Durante décadas, a Ethernet tem sido a tecnologia que roda nas redes locais (LANs). Hoje, esses cabos serpenteiam por todo lado nas empresas e operadoras. Com a sua ubiquidade e popularidade continuam reduzindo o preço dos componentes, as vantagens econômicas e a aceitação do mercado da Ethernet provavelmente continuará por algum tempo.

A Carrier Ethernet (CE) baseia-se em todas as vantagens da Ethernet, fornecendo uma estrutura flexível, framework universal, design simples e capacidades melhoradas de Operação, Administração e Manutenção (OAM) para redes de alto desempenho, ideal para empresas e operadoras. E, da mesma forma que a Ethernet, a crescente adoção da Carrier Ethernet está mudando a maneira das redes serem construídas.

De fato, a inovação com a Carrier Ethernet está avançando a um ritmo impressionante. Entre os vários grupos da indústria e órgãos reguladores, bem como múltiplos esforços de padrões simultâneos, muitas vezes é difícil manter-se atualizado. Para dar sentido a tudo isso, nesta publicação vou dar uma visão geral das velocidades, padrões e serviços associados à Carrier Ethernet. Então, comecemos.

As velocidades da Carrier Ethernet

Velocidades Ethernet Este gráfico da Ethernet Alliance ilustra o crescimento das velocidades Ethernet, conforme definido pelo IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) a partir de meados dos anos 80 em diante. É um caminho de crescimento, não é mesmo?

O salto para o Gigabit Ethernet (e foi um senhor SALTO!) é uma boa lembrança de um momento pitoresco antes da virada do século. A Ethernet de 400 Gb/s está chegando e os melhoramentos de velocidade adicionais parece não terminarem tão rapidamente.

Na verdade, o histórico mostra que as taxas de bits Ethernet crescem dez vezes cada vez que uma nova taxa é definida. As interfaces Gigabit Ethernet (GbE) são implantadas em todos os lugares, em PCs e servidores, e 10 Gb/s está se tornando rapidamente o padrão para backbones LAN. Não olhe agora, mas os serviços de 100 Gb/s não estão muito atrás. 

Mas há uma nova tendência na evolução da Ethernet, onde são previstas novas taxas de dados que suportam aplicações específicas, em lugar do salto de taxa habitual de 10x que já vimos no passado. A taxa de 2,5 Gb/s, por exemplo, é projetada especificamente para abordar pontos de acesso Wi-Fi com capacidades de mais de 1Gb/s, mas nem perto dos 10 Gb/s. Uma vez que o custo é bem relevante neste ambiente, essa taxa faz muito sentido para as empresas e prédios ou conjuntos residenciais. Da mesma forma, 5 Gb/s e 25 Gb/s encontram aplicações específicas no ambiente do data center. Curiosamente, o gráfico da Ethernet Alliance não mostra a próxima taxa lógica de 10x (1 Tb/s), devido a alguns desafios técnicos que provavelmente a afastarão para além do horizonte temporal do gráfico, mas o certo é que, com taxas de bits nas centenas de Gb/s e as extensões ao padrão continuamente em desenvolvimento, o aumento das velocidades de Ethernet não diminuirá em breve.

Tipos de serviço Ethernet

Junto com o trabalho do IEEE, o MEF vem avançando na definição de serviços de Carrier Ethernet desde 2001. As primeiras definições (ou seja E-Line, E-LAN, E-Tree) são agora onipresentes na maioria dos menus dos provedores de serviços. Posteriormente, os serviços por atacado de E-Access e E-Transit foram introduzidos para permitir que os provedores de serviços juntassem serviços de ponta a ponta usando redes de várias operadoras. Olhando para o futuro, o MEF apresentou a estrutura de Orquestração do ciclo de vida dos serviços (Lifecycle Services) para permitir uma ampla variedade de serviços de conectividade, além de Ethernet adequada (ou seja IP, ótica, L4+) e serviços de valor agregado (quer dizer Segurança) em cima disso. Mais uma vez, as inovações não vão diminuir tão cedo.

E os padrões CE?

Desmistificando os acrônimos Ethernet

Para ajudá-lo a entender a sopa do alfabeto Ethernet, reuni uma lista com alguns acrônimos comuns que sustentam os serviços de Ethernet, seguidos por uma explicação dos tipos de serviço Ethernet.

CE: Carrier Ethernet
CEN: Carrier Ethernet Network (Rede Carrier Ethernet) 
UNI: User Network Interface (interface de rede do usuário)
ENNI: External Network-to-Network Interface (interface externa de rede para rede)
EVC: Ethernet Virtual Connection (conexão virtual Ethernet)
OVC: Operator Virtual Connection (Conexão virtual da operadora)
P2P: Point-to-Point (ponto a ponto)
MP2MP: Multipoint-to-Multipoint (multiponto para multiponto)
RMP: Rooted MultiPoint (multiponto com raiz)
EPL: Ethernet Private Line (linha privada Ethernet)
EVPL: Ethernet Virtual Private Line (linha privada virtual Ethernet)

Dê uma olhada no guia de siglas completo da Ciena aqui.

A CE tem muitos padrões e termos definidos pelo MEF como um conjunto de building blocks que depois são usados para montar uma variedade de serviços CE. Ao usar esses blocos de construção, os provedores de serviços podem construir um completo conjunto de serviços CE que podem ser compreendidos pelos consumidores e provedores, utilizando uma nomenclatura consistente e padronizada.

