RNP/REF/0208 © 2000 – RNP Redes para Educação e Pesquisa Ópticas, Estaduais e Comunitárias...

RNP/REF/0208© 2000 – RNP

Redes para Educação e PesquisaÓpticas, Estaduais e Comunitárias

SECTI - Bahia

Nelson Simões

<[email protected]>

Rede Nacional de Ensino e Pesquisa


› Missão: promover o uso inovador de redes avançadas no Brasil

› organização social, associação civil› programa interministerial MEC MCT› responsável pela “inclusão Internet” do Brasil (91/95)› 329 organizações usuárias: universidades, institutos,

escolas técnicas, secundárias, agências


Educação a distância com realidade virtual

Educação a distância baseada na web

OMPICADE

•QoS•IPv6

• Video IP• VoIP• Multicast

CGI-BRICANNCADE

•Roteamento Óptico•3G Wireless

•WDM•WLAN•GigaEthernet

FCC (US)ANATEL (BR)OFTEL (UK)

Aplicações

Serviços

Infra-estrutura

P&DTecnologiasAtuais

MarcoNormativo

Rede? Que rede?


Infra-estrutura em 3 slides

› Infra-estrutura global

RNP2

Abilene

PTT

Embratel

PTT

Internet



› Infra-estrutura regional e local (“a última milha”)

Brasília

Manaus

RNP2

Terrestre (fibra óptica)Satélite

• Linhas Telefônicas• DSL• Cabo coaxial (TV)

• Frame Relay• ATM • Linhas Dedicadas • Rádio enlaces (sem fio)

• Ethernet



› Fibra ópticatecnologia simples

um cabo, dezenas de fibras, centenas de s, centenas de Gbps (WDM)

› Rede Ethernet (“rede local, LAN”)tecnologia LAN atinge longa distâncias (ex. 100 Km)

simplicidade para implantação e uso

não requer outros equipamentos tradicionais de telecomunicações

baseada em abundância de capacidade X otimização de capacidade

10 Mbps, 1 Gbps, 10 Gbps

tecnologia sem-fio (WLAN, 11 Mbps)


Redução de custos a partir de 2001

• Grande competição em infra-estrutura internacional– grande disponibilidade, alta qualidade e custo reduzido

• Competição parcial em âmbito nacional– disponibilidade reduzida em regiões de menor interesse

econômico

» Norte: não há fibra em Manaus, Macapá e Boa Vista

– qualidade insuficiente

» acordos de níveis de serviço conservadores

» implica em mudança cultural das empresas

– custo elevado devido a falta de competição ou “duopólio” e impostos

» menor nas regiões com concorrência (centro-sul)

Aspectos do Programa MEC MCT


Problemas: Faltam pontos de troca de tráfego

A baixa interligação dos backbones cria gargalos• Acesso aos serviços públicos• Reforço do papel dominante de grandes

operadores• Aumento do custo de infra-estrutura em redes

Interligação com outras redes federais e comerciais em Brasília

• FIX: www.fix.org.br – Intelig (34 Mbps), CEF; – em avaliação Serpro, BB, BCB, Peer EBT (34 Mbps)


Problemas: O Brasil (AL) não possui peso no tráfego global

Fonte: caida.org


Problemas: O Brasil (AL) não possui peso no tráfego global


Problemas: peso do Brasil (AL)

Diagnóstico:• Baixo investimento em conteúdos digitais em

língua portuguesa– 1999: 2%; 2002: 1% (OCLC Trends Public Web)

• Políticas de universalização deficientes– acesso universal a redes não é só infra-estrutura:

faltam capacitação e aplicações– interesse público em educação, saúde e pesquisa

deveriam permitir a adoção de novos modelos de redes

» estas redes são patrimônio e não um serviço

• Baixa competição em serviços públicos


Fonte: Atlas brasileiro de telecomunicações 2003

Dados da Infra-estrutura de Telecomunicações

Principais provedores nacionais:– Brasil Telecom– Telemar– Telefonica– Embratel– Intelig– Eletronet– Pegasus– outros regionais e empresas públicas

• Grande ociosidade de fibras ópticas (até 85%)


Serviços, Aplicações e Conteúdos

› Serviços Internet Padrão IP plataforma para serviços de voz (VoIP) e vídeo-conferência

multicast: a difusão de conteúdos em larga escala

IPv6: suporte à mobilidade, auto-configuração e segurança

› Aplicações e Conteúdos Servidores: implantação, gerenciamento, segurança Conteúdos digitais: armazenamento e recuperação Aplicações de colaboração e comunicação


