Carrier Ethernet

Universidade Federal do Rio de Janeiro Escola Politécnica MBA em Tecnologia da Informação Executivo Ana Cristina das Neves Izidoro Giselle Lambert Marco Antonio de Azevedo Maciel Michael Martins Reinaldo Santana Carrier Ethernet – Expansão Global de Serviços Ethernet Trabalho apresentado à disciplina de Redes de Comunicação do curso MBA em Tecnoligia da Informação – MBTIe – da Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ Orientador: Prof. José Ferreira de Rezende. MBTIe Março de 2010

RESUMO Este trabalho tem por objetivo apresentar os avanços da conectividade global através de Serviços Ethernet e sua evolução. Apresenta a perspectiva do Metro Ethernet Forum para a expansão das definições Metro para Carrier Ethernet, sua terminologia e tipos de serviço, além de um panorama sobre as tendências nos próximos anos do Negócio Ethernet no mundo. Palavras-Chave: Ethernet, Metro Ethernet, Metro Ethernet Forum, Carrier Ethernet, 2

SIGLAS MEF – Metro Ethernet Forum LAN – Local Area Network E-Line – Linha Ethernet TDM – Time-Division Multiplexing Mbps – Megabit por segundo Gbps – Gibabit por segundo E-LAN - Rede Multiponto Ethernet QoS – Quality of Service SLA – Service Level Agreement CE – Customer Equipment UNI – User-to-Network Interface EVC – Ethernet Virtual Connection NNI – Network-to-Network Interface E-Tree – Rede Ponto Multiponto Ethernet AO&M – Operations, Administration, and Management ENNI – Ethernet Network-Network Interface CAGR - Compound Annual Growth Rate 3

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 01 – Carrier Ethernet p/ clientes finais 8 Figura 02 – Topologia de interface usuário-rede 9 Figura 03 – E-Line: Circuito Privado Ethernet (virtual ou não) 10 Figura 04– E-Line: Acesso Ethernet à Internet. 10 Figura 05 – E-LAN: Rede Multiponto 11 Figura 06 – E-Tree: Rede Ponto-Multiponto 11 Figura 07 – Fases do desenvolvimento Carrier Ethernet 12 Figura 08 – Maturidade Ethernet para desenvolvimento de classe de serviços 13 Figura 09 – Maior oferta de serviços Ethernet 13 Figura 10 – Mensurando o Boom Metro Ethernet 14 Figura 11 – Receita Mundial Projetada 2014 14 Figura 12 – Abrangência e Alcance Carrier Ethernet 15 Figura 13 – MEF: Visão do Futuro Carrier Ethernet 16 4

SUMÁRIO 1 Introdução - Metro Ethernet Forum (MEF) 6 2 Expansão Global de Metro para Carrier Ethernet 7 3 Definição de Carrier Ethernet 7 4 Terminologia Carrier Ethernet 9 5 Tipos de Serviços Carrier Ethernet 10 6 Fases de Desenvolvimento 12 7 Negócio Ethernet no Mundo 13 8 Metro Ethernet Fórum - Visão de Futuro 16 9 Conclusão 17 Referências 18 Anexo A – Empresas associadas ao MEF 19 5

1. Introdução - Metro Ethernet Forum (MEF) Fundado em 2001, o Metro Ethernet Fórum (MEF) é uma organização sem fins lucrativos, destinada e dedicada a promover e acelerar a adoção de redes e serviços Ethernet. O Fórum é composto pelas principais empresas líderes prestadoras de serviços, fabricantes de equipamentos e outras importantes organizações de destaque no setor, que compartilham sua experiência com Metro Ethernet. Em 2003, o estatuto social do MEF foi ajustado para admitir a filiação de grandes organizações corporativas, para a defesa de seus interesses de negócios e trouxe ao grupo o profundo conhecimento das necessidades técnicas e comerciais dos clientes, que servem como importantes diretrizes para as atividades do MEF. Já com doze especificações para serviços Metro Ethernet publicadas em 2005, o MEF conceituou, sob uma perspectiva global, a definição de Carrier Ethernet. Com a missão de acelerar a adoção mundial de redes Carrier Ethernet e suas classes de serviços, o MEF conta atualmente com 168 membros (Anexo A), influenciando e avançando a indústria Carrier Ethernet. Os principais objetivos do MEF são: Construir consensos e unir os prestadores de serviços, fornecedores de equipamentos e clientes finais sobre a definição, especificações técnicas e a interoperabilidade de serviços Ethernet; Definir procedimentos e especificações técnicas, facilitando a implementação das normas existentes e novas, construindo redes metropolitanas e globais Carrier Ethernet, verdadeiramente “carrier class”. Aumentar a consciência mundial sobre os benefícios dos serviços Ethernet, habilitando cada vez mais redes e aplicativos baseados em Ethernet. 6

