V SRST – SEMINÁRIO DE REDES E SISTEMAS DE TELECOMUNICAÇÕES INSTITUTO NACIONAL DE TELECOMUNICAÇÕES – INATEL

ISSN 2358-1913 SETEMBRO DE 2016

Abstract—This article is in order to show the main features of

the OTN transport network in the optical layer. Index Terms—Optical layer, optical networks, OTN and

optical transmission standard. Resumo—Este artigo tem como objetivo apresentar as

principais características da rede de transporte OTN na camada óptica.

Palavras chave—Camada óptica, redes óptica, padrão OTN e Transmissão óptica.

I. INTRODUÇÃO

Atualmente as redes de telecomunicações estão sofrendo grandes mudanças, as tecnologias de transmissão estão sempre em constante modificação devido às novas aplicações de serviços, que por sua vez tem apresentado crescimento significativo, tais como streaming de vídeos de alta definição, streaming de áudio, vídeo conferência em tempo real, backup, armazenamentos em servidores remotos e um grande número de dispositivos móveis, estes fatores de certa forma aumentam a demanda de taxas de transmissão de longa distância. Com essas circunstâncias, é evidente que a rede óptica sempre terá que se adaptar com as evoluções tecnológicas, e assim aproveitar melhor a infraestrutura atual para as altas taxas de transmissão. [11]

Em razão das mudanças tecnológicas citadas, a rede transporte óptica adotou a Optical Transport Network (OTN), que segundo a recomendação G.709 da ITU-T é um protocolo da nova geração que fornece um transporte eficiente por canalização óptica baseado em comprimentos de onda, oferecendo melhor integridade, gerencia multiplexagem e altas taxas de transmissão. Ele é uma evolução da rede Synchronous Optical Network (SONET) / Synchronous Digital Hierarchy (SDH) e com a versatilidade do Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM), elimina a complicação do transporte Time Division Multiplexing (TDM), fornece isolamento de falhas e melhora da resolução de problemas. [11]

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Nacional de Telecomunicações, como parte dos requisitos para a obtenção do Certificado de Pós-Graduação em Engenharia de Redes e Sistemas de Telecomunicações. Orientador: Prof. MsC. Bruno de Oliveira Monteiro. Trabalho aprovado em 09/2016.

OTN tem transparência de protocolos fim-a-fim, propiciando integração entre redes distintas via quadro comum de transportes, independentemente do protocolo que o cliente esteja utilizando (SONET / SDH, Ethernet, IP, etc.). Além de possuir alta eficiência, oferece monitoramento de desempenho multicamadas e recurso de manutenção avançado para sinais que atravessam redes de várias operadoras. A OTN segue recomendações da ITU G.709, ITU G.872, ITU G.806 e ITU G.798. Com esta praticidade e baixa complexidade de implementação, a OTN dispõe para a rede de telecomunicações um recurso cabível e bastante admissível para o cenário atual. [4][5][12][13]

II. OTN ARQUITETURA FUNCIONAL

A estrutura é iniciada com Optical Transport Hierarchy (OTH) e Digital Transport Hierarchy (DTH), visto que segundo [ITU-T G.870 e G.805], é um conjunto hierárquico de camada e de transporte digital, que transporta a informação para dentro do OTN. Com isso é possível ter uma ideia de visualização em sua topologia e sua aplicação na rede OTN. A entrega predominante em sua topologia é óptica, incluído na tecnologia Wavelength Division Multiplexing (WDM) e conservando as facilidades de distribuição do seu quadro, transparência de protocolo (independente da transmissão de sinais do cliente) e alta taxa de bits. Podemos observar que no modelo OTN, tem de ser considerados a gerência, a monitoração e todo controle de sua rede. Portanto, em sua arquitetura a OTN deve entregar e conter as características como Transporte, Roteamento, Multiplexagem, Supervisão e Integridade.

III. HIERARQUIA DO OTN

A hierarquia OTN é separada por camadas que são recomendadas e padronizadas pela Telecommunication Standardization Sector-T (ITU-T), esses parâmetros são definidos considerando uma topologia fim-a-fim de uma rede de fibra óptica funcional. Essas recomendações mostram o sistema de transmissão como um todo, desde o seu protocolo em construção até a terminação em um quadro. Isso é definido pelas recomendações ITU-T G.709, G.805 e G.872. Todas as padronizações citadas abordam as camadas, funcionalidades e o gerenciamento de todo o transporte do sinal. [10]

OTN - Optical Transport Network – Funcionamento da Rede de Transporte no

Domínio Óptico Bruno Hayashi Batista Komatsu1, Bruno de Oliveira Monteiro2

A OTN segue a topologia informada pela recomendação G.805, dividindo-a em duas camadas hierárquicas: uma representando o transporte óptico, a Optical Transport Hierarchy (OTH) e a outra correspondendo a parte digital, a Digital Transport Hierarchy (DTH). Com a articulação ao modelo recomendado pelo ITU-T G.872 de sua hierarquia em sua arquitetura, foi estabelecida a sua definição que é composta pelas camadas abaixo:

- Sinal cliente (Pode ser SDH, SONET, IP, Gigabit Ethernet, e etc) - Optical Channel Payload Unit (OPU) - Optical Channel Data Unit (ODU) - Optical Channel Transport Unit (OTU) -Optical Channel (OCh) -Optical Multiplex Section (OMS) -Optical Transport Section (OTS)

Cada camada representa uma funcionalidade na transmissão respeitando sua camada superior e estabelecendo comunicação entre o sistema e a transmissão no meio óptico. [10]

Figura 1 - Hierarquia OTN [3]

O transporte do sistema de comunicação de camada do domínio elétrico é informado a seguir: No domínio elétrico as seções OPU, ODU e OTU são processadas para serem encaminhadas para camada inferior (óptica).

1) A OPU encapsula o sinal de carga que representa o cliente (que pode ser SDH, SONET, IP, Gigabit Ethernet, etc.) e realiza um pequeno rearranjo no sinal para ser transmitido. Neste primeiro ponto na OPU é colocado um cabeçalho (flag) na fonte, e no destino é retirada a informação de flag sem modificação na rede, este flag é somente uma sinalização de que o dado está sendo encaminhado ao ponto de destino.

2) A ODU assim como no processo anterior, encapsula a OPU e adiciona um flag para que seja controlado até seu destino.

3) A OTU encapsula a ODU, adiciona o Forward Error Correction (FEC) para correção de erros das camadas anteriores e acrescenta um cabeçalho de monitoração, logo é realizada uma conversão eletro-óptica do dado, isto é, a informação passa do domínio elétrico para o domínio

óptico, onde este sinal é direcionado para o canal óptico, o Optical Channel (OCh) [10]. O sinal do sistema inicial do domínio elétrico é

encaminhado para o OCh e nele o sinal é qualificado e arranjado para que em seguida possa ser encaminhado para a Optical Channel Carrier (OCC), que é transportada por comprimento de onda direcionado a cada canal e direcionado a sua camada inferior a Optical Multiplex Section. [10]

A função da camada OMS na rede OTN é adequar o sinal do cliente com outros sinais de outros clientes para que ele possa ser encaminhado ao seu destino. A OMS tem todo o sinal do cliente multiplexado e agregado em múltiplos comprimentos de onda. E a camada mais baixa, a Optical Transport Section tem a função de monitorar e controlar o sinal, enquanto ele percorre todo o caminho óptico. Um ponto importante que deve ser considerado é que se a vazão de sinal for de alto nível, em cada camada da OTN é implementado um canal de supervisão Optical Supervisory Channel (OSC) que ajuda a ter um gerenciamento de todo processo.

