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abr 27 2008

Redes Metro-Ethernet

Atendendo a pedidos, um pequeno artigo tratando sobre o Metro-Ethernet! Espero que gostem.

Abs!

Marco.

(fonte: http://www.gta.ufrj.br/grad/04_2/metro)

Introdução

Este artigo visa esclarecer os principais aspectos dos conceitos de Metro Ethernet e dos serviços envolvidos nessa tecnologia (Serviços Metro Ethernet). As principais documentações existentes sobre o assunto são geradas pela organização sem fins lucrativos MEF (Metro Ethernet Forum) que visa conceituar, difundir e especificar a Metro Ethernet.

Por que Ethernet?

A Ethernet se mantém no mercado a mais de 20 anos por ser simples e flexível. Ela é confiável, tem baixo custo e fácil manutenção. Não há nenhuma tabela de configuração para gerenciar a rede, nem softwares para controlá-la.

Por que Metro-Ethernet?

Metro Ethernet é um modo de utilizar redes Ethernet em áreas Metropolitanas e geograficamente distribuídas.Esse conceito surgiu, pois, de acordo com alguns estudos, o tráfego de dados estaria superando o tráfego de voz nas redes metropolitanas, portanto seria mais interessante utilizar uma infra-estrutura de transmissão de dados do que uma TDM (Time Division Multiplexing), criada para a transmissão de voz.

E, como já vimos anteriormente, Ethernet é uma escolha lógica, devido ao seu baixo custo, flexibilidade e facilidade de manutenção e operação.

Serviços Metro Ethernet

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.

Sob a perspectiva do provedor da MEN, os serviços podem ser oferecidos baseados em diversas tecnologias e protocolos, como SONET, WDM, MPLS, FRAME RELAY, etc. Mas sob a perspectiva do assinante, a conexão é sempre feita por meio de uma interface Ethernet comum.

Conexão Virtual Ethernet

Uma EVC (Conexão Virtual Ethernet), consiste na associação de uma ou mais interfaces de rede do usuário (UNIs). EVCs têm como funções principais o estabelecimento de uma conexão (ponto a ponto ou multiponto) entre duas ou mais UNIs, transferindo quadros Ethernet entre elas e garantindo que não haverá comunicação entre sites que não façam parte de uma EVC (similar a segurança e privacidade oferecida pelos PVCs Frame Relay).Um quadro Ethernet não deve nunca retornar a interface que o originou, e o quadro não deve ser alterado no caminho entre a sua origem até o seu destino.O MEF (Metro Ethernet Forum) define dois tipos de serviços: Ethernet Line e Ethernet LAN.

Ethernet Line

O serviço Ethernet Line ou linha Ethernet, corresponde a comunicação ponto-a-ponto entre duas UNIs, conforme a figura abaixo ilustra:

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.

A Interface física Ethernet

A interface sob o ponto de vista do assinante é uma interface padrão estabelecida pelo comitê IEEE 802.3.

Perfis de largura de banda

O MEF definiu três tipos de atributos para perfis de banda:

I) Largura de banda por UNI

II) Largura de banda por EVC

III) Largura de banda por identificador de CoS.

Estes baseiam-se nos seguintes parâmetros de tráfego:

  • CIR (Commited Information Ratio)
  • CBS (Commited Burst Size)
  • EIR (Extended Information Ratio)
  • EBS (Extended Information Size)

Entrega de Quadros

Os provedores de serviço definem quais tipos de quadros serão permitidos (transmitidos) e quais serão proibidos (descartados). Alguns provedores entregam todos os tipos, outros têm algumas restrições. O serviço E-LAN suporta o aprendizado dos endereços, e os quadros com endereços Unicast, Multicast ou Broadcast desconhecidos vão ser entregues para todas as UNIs, já os quadros com endereço MAC conhecido vão ser entregues para as UNI as quais o endereço foi aprendido.

Quadros Unicast

São quadros definidos pelo endereço MAC de destino. Esse atributo especifica se o quadro unicast deve ser descartado, entregue ou entregue condicionalmente (condições que devem ser especificadas).

