EMBRATEL WHITE PAPER

CARRIER ETHERNET

Neste artigo, a Embratel destaca a história, arquitetura, princípios e serviços que a solução de Carrier Ethernet possui.

A tecnologia Ethernet foi concebida na década de 70 limitada essencialmente a ambientes locais (LAN-Local Area Networks). Estas redes podiam compartilhar dados com velocidades de até 10 Mbit/s e com a tecnologia de par trançado as velocidades alcançavam 100 Mbit/s e recentemente até 100 Gigabit/s. A tecnologia de rede local ethernet é a que mais cresce no mundo, com oferta crescente de maiores velocidades.

A difusão da tecnologia ethernet simplifica sensivelmente a arquitetura de redes locais corporativas, reduzindo os custos de TI (Tecnologia da Informação), sendo de amplo domínio técnico. Além disso, as aplicações desenvolvidas recentemente requisitam cada vez mais banda, e a tecnologia ethernet apresenta-se como uma alternativa escalar, econômica e em constante evolução com o padrão Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet.

Figura 1 – Evolução da ethernet da LAN para a WAN

Considerando a simplicidade da tecnologia ethernet em redes LAN, porque não utilizá-la no acesso MAN?

A Figura 2 mostra esta nova proposta de modelo de redes LAN que incorpora a MAN (Metropolitan Area Networks) e WAN (Wide Area Networks).

Figura 2 – Novo modelo de MAN: Metro Ethernet

Princípios do “Carrier Ethernet”

A aplicação da tecnologia ethernet em MANs e WANs e para serviços, de um modo geral, foi motivada pela predominância desta tecnologia em LANs.

Inicialmente as redes MAN e WAN utilizavam tecnologia TDM, com linhas dedicadas E1(2Mbps), tratando separadamente o tráfego de voz e de dados. Para interconexão das redes locais dos clientes e para acesso aos serviços de internet, tinham de ser utilizados roteadores com placas de alto custo para efetuar as conversões dos dados para o padrão E1.

O tráfego de voz gerado pelos PABXs tradicionais utilizavam linhas E1 dedicadas para interconexão com a rede pública de telefonia. As empresas tinham então duas redes em seus escritórios, uma para voz e outra para dados. Atualmente o tráfego de dados é predominantemente baseado em pacotes IP, enquanto o tráfego de voz está migrando para IP (VoIP – Voz sobre IP).

Assim, da necessidade de convergência de serviços surge o conceito, de Carrier Ethernet nas redes MAN e WAN. O conceito de “Carrier Ethernet” sob o ponto de vista da Operadora é o conjunto de elementos de rede certificados para transporte de serviços oferecidos ao cliente final em tecnologia ethernet. É também uma plataforma de valor adicionado, com serviços padronizados na tecnologia ethernet. A tecnologia “Carrier Ethernet” é baseada em pacotes, permitindo acomodar de forma mais eficiente o tráfego IP.

Para o cliente final, o conceito de “Carrier Ethernet” pode ser definido como redes e serviços “Carrier-Class” padronizados, definidos por 5 atributos que a diferem da ethernet LAN, que são:

Figura 3 – Atributos do Carrier Ethernet

1. Serviços Padronizados;2. Escalabilidade;3. Confiabilidade;4. Gerência de Serviços;5. Qualidade de Serviço.

Estes atributos são interpretados como princípios a serem seguidos, que se adaptam com a evolução tecnológica.

Os serviços padronizados permitem a criação de serviços metropolitanos, regionais, continentais e globais provendo serviços de linhas dedicadas em ethernet, denominadas comumente de LAN-TO-LAN. Não necessita alterações no equipamento ou redes da LAN do cliente, acomodando o tráfego de dados convergente de voz, dados e vídeo, com diferentes velocidades e opções de qualidade de serviço (QoS).

A escalabilidade significa a habilidade de configurar este tipo de rede com uma grande variedade de aplicações para negócios, informática, comunicações e entretenimento, em diversos tipos de infraestruturas físicas, com velocidades de 1Mbit/s a 10Gbit/s, em incrementos de diferentes granularidades.

A confiabilidade remete à habilidade de detecção e recuperação sem impacto aos clientes, conforme os requisitos de qualidade e SLA (Service Level Agreement) acordado. Permite tempos de comutação baixos da ordem de 50 a 150 ms.

O atributo gerência de serviço é a capacidade de monitorar, diagnosticar e gerenciar arede de forma centralizada, utilizando a gerência proprietária de cada fornecedor de tecnologia, ou através do padrão OAM (Operations Administration and Performance) definido em normas padrões.

A qualidade de serviço (QoS) representa as opções de perfis de banda e qualidade de serviço, permitindo garantir o desempenho fim a fim para o tráfego de voz, vídeo e dados (business) e dados de redes residenciais. O desempenho fim a fim é denominado CPO (Class

of Service Performance Objectives), que define parâmetros como CIR (Commited Information Rate), que é a velocidade assegurada ao cliente, perda, atraso e variação de atraso de frames, todos definidos no SLA acordado.

