Um Protocolo de Alto
Desempenho para Rajadas em
Redes Ópticas
MC116- Projeto e Validação de Protocolos
2º Semestre - 2007
Lucas Augusto Scotta Merlo
Lucio Agostinho Rocha
{lucasscotta,outrosdiasvirao}@yahoo.com.br
Sumário
 1. Introdução
 2. Redes WDM
 3. Reserva one-way
 4. O protocolo JET
 5. Especificação do protocolo JET
 6. Considerações Finais
1. Introdução
 Aumento do fluxo de informação.
 Exigência de que os meios de transmissão ofereçam
serviços confiáveis e de alto desempenho, essenciais para
oferecer serviços de comunicação com qualidade.
 O aumento da velocidade e da taxa de transmissão de
dados é necessário para garantir o pronto atendimento às
necessidades de comunicação atuais.
 Necessidade de otimizar o desempenho do tráfego de
informação junto à banda disponível.
 WDM.
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2. Redes WDM
 WDM (Wavelength Division Multiplexing ).
 Tecnologia que promove a reunião de diversos
comprimentos de onda luminosa em uma única fibra
óptica, aumentando a capacidade de transmissão.

Comprimento de onda corresponde uma determinada cor.

Cada sinal trafega dentro de uma única cor de banda,
que modula os dados (ex.: texto, voz e vídeo).

Nanômetro: unidade de comprimento (λ).

Utiliza múltiplos laser para gerar vários comprimentos de luz


Sinais são multiplexados e transmitidos através de uma
única fibra óptica.
Transmissões em longas distâncias sem repetidores.
3/13
... Redes WDM
 Com a evolução dos equipamentos ópticos foi possível
admitir a recepção de mais entradas na fibra.

Esses sistemas são denominados DWDM (Dense
Wavelength Division Multiplexing).
Figura 1 - WDM
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3. Reserva one-way
 Reservar o meio é necessário para a transmissão.
 Protocolos de reserva do meio de transmissão em redes
ópticas podem reduzir o desempenho do tráfego de sinais
ao longo da rede.
 Tell-And-Go (TAG).
 Envia um pacote de controle para estabelecer o caminho
para a rajada seguinte, reservando um a um os recursos
necessários em cada nó intermediário (host on path – hop).
 Tell-And-Wait (TAW).
 Idem ao TAG, mas aguarda um ack. Bom para pequenas
distâncias (tempo);
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... Reserva one-way
 TAG
 a rajada com a informação é transmitida após o tempo
presumido do processamento do pacote de controle no
próximo nó da rede.


Buffer e largura de banda são exemplos de recursos que podem
ser reservados quando o pacote de controle atinge cada nó.
Para cada nó intermediário é feita:




a contabilização do tempo de processamento referente à
reserva de recursos,
transmissão e recepção da rajada,
tradução (ou atualização) do endereço de destino do pacote e,
o roteamento para a próxima rajada.
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... Reserva one-way

O caminho permanece bloqueado até que a transmissão
seja finalizada.

Problemas podem ocorrer caso ocorram atrasos de
processamento nos caminhos intermediários, o que faz
com que a rajada tenha que ser particionada.
Figura 2 - TAG
Figura 3 - JET
4. O protocolo JET
 Otimizar a utilização do canal reservando apenas os recursos
que forem necessários e pelo tempo necessário.
 DR (Reserva atrasada)
 pacote de controle;
 reserva de recursos em cada hop intermediário;
 rajada é lançada após o offset t0+T (T = estimativa origem/destino).
 BBM (Multiplexadores de rajada buferizada)
 t2<t1
 Diminuir o descarte de rajadas
 dmin= t1- t2 + l1.
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... O protocolo JET
Figura 4 - JET
Figura 5 – DR e BBM
Comutação por Rajadas
Envia uma mensagem
alocando um λ
(comprimento
de onda)
Redes
de
Nós de Borda
para
cada
nó
enlace
Acesso
estabelecendo o melhor
caminho (canal
óptico) são
As Rajadas
Dados
enviadas
pelo λ
Nós
de Núcleo
alocado
F
1
A
Mensagem
de
Rajadas
Controle
B
Dados
C
E
Libera o λ
alocado
3
D
2
5. Especificação do protocolo JET
 1. Serviços
 aumentar a utilização da largura de banda em redes ópticas
que utilizam WDM e facilitar o gerenciamento inteligente do
buffer, resultando em alta vazão.
 2. Considerações sobre o ambiente
 canal de fibra óptica para transmissão e recepção de dados.
 3. Vocabulário
 V = {controle, nack, erro, burst}
 4. Regras
 o pacote de controle com informação de reserva do meio;
 relógios sincronizados;
 mesmo atraso de propagação em cada enlace.
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... Especificação do protocolo JET
 5. Codificação (formato) de cada primitiva no vocabulário
struct controle {
varchar[] config};
struct nack {
varchar[] nack_info};
struct erro {
varchar[] erro_info};
enum control {
controle, nack, erro};
struct pacote {
varchar origem,
varchar destino,
integer byteCount,
varchar dados};
struct burst {
integer pacoteCount;
struct pacote[MAX]
pacotes};
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6. Considerações Finais
 As técnicas de DR e BBM não apenas aumentam a
utilização da largura de banda mas também facilitam o
gerenciamento inteligente de buffer, resultando em uma
baixa probabilidade de descarte de rajadas.
 O protocolo JET aumenta a largura de banda, porque mais
transmissões aproveitam o meio, o bloqueio é feito apenas
durante a transmissão da rajada.
 Assim ao se enviar uma rajada entende-se que o dado foi
transmitido, não necessitando de um ack excluindo então o
tempo de processamento em cada nó.
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Referências

[1]O. Duarte. Fundamentos da Tecnologia DWDM – COPPE - UFRJ – Redes de
Computadores. URL at
http://www.gta.ufrj.br/seminarios/semin2004_1/dwdm/trab_3.htm. Acesso: 08/11/2007.

[2] M. Yoo, et al. “A High Speed Protocol for Bursty Traffic in Optical Networks”. Digest of
the IEEE/LEOS Summer Topical Meetings, Aug. 1997, pages:26 - 27
Digital Object.

[3] S. Arakawa, M. Murata and K. Kitayama. “One-way reservation scheme using optical code
processing for fast data transfer in WDM networks”. Journal of Lightwave Technology, Vol.
21, Issue 11, November. 2003, pp. 2753.

[4] A.B.H. Ferreira et al. Dicionário Aurélio versão digital 5.0, 2004 Ed.Positivo.

[5] R.F. Amorim. “Problemas de Programação Inteira em Redes Ópticas de
Telecomunicações”.Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Elétrica da PUC-Rio. 02/02/2006

[6] P. A. Humblet. “An Efficient Communication Protocol for High-Speed Packet-Switched
Multichannel Networks”. ACM SIGCOMM Computer Communication Review Volume
22, Issue 4 (October 1992) Pages: 2 – 13, 1992.

[7] M. Ma et al. “Providing Deterministic Quality-of-Service Guarantees on WDM Optical
Networks”. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 18, No. 10, October
2000.
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