Durante a transmissão, o sinal do cliente é convertido para um comprimento de onda especifico, pois ele é iniciado por uma estrutura digital, isto é depois convertido para estrutura óptica e assim realizar a transmissão, neste processo ele segue os padrões OTH, adicionando informações suplementares de controle para o sinal. Estas informações de controle são de benefício próprio dos elementos finais de transmissão que ficam nos sites dos clientes. O início do processo óptico é a partir do OCh, está camada está diretamente ligada com a interface de entrega do cliente, no lado do cliente está camada tem que seguir os padrões ITU-T G.652 G.653 e G.655, que está relacionado aos padrões e tipos de fibras ópticas, ou seja, todas as características de cada tipo de fibra, para que seja adequada a transmissão. Em seguida a OMS começa a realizar a multiplexação do sinal de diversos clientes e nesta camada também é gerenciada pelo OSC, que deixa separada a função de gerenciamento e a de dados do cliente. Na camada final a responsabilidade é da OTS, que acrescenta informações para o direcionamento do sinal, como por exemplo: Nível de potência do sinal óptico, relação sinal ruído óptico, etc. Nesta etapa final essas características são fornecidas nos amplificadores ao longo do trajeto para que o sinal não se perca no caminho. [10] [13] [15] [15]

Figura 2 - Representação das três camadas ópticas hierárquicas do OTN em execução [10].

IV. DEFINIÇÃO DO DOMÍNIO ELÉTRICO

Segundo a recomendação G.709 o quadro OTN é constituído de 4080 bytes e 16 sub-quadros, que por sua vez cada subquadro é 1 linha de 255 bytes. O quadro total (4080 bytes) está dividido em cabeçalhos (overhead), que inclui 16 bytes, carga útil, que contem 3808 bytes e o FEC, que possui 256 bytes, conforme ilustrado na Figura 3 [1].

Figura 3- Quadro completo do OTN [1].

A recomendação padrão G.709 define o multi-quadro OTN, constituído de 4 linhas, sendo que cada uma possui 4080 colunas. Um quadro completo é inserido em uma linha do multi-quadro. Nesta formação o multi-quadro contém 16320 bytes, sendo: 64 bytes de cabeçalho, 15232 bytes de carga útil (quatro quadros completos) e 1024 bytes de FEC. Como ilustra a Figura 4 [1].

Figura 4 – Composição do Multi-Quadro completo (quatro quadros) OTN [1]

Esta composição formada ocasiona em combinação entre os quadros para que a taxa de transmissão seja elevada sem modificar o multi-quadro, concedendo que cada período de um quadro esteja relacionado com a sua taxa de transmissão. [1]

IV.1 Forward Error Correction

O FEC é um quadro que compõe OTN usado para correção de erros no sinal transmissão, este campo permite que o sistema fique mais robusto e eficiente. O FEC usa um código de erros Reed-Solomon (255,239) com entrelaçamento de símbolos, para produzir informações redundantes a ser transmitidas para localizar e corrigir erros pelo receptor. A representação (255,239) no reed-solomon informa que cada palavra de código é constituída por 255 símbolos de 8 bits, sendo que 239 são dados e os restantes, 16, são símbolos redundantes de paridade. O FEC é representado em linhas e cada linha é dividida em 16 sublinhas (códigos), pelo fato de ser sistemático a decodificação e decodificação não altera os 239 símbolos de cada palavra código, atuando somente nos símbolos de paridade. Cada parte do OTN é composta por 4 linhas, cada uma com 4080 bytes como dito acima. Para

realização do processamento o FEC divide a linha em 16 sublinhas (palavras de códigos). Cada segmento é partido em 64 palavras de códigos, que processadas individualmente. Essas palavras de códigos são compostas por entrelaçamento de bytes conforme a Figura 5. [6]

Figura 5: Representação do FEC no entrelaçamento de código. [6]

Isto quer dizer que cada uma das 64 palavras de código é constituída por um byte do cabeçalho e 16 bytes do FEC, sendo os restantes pertencentes a carga (payload).

IV. 2 Quadro OPUk

O quadro OPUk tem um cabeçalho, com duas colunas e quatro linhas, saindo da 15º coluna do quadro OTUk. Contém uma área útil de payload de 3808 colunas por 4 linhas, resultando em 15232 bytes livres para ser encaminhado o sinal de um tributário. A Figura 6 ilustra o esquema do quadro OPUk e a Tabela I mostra as taxas de bits que descreve o quadro OPUk, onde se fundamenta no quadro STM-16 do quadro SDH, assim como os quadros ODUk e OTUk, que serão esboçados mais à frente. [2] [4]

Figura 6 – Formato do quadro OPUk. [2] [4]

TABELA I

VALORES DE TAXAS DE BITS DO QUADRO OPUK.[2][4]

IV.3 Quadro ODUk

O quadro ODUk, possui também área útil (payload) e cabeçalho, que agrega o quadro OPUk em sua estrutura, isto é, encapsula o OPUk conforme ilustrado na Figura 7. Seus Bytes, possuem 4 linhas e 3824 colunas, dentro das quais as linhas 2 a 4, colunas 1 a 14, são reservados ao cabeçalho do quadro ODUk. [2][4]

Figura 7 – Formato do quadro ODUk. [2] [4]

Um fato considerável que requer atenção é que a transmissão do ODUk, para k = 1,2,3,4, dispõe do clock local, que é o mesmo para transmitir o STM-N do sistema SDH, conforme é definido na recomendação G.707/Y.1322,2007. Esta utilização é semelhante nos quadros OTUk e OPUk seguindo múltiplas taxas STM-16 do sistema SDH. A Tabela II abaixo ilustra as taxas do ODUk [2][4][5].

TABELA II

VALORES DE TAXAS DE BITS DO QUADRO ODUK.[2][4]

IV.4 Quadro OTUk

O quadro OTUk com k=1,2,3,4; encapsula o ODUk conforme ilustrado na Figura 8, ele é constituído por 4 linhas e 3824 colunas incrementado de 256 colunas destinado ao FEC. O cabeçalho deste quadro está localizado na primeira linha, da coluna 8 à 14 e o alinhamento nas colunas 1 à 7, contendo o alinhamento de quadro, Frame Alignment Signal (FAS), e de multiquadro, Multiframe Alignment Signal (MFAS). Em cada byte, o bit mais significativo (Most Significative Bit - MSB) é o bit 1 e o bit menos significativo (Less Significative Bit - LSB) é o bit 8 [2] [4].

Figura 8 – formato do quadro OTUk. [2] [4]

A transmissão do fluxo bits ocorre da esquerda para a direita, de cima para baixo, conforme Figura 9.

