Synchronous Optical NETwork (SONET) e Next-generation SONET

1
Synchronous Optical NETwork (SONET)eNext-generat
ion SONET
Poli Escola Politécnica COPPE Programa de
Engenharia Elétrica Universidade Federal do Rio
de Janeiro

• Rafael P. Laufer
• rlaufer_at_gta.ufrj.br
• Prof. Otto

2
Introdução

• Synchronous Optical NETwork (SONET)
• Sistemas TDM (Time Division Multiplexing)
  proprietários
• Conexão de companhias telefônicas
• Necessidade de uma padronização
• Criação de um sistema TDM padronizado
• Iniciada por
• Exchange Carriers Standards Association (ECSA)
• American National Standards Institute (ANSI)
• ITU-T, na época CCITT, aderiu a elaboração da
  proposta
• Synchronous Digital Hierarchy (SDH)
• Recomendações G.707, G.708 e G.709

3
Objetivos

• Interconectar as companhias telefônicas
• Unificar sistemas digitais dos EUA, Europa e
  Japão
• Multiplexar diversos canais digitais
• Taxa mais alta usada era T3 (44.736 Mbps)
• Nada acima de T4 estava definido
• Suportar Operações, Administração e Manutenção
  (OAM)

4
Sistema SONET

• Constituído por
• Comutadores
• Multiplexadores / Demultiplexadores
• Repetidores

5
Terminologia

• Seção
• Fibra conectando diretamente um dispositivo a
  outro
• Linha
• Conexão entre dois multiplexadores
• Caminho
• Conexão entre origem e destino

Multiplexador
Repetidor
Multiplexador
Repetidor
Demultiplexador
Seção
Seção
Seção
Seção
Linha
Linha
Caminho
6
Quadro SONET

• Taxa Básica (Synchronous Transport Signal-1)
• 810 bytes, colocado a cada 125 µs ? 51.84 Mbps
• 8000 quadros/segundo ? taxa de amostragem PCM
• Envio contínuo de quadros, mesmo sem dados do
  usuário

87 colunas
3 col. overhead
9 linhas
.....
125 µs
Seção
.....
Linha
Caminho
Dados do usuário
250 µs
7
Multiplexação

• Byte-interleaving

A1
A2
A3
B1
B2
B3
A3
B3
C3
A2
B2
C2
A1
B1
C1
C1
C2
C3
8
Multiplexação

• Exemplo de multiplexação no SONET

T1
T1 . .
STS-1
STS-3
Conversor elétrico-óptico
Misturador
T1
STS-12
OC-12
STS-3
STS-1
STS-3
STS-1
STS-3
9
Hierarquia de Multiplexação
SONET SONET SDH Taxa (Mbps) Taxa (Mbps) Taxa (Mbps)
Elétrico Óptico Óptico Total Dados Usuário
STS-1 OC-1 - 51.84 50.112 49.536
STS-3 OC-3 STM-1 155.52 150.336 148.608
STS-9 OC-9 STM-3 466.56 451.008 445.824
STS-12 OC-12 STM-4 622.08 601.344 594.432
STS-18 OC-18 STM-6 933.12 902.016 891.648
STS-24 OC-24 STM-8 1244.16 1202.688 1188.864
STS-36 OC-36 STM-12 1866.24 1804.032 1783.296
STS-48 OC-48 STM-16 2488.32 2405.376 2377.728
10
Camada física

• Dividida em 4 subcamadas
• Fotônica ? propriedades físicas da luz e fibra
• Seção ? geração e recepção de quadros
• Linha ? multiplexação
• Caminho ? problemas fim-a-fim

Caminho Linha Seção Fotônica
Seção
Seção
Seção
Linha
Linha
Caminho
11
Next-generation SONET/SDH

• SONET
• Objetivo inicial de transportar sinais de voz
  usando TDM
• Não apresenta a flexibilidade da comutação de
  pacotes
• Objetivos do Next-generation SONET/SDH
• Permitir o transporte de protocolos não-SONET
  como Gigabit Ethernet, Fibre Channel
• Flexibilizar o uso da banda para aplicações de
  dados
• Continuar a prover serviços TDM

12
Padrões

• ITU-T G.7041 Generic Framing Procedure (GFP)
• ITU-T G.707/783 Virtual Concatenation (VCAT)
• ITU-T G.7042 Link Capacity Adjustment Scheme
  (LCAS)
• IEEE 802.17 Resilient Packet Ring (RPR)

13
Generic Framing Procedure (GFP)

• Mecanismo de encapsulamento de dados
• Aceitar e transportar protocolos de dados nativos
• Objetivo de parar a proliferação de protocolos de
  mapeamento do SONET
• Dois tipos
• Transparent GFP (GFP-T)
• Mapeamento de todo o sinal do cliente em quadros
  GFP
• Frame-based GFP (GFP-F)
• Mapeamento de quadros do cliente em quadros GFP

14
Virtual Concatenation (VCAT)

• Adequação do tamanho de canais SONET/SDH
• Agrupamento de canais de menor banda
• Exemplo taxa do cliente de 1 Gbps
• Normalmente, seria usado o STS-48c (2.488 Gbps)
• Eficiência ? 1000/2488 40
• Agrupando 21 canais STS-1 (51.8 Mbps)
• Eficiência ? 1000/(21 x 51.8) 92

15
Link Capacity Adjustment Scheme

• Configuração dinâmica dos grupos virtuais
• Aumento ou diminuição da banda do canal
• Mecanismo de pedido/reconhecimento
• Trabalha unidirecionalmente
• Permite a criação de bandas assimétricas

16
Resilient Packet Ring (RPR)

• Protocolo de controle de acesso ao meio (MAC)
• Cadeia de enalces ponto-a-ponto ? meio
  compartilhado virtual
• Tráfego não destinado ao nó simplesmente passa
  direto
• Camada MAC realiza três funções
• Adiciona (add)
• Descarta (drop)
• Passa (pass)

17
Resilient Packet Ring (RPR)

• Possibilita banda dedicada para tráfego de alta
  prioridade
• Multiplexação estatística e overbooking para
  tráfego de baixa prioridade
• Garantia de tempo proteção e restauração lt 50 ms
• Dois mecanismos (steering e wrapping)

Steering
Wrapping
18
Referências

• A. S. Tanenbaum, Computer Networks, 3ª edição.
  Upper Saddle River, NJ. Prentice Hall, 1996.
• Nortel Networks, White paper Next-generation
  SONET for Cable MSOS Technical Overview.
• E. Hernadez-Valencia, G. Rodenfeld, The Building
  Blocks of a Data-Aware Transport Network
  Deploying Viable Ethernet and Virtual Wire
  Services via Multiservice ADMs, IEEE
  Communications Magazine, páginas 104-111, vol.
  42, no. 3, Março de 2004.