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Tecnologias de interconexão de MANs/
WANs
Tecnologias tradicionais de interligação de MANs e WANs, MPLS, Metro Ethernet e redes óticas.
Prof. Sidney Ventury
1. Itens iniciais
Propósito
O profissional de tecnologia da informação que atuar na área de redes de computadores terá de conhecer as
soluções que podem ser utilizadas para as redes MAN e WAN. Isso permitirá a ele definir qual das tecnologias
é a mais adequada ao projeto ou gerenciar uma rede existente.
Objetivos
Descrever as tecnologias já empregadas para a interligação de MANs e WANs.
Descrever as redes MPLS e seus componentes.
Descrever as redes Metro Ethernet e seus componentes.
Descrever as redes óticas e seus componentes.
Introdução
Quando você navega pela internet e deseja utilizar algum serviço disponibilizado, as suas requisições saem de
sua rede local, atravessam diversos enlaces disponibilizados pelos provedores de acesso à internet e
alcançam os servidores, localizados em outras redes locais ou datacenters. Os servidores respondem e fazem
o caminho reverso até chegarem ao seu computador.
Esse processo ocorre de forma transparente para a maioria dos usuários, mas o profissional de redes precisa
entender que, durante o caminho percorrido, o pacote de dados percorreu diversos enlaces que utilizam
tecnologias próprias para as redes metropolitanas (MAN) ou as de longa distância (WAN).
Esses tipos de redes têm características e funcionalidades diferentes daquelas empregadas nas redes locais
(LANs), sendo uma das mais evidentes o comprimento do enlace, que pode chegar a dezenas ou centenas de
quilômetros. Além disso, como as redes interligam muitos usuários e empresas, é necessário que elas tenham
uma alta taxa de transmissão para atender ao tráfego gerado.
Tendo isso em vista, iniciaremos os nossos estudos com o propósito de entender as características das
principais tecnologias existentes que empregam meios de transmissão cabeados. Inicialmente, conheceremos
o histórico das tecnologias empregadas para MANs e WANs, as chamadas redes legadas. Em seguida,
falaremos sobre o MPLS, as redes Metro Ethernet e, por fim, as redes óticas.
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1. MANs e WANs
X.25
A longo dos anos, vários protocolos foram utilizados para interligar redes em longas distâncias. O mais antigo
deles é o X.25. Proposto pelo ITU-T no livro de recomendações (Provisional Recommendations) denominado 
The orange book, de 1978, ele pode ser considerado o precursor de dois protocolos que conheceremos neste
módulo: o Frame Relay e o ATM. 
Concebido a partir da comutação de pacotes, o X.25 trabalha como um protocolo de acesso à rede que
gerencia a comunicação de dados por meio de pacotes, utilizando, para tal, comunicação síncrona e orientada
a bit.
Ele trabalha em três camadas do modelo OSI:
Física
Define as características mecânicas e elétricas da interface do terminal e da rede. A transmissão é
feita de modo síncrono e full duplex.
Enlace
Inicia, verifica e encerra a transmissão de dados na ligação entre o DTE e o DCE , sendo responsável
pelo sincronismo, pela detecção e pela correção de erros durante e transmissão. Em uma ligação
serial, existe, de um lado, o DCE, que é o encarregado de codificar ou modular os dados para o meio
físico de transmissão; e do outro, o DTE, que são os equipamentos que geram e recebem os dados.
Rede
Realiza o empacotamento dos dados e define se a transmissão será realizada por circuito virtual
comutado (SVC) ou por circuito virtual permanente (PVC). O SVC é similar à realização de uma ligação
telefônica, pois, primeiramente, a chamada deve ser estabelecida; em seguida, os dados são
transferidos, e a ligação é finalizada. Emprega conexões temporárias estabelecidas somente no
momento da comunicação. O PVC é similar a uma linha alugada/dedicada, já que o circuito está
sempre ativo; por essa razão, a transmissão dos dados pode ser realizada sem a necessidade de
haver anteriormente uma chamada. Emprega conexões permanentes, não existindo a necessidade de
realizar uma chamada para estabelecer conexão.
Segundo Forouzan (2008), o X.25 possui uma série de desvantagens, como uma taxa de dados abaixo de
64kbps. Por volta dos anos 1990, já havia uma necessidade de WANs de maior velocidade.
Além disso, ele apresenta um controle de erros e de fluxo abrangente tanto na camada de enlace de dados
como na de rede. Isso ocorre porque o X.25 foi desenvolvido nos anos 1970, quando os meios de transmissão
disponíveis eram mais sujeitos a erros.
Esse controle nas duas camadas cria um grande overhead e diminui a velocidade das transmissões.