Figura 9 – transmissão do quadro OTUk. [2] [4]

A taxa de bits é formada por quadros OTU, sendo eles: OTU1 é 255/238 da taxa do STM-16 (Synchronous Transport Module level N é o quadro básico do padrão Synchronous Digital Hierarchy ou SDH), OTU2 é 255/237 vezes a taxa de 4 vezes o STM-16, OTU3 é 16 vezes 255/236 vezes STM-16 e o OTU4 que é 40 vezes 255/227 vezes STM-16. Pode-se observar na Tabela III as devidas taxas e sua tolerância que pode ser considerada no quadro OTUk, para k = 1, 2, 3, 4 [2][4].

TABELA III VALORES DE TAXAS DE BITS DO QUADRO OTU. [2][4]

IV.5 Alinhamento dos Quadros

O Frame Alignment OverHead (FA OH) é existente em todo segmento do campo Frame Alignment Signal (FAS) e pelo Multi-Frame Alignment Signal (MFAS), como demostrado na Figura 10. O campo FAS é um agregado de bytes de valor fixo, utilizado para demarcar o início e o final do segmento, onde os seis primeiros bytes do cabeçalho é o sinal de alinhamento, apresentando uma estrutura, onde OA1= “1111 0110” e OA2= “0010 1000” são bytes encarregados de realizar a sincronização do transmissor com o receptor para que não haja erro na leitura e interpretação dos quadros conforme a Figura 11 [2][6].

Figura 10 – Frame Alignment OverHead (FA OH) no quadro OTN. [6]

Figura 11 – Subquadro Frame Alignment Signal (FAS). [2] [4]

MFAS é um campo onde é possível que alguns cabeçalhos dos quadros OTUk e ODUk podendo se estender múltiplos quadros, com os sinais de cabeçalho Trail Trace Identifier (TTI) e o Tandem Connection Monitoring Activation / Deactivation Control Channel (TCM ACT) que necessitam do MFAS para serem executados. Assim, pode utilizar a coluna 7, linha 1, para fazer o alinhamento dos quadros. Sendo permitido alinhar 256 quadros múltiplos, decorrendo o incremento unitariamente de "0000 0000" até "1111 1111", e posteriormente reiniciando a contagem em forma de vetor. A organização dos campos dos cabeçalhos e dos subcampos do OTN é ilustrada na Figura 12. [2] [6]

Figura 12 – Representação dos cabeçalhos OTUk, ODUk e OPUk. [6].

IV.6 Cabeçalho do quadro OPUk

O cabeçalho OPUk é uma estrutura que contém uma sistemática para adequar a informação do cliente para transporte no canal óptico. Contém um campo Payload Structure Identifier (PSI), que é usado para transportar um vetor de 256 bytes. O primeiro byte o PSI é o Payload Type (PT), os restantes dos bytes estão concedidos para futuras aplicações. A OPU contém também campos relacionados ao mapeamento do sinal do cliente dentro da carga útil (Justification Control (JC), Positive Justification Opportunity (PJO) e Negative Justification Opportu- nity (NJO)) como informado acima. Os campos (PJO) e (NJO) são utilizados justificação positiva e negativa respectivamente, estabelecido conforme o tipo de sincronia do processo de mapeamento (bit assíncrono ou bit síncrono), possuindo interpretação no desmapeamento conforme a tabela IV. Os bytes (JC) são constituídos por dois bits de controle (bits 7 e 8) e 6 bits reservados para futuras aplicações. Os bits de controle designam os bytes PJO e NJO para ser usados na justificação ou para dados. Se não ocorrerem erros, os 3 bytes JC devem ser iguais, caso contrário a decisão sobre a função dos bytes de justificação é tomada por maioria (2 em 3). [2] [6]

TABELA IV INTERPRETAÇÃO DOS BYTES NJO E PJO A PARTIR DO BYTE JJC. [2]

IV.7 Cabeçalho do quadro ODUk

O cabeçalho ODUk é uma estrutura que contém um maior número de bytes e bits para supervisão da rede. Neste quadro deste cabeçalho tem uma subdivisão para realizar a supervisão, no trecho entre dois nós da rede (Path Monitoring ou PM), trecho de conexão direcionada ou cascateada (Tandem Connection Monitoring - TCM) entre nós ou localidades distintas da rede e seu especifico campo de ativação (TCM ACT), campo de que representa mensagem de falhas (Fault Types & Fault Location reporting communication channel ou FTFL), bytes reservados para empresas de produtos OTN (EXP), canais transparente para comunicações gerais (GCC) e um campo de segurança automática da rede (Automatic Protection Switching coordination channel/Protection Communication Control channel ou APS/PCC). As

normatizações futuras contém bytes das colunas 1 e 2, linha 2 e, das colunas 9 a 14, linha 4 (RES) [2].

IV.8 Path Monitoring (PM)

Este campo é existente nos bytes da terceira linha, coluna 10 e 12. É semelhante ao TCMi e ao campo SM do quadro OTUk que será visto mais a frente. A Figura 13 ilustra a configuração bit-a-bit. Neste campo contém os bits STAT que apontam os sinais de manutenção. O sétimo bit do byte PM e TCM (segunda linha, terceira coluna), conhecido de path Delay Measurement (DMp), é indicado a uma ponderação de atraso na transição de conjuntos de bits “1” para “0” e vice e versa. Ou melhor essa transição ocorre a partir de uma sequência de bits logo é iniciada a medição de atraso, mantendo o valor do bit para que na próxima transição possa ser realizada a medição pelo sistema de gerência. [2]

Figura 13 – Representação campo PM. [2]

IV.9 Tandem Connection Monitoring Activation/Deactivation Control Channel (TCM ACT)

Esse campo é localizado na segunda linha, quarta coluna, ele é responsável pela ativação/desativação dos campos TCMi. [2]

IV.10 Tandem Connection Monitoring (TCM)

Este campo contém subcampos BIP-8, TTI, BDI e BEI/BIAE, semelhantes ao campo SM do cabeçalho OTUk, com mesmo tamanho em relação aos bytes e será apresentado mais para frente. A conexão monitorada (TCM) utiliza seis campos que se encontram na segunda linha, da coluna 5 a 13, e na terceira linha, das colunas 1 a 9. A Figura 14 demonstra a estrutura destes campos da conexão monitorada. Os últimos 3 bits do terceiro byte são usados no sinal de manutenção. A Tabela V, mostra como os bits do status (STATi) trabalham e como é sua interpretação. No momento que há sinais existentes de manutenção os subcampos são desprezados exceto o STATi, que adiciona o valor “1”. Os campos PM & TCM, localizam-se na segunda linha da terceira coluna, são orientados pelos bits de 1 a 6 para o subcampo DMtj , para j = 1, · · · , 6, onde eles correspondem a 6 conexões monitoradas, semelhante ao DMp, que será explicado posteriormente. [2]

Figura 14 – Representação da estrutura do campo TCMi, para i = 1, 2, 6. [2] [4]

TABELA V

REPRESENTAÇÃO DO BYTE TCMI PARA VALORES DO STATI [2]

