohíbrida (48 km). Além de utilizarem maior quantidade total defibra, as topologias convencionais comdistribuição simétrica geram um desperdício defibras no cabo, pois somente parte das fibrasusadas na distribuição é utilizada ao longo detodo o cabo, e algumas fibras ficam com trechossem utilização, conforme Figura 9b. Na novatopologia proposta com distribuidoresassimétricos, as fibras são utilizadas ao longo detodo o cabo.



Conclusão

Neste trabalho, apresentamos a rede ópticapassiva, em desenvolvimento no CPqD, que ébaseada na tecnologia GPON e opera nas taxasde 2,448 e 1,244 Gbit/s para os tráfegosdescendente e ascendente, respectivamente. Asolução inclui o terminal óptico de linha e oterminal óptico de usuário. Cada rede GPONpode atender até 128 usuários com serviços E1 eEthernet, com limitação de potência esensibilidade das interfaces ópticas e detopologia da rede.

Apresentamos uma nova topologia para a redede distribuição, baseada em distribuição híbridasimétrica/assimétrica de potência óptica,adequada para aplicação em um conjunto deONTs dispostos de forma linear. Nessaaplicação, a nova topologia reduz a quantidadetotal de fibra necessária em relação às topologiasconvencionais, baseadas apenas emdistribuidores simétricos. As margens depotência óptica da nova topologia são inferioresàs das topologias convencionais, porém bastantepróximas.

Agradecimentos


Os autores agradecem a participação e assugestões dos colaboradores Afonso AugustoRomão V. Alvim, Roberto Arradi, RenataBastianon, Antônio Paulo Ismael, JoséMaranhão, Jaime Alexandre Matiuso, FernandaYumi Matsuda, João Luiz Mercante, EduardoMobilon, Roberto Nakamura, Alberto Paradisi,Mateus Marques Pereira, José AdalbertoPetrachin, Raimundo Robledo Pontes Filho,Sérgio Massami Sakai, William Lima de Souza eNarci Edson Venturini.

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Abstract

This paper describes the access technology based on Gigabit capable Passive Optical Network, with anoptical distribution network to deliver optical signal to the user premises. A new distribution networktopology is presented and compared against standard technologies, based only on symmetrial splitters.

Key words: Access network. Fiber to the Home. Passive optical network. Optical distribution network. GPON.


Implantação de Hierarchical Virtual Private LANServices (HVPLS) na Rede GIGA

Luciano Martins*, Adelmo Alves Avancini, Atílio Eduardo Reggiani, Rege Romeu Scarabucci

A rede experimental do Projeto GIGA proporciona a pesquisadores de diversos institutos de pesquisa,universidades e empresas operadoras a possibilidade de experiências e projetos em várias áreas, desdeprotótipos de hardware na área óptica até testes de novas aplicações e protocolos. Serve também paraconectividade entre os mais de 50 laboratórios, distribuídos por cinco cidades brasileiras, que estãoatualmente interligados pela Rede GIGA. O objetivo deste trabalho é apresentar uma revisão sobre astecnologias MPLS e VPNs hierárquicas de nível 2 baseadas em MPLS (HVPLS), além de mostrar algunstestes e a implantação da tecnologia na Rede GIGA, para proporcionar conectividade multiponto comsuporte à engenharia de tráfego aos laboratórios conectados à rede.

Palavras-chave: MPLS. VPN. Qualidade de serviço. Engenharia de tráfego. Rede GIGA.

Introdução

As redes IP (Internet Protocol) tradicionaistrabalham com o conceito de best effort, em queo tráfego é processado o mais rapidamentepossível, mas sem garantia de atingir seudestino. Com a rápida transformação da Internetem uma infra-estrutura comercial e com novasaplicações, as demandas por Qualidade deserviço (Quality of Service – QoS) aumentaramconsideravelmente e a convergência das redespara transmissão simultânea de aplicações devoz, imagens e dados já se tornou umarealidade. Por essa convergência, diferentes tipos deaplicações passam a compartilhar a mesmainfra-estrutura. Entretanto, as aplicaçõespossuem requisitos diferenciados paraparâmetros como perda de pacotes, atraso, jitter,etc. A idéia básica das tecnologias de QoS éimplantar mecanismos para diferenciar os tiposde tráfego e dar o melhor tratamento para cadatipo, de acordo com sua necessidade específica. O Internet Engineering Task Force (IETF) propôsvários modelos de serviços e mecanismos paraatender a demanda de QoS. Entre eles, estão omodelo de Serviços Integrados/ResourceReSerVation Protocol (RSVP) (WROCLAWSKI,1997) (BRADEN et al., 1997), o modelo deServiços Diferenciados (DiffServ ou DifferentiatedServices) (BLAKE et al., 1998), o MultiprotocolLabel Switching (MPLS) (ROSEN et al., 2001) e oMultiprotocol Label Switching – TrafficEngineering (MPLS – TE) (AWDUCHE et al.,1999).Cada uma das soluções apresenta ummecanismo para executar as funções declassificação e priorização de tráfego.A solução RSVP utiliza o mecanismo de reservade recursos por fluxo de dados ao longo de todoo caminho que percorrerá o tráfego, isto é, no

caminho fim a fim. Já o DiffServ é uma solução mais escalável, queaplica um conjunto de regras aos roteadorespara definir o tratamento que um pacote,pertencente a uma classe de tráfego, devereceber em cada um dos nós ao longo dodomínio DiffServ. Na solução DiffServ, o pacoterecebe uma marca na entrada da rede, o quedefine o tratamento que receberá no domínioDiffServ. O MPLS utiliza um rótulo que é associado aopacote na entrada do domínio MPLS. Oroteamento de nível 3 (L3 ou nível de rede) só érealizado uma única vez, na entrada da rede. Nosnós intermediários, os pacotes são comutados nonível 2 (L2 ou nível de enlace de dados), combase no rótulo que serve de entrada para umatabela de comutação, que oferece como saídaum novo rótulo e a interface de saída para a qualo pacote deve ser encaminhado. O MPLSpossibilita a criação de túneis, nos quais épossível aplicar reserva de recursos e técnicasde engenharia de tráfego, além de poder serutilizado para a criação de Virtual PrivateNetworks (VPNs). Existem diversas formas de implementar VPNsbaseadas no MPLS, entre elas, Virtual PrivateLAN Services (VPLS) e Hierarchical VPLS(HVPLS), que são VPNs de nível 2. Taistecnologias foram foco de estudo dentro doProjeto GIGA, e VPNs de nível 2 foramconfiguradas na Rede GIGA para interconexãomultiponto entre os laboratórios conectados.Este trabalho apresenta uma visão técnica doprotocolo MPLS e de VPNs de nível 2 (VPLS eHVPLS), além de mostrar resultados daimplementação de VPNs dentro da Rede GIGA.

