{"id":336,"date":"2024-02-27T18:55:17","date_gmt":"2024-02-27T21:55:17","guid":{"rendered":"https:\/\/optlight.com.br\/?p=336"},"modified":"2024-02-28T09:56:57","modified_gmt":"2024-02-28T12:56:57","slug":"redes-de-edge-agregacao-middle-mile-importante-porcao-da-rede-metropolitana-seus-desafios-e-perspectivas-de-evolucao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/optlight.com.br\/?p=336","title":{"rendered":"Redes de Edge (Agrega\u00e7\u00e3o, Middle Mile), perspectivas e desafios de planejamento e projeto"},"content":{"rendered":"\n

De maneira simples, podemos descrever as redes de Edge como redes que conectam as redes de acesso ao \u201ccore\u201d da rede metro, tamb\u00e9m conhecidas como redes de agrega\u00e7\u00e3o pela perspectiva de consolida\u00e7\u00e3o de tr\u00e1fego, ou Middle Mile, por possu\u00edrem dist\u00e2ncias intermedi\u00e1rias \u00e0s observadas nas redes metro. Dependendo da metr\u00f3pole e tamanho da operadora, sub-redes de pr\u00e9-agrega\u00e7\u00e3o podem fazer sentido para um transporte mais eficiente do tr\u00e1fego, assim como sub-divis\u00f5es nas redes de acesso e de Core tamb\u00e9m podem ocorrer. No entanto, o objetivo das redes de Edge \u00e9 conectar o tomador de servi\u00e7o (Residencial, M\u00f3vel ou Corporativo), localizado no acesso, ao servi\u00e7o, que tradicionalmente est\u00e1 posicionado no Core da rede metro.<\/p>\n\n\n

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Fig. 1 \u2013 Rede de Edge gen\u00e9rica. Source: DZS and Heavy Reading<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Conforme j\u00e1 vimos discutindo em artigos anteriores (https:\/\/optlight.com.br\/?p=214\/; https:\/\/optlight.com.br\/?p=2750\/) , o crescimento exponencial do tr\u00e1fego pressiona as redes de transporte a evolu\u00edrem de maneira a promover o correto escoamento desse crescente volume de tr\u00e1fego. Uma rede de Edge que at\u00e9 bem pouco tempo era projetada para transportar n x10Gb\/s, j\u00e1 \u00e9 obrigada a lidar com m\u00faltiplos de 100Gb\/s. Esse novo cen\u00e1rio leva a questionamentos quanto a melhor arquitetura f\u00edsica e l\u00f3gica a ser utilizada, seja no que toca a topologia ou quanto ao tratamento do tr\u00e1fego nos dom\u00ednios \u00d3ptico e IP (Anel, Hub e spoke, hop by hop, ponto \u2013 multiponto).<\/p>\n\n\n\n

\u201cDrivers\u201d de aumento de tr\u00e1fego …<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Num painel recente promovido pela Light Reading, onde analistas, representantes da ind\u00fastria e de operadoras debateram os desafios das redes de Edge, projetou-se que o n\u00famero de usu\u00e1rios de comunica\u00e7\u00e3o m\u00f3vel 5G deve saltar de 2 para 8 bilh\u00f5es nos pr\u00f3ximos 5 anos, impulsionado pelo avan\u00e7o\/evolu\u00e7\u00e3o das redes 5G (\u201c5G Advanced\u201d e \u201cSA Core\u201d) e a introdu\u00e7\u00e3o de outros casos de uso, al\u00e9m do acesso a rede em alta velocidade (eMBB)*.<\/p>\n\n\n

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Fig. 2 \u2013 Forecast: Assinantes 5G e Banda larga fixa
Sources: Omdia 5G Mobile and Fixed Subscription Forecast \u2013 4Q23, December<\/em>
23 and <\/em>Total Fixed Broadband Subscription and Revenue Forecast \u2013 4Q23<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Outro dado importante do mesmo levantamento \u00e9 que a velocidade m\u00e9dia de acesso a banda larga de alta velocidade por redes fixas ser\u00e1 de 1Gb\/s em 2028, gra\u00e7as ao crescimento das redes \u00f3pticas, que representar\u00e3o 77% entre as modalidades de acesso dispon\u00edveis.<\/p>\n\n\n\n

Somados a estes dois \u201cdrivers\u201d, a tend\u00eancia de grandes Data Centers virem para o Edge, de maneira a entregar servi\u00e7os e conte\u00fados mais eficientemente e com baix\u00edssima lat\u00eancia, requisito fundamental para certas aplica\u00e7\u00f5es 5G (URLLC e mMTC)*, por exemplo, fica clara a necessidade eminente de atualizar o planejamento\/desenho das redes de agrega\u00e7\u00e3o para atender aos requerimentos de tr\u00e1fego que se prenunciam nos pr\u00f3ximos anos.<\/p>\n\n\n\n

