Redes Avançadas e o Projeto GIGA
IC-UFF
Setembro de 2003
Michael Stanton
<[email protected]>
© 2003 – RNP
Agenda
– Descrição sumária da RNP
– Direções de evolução
Redes Avançadas e o Projeto
GIGA setembro de 2003
2
Descrição sumária da RNP
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O que é uma Rede Nacional de Pesquisa e
Educação?
• Presta serviço de comunicação entre computadores
• Incentiva utilização de serviços úteis e relevantes
• Facilita cooperação e intercâmbio
nacionais/internacionais
Tudo começou no Brasil em 1988 com a rede Bitnet!
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BITNET
1991
Conexões
internacionais
do
Rio de Janeiro
(LNCC)
e
São Paulo
(Fapesp)
Conexões até
9.600 bps
Serviço de
correio
eletrônico
(apenas)
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Origens
Rede Nacional de Pesquisa
– Iniciativa de universidades, centros de pesquisa, e
Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa coordenada
pelo CNPq
1989-1992
Criação e busca de apoio institucional
– ECO92: primeiro backbone IP no Brasil
1992-1994
Difusão e consolidação
– “Internet para todas as universidades”
1995-1997
Internet comercial
– “Internet para todos”
1998-
Serviço de Rede e Aplicações Avançadas - RNP2
– Ensino Superior e Pesquisa
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Rede Nacional de Ensino e Pesquisa - 2003
Missão
Usuários
Organização
Financiamento
Promover o uso inovador de redes
avançadas no Brasil
239 universidades e institutos de pesquisa
OS RNP, privada sem fins lucrativos
MCT e MEC
» R$ 31 milhões (2000/1): 75% em telecom
(hoje quase 100% com Embratel)
Parcerias
27 PoPs, Empresas de Informática (8.248)
» R$ 3 milhões (2000)
» R$ 1,4 milhão (2001)
Trânsito IP
Peering
15 redes estaduais, 14 ReMAVs
backbones comerciais e IDCs
FONTES: RNP, MCT, MEC, CNPq
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RNP2
•
•
•
•
Backbone nacional (27 PoPs) (300 Mbps em 2002)
ReMAVs (redes metropolitanas) em 14 cidades
Boa conectividade internacional (202 Mbps em 2002)
Serviços apropriados para a comunidade de P&E
Desde 2002 (apoio conjunto MEC-MCT)
• Melhoria de acesso ao backbone para IFES e UPs
não localizadas nas capitais
O que falta para alcançar o padrão Internet2?
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O que falta para alcançar o padrão
Internet2?
• Antes de 1994, as redes acadêmicas nos EUA eram
as mais avançadas do mundo. Mas foram
alcançadas pelas redes comerciais (“commodity
Internet”)
• O projeto Internet2 nos EUA nasceu em 1996 com a
percepção que a única maneira real de promover o
avanço das redes era voltar a manter uma rede para
P&E.
• A ênfase do projeto Internet2 era as aplicações
avançadas que definiriam a infra-estrutura
necessária para sua viabilização.
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Redes Avançadas para P&E no Mundo
• Caracterizadas por:
– taxas muito altas de transmissão
(155 Mbps a 10 Gbps)
– Aplicações de alta desempenho
• multimídia (interativa ou não)
• aplicações distribuídas (em grades)
• visualização remota de dados experimentais ou
de obervações
– Agregação de tráfego de muitos usuários de
demandas menores, especialmente P2P
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Redes Avançadas para P&E no Mundo
•
•
•
•
EUA: Abilene (Internet2)
Canadá: CAnet4
Europa: GEANT
Holanda: SURFnet 5
etc ...
Tipicamente, estas redes utilizam taxas de 10 Gbps.