O X.25 requer confirmações tanto para quadros da camada de enlace de dados quanto para pacotes
da camada de rede.
Originalmente, o X.25 foi concebido para uso privado, e não para a internet. Ele já tem a própria camada de
rede, que encapsula os dados do usuário. A internet, porém, apresenta a camada dela. 
Atenção
Se a rede mundial quiser usar o X.25, portanto, ela precisará entregar seu pacote de camada de rede
(chamado de datagrama) para o encapsulamento no pacote X.25. Isso duplica o overhead. Devido a essa
desvantagem, as empresas de telecomunicações buscaram desenvolver outros protocolos para a
interligação de redes, surgindo o Frame Relay. 
Frame Relay
O Frame Relay foi desenvolvido no contexto do ISDN e padronizado pelo International Telecommunication
Union (ITU) com o propósito de eliminar as desvantagens apresentadas pelo X.25. 
ISDN
A sigla ISDN corresponde a um conjunto de padrões de comunicação para a transmissão digital
simultânea de voz, vídeo, dados e outros serviços de rede sobre os circuitos tradicionais da rede pública
de telefonia comutada. Desenvolvido no final da década de 1980 e no início dos anos 1990, tal conjunto
divide a informação em frames (vem daí seu nome), os quais, por sua vez, são similares estruturalmente
aos pacotes. Devido às suas vantagens em relação ao X.25, ele logo passou a ser utilizado em larga
escala pelas empresas na interligação de suas aplicações e na criação de suas WANs.
Segundo Forouzan (2008), as principais características do Frame Relay são:
Opera a uma velocidade mais alta (1,544Mbps e, posteriormente, 44,376Mbps).
Opera apenas nas camadas física e de enlace de dados, podendo ser utilizado como uma rede
backbone para oferecer serviços a arquiteturas que já possuem um protocolo de camada de rede,
como a internet.
Permite dados em rajadas.
Permite um tamanho de quadro de 9.000 bytes, sendo capaz de acomodar todos os tamanhos de
quadros das redes locais.
É mais barato que outras WANs tradicionais.
Apresenta detecção de erros apenas na camada de enlace de dados.
Não implementa controle de fluxo ou de erros, tampouco uma política de retransmissão. O Frame Relay
foi concebido dessa maneira para oferecer recursos de transmissão rápida para meios mais confiáveis
e para aqueles protocolos com controles de erros e de fluxo nas camadas superiores.
Arquitetura do Frame Relay
De forma similar à do X.25, o Frame Relay oferece circuitos virtuais permanentes (PVC) e comutados (SVC). A
imagem a seguir mostra uma arquitetura típica cuja “nuvem” Frame Relay faz a ligação da rede local com o 
backbone da internet:
“nuvem” Frame Relay
Frame Relay é costumeiramente representado como uma nuvem por causa da sua concepção: não
existem apenas dois pontos (como uma rede ponto a ponto), e sim uma série de nós que permite a
concepção dos circuitos virtuais nos quais são efetivadas as transmissões.
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Rede Frame Relay.
Quando uma fonte e um destino desejam se comunicar, eles podem optar por um PVC cuja conexão é simples.
Basta, para isso, obter o DLCI de saída para a fonte e o DLCI de chegada para o destino.
DLCI
Data link connection identifier. Os circuitos virtuais do Frame Relay são identificados por um número
chamado de DLCI.
O uso do PVC, entretanto, possui algumas desvantagens:
É caro, pois as duas partes pagam pela conexão todo o tempo, até mesmo quando ela não é usada.
É criada uma conexão de uma fonte a um únicodestino. Se a fonte necessitar de conexões com vários
destinos, ela precisará de um PVC para cada conexão.
Outra abordagem possível é o uso do SVC, que cria uma conexão curta e temporária, existente apenas
durante a transferência de dados entre a fonte e o destino. Um SVC requer fases de estabelecimento e
término da conexão de circuitos virtuais.
Funcionamento de circuitos virtuais
Em uma rede de circuitos virtuais, dois tipos de endereçamento estão envolvidos: 
Global
Identifica univocamente uma fonte ou um destino no escopo da rede ou internacionalmente.
Identificador de circuitos virtuais (VCI) ou DLCI
É o endereço efetivamente utilizado para a transferência de dados. Ele é um pequeno número no âmbito dos 
switches Frame Relay. Quando um frame chega a um switch, ele tem um VCI (ou DLCI); já quando o deixa,
possui um VCI ou DLCI diferente.
Switches Frame Relay
São os equipamentos que controlam o encaminhamento dos frames. Cada switch, no caso de uma Rede
Frame Relay, apresenta uma tabela para direcionar quadros. Essa tabela associa uma combinação porta
de entrada-DLCI com uma porta de saída-DLCI.
