Synchronous Optical NETwork (SONET)
eNext-generation SONET
Rafael P. Laufer
Prof. Otto
Poli – Escola PolitécnicaCOPPE – Programa de Engenharia Elétrica
Universidade Federal do Rio de Janeiro
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 Multiplexador Repetidor Demultiplexador
SeçãoSeção SeçãoSeçãoLinhaLinha
Caminho
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 colunas3 col.overhead
9 linhas
125 μs
250 μs
Seção
Linha
Caminho
Dados do usuário
Multiplexação
• Byte-interleaving
A1A2A3
B1B2B3
C1C2C3
A3B3C3 A2B2C2 A1B1C1
Multiplexação
• Exemplo de multiplexação no SONET
T1T1..
T1
STS-1
STS-1
STS-1
STS-3
STS-3
STS-3
STS-3
STS-12 OC-12
MisturadorConversor
elétrico-óptico
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
SeçãoSeção SeçãoLinhaLinha
Caminho
Caminho
LinhaSeção
Fotônica
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.