2. Expansão global de Metro para Carrier Ethernet Inicialmente os serviços Metro Ethernet foram desenvolvidos para conectividade entre LANs de empresas corporativas, principalmente através de redes óticas metropolitanas. O sucesso dos serviços Metro Ethernet ao longo dos anos permitiu a difusão da tecnologia, ampliação de seu conceito e aplicações e que seus serviços atravessassem redes nacionais e globais, disponibilizando redes de acesso para uma classe muito maior de usuários, através de cabos ópticos, metálicos (cobre) e wireless. Escalabilidade, rápida implantação e múltiplas aplicações para negócios, redes residenciais e redes wireless convergindo e compartilhando a mesma infra- estrutura e serviços resultam cada vez mais em maior economia de escala, mantendo-se o modelo de custo e simplicidade Ethernet. Sob esta ótica e avançando em conectividade global, o conceito de Metro naturalmente evoluiu para Carrier Ethernet, aliando-se aos objetivos do Fórum e tornado sua missão, atualmente o MEF padroniza e difunde este conceito modelo ao redor do mundo. 3. Definição de Carrier Ethernet Um serviço, uma rede ou uma tecnologia? O MEF define Carrier Ethernet sob duas perspectivas: a dos Provedores de Serviços (Operadoras) e a dos Usuários Finais (Corporativos). Provedores de Serviços (Operadoras): Um conjunto de elementos de redes certificados conectados para transportar serviços de valor agregados e padronizados oferecidos aos clientes (Usuários Finais) Usuários Finais (Corporativos): Uma única e padronizada rede de transporte com classes de serviços, definida por 5 atributos que se distinguem das LANs tradicionais baseadas em Ethernet. 7

Os cinco atributos de Carrier Ethernet para Usuários finais são: Serviços Padronizados: E-line (Ponto a Ponto), E-LAN (Multiponto), E-Tree (Ponto- Multiponto), serviços LAN, Circuito privado, Circuito Privado Virtual, etc. Serviços únicos providos localmente e globalmente através de equipamentos padronizados. Não requer nos equipamentos no ambiente LAN do cliente, suportando conectividade com redes mais exigentes, sensíveis ao tempo como trafego e sinalização TDM. Ideal para convergência dados, voz e vídeo com opções de amplas larguras de banda. Escalabilidade: Com larguras de banda de 1Mbps até 10Gbps, é Ideal para uma ampla variedade de negócios, informações, comunicações e aplicações de entretenimento, com voz, vídeo e dados. Conta com serviços de acesso Metropolitano, Nacional e Global sobre uma grande variedade de infra-estruturas físicas implementadas por uma vasta gama de Prestadores de Serviços Confiabilidade/Segurança: Capacitada para detectar incidentes e se recuperar, sem impacto aos usuários, com rápido tempo de recuperação quando problemas ocorrem (~ 50ms). Qualidade de Serviços (QoS): Amplas opções de largura de banda e Qualidade de Serviço com Acordo de Nível de Serviço (SLA) que garantem o desempenho e requisitos para voz, vídeo e dados convergentes sobre redes comerciais e residenciais Serviços Gerenciados: A capacidade de monitorar, diagnosticar e gerenciar centralmente a rede Figura 1 – Carrier Ethernet p/ clientes finais 8