Quadros Multicast

São quadros com o endereço MAC destino na faixa de 01-00-5E-00-00-00 até 01-00-5E-7F-FF-FF. Esse atributo especifica se o quadro unicast deve ser descartado, entregue ou entregue condicionalmente (condições que devem ser especificadas).

Quadros Broadcast

São quadros com o endereço MAC destino FF-FF-FF-FF-FF-FF. Esse atributo especifica se o quadro unicast deve ser descartado, entregue ou entregue condicionalmente (condições que devem ser especificadas).

A arquitetura das redes Metro Ethernet

A arquitetura básica de uma rede Metro-Ethernet já foi mencionada, e é apresentada abaixo:

O Modelo de referência de uma MEN, por sua vez, é apresentado à seguir:

A camada de serviços de aplicação

A camada APP oferece suporte a aplicações baseadas nos serviços Ethernet através da MEN. Vários serviços de aplicação podem ser suportados, como exemplo, o uso da camada ETH como camada TRAN para outras redes como IP, MPLS, PDH, etc.

A camada de serviços Ethernet

A camada ETH é responsável pelos serviços do MAC (controle de acesso ao meio) e pela entrega dos quadros nas interfaces e nos pontos associados. O quadro apresentado nas interfaces da camada ETH pode ser um quadro Unicast, Multicast ou Broadcast, de acordo com o padrão IEEE 802.3

A camada de serviços de transporte

A camada TRAN oferece suporte para conectividade entre os elementos da camada ETH independentemente dos serviços. Várias redes podem ser utilizadas para suportar os requisitos de transporte para a camada ETH, como por exemplo. IEEE 802.3 PHY, SONET/SDH, ATM VC, PDH DS1/E1, MPLS LSP, etc.

Vantagens

O Metro Ethernet oferece as seguintes vantagens para provedores e assinantes:

  • Não necessidade de roteador na ponta do cliente, diminuindo custo;
  • Flexibilidade (Para aumento de banda por demanda, por exemplo);
  • Fácil Manutenção;
  • Fácil gerenciamento;
  • Equipamentos mais baratos do que nas redes mais “antigas” (ATM, SONET, FR, etc…);
  • Cliente lida com uma interface Ethernet comum e bem conhecida, integrando-se perfeitamente a LAN já instalada;
  • Permite ao provedor oferecer serviços de valor agregado;
  • Mais largura de banda para os clientes do que utilizando outras tecnologias como DSL ou Cable Modems;
  • Possibilidade de o cliente pagar apenas pela banda utilizada (fácil implementação deste controle no lado da operadora).

No Brasil

No Brasil, a tecnologia Metro Ethernet ainda é pouco difundida, porém estamos dando passos na direção do crescimento da popularidade das MEN. Pesquisas apontam que 98% das redes corporativas nacionais baseiam-se no padrão Ethernet, o que justificaria um crescimento na oferta de serviços Metro Ethernet. A Telemar, por exemplo, já implantou aqui no Brasil uma MEN para atender inicialmente Rio de Janeiro, Recife, São Paulo e Belo Horizonte. O primeiro cliente dela aqui no Rio foi a Petrobrás, contratando um serviço E-LAN com velocidade de 100Mbps. A Iqara Telecom, por sua vez, oferece serviços de última milha baseados em uma MEN de 1Gbps com anéis de fibra ótica. A Intelig fechou um contrato e utilizará as redes de acesso da Iqara para última milha, ela oferece serviços de internet banda larga além de um serviço para interligar redes corporativas a altas velocidades. Alguns consultores das gigantes de telecom nacionais apostam na premissa de que Ethernet é muito mais barato que as soluções já instaladas como SDH, ATM ou FR (até 5 vezes mais barato por megabit) e que é muito importante a questão de não precisar de uma estrutura com roteadores na ponta do cliente.

