Ethernet Carrier Ethernet

8/3/2019 Ethernet Carrier Ethernet

http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-carrier-ethernet 1/66

Thursday, May 03, 2012

Ethernet /

CarrierEthernetDalibor Dimitrijevic



Pocetak Eterneta

1970 Pocetak razvoja u korporaciji Xerox1980 Prvi standard objavljuje DIX-Digital Equipment Company, Intel,

Xerox za 10Mbps1985 Objavljen IEEE 802 standard za LAN, 802.3 za Eternet

1995 Objavljen IEEE standard za 100Mbps1998 Objavljen IEEE standard za 1000Mbps (Gigabit Eternert)2002 Objavljen IEEE standard za 10Gbps

Thursday, May 03, 2012 Vip mobile d.o.o.Page 2



Uvod

Ethernet je bez sumnje najrasprostranjenija mrežna tehnologijadanas. Od svog nastanka, u Xerox laboratorijama 70-tih godina,doživeo je brojna unapređenja, koja su standard vodila od 10 Mbps(miliona bita u sekundi), preko 100 i 200 Mbps (Fast Ethernet), dofantastičnih 1 i 10 Gbps (milijardi bita u sekundi ).

Ethernet svoju masovnost može da zahvali otvorenom standardu ičinjenici da su svima (ko je zainteresovan) dostupne specifikacije iprava da formira svoju Ethernet mrežu. Ova otvorenost, uz lakuupotrebu i robustnost rezultirala je ogromnim Ethernet tržištem, što je

još jedan razlog zašto se baš Ethernet toliko raširio u okviru

računarske industrije. Osim Etherneta (i Fast Etherneta) rasprostranjene LAN tehnologijesu:Token Ring,Fiber Distributed Data Interface (FDDI),

Asynchronous Transfer Mode (ATM).Thursday, May 03, 2012 Vip mobile d.o.o.Page 3



Prednost Etherneta kao LAN tehnologije

Ethernet ima dosta prednosti, između kojih su:• mreže su jednostavne za planiranje i ekonomične za instalaciju;• mrežne komponente su jevtine;• tehnologija se pokazala kao pouzdana;• jednostavno je dodati i odstraniti računare sa mreže;• podržavaju ga mnogi softverski i hardverski sistemi.

Glavni problem Etherneta je što se korisnici takmiče za pristup mreži

i nema garancije da će korisnik moći da pristupi mreži uvek kada imapodataka za slanje. U tom slućaju dolazi do sudara (Collision)podataka različitih korisnika. Korisnici mora da prestanu sa slanjem ida saćekaju određeno vreme dok mreža ne postane slobodna.




Fizicki medijum Etherneta

Izbor fizičkog medijuma je važan deo formiranja LAN mreže. Popitanju Etherneta na raspolaganju su nam sledeći »medijumi« zaprenos signala:

-Debeli koaksijalni kabl

-Tanki koaksijalni kabl (RG58/BNC)-4-parični upredeni kabl (UTP) -Optički kabl -Bežična veza






Ethernet u OSI model






Format 802.3 okvira




Ethernet okvir se sastoji od sledecih polja:

- Uvodni deo -To je skup od 7 okteta (oktet je skup od 8 bita), sto ukupno cini56 bita jedinica i nula. Svaki oktet ima sledeci oblik: 10101010. Uvodni deoukazuje stanici koja prima podatke da je okvir poslat preko medijuma. Vazno

je napomenuti da Ethernet tehnologije nakon 10 Mb/s i dalje poseduju ovopolje, ali ono nije vise obavezno.

- Start of frame delimiter (SFD) SFD je 8 bitno polje koje ima slicni sablon kaouvodni deo, ali poslednja dva bita su jedinice (10101011). Ovo polje ukazujeda je ono sto sledi sadrzaj okvira.

- Odredisna MAC adresa -Odredisna adresa se nalazi u 48-bitnom polju Iukazuje na adresu stanice kojoj je ovaj okvir upucen.

- Izvorisna adresa -Ovo polje je 48-bitno i ukazuje na izvornu adresu stanicekoja je poslala ovaj okvir.

- Tip/Duzina (Type/Length value TLV) -Ovo polje koristi 16 bita i ukazuje na tipprotokola viseg nivoa koji je enkapsuliran u polje podataka. Sadrzaj ovogpolja se naziva i Ethertype vrednost. U tabeli 1.1 nalaze se neke Ethertypevrednosti.




- Podaci -U ovom polju nalaze se paketi visih slojeva. Njegova

minimalna duzina je 46 bajtova, a maksimalna 1500 bajtova.Minimalna vrednost se definize zbog toga da bi se svakoj staniciomogucilo da primi okvir. Ukoliko je sadrszaj ovog polja manji od 46bajtova, onda stanica koja salje ovaj okvir dopunjuje (pad) polje dovelicine 46 bajtova.

- Sekvenca provere (Frame check sequence - FCS) -Polje FCS sadrzivrednost ciklicnog redundantnog koda (cyclic redundancy code -CRC) okvira. Kada stanica primi okvir, ona izracunava CRC iuporedjuje ga sa vrednoscu FCS polja. Ukoliko se vrednosti

podudaraju, smatra se da je prenos obavljen bez greske.

