Trabalho Oficial Metro Ethernet

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTACIO DE SÁ
Curso Redes de Computadores
Aleksander Cattoni Costa
Rafael de Moura Salomé
Raldeinei Leonardo Vieira
Weverton Dias Pinto
REDES DE BANDA LARGA
TECNOLOGIA METRO ETHERNET
REDES DE BANDA LARGA: TECNOLOGIA METRO ETHERNET
Trabalho apresentado ao Curso de Redes de Computadores, na turma de quarto período/noite da Faculdade Centro Universitário Estácio de Sá, como requisito de obtenção de notas na disciplina de Redes Banda Larga.
Professor: José Eustáquio
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO....................................................................................................4
2. DESENVOLVIMENTO........................................................................................5
2.1 Características da Tecnologia...........................................................................5
2.2 Tipos de Serviços..............................................................................................6
2.2.1Conexão Virtual Ethernet................................................................................6
2.3 Equipamentos Utilizados...................................................................................8
2.4 Desenhos das Topologias de rede utilizadas..................................................11
2.5 Problemas detectados e suas soluções..........................................................12
2.5.1 Back Haul Movel..........................................................................................12
2.5.2 Serviços Corporativos..................................................................................13
2.5.3 Serviços Residenciais..................................................................................14
2.6 Vantagens e Desvantagens Comparado com outras Redes..........................16
2.6.1 Vantagens....................................................................................................16
2.6.1 Desvantagens..............................................................................................17
3. CONCLUSÃO...................................................................................................18
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................19
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Introdução
Devido ao grande avanço da tecnologia na área de telecomunicação, as operadoras precisam disponibilizar serviços cada vez mais rápidos e com confiabilidade. Essa demanda crescente por velocidade de comunicação esta cada vez mais presente nas corporações e clientes domésticos que buscam agilidade em seus processos. E por sua vez as operadoras precisam se adequar para continuarem lucrativas e competitivas. Um dos principais avanços na tecnologia de telecomunicações foi graças ao protocolo Ethernet criado pelo IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) na década de 1970.
O protocolo Ethernet continua sendo o mais usados em redes LAN devido a sua simplicidade, facilidade de operação, grau elevado de integração e padronização e principalmente por envolver um custo baixo em sua implementação, quando comparado com outras tecnologias. Por outro lado, redes MAN e WAN não possuem essas características principalmente quando utilizam as tecnologias ATM e Frame Relay que normalmente são mais complexas e tem um custo maior em sua implantação. Uma solução foi aplicar a tecnologia Ethernet nas redes Metropolitanas criando as redes Metro Ethernet.
Metro Ethernet é definida basicamente com uma rede de banda larga que utiliza o padrão Ethernet para interconectar LANs corporativas geograficamente separadas em áreas Metropolitanas, interconectando-se a uma WAN ou backbone operados pelo provedor de serviços. Com essa tecnologia as operadoras consegue oferecer serviços sob demanda, facilidade no planejamento, gerenciamento e manutenção, e também oferecer maior largura de banda com garantias de desempenho e segurança, visando sempre um menor custo. 
Com a Metro Ethernet os serviços do tipo Triple Play que combina dados, voz e multimídia sob um único canal de comunicação podem ser oferecidos aos clientes, atendendo a crescente demanda por desse serviço causados principalmente pelos dispositivos moveis.
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2. Desenvolvimento
2.1 Características da Tecnologia
Movido pelo grande aumento do consumo voltado a tecnologia entorno da internet, a rede Ethernet foi criada com foco na interoperabilidade entre diferentes fabricantes, melhor gerenciamento e implantação dos ativos com custos mais baixos dos que os disponíveis por suas tecnologias concorrentes, maior controle, flexibilidade no gerenciamento de banda disponível ao cliente por ter uma capacidade de granularidade do link onde podemos aumentar ou diminuir a velocidade do link do cliente com maior facilidade. 
