redes Ópticas mestrado em ciência da computação redes Ópticas contextualização
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Redes Ópticas
Mestrado em Ciência da Computação
Redes Ópticas
Contextualização
Redes Ópticas
Controle de Topologia
Tema 1- Cap 10: seções 10.1 a 10.3
Tema 2- Cap 10: seções 10.4 a 10.5
Protocolos de Roteamento
Tema 3- Cap 11: seções 11.1 a 11.3
Tema 4- Cap 11: seções 11.4 a 11.6
Camada de Transporte e Qualidade de Serviço
Tema 5- Cap 13: seções 13.1 a 13.3
Tema 6- Cap 13: seções 13.4 a 13.6
Suporte a Aplicações Avançadas (segurança, etc…)
Tema 7- Cap 14: seções 14.1 a 14.3
Seminários Redes de Sensores
Datas:
• 22/maio (2 grupos);
• 5/junho (4 grupos);
• 19/junho (1 grupo).
Prova escrita: 03 de julho
Iguatemi E. Fonseca
3Redes Ópticas
Evolução dos sistemas e das redes– Paradoxo da Lei de Moore– Linha do Tempo da Transmissão Óptica– Crescimento do Tráfego
Camadas Clientes– SONET-SDH– IP
Colapso da Camadas
Sumário
Redes Ópticas
Evolução dos Sistemas e das Redes
Iguatemi E. Fonseca
5Redes Ópticas
Paradoxo da Lei de Moore
Nó# ips
#pps
( ips) ( pps) = ( ipp)
90-05
50-80
#ipp#pps#ipsAnos
ips= instruções por segundo
pps= pacotes (ou bits) por segundo
ipp= instruções por pacote (ou por bit)
Iguatemi E. Fonseca
6Redes Ópticas
Paradoxo da Lei de Moore
Transmissão óptica cresce 1000 vezes por década;
Lei de Moore: Velocidade de Processamento cresce
100 vezes por década;
Portanto, provavelmente menos instruções por bit
ou pacote podem ser feitas nos nós das redes atuais
do que a 30 anos atrás!
Iguatemi E. Fonseca
7Redes Ópticas
A Camada Óptica
Arquitura da nova Rede de Transporte
Iguatemi E. Fonseca
8Redes Ópticas
Linha do Tempo da Transmissão Óptica 1/2
Período Gargalo (Bottleneck)
Solução Capacidade Gbps.km
1970-78 Fibra Multimodo
Fibra
Monomodo
.02 to 2 50800 nm 1310 nm
Iguatemi E. Fonseca
9Redes Ópticas
Linha do Tempo da Transmissão Óptica 1/2
Período Gargalo (Bottleneck)
Solução Capacidade Gbps.km
1978-88
- Lasers Multimodo- Dispersão Cromática
- Lasers SM- Fibras DSF 50 1000
1310 nm 1550 nm
Iguatemi E. Fonseca
10Redes Ópticas
Linha do Tempo da Transmissão Óptica 2/2
Período Gargalo (Bottleneck)
Solução Capacidade Tbps.km
1988-95
- Eletrônico (transmissão)
- Perdas, atenuação
-WDM- EDFA’s 1 500
Iguatemi E. Fonseca
11Redes Ópticas
Linha do Tempo da Transmissão Óptica 2/2
Período Gargalo (Bottleneck)
Solução Capacidade Tbps.km
1995 -
Eletrônico (roteamento)
IP / WDM (?) Transparency, Granularity
(Networking)
Iguatemi E. Fonseca
12Redes Ópticas
Networking
Iguatemi E. Fonseca
13Redes Ópticas
Crescimento do Tráfego IP
Tráfego IP domina a demanda gerando transições em:
Negócios Serviços Sistemas Tecnologias Materiais
Iguatemi E. Fonseca
14Redes Ópticas
Crescimento do Tráfego IP
Tráfego IP dobra a cada ano;
A tabela mostra a medida do tráfego na NSFNet USA em dezembro de cada ano;
Ano TB/mês
1990 1,0
1991 2,0
1992 4,4
1993 8,3
1994 16,3
1995 ?
1996 1500
1997 2500 – 4000
1998 5000 – 8000
1999 10000 – 16000
2000 20000 – 35000
Iguatemi E. Fonseca
15Redes Ópticas
Transições nos Negócios
Do monopólio para a competição;
Privatização;
Da universalização dos serviços antigos para a distribuição de novos serviços;
Massificação da informação;
Iguatemi E. Fonseca
16Redes Ópticas
Transições nos Serviços
Desregulamentação;
Novos atributos: mobilidade, interatividade, etc;
Novo suporte: de canal de comunicação para ambiente de comunicação mediado por software
Iguatemi E. Fonseca
17Redes Ópticas
Novos Sistemas
De redes segregadas para rede integradas;
Tráfego heterogêneo;
Plataformas IP, MPLS;
Redes Ópticas: SDH/SONET, DWDM;
Acesso sem fio: WAP, 3G, 4G, ...
Iguatemi E. Fonseca
18Redes Ópticas
Novas Tecnologias
Eletrônica Fotônica/Optoeletrônica;
Redes Transparentes (All-optical Networks);
Processamento Digital de Sinais.