Ukupna duzina frame-a je izmedju 64 I 1518 B. Minimalni razmakizmedju 2 okvira je 96 bita za sve Eternet brzine.




Neke uobicajene vrednosti Ethertype

Ethertype vrednost : Znacenje:

0800 Internet Protocol (IP)0806 Address Resolution Protocol (ARP)

0BAD Banyan Systems6004 DEC Local Area Transport (LAT)8037 Internetwork Packet Exchange (IPX) (Novell NetWare)809B EtherTalk (AppleTalk over Ethernet)80D5 IBM Systems Network Architecture (SNA) Services

over Ethernet80F3 AppleTalk Address Resolution Protocol (AARP)86DD IP Version 6




Pristup medijumu

Deterministicki pristupmedijumu:-Token ring-FDDI

Nederministicki pristupmedijumu:Eternet

Eternet je broadcast

tehnologija I koristi deljenimeijum - CSMA/CD CarrierSense MultipleAccess/Collision Detection.




Nacin komuniciranja

Polu dupleks :-10Mbps,100Mbps,1000Mbps-Asinhroni prenospostoji kolizija-Potrebna preambula za sinhronizaciju-Slot time-minimalno vreme slanja ( koje je potrebno da bi stanicakoja salje sigurno detektovala koliziju u najgorem slucaju).

Puni dupleks :

-100Mbps, 1000Mbps,10Gbps-Sinhroni prenos-Ne postoji kolizija-Nije potrebna preambula za sinhronizaciju.




Puni-Duplex rezim (Full-Duplex)

CSMA/CD je metodologija na kojoj je baziran half-duplex Ethernet iFast Ethernet. 1995. godine, IEEE je odobrio 802.3x, koji opisujenovu metodologiju za prenos u Ethernet mrezama, poznatiju kao full-duplex rezim. Full-duplex operacije omogucuju stanici da salje iprima okvire simultano, cime se obezbedjije bolja upotreba medijuma

i veca propusnost.




Full-duplex rezim moze da funkcionise samo u point-to-pointokruzenju. U kolizionom domenu moze da postoji samo jos jedanuredjaj. Stanice povezane na habove, ripitere ili slicne uredjaje necebiti u stanju da rade u full-duplex rezimu. Stanice, koje su direktnopovezane jedna sa drugom ili su povezane na Layer 2 sviceve (kojipodrzavaju full-duplex rezim), u mogucnosti su da rade u full-duplexrezimu.

Full-duplex rezim omogucuje Ethernet topologijama da prevazidjuogranicenja udaljenosti koje half-duplex rezim poseduje. Ironicno, alisamo opticki interfejsi mogu da iskoriste mogucnost dodatne duzine(kao sto je to slucaj kod 100BASE-FX), zato sto su kablovi saupredenom paricom ograniceni sopstvenim karakteristikama.




CSMA/CD arhitektura

Ethernet mrezni standard jebaziran na CSMA/CD arhitekturi.CSMA/CD je half-duplex arhitektura,odnosno samo jedna stanica moze davrsi slanje u jednom trenutku. Carrier-sense (detekcija nosioca) deoCSMA/CD ukazuje na mogucnoststanica da utvrde da li je Ethernetmedijum trenutno zauzet. Zapravo, nepostoji signal nosioca (carrier), vecstanice detektuju odsustvo signala,

sto ukazuje da medijum nije uupotrebi. Multipleaccess (visestrukipristup) deo CSMA/CD se odnosi namogucnost medijuma da podrzi visekorisnika u isto vreme.




Kolizija

Kolizija nastaje kada dve stanice salju podatke u isto vreme.Podaci i jedne i druge stanice su neupotrebljivi, tako da te stanicemoraju ponoviti slanje podataka.

Detekcija kolizije se odnosi na mogucnost stanica da otkrijupojavu kolizije. Specifikacija etherneta opisuje mehanizam po komestanice ciji su okviri dosli u koliziju mogu ponoviti slanje svojih okvira.Ukoliko 2 uredjaja salju istovremeno I detektuju koaliziju,prekida seslanje frame- ova I salje se “jam” signal duzine 32 bita (najcescenaizmenicni niz 0101…) i uredjaji prelaze u back off algoritam (vremecekanja svakog od uredjaja je slucajno, moze biti umnozak od Slottime-a).




Ethernet mrezni precnik i Ethernet vreme prenosa

Mrezni precnik (Ethernet Network Diameter) predstavljarastojanje izmedju stanica na krajnjim granicama opsega emitovanja.

Pravila 802.3 kazu da se kolizija mora detektovati u okviru vremenakoje je potrebno da se posalje najmanji Ethernet okvir. Najmanji okvir

je velicine 64 bajta ili 512 bita. Poznajuci brzinu prostiranjaelektricnog signala i brzine prenosa na medijumu (10 Mb/s),maksimalna duzina kabla za Ethernet mreze je 2800 metara.

Vreme koje je potrebno da bi paket presao put mreznog precnikanaziva se Ethernet vreme prenosa (Ethernet Slot Time).