Redes Ópticas Comunitárias


Redes Comunitárias

› Tratar a rede como um patrimônio de uma região (estado, cidade, vila, campus...) e não como um serviço

› Em um condomínio de organizações cada uma possui suas fibras individuais em um cabo óptico

cada um fica responsável por “iluminar” suas fibras (GbE..)

coletivamente repartem os custos de manutenção, relocação, serviços Internet, etc

empresas especializadas implantam e mantém a fibra

› Uma única fibra pode permitir um condomínio de lambdas

› Solução ideal para conexões ponto-a-ponto de instituições fixas retorno típico em 2 anos

› As redes comunitárias são interligadas por redes ópticas regionais ou nacionais


GigaPOP

CA*net 3 National Optical Internet

Vancouver

Calgary ReginaWinnipeg

Ottawa

Montreal

Toronto

Halifax

St. John’s

FrederictonCharlottetown

ORAN

BCnet

Netera SRnet MRnet

ONet RISQ

ACORN

Chicago

STAR TAP

CA*net 3 Primary Route

Seattle

New York

CA*net 3 Diverse Route

Deploying a 4channel CWDMGigabit Ethernetnetwork – 400 km

Deploying a 4channel Gigabit

Ethernet t ransparentoptical DWDM–

1500 km

Mult iple CustomerOwned Dark Fiber

Networksconnecting

universities andschools

16 channel DWDM-8 wavelengths @OC-192reserved for CANARIE-8 wavelengths for carrierand other customers

Consortium Partners:Bell Nexxia

NortelCisco

JDS UniphaseNewbridge

Condo Dark FiberNetworksconnecting

universities andschools

Condo FiberNetwork linking al l

universities andhospital

“A proposed strategy to make Canada themost networked country in the world and the

first to have low cost Gigabit Internetinfrastructure available to virtually all

schools, hospitals, libraries and businessesby 2005”


CA*net 4 Architecture

› A network of point to point condominium wavelengths› Grid service architecture for user control and management of e2e lightpaths

Uses OGSA and Jini/JavaSpaces for end to end customer control› Owners of wavelengths determine topology and routing of their particular

light paths› All wavelengths terminate at mini-IXs where owner can

add/drop STS channel or wavelength cross connect to another condominium owner’s STS channels or wavelengths

› Condominium owner can recursively sub partition their wavelengths and give ownership to other entities

Object Oriented Networking – OON Wavelengths become objects complete with polymorphism, inheritance, classes, etc

› With OBGP can establish new BGP optical path that bypasses most (if not all) routers


Drivers

› Reduce the cost of bandwidth

a capital cost, rather than a monthly service charge

› Set up lightpaths to no cost peering exchanges

Most lambda sales in Canada are for “Remote peering”

› Eliminate expensive high end routers and replace them with optical switches

› Allows customer to create network with resource heterogeneity

Integration of wavelengths from different carriers

› Customers can manage their own restoral and protection schemes

Allows for greater flexibility and creativity in restoral and protection

› Customers can independently provide optical VPN services and manage subnetting across lambdas provided by different carriers


CA*net 4

Halifax

Edmonton

Seattle

VancouverWinnipeg

Quebec City

MontrealOttawa

Chicago

Halifax

New York

Regina

Fredericton

CharlottetownVictoria

Windsor

London

Sudbury

Thunder Bay

Saskatoon

Kamloops

Buffalo

Minneapolis

Albany

St. John's

Calgary

Toronto

Hamilton

KingstonCA*net 4 Node

Possible Future Breakout

Possible Future link or Option

Boston


Example CA*net 4 Architecture

› CANARIE builds heterogeneous network made from many sources e.g (illustrative purposes only):

dark fiber from St. John to Halifax using ULH 16 channel POS dark fiber condo from Halifax to Fredericton using 16 channel 10GbE wavelengths from RISQ from Edmonston to Ottawa sharing 32 channel 10GbE system dark fiber from Ottawa to Winnipeg with Onet using 16 channel POS at OC-192 wavelengths from Bell Canada from Montreal to Chicago as part of a 140 wavelength system wavelengths from Telus from Chicago to Winnipeg as part of a 140 wavelength system dark fiber from GT Telecom from Winnipeg to Calgary using 16 channel 10GbE wavelengths from Shaw from Calgary to Vancouver as part of a 32 channel 10GbE systems wavelengths from 360 Networks from Halifax to London as part of a 400 wavelength system Wavelengths from Teleglobe from Seattle to Honolulu – Sydney – Tokyo - Seoul