4. Terminologia Carrier Ethernet As principais terminologias que compõem o serviço Carrier Ethernet estão descritas abaixo. Elas nomeiam os elementos da topologia do serviço, porém todas elas possuem “’subgrupo de terminologias”. Estes subgrupos detalham minuciosamente todas as componentes de determinado elemento e são descritos ao longo das atuais 26 Especificações publicadas pelo MEF. CE (Customer Equipment) – Equipamento do cliente – Roteadores ou switches UNI (User-to-Network Interface) - Interface Usuário-Rede – Interface física ou porta – demarca a divisão entre o prestador do serviço e o cliente final – Sempre fornecida pelo provedor – Em redes Carrier Ethernet, a UNI é uma interface física com velocidades de 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps ou 10Gbps. Na definição de Carrier Ethernet, ainda podemos dividir este termo em UNI tipo 1, que possui configuração manual ( Especificado na MEF 13) e UNI Tipo 2, com configuração automática e totalmente gerenciável. Figura 02 – Topologia de interface usuário-rede Ethernet Virtual Connection (EVC) - Conexão virtual Ethernet – Conexão de duas ou mais UNIs – Impede a transferência de dados entre sites que não são da mesma EVC – Especificado na MEF 10.1 9

NNI (Network-to-Network Interface) – Interfaces Rede-Rede – Demarca a troca de trafego entre Provedores de Serviços (NNI) e entre serviços providos em redes internas (I-NNI) EVCs e Serviços - Em uma rede Carrier Ethernet, os dados são transportados através de conexões Ponto a Ponto ou Multiponto, de acordo com os atributos e definições dos três tipos de EVC: E-Line, E-LAN e E-Tree. 5. Tipos de serviços Carrier Ethernet Existem três tipos de serviços ou conexões virtuais ethernet (EVC):E-Line, E- LAN e E-Tree. As duas primeiras existem desde o inicio e já eram definias em Metro Ethernet. A terceira faz parte da expansão da definição Metro para Carrier Ethernet. E-Line (Ponto a Ponto): são serviços ou conexões ponto a ponto para comunicação e são utilizadas para prover circuitos privados Ethernet, virtuais ou não e acesso Ethernet à internet. Figura 03 – E-Line: Circuito Privado Ethernet (virtual ou não) Figura 04 – E-Line: Acesso Ethernet à Internet. 10

E-LAN (Multiponto): conexões entre vários pontos, através de uma rede virtual privada e transparente aos serviços LAN, ou seja, com total interoperabilidade. Figura 05 – E-LAN: Rede Multiponto E-Tree (Ponto-Multiponto): Utilizada para tecnologias que requerem este tipo de conexão, como vídeo sob demanda (e-learning, por exemplo), aceso à internet, aplicações para franquias etc. Este serviço prove tráfego de dados separado por “folhas” (Leaf) ou ramos de UNIs. O trafego originado de qualquer Leaf é mandado e recebido para “raiz” (Root), porém nunca encaminhado para outra Leaf. Destinado a multi-host e onde o tráfego de usuários devem ser mantidos invisíveis para outros usuários, foi previsto para ser um facilitador para backhaul móveis e infra-estrutura de triple-play (interconexões entre backbone de operadoras) e não para usuário final SLAs, preferencialmente. Figura 06 – E-Tree: Rede Ponto-Multiponto 11

6. Fases de desenvolvimento Carrier Ethernet Os Serviços Ethernet possuem atualmente três fases de desenvolvimento. A primeira, “Arquitetura e Definição”, desenvolvida desde 2001 até hoje, foi onde nasceu as definições de Serviços Ethernet, as primeiras especificações e ocorreram as primeiras implementações. A primeira Especificação publicada foi no ano de 2003 e em 2004, nasce a definição de Carrier Ethernet A partir de 2005, a segunda fase “Implementação e Certificação” é impulsionada pelo desenvolvimento em larga escala e os serviços Ethernet avançam em redes nacionais e globais. É definido o programa de Certificação MEF, com grande aceitação e adoção da comunidade Metro. A partir de 2008, a terceira fase deu inicio a “Conectividade Global”. Com a publicação de especificações de conectividade, interface e certificações (ENNI) de redes ao redor do mundo, houve um grande avanço nas ferramentas, aplicações e gerencia de serviços Ethernet. Figura 07 – Fases do desenvolvimento Carrier Ethernet 12