Najcesci medijumi

Ethernet postoji u vise formi.Svaka od Ethernet varijanti ima svoje prednosti i mane.

Varijante 10Mbps Eterneta :

10BASE5,medijum je koaksijalni kabl10BASE2, medijum je koaksijalni kabl10BASE-T, medijum je UTP kabl

Varijante 100Mbps Eterneta :100BASE-TX ,medijum je UTP kabl100BASE-FX,medijum je multimodno opticko vlakno




10BASE2Pre nego sto je 10BASE-T postao popularan, 10BASE2 je bilapreovladjujuca topologija u manjim mrezama Ethernet sveta. Naziv

10BASE2 se odnosi na 10 Mbit/s signal koji ima maksimalni dometod 200 m preko RG-58 koaksijalnog kabla (tanki eternet,impedansa50 ohm.).

10BASE5Jos jedan od uobicajenih tipova je 10BASE5, koji koristi mnogo deblji

koaksijalni kabl. Ovaj kabl je bitno skuplji i tezi za rukovanje.Spajanje stanica na 10BASE5 zahteva upotrebu primopredajnika kojisu skupi. Duzina segmenta do 500m.

10BASE-FL10BASE-FL je najcesca implementacija Ethterneta preko vlakna koji

omogucava rad u vise modova rada (multimod fiber). 10BASE-FLomogucuje da segmenti budu udaljeni 2 kilometra, i nijeneuobicajeno videti da se 10BASE-FL koristi za dve udaljeneEthernet mreze. 10BASE-FL zahteva dva vlakna, jedan za slanje, adrugi za prijem.

Thursday, May 03, 2012 Vip mobile d.o.o.Pag21



10BASE-T

10BASE-T je najcesce koriscen Ethernet medijum sa upredenomparicom (twisted pair). Obezbedjuje mreznu povezivost prekoneoklopljenog kabla sa upredenim paricama kategorije 3 (UTPCategory 3) koristeci samo dve parice. Iako 10BASE-T zahtevasamo Category 3 kabliranje, veliki broj mreza je realizovan sa

Category 5 kablovima koji omogucuju da se mreza unapredi u100BASE-TX ili 1000BASE-T.

Kablovi kategorije 5 obezbedjuju bolji kvalitet signala. Termin10BASE-T se odnosi na mogucnost medijuma da radi na brzinama

od 10 Mbit/s na kablu sa upredenom paricom. 10BASE-T dozvoljavaduzine segmenta od 100 m, iako Ethernet sam po sebi dozvoljava2800 m.




10BASE-T stanice se fizicki povezuju na uredjaj koncentracionog tipa

(ripiter,hab, svic) kako bi formirale topologiju zvezde. Iako je mreza

fizicki u obliku zvezde, ona funkcionise kao logicka magistrala, kao sto je to prikazano na slici 1.7. Prednost topologije zvezde je u tome stoprekid mreznog kabla do jedne stanice ne utice na rad cele mreze.




Fast Ethernet (802.3u)

Kako je Ethernet postajao prihvaceniji kao standard zaracunarske mreze, korisnici su postajali sve zahtevniji po pitanjupropusnog opsega.1995. godine IEEE objavljuje 802.3u, standard za 100 Mbit/s

Ethernet. Iako je postojalo nekoliko 100 Mbit resenja za Ethernet,dva su postala prihvacena, 100BASE-TX I 100BASE-FX (oba seoslovljavaju i sa 100BASE-X).100BASE-TX ima signalizaciju na visim frekvencijama koja zahtevakvalitetniji kabl od kablova kategorije 3, koje je zahtevao 10BASE-T.

100BASE-TX, takodje, ima ista ogranicenja po pitanju duzine odpriblizno 100 metara koje ima 10BASE-T, sto znaci da se mozekoristiti ista infrastrukturaFast Ethernet sistemi zadrzavaju upotrebu okvira velicine 512 bitazbog kompatibilnosti sa starijim Ethernet sistemima.






Slot Time Gigabit Etherneta

Mrezni dijametar gigabit Etherneta predstavlja izazov. U half-duplex modu, zakon Ehterneta kaze da je okvir velicine 512 bitaminimalna velicina okvira koja je potrebna da bi sve stanice “cule"okvir i da bi poruka o otkrivanju kolizija stigla do svih stanica, prenego sto stanica, koja je poslala taj okvir, ne odbaci taj

okvir.1000BASE-T ili 1000BASE-X link bi bio ogranicen na 20m.Duzina od 20 m nije odgovarajuca u svim situacijama, tako da je IEEE (da bi se ovo ogranicenje prevazislo) zahtevao da minimalnavelicina okvira bude osam puta povecana, odnosno 4096 bita zagigabit Ethernet. Umesto da se deo okvira za podatke prosiridopunjavanjem, standard je opisao upotrebu novog polja poznatogpod nazivom carrier extensions .Pretpostavimo da gigabit Ethernet stanica detektuje slobodanmedijum i pozeli da posalje okvir velicine 512 bita. Mrezni adapterdodaje na kraj okvira carrier extension (prosirenje) polje velicine3584 bita.