Conclusão

Conforme este artigo demonstrou, redes Metro Ethernet têm inúmeras vantagens tanto para provedores quanto para clientes em matéria de custos e qualidade. Produtos e equipamentos Metro Ethernet vêm sendo desenvolvidos no mundo inteiro, com uma grande atenção da Cisco para essa tecnologia. Por meio de um padrão bem estruturado e estudado, o Metro Ethernet consegue integrar-se perfeitamente as redes das operadoras já instaladas, além de obviamente trabalhar em perfeita harmonia com novos padrões, como Gigabit Ethernet.Com a grande aceitação da tecnologia pelo mercado, Metro Ethernet dificilmente não será um padrão de enorme sucesso e grande base de redes instaladas.



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23 comentários

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  1. sergiombrg

    Marco! Obrigado pelo post! Muito bom mesmo!

    Na carrier em q trabalho usamos aneis de fibra, ae em cada armário do anel possui um switch, assim fechando o anel metro-etehernet. Fica ae como curiosidade hehehehe

    Abraços!

    Sergio Meyenberg Jr.

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  2. Obrigado por mais este post, Marco!!!

    Muito interessante, até mesmo porque apenas tinha ouvido falar sobre MEN.

    Muito bom!!!

    Abraços.

    Érik Voitic

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  3. Toguko

    Somente para complementar o artigo, eu sou funcionário da Oi e trabalho com otimização de redes RMS (Redes MultiServiços) e MetroEthernet.
    A rede MetroEthernet da Oi atende a toda área da cobertura da Oi e São Paulo, possuimos 4 fabricantes provendo os equipamento MetroEthernet são eles: Cisco, Alcatel, Juniper e Datacom.
    A previsão é de uma grande expansão na rede neste ano pois a rede Metroethernet é usada para a atendimento ao produto Velox (banda larga residencial).

    Abraços, Rafael Venancio
    rafael.venancio@gmail.com

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  4. Éder Marcelo

    Ótimo assunto Marco.

    Mas fiquei com uma dúvida nessa colocação: “Sob a perspectiva do provedor da MEN, os serviços podem ser oferecidos baseados em diversas tecnologias e protocolos, como SONET, WDM, MPLS, FRAME RELAY, etc.”

    As operadoras utilizariam a mesma estrutura existente para prover MEN?

    []’s
    Éder Marcelo

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  5. Junior Bourguignon

    Vou juntar ao time do Sergiombrg e do toguko, eu trabalho em Vitória/ES administro um Metro-Ethernet da Prefeitura Municipal de Vitória que apelidamos de Metrovix é formada por anéis de fibra óptica que rodeia a ilha de Vitória inteira, utilizamos da tecnologia CWDM, depois vou mandar para o Marco alguns artigos que tenho sobre CWDM se ele se interessar postar aí para pessoal acho que vai ser bacana, é uma tecnologia incrível, muito show! Para aqueles que desejarem conhecer a Metrovix segue o link: http://www.vitoria.es.gov.br/diario/2006/0710/redemetrovix.asp

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  6. Marco Filippetti

    Junior, mande sim! Monto um post sobre o assunto e publico.

    Abs!

    Marco.

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  7. Petry

    Marco, e pessoal que trabalha com metroethernet…

    Qual o meio físico utilizado para se chegar no cliente ? Par trançado? Acho que não né?

    O pouco que já ouvi falar de Metroethernet era usando FTTH ( Fiber to the Home ), que ia com fibra até a casa do usuário. Acredito que não é isso que é falado neste artigo, pois este diz que o serviço é barato por não precisar de um roteador no cliente, mas chegando fibra seria necessário um equip. para fibra.

    Valeu, []s

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  8. Marco Filippetti

    Oi Petry! Não sou espoecialista em Metro Ethernet (nunca trabalhei com este tipo de rede), mas acredito que o acesso se dê mesmo via par de fibra, como você mesmo mencionou. Quanto ao equipamento de fibra, pense que, hoje, switches de custo bastante acessível já possuem portas em fibra, ou módulos para conexão de SFPs que suportem diversos tipos de fibra óptica.

    Abs!