1 Multiprotocol Label Switching (MPLS)

Na proposta inicial do MPLS, o objetivo eraaumentar a velocidade de comutação no núcleo



Implantação de Hierarchical Virtual Private LAN Services (HVPLS) na Rede GIGA

da rede através da comutação de rótulos de nível2 (ou L2). Para atingir esse objetivo, a busca nastabelas de roteamento para encontrar o próximohop (lookup) passou a ser executada somenteuma vez na entrada da rede.Entretanto, com a evolução de soluções como acomutação baseada em hardware, oprocedimento de roteamento tornou-se cada vezmais rápido e a alta velocidade de comutação nonúcleo deixou de ser uma vantagem quejustificasse a implementação do MPLS. Noentanto, outros mecanismos potenciais das redesMPLS passaram a ser estudados e utilizados,como rotas predeterminadas, reserva derecursos e engenharia de tráfego (TrafficEngineering – TE), considerando sua extensãoMPLS – TE.O MPLS fornece caminhos virtuais ou túneisatravés da rede para conectar nós de borda. Osnós que compõem o domínio MPLS sãodenominados Label Switch Routers (LSRs).Quando um pacote chega a um nó de ingresso –ou LSR de ingresso – de um túnel MPLS, osprocedimentos de roteamento IP normais atuamapenas em um primeiro momento, até que severifique a qual Forwarding Equivalence Class(FEC) e respectivo túnel (ou Label Switched Path– LSP) esse pacote pode ser associado. Desseponto em diante, o roteamento é interrompido eos pacotes passam a ser comutados através derótulos, a fim de seguirem o túnel até o nó deegresso, não ocorrendo mais roteamento denível 3 (L3), conforme Figura 1. A FEC, oudomínio de encaminhamento, determina ospacotes que serão encaminhados da mesmaforma através do domínio MPLS.O rótulo é retirado no penúltimo ou último nó dodomínio MPLS. A partir do LSR de egresso, opacote é encaminhado com base no roteamentoL3 convencional.

No cenário apresentado, denominado cenário“MPLS puro”, ainda não existe a preocupaçãocom questões de QoS. Os pacotes simplesmentesão associados a uma classe deencaminhamento (FEC) e são transmitidosatravés de um mesmo LSP. Os componentes de um domínio MPLS(Figura 1) são:

a) Label Switch Router (LSR): equipamentocapaz de executar comutação baseada emrótulos (L2), assim como roteamentoconvencional (L3);

b) Label Edge Router (LER): LSR que seposiciona nas bordas do domínio MPLS;

c) LSR de ingresso: LER de entrada dodomínio MPLS. Possui funcionalidade deroteamento, classificação de pacotes,associação LSP-FEC e inserção de rótulo aopacote (operação chamada PUSH);

d) LSR de egresso: LER de saída do domínioMPLS. Possui funcionalidade de roteamentode nível 3 e retirada de rótulo (operaçãoPOP);

e) LSR de núcleo ou LSR intermediário: LSRlocalizado no núcleo do domínio MPLS. Faz acomutação baseada em rótulos (operaçãoSWAP). Quando o LSR de núcleo for openúltimo LSR do LSP, ele pode executar afunção de retirada do rótulo antes do LSR deegresso;

f) Label Switched Path (LSP): caminhocomutado por rótulos;

g) Forwarding Equivalence Class (FEC):classe de equivalência de encaminhamentoassociada a um LSP;

h) rótulos: rótulos de 20 bits armazenados entreos níveis 2 e 3 ou em algum campoapropriado de L2.

Figura 1 Domínio MPLS e seus componentes



Diversos protocolos, tanto de roteamento comode distribuição de rótulos, podem ser executadosno domínio MPLS. Entre esses protocolos,destacam-se os seguintes:a) MPLS: comutação L2 no núcleo e roteamento

L3 na borda da rede. RFC 3031: “MPLSArchitecture” (ROSEN et al., 2001a);

b) Label Distribution Protocol (LDP):distribuição de rótulos para a formação de umLSP. RFC 3036: “LDP Specification”(MALKIN, 1998);

c) Border Gateway Protocol (BGP) estendido:distribuição de rótulos para a formação de umLSP. RFC 3107: “Carrying Label Informationin BGP-4” (COLTUN, 1998);

d) Open Shortest Path First (OSPF):roteamento de nível 3 (L3) intradomínio (IGP).RFC 1583: “OSPF versão 2” (MOY, 1994);

e) Routing Information Protocol (RIP):roteamento L3 intradomínio. RFC 2453: “RIPversion 2” (MALKIN, 1998);

f) Intermediate System to IntermediateSystem (IS-IS): roteamento L3 intradomínio.RFC 1142: “OSI IS-IS Intra-domain RoutingProtocol” (ORAN, 1990);

g) Internet Protocol (IP): conectividade de nívelde rede. RFC 0791: “Internet Protocol,Protocol Specification” (POSTEL, 1981).

Dadas as características do MPLS, a seguir sãoexpostas algumas funcionalidades do MPLS –TE.