Gigabit Eternet carrier extension

Ovi bitovi su poznati ostalim gigabit Ethernet stanicama itretiraju se kao deo samog okvira, a ne kao podatak (slika 1.9). Kadaprijemna stanica primi okvir, ona odbacuje polje carrier extension.

Ovim procesom se izbegava kolizija kod slanja malih paketa.Iako se upotrebom ove metode resava problem mreznog dijametra,ona uvodi novi problem. Za svaki mali paket od 512 bita, dodaje seiznos koji je sedam puta veci. Time se suzava propusni opseg.




Gigabit Eternet burst rezim

Kako bi se ovo opterecenje resilo, standard opisuje i burstrezim kao opcionu metodu za resavanje pitanja slot vremena iopterecenja usled carrier extension polja.Da bi se izbegla bilo kakva mogucnost nastajanja kolizije sa ostalimstanicama, mehanizam prvo salje mali okvir pune velicine 4096 bita(zajedno sa carrier extension poljem). Nakon uspesnog slanja prvogokvira, medjuprostor okvira se popunjava bitovima iz carrierextension polja, cime se ostalim stanicama sprecava pristupmedijumu (slika 1.10).




Ostali okviri se prenose bez bilo kakvog popunjavanja carrierextension polja. Stanica moze da posalje do 64Kb dodatnih okvira

pre nego sto prepusti kontrolu nad medijumom. Ovaj mehanizam,iako ne savrsen, omogucuje bolju iskoriscenost mreze nego samaupotreba carrier extension polja.

NAPOMENACarrier extensions i burst rezim su potrebni samo u half-duplex rezimu. Ufull-duplex rezimu ne postoji ovaj problem.




10Gbps Eternet

Format okvira je isti kao I u ostalim Eternet tehnologijama,poludupleks nije podrzan,LAN,MAN I WAN tehnologija (domet40km), kompatibilan sa SONET,SDH.

Varijante 10Gbps Eterneta :10GBASE-SR , multimodna vlakna (26m-82m)10GBASE-LX4 ,multipleksiranje po talasnim duzinama WDM(wavelenght division multiplexing), rasojanja su 240m-300m zamultimodna vlakna I 10km za monomodna opticka vlakna.

10GBASE-LR I 10GBASE-ER, rastojanja 10km I 40km pomonomodnim optickim vlaknima10GBASE-SW, -LW, -EW – zajednicko ime je 10GBASE-W,namenjene za rad sa OC-192 sinhronim transportnim modulomSONET/SDH WAN opreme .




Automatsko usaglasavanje (Auto negotiation)

S obzirom na brojne moguce kombinacije parametaraEtherneta, brzine prenosa podataka i duplex rezima, automatskousaglasavanje pronalazi i utvrdjuje kompatibilnost medju uredjajima.Proces automatskog usaglasavanja zapocinje tako sto uredjaj

prepozna aktivnost linka na svom interfejsu:-Uredjaj salje fast link impuls (FLP), oglasavajuci zeljenu brzinu

i duplex rezim. U tabeli 1.2 prikazani su moguci rezimi rada uhijerarhijskom redosledu.

-Ukoliko druga, udaljena stanica podrzava automatsko

podesavanje, ona salje FLP sa svojim podacima.-Dve stanice se usaglasavaju oko najboljih zajednickih

parametara brzine I duplex rezima.




Ukoliko jedna stanica poseduje mogucnost automatskogusaglasavanja, a druga ne poseduje, u tom slucaju se preduzimaotkrivanje medijuma. Na primer, starije 10BASE-T stanice se mogupovezati na svic koji podrzava automatsko usaglasavanje. Svic saljeFLP 10BASE-T stanici i zahteva 100 Mbit/s full-duplex rezim.

10BASE-T stanica ne razume FLP i ignorise signal automatskogusaglasavanja. Stanica 10BASE-T ne moze da posalje svoj FLP, jerne podrzava to. Port na svicu otkriva odsustvo FLP podrske ipretpostavlja da je stanica 10BASE-T. U ovom slucaju, zato stostanica ne podrzava automatsko usaglasavanje, svic se podesava na

10BASE-T.Thursday, May 03, 2012 Vip mobile d.o.o.Page 32



Zakljucak

Ethernet je evoluirao i sada moze da odgovori na zahteve korisnika iadministratora mreza. On nastavlja da se razvija i dalje, iz GigabitEtherneta u 10 Gigabit Ethernet. U tabeli 1.3 nalazi se pregledtopologija i tipova medijuma. Svaka topologija ima svoje mesto usvetu mreza, koje je odredjeno na osnovu cene, potrebne brzine

prenosa podataka i postojece kablovske infrastrukture. ZicaniEthernet poseduje kompatibilnost unazad i to je ono sto obezbedjjeda jedna tehnologija napreduje I da postane prihvaceni standard .




