Processos da recomendação G.872 ITU-T G.872: Arquitetura de redes ópticas de transporte

Processos da recomendação G.872

ITU-T G.872: Arquitetura de redes ópticas de transporte

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• Visão Geral da ITU-T G.872;• Camada do Canal Óptico (OCh);• Camada de Seção de Multiplexação Óptica (OMS);• Camada de Seção de Transmissão Óptica (OTS);• Gerenciamento de redes ópticas;• Sinais de Substituição.

Programação

Visão Geral: Hierarquia de recomendações ITU-T para OTN

Network Architecture(G.872)

Structures & Mappings(G.709)

Equipment Functional Spec.(G.798, G.806)

Equipment Man. Function(G.874, G.7710)

Information Model(G.874.1, G.875)

Jitter/Wander Performance(G.8251)

Error Performance(G.optperf)

Physical Layer(G.959.1, G.692, G.693, G.dsn)

Protection Switching(G.otnprot, G.gps)

Data & SignallingCommunication Network

(G.7712)

ITU-T OTN RecommendationsTransport Plane

Bringing into Service & Maintenance for the OTN

(M.24otn)

Automatic Power Shut DownProcedures for Optical

Transport Systems (G.664)

Framework for OTN Rec's(G.871/Y.1301)

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• As funcionalidades das redes ópticas são descritas através de uma estrutura em camadas, onde se apresentam:– Informações características de cliente;– associações de camada cliente/servidor;– topologias de rede;

• Uso dos conceitos da ITU-T G.805;• Apresenta as funcionalidades de rede: transmissão de sinais

ópticos, multiplexação, roteamento, supervisão, avaliação de desempenho e sobrevivência da rede.

Visão Geral: Funcionalidades OTN

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• Princípios gerais:– A rede óptica de transporte é decomposta em 3 camadas

independentes e cada uma deles pode ser particionada;– Os sinais ópticos são caracterizados pelo seu comprimento de

onda.

• Camadas da Rede Óptica de Transporte:– Camada do canal óptico (OCh);– Camada de sessão de multiplexação (OMS);– Camada de sessão de transmissão (OTS).

• Há também a camada do meio físico que consiste no tipo de fibra óptica. Este meio físico é o servidor para a seção de transmissão óptica.

Visão Geral: Arquitetura das Redes Ópticas de Transporte

6Visão Geral: Modelo G.805 das camadas OTN

Camada do Canal Óptico - OCh

Camada da Seção Multiplexação Óptica - OMS

Camada da Seção de Transmissão Óptica - OTS

7Camada do Canal Óptico (OCh)




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• Dois tipos de processos: específicos do cliente e específicos da camada servidora;

• OCh/Client_A_So (source):– processamento para gerar um fluxo contínuo de bits (taxa

constante), capaz de ser modulado em uma portadora óptica;– Pode incluir processos como embaralhamento e codificação;

• OCh/Client_A_Sk (sink):– Recuperação do sinal cliente;– Pode incluir processos como recuperação de clock,

decodificação e desembaralhamento;– Geração e terminação de sinais de gerência/manutenção;

Camada do Canal Óptico (OCh): Adaptação do Cliente (OCh/Cliente_A)

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• Provê uma conexão fim-a-fim dos canais ópticos, permitindo transportar de forma transparentemente, diferentes formatos de sinais clientes. Para isso deve possuir as seguintes capacidades:– Rearranjo da conexão do canal para roteamento flexível da

rede;– Processos para garantir a integridade da informação no canal

óptico;– Funções de administração e manutenção para habilitar

operações do nível de rede e funções de gerência.

Camada do Canal Óptico (OCh):Terminação de Trilha OCh_TT

10Camada do Canal Óptico (OCh):Exemplo ITU-T G.798

11Camada de Seção de Multiplexação Óptica (OMS)




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• OMSn/OCh_A_So:– Modulação de uma portadora óptica através do payload OCh;– Alocação de um comprimento de onda e a potência da

portadora;– Multiplexação óptica de diversos comprimentos de onda;

• OMSn/OCh_A_Sk:– Demultiplexação óptica (conforme comprimentos de ondas);– Terminação da portadora óptica e recuperação do payload do

OCh;– Geração de sinais de gerência/manutenção.