7. Negócio Ethernet no Mundo Já em 2007, pesquisas apontavam um enorme progresso e aceitação no desenvolvimento de classes de serviço (Figura 08) e a crescente adoção e expansão de serviços Ethernet. Mais da metade dos participantes mensuravam economias de 11 a 40%, e creditava Ethernet como parte da nova geração de comunicações metropolitanas e globais. Notava-se também a crescente oferta de serviços baseados em Ethernet pelos Provedores de Serviços – Operadoras - (Figura 09) e um “boom” para Metro já era esperado. Com uma previsão de crescimento de 16% ao ano e alavancado pelo alto crescimento do tráfego, incluindo vídeo, os Negócios Ethernet alcançariam em 2011 o patamar de US$ 23,7 bilhões de receita (Figura 10). Figura 08 – Maturidade Ethernet para desenvolvimento de classe de serviços (Fonte: Infonetics Research, Service Provider Plans for Metro Optical and Ethernet: North America, Europe, and Asia Pacific 2007) Figura 09 – Maior oferta de serviços Ethernet (Fonte: Infonetics Research, Service Provider Plans for Metro Optical and Ethernet: North America, Europe, and Asia Pacific 2007) 13

Figura 10 – Mensurando o Boom Metro Ethernet (Fonte: Infonetics Research, Service Provider Plans for Metro Optical and Ethernet: North America, Europe, and Asia Pacific 2007) Dados atuais demonstram coerência e assertividade das pesquisas anteriormente realizadas. Com o faturamento atual por volta dos US$ 20 bilhões, resultados finais de pesquisas de 2009 apontam firmemente a receita mundial nos Negócios Ethernet alcançará o patamar dos US$ 40,2 bilhões até 2014. Figura 11 – Receita Mundial Projetada 2014 (Fonte: ENS Reseach Programs – Vertical Systems – 2009) 14

Com os Serviços Ethernet trazendo significantes benefícios como escalabilidade, controle, confiabilidade e permitindo maior desempenho na consolidação de dados e principalmente reduzindo custos e acelerando receitas, os Prestadores de Serviço (Operadoras) estão cada vez mais comprometidos com o padrão Ethernet e os fornecedores de equipamentos e softwares estão ativamente permitindo essa transição e expansão Carrier Ethernet. Figura 12 – Abrangência e Alcance Carrier Ethernet 15

8. Metro Ethernet Fórum - Visão de Futuro Aplicações, conectividade e dispositivos que permitam a convergência, sob uma mesma plataforma, provendo entretenimento, informação, dados, voz e vídeo de qualquer lugar, seja em casa, no escritório ou em movimento, sempre conectado, a qualquer hora, nos 365 dias do ano. Todos emitindo em uma alta performance onipresente, um serviço global criando um novo mundo de comunicação com Carrier Ethernet Figura 13 – MEF: Visão do Futuro Carrier Ethernet 16

9. Conclusão Concluímos que os serviços Ethernet estão totalmente consolidados no mercado mundial e em franca expansão. A adoção e aceitação dos provedores de serviços e clientes, juntamente com o trabalho desenvolvido pelo MEF, acelerando a adoção mundial de redes Carrier Class Ethernet, permitem a expansão da cobertura, estendendo o alcance das redes e ampliando os serviços Ethernet. A rápida evolução de Serviços Ethernet nos últimos anos trouxe soluções integradas, padronizadas e simplificadas, ferramentas de gerencia e manutenção avançadas, aplicações em classes de serviços, disponibilizando maior acessibilidade e alavancado oportunidades estratégicas, diminuindo custos, ampliando receitas e trazendo vantagem competitiva para empresas no mundo todo através de uma rede globalizada. 17