› On all cross sections a minimum of 16 wavelengths dedicated to CA*net 4 2 wavelengths dedicated to layer 3 aggregation service (looks like old CA*net 3) 6 channels (and OCX ports) reserved for temporary applications like Grids or OBGP QoS 8 channels (and OXC ports) to be assigned to ORANs or participating carriers based on

contribution to overall project› E.g. if ORAN donated fiber through its territory then it gets extra channels and OXC ports to use

elsewhere› A wavelength and OXC port bartering and exchange mechanism will be required


Transport Architecture

› Heterogeneous transport architectures used on backbone links › Type of transport architecture on each link determined by length of link between

O-ADMs, GbE-ADMs or OBGP switches, requirement for optical repeaters or regenerators, etc

› Examples: 8 or 16 channel GbE used on short haul links (up to 2000 km) between OADMs or

OBGPS; or OC-192 Ethernet over SONET with multiplexed 10 single GbE or trunked 10GbE; or Proprietary 8 channel 2 x GbE multiplexed into OC48 optics with FEC wrapper

› Repeaters: GbE or 10GbE 2R transceivers every 50-80 km combined with GbE or 10Gbe 3R

switches every 200 – 400 km; or Traditional EDFAs at 1550nm every 50- 80 km with OC-192 regenerators at every

200-400km; or All optical broadband: Counter rotating Raman amplifiers, multi band EDFAs, EFFs,

dispersion correction fiber, etc


Tributary Architecture

› Customer can connect through OADM, Gbe-ADM, direct to OBGP switch or through CA*net 4 router

› Customer access link is either GbE or trunked 10GbE (I.e. 10 separate GbE channels

› In future customer will have a choice of protocols, but for now GbE will be basic standard across the network


OC-12

MAN

Scale 100 Km

CANARIE - RISQ Fiber Network

Dark fiberLeased bandw.

250 Km

450

Km

OC-48


Combination:

• Fibre build

• Use of ExistingInfrastructure

Communities with one or more school

Bell Legend

Extended Fibre Network

Base Fibre Network

Backhaul From Other Vendor

BUFFALO TRAILS SCHOOLDIVISION

Clandonald

Tu lliby Lake

Lloydm inst er Pub lic School D ist r ict # 1753

I nn isf ree

Verm ilionKit sco ty

Mannv ille

Parad ise Valley

Dew berry

Chauv in

Edger ton

Hard ist y

Am isk

W ainw r igh t

I rm a

St . Pau l Educat ion Reg ional D iv ision # 1

Elk I sland Pub lic Schools Reg ional D iv ision # 14

Golden Hills Reg ional D iv ision # 15

Aspen View Reg ional D iv ision # 19

Clearv iew School D iv ision # 71

Prair ie Land Reg ional D iv ision # 25

Bat t le River Reg ional D iv ision # 31

Nor th land Schoo l D iv ision # 61

Coronat ion

Elk Po in t

Killam

Provost

Sedgew ick

Tw o Hills

Veg rev ille

Vik ing

Alliance

Consor t

Czar

Forest bu rg

Galahad

Hairy Hill

Heisler

Holden

Lavoy

Marw ayne

Myrnam

St rom e

Vet eran

W illingdon

Alberta SUPERnet Example


Current (Typical)Residences

• 56 Kbps dial Internet($85/Month)

• No high speed Internet

Businesses

• Some T1 Facilities($2000/Month average - ratesdistance sensitive)

• Some high speed businessservice on special setuparrangement

Future (Everywhere)Residences

• High speed DSL residentialInternet at urban rates($40/month)

Businesses

• High speed business servicesavailable at competitive urbanrates (eg $820/month - T1)

• Higher speeds at comparable rates

RURAL COMMUNITIES

Alberta SUPERnet Impact


Halifax Condomínio

Rede em fibra óptica privada12-15 km$500,000 custo

Interliga todas as maiores universidades, hospitais, centros de pesquisa e escolas

Interligada a rede acadêmica canadense CA*net4


A rede óptica da UFF


Rede óptica da UFF - detalhes

› Uso de fibra apagada própria Mais de 24 km de cabos lançados 12 km nos postes da CERJ (energia elétrica)

› Cabo de 18 fibras 12 SM + 6 MM no anel 6 SM + 12 MM nos campi e secundários “a prova do futuro”

› 50 prédios ligados à rede (pelo menos um ponto por prédio)

› Investimento relativamente modesto: R$20.000 / km (preços de 1998)