Camada de Seção de Multiplexação Óptica (OMS): Adaptação OMS/OCh

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• Provê funcionalidades para conexão de sinais ópticos com múltiplos comprimentos de onda:– Processos para garantir integridade da informação no canal

multiplexado (múltiplos comprimentos de onda);– Funções de administração e manutenção para habilitar

operações do nível de seção de multiplexação e funções de gerência.

• Seu sinal de entrada é gerado pela informação adaptada da Camada de Canal Óptico (OMSn/OCh_A).

Camada de Seção de Multiplexação Óptica (OMS): Terminação OMSn_TT

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Camada de Seção de Multiplexação Óptica (OMS): Equipamentos Multiplexador óptico (8 portas)

Demultiplexador óptico (8 portas)

Fotodetector dosPré-Amplificadores

e Boosters.

15Camada de Seção de Transmissão Óptica (OTS)




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• OTSn/OMSn_A_So:– Pode acomodar processos referentes ao ganho de potência e

a compensação de dispersão do sinal de saída.

• OTSn/OMSn_A_Sk:– Geração de gerência/manutenção;– Pode acomodar processos referentes ao ganho de potência e

a compensação de dispersão do sinal de entrada.

Camada de Seção de Transmissão Óptica (OTS): Adaptação OTS/OMS

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• Provê funcionalidade para transmissão de sinais ópticos em vários tipos de mídias ópticas:– Processamento para garantir integridade da informação

adaptada da sessão de transmissão óptica;– Funções de administração e manutenção para habilitar

operações do nível de sessão de transmissão e funções de gerência.

– (De)Multiplexação da carga útil transportada (playload) com o overhead óptico (OSC).

• Seu sinal de entrada é oriundo da informação adaptada da camada OMS (OTSn/OMSn_A).

Camada de Seção de Transmissão Óptica (OTS): Terminação OTSn_TT

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Camada de Seção de Transmissão Óptica (OTS): Exemplo equipamento

• A ITU-T G.872 descreve uma série de requisitos genéricos. As funcionalidade são descritas de forma textual, explicitando sua funcionalidade e/ou requisitos.

• Os requisitos genéricos são divididos em três aspectos:– Gerenciamento de falhas, configuração e desempenho;– Comunicações de gerência;– Gerenciamento da interação cliente/servidor.

19Gerenciamento de redes ópticas

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• A OTN deve prover suporte ao gerenciamento fim-a-fim de falhas, configuração e desempenho, internamente e entre limites administrativos:– Detecção e notificação de eventos de erro de conexão

(misconnection);– Garantir a interconexão de entidades compatíveis;– Detectar e isolar de falhas, e iniciar ações de recuperação

quando aplicável;– Notificar perda do suporte da camada servidora;– Detectar degradações de desempenho com intuito de evitar

falhas e verificar a qualidade do serviço;– Durante um evento no qual o sinal em uma camada servidora é

interrompido, as entidades de rede nessa mesma camada servidora, tanto nos sentidos upstream e downstream devem ser notificadas.

Gerenciamento de redes ópticas:Falha, Configuração e Desempenho

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• Pode suportar comunicação entre:– Pessoal em sites remotos;– OSs e NEs remotos;– Terminais locais e NEs locais ou remotos.

• Essas formas de comunicação podem ser suportadas externamente à rede óptica (DCN).

Gerenciamento de redes ópticas:Comunicações Genéricas de Gerência

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• A rede óptica de transporte deve detectar e indicar quando um sinal não está presente na camada cliente, dentro das camadas OTN;

• Também deve informar se a camada servidora está ou não operando normalmente;

• Para evitar ações de sobrevivência desnecessárias, ineficientes ou conflitantes, estratégias de tratamento como tempos de espera (hold-off times) e métodos supressão de alarmes são demandadas:– dentro de uma mesma camada;– entre as camadas cliente e servidor.