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Identificador de circuitos virtuais.
Já a comunicação ocorre em três frases:
Estabelecimento da conexão
A origem e o destino usam seus endereços globais para ajudar os switches a criar entradas na tabela
para cada conexão.
Transferência de dados
Os switches analisam o VCI do frame de entrada e determinam o VCI de saída.
Encerramento da conexão
A origem e o destino avisam os switches para eliminar a entrada correspondente.
Transmissão de dados pelos switches.
Camadas do Frame Relay
O Frame Relay funciona nas camadas 1 e 2 do modelo OSI com as seguintes características:
Camada física
Não estabelece nenhum protocolo nesta
camada, provendo suporte para qualquer um
dos protocolos reconhecidos pela ANSI.
Camada de enlace de dados
Utiliza um protocolo simples que não realiza
controle de erros ou de fluxo, possuindo apenas
um mecanismo de detecção de erros.
Quadro Frame Relay
O quadro do Frame Relay é composto pelos seguintes quadros:
Campo de endereço (DLCI)
Os 6 primeiros bits do 1º byte formam a 1ª parte do DLCI. A 2ª parte do DLCI usa os 4 primeiros bits
do 2º byte. Esses bits fazem parte do identificador de conexão de enlace de dados, de 10 bits,
definido pelo padrão.
Comando/resposta (C/R)
O bit C/R indica se o quadro transporta um comando ou uma resposta. Não é usado pelo protocolo
Frame Relay.
Endereço estendido (EA)
O bit EA indica se o byte atual é o byte final do endereço. Um EA igual a 0 significa que está por vir
outro byte de endereço; igual a 1, que o byte atual é o final.
Notificação de congestionamento explícito no sentido direto (FECN)
O bit FECN pode ser ativado por qualquer switch Frame Relay para indicar que o tráfego está
congestionado. Dessa forma, o destino fica ciente de que deve esperar atraso ou perdas de pacotes.
Notificação de congestionamento explícito no sentido inverso (BECN)
O bit BECN é ativado (em quadros que trafegam no sentido oposto) para informar ao transmissor
problemas de congestionamento na rede. Assim, a fonte fica sabendo que precisa desacelerar para
prevenir a perda de pacotes.
Elegibilidade para descarte (DE)
O bit DE indica o nível de prioridade do quadro. Em situações emergenciais, os switches Frame Relay
podem ter de descartar quadros para aliviar gargalos e evitar que a rede entre em colapso em virtude
da sobrecarga. Quando ativo (DE 1), o quadro será candidato ao descarte caso exista
congestionamento. Esse bit pode ser ativado pelo transmissor dos quadros (usuário) ou por qualquer
outro switch da rede.
Quadro de Frame Relay.
ATM
O ATM é um protocolo de transmissão de células projetado pelo ATM Fórum e adotado pelo ITU-T. Sua origem
remonta ao início da década de 1990, quando o Frame Relay era o meio de interligação mais utilizado, ou seja,
era usada a comutação de quadros.
Redes de quadros
As redes de quadros, assim como o Frame Relay, possuem um cabeçalho relativamente grande. O tamanho do
quadro pode variar bastante, o que dificulta a multiplexação e exige que os equipamentos, como switches,
multiplexadores e roteadores, incorporem sistemas operacionais sofisticados para conseguir gerenciar os
diferentes tamanhos de quadros. 
O processamento dos quadros de diversos tamanhos exige a leitura de uma grande quantidade de dados do
cabeçalho, tornando a interconexão de redes de quadros lenta e cara. 
Outro problema é conseguir manter a velocidade de entrega constante quando se lida com tamanho de
quadros que apresentam uma grande variação. 
Observe na imagem ao lado o que acontece quando uma rede utiliza quadros grandes de dados e a outra,
quadros pequenos, como de vídeo: 
Multiplexação de quadros de tamanhos distintos Frame Relay.
Se o quadro X da linha 1 chegar antes dos quadros pequenos da linha 2, será encaminhado antes, já que o
multiplexador não tem como saber que, a seguir, chegariam quadros pequenos. Isso vai gerar um atraso
grande em todos os quadros de linha 2 somente pelo tempo de transmissão de X. 
Redes de células
Esses problemas das redes de quadros podem ser eliminados utilizando redes de células nas quais os dados
são carregados em unidades de tamanho fixo denominadas células, o que permite a previsibilidade e a
uniformidade do fluxo de transmissão. Quando quadros de diferentes tamanhos chegam a essa rede, eles são
divididos em pequenas unidades de mesmo tamanho (as células); em seguida, elas são multiplexadas com
outras células e enviadas pela rede.
Multiplexação de células.