2 MPLS – Traffic Engineering (MPLS – TE)

Como a característica de comutação rápida depacotes deixou de ser um diferencial do MPLS,começaram a surgir outras idéias de aplicação

para essa tecnologia. Levando-se em conta queno MPLS é usada uma sinalização dedistribuição de rótulos para a criação do LSP, épossível incluir outros parâmetros, comoparâmetros de QoS para a formação de LSPs,com restrições. Surgiu, então, a especificação do MPLS comengenharia de tráfego: Multiprotocol LabelSwitching – Traffic Engineering (MPLS – TE). NoMPLS – TE, os protocolos de sinalização e deroteamento sofrem algumas extensões paraexecutar funcionalidades como reserva derecursos, roteamento baseado em restrições,roteamento explícito, além da distribuição derótulos. Os componentes principais do MPLS – TE sãoos seguintes, conforme Figura 2:a) componente de encaminhamento:

responsável pelo plano de encaminhamentodos pacotes. Na solução em discussão, oMPLS é responsável pelo encaminhamentode pacotes rotulados através dos LSPs;

b) componente de distribuição deinformação: responsável pela divulgação deinformações do estado dos enlaces.Exemplos de protocolos são: Open ShortestPath First – Traffic Engineering (OSPF – TE)e Intermediate System to Intermediate System(IS-IS-TE);

c) componente de cálculo de caminho:responsável pela seleção de caminhobaseado em restrições. Exemplo: ConstraintShortest Path First (CSPF);

d) componente de sinalização: responsávelpela formação do LSP através de uma rotaexplícita, distribuição de rótulos e reserva derecursos. Exemplo: Resource ReSerVationProtocol – Traffic Engineering (RSVP – TE).

Figura 2 Componentes do MPLS – TE


Roteamento (IS-IS, OSPF)

Base de dados de estado de enlace

Componente de Encaminhamento de Pacote

Pacotes IP Pacotes IP

Seleção de rotas IGP

Base de dados de ET

Seleção de LSP

Componente de sinalização

Configuração de LSP


Inundação de InformaçãoInundação de Informação

Componente de distribuição de informação

Componente de cálculo de caminho

Roteamento (IS-IS, OSPF)Roteamento (IS-IS, OSPF)



Componente de Encaminhamento de Pacote

Pacotes IP Pacotes IP

Seleção de rotas IGPSeleção de rotas IGP

Base de dados de ET

Seleção de LSP

Base de dados de ETBase de dados de ET

Seleção de LSPSeleção de LSP

Componente de sinalização Componente de sinalização



Inundação de InformaçãoInundação de Informação

Componente de distribuição de informação

Componente de cálculo de caminho


Os roteadores de borda, na entrada do domínioMPLS, deverão oferecer suporte ao roteamentobaseado em restrições, suporte à rota explícita,mapeamento de FECs para LSPs, associação depacotes para FECs, caracterização deparâmetros de tráfego para a reserva derecursos e disparo para formação do LSP comrestrições.Já os roteadores de núcleo deverão processar asinalização com rota explícita, reservar recursos,alocar e propagar rótulos, além de comutarpacotes baseando-se nos rótulos.Como protocolos para o MPLS – TE, podem sercitados:a) RSVP – TE: protocolo de sinalização com

suporte à rota explícita, reserva de recursos edistribuição de rótulos. RFC 3209: “RSVP –TE: Extensions to RSVP for LSP Tunnels”(AWDUCHE et al., 2001);

b) OSPF – TE: distribuição de informação deestado de enlace. RFC 3630: “TE Extensionsto OSPF Version 2” (KATZ, KOMPELLA &YEUNG, 2003);

c) IS-IS – TE: distribuição de informação deestado de enlace. RFC 3784: “IS-ISExtensions for Traffic Engineering (TE)” (SMIT& LI, 2004);

d) IP: conectividade de nível de rede.

3 Redes Virtuais Privadas (VPNs)

Uma rede virtual privada (VPN) consiste de doisou mais end points conectados por um conjuntode túneis que passam através de uma redepública. Pode ser ponto a ponto ou multiponto.Uma VPN usa uma infra-estrutura de redepública compartilhada para emularcaracterísticas de rede privada para um clientecorporativo.Um único cliente pode ter múltiplas VPNs, cadauma correspondendo a uma diferente

comunidade de interesses. Um usuário podeparticipar de múltiplas VPNs simultaneamente. VPNs mais tradicionais eram configuradas comprotocolos como X.25, Frame Relay e ATM.Existem também as VPNs criadas nosequipamentos dos clientes (Customer PremisesEquipment – CPE), que utilizam protocolos comoPoint-to-Point Tunneling Protocol (PPTP), Layer 2Tunneling Protocol (L2TP) e Internet ProtocolSecurity (IPSec).Também existem as VPNs aprovisionadas nosequipamentos do provedor, como as L2 VPNsbaseadas em MPLS e L3 VPNs baseadas emBGP/MPLS.A Figura 3 ilustra uma classificação das VPNs,abordadas neste documento, dentro do contextogeral.Em um cenário de VPNs MPLS, os seguinteselementos são encontrados:a) Customer Edge (CE): roteador ou switch

localizado no cliente;

b) Provider Edge (PE): dispositivo no qual aVPN se origina e termina, em que todos ostúneis são estabelecidos para a conexão comtodos os outros PEs;

c) rede MPLS (núcleo): rede que interconectaos PEs. O tráfego é simplesmente comutadocom base em rótulos MPLS.

3.1 VPN de nível 2 versus VPN de nível 3

As VPNs de nível 3 tornaram-se rapidamente“líderes de mercado” e já foram implementadasem muitas operadoras, incluindo AT&T, BellCanada e Global Crossing. No Brasil, asprincipais operadoras também asimplementaram. Nesses cenários, o MPLS éusado para encaminhar pacotes sobre obackbone das operadoras e o protocolo BGP éusado para distribuir rotas dos clientes para obackbone.

Figura 3 Classificação das VPNs



A principal diferença entre VPNs MPLS L2 e L3está no relacionamento entre os roteadores PE(no provedor) e CE (no cliente).Em uma rede de VPNs MPLS L2, o PE não é umpeer para o roteador CE e não mantém tabelasde roteamento separadas. O tráfego L2 entrantesimplesmente é mapeado ao túnel apropriado.Pode-se dizer que, em VPNs MPLS L2, o modeloé overlay e, em VPNs MPLS L3, o modelo épeer.As VPNs de nível 2 permitem que equipamentos(exceto roteadores IP processando BGP)estejam nos clientes (switches Ethernet, porexemplo); que rotas de clientes não sejamgerenciadas pelo provedor (outsourcing deroteamento); e que haja uma migração suave deoutras tecnologias (ATM, Frame Relay) paraEthernet.A abordagem de VPNs L3 se ajusta melhor aocenário de redes de provedores “clássicos”, quejá possuem roteadores IP no núcleo da rede. Jáa abordagem L2 é mais adequada paraprovedores de serviço que querem estender eescalar desenvolvimentos de VPNs L2 (nessecaso, a operadora quer apenas uma forma detransportar o tráfego L2 sobre redes MPLS/IP).Também é adequado para operadoras quetradicionalmente oferecem serviços de transportee deixam o roteamento para o cliente.