Pregled topologija I tipova medijuma




Thursday, May 03, 2012

Carrier Ethernet

Dalibor Dimitrijevic

Vip mobile d.o.o. Page 35



Uvod

Savremene telekomunikacione mreže se odlikuju velikim ibrzim promenama strukture i kolicine saobracaja koji se kroz njihprenosi. Prethodne dve decenije odlikuje ubrzani porast paketskogsaobracaja, koji se može objasniti istim takvim porastom racunskemoci mikroprocesora u digitalnim uredajima kao što su racunari,multimedijalni mobilni telefoni i drugi. Ovi uredaji za komunikacijudominantno koriste internet grupu protokola, i njihov ubrzani razvoj,široka primena i mnoštvo umreženih aplikacija koje nude uzrok susve veceg udela IP saobracaja u ukupnom prenošenom telekomunikacionom saobracaju.

Ovaj trend postavlja pitanje daljeg razvoja telekomunikacionihtransportnih mreža: da li koristiti vremenski multipleksirani SDHsistem koji omogucava i prenos paketskog saobracaja (NG-SDH) ilipreci na paketske Carrier Ethernet mreže.




Carrier Ethernet - Uvod

Upotreba Ethernet- a u novom okruženju dovela je neizostavnodo zahteva za promenama i proširenjima standarda kako bi seprotokol, originalno namenjen plug-and-play i best effort lokalnimracunarskim mrežama, mogao iskoristiti u transportnim mrežamavisoke pouzdanosti i jasno definisanog kvaliteta servisa sapotencijalno globalnim pokrivanjem. U svojoj novoj ulozi Ethernet senaziva Carrier Ethernet i pojavljuje se kao alternativa vec poznatim iuhodanim tehnologijama za prenos, prvenstveno SONET/SDHtehnologiji nove generacije (NG-SDH).

Metro Ethernet Forum definiše pet atributa koji razlikuju Carrier Ethernet od LAN Ethernet - a:

(1) postojanje standardizovanih servisa,(2) skalabilnost,(3) pouzdanost,(4) kvalitet servisa i(5) upravljanje servisima.







Sta je Carrier Ethernet?

Ethernet je godinama dominirao u LAN - u. Sada, sa dodatkomveceg broja tehnologija koje mu daju nove mogucnosti, Ethernetdobija performanse klase nosioca i srecemo ga kao Metro ili CarrierEthernet.

Za krajnjeg korisnika CE je servis definisan sa 5 atributa.

Za davaoca servisa CE je set mreznih elemenata koji uslugeponudjene korisniku povezuje sa transportnom mrezom, platforma zadodavanje novih servisa, standardizovan servis za sve korisnike




MEF – Metro Ethernet Forum

Suština popularnosti Etherneta, kao transportnog mehanizma, iusluga baziranih na njemu je u činjenici da je jeftin, univerzalan,

jednostavan za rad i zastupljen u svim delovima mreže, bez obzirana to što standardizacija u ovoj oblasti još uvek nije privedena kraju. Standardizacijom u oblasti Etherneta se bavi više standardizacionihtela - IEEE, IETF, ITU-T, MEF. Prema definiciji Metro EthernetForuma (MEF) Carrier Ethernet je transportni mehanizam, koji trebada ima sledeće osobine:




MEF – Metro Ethernet Forum

1· Visok nivo kvaliteta servisa : za rezidencijalne, za biznis iza mobilne korisnike; garantovani end-to-end SLA; End-to-end CIR i EIR

2· Skalabilnost :u odnosu na servise i u odnosu na opsege,100.000-a EVC- a, od Mbit/s do x10Gbit/s, očuvanje integritetakorisničkih podataka

3· Podrska za TDM : integracija TDM-a; emulacije kola,podrška za postojeće TDM aplikacije

4· Zaštita : Zaštita u vremenu reda 50ms, end-to-end path protection, zaštita i na nivou linije i na nivou čvora .

5· Upravljanje servisima : Brzo kreiranje servisa, OAMmogućnosti Carrier klase, Upravljanje korisničkom mrežom (CNM).




Carrier Ethernet Mobile backhaul

Tradicionalno, Mobile backhaul mreza koristi TDM (TimeDivision Multiplexing) i ATM (Asynchronous Transfer Mode) mreznetehnologije. Ali oprema narednih generacija i mreze narednihgeneracija (NGN) su bazirane na Ethernet-u.

Adaptacija tradicionalne circuit-switched transportnearchitekture za podrazavanje paketski zahtevnih servisa je veomaskupa. Mobilni operateri zbog toga traze alternativne nacine dapostignu zahtevane propusne sirine u RAN-u (Radio AccessNetwork) a da istovremeno redukuju svoje operativne troskove.Carrier Ethernet technologija je jedan od najboljih nacina da se uRAN-u znacajno poboljsaju performansse uz istovremeno smanjenjeoerativnih troskova.



Carrier Ethernet Servisi

Carrier Ethernet specifiicira osobine servisa I odgovarajucevrednosti parametara za dati tip servisa. A to su sledeci servisi:

-E-Line (Point-to-Point),-E-LAN (Ethernet LAN Service),-E-Tree (Rooted Multipoint).





Ethernet LAN servis- Ethernet LAN servis (E-LAN) – Ethernet LAN servis je veza

više tačaka (MP2MP) se koristi za: VPN -ove sa više tačaka pristupa,LAN servise.E-LAN servis je neophodan kada kada neki mobilni operater dajepristup vecem broju servisa sa jednog ili vise UNIs u isto vreme. Npr,UNI je na strani mobilnog operatera a njegov BTS moze podrzatirazlicite tehnologije kao sto su GSM i WiMAX. Svaka tehnologija mozeimati specificni EVC dodeljen transportnom mobile backhaulsaobracaju i razlicite UNI Peers.


