Poli – Escola Politécnica
COPPE – Programa de Engenharia Elétrica
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Synchronous Optical NETwork (SONET)
e
Next-generation SONET
Rafael P. Laufer
[email protected]
Prof. Otto
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
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)
Sistema SONET
• Constituído por:
– Comutadores
– Multiplexadores / Demultiplexadores
– Repetidores
Terminologia
• Seção
– Fibra conectando diretamente um dispositivo a outro
• Linha
– Conexão entre dois multiplexadores
• Caminho
– Conexão entre origem e destino
Multiplexador
Repetidor
Seção
Multiplexador
Seção
Seção
Linha
Repetidor
Caminho
Demultiplexador
Seção
Linha
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
3 col.
overhead
9 linhas
87 colunas
.....
125 μs
Seção
.....
Linha
Caminho
Dados do usuário
250 μs
Multiplexação
• Byte-interleaving
A3 A2 A1
B3 B2 B1
C3 C2 C1
C3 B3 A3 C2 B2 A2 C1 B1 A1
Multiplexação
• Exemplo de multiplexação no SONET
T1
T1
.
.
STS-1
STS-3
Misturador
T1
STS-1
STS-1
STS-3
STS-3
STS-3
STS-12
Conversor
elétrico-óptico
OC-12
Hierarquia de Multiplexação
SONET
SDH
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
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
Linha
Caminho
Seção
Linha
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
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)
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
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%
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
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)
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 < 50 ms
– Dois mecanismos (steering e wrapping)
Steering
Wrapping
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.