Note que elas estão sendo interligadas por conexões
intercontinentais de alta velocidade  2,5 Gbps
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Estados Unidos
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Canadá: CA*net 4 Architecture
CANARIE
GigaPOP
ORAN DWDM
Carrier DWDM
Edmonton
Saskatoon
St. John’s
Calgary Regina
Quebec
Winnipeg
Charlottetown
Thunder Bay
Montreal
Ottawa
Victoria
Vancouver
Fredericton
Halifax
Boston
Seattle
Chicago
CA*net 4 node)
Possible
future CA*net 4 node
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New York
Toronto
Windsor
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Géant: a nova rede pan-européia (2002)
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Holanda: SURFnet 5
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Direções de Evolução da RNP
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Evolução da RNP
Objetivo:
– prover para a comunidade nacional de P&E uma infraestrutura de comunicação condizente para atender às
necessidades da comunidade de P&E no país e permitir
intercâmbio com congêneres no exterior
Meios:
– Melhoria de infra-estrutura nacional
– Nova infra-estrutura internacional
– Atividades de P&D
• Projetos de Redes Avançadas
• Grupos de Trabalho
• Redes experimentais
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Melhoria de Infra-estrutura de rede
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Melhoria de infra-estrutura de rede
• O backbone atual sustenta as atividades tradicionais
e permite alguma experimentação com aplicações
novas
• Para permitir uso corriqueiro de aplicações novas,
será necessário investir em infra-estrutura nova
(conexões, roteadores, etc)
• Pontos positivos:
– custos de telecomunicações estão em declínio
contínuo - permite aumentar a capacidade pelo
mesmo preço
• Porém, precisa investir também nas redes das
instituições clientes e nas de acesso (as estaduais).
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Expectativas para 2003
• Aumento substancial na capacidade do backbone
nacional da RNP
– enlaces interestaduais de 155 Mbps ou mais
– mudança de tecnologia (ATM >> SDH)
• Aumento correspondente na capacidade das
conexões internacionais
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Nova infra-estrutura internacional
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Cooperação Internacional
• Requer comunicação ágil entre parceiros
• A RNP provê conectividade internacional
– “commodity” Internet (155 Mbps para NYC)
– redes avançadas (de ensino e pesquisa) em
outras países
• EUA - Abilene (Internet 2) via AMPATH (2001)
• EU - Géant via @LIS/ALICE (2003)
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A rede backbone da América Latina
é a Abilene!
• AMPATH
– projeto da NSF coordenado
pela FIU Florida International
University, Miami)
– ligações a 45 Mbps à Abilene
(via nó em Atlanta)
– hoje usado por Chile,
Argentina, Brasil (2 conexões)
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Alliance for the Information Society - @LIS
• Objetivo: promover a sociedade da informação através
da colaboração entre América Latina e Europa (2002)
– 3 anos, EUR 85 milhões (75% U.E.)
– Edital para projetos de demonstração: e-learning, egov, e-health, e-inclusion
• @LIS também inclui EUR 10 milhões para
interconexão de redes de educação e pesquisa
– primeira conexão direta de banda larga entre AL e
EU
– oportunidade para melhorar conectividade regional
latina
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CLARA - Cooperação Latino-Americana em
Redes Avançadas
• Resposta latino-americana ao desafio da @LIS:
– organização regional para integração de redes
nacionais, aproveitando do Projeto ALICE
• A integração das redes latinas através de uma rede
regional possibilitará
– maior intercâmbio científico entre as comunidades de
pesquisa e educação deste países
– melhor oportunidade para realização de projetos em
conjunto com países na Europa, e, eventualmente,
demais continentes
– compartilhamento de infra-estrutura de conexão para
integrar as redes da AL na GTREN (EUA, EU, etc)
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Projeto ALICE
(América Latina Interconexão com Europa)
• Objetivos
– montar uma rede backbone da região (rede CLARA)
– dá acesso à GEANT
• Características
– fisicamente: aproveita a boa oferta de conectividade
nova através de cabos ópticos submarinos e
terrestres
– custo dividido entre EU (80%) e AL (20%)
– coordenado por DANTE, com a participação das
redes fundadoras de CLARA
– implementação prevista para 2003
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Cabos ópticos na
América do Sul
Panamericano
Global Crossing y Emergia
ImpSat
Transandino
UniSur
Global Crossing
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América Central e Caribe
Arcos Ativo
Conexão Puebla-Panamá planejada
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Rede CLARA
• Inicialmente 18 países da
América Latina
(+ adesões posteriores)
• Interconexão regional
• Acesso a redes
avançadas na Europa e
EUA
• Previsão: 2o semestre de
2003
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Projetos de P&D em Redes Avançadas
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Projetos de P&D em Redes Avançadas
– Edital das ReMAVs de 1997
• criação das redes metropolitanas 1999
– Reforma do backbone 2000
– 2001 - queda dos preços de telecom >> Novo ciclo
tecnológico
• queda dos preços de telecom
• aumento de velocidade do backbone, para permitir
interconexão das ReMAVs
• QoS para suporte de aplicações multimídia
• ION
– Edital das Redes Avançadas em 2001
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Edital de Redes Avançadas
• Em outubro de 2001, o CNPq publicou edital de
Tecnologia, Produtos e Serviços de Informação e
Comunicação, Aplicados em Redes Avançadas
• Objetivo era de incentivar projetos colaborativos de
P&D envolvendo suporte para aplicações em redes
avançadas
• Foram recebidas 39 propostas, e selecionadas 8
destas para financiamento (até R$500.000 em até 2
anos)
• Início em janeiro de 2002.