Interoperabilidade entre fabricantes
Como o protocolo Ethernet se tornou um padrão, todos os fabricantes que fabricam seus dispositivos baseados na tecnologia Ethernet são interoperáveis não havendo incompatibilidade de comunicação entre eles.
Baixo custo de implantação e planejamento
O baixo custo de implantação se remete a grande difusão do protocolo Ethernet que praticamente domina o mercado nos dias hoje, tornando seus equipamentos mais baratos e conhecidos aos profissionais que irão, orçar, comprar, planejar, gerenciar e dar manutenção nos equipamentos e softwares embarcados junto a Ethernet.
Melhor gerenciamento
Comparado as tecnologias concorrentes o protocolo Ethernet tem a vantagem de ser bem mais fácil de ser gerenciado, por ser um padrão mundial, ter seus equipamentos conhecidos pelos profissionais.
Melhor flexibilidade na granularidade do link 
Na tecnologia Ethernet temos maior flexibilidade no downgrade e upgrade dos links fornecidos aos clientes, o que era mais complicado nas tecnologias que não fazem uso da comutação por pacotes. 
2.2 Tipos de Serviços
O esquema básico do serviço Metro Ethernet é ilustrado abaixo. O provedor da MEN (Metro Ethernet Network) provê o serviço Metro Ethernet aos seus clientes. A ponta do cliente (CE) é conectada à MEN por meio da interface de rede do usuário (UNI). Isso ocorre por meio de uma interface Ethernet comum, operando a 10Mbps, 100Mbps, ou 1000Mbps.
Fig. (Nº1) – Rede Metro Ethernet. (Fonte: http://blog.ccna.com.br)
2.2.1 Conexão Virtual Ethernet
Uma conexão Ethernet virtual (EVC – Ethernet Virtual Connection) é um dos conceitos mais importantes em redes Metro Ethernet. Uma EVC pode ser considerada como uma instância da associação de duas ou mais UNIs, com o objetivo de transportar um fluxo de dados entre dois ou mais clientes, através de uma rede Metro Ethernet. Os EVCs ajudam a visualizar o conceito de conexões e podem ser comparados ao conceito dos PVCs, no ATM.
Existem dois tipos de EVCs definidos pelo MEF; o ponto-a-ponto (E-LINE) e o multiponto-multiponto (E-LAN).
Ethernet Line
O serviço Ethernet Line ou linha Ethernet, corresponde a comunicação ponto-a-ponto entre duas UNIs, conforme a figura abaixo ilustra:
Fig. (Nº2) – Rede Metro Ethernet, ponto-a-ponto (E-LINE). (Fonte: http://blog.ccna.com.br)
Uma mesma UNI pode ser associada à mais de uma E-Line simultaneamente, do mesmo modo que vários PVCs podem ser associados à uma mesma interface física em uma rede Frame-Relay.
Ethernet LAN
O serviço Ethernet LAN oferece conectividade multiponto entre duas ou mais UNIs. Quadros transmitidos podem ser recebidos por duas ou mais outras UNIs. Sob a perspectiva do assinante a MEN assemelha-se a uma LAN. Quando uma nova UNI é integrada, simplesmente conecta-se essa nova UNI ao mesmo EVC para que esta UNI tenha conectividade multi-site. Comparando com o serviço Frame Relay verificamos que o E-LAN, nesse tipo de conectividade, é muito mais simples. O Frame Relay cria um serviço multiponto por meio de vários serviços ponto-a-ponto, a cada inclusão de site é necessário criar novos PVCs em todas as pontas envolvidas.No caso de uma E-LAN, isso não é necessário, assim como em uma LAN tradicional. 