3.2 VPN MPLS L3

As VPNs MPLS L3 oferecem os seguintesbenefícios:a) plataforma rápida de desenvolvimento de

serviços de valor agregado, incluindo Intranet,Extranet, voz, multimídia e comércioeletrônico;

b) níveis de segurança e privacidadecomparáveis aos oferecidos por VPNs de

nível 2, limitando a distribuição de rotas VPNsomente a roteadores que são membrosdaquela VPN, e fazendo uso do MPLS paraenvio;

c) facilidade de gerenciamento das associaçõesVPN e criação de novas VPNs;

d) aumento de escalabilidade, com milhares desites por VPN e centenas de VPNs porprovedor de serviço.

O grupo de trabalho Provider Provisioned VirtualPrivate Networks (PPVPN) do IETF é oresponsável pela criação das arquiteturas VPNMPLS L3 e sugere as melhores práticas desegurança, escalabilidade e gerenciamento.Um dos tipos que o grupo PPVPN descreve é aarquitetura de VPN MPLS L3 baseada emBGP/MPLS (ROSEN & REKHTER, 2006). A arquitetura VPN BGP/MPLS é composta pelajunção do MPLS com o protocolo BGP. Essaarquitetura pode ser representada pelo cenárioda Figura 4.No contexto de VPNs MPLS L3, uma VPNrelaciona-se com um subgrupo de sites quepossuem interconectividade IP entre si, graças auma determinada política aplicada a eles. O sitedo cliente é conectado à rede do provedor deserviços através de uma ou mais portas. Oprovedor de serviço associa cada porta com umatabela de roteamento VPN independente,chamada VPN Routing and Forwarding (VRF).O equipamento de borda do cliente, conhecidocomo Customer Edge (CE), proporciona acessodos clientes à rede do provedor de serviçoatravés de um enlace de dados a um ou maisroteadores Provider Edge (PE). Analisando ocenário ilustrado na Figura 4, o equipamento CEpode ser um host ou um switch nível 2, mas,tipicamente em VPNs L3, o equipamento CE éum roteador IP que se conecta diretamente como roteador PE.

Figura 4 Cenário de VPN BGP/MPLS



O roteador CE não precisa implementar MPLSporque se conecta com o PE através de rotasestáticas ou protocolos de roteamento InteriorGateway Protocol (IGP) – por exemplo, RIP,OSPF; ou Exterior Border Gateway Protocol (E-BGP). Deve-se ressaltar que o suporte àsextensões dos protocolos OSPF e BGP (OSPF –TE e MP-BGP) não é necessário.O roteador de borda do provedor, conhecidocomo PE, é responsável pela troca deinformações de roteamento VPN com osroteadores CE (do qual aprende rotas VPNlocais), através de protocolos IGP ou E-BGP ecom outros roteadores PE, através de protocolosIGP ou Interior Border Gateway Protocol (I-BGP).O roteador PE mantém informações deroteamento somente das VPNs às quais estádiretamente conectado, e precisa implementarMPLS e extensões do BGP (MP-BGP:Multiprotocol Extensions for BGP-4) (BATES,1998).Quando se usa o MPLS para enviar o tráfego dedados VPN através do backbone do provedor deserviço, o roteador PE de ingresso funcionacomo um LER de ingresso e o roteador PE deegresso funciona como um LER de egresso.Os roteadores de núcleo, denominadosroteadores P (Provider), são os roteadores queimplementam MPLS e MP-BGP. Funcionamcomo LSRs MPLS quando enviam tráfego dedados VPN entre roteadores PE. Como o tráfegoé enviado através do backbone MPLS usando ahierarquia de dois rótulos, os roteadores Psomente necessitam manter rotas para osroteadores PE e não necessitam manterinformações de roteamento específicas de VPNpara cada site do cliente, o que aumenta aescalabilidade no backbone. Na hierarquia de dois rótulos, o rótulo inferior dapilha representa a interface do roteador ao qual osite VPN está conectado e o rótulo superiorrepresenta o LSP estabelecido entre osroteadores.

4 VPN MPLS L2

Atualmente, há dois tipos principais de VPNs de

nível 2: Virtual Private Wire Service (VPWS) eVirtual Private LAN Service (VPLS). O VPWS,conhecido também como Virtual Leased Line(VLL), é um serviço de nível 2 ponto a pontocomo PVCs (Private Virtual Connections) FrameRelay, circuitos X.25 ou mesmo PVCs ATM.Esse tipo de VPN apresenta sérios problemas deescalabilidade, pois opera no modelo overlay(exemplo: problema de N2 conexões para Nequipamentos de borda). Já o serviço VPN VPLS oferece a emulação deum serviço de rede local (Local Area Network –LAN) através de uma Wide Area Network (WAN).Porém, esse método também apresentaproblemas de escalabilidade típicos de LANs.Outros problemas de escalabilidade, relativos aonúmero de end points suportados pelosroteadores Provider Edge (PEs), podem surgirem ambos os cenários. Esse problema deescalabilidade do VPLS é resolvido com oHierarchical VPLS (HVPLS).O grupo Provider Provisioned VPN (PPVPN) doIETF propôs uma arquitetura padronizada paraVPNs de nível 2 sobre pseudowire (PW) e sobreredes MPLS (ROSEN et al., 2001b), além demétodos de encapsulamento de Ethernet, ATM,Frame Relay, etc. (MARTINI, 2005) (MARTINI etal., 2006a) (MARTINI et al., 2006b). Nessaspropostas, nem sempre o cabeçalho de nível 2necessita ser transportado pela VPN, podendoser retirado no ingresso e recuperado no egressoda rede MPLS. Para isso, deve haver sinalizaçãode informações de controle no nível do MPLSentre os PEs de ingresso e egresso. A Figura 5 ilustra a hierarquia da arquitetura deVPNs de nível 2 sobre MPLS (CARUGI, 2002).