Gerenciamento de redes ópticas:Interação cliente/servidor

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• Continuity supervision• Connectivity supervision• Maintenance information• Signal quality supervision• Adaptation management• Protection control• Connection supervision• Management communications

Requisitos de Gerenciamento

24Requerimentos de Gerenciamento OTN: Tabela de Resumo

25Requerimentos de Gerenciamento OTN: Tabela de Resumo

• Supervisão de continuidade se refere ao conjuto de processos para monitorar a integridade da continuidade da trilha;

• Detecção de perda de continuidade:– Detection of Loss of Continuity (LOC);– Em geral, a falha de uma conexão em uma camada servidora

será indicada por uma camada cliente através de alguma forma de indicação de falha de sinal servidor;

– A camada OTS é um caso especial, pois é a mais baixa na hierarquia OTN, tem que detectar a perda de continuidade por si só.

26Supervisão de continuidade

• Causas de falha de continuidade– Corte de fibra

• Um corte na fibra, perda do sinal agregado será observado pela primeira terminação de trilha receptora OTS em downstream.

• Uma queda no sinal agregado consiste na queda de continuidade de todos os sinais agregados e do sinal de supervisão.

• Subsequentemente a detecção de perda nos sinais agregados será indicada para os sinais cliente.

– Falha de equipamentos• Na camada OTS falha de um componente óptico pode levar à

perda de canais ópticos, mas não pode levar à perda do canal óptico de supervisão.

• Isto vai gerar um sinal de indicação de falha do servidor para a camada OMS e uma indicação de detecção para a frente (forward detection) dentro da camada OTS, as mesmas ações consequentes, como no caso rompimento da fibra.

27Supervisão de continuidade

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• Refere-se ao conjunto de processos para monitorar a integridade do roteamento de conexões entre terminações de trilha source e sink.

• Trail Trace Identification (TTI)– O TTI é necessário para garantir que o sinal recebido em uma

terminação de trilha venha de uma fonte esperada.– O TTI é necessário na camada OTS para prover a conexão

adequada dos cabos.– Não é necessário na camada OMS pois a OMS tem uma

relação de 1:1 com a camada OTS.– Na OCh é necessária apenas se houver a possibilidade de

rearranjos entre as terminações de trilha OCh’s.

Supervisão de conexão

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• Informação de manutenção refere-se ao conjunto de processos para indicar os defeitos na conexão, que faz parte de uma trilha;

• As indicações de defeitos são dadas nas direções em downstream e upstream de uma trilha bidirecional.

• Forward Defect Indication (FDI);– É usado para indicar em downstream que uma condição de

defeito que tenha sido detectada em upstream.

• Backward Defect Indication (BDI);• Backward Quality Indication (BQI).

Informação de Manutenção

• Ocorre uma falha na fibra entre o Host 0 e Amp 1.

30Cenários

MI_LOS

A camada OTS detecta dLOS-P e dLOS-O e dispara MI_cLOS para a gerência

O par do OTS em direção ao Host 0 dispara BDI-P/O para o Host 0

dLOS-PdLOS-O

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• Supervisão de qualidade de sinal refere-se ao conjunto de processos para monitorar o desempenho de uma conexão, que está apoiando uma trilha;

• Supervisão da qualidade do sinal é necessária para determinar o desempenho de conexões;

• Processos genéricos incluem a medição de parâmetros, coleta, filtragem e processamento;

• Em termos de gestão de nível de rede, supervisão de qualidade de sinal é necessária para gerenciar canais e canais multiplexados;

• Os requisitos para os parâmetros de monitoração para OTS, OMS e OCh estão para estudos futuros.