Na Figura 15 pode-se observar um exemplo de monitoração, onde o cliente utiliza uma infraestrutura de operadora, contratando um serviço de supervisão, mas em todo caminho a rede pode ser dividida com outras operadoras, sendo assim a operadora contratada pelo cliente exige dos demais serviços de monitoramento, logo as operadoras envolvidas na rede devem fornecer o serviço de conexão monitorada. Portanto, em uma rede que se tem quatro operadoras, a distribuição do serviço de transmissão monitorada com os cabeçalhos discutidos acima será esboçada da seguinte forma: os usuários são representados pelo campo TCM1/DMt1 incluindo os valores de suas redes [2]. O provedor de serviços irá representar o campo TCM2/DMt2 incluindo valores das duas interfaces com o usuário [2]. Neste exemplo foi considerado que as operadoras, possuem serviços contratados no, Nó 1, Nó 2 e Nó 3, portanto elas serão representadas pelos campos TCM3/DMt3, TCM4/DMt4, TCM5/DMt5 e TCM6/DMt6, onde o Nó 2 não utiliza estas duas últimas, já que está contratando-as para a quarta operadora, e o Nó 4, usará apenas TCM5/DMt5 e TCM6/DMt6 para monitorar sua conexão. [2]

Figura 15 – Representação da utilização do TCM. [2] [4]

IV.11 Fault Types & Fault Location Reporting Communication Channel (FTFL)

Este campo necessita de um byte para transportar um vetor de 256 posições para comunicar mensagens de falhas ou falha na localização (sinal degradado ou com erro). Está localizada na segunda linha da décima quarta coluna do cabeçalho. Em sua transmissão, os bytes devem ser alinhados com o multiquadro do ODUk, isto é, o byte 0 presentes na posição 0000 0000, o byte 1 presente na posição 0000 0001 do multiquadro, e acompanhando a sequência numérica assim por diante. [2]

IV.12 Experimental (EXP)

Os bytes deste campo se encontram na terceira linha, colunas 13 e 14, são responsáveis pelo uso experimental destinado a operadoras e empresas que utilizam esse padrão [2].

IV.13 General Communication Channel 1 and 2 (GCC1 e GCC2)

Esses campos são semelhantes ao GCC0 do quadro OTUk que será explicado mais para frente, eles possuem dois bytes cada um, que auxiliam a comunicação na transmissão junto ao quadro ODUk. São canais transparentes estando disponíveis para qualquer tipo de comunicação. Um está localizado na quarta linha, colunas 1 e 2 (GCC1) e o outro nas colunas 3 e 4 desta mesma linha de cabeçalho (GCC2). [2]

IV.14 APS/PCC (Automatic Protection Switching coordination channel/ Protection Communication Control channel)

Este é um campo de proteção automática por chaveamento, que se localiza na quarta linha, colunas de 5 a 8, esses bytes dedicados estão relacionados com a supervisão de conexão segundo o valor do campo MFAS. [2]

V. CABEÇALHO QUADRO OTUK

O cabeçalho do OTUk, contém bytes da linha 1, colunas 8 a 14. Neste cabeçalho é constituído pôr seção de monitoramento (Section Monitoring ou SM), e o canal de comunicação geral (General Communication Channel ou GCC0) que contendo dois bytes, coluna 13 e 14 da linha 1, reservados para usos futuros na rede óptica - Reserved for future internation standardization (RES), são responsáveis por monitoração e criação de canal de comunicação que será apresentado abaixo. [2]

V.1 Section Monitoring (SM)

Este campo é representado por 3 bytes, das colunas 8 a 10 da primeira linha, contendo consigo um identificador de rastreio de fuga (TTI), o BIP-8, e sinais de alarme como: o Backward Defect Indication ou Identificação de Defeito Atrasado (BDI); Backward Error Indication Backward /Incoming Alignment Error ou Indicação de Erro Atrasado/Erro de Alinhamento Atrasado (BEI/BIAE); e Incoming Alignment Error ou Erro de Alinhamento Recebido (IAE) e (RES). Na Figura 16 é possível verificar os três bytes do SM.[2]

Figura 16 – Representação dos três bytes do SM. [2] [4]

V.2 TTI

É composto por 64 bytes que são transportados nesta estrutura, e que se alinham aos múltiplos quadros do OTUk (MFAS) e são transmitidos 4 vezes em cada multiquadro. Ele carrega informação ponto a ponto de uma conexão com valor de 16 bytes. O período que o multiquadro transmite é de 64 quadros. Os 32 primeiros bytes transmitidos são relativos ao ponto de conexão e os 32 bytes que sobraram pertencem a cada operadora. Os 16 bytes iniciais são transmitidos do ponto de acesso da fonte (SAPI – Source Access Point Identifier), onde o primeiro byte é igual a “0000 0000”. Depois são enviados os outros 16 bytes do ponto de acesso de destino (Destination Access Point Identifier - DAPI), onde o primeiro byte é também “0000 0000”. Este campo possui 1 byte apenas localizado na coluna 8 da primeira linha. [2]

V.3 BIP- 8

É um byte localizado na coluna 9 da primeira linha e é responsável por verificar erros de bit. Ele é calculado a partir da área de payload do quadro OPUk, que vai da 15º coluna (associando a seu cabeçalho) até o 3824º, cada uma das 4 linhas até o i-ésimo quadro OTUk e seu código que é inserido no quadro i+1. [2]

V.4 BDI

É um bit único que identifica falha (valor “1”) ou não (valor “0”) do sinal. [2]

V.5 BEI/BIAE

É constituído por quatro bits que identificam o número de erros no BIP-8 (violações no BIP-8). Ele também transmite o código IAE que é identificado no quadro semelhante. Se o código “1011” foi adicionado nesse campo, a contagem de falha não é feita, agora o código após dele e até “1111” são executados como “sem erros no BIP-8”. [2]

V.6 IAE

É utilizado para apontar um erro no alinhamento do quadro entre um transmissor e um receptor. Quando no transmissor for identificado este tipo de erro no receptor é informado (“1”) [2].

V.7 General Communication Channel 0 (GCC0)

O canal de comunicação geral é um canal transparente para qualquer formato de transmissão que esteja nas normas da G.709. Ele é utilizado em comunicações terminais do OTU.

Este canal contém dois bytes e se localiza nas colunas 11 e 12 da primeira linha. [2]

VI. DEFINIÇÃO DO DOMÍNIO ÓPTICO

VI.1 Optical Channel (Och)

O canal óptico (Och) é camada de nível mais alto e atua mutuamente direto com a interface de sistema de cliente. É também constituído um mecanismo para o transporte do sinal digital do cliente na rede, respeitando o OTH. A linha de canal óptico se divide em dois sinais lógicos distintos:

1. O payload óptico cliente;

2. O canal óptico overhead (A informação adicionada por OTH).

Figura 17 –Representação do OCH. [10]

A camada de rede Och oferece um transporte de sinais digitais através de uma OTU, entre pontos de acesso do Och. Os sinais lógicos distintos que foi relacionado acima tem informação característica da rede de camada och que é detalhada abaixo:

-O sinal óptico é definido por um conjunto de parâmetros. Esses parâmetros são frequência central, largura de banda necessária e outros aspectos análogos a esse, tais como a relação sinal-ruído associado com o canal de mídia de rede são de particular de cada um, isto é cada canal é independente contendo essas características. Os parâmetros são representados na aplicação [7][10]