4.1 Virtual Private LAN Services (VPLS)

O Virtual Private LAN Service (VPLS), tambémchamado de Transparent LAN Service (TLS), éum serviço multiponto em que todos os sites emuma instância VPLS parecem estar em umamesma rede local, independentemente de sualocalização física (VPLS, 2006).

Figura 5 Cenário de VPN L2



Com o VPLS, aproveitam-se as vantagens datecnologia Ethernet e a rede WAN simula ascaracterísticas de um switch de nível 2. A Figura6 ilustra um cenário MPLS com serviços VPLS. Obackbone MPLS, nesse caso, emula um switchde nível 2, conforme Figura 7.Percebe-se que o serviço VPLS utiliza umbackbone MPLS do provedor de serviço. Para

que o VPLS realize sua operação, a primeiraação necessária é o estabelecimento de um fullmesh de LSPs entre todos os PEs participandodo serviço VPLS. Tais LSPs podem ser criadoscom protocolos como LDP ou RSVP – TE (estepermite características de engenharia de tráfegona rede).A Figura 8 ilustra o full mesh entre os PEs.

Figura 6 Cenário VPLS

Figura 7 Cenário VPLS com emulação de switch de nível 2

Figura 8 Cenário VPLS com full mesh entre PEs



Após a criação dos LSPs unidirecionais (um emcada sentido), é necessário criar pseudowires(PWs) bidirecionais relacionados aos LSPs. UmPW consiste de um par de LSPs unidirecionaisponto a ponto, em direções opostas, cada umidentificado por um rótulo de PW (ou rótulo VC).O identificador VPLS é trocado com os rótulos, oque permite que os PWs sejam associados auma determinada instância VPLS.Dessa forma, vários pseudowires, ou circuitosvirtuais, poderão estar associados a túneis MPLSanteriormente criados. Além disso, tais túneispodem possuir proteção, ou seja, caminhossecundários que se tornam ativos em caso defalha do primário. Assim, clientes que quiseremse comunicar através de um serviço VPLSdeverão ter os PEs aos quais estão conectadosconfigurados com pseudowires, passando portúneis MPLS, e tais pseudowires farão a conexãoentre todos os clientes participantes do serviço. Nos PEs, cada cliente terá uma associação paraum ou mais pseudowires e os endereços MediaAccess Control (MAC) dos clientes ficarãoarmazenados em Virtual Bridges (VBs) dentro doequipamento. A Figura 9 ilustra o modelo dereferência do VPLS, com túneis MPLS epseudowires.Cada PE aprende os endereços MAC de origemdo tráfego entrante e implementa uma bridgepara cada instância VPLS – as VBs. A Forwarding Information Base (FIB) é populadacom todos os endereços MAC aprendidos.O tráfego é comutado com base em endereçosMAC e encaminhado entre todos os PEs usandotúneis (LSPs).Pacotes desconhecidos (cujo endereço MAC dedestino ainda não foi aprendido) são replicados eencaminhados para todos os LSPs até que a

estação de destino responda e o endereço MACseja aprendido.Existem duas formas de conectar CEs a PEscom VPLS. A primeira forma é mapear VirtualLANs (VLANs) de cada cliente para cada um dostúneis MPLS que compõem o VPLS daquelecliente, com base nos VLAN IDs que o clienteestá usando. O segundo método é mapear aporta física à qual cada cliente está conectadopara cada um dos túneis MPLS que compõem oVPLS daquele cliente.Diferentes clientes podem usar os mesmosVLAN IDs e, ainda que o tráfego seja enfileiradono mesmo PE, o MPLS assegura que o tráfegode cada cliente seja mantido separado na rededo provedor.

4.2 Hierarchical VPLS

Um dos problemas que ocorrem com o VPLS é anecessidade de haver túneis MPLS em full mesh.Isso significa que a complexidade da rede é daordem de N2. Isso prejudica a escalabilidade dodomínio MPLS e de criação de VPNs por causado número de túneis a serem mantidos nosequipamentos, gerando sobrecargaadministrativa e de recursos dos equipamentos.O HVPLS é uma técnica para amenizar aquantidade de túneis necessários para que osserviços VPLS sejam mantidos. Ele trabalha noparadigma hub-and-spoke, no qual haveráMultiTenant Units (MTUs) sendo spokes e seligando a equipamentos PEs MPLS – os hubs. Ofull mesh será necessário, então, apenas para ainterconexão entre os equipamentos hubs darede.A Figura 10 ilustra como a quantidade deinterligações entre os equipamentos é reduzidautilizando essa técnica.

Figura 9 Modelo de referência VPLS



Figura 10 Cenário HVPLS

5 Rede experimental do Projeto GIGA

O Projeto GIGA, desenvolvido através de umaparceria entre o CPqD e a Rede Nacional deEnsino e Pesquisa (RNP), conta com uma redeexperimental cujo principal objetivo é servir comotestbed a subprojetos e demandas diversas quesurgirem no tempo de vigência do projeto.Essa rede é operada através de dois centros degerência, um no CPqD, em Campinas, e outro naRNP, no Rio de Janeiro. Ela é constituída de trêspartes principais: a primeira é a rede de fibrasópticas, cedida pelas operadoras Embratel,Intelig, Telefônica e Telemar. A segunda é a redeóptica, constituída de equipamentos nacionais daempresa Padtec. Tais equipamentos trabalhamcom as tecnologias Coarse Wavelength DivisionMultiplexing (CWDM) e Dense WavelengthDivision Multiplexing (DWDM) e possuemdiversos elementos como transponders,multiplexadores, demultiplexadores,amplificadores, Optical Add/Drop Multiplexers(OADMs), entre outros. Esses equipamentos sãointerligados por meio da rede de fibras ópticas.Por fim, há a rede IP, constituída porequipamentos da Extreme Networks, munidos deplacas MPLS, de gerência, Fast-Ethernet eGigabit Ethernet.Através desses equipamentos, é realizado oacesso dos laboratórios nas instituiçõesparticipantes do Projeto GIGA e são feitasdiversas configurações, dependendo do cenáriode cada laboratório e da natureza dosexperimentos. Esses equipamentos estãodistribuídos de forma hierárquica na rede,constituindo, assim, o núcleo, a distribuição e oacesso da rede IP.Para dar suporte à Rede GIGA, existem diversosservidores para gerência e serviços de rede.