Supervisão de qualidade do sinal

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• Conjunto de processos para gerenciar uma camada de adaptação de entre uma camada cliente e uma camada servidora;

• Payload Type Identification (PTI):– Processo necessário para garantir que a camada cliente é

atribuida, durante a configuração da conexão, a adaptação Source ou Sink OCh/Cliente adequada;

– Um erro de PTI detectado na adaptação deve ser indicado como um aprovisionamento incorreto ou uma alteração na adaptação OCh/Cliente;

– Alvo de estudos futuros (FFS) para a camada OMS;– Não é aplicado para OTS.

Gerência de Adaptação

• Informação e conjunto de processos que permitem o controle de proteção de uma conexão de subrede ou trilha;

• O controle da proteção é realizado por um critério local gerado pela supervisão de subrede ou trilha e pelo TMN/OS;

• Dependendo da arquitetura, pode-se fazer o uso do APS (Automatic Protecion Switching) G.873 para controlar o processo:– Arquitetura que depende apenas de informações locais (ex.:

1+1 unidirecional de trilha ou SNC);– Arquitetura que depende de informação do NE remoto (ex.: 1:N

de trilha ou proteção de anéis compartilhados).

33Controle de Proteção

• Supervisão de conexão é o processo de monitorar a integridade de uma dada conexão na seção de transmissão, multiplexação ou canal óptico;

• A conexão pode ser verificada por meio de detecção de defeitos;

• A recomendação G.805 apresenta mecanismos de supervisão de conectividade:– Inerente;– Não-Intrusivo;– Intrusivo;– Subcamada.

34Supervisão de Conexão

• Supervisão do sinal de forma indireta, através de informações da camada servidora:– OCh é monitorada pela OMS;– OMS é monitorada pela OTS.

35Supervisão de Conexão - Inerente

• Supervisão de sinal monitorada diretamente por um monitor listen-only do sinal:– Pode ser utilizado para localizar falhas entre duas terminações;– Não é requerido na OTS, a menos que a rede não tenha

amplificadores.

36Supervisão de Conexão – Não Intrusivo

• Supervisão de sinal feita pela quebra da trilha original e introdução de uma trilha de teste durante o tempo de supervisão do sinal:– Permite o monitoramento direto;– Deve ser utilizado para testar a continuidade da fibra e

localização de falha.

37Supervisão de Conexão – Intrusivo

• A supervisão é feita por uma porção da trilha original que e possui a capacidade analisar parte do cabeçalho para monitorar diretamente o sinal:– Todos os parâmetros podem ser testados diretamente;– Não disponível para OMS e OTS.

38Supervisão de Conexão – Subrede

Aplicação – Supervisão de Conexão39

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• O gerenciamento de comunicações que não estão diretamente associadas a uma camada particular OTN (ex.: sinalização ASON, Comunicação de voz, download de software, etc.) são transportadas por um canal lógico de uma rede de gerência sobreposta;

• Esse tipo de comunicação pode ocorrer utilizando-se os campos disponíveis no cabeçalho das subcamadas elétricas, no overhead óptico ou por uma rede dedicada (DCN).

Gerenciamento de Comunicações

41Camada do Canal Óptico e a Hierarquia Digital de Transporte

• Durante o desenvolvimento da Recomendação ITU-T G.709 percebeu-se que a camada OCh demandaria técnicas digitais para supervisão e monitoramento:– Limitações na construção de redes puramente ópticas;– Necessidade de elementos 3R conforme características do

enlace óptico.

• Escolha da G.709 em utilizar quadros (frames) digitais, com cabeçalho (overhead) de suporte aos requisitos de gerência OCh;

• Como resultado, houve a introdução das ODU e OTU, subcamadas OCh;

• Embora o OTU seja o principal cliente OCh, existem outros clientes padronizados. Ex.: SDH (OCh/RSn_A).