14

13

123

75

4

12

6

9 11

10

8

Rede Metropolitana de Alta Velocidade de Curitiba

P/ CITS P/ PUC S. J. Pinhais

UFPR CEFET PUC

Gigabit/s 100 Mbps 155 ATM


• Rede óptica experimental

• Fibra apagada, IP/WDM (até 10 Gbps por lambda), GbE

• Direção do projeto: RNP e CPqD

• Financiamento Funttel e operadores de telecomunicações

Projeto GigaTopologia da rede

Marcos do Programa de Inovação - Testbed


› Gerar protótipos de novos produtos e serviços

› Transformar tecnologia em valor para empresas brasileiras

comunicação óptica e produtos IP

› Validar resultados integrando as diferentes tecnologias numa rede experimental

› Fomentar o desenvolvimento tecnológico

› Demonstrar o impacto de novos serviços de Internet para telecomunicações, e

› Formar parcerias entre empresas e instituições de pesquisa.

Projeto Giga - objetivos

Marcos do Programa de Inovação - Testbed


Chicago CivicNet

› CivicNet - um projeto de condomínio de fibra para toda a cidade

› Conecta mais de 1600 instituições públicas– custava $25 milhões/ano em aluguel de serviços

› Interligado aos provedores de serviços e sistemas› Acelerou a implantação de mais fibra em mais locais

de cidade› Alto desempenho com baixo custo para

conectividade Internet› Baseado nos direitos de passagem da cidade

exemplo nacional: Porto Alegre


Nas empresas

› Colgate-Palmolive em Cincinnati› Boeing está contruindo sua rede óptica nacional baseada

em WDM; Bank of America; NLR;› Vantagens:

redução drástica dos custos de última milha independencia entre custo X banda acesso de novos provedores a pontos neutros benefício para PMEs de base tecnológica

No mundo: Estado da California, Holanda, Alberta, Chicago, Suécia, Islândia, Finlândia e Noruega


Vantagem do Condomínio

Central

Convencional: Escola paga mensalmente por serviços

Serviço de Conexão

Fibra escura pertencente a organizaçãoLasers de longo alcance (10km)

ISP

ISP

Condomínio: Conexões de fibra apagada do usuário para ISPs

R$200 mil pagos uma única vezBanda ilimitada

Custo MensalBanda fixa


Canadá - Networked Nation

CA*net 4

Provincial research and education network

Usually one GigaPOP per province

Usually one access facility in every major town and city

School board office City Hall University

School HospitalLibrarySchool School

Colo Colo

Option B: Home owners are aggregated at node by service provider of their

choice

Option A: Home owners and businesses have fused

connections all the way to service provider at supernode

SuperNodes

Nodes

Colo

Colo

Splice Box

Homes

Splice Box

CommercialInternet

CommercialInternet


Quanto custa para implantar?

› Instalação (fixo) Gerência, engenharia ($1 a $3/m) Construção ($7 a $10/m dutos, ou $3 a $6/m postes) Negociação e estruturação de acordos de suporte ao

condomínio Cabos de fibras e sua fusão (5¢/m 192 fibras, 15¢/m 36

fibras) Acabamento: terminadores, instalação de premissas ($5

mil/cada)› Custo médio de US$ 7 a US$ 15 por metro (Canadá)› No Brasil a UFF: 12 km, 12 campi, com CERJ, R$ 20.000/km

(R$ 240 mil)


Exemplos de Custos

› Redes de universidades urbanas Montreal East: 14 km, $120.000 (manutenção $9.000/ano) Vareness: 50 Km, $406.000 (manutenção $26.000/ano)

› Condomínios Des Affluents: custo total $ 1,5 milhão - 70 escolas, 12 prédios

municipais, 204 Km: custo médio por prédio $ 18.000• Custo do serviço DSL por 3 anos: $ 1,4 milhão• Custo total para 100 escolas $ 1,35 milhão• roteadores e servidores: custo estimado em manutenção e

upgrades de software: $ 800 mil• Retorno entre 8-16 meses


Catalisadores

1) Custo baixo: 1000% de redução sobre os preços de serviços, com retorno em 6 a 12 meses;

2) Tecnologia simples: LAN invade WAN (sem complexidade ATM, SONET, etc)

• redundância via wireless e servidores multi-homed

3) Demanda por novas aplicações impossíveis com modelo tradicional

• relocação de servidores e extensão de redes locais

• terceirização de serviços de rede

• telefonia e vídeo de alta qualidade na rede de dados

4) Permite o acesso de novas empresas em pontos neutros para oferta de serviços


Catalisadores

› Conexões sem fio

WLAN: Acesso local na periferia da rede comunitária

• Extensão da rede local: IEEE 802.11b (1999)