As configurações realizadas na Rede GIGA sãoefetuadas primariamente para atender àsdemandas de subprojetos e qualquer eventosolicitado pela Coordenação Executiva doprojeto. A Figura 11 mostra as cidades onde a RedeGIGA possui pontos de presença, bem como alista de instituições que estão conectadas a ela(MARTINS & PENZE, 2006).

Figura 11 Cidades e instituições da Rede GIGA

A Figura 12 ilustra a topologia da Rede GIGA,sob o ponto de vista da gerência IP, incluindo ascidades de Cachoeira Paulista e São José dosCampos.

6 Implantação de HVPLS na Rede GIGA

A Rede GIGA tem como função ser um grandelaboratório distribuído do Projeto GIGA, em queprotocolos, protótipos de hardware e aplicativossão testados e avaliados, para depois seremrepassados à indústria e à sociedade.



Figura 12 Topologia da Rede GIGA

Também serve para prover conectividade entrelaboratórios e instituições conectados ou comdemanda por conectividade. Quando duas oumais instituições tiverem interesse emestabelecer tráfego entre si, por terem umsubprojeto em comum, ou estarem participandode algum evento dentro da Rede GIGA, o modelode serviço proporcionado a elas é oaprovisionamento de VPNs.Até julho de 2006, tal aprovisionamento se davaatravés de VLANs ou do padrão IEEE 802.1Q.Isso se deu porque a Rede GIGA possuíarelativamente poucos clientes e poucos pontosde interconexão (aproximadamente 50laboratórios). Como a configuração de VLANs éextremamente simples, confiável e efetiva, optou-se por inicialmente utilizá-las para a criação deVPNs entre as instituições parceiras.Porém, para utilizar as VLANs, é necessárioconfigurar cada um dos equipamentos da rede,bem como as informações exatas das portas. Osendereços MAC dos elementos de rede ativosdos clientes deverão estar presentes na tabela

MAC de cada um dos equipamentos. Essatecnologia não permite a engenharia de tráfego.Com tais características, percebe-se que asolução não é escalável, quando se imagina umarede potencialmente grande, com muitosclientes.Pensando na característica de escalabilidade, napossibilidade de QoS e engenharia de tráfego narede, além da possibilidade de experimentar umatecnologia promissora de alta tecnologia emprovedores e operadoras no mundo, decidiu-seestudar, testar e implementar VPLS na RedeGIGA, bem como sua versão para VPNshierárquicas – HVPLS.

6.1 Testes de MPLS, VPLS e HVPLS emlaboratório

Para que os testes de HVPLS fossem realizados,montou-se um laboratório, apelidado de“miniGIGA” dentro do CPqD. Paralelamente àRede GIGA, diversos testes foram realizadosnesse laboratório para que potenciais problemasoperacionais não afetassem a rede de produção



do projeto. Os testes realizados foram os seguintes:MPLS básico:a) cenário 1: caminhos RSVP – TE sem

redundância;b) cenário 2: caminhos RSVP – TE com

redundância em um caminho;c) cenário 3: caminhos RSVP – TE com

redundância em dois caminhos. TLS: a) cenário 1: full mesh de TLS

Tunnel/CORE/TLS tunnels estaticamenteconfigurados;

b) cenário 2: full mesh de TLS Tunnel/TLStunnels automáticos com LDP;

c) cenário 3: full mesh de TLSTunnel/CORE/TLS tunnels automáticos comLDP/várias VPNs);

d) cenário 4: hub/spoke TLS Tunnel/TLSTunnels automáticos com LDP;

e) cenário 5: hub/spoke TLS Tunnel/TLSTunnels automáticos com LDP/ESRP pararedundância;

f) cenário 6: modo Core TLS Tunnel/TLSTunnels com RSVP – TE primário esecundário e diferentes perfis e ERO/váriasVPNs.

VPLS:a) cenário 1: modo Core-to-Core/Point-to-

Point/Modo VLAN;b) cenário 2: modo Core-to-Core/Point-to-

Multipoint e Point-to-Point/Modo VLAN;c) cenário 3: modo hub-spoke (Core-to-Spoke;

Spoke-to-Core)/Point-to-Point/Modo VLAN;

d) cenário 4: modo hub-spoke (Core-to-Spoke;Spoke-to-Core)/Point-to-Multipoint/ModoVLAN/RSVP – TE/Uso na Rede GIGA em 5instituições.

Os testes de MPLS básico foram realizados como objetivo de criar LSPs com e sem redundância(com dois ou mais caminhos alternativos).Com os testes de Transparent LAN Services(TLS), VPNs foram criadas de forma full mesh ehub-and-spoke de forma estática, dinâmica (comLDP e RSVP – TE) com LSPs de diferentesperfis, e também com equipamentosredundantes.Por fim, os testes de VPLS foram configuradosnos modos full mesh e hub-and-spoke. Alémdesses, um teste final, explanado na Seção 6.2,foi realizado na Rede GIGA.