    Marco

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  9. Marco Filippetti

    Petry, eis um diagrama interessante. Note que, os CPEs ilustrados poderiam até entregar o acesso em par metálico ao cliente. Bastaria que o equipamento em questão oferecesse este tipo de porta. Um detalhe, os CPEs aqui ilustrados são de responsabilidade do provedor, ou seja, fazem parte do serviço contratado. Mas ainda assim, acredito que o mais comum seja F.O.

    Abs,

    Marco.

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  10. wilkerson

    Acabei de me cadastrar no site. O site está é uma canivete-suiço. Vou começar a estudar para o CCNA e esse é meu alvo para este ano. Obrigado pela ajuda.

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  11. ferrugem

    wilkerson.. Não deixe de contribuir com seu voto no prêmio Ibest, para fazermos deste um blog campeão!!! 😀

    http://blog.ccna.com.br/ibest/

    Abraços e bons estudos!!!

    http://estude.4shared.com –> HD do BLOG!!! 😉

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  12. Petry

    Olá Marco!!

    O usual deve ser fibra mesmo. E a tendencia é cada vez baratear mais esses equips mesmo.

    Acho o uso de par trançado inadequado, já que estamos falando de 100 e 1000Mbps.

    De qualquer forma, acredito ser uma tecnologia promissora!

    []s

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  13. Silvio Veira

    Olá rapaziada! Tava dando uma olhada deste poste que é muito legal mesmo… quem nunca se interessou ou nunca ouviu falar de rede MetroEthernet recomendo que leiam um pouco doque o Filippetti escreveu aqui… sem dúvida quem trabalha nessa área ou pretende trabalhar, cedo ou tarde irá se deparar com uma rede desse tipo… isso é o Futuro!
    Vi que algumas questões surgiram de alguns colaboradores mais atentos… e que sem dúvida são as questãos mais comuns… normalmente as menos respondidas 🙂 …quando se fala em redes MEM:
    “Qual o meio físico utilizado para se chegar no cliente ? Par trançado? Acho que não né?”
    R:O meio físico para chegar no cliente é aquele que melhor atende o cliente. Devemos lembrar que a rede MEN não se refere a rede de acesso ao Cliente, mais sim a estrutura que suportará os serviços oferecidos a estes clientes. Podemos ter um par trançado oferecendo serviço de xDSL na residência ou empresa, e esses diversos acessos xDSL ou Cable-Modem terão uma rede MetroEthernet concentrando todos eles em uma estrutura, normalmente em anel, conectado por fibras e funcionando a Giga. Onde para o acesso (cliente) não há necessidade de alteração. Ou podemos entregar na última-milha uma FTTH, e nossa estrutura de rede formada por anéis em Giga suportará a concentração de vários acesso funcionando em velocidade bem superiores as que são normalmente oferecidas.
    “As operadoras utilizariam a mesma estrutura existente para prover MEN?”
    R:Nesse caso podemos dividir isso em 2 partes:
    1ª – A estrutura de acesso ao cliente pode ser as mesma utilizada hoje… vide resposta acima.
    2ª – A estrutura por detras deve sim ser modificada… A rede MEM nada mais é que uma rede MAN usando Ethernet… diferente das que usadas antes… pois normalmente quando criamos uma rede MAN a conexão usada para conectar os equipamentos desta rede são links E1 (2Mbps) ou algo do tipo… e a rede que usa Ethernet roda somente dentro da rede LAN (10/100/1000 Mbps)… então os equipamentos que eram responsavéis pela conexão entre os sites da nossa MAN tinham que usar diferentes protocolos de comunicação na LAN (ethernet, etc.) e na MAN (Fram-relay, etc.) … como a criação da MEN (MAN Ethernet) a mesma tecnologia que existe na LAN roda na MEM! … óbvio que nesse caso é a Ethernet 🙂 … para que isso aconteça as Operadoras precisam alterar os equipamentos que irão conectar os diferentes sites dessa Área Metropolitana… e qual equipamento que usa Ethernet e que já estamos acostumados a usar?? Isso mesmo é o velho conhecido switch! na rede MEM o switch passa a ser o equipamento que conectará diversos sites, com links normalmente em fibra, e crirão a nossa rede MetroEthernet (Distribuiçao) para suportar nossas LANs (Acessos) que usam serviços agregados… Esses switches Metro irão se conectar a roteadores que nos oferecem os serviços da rede WAN.