E-LAN Service type

Multipoint-to-Multipoint EVC

CE

UNI

CE

UNI



E-Tree

E-Tree servis se koristi kada mobilni operateri zele da povezuveci broj sajtova u cilju obezbedjivanja servisa koji nisu LAN tipa.Ovaj tip servisa moze biti distribuiran od strane jednog ili visecentralizovanih node-ova pri cemu se node koji vrse distribuciju zovu

roots a svi ostali su leaves . Tradicionalno u mobilnoj backhaul mrezi,BTS node treba da razmeni frejmove servisa samo sa BSC-om a ne isa ostalim BTS node-ovima. Ovaj nacin ponasanja je omogucenkoriscenjem ETree servisa.



Strategija migracije ka Carrier Ethernetu u RAN-u

Migracija RAN backhaul mreze ka carrier Ethernet-u se necedogoditi preko noci. Potrebno je iskoristiti postojecu infrastrukturu Imrezne elemente sto je moguce vise pre migracije na potpuni Ethernetu RAN backhaul mrezi.Nekoliko migracionih strategija se koristi za prelazak na potpuni

ethernet.1-Packet offload over Carrier Ethernet2-Emulation over Carrier Ethernet3-RAN Dual Stack4-Full Ethernet



Packet Offload kroz Carrier Ethernet

U ovom scenariju, pristupna mreza se deli na dve paralelnemreze, legacy mrezu i Carrier Ethernet mrezu. Legacy mreza se sadakoristi samo za prenos govornog saobracaja. Dok se Carrier Ethernetmreza koristi za prenos data saobracaja.



Emulation over Carrier Ethernet

Na ovaj nacin, legacy mreza je zamenjena Carrier Ethernetom ,aBSC i BTS su povezani na Carrier Ethernet pomocu GIWF modula.Sav sapbracaj sa BTS/BSC se prenosi kroz Carrier Ethernetkoriscenjem Ethernet servisa. Emulacija TDM/ATM kola se mozepostici sa CES ili Pseudo wire tehnologijom. Konkretno u ovomslucaju, CESoETH (Circuit Emulation Services over Ethernet)tehnologija se koristi za RAN backhaul migraciju sa legacy mreze kaCarrier Ethernet Mrezi.



Dual Stack RAN

Dual Stack migracija je slicna Packet offload-u, ali su sada

BTS/BSC direktno povezani na UNI kroz Ethernet interfejs na MENbez potrebe koriscenja GIWF. Sobracaj nizeg prioriteta (sa vecimpropusnim opsegom) se prenosi kroz MEN, a Legacy se koristi zasaobracaj sa visokim prioritetom (govor).



Full Ethernet

Sav saobracaj sa RAN bazne stanice se direktno prenosi krozUNI na Carrier Ethernet Mrezu.

U N t k I t f



User-Network InterfaceUser-Network

Interface je interfejs izmedjukorisnika i mreze

provajdera. Povezuje CESInterworking function modulna Carrier Ethernet mrezu.Poseduje dva glavnafunkcionalna elementa, UNI-

C (Customer Edge) i UNI-N (Provider Edge).Ova dva funkcionalna elementa razmenjuju konfiguracioneinformacije i status EVC, status linka i end to end konekciju koriscenjem E-LMI (Ethernet Local Management Interface) protokola i Ethernet OAM.Status Enquiry porukom se razmenjuju informacije izmedju UNI-C i UNI-N.E-LMI protokol ukljucuje sledece procedure:

-Oznacava status EVC konekcije.-Oznacava dodavanje/brisanje EVC konekcije za CE.-Obavestava CE, stanje dostupnosti definisanog EVC (aktivno,neaktivno,delimicno aktivno).



User-Network Interface

Ethernet Link Management omogucuje provajderumonitorisanje i troubleshoot pojedinacnog Ethernet linka. Koristi se

jedino za point-to-point Ethernet link. Ovi Ethernet frame-ovi (LinkOAM) se ne propagiraju iza hopa unutar Ethernet mreze. Ovo sepostize koriscenjem Link OAM (IEEE 802.1ah) protokola I njegoveglavne osobine su Discovery (identify the peer link), Link Monitoring,Remote Fault Detection i Remote Loopback.

Ethernet Service Management (Connectivity FaultManagement) omogucuje provajderu da upravlja svakim korisnickimservisom (EVC-om) ponaosob. Radi na bazi servisa. Npr, ukoliko jedetektovan otkaz jedog EVC-a, servis provajder krajnji uredjajobavestava CE uredjaj o neispravnosti EVC-a. Tako da se saobracajmoze prerutirati drugom putanjom mnogo brze nego sto se otkazdetektuje pomocu routing protocola koji pokrece CE uredjaj. EthernetCFM koristi tri poruke zajedno kako bi se obezbedila pomoc zadebugiranje Ethernet mreze. To su Continuity Checks, Link trace iLoopback.



