Redes ópticas metropolitanas : arquiteturas e engenharia de tráfego

Abstract

Redes ópticas metropolitanas (do inglês Metropolitan Optical Network - MON) são redes de comunicação de alta velocidade que interconectam diferentes locais em uma área metropolitana. Diferentes tipos de aplicações são oferecidas aos clientes através das MONs, desde aplicações de computação em nuvem, cada vez mais próximas dos usuários final, até os recentes serviços de Internet das Coisas. Essas aplicações estão gerando demandas crescentes de clientes empresariais e privados por serviços de largura de banda escaláveis, flexíveis, transparentes, com velocidade de terabit e personalizados. As MONs utilizam tecnologia de fibra óptica para transmitir dados em altas velocidades e a partir de qualquer ponto da sua infraestrutura. Diferentemente das redes ópticas de núcleo, as MONs apresentam grande variedade de granularidade de serviços, com arquiteturas e perfis de tráfego heterogêneos e desbalanceada distribuição dos fluxos de tráfego ao longo dos seus nós. Devido a isso, as MONs devem ser tratadas de maneira diferente. Para os provedores de rede, é de grande importância determinar as regiões existentes, tais como as áreas residenciais e áreas de negócios, de modo que se possa analisar o comportamento do tráfego local, propondo intervenções na infraestrutura dos pontos críticos da rede. Atualmente, as MONs estão passando por grandes transformações que incluem a adoção de uma variedade de taxas de transmissão, subdivisão em vários níveis hierárquicos e atribuição de novos papéis aos variados nós. Este trabalho apresenta um levantamento sobre as novas arquiteturas MONs propostas, tanto mono quanto multicamadas. Além disso, são discutidas soluções de engenharia de tráfego para MONs baseadas em Redes Ópticas Elásticas (do inglês Metropolitan Elastic Optical Network - MEON), analisando soluções cientes da área que resultam em menor bloqueio de largura da banda (do inglês Blocking Bandwidth Ratio - BBR) nas redes. Além da métrica de BBR geral, este trabalho considera o BBR por área e BBR por cluster de área, que são métricas ainda não identificadas na literatura científica atual. As soluções propostas alcançam o dobro de melhorias em comparação com outras soluções cientes da literatura, em termos de bloqueio de largura de banda.