-Um fluxo de dados que constitui sobrecarga de informações não-associado (out-of-band). Esta corrente de dados tem o seu próprio conjunto de funções que processam essa sobrecarga de informação não associado independe dos processadores camada que afeta o Och-P. [7][10] Durante o processo de transmissão, o Och garante a

integridade da informação no canal óptico, pois se contém vários canais e necessita ter qualidade em todos, essas atribuições são adquiridas pelo OTH que determina através do FEC a avaliação da taxa de erro de bit e recursos para supervisão para conceder o controle do nível da rede para o provisionamento das conexões, a qualidade dos parâmetros de proteção da ligação. Para se criar um canal óptico de sinal de dados do cliente é necessário:

1.Criar o canal óptico a partir do sinal do cliente através de uma interface com um transponder (elemento de transmissão/recepção óptica), a fim de gerar um fluxo contínuo de dados que pode ser modulado numa portadora de comprimento de onda. [7][10]

2. A geração de sinais de gerenciamento / manutenção para um overhead OS. [7][10]

A camada och contém as seguintes funções/entidades de transporte conforme a Figura 18:

– OCh trail – OCh-P trail termination source (OCh-P_TT_Source) – OCh-P trail termination sink (OCh-P_TT_Sink) – OCh-P network connection (OCh-P_NC) A camada Och também contém as seguintes funções

associadas com a entidade de manutenção Och: – OCh-O trail – OCh-O trail termination source (OCh-O_TT_Source) – OCh-O trail termination sink (OCh-O_TT_Sink) – OCh-O network connection (OCh-O_NC)

– OCh-P non-intrusive monitor (OCh-P NIM).

Figura 18 –Representação da topologia och. [7]

O Och possui funções de terminações que são processos de detecção de defeitos de transmissão e indicação. Essas funções contêm três tipos de Och trail termination:

– Och bidirectional trail termination: consiste de um par de funções de fonte de terminações que contem no Och trail termination source, isto é um aglomerado de funções do Och trail termination source, para compor o Och bidirectional trail termination.

– Och trail termination source: aceita informações adaptado a partir da camada OTU na rede de entrada, insere o OCh trail termination overhead em um fluxo de dados lógico separado e distinto, modulando para o sinal óptico, e ajusta a sua frequência central e apresenta a informação característica de a rede camada canal óptico na sua saída.

– Och trail termination sink: aceita a informação característica da camada Och na sua rede de entrada, demodula o sinal óptico e apresenta a informações que adaptada na sua saída, processa o fluxo de dados lógico separadamente sendo distinto contendo o Och trail termination overhead.

Os processos do Och trail termination são suportadas pelas seguintes funções:

– OCh-P_TT, handling the OCh-P signal – OCh-P NIM, monitoring the optical properties of the

OCh-P signal. – OCh-O handling the non-associated overhead of the

OCh trail.

VI.2 Optical Multiplexor Section (OMS)

A camada OMS é encarregada pela preparação, manejo e compensação dos sinais dos clientes, do começo ao final no método de multiplexação. A OMS proporciona um caminho

para o transporte de sinais de clientes no equipamento de transporte na camada óptica transformando para comprimentos de onda em sua trajetória através da sua seção de multiplexação óptica [7] [10]. Os dados característicos que compõe o OMS são representados por dois sinais lógicos distintos:

1. O sinal Optical Multiplex Section – Payload (OMS-P), é composto em conjunto de N sinais Och-P, tendo uma largura de banda agregada, e por final este fluxo de dados do cliente é representado e produzido no Optical Channel (Och) em seu equipamento de transporte.

2. O fluxo de dados que constitui um overhead não associado o OMS-O (Optical Multiplex Section – Overhead). Este fluxo de dados é processado pelos componentes OMS-O, que são os: OMS-O_TT (Trail Termination), OMS-O/OCh-O adaptation functions).

Figura 19 – Representação da camada oms. [10]

A OMS provê a praticidade para o processamento de redes em vários comprimentos de onda, nesta mesma linha o canal de mídia OMS representa uma junção com o ponto final OMS-P que representa uma concatenação de uma ou mais fibras e amplificadores. O Non-Intrusive Monitor (NIM) monitora e verifica a proporção do sinal OMS-P em sua entrada e saída de manutenção Optical Multiplex Section Maintenance Entity (OMS-ME) e encaminha informações de transporte para OMS-O. m seguida o sinal OMS-P é montado por um rearranjo de filtros para separação das frequências nas divisões dos canais conforme a recomendação [ITU-T G.694.1]. Esses elementos do filtro e do OMS-P, são logicamente relacionados pelo NIM; entretanto eles podem não ser necessariamente instalados fisicamente com o OMS-P secundário (que administra sinal) ou o OMS-O (que atua no overhead). Com isso o OMS NIM e a agregação ou desagregação dos sinais P-OCh podem ocorrer em diferentes demarcações. Estas demarcações, representa o espaço de um canal de mídia OMS podendo ser maior ou igual à extensão da OMS_ME, no entanto, o canal de meios OMS não é monitorado em sua extensão. [7][10]

A OMS é a agregação entre os pontos finais do OMS-ME. Quando o OCh entra em uma OMS, ele pode ser alocado em serviço ou não e ele pode estar presente ou não. A fonte OMS-O (OMS_ME_Source) lida com overhead do OMS-ME; A OMS-O dissipador (OMS_ME_Sink) lida com o overhead não associado do OMS-ME; e a OMS-P NIM, monitora as propriedades ópticas do sinal OMS-P.

Figura 20 – Representação da topologia OMS. [7]

Na representação OTH o multi-comprimento de onda pode ser apresentado por um único comprimento de onda. [10]

As capacidades da OMS são representadas pelas seguintes funções: Sendo uma delas a ação do overhead para confirmar se a integridade da informação está agregada à secção de multiplexação ou está sendo usada para adequar o sinal original do cliente; e Processos que permitem a operação e gerenciamento dos níveis da seção. Capacidade da informação e sua integridade é realizada para obtenção do sinal OMS que consiste nos seguintes passos:

1. A modulação de um sinal de clientes pela seção sinal óptico.

2. A atribuição de um comprimento de onda específico ou a frequência do sinal de portadora óptica.

3. Geração do overhead OMS. A OMS fornece o transporte de canais ópticos que são

naturais da camada de sinal óptico através do caminho que faz até o seu ponto de acesso. O dado ou a informação exclusiva da OMS é o grupo de N canais ópticos, que por sua vez o N é representado pela quantidade de canais de cliente para ser associado para transmissão na fibra óptica. Os N canais ópticos quando agregados, tem uma largura de banda óptica ligada com a overhead de informações, contendo ainda a checagem de sua integridade. Cada canal da camada OMS é representado por um comprimento de onda (que corresponde a uma determinada frequência) estabelecido pela portadora do sistema e sua largura de banda óptica tem consistência na sua origem. Estas referências são características do Optical Transport Unit Group of Order N (OTUG-N).

As camadas OMS contêm em sua rede, funções de transporte e entidades como: OMS trail; OMS termination source (OMS_T source); OMS termination sink (OMS_T sink); OMS network connection (OMS_NC); OMS link connection (OMS_LC); OMS subnetwork (OMS_SN); OMS subnetwork connection (OMS_SNC); e Optical Multiplex Section Termination.

Os procedimentos de cada item acima são compostos na camada OMS que tem a responsabilidade de realizar as funções lógicas e de terminação para a próxima etapa que é a validação das integridades de conectividade e qualidade da transmissão, avaliando a detecção de defeito durante a transmissão [7] [10].