CES over Carrier Ethernet

Circuit Emulation Services dozvoljavaju razmenu TDMsaobracaja izmedju krajnjih korisnika pomocu Carrier Ethernet mreze(Packet-switched Network).

CES zahteva interworking funkcionalne uredjaje za povezivanjeBTS/BSC na Carrier Ethernet pomocu UNI interfejsa. Interworkingfunkcijom koja se koristi u CES zove se CES-IWF. Ima dva interfejsa,Ethernet i Non-Ethernet interfejs.

Konverzija TDM saobracaja u Ethernet packete zahtevarazdvajanje TDM saobracaja u delove predefinisane velicine. A zatimdodavanje Ethernet zaglavlja na predefinisani payload da bi seformirao Ethernet paket.



Arhitektura CES - Interworking Function smerovi

CES je bidirekcioni servis koji se sastoji od dva simetricna toka

podataka u suprotnim smerovima. Za svako emulirano kolo, postojipar CES interworking funkcija, MEN-bound IWF (odgovoran zapaketizaciju TDM saobracaja, enkapsulaciju u Ethernet frame i njihovoprosledjivanje u Ethernet mrezu) i TDM-bound IWF (odgovoran zaekstrakciju TDM podataka iz Ethernet frejma i rekreiranje TDMsaobracaja).



TDM Line Service kroz Carrier Ethernet mrezuOvaj servis obezbedjuje TDM interfejs ka korisniku i prenosi

podatke kroz MEN mrezu umesto klasicne CS TDM mreze. Dva CESIWF modula omogucuju interfejs TDM servsa ka Ethernet-u. Ova dvaIWF modula su povezana kroz Carrier Ethernet mrezu pomocu point-to-point EVC.

Tri glavna funkcionalna bloka ukljucena u konverziju TDMpodataka u Ethernet pakete su TSP (TDM Service Processor), CES-

IWF i EFT (Ethernet Flow Termination ).



CES Interfejs



CES Interfejs

CES TDM interfejs se nalazi izmedju IWF modula. Isti ethernetinterfejs se moze iskoristit za vise IWF modula. Ovo se moze posticikoriscenjem Emulated Circuit De-multiplexer/Multiplexer funkcijomkoja se nalazi u Ethernet domenu.

ECDX (Emulated Circuit De-multiplexer/Multiplexer Function)

ima dve funkcije; u Ethernet domenu generise ECID - Emulated CircuitIdentifier koji je jedinstven za CES IWFu TDM domenu I dodelju je gasvakom primljenom Ethernet frejmu. Takodje odredjuje I Ethernet tipda bi oznacio ethernet frejmove koji imaju funkciju adaptacijeCESoETH.U TDM domenu ECDX vrsi ekstrakciju ECID vrednosti, Ethernet tip-a Ina kraju salje CES payload ka CES-IWF.

Sinhronizacija u Carrier Ethernet u



Sinhronizacija u Carrier Ethernet-u

Kada se TDM circuit traffic prenosi pomocu CES, kontinualnisignal se razbija na pakete pri ulasku u Carrier Ethernet mrezu (IWFbound). A zatim se ti paketi ponovo sastavljaju da bi formiralikontinualni signal na CE-bound IWF.

U cilju oporavka clock frekvencije na krajevima CES konekcije,

IWF mora uposliti proces koji je specifican za CES tip interfejsa.Odgovornost ja na CES-IWF da sacuva clock TDM servisa krozCarrier Ethernet mrezu. Dostupan je veliki broj opcija zasinhronizaciju paketski baziranih mreza. CESoETH IWF mozekoristiti sledece opcije za TDM clock ka TDM-bound IWF:

-Clock iz dolazeceg TDM linka-Eksterni referentni clock izvor-Free running oscilator-Clock iz Ethernet interfejsa (synchronous Ethernet)



Sinhronizacija u Carrier Ethernet-uZa prenos sinhronizacije preko Ethernet linkova koriste se dva

standarda. Jedan standard je PTP (Precision Time Protocol) definisan uIEEE 1588 i u njemu se sinhronizacija prenosi razmenom poruka izmeduuredaja koje je potrebno sinhronisati i sinhronizacionih servera. Vremenaslanja i prijema PTP paketa beleže se na samom fizickom interfejsu cime seizbegava merenje vremena koje je paket proveo u krajnjim uredajima. Da bise postigao potreban visoki nivo kvaliteta sinhronizacije Ethernet svicevi krozkoje PTP paketi prolaze treba i sami da funkcionišu kao sinhronizacioniuredaji (Boundary Clock mod rada), ili da koriguju vremena zabeležena uPTP paketima koji kroz njih prolaze (Transparent Switch mod rada). U ciljuocuvanja sinhronizacije u vremenskim intervalima izmedu slanja PTPpaketa, oscilatori u Carrier Ethernet uredajima treba da buduzadovoljavajuce kratkotrajne stabilnosti. Uvodenje oscilatora velikestabilnosti u Carrier Ethernet uredaje utice na povecanje njihove cene uodnosu na LAN Ethernet uredaje, koji koriste jeftine oscilatore tacnosti100ppm. Poredenja radi, zahtevana tacnost u GSM mreži je 0.05ppm. Drugi standard za sinronizaciju je tzv. sinhroni Ethernet u kome se takt regenerišena osnovu dolaznog signala na Ethernet portu uredaja, po istom principu pokome se vrši regeneracija takta u PDH i SDH uredajima.