6.2 Cenário de testes na Rede GIGA

Com os testes realizados em laboratório,ampliou-se o conhecimento a respeito docomportamento dos equipamentos da ExtremeNetworks (BlackDiamond 6808) com suporte aMPLS, permitindo a escolha da melhor soluçãopara implantar a tecnologia na Rede GIGA.O último cenário de testes, relativo ao VPLS,ilustrado na Figura 13, foi realizado na própriaRede GIGA. Esse cenário envolveu as cidadesde Campinas e São Paulo e as seguintesinstituições:1. CPqD – Campinas2. RNP – Campinas3. PUC – Campinas4. Incor – São Paulo5. CCE USP – São Paulo6. LARC USP – São Paulo

Figura 13 Cenário de HVPLS na Rede GIGA



Utilizou-se HVPLS para a interconexão dasinstituições, sendo que os equipamentos dedistribuição (DCPqD, DUnicamp, DUSP,DPerdizes) foram configurados como spokes natopologia, ou seja, mantêm pseudowires ligadosa um equipamento central (hub).Tais spokes se ligaram via MPLS aos hubs, queeram os equipamentos de núcleo da rede(NCPqD, NPerdizes). As VLANs de cada cliente nos equipamentos deacesso (ARNP-CAS, ACPqD-DTS, AUSP-LARC,AINCOR) tiveram uma associação a pseudowires(circuitos virtuais) configurada nos equipamentosde distribuição, permitindo que o tráfego de taisVLANs entrassem no domínio MPLS e, a partirdaí, fossem encaminhadas por essa tecnologia.É importante dizer que os pseudowires, que naFigura 13 possuem os nomes vc1593-DMD(VPN-id=1000), vc1593-RouterTesterIn (VPN-id=142) e vc1593-RouterTesterOut (VPN-id=141), estabelecidos através do protocolo LDP,utilizam túneis MPLS criados com o protocoloRSVP – TE. Tais túneis, um em cada sentido detráfego, são os seguintes, conforme Figura 13:

1. Ls_unicamp_ca: LSP no sentido Unicamp –NCPqD;

2. Ls_ca_unicamp: LSP no sentido NCPqD –Unicamp;

3. Ls_cpqd_ca: LSP no sentido CPqD –NCPqD;

4. Ls_ca_cpqd: LSP no sentido NCPqD –CPqD;

5. Ls_perd_sp: LSP no sentido TelefônicaPerdizes (Distribuição) – Telefônica Perdizes(Núcleo);

6. Ls_sp_perd: LSP no sentido TelefônicaPerdizes (Núcleo) – Telefônica Perdizes(Distribuição);

7. Ls_usp_sp: LSP no sentido USP –Telefônica Perdizes (Núcleo);

8. Ls_sp_usp: LSP no sentido TelefônicaPerdizes (Núcleo) – USP;

9. Lc_ca_sp: LSP no sentido CPqD –Telefônica Perdizes;

10. Lc_sp_ca: LSP no sentido TelefônicaPerdizes – CPqD.

Em cada instituição, algumas máquinasganhavam endereços por meio de um servidorde DHCP. Em cada máquina, foi instalado osoftware Distribuição de Mídia Digital (DMD), emque mídias digitais como DVD, vídeos MPEG eoriginados por uma câmera poderiam serdistribuídas por um moderador. Esse software foidesenvolvido dentro de um subprojeto do ProjetoGIGA (NETO et al., 2006).A utilização desse software permitiu a validaçãoda criação do serviço VPLS dentro da rede,interligando as seis instituições através de umaaplicação real. Concluiu-se que a configuração realizadaatendeu, de maneira bastante satisfatória, às

expectativas de conexão com base em VPNMPLS, especificamente HVPLS. Após esse teste, o próximo passo será substituiras VPNs baseadas em VLANs, já configuradasna rede, por VPNs baseadas em MPLS. Com isso, a Rede GIGA torna-se mais escalável,com a possibilidade de prover serviços maisavançados.

7 Resultados

A criação de VPNs dentro da Rede GIGApossibilita que uma rede de um cliente seinterconecte com outras redes de outros clientes.Nesse contexto, a tecnologia utilizada para acriação dessas VPNs, sob o ponto de vista dousuário, é transparente. Dessa forma, para ocliente que utiliza a Rede GIGA para seinterconectar com parceiros de projetos emoutras localidades, transmitindo dados deserviços e aplicações (exemplo: mídias digitais,tráfego de grid e outros), é indiferente se a redeestiver configurada com VPNs configuradasatravés do protocolo 802.1Q (VLAN), MPLS ououtra tecnologia. Para os usuários, o que realmente importa é teruma rede que proporcione conectividade, queesteja sempre ativa (ou em grande parte dotempo) e que transporte seus dados comqualidade de serviço (exemplo: com atrasosmínimos, com largura de banda garantida eoutros atributos, dependendo do serviço que ocliente esteja utilizando).Assim, em princípio, a implantação de HVPLS naRede GIGA não é percebida de forma diretapelos usuários. Por exemplo, nos testes feitosutilizando HVPLS (conforme Figura 13), com oserviço DMD sendo executado nas máquinas dasinstituições, não houve alterações significativasno desempenho ou na percepção do usuárioapós a mudança do tipo de tecnologiaconfigurada na rede para transportar as mídiasdigitais.Porém, a percepção dos usuários quanto aalterações na qualidade de um serviço, como oDMD, passa a ocorrer quando um grandenúmero de usuários utiliza o serviçosimultaneamente e os enlaces começam a ficarsaturados. Nesse caso, configurações dequalidade de serviço através de MPLS permitemque alguns tráfegos sejam priorizados emrelação a outros. Outro benefício do uso de HVPLS na Rede GIGAé a possibilidade da escolha do caminho poronde o tráfego dos clientes deve passar. Ostestes para verificar a situação em que algunsenlaces estivessem saturados e tivessem partede seu tráfego desviado para enlaces com poucautilização demonstraram o funcionamento deVPNs com engenharia de tráfego na Rede GIGA,



o que não era possível utilizando apenas oprotocolo 802.1Q. Confirmou-se, assim, que aengenharia de tráfego possibilita o controlepreciso de como o tráfego é roteado novamentequando o caminho primário apresenta falhas e ouso mais eficiente da largura de bandadisponível, maximizando a eficiência de operaçãoe reduzindo os custos operacionais. Isso permiteum melhor desempenho da rede, já que minimizaa perda de pacote e os períodos decongestionamento e maximiza a vazão.Testes de criação de VPNs com caminhosprotegidos (quando foram configurados um LSPprimário e vários secundários entre uma origeme um destino) demonstraram que, em caso defalha do caminho primário, um dos secundáriosassumia. Essa flexibilidade também não erapossível com VPNs criadas através do protocolo802.1Q.Portanto, a implantação de HVPLS na RedeGIGA permite:1. oferecimento de serviços de conectividade

mais avançados e com qualidade para osusuários da Rede GIGA;

2. interconexões entre clientes usando VPNsmultiponto com engenharia de tráfego;

3. qualidade de serviço, possibilitandopriorização de tráfego de clientes ouaplicações;

4. escalabilidade de usuários e equipamentos,possibilitando o crescimento da rede, semos problemas de configuração e a limitaçãotípicos de VLANs (802.1Q);

5. facilidade de configuração, com a criação decaminhos de forma automatizada, havendonecessidade de configurações limitadas aosequipamentos de borda (PEs), ou apenasaos equipamentos hubs e spokes. Dessaforma, evita-se a sobrecarga administrativaque ocorre em VLANs (802.1Q), em quetoda a configuração precisa ser realizadamanualmente.