A seção do OMS constitui de uma terminação bidirecional, com a finalidade de localizá-los no canal óptico para

identificação dos sinais e orientá-los, cada um, para que eles sigam seu destino e determinada função.

A Optical Multiplex Section Termination Source é a fase em que são admitidas as informações para a modelagem na camada de rede do cliente em sua entrada inclui um overhead no OMS e exibe a informação característica na rede de camada do OMS na sua saída [7] [10].

A Optical Multiplex Section Termination é o local em que a informação é aceita para se adaptar em camada de rede do cliente e mais uma vez é inserido o overhead no OMS e na sua saída é apresentada a informação, características de rede na camada OMS, ou seja, na sua entrada extrai o overhead do OMS e apresenta a informação adaptada na sua saída. Durante o processo revogação a OMS cumpre as funções de qualificar a qualidade de transmissão e detectar defeitos de transmissão e indicação.

As terminações da optical multiplex section são divididas em três tipos: OMS-O terminação bidirecional: consiste de um par de optical multiplex section instaladas em funções de fonte de terminação baixa. A OMS-O_TT Source aceita a entrada do OMS NIM e gera o OMS overhead. O overhead consegue ser feito por fora da banda que significa um OMS-O_TT baixo. A OMS-O_TT sink: processa o overhead da OMS e a entrada da OMS NIM e gera informações e gestão OMS.

VI.3 Optical Transmission Section (OTS)

A OTS oferece auxílio e meios para o transporte da camada anterior OMS. Em conjunto OMS e OTS trabalham em paralelo, nisto consiste que a presença da OMS, que tem a existência da camada OTS e vice e versa.

Figura 21 – representação da camada ots. [10]

A OTS realiza um processamento das propriedades ópticas do sinal quando é transportado pelo caminho óptico, sendo eles a frequência, o nível de potência óptica e a relação sinal ruído. Esta propriedade é referenciada nos amplificadores ópticos para que garanta melhor transmissão do sinal. Nesta camada pode ser usada uma função de proteção em sua rede conhecida como 1+1. [7] [10]

O OTS é representado por dois sinais distintos separados. Além disso a sua vazão de dados se adapta a partir da camada OMS, em outras palavras, um sinal de agregação reconhece todos os comprimentos de onda de cada cliente individualmente [7] [10]. A informação característica da OTS é composta por dois sinais separados e distintos: 1-Um fluxo de dados que compreende uma adaptação da saída a partir da camada OMS, ou seja, um sinal de agregados que compreende todos os comprimentos de

onda de cliente individuais multiplexados que agora formam a Optical Transport Chassis (OTC) payload [10]; 2. Um fluxo de dados que consiste em payload Optical Transport Chassis (OTC) -Quando ambos os sinais são combinados este sinal característico forma o Módulo de Transporte óptico [10]. O processo de geração de um sinal de OTS consiste em criar um overhead de informação necessárias para executar as funções de manutenção e de gerenciamento.

Na camada de transporte a carga útil (payload) é puramente de forma óptica. Portanto, a carga útil (payload) nesta seção não desempenha nenhum papel no processamento de sinais.

A OTS proporciona transporte da OMS através do caminho de sua seção entre pontos de acesso. A rede OTS tem um perfil em seu modelo, com as características ópticas definidas: nível de potência, relação sinal-ruído e informações de overhead englobando a apuração da integridade. Este é o parâmetro de informação do módulo de transporte de ordem p (OTM-p). A OTS contém as seguintes funções de transporte: OTS trail ; OTS termination source (OTS_T source); OTS termination sink (OTS_T sink); OTS network connection (OTS_NC); OTS link connection (OTS_LC);

Os parâmetros acima são obrigações da OTS de realizar as funções fim a fim no transporte, isto é, inicia-se uma tarefa no ponto inicial até o ponto final da trilha, realizando a avaliação do percurso e a auditoria da transmissão, garantindo a qualidade, a conectividade e a detecção de erros.

A OTS termination source assume o dado de uma camada do cliente e se enquadrando em sua entrada, insere um overhead no canal óptico de supervisão e inclui esses no sinal principal de transporte. Os requisitos das funções para a transmissão da informação no sinal óptico sobre o meio físico são garantidos através da interface física. Esta informação característica é representada no módulo de transporte óptico (OTM) [7][10].

A OTS termination sink assume os dados característicos da camada de transmissão de secção em sua entrada, reconstrói os dados para corrigir a degradação do sinal final de transmissão sobre o meio físico, retira do canal de supervisão óptica o sinal óptico principal, equaliza o OTS overhead contido no canal e exibe a informação aperfeiçoada em sua saída. A OTS é um ponto único de transmissão unidirecional na fibra óptica em sua visibilidade. O dado característico da OTS constitui em dois sinais lógicos diferentes, que são divididos em: Fluxo de dados onde acompanha o sinal Optical Transmission Section-Payload (OTS-P), contido em uma agregação óptica na transmissão definidas pela largura de banda. O sinal OTS-P é parecido ao sinal OMS-P. Fluxo de dados que estabelece a OTS / Overhead, gerenciamento e manutenção Optical Transmission Section- Overhead (OTS-O). Estas informações são processadas pelo componente OTS-O. (OTS-O_TT, OTS/OMS-O funções de adaptações). O canal de mídia OTS descreve toda a agregação OTS-P e os pontos finais de transmissão. O OTS-P NIM verifica todos os parâmetros de volume do sinal OTS-P na entrada e saída da função de manutenção Optical Transmission Section Maintenance Entity (OTS-ME) e provê os dados que são

associados ao Optical Transmission Section-Overhead (OTS-O).

A OTS é uma associação entre os pontos finais da OTS-ME. Na camada física o sinal da OTS é representado pelos seguintes sinais: Sinal OTS-P. O sinal Optical Supervisory Channel (OSC) é transportado no OTS, juntamente com OMS e OCh com seu overhead. O OSC é terminado no final da fibra óptica. O OTS overhead é processado para encaminhamento no final de seu destino e distribuído para o OMS realizar a demultiplexação dos sinais. O OSC é adicionado ao sinal OMS-P por filtros que regulam o sinal associados ao OSC formando os conjuntos de sinais. Este conjunto de sinais chama-se Módulo de Transporte Óptico de Ordem N (OTMn).

A OTS suporta as seguintes funções: OTS-O source (OTS_ME_Source) responsável por lidar com todo sinal de overhead que não está associado com OTS-ME. OTS-O sink (OTS_ME_Sink) responsável por lidar com todo sinal de overhead que não está associado com OTS-ME, diferente do anterior que ocorre no início do processo e este no final, entretanto executam as mesmas funções. Optical Transmission Section-Payload-Non-Intrusive Monitor (OTS-P NIM) monitora todas as propriedades ópticas do sinal OTS-P. As funções que complementam o Overhead no transporte não associado ao OSC, são: OSC/OTS-O adaptation function; OSC termination function; OSC filter.