A Arquitetura “Carrier Ethernet”

A arquitetura de rede “Carrier Ethernet” apresenta um contexto amplo, compreendendo diversas soluções técnicas em acesso, agregação e backbone baseado em tecnologia ethernet, atendendo as características desta arquitetura conforme mostrado no exemplo da Figura 4. A arquitetura Metro Ethernet, utilizando switches operando em L2/L3, com interfaces ópticas ethernet até em 10 Gbit/s, é a opção mais comum uitilizada, não representando a única tecnologia possível em uma arquitetura Carrier Ethernet.

Figura 4 – Arquitetura Carrier Ethernet

Alguns exemplos de soluções técnicas: Active Ethernet, GPON, Metro Ethernet e Rádio Ethernet, aplicadas em última milha mostrado na Figura 5.

Nesta arquitetura o circuito do cliente é representado pelo EVC (Ethernet Virtual Connection). É o circuito lógico que implementa o serviço. Conecta dois ou mais sites de clientes, conectados à rede Carrier Ethernet em portas denominadas - UNI’s. O CE (Customer Equipment), é o equipamento a ser instalado no cliente, o demarcation device, também denominado EDD (Ethernet Demarcation Device). Este CE pode ser um switch ethernet, uma unidade GPON ou um rádio ethernet, por exemplo.

Figura 5 – Diversidade de soluções técnicas Carrier Ethernet

Serviços “Carrier Ethernet”

Os serviços “Carrier Ethernet” possuem várias modalidades, definidas no MEF (Metro Ethernet Forum), visando sua padronização e qualificação técnica:

Serviços ponto a ponto: E-LINE (Ethernet Line) Serviços multiponto-multiponto: E-LAN (Ethernet LAN) Serviços ponto-multiponto: E-TREE (Ethernet Tree)

Vamos nos ater aos serviços ponto a ponto, hoje oferecidos pela Embratel.O Serviço E-Line pode ser subdividido em:

Ethernet Private Lines (EPL): Associação entre 2 UNIs, utilizando um EVC não multiplexado (Ex.: túnel EoMPLS em rede metro ethernet, um circuito concatenado VC-n em SDH-NG). É o serviço mais simples, equivalendo a uma linha alugada TDM. A limitação da banda é feita na porta UNI.

Figura 6 – Serviço EPL

Ethernet Virtual Private Lines (EVPL): associação entre 2 UNIs, multiplexando vários EVCs na mesma porta física UNI. Equivale a um serviço Frame Relay/ATM L2 VPN. Tem a possibilidade de implementar um serviço do tipo “hub and spoke”.

Figura 7 – Serviço EVPL

Certificação MEF – Metro Ethernet Fórum

O Metro Ethernet Fórum é uma aliança global compreendendo mais de 220 organizações, incluindo operadoras de serviços de telecomunicações, operadoras de TV a cabo, fornecedores de equipamentos de rede e software, fornecedores de semicondutores, parte de entidades de padronização e organizações de teste. A missão do MEF é acelerar a adoção de redes e serviços Carrier Ethernet mundialmente. O MEF, através do comitê técnico, desenvolve especificações técnicas e acordos de implementações para promover a interoperabilidade e emprego do Carrier Ethernet a nível mundial.

Figura 8 – Entidades de Padronização

O MEF conta com programa de certificação de equipamentos, de serviços e profissionais. Na certificação de equipamentos, estes são encaminhados a laboratório credenciado pelo MEF, a Iometrix, cujo processo de certificação é composto por 3 fases: qualificação, configuração e testes.

A certificação de serviços é direcionada para Operadoras, validando sua conformidade às especificações técnicas do MEF (MEF 9 e 14). O teste é feito em rede operacional pela Iometrix.Atualmente o MEF oferece 2 tipos de certificação de serviços, a CE 1.0 aplicável aos serviços EPL, EVPL , EP-LAN e EV-LAN somente, e a certificação CE 2.0 aplicável aos serviços anteriores e ao EP-TREE, EVP-TREE e E-ACCESS.

Serviços “Carrier Ethernet” EMBRATEL

A Embratel certificou recentemente os serviços Lan to Lan – Ethernet Private Line e Lan to Lan Ethernet Virtual Private Line para CE 1.0 no MEF, disponível em:

http://www.metroethernetforum.org/certification/services-certification-registry

Figura 9 – Certificação MEF para serviços da Embratel

Ambos são serviços ponto a ponto ethernet com granularidades de banda de 1Mbit/s a 10Gbit/s, transparente a protocolos de camada 2 (L2CP-Layer 2 Control Protocol), com banda dedicada (CIR-Commited Information Rate = EIR- Excess Information Rate) em classe de serviço prioritário (classe da metro ethernet AF-Assured Fowarding). Além da Embratel apenas mais uma Operadora oferece o serviço Lan to Lan certificado pelo MEF atualmente no Brasil.

A Embratel conta hoje com 20 profissionais certificados, sendo 19 em CE 2.0 e 1 em CE 1.0.

A Embratel também é membro do MEF, e possui rede metro ethernet disponível em 12 cidades no Brasil.