42Subcamadas ODU e OTU

Optical channel Data Unit (ODU) layer network

Optical channel Transport Unit (OTU) layer network

43A Estrutura das Camadas Digitais OTN

• Composta por duas subcamadas, a ODU (OCh Data Unit) e a OTU (OCh Transport Unit);

• Uma seção OTU suporta um caminho ODU como cliente;• Um caminho ODU suporta vários sinais OTN clientes e

múltiplos [ODUj (j < k)] caminhos de menor ordem (taxa de bits);

• Para o caso de múltiplos caminhos, é recomendado que um domínio administrativo não exceda a visibilidade de duas hierarquias (um estágio de multiplexação), diminuindo a complexidade da rede;

• No exemplo do próximo slide, o domínio suporta ODU1 e ODU2 sobre o ODU3, apenas um estágio de multiplexação (ODU1 → ODU2) ou (ODU1, ODU2 → ODU3);

44Exemplo de Multiplexação de Caminhos Digitais

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• Multiplexação: agregar/agrupar sinais de mais baixa ordem em um sinal de mais alta ordem;

• Na OTN a função de multiplexação fica na adaptação ODUk/ODUj_A (dentro do domínio ODU);

• A multiplexação inversa também é possível, recebendo um sinal cliente de alta ordem e concatenado múltiplos ODUs para transportá-lo.

Fundamentos da Multiplexação de ODUs

46Subcamadas ODU



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• Provê funcionalidades para o gerenciamento de um caminho digital fim-a-fim, onde sinais clientes variados serão, transparentemente transportados (ATM, Ethernet, IP, SDH ATM, ODU, etc.):– Rearranjo de caminhos ODU para roteamento flexível;– Processamento de cabeçalho ODU para se garantir a

qualidade e integridade do sinal cliente;– Funções de OAM&P (Operation, Administration, Maintanace

and Provisioning) visando a sobrevivência do do caminho digital;

– Detecção e indicação de defeitos na transmissão.

Funções da Camada ODU

48Subcamadas ODU e OTU



49

• Provê funcionalidades para a inter-conexão de seções digitais:– Processamento de cabeçalho OTU e condições de transporte

no canal óptico, garantindo a integridade do sinal cliente;– Funções de OAM&P OTU, visando a sobrevivência da seção

digital.

Funções da Camada OTU

50Novas Atribuições de Gerenciamento

51Novas Atribuições de Gerenciamento

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• Os sinais de substituição são utilizados na presença de alguma falha, tanto do lado source quanto do lado sink;

• Do lado source pode ocorrer uma falha no sinal cliente de entrada, com isso ele é substituído por um sinal do tipo generic-AIS e então mapeado em uma OPUk;

• Do lado sink pode ocorrer uma perda de sinal ou então chegar um sinal de condição de falha (ex.: em casos como ODUk-AIS, ODUk-LCK, ODUk-OCI). Para todos os casos, o sinal cliente perdido é substituído por um sinal do tipo generic-AIS;

• Em outros casos de perda do lado sink (ex: para transmissão de sinais ODU2e/OPU2e), o sinal cliente perdido é substituído por um stream de 66B blocos.

Sinais de Substituição

53

• Falha no lado source.


Perda do sinal cliente

Envia um Sinal de

Substituição

Recebe um Sinal de

Substituição

STM-64ODU2

STM-64

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• Falha no lado sink.


Perda de sinal

Gera ODU2-AIS

Recebe o ODU2-AIS e resulta em um

Sinal de Substituição

no cliente

STM-64

ODU2

STM-64

55Exemplo de Transponder Terminal

56Exemplo de Transponder Regenerador

Exemplo de Amplificador 1R57

58Exemplos: de uma Coversão de Comprimento de Onda

Fim da trilha OTS

Fim da trilha OMS

Readaptação OMS/OCh

59Exemplo de site 1R e site cross-conexão

Fim da trilha OTS

Fim da trilha OMS

Readaptação OTS/OMS

Cross-conexão após Adaptação OMS/OCh

60Exemplo de Terminal Padtec

Transponders/Muxponders/ Combiners

Multiplexador e Demultiplexador de canal óptico

Amplificadores

Mux/Demux do canal de supervisão

Gerador de OSC

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