Finalmente, a implantação de VPNs MPLS(HVPLS) na Rede GIGA possibilitou que a redese alinhasse com as grandes redes de pesquisamundiais, como, por exemplo, Internet2 (Abilene)e a GÉANT (a rede de pesquisa que interliga amaioria dos países europeus através de enlacesde alta velocidade), no tocante à tecnologia e àoferta de serviços.

Conclusão

A Rede GIGA tem sido, no decorrer da vigênciado Projeto GIGA, um laboratório de extremaimportância para as instituições de pesquisa aela conectadas, bem como para outros grupos depesquisa nacionais e internacionais que, de certaforma, se beneficiam de sua conectividade.

A implantação de HVPLS na rede permitirá umavanço em termos de serviços que poderão serprestados à comunidade científica, no que tangea modelos de interconexão dos clientes da rede.O MPLS, com qualidade de serviço e engenhariade tráfego, permitirá um uso mais eficiente darede.Os estudos e testes realizados foramfundamentais para que a equipe de Engenhariada Rede GIGA pudesse planejar, de forma ideal,os serviços de VPNs MPLS de nível 2 baseadasem HVPLS que poderão ser aprovisionados narede diante de futuras demandas.

Agradecimentos

O Projeto GIGA tem apoio financeiro da FINEP edo FUNTTEL, bem como das operadorasTelefônica, Intelig, Telemar e Embratel, por meioda cessão de uso das fibras e de infra-estruturaque formam a Rede Experimental do ProjetoGIGA. Na realização dos testes, a equipe deEngenharia de Redes do Projeto GIGA contoucom o apoio técnico das instituições RNP(Núcleo de Campinas), PUC-Campinas, USP(CCE e LARC) e Incor.

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Abstract

The Experimental GIGA Project Network provides a testbed laboratory to researchers of a wide range ofresearch centers, universities and carriers in Brazil, in different areas such as optical hardware prototypesand new applications and protocols. The GIGA Network also provides connectivity for over 50 labsdistributed in five Brazillian cities. This article gives an overview of hierarchical VPN L2 technology basedon MPLS (HVPLS) and intends to show its implementation at the GIGA Network to provide multipointconnectivity with traffic engineering support to the network-connected labs

Key words: MPLS. VPN. Quality of Service. Traffic Engineering. GIGA Network.


Propriedade Intelectual do CPqD

Nesta seção, são apresentados os resumos dos pedidos de patentes depositados pelo

CPqD no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) no segundo semestre de

2007.



1 Resumos dos pedidos de patentes depositados no segundo semestre de 2007

(54) SENSOR E SISTEMA PARA DETECÇÃO DA CORREÇÃO EM CAMADA DE ZINCO SOBRE AÇO.Dados do pedido:

(21) INPI/SP 018070050530(22) 06/08/2007(57) "SENSOR E SISTEMA PARA DETECÇÃO DA CORROSÃO EM CAMADA DE ZINCOSOBRE AÇO". A presente invenção refere-se ao sensor e ao sistema de detecção eavaliação da corrosão (ou degradação) da camada de zinco presente em cabos dealumínio com alma de aço (CAA), utilizados comumente em linhas de transmissão edistribuição de energia elétrica, cabos pára-raios, cabos de aço zincado utilizados parasustentação mecânica diversificada. Também pode ser empregada para aferição dequalidade na fabricação de cabos de alumínio com alma de aço e artefatos de açozincado.(72) Célio Fonseca Barbosa/Cláudia Souto Cattani Aoki/Flávio Eduardo Nallin/Paulo CésarGisolfi



(54) MÉTODO DE MONITORAÇÃO, LOCALIZAÇÃO E GERENCIAMENTO DE FALHAS EDEGRADAÇÕES EM SISTEMAS WDM.Dados do pedido:

(21) INPI/SP 018070058529(22) 06/09/2007(57) "MÉTODO DE MONITORAÇÃO, LOCALIZAÇÃO E GERENCIAMENTO DE FALHAS EDEGRADAÇÕES EM SISTEMA WDM", que utiliza pelo menos dois analisadores de espectroóptico, um no terminal de transmissão e outro no terminal de recepção para realizar aleitura de informações de cada canal óptico, tais como: potência do terminal transmissor ereceptor por canal, relação sinal-ruído óptica dos canais, comprimento de onda e desvioespectral. Além disso, para cada transponder e para cada amplificador de rede, o métododa presente invenção obtém os valores de potência óptica de entrada e saída através dosistema de gerência do equipamento WDM. O presente método realiza a análise doconjunto de parâmetros obtidos, que representam medidas reais do sistema, por meio deprocessos lógicos comparativos, possibilitando a identificação de problemas em toda arede, com a causa exata de degradação na camada física.(72) Cláudio Floridia/João Batista Rosolem/Jaime Alexandre Matiuso/Ronaldo Ferreira daSilva/Juliano Rodrigues Fernandes de Oliveira/Alberto Paradisi/Roberto Arradi/AntônioAmauri Juriollo/Júlio César Martins



2 Códigos do INPI para Identificação de Dados Bibliográficos (INID) contidos nos documentosde patentes

(11) Número da patente(21) Número do pedido(22) Data do depósito(30) Dados da prioridade unionista (data de depósito, país, número)(45) Data da concessão da patente(51) Classificação internacional(54) Título(57) Resumo(72) Nome do inventor(81) Países designados


cadernos cpqd tecnologia - v3 nº 2

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