Redes de Edge (Agrega\u00e7\u00e3o) em topologias de anel\/cadeia …<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

As redes de agrega\u00e7\u00e3o hoje s\u00e3o majoritariamente constru\u00eddas em anel, com grooming\/agrega\u00e7\u00e3o de tr\u00e1fego nas camadas OTN* ou IP, mono-canal ou multi-canal (DWDM), utilizando-se, neste caso, de estruturas OADM\u2019s* simples e de poucos canais<\/p>\n\n\n

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Fig. 3 \u2013 Rede de agrega\u00e7\u00e3o em anel tradicional<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Admitindo-se que a velocidade m\u00ednima por interface\/canal passa a ser de 100Gb\/s, vale debru\u00e7ar-se sobre algumas quest\u00f5es, no caso de topologias tradicionais:<\/p>\n\n\n\n

– Em que camada agregar o tr\u00e1fego? OTN ou IP? Dada a natureza majoritariamente estat\u00edstica do tr\u00e1fego e a evolu\u00e7\u00e3o da tecnologia de emula\u00e7\u00e3o de circuitos, as solu\u00e7\u00f5es IP parecem se posicionar melhor.<\/p>\n\n\n\n

– Do ponto de vista l\u00f3gico, deve-se tratar o tr\u00e1fego 100% hop by hop ou permitir o by-pass na camada \u00f3ptica? O By-pass de esta\u00e7\u00f5es, viabilizado por estruturas \u00f3pticas OADM\u2019s ou R-OADM\u2019s* (Program\u00e1veis), permite encaminhar o tr\u00e1fego diretamente entre os n\u00f3s originadores de tr\u00e1fego, o que por sua vez permite a utiliza\u00e7\u00e3o de roteadores de menores capacidades, uma vez que o tr\u00e1fego de tr\u00e2nsito mais pesado n\u00e3o precisa ser terminado em todos os n\u00f3s do caminho. No entanto, estruturas de Switching \u00d3ptico (ROADM\u2019s) precisam ser compactas, com amplifica\u00e7\u00e3o \u00f3ptica integrada e de baixo custo.<\/p>\n\n\n\n

Uma arquitetuta de estrutura mista talvez fosse mais apropriada, com capacidade de agrega\u00e7\u00e3o no dom\u00ednio IP, o que promove otimiza\u00e7\u00e3o da ocupa\u00e7\u00e3o de tr\u00e1fego no canal \u00f3ptico, e com funcionalidade de Switching \u00f3ptico (ROADM) para permitir tr\u00e1fego expresso quando necess\u00e1rio. \u00c9 preciso, no entanto, considerar o custo dessa solu\u00e7\u00e3o mais completa, assim como os desafios de consumo e espa\u00e7o. Em se tratando de uma rede multi-servi\u00e7os (Residencial, Mobile, Corporativo), a balan\u00e7a pode pender mais positivamente para a arquitetura, uma vez que a converg\u00eancia traz volume e elimina\u00e7\u00e3o de redes dedicadas, o que pode viabilizar a estrat\u00e9gia.<\/p>\n\n\n\n

Advento da topologia \u00f3ptica Hub & Spoke (Ponto \u2013 Multi ponto) …<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Recentemente o Open XR Forum (https:\/\/openxropticsforum.org\/<\/a>), liderado pela Infinera, tem se debru\u00e7ado sobre a padroniza\u00e7\u00e3o de uma arquitetura Ponto \u2013 Multi ponto baseada em plug\u00e1veis coerentes e sub-lambdas (Digital Sub-carriers). A id\u00e9ia \u00e9 que um canal de 400Gb\/s, composto por 16 sub-portadoras de 25Gb\/s, por exemplo, permita estabelecer conex\u00f5es \u00f3pticas privadas a diferentes n\u00f3s da rede Edge, numa arquitetura Hub & Spoke \u00f3ptica, conforme ilustrado na figura 4.<\/p>\n\n\n

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Figura 4 \u2013 Arquitetura Hub e Spoke \u00f3ptica. Overview of XR optics.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Essa arquitetura permite a utiliza\u00e7\u00e3o de uma rede \u00f3ptica passiva, como nas redes GPON de acesso, que elimina a necessidade de equipamentos ativos IP na por\u00e7\u00e3o de agrega\u00e7\u00e3o da rede, mantendo-os apenas nos lados de acesso e core da rede metro.<\/p>\n\n\n\n