		Fig. (Nº3) – Rede Metro Ethernet, multiponto-multiponto (E-LAN). (Fonte: http://blog.ccna.com.br)	�
2.3 Equipamentos Utilizados
Fig. (Nº4) - Router de Borda de Distribuição CISCO 7609-S , recebe da Nuvem para distribuir aos routers de entrega. Obs.: Possui duas fontes de alimentação - uma de contingência. (Fonte: Elaborada pelo autor)
Fig. (Nº5) - Router de Borda de distribuição - Cisco ASR 9000 Series Rede Metro Ethernet. (Fonte: Elaborada pelo autor)
Fig. (Nº6) - Router de Borda Cisco CRS-3 Rede Metro Ethernet. (Fonte: Elaborada pelo autor)
Fig. (Nº7) - DIO – Utilizado como interligação das fibras do equipamento para não haver a necessidade de atuação fisicamente nas portas principais do equipamento. (Fonte: Elaborada pelo autor)
Fig. (Nº8) - Equipamento Router de Borda CISCO 12004, entrega o link ao acesso cliente. (Fonte: Elaborada pelo autor)
Obs: Cabeamento utilizado na rede é o Cat 6 da Furukawa classificado em 1 Gbps e opera a 250MHz para cabeamento horizontal ou secundário entre os equipamentos e painéis de distribuição (Patch Panels).
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2.4 Desenhos das Topologias de Redes
 Fig. (Nº9) – Exemplo de Metro Ethernet. (Fonte: http://www.telbrax.com.br) 
Fig. (Nº10) – Topologia Ethernet mista de fibra e cobre. (Fonte: http://www.eetasia.com)
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2.5 Problemas detectados e suas soluções 
Para cumprir como rede de banda larga a rede Metro enfrenta três desafios chave, esteja ela atuando em áreas urbanas ou rurais. Estes desafios são ilustrados através dos casos práticos de serviços móveis, corporativo e residencial descritos nas seções seguintes.
2.5.1 Backhaul Móvel
 As estações rádio base são localizadas de modo a fornecer cobertura máxima e devem ser ligadas ao núcleo (core) da rede móvel a um custo mínimo. Para atingir este objetivo atualmente, aproximadamente 60% de todas as estações rádio base são ligadas por enlaces de microondas ao backhaul principal das redes, composto por circuitos dedicados ou enlaces de fibra óptica.
 O White Paper “High-speed technologies for mobile backhaul” descreve como os novos serviços móveis de banda larga (3G e acima) necessitam de backhaul de transporte de pacotes IP e Ethernet para as estações rádio base a custos acessíveis.
 As tecnologias de transporte existentes, tais como circuitos E1/T1, ATM (Asynchronous Transfer Mode) e SONET (Synchronous Optical Networking) / SDH (Synchronous Digital Hierarchy), também continuarão a ser utilizadas por muitos anos.
 Estes circuitos podem ser transportados nativamente através da rede Metro, ou através de camadas de transporte Metro convergentes baseada em pacotes, o que reduziria o custo total de propriedade. 
Para transportar o tráfego móvel, a rede Metro FSBB deve:
Fornecer serviços de transporte Ethernet ponto-a-ponto e multiponto;
Permitir o aumento de capacidade a um custo acessível;
Suportar uma gama classes de qualidade de serviço (QoS), tais como a variação de atraso muito baixa para sincronização baseada em pacotes (por exemplo, usando o Network Time Protocol ou o IEEE 1588 Precision Time Protocol), baixa atraso absoluto para serviços interativos, e entrega do tipo melhor-esforço (best-effort) o tráfego da web em geral;
Suportar o transporte Ethernet com e gerenciamento OAM de forma eficiente sobre sistemas de microondas com otimização de banda, usados para estender a rede Metro.
 
2.5.2 Serviços Corporativos
Circuitos Dedicados e a Migração para Serviços Corporativos de VPN
 As empresas sempre querem interligar seus vários sites a um custo acessível, de forma, confiável transparente, e com taxas de bits muito próximas às das redes locais (normalmente 1 Gbit/s, alguns de até 10 Gbit/s).
 Elas podem então alcançar reduções internas significativas de custo, através da consolidação de sua intra-estrutura interna de TI e de Comunicação (TIC), ao mesmo tempo em que fornecem aos seus usuários acesso pleno em alta velocidade às aplicações e sistemas.