• Atraso das bolsas (30 a 75% do orçamento)
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Edital: projetos selecionados - 1
• INFRAVIDA - vídeo digital para telemedicina
Carlos Ferraz - UFPE
(UFPE, UFRN, UFBA, UNIFACS, Un. Cardiologia)
• QoSWare - gerenciamento de QoS no middleware
Djamel Sadok - UFPE
(UFPE, UFMG, Telemig)
• MAPPED - Aplic. multimídia, EAD, multicast, QoS
Edmundo Souza e Silva - UFRJ
(UFRJ, UFF, UFMG, Semear.com)
• I2TV - TV interativa
Guido Lemos - UFRN
(UFRN, UFSC, USP, PUC-Rio, ACCRP, TVC, TVC/SC)
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Edital: projetos selecionados - 2
• IQOM - Infra para medição de QoS
José Augusto Suruagy Monteiro (UNIFACS)
(UNIFACS, UFRGS, UFSC, UFPR, CPqD, UCLondon)
• METROPOA2 - ReMAV de Grande P. Alegre - fase 2
Liane Tarouco - UFRGS
(UFRGS, PUCRS, UNISINOS, CRT, PGIE)
• QUARESMA - QoS, Segurança, Mobilidade
Otto Duarte - UFRJ
(UFRJ, UNICAMP, UFF, U. Paris VI, Netcenter)
• REMAV-Curitiba - tecnologias de EAD
Roberto Betini - PUCPR
(UFPR, PUCPR, CEFET/PR, CITS)
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Grupos de Trabalho da RNP
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Grupos de Trabalho (GTs) da RNP
• Objetivo
Promover inovação de serviços e aplicações na rede
• Criação de GTs, coordenados por pesquisadores
da comunidade acadêmica
– financiamento pela RNP (Contrato de Gestão)
– participação RNP e academia
– 4 ou 5 GTs por ano
– duração de 12 meses
– geração de pilotos (protótipos) de serviços
– apresentar resultados no Workshop RNP2 (junto
com SBRC)
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GTs: Atuação
• Cada GT deve atuar numa linha de ação
específica e trabalhar da seguinte forma:
– Identificar e justificar os temas de interesse e os
objetivos da linha de ação do GT;
– Produzir estudos e soluções para questões
relacionadas a estes temas;
– Propor e e realizar serviços piloto que visam a
evolução tecnológica da RNP2;
– Gerar recomendações para converter os serviços
piloto em serviços de produção
– Propor e participar de atividades cooperativas
com iniciativas de outras redes acadêmicas.
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GTs em curso em 2002/3
Voz sobre redes (VoIP)
– Coordenador: Prof. Paulo Aguiar (UFRJ)
– piloto com 10+ IFES e agências para uso de voz (telefonia
interurbana) pela rede
Video Digital
– Coordenador: Prof. Guido Lemos (UFPB)
– piloto de serviço de conteúdos digitais multimídia: acervo de
TVs educativas e conteúdos educacionais
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GTs em curso em 2002/3
Colaboração Visual
– Coordenadora: Prof. Liane Tarouco (UFRGS)
– programa de capacitação técnica e organizacional para uso de
videoconferência em educação
Diretórios em Ensino Superior
– Coordenadora: Prof. Noemi Rodriguez (PUC-Rio)
– piloto de hierarquia de diretórios para suporte a identificação e
autorização de aplicações em rede (ex. periódicos, pessoas..)
Qualidade de Serviço Internet (QoS IP)
– Coordenador: Prof. Suruagy Monteiro (UNIFACS)
– avaliação, teste e medições de serviços diferenciados de rede
para suporte à aplicações interativas
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Futuro dos GTs e seus resultados
• O programa será mantido nos próximos anos
• Novos processos para
– identificação de temas apropriados
– seleção dos parceiros (coordenadores)
• Seleção dos novos GTs realizada entre maio e julho
de 2003
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GT 2003-2004
•
GTs Selecionados
– GT VOIP Avançado (Paulo Aguiar, UFRJ)
• Continuação do desenvolvimento do serviço de Telefonia sob
IP, utilizando SIP.