Carrier Ethernet evolucija

U evoluciji ka Carrier Ethernet-u krenulo se od tradicionalnognacina razdvajanja Ethernet broadcast domena VLAN tagovima, ali

je problem bio u nedostatku transparentnosti za VLAN tagove krajnjih

korisnika. Sledeci korak je bilo dodavanje posebnog transportnog S-VLAN taga, što se brzo pokazalo kao neadekvatno zbog malog brojamogucih vrednosti u situacijama sa više desetina hiljada korisnika ipreopterecenosti MAC forwarding tabela. Trenutno rešenjepodrazumeva enkapsulaciju korisnickog Ethernet rama u novi

backbone Carrier Ethernet ram, sa posebnim B-DA i B-SA MACadresama iz relativno malog skupa adresa koje pripadaju samojtransportnoj mreži i dodatnim B-TAG i I-TAG poljima za definisanjebackbone VLAN taga, tipa servisa i prioriteta (PBB i PBB-TE).




Mehanizmi zastite

Mehanizmi zaštite saobracaja su vrlo važan faktor u ukupnojpouzdanosti mreže. ITU -T je u oblasti Ethernet-a preporukamaG.8031/Y.1342 i G.8032/Y.1344 (Ethernet linear protection switchingi Ethernet ring protection switching) obezbedio zaštitno prebacivanjesaobracaja u vremenu manjem od 50ms.

Pored toga, mehanizam ucenja na kojem su zasnovani LANEthernet bridge uredaji je morao biti zamenjen, pošto bi slanje paketasa nepoznatim B- DA adresama na sve raspoložive portove moglo daizazove kratkotrajna ali nepredvidljiva zagušenja linkova. Predloženo

je rešenje u vidu statickog rutiranja pod kontrolom operatera. Za

razliku od automatskog ucenja koje se odvija bez intervencije sastrane, PBB- TE podrazumeva direktno ucešce centralnog sistema zaupravljanje mrežom u ostvarivanju veza kroz Carrier Ethernet mrežu.Izbor i standardizacija protokola koji ce se koristiti u tu svrhu je i daljeu toku.




Carrier Ethernet vs SDH

Connectionless plug-and-play LAN Ethernet sa automatskimucenjem i kontrolom protoka je postao connection-orientedtehnologija sa staticki definisanim putanjama, strogo ogranicenimprotocima I kategorizacijom saobracaja.




ZAKLJUČAK

Tehnologija servisa emulacije kola preko paketa (CESoP) upristupnoj mrež i kombinovana sa Pseudo -Wire (PWE3) tehnikompodržava postojeće servise kao što su iznajmljene linije, ATM i FR sahibridnom Carrier Ethernet i IP/MPLS arhitekturom mreže. Pseudo -Wire je mehanizam koji emulira osnovne atribute postojećih servisatačka -tačka (npr. E1/T1 iznajmljene linije) preko paketske mreže(IP/MPLS). PW pruža funkcionalnosti koje emuliraju ponašanje ikarakteristike postojećih telekomunikacionih servisa (npr. ATM, FR)kroz IP paketsku mrežu.

.




ZAKLJUČAK

RAN Backhaul migraticija koristi prednosti Carrier Etherneta Injegovih servisa koriscenjem CESoETH tehnologije. Konvergira 2G,3G i 4G backhaul zajedno. Pomaze operaterima da ponude servisekoji zahtevaju vece sirine propusnog opsega I da na taj nacinpoboljsaju ARPU.

Za neke važne osobine, kao što su brzi oporavak sa kraja nakraj, rezervacija propusnog opsega I projektovanje saobraćaja,operatori će morati da se oslone na kombinaciju Ethernet i MPLS zadoglednu budućnost. Enkapsulacija Ethernet servisa preko MPLStunela, koji je razmatran od strane IETF PWE3 i L2VPN radnihgrupa, dopušta operatorima moćne tehnike koje su upotrebljene idokazane u IP/MPLS mrežama




Misljenje proizvodjaca o Carrier Ethernetu

Siemens primenu Carrier Ethernet-a vidi u svim segmentima mreže i to sa IP/MPLS okosnicom u backbone mrež i. Juniper, koji smatra da isključivo Ethernet/MPLS mož e imati Carrier Grade klasu kvaliteta, te da razvoj mrež e treba forsirati isključivo utom pravcu.Axxesit (deo Ericcsson grupacije) koji smatra da Ethernet/MPLS nije"zreo" za primenu i da se nova ekonomična Ethernet multiservisnaplatforma mož e realizovati preko postojeć e SDH mrež e .Alcatel, koji ima umeren stav i Ethernet vidi u pristupu,Ethernet/MPLS u Edge i agregacionom delu mrež e, a u metro ibackbone Coru vidi Ethernet/NGSDH/ CWDM/DWDM.

Documents

Ethernet Carrier Ethernet