Figura 22 – representação da topologia ots. [7]

A OTS segue um procedimento genérico que permite a anulação do OTS-O overhead (OTS-O_TT (Trail Termination)) no que consiste em: Validação da conectividade, uma observação que o OTS-O_TT deve se arranjar para que todos componentes do sinal OTS-P possam ter uma validação; analisar qualidade de transmissão; e detecção e indicação de defeitos na transmissão. Existem três tipos de seção de transmissão óptica para terminação: OTS-O bidirectional trail termination: consiste em colocar um par de fontes ópticas instaladas em suas seções de terminações e diminuindo suas funções de transmissão. OTS-O source: se junta ao Payload Non-Intrusive Monitor (OTS-P NIM) e gera o OTS trail termination Overhead. OTS-O sink: Se junta ao OTS-P NIM e efetua o trabalho de processamento do OTS overhead contido no Canal de Supervisão Óptica (OSC) e gerando dados de controle e gerencia do OTS. Esta supervisão só é realizada quando a OTS-P NIM é aplicada no sistema.

VII. FUNCIONAMENTO DAS ESTRUTURAS DAS CAMADAS

As camadas (descritas anteriormente) tem suas funções baseadas na ITU que modela as normas G.872 (ITU-T, G.872, 2001) que faz referência a arquitetura OTN nas estruturas das camadas e na norma G.805 (ITU-T, G.805, 2000). Conforme foi visto antes, as camadas OTN são divididas em duas hierarquias, uma é encarregada pela transmissão digital e outra pela transmissão óptica.

As camadas Optical Channel Layer (OCh), Optical Multiplex Section layer (OMS) e Optical Transport Section (OTS) que são relacionadas a hierarquia óptica de transporte da OTN são demonstradas na Figura 23.

A camada OCh é encarregada pela conexão fim a fim e de proporcionar o caminho óptico para o transporte do sinal do cliente pela rede OTN. Este trajeto fica entre duas terminações ópticas, uma na origem que realiza a conversão do sinal elétrico em óptico e outra no destino realizando a conversão reversa do óptico para o elétrico [8].

A camada OMS é encarregada por multiplexar diversos comprimentos de onda, cada um transportando um OCh em uma fibra na entrada, combinando todos em uma única fibra na saída [8].

A camada OTS é encarregada por criar o canal de supervisão e transmitir juntamente com o sinal que foi multiplexado pelo OMS. [8]

Estas características são descritas na norma da ITU, mas elas são representadas em equipamentos e rede óptica de transporte, um OTN Network Element (ONE) que é o conjunto de equipamentos físicos, sendo eles multiplexadores, amplificadores, lasers e chaves ópticas, que são componentes que combinam uma rede DWDM que utiliza as especificações OTN. [8]

Como vimos na descrição do ONE, ele pode ser um equipamento de uma rede DWDM. Uma das possibilidades é o ONE amplificador de linha, que é o responsável por amplificar o sinal óptico de entrada e todos os comprimentos de onda. Por ser um elemento exclusivamente óptico, o amplificador de linha implementa apenas a camada OMS. Em contrapartida, um ONE transmissor gera e modula os sinais digitais de diferentes clientes em um respectivo comprimento de onda, em seguida efetua a multiplexação desses sinais. Com isso o ONE transmissor implementa as camadas OCh e OMS, porém exclusivamente para o lado fonte (source). A Figura 23 exemplifica a descrição funcional da camada óptica, essa topologia é uma recomendação do G.872 (ITU-T, G.872, 2001), constituída por um ONE transmissor encaminhando para o ONE receptor que possui um estágio de amplificação entre eles. [8]

Figura 23 Representação da estrutura camada óptica com elementos ONE. [8]

O ONE receptor é estruturado do mesmo modo que o ONE transmissor, mas com os fatores do lado destino (sink). As aplicações de adequação dos ONE’s transmissor e receptor consistem do tipo do sinal digital cliente que a rede está transportando. A camada OCh pode transportar um quadro OTU que esteja amarrado com uma outra tecnologia, como GbE, SONET/SDH e etc. Qualquer elemento de rede OTN, tem uma terminação de trilha de uma camada, que tem a atribuição de supervisionar a camada servidora, está atribuição de adaptação que ocupa as funcionalidades importantes de cada uma das camadas da transmissão óptica (OMS e OTS). [8]

A Figura 24 apresenta a exposição das aplicações de adequação relativa a fonte (source) e destino (sink) entre as camadas OTS e OMS. Cada elemento interno tem um bloco, e eles é permitido deparar com funcionalidades que estão ligadas com membros fundamentais da rede óptica. O tracejado na Figura 24, é o bloco “OA, DAa” no OTS to OMS Adaptation Source function (OTSn/OMSn_A_So) e o “OA, DAa, PMDC” no OTS to OMS Adaptation Sink function (OTSn/OMSn_A_Sk). Segundo a recomendação G.798, esses são os blocos de adaptações OMS e OTS onde a interação deles fazem os sinais serem detalhados e divididos em seus componentes. [8] [9]

Este tracejado informa que os elementos são optativos, sendo usados todos, uma parte ou nenhum deles. [8]

Figura 24: Representação das aplicações OTS e OMS OTSn/OMSn_A_So [8][9].

Segundo a recomendação G.798 (ITU-T, G.798, 2006) os sinais são difundidos e compartilhados em diversos equipamentos. A informação apropriada que trocada entre OTSn/OMSn_A_So e a (OTSn_TT_So), são decompostas na carga útil Adapted Information Paylod (AI_PLD), que é o sinal do DWDM com comprimentos de onda que portam os sinais gerados na camada OCh e o cabeçalho Adapted Information Overhead (AI_OH), procedente da terminação da trilha OMS Termination Trail Source function (OMS_TT_So), uma vez que ONE de transmissão ou, amplificador de linha, proveniente do OTSn/OMSn_A_Sk, (OMSn_CP) está ligando as funções de adaptação OTSn/OMSn_A_Sk e OTSn/OMSn_A_So, conforme a Figura 23 [8].

Nas camadas OTS e OMS informadas na recomendação G.798 (ITU-T, G.798, 2006) apenas o sinal de carga útil é um sinal óptico, o restante dos sinais é elétrico. Ainda na recomendação G.798 (ITU-T, G.798, 2006) é estipulada uma aplicação de conexão entre as camadas OCh e ODU, que tem como objetivo fazer a conexão em diferentes pontos. Como é ilustrado na Figura 25 o OCh Connection function (OCh_C) é adicionado dentro de uma matriz de conexão que dependendo das posições realiza chaveamentos, e proteção óptica para um OCh Characteristic Information (OCh_CI), isto é para o canal óptico.