Redes Ópticas
Camadas Clientes
Redes Ópticas
Camadas Clientes
SONET / SDH IP IP / MPLS
Gigabit Ethernet
Redes Ópticas
SDH
SDH SDHATM
ATM
Camadas Clientes
- A rede óptica fornece caminhos ópticos transparentes para múltiplas redes clientes: estáticas ou dinâmicas;
- Os clientes não enxergam a topologia da rede óptica;
- As requisições vindas das redes clientes podem ser bloqueadas (?).
Rede Óptica
Redes Clientes
Iguatemi E. Fonseca
22Redes Ópticas
Camadas Clientes: SDH/SONETSynchronous
Optical
Network
Synchronous
Digital
Hierarchy
SONET SDH TAXA DE BITS (Mb/s)
STS – 1 51,84
STS – 3 STM – 1 155,52
STS – 12 STM – 4 622,08
STS – 24 1244,16
STS – 48 STM – 16 2488,32
STS – 192 STM – 64 9953,28
STS – 768 STM – 256 39814,32
Iguatemi E. Fonseca
23Redes Ópticas
Camadas Clientes: SDH/SONET
Facilidade de DemultiplexagemO fato de não se ter um relógio universal fez com que as redes PDH (Plesiocronous Digital Hierarchy) apresentassem limitações como dificuldade para demultiplexar sinais de taxas básicas;
Proteção e restauração (60 ms);
Gerenciamento (alarmes, configuração manual de caminhos).
Iguatemi E. Fonseca
24Redes Ópticas
Camadas Clientes: SDH/SONET
Gargalo eletrônico;Camadas SDH
Regeneração 3RRegeneration
Retiming
Reshaping
Iguatemi E. Fonseca
25Redes Ópticas
Camadas Clientes: SDH/SONET
Regeneração 3R Regeneration
Retiming
Reshaping
Faz uma cópia fiel do sinal;
Elimina a transparência de: taxa de bits, formato de modulação e protocolo. Portanto atualizações do sistema são caríssimas;
Iguatemi E. Fonseca
26Redes Ópticas
Camadas Clientes: SDH/SONET
Mal uso da capacidade da fibra óptica;
Opacas O – E – O Alto custo; (uso de regeneradores)
Estáticas
Topologias lineares (ex: anel)
Iguatemi E. Fonseca
27Redes Ópticas
Camadas Clientes: SDH/SONETInterfaces Físicas do SDHA ITU define 5 interfaces (G.957, G.691)– Conexões Intraoffice (I): L 2 Km;
– Conexões Interoffice - curta distância (S): L 15 km em 1310 nm e L 40 km em 1550 nm;
– Conexões Interoffice - longa distância (L): L 40 km em 1310 nm e L 80 km em 1550 nm;
– Conexões Interoffice – longíssima distância (V): L 60 km em 1310 nm e L 120 km em 1550 nm;
– Conexões Interoffice – ultra longa distância (U): L 120 km
Iguatemi E. Fonseca
28Redes Ópticas
Camadas Clientes: IP
– Melhor Esforço (best-effort);
– Nenhuma garantia de QoS;
– Nenhum controle de admissão;
– Roteamento pelo destino gerando congestionamento desnecessário.
Redes Ópticas
O Colapso das Camadas
Iguatemi E. Fonseca
30Redes Ópticas
O Colapso das Camadas
SDH
IP
WDM
ATM
SDH
WDM
IP/MPLS
IP/MPLSWDM
IP/ATM/SDH/WDM IP/SDH/WDM IP/WDM
Mercado
QoS
Confiabilidade
Capacidade
Mercado+QoS
Confiabilidade
Capacidade Conf. +Capacidade
Mercado+
QoS
Iguatemi E. Fonseca
31Redes Ópticas
A Camada Óptica
Arquitura da nova Rede de Transporte
Iguatemi E. Fonseca
32Redes Ópticas
Problemáticas para estudo
ATRIBUIÇÃO DE
COMPRIMENTO DE ONDA
RESPOSTA
REQUISIÇÃO
PROVIDÊNCIAS
DI FERENCI AÇÃO
DE QOS
COM CONVERSÃO DE
COMPRIMENTO DE ONDA
ESTÁTI CA
DI NÂMI CA
MATRIZ DE
TRÁFEGO
TRÁFEGO
DINÂMICO
PLANO DE
CONTROLE
CENTRALI ZADO
DI STRIBUÍ DO
CAMINHOS ÓPTICOS
TRANSPARENTE
OPACO ROTEAMENTO
DI NÂMI CO
FI XO
SEM CONVERSÃO DE
COMPRIMENTO DE ONDA
QOS ÓPTICO
REQUISI TOS FUNCIONAI S
QUALI DADE DO
SI NAL ÓPTI CO
CONTROLE DE
ADMI SSÃO DE
CONEXÕES
DEMANDAS
GERADAS PELAS
REDES CLIENTES
TRÁFEGO
INCREMENTAL
BLOQUEI O
PREVENTI VO
BUSCA
EXAUSTI VA
EFEITOS NÃO-LINEARES
EFEITOS LINEARES
ALEATÓRI A
FI RST-FI T
MOST-USED
MAX-SUM, ...