 Enquanto isso, as operadoras Metro consideram os serviços de transporte Ethernet (Ethernet Carrier) como uma boa solução, permitindo a substituição dos serviços TDM, Frame Relay ou ATM por serviços E-Line (conexão dedicada sobre Ethernet), E-LAN (conexão LAN privada sobre Ethernet) ou E-Tree (conexões virtuais sobre Ethernet), complementando serviços de VPN IP. 
Uma rede Metro FSBB de alto desempenho também beneficia as empresas interligando redes de sistemas de armazenamento (Storage Area Networks – SAN), utilizando serviços de backup remoto ou redes de entrega de conteúdo (Content Delivery Networks – CDN), para os quais as operadoras já estão entregando serviços de velocidades muito altas, que chegam até dezenas de Gbit/s. 
Acesso Corporativo à Internet
 As empresas também estão consolidando e melhorando seu acesso à Internet de alta velocidade para garantir uma sólida presença na Web, e também para ampliar o acesso transparente à aplicação para escritórios remotos e trabalhadores nomádicos usando de banda larga fixa e móvel de acesso à Internet com velocidades cada vez mais altas. 
Para entregar futuro serviços corporativos, a rede Metro FSBB deve:
Fornecer serviços de conectividade dos tipos E-Line, E-LAN e E-Tree;
Fornecer serviços de conectividade Metro dos tipos VPN IP e de acesso à Internet;
Fornecer serviços de transporte para serviços específicos e de alta velocidade que não sejam baseados no protocolo Ethernet;
Ser altamente confiável;
Ter um baixo custo total de propriedade e operação. 
2.5.3 Serviços Residenciais
No competitivo mercado residencial de banda larga, a largura de banda disponível para os usuários residenciais e SOHO (Small Office / Home Office) está se aproximando dos níveis normalmente esperados as redes locais (LAN) de escritórios de grande porte, e está permitindo o desenvolvimento notável de aplicações.
 Nesse caso, a arquitetura FSBB suportará a tendência observada para o uso de serviços personalizados de acesso nomádico, mais do que simplesmente a prestação de serviços locais fixos. Isto pode ser conseguido através da coordenação entre os nós de acesso e os sistemas de service edge.
IPTV
 Um serviço de IPTV bem sucedido deve satisfazer as expectativas muito elevadas dos usuários de disponibilidade, qualidade e interatividade do serviço, com uma forte ênfase na sua personalização. Isto exige redundância, flexibilidade e escalabilidade da rede Metro, combinando com a entrega unicast com o multicast fixo ou dinâmico para um uso eficiente da largura de banda da rede Metro. A inclusão da implementação para o protocolo IGPM (Internet Group Management Protocol), através do uso das funcionalidades group join/leave suppression e query Proxy, também pode reduzir a carga do service edge de IPTV.
 
Acesso à Internet de Alta Velocidade
 A rede Metro deve ser suficientemente escalável para fornecer capacidade necessária de Internet. As várias aplicações existentes, tais como a entrega de conteúdo avançados de mídia (rich media), distribuição de mídia fim-a-fim (peer-to-peer) e as atualizações automática de software, estão promovendo o aumento de carga da rede. Atualmente muitas pessoas também produzem conteúdos de imagem e vídeo, o que eleva a necessidade de largura de banda Metro e de aumento da capacidade disponível uplink nas tecnologias de acesso mais simétricas.
Multimídia e Voz
 Multimídia e serviços de voz, em geral controlados a partir do prestador de serviços pelo subsistema IMS (IP Multimedia Subsystem) ou Softswitch através dos habilitadores de serviço na arquitetura global, podem ser entregues através de um leque de tecnologias residenciais – terminais simples, set-top boxes, redes residenciais ou células GSM residenciais. Em termos de rede Metro, esses serviços abrangem uma gama de larguras de banda, e muitos precisam atrasos reduzidos de entrega de mídia.