Uma op\u00e7\u00e3o interessante, pois pode trazer ganhos significativos de CAPEX e OPEX, pela redu\u00e7\u00e3o da quantidade de transceivers \u00f3pticos e elimina\u00e7\u00e3o de equipamentos na agrega\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Cen\u00e1rios que exijam aumento de capacidade dos links de rede, com baixo impacto na opera\u00e7\u00e3o, no que toca reconfigura\u00e7\u00e3o ou adi\u00e7\u00e3o de novos sites, comum em atendimento a Data Centers, podem ser mais facilmente implementados com a solu\u00e7\u00e3o XR, quando comparado com as solu\u00e7\u00f5es tradicionais que oferecem menos flexibilidade. No entanto, o desenho da rede de fibras \u00e9 diferente, devido a caracter\u00edstica Ponto-Multi-ponto f\u00edsica, o que exige mudan\u00e7a na estrat\u00e9gia de implanta\u00e7\u00e3o da planta de fibras, nessa por\u00e7\u00e3o da rede. Pode haver um consumo maior de fibras do que nas arquiteturas tradicionais, em especial para obten\u00e7\u00e3o de resili\u00eancia de tr\u00e1fego. Outro ponto a se destacar \u00e9 que o ganho estat\u00edstico no tratamento do tr\u00e1fego fica nas pontas, pois a rede de Edge \u00e9 puramente \u00f3ptica. \u00a0Tais considera\u00e7\u00f5es precisam ser levadas em considera\u00e7\u00e3o na an\u00e1lise de custo total.<\/p>\n\n\n\n

Papel dos plug\u00e1veis coerentes na rede de Edge …<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Os plug\u00e1veis coerentes 400G XR s\u00e3o a base da arquitetura Ponto \u2013 Multi ponto resumida acima, no entanto qualquer que seja a arquitetura a ser adotada e que pretenda ser a prova de futuro, precisa considerar a utiliza\u00e7\u00e3o de plug\u00e1veis coerentes. Pesquisa junto as principais operadoras mundiais j\u00e1 mostram o interesse pela solu\u00e7\u00e3o 100G ZR, sob padroniza\u00e7\u00e3o do IEEE (IEEE 802.3cttm<\/sup> ), que segue o caminho do bem sucedido 400G ZR, j\u00e1 largamente aceito e implementado. A figura 5 traz o resultado de um levantamento da Heavy Reading quanto a expectativa de ado\u00e7\u00e3o desse padr\u00e3o<\/p>\n\n\n

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Figura 5 \u2013 Ado\u00e7\u00e3o do padr\u00e3o 100G ZR
Source: Heavy Reading 2022<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Sem d\u00favida que redes de agrega\u00e7\u00e3o tradicionais \u00e0 fibra escura, cujas dist\u00e2ncias n\u00e3o excedam 40km, podem utilizar m\u00f3dulos de 100G de detec\u00e7\u00e3o direta, no entanto n\u00e3o s\u00e3o escal\u00e1veis pois n\u00e3o permitem adi\u00e7\u00e3o de novos canais ( … n\u00e3o s\u00e3o redes DWDM). O upgrade passa pela substitui\u00e7\u00e3o da interface de linha por outra de maior velocidade (de 100G \u00e0 400G, por exemplo), o que \u00e9 mais doloroso em termos de custo e upgrade.<\/p>\n\n\n\n

\u201cTake aways\u201d das considera\u00e7\u00f5es acima …<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Sem d\u00favida que um operador de rede seja CSP*<\/sup>, ICP*<\/sup> ou MSO*<\/sup>, possui especificidades de rede e tr\u00e1fego que precisam ser analisadas com cuidado e certamente n\u00e3o \u00e9 o caso de uma solu\u00e7\u00e3o serve para todos.<\/p>\n\n\n\n

Em resumo, apontamos alguns pontos que entendemos relevantes e merecem aten\u00e7\u00e3o no momento do planejamento\/design de redes Edge:<\/p>\n\n\n\n

–  Links de transporte passam a ser de 100G, pelo menos. Arquitetura e solu\u00e7\u00f5es a serem adotadas precisam comportar esta capacidade por conex\u00e3o, com escalabilidade.<\/p>\n\n\n\n

– Recomend\u00e1vel considerar a possibilidade da arquitetura Hub&Spoke \u00f3ptica, que apesar de requerer uma estrat\u00e9gia diferente de \u201croll out\u201d de fibras, traz significativa redu\u00e7\u00e3o de investimento em equipamentos e prazos de upgrade\/reconfigura\u00e7\u00e3o de rede.<\/p>\n\n\n\n