10. Referencias – “An Overview of the MEF” – April 2010 – “MEF Quarterly Meeting – Infonetics Service Provider Panel Final” – Atlanta, April 2008 – “Ethernet Services Overview” – August 2008 – Vertical Systems Research, “ENS Reseach Programs” –– 2009 – Infonetics Research, Service Provider Plans for Metro Optical and Ethernet: North America, Europe, and Asia Pacific 2007 – Ciscopress - Metro Ethernet – External Network Network Interface (ENNI) – Phase 1 – Technical Spacification – Draft 8 – Metro Ethernet Forum Services Definitions (eline_etree_elan) – Metro Ethernet (Serviços Metro Ethernet). ,Dep. de Eng. Eletrônica e Computação UFRJ – www.verticalsystems.com – http://www.tiaonline.org/ – http://www.infonetics.com/research.asp – http://www.gta.ufrj.br/grad/04_2/metro/ – www.metroethernetforum.org – http://en.wikipedia.org/wiki/Carrier_Ethernet – http://en.wikipedia.org/wiki/Time-division_multiplexing – http://pt.wikipedia.org/wiki/Backhaul – http://en.wikipedia.org/wiki/OA&M – http://pt.wikipedia.org/wiki/IPTV – http://en.wikipedia.org/wiki/Multiple_system_operator – http://blog.ccna.com.br/2008/04/27/metro-ethernet/ 18

ANEXO A – Empresas Associadas ao MEF Indústria Carrier Ethernet Provedores de Serviços (Operadoras) AboveNet Communications Covad P&T Luxembourg Symphony Alpheus Communications Cox Business Pipe Networks Communication Amcom DE-CIX PT Indonesia Comnets TATA Communications Ancotel Deutsche Telekom Plus Telecom Italia AT&T Equinix PT Inovação Telecom NZ Belgacom EuroFiber PT Prime Telefonica Bell Canada Global Crossing PT Telecom Indonesia Telekom Malaysia Bright House Networks Globe Telecom Qwest Communications Teliasonera AB British Telecom GlobeNet RCN Business Solutions Telstra Broadnet Kordia Reliance Communications Telus CenturyLink KPN Telecom Rogers Telx CENX Level 3 Communications SIN Time Warner Cable Charter Communications Mediacom Shaw Business Solutions TW Telecom China Telecom NECA SingTel Uecomm Cincinnati Bell Neos Networks Sprint US Signal Colt NTT Starhub Verizon Business Comcast Optimum Lightpath Swisscom Virgin Media CoStreet Orange XO Communications Fornecedores de Equipamentos, Softwares, Testes e Laboratórios Accedian Networks Connection Technology Intune Networks SMC Networks Actelis Networks Systems Iometrix Spirent Communications Adtran CTC Union IP Infusion Suminet (Sumitomo Electric Adva Optical Networking D-Link Ixia Networks) Afore Solutions Datacom JDSU Sunrise Telecom Agilent Technologies Dowslake Microsystems Juniper Networks Sycamore Networks Albis Technologies DragonWave KDDI R&D Labs Symmetricom Alcatel- Lucent EANTC Maxim T | Pack Allied Telysis ECI Telecom Motorola Tail-f Alloptic Ericsson MRV Communications Tejas Networks ANDA Networks EXFO Nakina Systems Teknovus ARRIS International Extreme Networks NEC Telco Systems Aurora Networks FHN NetO2 Telcordia Technologies Aviat Force 10 Networks Neutral Tandem Tellabs Axerra Networks Fujitsu Network Nokia Siemens Networks Telrad Networks Bridgewave Communications Nortel Networks Corp. Teragate Broadcom Hatteras Networks Occam Networks Tollgrade Brocade Hitachi Cable Omnitron Systems Transition Networks BTI Systems Hitachi Communication OneAccess Transmode Optical CableLabs Technologies America Orckit Corrigent UNH-IOL Calix Huawei Technologies Overture Networks UTStarcom Canoga Perkins IBM Positron Vitesse Ceragon Networks IMC Networks RAD Data Communications Zarlink Semiconductor Ciena Corporation Infinera Raisecom Zhone Cisco InfoVista Sagem Communications ZTE Corporation Intracom Telecom siae microelettronica Zyxel Communications Fonte: “An Over View of the MEF – MEF Membership – Abril 2010” 19

Carrier Ethernet

by Marco Antonio Maciel on Apr 30, 2010

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