Para fornecer serviços residenciais com sucesso, a rede Metrodeve:
Agregar os serviços de banda larga na camada OTN / WDM da rede Metro;
Suportar o transporte com baixo atraso e baixa perda de serviços interativos e de IPTV;
Suportar pontos de injeção de conteúdo multicast fixo e dinâmico otimizados;
Ser extremamente confiável, pois dada a alta disponibilidade de prestadores de serviço, os usuários residenciais não irão tolerar qualquer interrupção de serviço com mais facilidade do que os usuários corporativos. 
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2.6 Vantagens e desvantagens comparado com outras redes
2.6.1 Vantagens
Custos
Por ser um modelo de rede que utiliza equipamentos baseados no protocolo Ethernet, sua implementação se torna bem menos custosa comparado as suas tecnologias concorrentes, devido ao grande numero de equipamentos Ethernet produzidos e vendidos até hoje. Para se ter uma ideia a tecnologia Ethernet gera uma economia de até 90% comparada as outras tecnologias.
Flexibilidade de gerenciamento de banda
A tecnologia ainda permite maior flexibilidade no gerenciamento de banda disponibilizada aos seus assinantes, tornando os upgrades ou downgrades de banda muitos mais fáceis de fazer podendo aumentar ou diminuir a banda conforme as necessidades do cliente, que pode ter a velocidade do seu link diminuída ou aumentada conforme sua necessidade sem a alteração física do mesmo. Nas concorrentes existem limitadas opções de bandas e geralmente precisa ser feito a troca dos equipamentos ou alteração do meio físico para que a mudança ocorra.
Integração com as redes locais 
A Metro Ethernet ainda fornece maior integração com as redes locais dos cliente, justamente por fazer uso da mesma tecnologia Ethernet usada nas redes locais dos clientes, tornando assim a utilização de adaptadores ou conversores quase nula, o que melhora consideravelmente a velocidade da mesma, além de evitar mais gastos com outros aparelhos e mão de obra. 
Transmissão por comutação de pacotes
A Tecnologia ainda permite um maior aproveitamento da transmissão fazendo uso da comutação de pacotes, que por transmitir tanto dados como voz é essencial nos dias de hoje, já que a comutação de circuitos era voltada para transmissão de voz. 
Outros
Por utilizar o protocolo Ethernet a tecnologia a Metro Ethernet obtém ótimos resultados quando se tratam de planejamento, gerenciamento e manutenção comparados aos seus últimos concorrentes.
2.6.2 Desvantagens
Segurança e QoS
Devido ao uso da comutação por pacotes a rede Ethernet ainda tem desvantagens, comparada aos seus concorrentes nos quesitos segurança e qualidade do serviço (QOS), são serviços que precisam ser tratados com cuidado após implementação. �
3. Conclusão
	
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Referências Bibliográficas
Blog CCNA – Redes Metro-Ethernet. http://blog.ccna.com.br/2008/04/27/metro-ethernet > Acesso em 13/09/2016.
Davi M. Fraulob, Edgar J.Piacentini. Metro Ethernet. http://www.sj.ifsc.edu.br/~msobral/RCO2/docs/casagrande/MODULO3/cap11/Metro_Ethernet_2006.pdf > Acesso em 14/09/2016.
Grupo de Teleinformática e Automação / UFRJ - Metro Ethernet. http://www.gta.ufrj.br/ensino/eel879/trabalhos_vf_2008_2/igorcamp > Acesso em 13/09/2016.
Loring Wirbel EE Times. Wiser use of copper beyond DSL pushed. http://www.eetasia.com/ART_8800460952_590626_NT_963427a4.HTM > Acesso em 20/09/2016.
MEF Third Network Vision – A Terceira Rede. https://www.mef.net/Assets/White_Papers/MEF%20-%20A%20Terceira%20Rede.pdf > Acesso em 13/09/2016.
PORTAL TELECO – Arquitetura Metro de Serviços Plenos em Banda Larga. http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialfsbb/default.asp > Acesso em 12/09/2016.
TELBRAX - Conheça Metro Ethernet E Suas Vantagens. http://www.telbrax.com.br/blog/metro-ethernet > Acesso em 13/09/2016.
Belo Horizonte, 2016
Belo Horizonte, 2016