A função de OAM (Operação, Administração e Manutenção) é uma marca registrada dos serviços baseados em TDM legados que a CE tem substituído cada vez mais nas redes modernas. Como resultado, precisa-se de Ethernet OAM que combine esses recursos para proporcionar visibilidade e segurança para a função adequada e desempenho dos serviços. Estes são críticos para entregar o atributo de gerenciamento de serviços do CE. Isto é especialmente importante porque os serviços Ethernet que atravessam a WAN podem abranger de centenas a milhares de quilômetros.

Recentemente se acrescentou um kit completo de ferramentas OAM aos padrões do protocolo Ethernet para permitir funções OAM que proporcionam ferramentas de gerenciamento de falhas e desempenho, que não faziam parte da tecnologia LAN original. Descrevi várias funções novas importantes do OAM neste gráfico.

Padrão OAM Corpo O que o padrão faz
802.1ag Gerenciamento de falhas de conectividade  IEEE
Especifica os protocolos de verificação de continuidade, loopback e link para detectar, localizar e isolar falhas de rede.
Y.1731 Funções e mecanismos OAM para redes baseadas em Ethernet   ITU-T Suporta funções de gerenciamento de falhas praticamente idênticas as do 802.1ag, mas adiciona ferramentas para monitoramento de desempenho, incluindo Frame Loss Ratio (FLR) (taxa de perda de quadros), Frame Delay (geralmente chamado de latência) e Frame Delay Variation (FDV) (muitas vezes chamado de jitter).
802.1ah Ethernet na primeira milha  IEEE Mecanismos de defesa para monitorar e solucionar problemas de links de acesso Ethernet.
RFC 2544/ Y.1564 Metodologia de teste de ativação de serviço Ethernet IETF/ITU-T  Ambos os padrões definem metodologias de teste específicas de Ethernet para proporcionar verificação de atributos de serviço chave no momento em que o serviço é configurado (geralmente chamado de "certificado de nascimento" de um serviço).
RFCs 4379, 6371, 6428 (e outros) Label Switched Path (LSP) Ping / TR, + Quadro OAM para transporte baseado em MPLS  IETF Esta série de RFCs cria funções OAM específicas para MPLS para verificar a conectividade no nível MPLS (como detectar e isolar falhas do caminho ou desfasamentos do rótulo). 
RFC 5357 Protocolo de medição ativo bidirecional (TWAMP) IETF Permite medições de desempenho bidirecionais com TCP/IP e uma técnica de carimbo do tempo mais precisa do que a disponível atualmente com funções convencionais de Ping / Traceroute.
IEEE 802.1AB Link Layer Discovery Protocol (LLDP)  IEEE Executa funções para descobrir a identidade e as capacidades dos dispositivos de rede em uma rede Ethernet.

O que observar

Existem algumas outras áreas a serem observadas no âmbito da Ethernet nos próximos anos, incluindo:

  • Distribuição precisa de tempo: Começando com a transição de redes móveis 2G para 3G, a CE tornou-se uma abordagem viável e cada vez mais popular para conectar torres de celulares a escritórios de comutação de telefonia móvel. As tecnologias backhaul anteriores, como a SONET / SDH, forneceram conectividade e referências de temporização precisas às estações base, que, por sua vez, usaram as informações para sincronizar funções-chave, como transferência de chamadas entre torres e coordenação do espectro entre chamadas. À medida que o backhaul se movia para a Ethernet, as informações de sincronização tiveram de ser distribuídas por outros meios. O GPS foi usado frequentemente, mas pode ser problemático e caro em alguns ambientes. Synchronous Ethernet ou SyncE, juntamente com a tecnologia UIT-T 1588v2 agora oferece a mesma capacidade na própria rede Ethernet.  
  • Power over Ethernet: Uso de um cabo Ethernet para fornecer energia a dispositivos periféricos como impressoras e scanners originados em produtos de consumo. Rapidamente, as empresas e as operadoras começaram a usá-lo em suas redes também. Como a energia e os dados são transportados no mesmo cabo, não há necessidade de gastar com uma fonte de energia dedicada para câmeras, rádios sem fio e dispositivos similares. O IEEE 802.3at, comumente conhecido como PoE+, proporciona até 25 watts de potência em distâncias até 100 metros.
  • FlexEthernet (FlexE): Uma nova abordagem para combinar a velocidade dos meios físicos Ethernet com as interfaces óticas de longa distância disponíveis / existentes. Esta nova abordagem (semelhante à abordagem de agregação de link de hoje, mas com menos sobrecarga e complexidade) permitirá reduções de custos em roteadores e outros dispositivos de longa distância que precisam alinhar melhor as velocidades de seu hardware de interface à capacidade disponível dos links que os interligam, sem esperar necessariamente que um novo padrão seja finalizado.  
  • Redes definidas de software (SDN) e Virtualização de funções da rede (NFV): O advento da SDN criou novas oportunidades para repensar a forma como as redes são operadas, especialmente nos contextos de data center. As operadoras de rede propuseram novos mecanismos de controle centralizados para gerenciar suas redes de forma mais eficiente e econômica. Com a NFV, anteriormente, aplicativos baseados em "dispositivos" (como roteadores, firewalls e balanceadores de carga) podem ser implementados no software (ou "virtualmente") e implantados em um data center. Isso obviamente economiza os custos associados ao hardware, implantação e manutenção contínua. Tanto as empresas como as operadoras estão preparadas para usar SDN e NFV não só para economizar dinheiro, mas também para inovar em um nível sem precedentes em um futuro próximo.

Então, a jornada da Ethernet continua. A Carrier Ethernet continuará desempenhando um papel importante como uma extensão flexível e escalável da LAN. Os próximos anos devem trazer desenvolvimentos interessantes à medida que as velocidades, os padrões e os serviços evoluem junto com as necessidades das empresas e dos provedores de serviços. Fique atento.