Figura 25 Representação da matriz da camada OCh. [8][9]

Na Figura 25, pode ser implementada uma proteção 1+1 ao dado do ponto de conexão 1 (OCh_CP1), esta matriz efetua uma duplicação da carga útil CI_PLD, do cabeçalho CI_OH e dos sinais utilizados nos dispositivos de isolamento de falhas

OTN. Por fim, esse sinal é encaminhado para diferentes fibras por meio dos OCh_CP5 e OCh_CP6. Todos os lasers sempre estão em funcionamento, mesmo se não tem informação para transmitir. Quando não tem informação para transmitir, é transportada uma informação nula. O Open Connection

O Indication (OCI) é responsável pela geração do sinal nulo [8]. Depois que a parte óptica é trabalhada, em seguida vem a parte digital para os três tipos de Protocol Data Unit (PDU): Optical Channel Payload Unit (OPU), Optical Channel Data Unit (ODU) e Optical Transport Unit (OTU). [8]. Recebendo um sinal cliente, o quadro OPU começa a analisar o sinal para realizar adequação fundamental para o transporte na rede OTN. A conjunção que é realizada não é um simples encapsulamento do sinal, visto que é efetuada uma operação de justificação para combinação da taxa de transmissão. Ou seja, em uma rede OTN é possível transportar um sinal cliente TDM com taxa de transmissão divergente do que a fornecida pelo quadro OPU, as operações de justificação asseguram que o sinal transmitido, quando for entregue ao seu destino, tenha uma taxa de transmissão idêntica que entregue no início, e não da rede OTN. [8]

Logo depois, o quadro OPU, formado com o sinal do cliente, mais o cabeçalho, é encaminhado para a camada ODU, que provê um caminho digital fim-a-fim para o sinal cliente. O cabeçalho da ODU é semelhante ao path overhead do SONET/SDH, que fornece as aplicações de multiplexação TDM, proteção, supervisão fim-a-fim do caminho, TCM entre outras aplicações de monitoração da qualidade do sinal.

Em seguida a camada OTU encapsula o quadro ODU para ser transportado pelo canal óptico, por dentro dos campos de alinhamento de quadro e de FEC do cabeçalho, incluindo os campos que referenciam a gerência da conexão. Com isso as terminações de uma trilha ODU condizem com as terminações de uma trilha OCh, assim, as duas terminam onde há conversão Óptica-Elétrica-Óptica [8].

A Figura 26 ilustra o fluxo de informação entre as camadas. Nas PDUs, os quadros destas camadas digitais, o caractere “k” representa as diferentes taxas de transmissão suportadas. Ou seja, k=1 indica taxa de 2.5 Gbps, permitindo transportar um sinal cliente próximo de 2.5 Gbps (não exatamente 2.5 devido ao overhead). Nas camadas ópticas, o caractere “n” representa o número de comprimentos de onda que estão sendo carregados naquela camada [8].

Segundo a recomendação G.709 (ITU-T, G.709, 2003), o Optical Transport Modulen (OTM-n) descreve a estrutura empregada pelas interfaces ópticas da OTN. Isto é, OTM-16.2 indica que há dezesseis comprimentos de onda de 10 Gbps (m=2 indica a taxa de transmissão de cada comprimento de onda). Um aspecto importante do OTN é que o overhead associado às camadas ópticas é transportado pelo Optical Supervisory Channel (OSC), um comprimento de onda dedicado que é multiplexado na camada OTS juntamente com os comprimentos de onda que transportam os “n” OTUk’s.

Figura 26– Representação das camadas completa do otn. [8] [9]

VIII. CONCLUSÕES

Neste trabalho foi apresentado um detalhamento da arquitetura óptica de transporte e suas características, mostrando como a camada óptica (OCh, OMS e OTS) realiza o transporte de dados pela rede OTN. Visando a sua estrutura a fim de evidenciar a eficiência que essa tecnologia possui, por ser um protocolo transparente na transmissão, e sua possibilidade de transportar diversas tecnologias, utilizando suas facilidades de taxas de transmissão, estrutura de multiplexação, sinais de manutenção e monitoramento, métodos de mapeamento dos sinais dos clientes e o modo de operação para sua transmissão. Em virtude dessas qualidades, pode-se concluir que a OTN é de grande importância para a rede de telecomunicações, proporcionando ser uma tecnologia íntegra e condescendente a transmissão óptica, oferecendo confiabilidade e qualidade de serviço, devido ao grande volume de aplicações em sistema de rede que tem aumentado gradativamente, o crescente número das taxas de transmissão e a distância de transmissão, e para que os sistemas estejam cada vez mais adaptáveis às necessidades do mercado a OTN se torna referência em ferramentas a serem utilizadas.

REFERÊNCIAS

[1] PAIVA, Roberto Germani, Marczak, Samuel dos Santos. Desenvolvimento de Módulos de Hardware para Recepção e Transmissão de Quadros OTN. Trabalho de conclusão de curso. Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul. Porto Alegre.2007.

[2] CESAR, Gustavo Luvizotto. Fundamentos do padrão OTN (Optical Transport Network). Trabalho de conclusão de curso. Universidade de São Paulo. São Carlos.2014.

[3] JORGE, José Miguel de Almeida Goucha. Redes Ópticas de Transporte. Dissertação de Mestrado. Universidade de Aveiro. Aveiro. 2012.

[4] G.709/Y.1331. Interfaces for the Optical Transport Network (OTN). Geneve. 2009.

[5] G.707/Y.1322. Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH). 2007.

[6] SANTOS, João Miguel Matos Baptista. Implementação em hardware de receptor para redes Ópticas de transporte. Dissertação de Mestrado. Universidade de Aveiro. Aveiro. 2009.

[7] G.872.Architecture of optical transport networks.2012. [8] FAVORETO, Felipe Pedroni. Plano de Controle GMPLS para Redes

Ópticas de Transporte. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Espírito Santo.Vitória.2009.

[9] G.798. Characteristics of optical transport network hierarchy equipment functional blocks.geneve.2012

[10] GILCHRIST, Alasdair. OTN (optical transport networks): G.709 Simplified RG Consulting.2015.

[11] TESSINARI, Rodrigo Stange. Integração do Plano de Transporte com os Planos de Controle e de Gerência em Redes OTN: Uma Abordagem Via Simulação. Dissertação de Mestrado. Centro Tecnológico da Universidade Federal do Espírito Santo.Vitória.2011.

[12] G.806.Characteristics of transport equipment - Description methodology and generic functionality. 2012

[13] G.652. Characteristics of a single-mode optical fibre and cable. 2009 [14] G.653.Characteristics of a dispersion-shifted,single-mode optical fibre

and cable. 2010 [15] G.655.Characteristics of a non-zero dispersion-shifted single-mode

optical fibre and cable. 2009 Bruno Hayashi Batista Komatsu nasceu em São Paulo, SP, em 04 de abril de 1990. Recebeu o título de Engenheiro Eletricista com ênfase em Eletrônica pela Faculdade de Ciência da Fundação do instituto técnico de Osasco – FAC-FITO em 2012. Desde novembro de 2010 trabalha como pré-venda (elaboração de projeto e precificação) em telecomunicações, de setembro de 2012 em diante atua na pós-venda, documentação e disparos dos projetos de pré-venda para implementação na Level 3, onde atua na área de Engenharia e projetos. Tem interesse nas áreas de Comunicações Ópticas DWDM, SDH, Fibra Óptica Modulação em geral, rede IP, TV digital, satélite e rádio. Bruno de Oliveira Monteiro Possui graduação em Engenharia Elétrica modalidade eletrônica pela Fundação Instituto Nacional de Telecomunicações (2000) e mestrado em Engenharia Elétrica pela Fundação Instituto Nacional de Telecomunicações (2006). Atualmente é professor parcial, coordenador da Fetin - Feira Tecnológica do Inatel e coordenador do Nesp - Núcleo de Estágio e Serviços Profissionais do Inatel . Atuando principalmente nos seguintes temas: Rede de Transporte, NG-SDH, OTN, GFP, LCAS, VCat, Green IT.