    E mais uma coisinha interessante… a MetroEthernet é muito legal para os provedores de serviço no que se diz respeito a banda (Custo $$$$)… pq oferece uma largura de banda muito alta (Giga) e com escalabilidade muito maior! Aí deixo essa questão para vc’s que gostam de desafios e pesquisas… Pq a rede MEN é mais escalavél para PROVEDORES e é mais barato que os meios existentes hj??
    Abração e bons estudos a todos!

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  14. Fabio Nunes

    Otima materia, pois eu tinha ouvido falar muito artificial na faculdade.

    Obrigado pelo material.

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  15. MANOEL AMORIM

    excelente matéria

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  16. Jonnathan Ferreira

    Muito bom!

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  17. Santito

    Oi Pessoal estou chegando agora no blog, também venho estudando para o CCNA, trabalho com SDH, e me interessei pelo assunto, realmente a rede Metro pode utilizar o meio TX SDH como transporte. Porém o meio TX SDH tem uma hierarquia bem rígida em relação a rede Metro Ethernet. Em alguns casos pode haver um desperdício de largura de banda pelo meio SDH, para que seja atendida a largura de banda solicitada pela Metro Ethernet.

    Abs,
    Santito.

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  18. KimRondon

    A telefônica usa bastante as redes metro, principalmente sob SONET. Tenho muitos elogios sobre a tecnologia, e o mais engraçado e que o custo delas para as empresas que solicitam o serviço, geralmente, e quase o mesmo de links inferiores frame-relay. So temos a ganhar com essa tecnologia

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  19. Michel Perez

    Marco, excelente artigo! Gostei da leitura. 🙂

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  20. Eduardo Laino

    Excelente post, Marco!!!
    Lembrando que hoje possuímos as redes PON, como GPON e GePON. Redes de Fibra Óptica que podem geram banda larga de até 1,25 Gbps.
    Possuo uma rede PON, utilizando OLT e ONU aqui em Ourinhos e funciona muito bem.
    Esse post pode ajudar sobre redes PON’s.

    http://blog.ccna.com.br/2011/03/14/redes-opticas-passivas-pons/

    Abraços!!!

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  21. RaphaelFSantos

    Esse MetroEthernet é a mesma coisa da tecnologia VPLS???

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  22. Antonio Enne

    Sou engenheiro de Telecom aposentado Embratel, dedicado hoje ao estudo de Redes e escrevendo livros (dois já publicados), além de realizar treinamento e palestras.
    Acho lastimável a interrupção desse debate pois o ultimo post foi em 4/10/2013. Sugiro que ele seja retomado e estou disposto a colaborar e incentivar colegas para também participar.
    À pergunta do Raphael Santos dou uma primeira tentativa de resposta.
    VPLS é uma aplicação do MPLS (MPLS, MPLS-TE e MPLS-TP) para redes Ethernet de clientes. O MPLS emula uma rede switched ethernet mediante a implementação de VPLS PWs, cujas terminações são denominadas VSIs (Virtual Switching Instances).
    Redes Carrier Ethernet utilizam diferentes tecnologias na camada de transporte (PB, PBB, PBB-TE,VPWS, VPLS e SDH,por exemplo). O uso do VPLS possibilita a prestação de serviços E-Lan em Carrier Ethernet.
    Deixo uma pergunta:
    Se um provedor dispõe de VPLS sobre MPLS-TP (uma bela solução), por que implantar Carrier Ethernet para complemento? ou seja, estou perguntando qual as justificativas para o uso de Carrier Ethernet?.

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  23. Paganlango

    @Antonio eu tenho muita curiosidade sobre o assunto poderia me indicar uma boa leitura?

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