– Na rede Edge o custo \u00e9 cr\u00edtico, portanto quanto menos equipamentos, melhor. Atualmente com a evolu\u00e7\u00e3o da tecnologia de chips, tem-se solu\u00e7\u00f5es IP muito compactas capazes de processar v\u00e1rios Tb\/s de tr\u00e1fego, com baixo custo e consumo pot\u00eancia, mesmo que super dimensisonados. \u00a0Se na an\u00e1lise econ\u00f4mica, essas caixas se mostrarem competitivas, pode-se considerar a arquitetura hop by hop de tr\u00e1fego, sem by-pass \u00f3ptico (eliminando a necessidade de estruturas ROADM), mesmo que o volume de tr\u00e1fego tr\u00e2nsito nos n\u00f3s seja bastante significativo. Isso no caso de topologias mais tradicionais em anel.<\/p>\n\n\n\n

– Escalabilidade de capacidade tamb\u00e9m \u00e9 um requerimento importante, o que torna a solu\u00e7\u00e3o DWDM necess\u00e1ria em boa parte dos casos, no entanto com o advento dos plug\u00e1veis coerentes (100G ZR, 400ZR, …), que oferecem performance mais do que suficiente nessa por\u00e7\u00e3o da rede, dispensa-se a utiliza\u00e7\u00e3o de transponders \u00f3pticos, em casos de redes tradicionais.<\/p>\n\n\n\n

– Aten\u00e7\u00e3o ao atendimento aos standards e caracter\u00edsticas abertas de gerenciamento das solu\u00e7\u00f5es de rede. \u00c9 desej\u00e1vel que a operadora n\u00e3o esteja presa a um dado fabricante e sem possibilidade de desenvolvimento de aplica\u00e7\u00f5es de automa\u00e7\u00e3o por conta pr\u00f3pria.<\/p>\n\n\n\n

–  Capacidade de upgrade e reconfigura\u00e7\u00e3o sem afeta\u00e7\u00e3o aos demais servi\u00e7os de rede \u00e9 um requerimento cada vez mais necess\u00e1rio, tanto da perspectiva de agilidade de entrega de novos servi\u00e7os, quanto no que concerne custos de implanta\u00e7\u00e3o\/opera\u00e7\u00e3o, que no final afetam a sa\u00fade do neg\u00f3cio.<\/p>\n\n\n\n

Pretendeu-se aqui neste artigo, chamar aten\u00e7\u00e3o para essa importante por\u00e7\u00e3o da rede metro, suas caracter\u00edsticas e desafios, dado o cen\u00e1rio de crescimento de tr\u00e1fego que se avizinha. <\/p>\n\n\n\n

Ficamos \u00e0 disposi\u00e7\u00e3o para aprofundar a discuss\u00e3o e\/ou fazer an\u00e1lises customizadas de cen\u00e1rios e projetos reais de redes que se apresentem.<\/p>\n\n\n\n

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*Legend:<\/p>\n\n\n\n

OTN: Optical Transport Network<\/p>\n\n\n\n

OADM: Optical Add Drop Multiplexer<\/p>\n\n\n\n

ROADM: Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer<\/p>\n\n\n\n

eMBB: enhanced Mobile BroadBand<\/p>\n\n\n\n

URLLC: Ultra Reliable Low Latency Communication<\/p>\n\n\n\n

mMTC: massive Machine Type Communication<\/p>\n\n\n\n

CSP: Carrier Service Provider<\/p>\n\n\n\n

ICP: Internet Content Providers<\/p>\n\n\n\n

MSO: Multiple Service Operator<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

De maneira simples, podemos descrever as redes de Edge como redes que conectam as redes de acesso ao \u201ccore\u201d da rede metro, tamb\u00e9m conhecidas como redes de agrega\u00e7\u00e3o pela perspectiva de consolida\u00e7\u00e3o de tr\u00e1fego, ou Middle Mile, por possu\u00edrem dist\u00e2ncias intermedi\u00e1rias \u00e0s observadas nas redes metro. Dependendo da metr\u00f3pole e […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"om_disable_all_campaigns":false,"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[36,35,15,30,23,33,37,34,32,18,31],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/optlight.com.br\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/336"}],"collection":[{"href":"https:\/\/optlight.com.br\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/optlight.com.br\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/optlight.com.br\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/optlight.com.br\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=336"}],"version-history":[{"count":15,"href":"https:\/\/optlight.com.br\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/336\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":371,"href":"https:\/\/optlight.com.br\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/336\/revisions\/371"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/optlight.com.br\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=336"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/optlight.com.br\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=336"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/optlight.com.br\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=336"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}