– GT QoS (Suruagy, UNIFACS)
• Continuação do desenvolvimento de medições, utilizando
outras ferramentas e do estudo da implantação de QoS
– GT Vídeo Digital (Guido Lemos, UFPb)
• Desenvolvimento do piloto de Vídeo em tempo real, para
transmissão de eventos, etc.
– GT Diretórios e Aplicações Universitárias (Osvaldo, UFMG)
• Desenvolvimento de um piloto de implantação de uma rede de
servidores, aplicações de uso das universidades com suporte
de diretórios e padronização de um esquema para EduPessoa.
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GT 2003-2004
• GTs Selecionados
– GT Configuração (Lisandro Granville, UFRGS)
• Desenvolvimento de um piloto para automatizar as
configurações de redes, voltadas para QoS.
– GT ICP (Ricardo Custódio, UFSC)
• Desenvolvimento de um piloto para implantar um serviço de
Certificação de Chave Pública pela RNP
– GT P2P (Djamel Sadok, UFPE)
• Desenvolvimento de um piloto para fornecer serviço P2P para
os usuários da RNP.
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Redes Experimentais
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Precedente: Redes Metropolitanas ReMAVs
• 14 cidades com redes experimentais que operam
usando fibra escura, incluindo:
– NE: Fortaleza, Campina Grande, Recife, Natal,
Salvador
– CO: Goiânia, Brasília
– SE: Rio de Janeiro, São Paulo, Campinas, Belo
Horizonte
– S: Curitiba, Florianópolis, Porto Alegre
Fibra escura => capacidade ilimitada
– Depende apenas do equipamento que a ilumina
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ReMAVs: Redes Metropolitanas de Alta
Velocidade
•Financiamento de 2 anos (a partir
de 1998)
- edital RNP/CNPq de 1997
•Baseadas em fibra escura e
ATM em 155 Mbps)
•Ainda não estão interligadas
por uma rede nacional
verdadeiramente de alta
velocidade
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Networking testbeds
• NSF classification of networking testbeds
beyond Internet 2 (Tom Greene)
– Experimental Infrastructure Networks (EIN) - Internet 3
– Networking Research Testbeds (NRT)
- Internet 4
• Internet 4 optical networks
– dynamic lambda-switched, OPS, OBS networks
• Internet 3 optical networks
– Based mostly on statically lambda-switched networks
– growing number of networks providing production
networking support for advanced applications
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Some current experimental optical
networking projects in Latin America
• Chile:
G-REUNA - Advanced Applications Testbed
• Brazil:
Project GIGA - Optical Networking and Applications
Testbed
Both of these are a mixture of EIN and NRT
(Internet 3 and 4)
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G-REUNA (Chile)
experimental network (2002-2003)
• Phase I of G-REUNA:
• R&D in optical
networking and
advanced applications
• IP/DWDM
• govt. and telco support
• 250 km network between
Santiago and Valparaiso
• participation of leading
research universities and
national academic
network (REUNA)
• http://redesopticas.reuna.cl
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Project GIGA (Brazil)
• Partnership between
– RNP (Brazilian academic network) www.rnp.br
– CPqD (telco industry R&D centre in Campinas, SP)
www.cpqd.com.br
– R&D community in industry and universities
• Build an advanced networking laboratory (GIGA network)
for development and demonstration purposes
• Support R&D subprojects in optical and IP networking
technology and advanced applications and services
• Industry participation (telcos provide the fibres; technology
transfer of products and services required)
• Government funding for 3 years - started December 2002
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GIGA network: objectives
• explore user control of optical fibre infrastructure
– interconnect 20 academic R&D centres in S.E.
Brazil
– use of IP/DWDM with Ethernet framing
• provide Networking Research Testbed (NRT) for
optical and IP network development
• provide Experimental Infrastructure Network (EIN) for
development and demonstration of applications
• expected to operate before end 2003.