• placa de PC US$60, “transmissor” US$100

Faixa de 5 Ghz para acesso a Internet faixa larga, sem licença

• FCC (1997) define U-NII (Unlicensed National Information Infrastructure)

• Ponte U-NII 45 Mbps (US$9.995) X rádio 34 Mbps (US$73.000)

• Requer mudança de uso do espectro: regulamentação da Anatel


UFF: acesso via rádio próprio• visada direta

•UFF-CBPF 7 km

• tecnologias

•1997 - 802.11 (2 Mbps) (FAPERJ)

•2002 - 802.11b (5,5 Mbps)

•2002 - E3 (34 Mbps)(RNP - Harris)

• U-NII ?


Benefício para Serviços e Aplicações

› Simplicidade e robustez: redução do número de plataformas pela concentração no parceiro tecnológico

• 70 escolas do projeto des Affluents Before

After fiber

fiberAntennas 780Novell Servers 82 1SQL Servers 13 3Lotus Notes Servers 21Tape Backup Servers 12 4Ethernet switches/hubs 10 98Routers 1083Cache/proxy (Linux) 120Fire walls (Linux) 11


Capacitação de Recursos em TI

› As 10 ações mais críticas nos EUA para suporte a tecnologia nas escolas:acelerar o desenvolvimento profissional dos

professores“profissionalizar” o suporte técnico...

› Nos EUA 54% dos distritos escolares usam estudantes em suporte técnico

› No Brasil 240 NTEs estão em rede: aumentar em escala e qualidade (64% com banda larga)


Uma proposta para universalização de redes

› Financiar projetos de redes comunitárias em nível de estados, cidades ou comunidades

• interligar na mesma rede escolas, bibliotecas, centros de saúde, telecentros

• utilizar redes estaduais e nacionais existentes

› Adquirir capacidade em fibra de empresas onde há ociosidade: direito de uso superior a 25 anos;

› Financiar em conjunto a extensão da rede com os operadores e empresas nas regiões sem infra-estrutura;

› Integrar periferias da rede comunitária com acesso sem fio e ponto-a-ponto de faixa larga

• oportunidade para desenvolvimento hw nacional


Um proposta para universalização de redes

› Criar pontos neutros de interconexão de provedores, redes regionais e de empresas de serviços (Internet, voz, dados, etc)

› Utilizar liderança local natural: universidade, empresa pública ou centro de pesquisa concentração da complexidade do projeto e redução

do deficit de recursos humanos para seu suporte› Integrar escolas em áreas isoladas à rede comunitária

através de aluguel de serviços buscar benefício maior com redução de impostos


Considerações finais

› Uma rede comunitária tem custo atraente : cidades com densidade de organizações; longos trechos regionais em parcerias e com uma

base de várias organizações; não se aplica para quem não requer incremento de

capacidade para novas aplicações› Possíveis desvantagens:

pode ser mais caro que micro-ondas implantação em estruturas públicas é regulamentada cronograma de construção (se preciso) mais longo


Considerações Finais

› Iniciativa Óptica Nacional (ION) da RNP Suporte às aplicações de colaboração intensiva

em pesquisa e educação» redes ópticas próprias com capacidade ilimitada

e custo viável

Meta 2004-2007• infra-estrutura de rede nacional óptica

– IRUs (Fibras, lambdas)– Integrada às redes metropolitanas


As Redes Estaduais no Brasil

(dados de 2002)


12 Redes Estaduais - Ensino e Pesquisa


Financiamento de Redes Estaduais


Quem são os clientes das Redes Estaduais


Santa Catarina - RCT-SC


Paraná - RPEP


Ceará - Infovias do DesenvolvimentoPernambuco - PE DigitalPiauiRio Grande do NorteSão Paulo - ANSPRio de Janeiro - RedeRioGoiás - InfoviasMaranhão

Em formação: Amazonas

Outras Redes Estaduais


Obrigado!

Perguntas?

www.rnp.br

[email protected]


Referências

› CANARIE - www.canarie.ca› Cidade de Chicago CivicNet -

http://www.cityofchicago.org/CivicNet/› Cidade de Porto Alegre -

http://www.procempa.com.br/infovia/home.htm› RNP - www.rnp.br› IMPA Aperfeiçoamento de professores de ensino médio -

http://milenio.impa.br/pt/em_fase3.html› Remavs - http://www.rnp.br/remav/ › Benton Report - The sustainability challenge -

http://www.digitaldividenetwork.org/content/stories/index.cfm?key=271

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