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GIGA network: geographical localisation
(states of São Paulo and Rio de Janeiro)
Universities
IME
PUC-Rio
UERJ
UFF
UFRJ
Unesp
Unicamp
USP
R&D Centres
CBPF
- physics
CPqD
- telecom
CPTEC - meteorology
CTA
- aerospace
Fiocruz - health
IMPA
- mathematics
INPE
- space sciences
LNCC
- HPC
LNLS
- physics
About 600 km extension - not to scale
LNCC
CTA
INPE
CPqD
LNLS
Unicamp
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CPTEC
Fapesp
telcos
Unesp
USP - Incor
USP - C.Univ.
UFF
CBPF
LNCC
Fiocruz
IME
IMPA-RNP
PUC-Rio
telcos
UERJ
UFRJ
52
GIGA Project:
Initial design of the network
• DWDM WAN between Campinas and Rio de Janeiro
• WDM MANs in Rio,
CPS - Campinas
S. Paulo and Campinas
SPO - São Paulo
SJC - São José dos Campos
• Switches between WAN
CPL - Cachoeira Paulista
and MANs for IP packets
RJO - Rio de Janeiro
and lambdas (under study)
CPS
• later: redundant topology
and optical switching
SPO
SJC
CPS
Switch
Switch
SPO
RJO
CPL
RJO
Switch
T-DWDM
Petrópolis
T-DWDM
Niterói
Switch
Switch
AD-DWDM
AD-DWDM
AD-DWDM
T-AOL
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SJC
CPL
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Conceito preliminar de rede IP
para outras
instituições da
mesma cidade
conexão de alta
velocidade
conexão de média velocidade
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estações de
trabalho e
servidores
para outros
grupos de
pesquisa
Comutador
de borda
para outras
instituições da
mesma cidade
Roteador de borda
Roteador de backbone
para outros
GigaPoPs
Rede institucional
Rede metropolitana
Rede backbone
estações
de
trabalho e
servidores
saída para a rede
institucional
54
Some GIGA R&D subprojects
• intelligent optical network with monitoring and control of
physical parameters
– optical amplification, dispersion, equalisation, SNR, ...
• optical switching architecture
– control plane: dynamical bandwidth provisioning and
mesh restoration
– provisioning end-to-end optical circuits for specific
applications
• IP over WDM: unified control plane and integrated network
management
• high performance distributed applications
• advanced multimedia applications
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Collaboration interests within
EU testbed programme
• R&D collaboration over wide range of fields of
interest (physical to application layer)
• Possible interconnection of testbed networks to
permit and demonstrate:
– interoperation
– support for international collaboration in network
intensive science
• Contacts:
– Rege Scarabucci <[email protected]>
Project Manager, Projeto GIGA, CPqD
– Michael Stanton <[email protected]>
Director of Innovation, RNP
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Situação atual
• Apresentação e aprovação preliminar pelo Conselho
Gestor do FUNTTEL (realizadas: 19/06/2002)
• Aprovação final pelo Conselho Gestor do FUNTTEL
(13/11/2002)
• Aprovação na Diretoria da FINEP (25/11/2002)
• Assinatura dos convênios com a Finep (20/12/2002)
• Execução (a partir de janeiro de 2003)
– Projeto e montagem da Rede Giga
– Realização de atividades de P&D
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Conceito RNP de realização de P&D
(estruturação das coordenações temáticas)
• Atividades a serem contratadas com equipes das
universidades, centros de P&D
• Criação de comitê científico (inclui pesquisadores)
(mai 2003)
• Editais de propostas de projetos com objetivos
determinados pelo comitê científico (set 2003)
• Eventual composição de equipes executoras,
baseadas nas respostas ao edital, com participação
de interveniente técnico (empresa do setor
produtivo), para absorção de tecnologia desenvolvida
(nov 2003)
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Conclusão
Redes Avançadas e o Projeto
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Conclusão
• Uma rede de ensino e pesquisa precisa de
diferenciar-se das ofertas das redes comerciais
=> precisa evoluir no tempo
• Necessidade de P&D
– entrosamento com comunidade de P&D
– parceiros do setor produtivo
– dirigido para resolver questão da rede da próxima
geração
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60
Informações adicionais
www.rnp.br
- página principal da RNP
www.rnp.br/rnp2/ - página do projeto RNP2
www.rnp.br/pd - página de P&D
www.rnp.br/newsgen/0211/giga.shtml
- artigo sobre ION e Giga
www.rnp.br/noticias/2003/not-030114b.html
- nota de imprensa sobre Giga
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