A imagem acima apresenta duas linhas enviando células em vez de quadros. O quadro X foi segmentado em
três células: X, Y e Z. Apenas a primeira célula da linha 1 consegue ser colocada no enlace antes da primeira
célula da 2. As células das duas linhas serão entrelaçadas de modo que nenhuma delas sofra um grande
atraso.
Multiplexação no ATM
O ATM utiliza a multiplexação por divisão de tempo assíncrona (TDM). Os slots possuem o tamanho de uma
célula, enquanto os multiplexadores preenchem um slot com uma célula de qualquer canal de entrada que
tenha algo para ser transmitido; caso não exista o que transmitir, o slot ficará vazio.
Arquitetura do ATM
O ATM emprega vários tipos de dispositivos para implementar sua rede de comutação de células:
Pontos terminais – dispositivos de acesso dos usuários.
UNI – interligam os pontos terminais aos switches da rede ATM.
Switches – equipamentos que fazem o envio das células determinando o caminho a ser percorrido.
NNIS - Interligam os switches da rede ATM.
A imagem a seguir mostra um exemplo de uma rede ATM: 
Rede ATM.
Já a conexão entre dois pontos terminais é realizada por: 
Rotas de transmissão (TPs): Correspondem ao meio físico de transmissão entre o ponto terminal e
switches ou entre os switches. TPs são divididas em várias rotas virtuais.
Rotas virtuais (VPs): Fornecem uma conexão ou um conjunto de conexões entre dois switches.
Circuitos virtuais (VCs): Correspondem a uma rota virtual entre uma origem e um destino. Todas as
células pertencentes a uma única mensagem seguem o mesmo circuito virtual e permanecem em sua
ordem original até atingir seu destino.
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Comutação ATM.
TP, VPs e VCs.
Para identificar o circuito virtual a ser utilizado, o ATM utiliza um identificador de dois níveis:
• VPI (Virtual path identifier) - define o VP a ser utilizado.
• VCI - define o VC pertencente ao VP que será utilizado.
Note que uma conexão virtual é identificada por um par de números: VPI e VCI.
Identificadores de conexão.
A célula ATM possui 53 bytes (5 bytes de cabeçalho basicamente ocupados pelo VCP/VCI e 48 de payload):
Célula ATM.
Similar ao Frame Relay, o ATM utiliza PVC e
SVC, enquanto seus switches fazem a
comutação tendo como base tabelas (conforme
ilustra a imagem). Podemos observar que o
switch ATM, ao receber em sua interface 1 uma
célula com VPI 153 e VCI 67, consulta sua
tabela de chaveamento e encaminha a célula
para a interface3, endereçando com VPI 140 e
VCI 92.
Fracasso do ATM
Assim que surgiu, na década de 1990, o ATM teve muito sucesso. Contudo, atualmente, ele caiu em desuso
devido basicamente a dois fatores:
 
Os equipamentos ATM eram muito mais caros que os switches e os roteadores IP.
A criação pelo IETF da tecnologia de comutação de rótulos utilizando roteadores IP convencionais
gerou uma solução eficiente e mais barata.
A evolução das redes de longa distância
Acompanhe agora um resumo histórico da evolução das redes MAN e WAN. Vamos lá!
Conteúdo interativo
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Vem que eu te explico!
Os vídeos a seguir abordam os assuntos mais relevantes do conteúdo que você acabou de estudar.
Funcionamento de Circuitos Virtuais
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Quadro Frame Relay
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Redes de Células
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Verificando o aprendizado
Questão 1
O Frame Relay identifica os seus circuitos virtuais com o DLCI, que, por sua vez, corresponde a 10 bits.
Considere que os primeiros dois bytes do cabeçalho de um quadro Frame Relay sejam:
 
1101010100111111
 
O seu DLCI seria:
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A
1101010100
B
0100111111
C
1101010011
D
1111111101
E
1101010011
A alternativa C está correta.
O Frame Relay identifica os circuitos com o DLCI, que é composto pelos 6 primeiros bits do primeiro byte e
os 4 primeiros bits do segundo byte. Seu cabeçalho, no caso, seria então:
Questão 2
O ATM surgiu como uma proposta de solução de interconexão baseada em células pequenas de tamanho fixo.
Sua arquitetura engloba vários conceitos, entre os quais, temos:
 
I. Rotas de transmissão (TPs): Correspondem ao meio físico de transmissão entre o ponto terminal e os
switches ou entre os switches.
II. Circuitos virtuais (VCs): Fornecem uma conexão ou um conjunto de conexões entre dois switches.
III. Rotas virtuais (VCs): Correspondem a um circuito virtual entre uma origem e um destino.
 
Está correto o que se afirma em:
A
I
B
II
C
III
D
I e II
E
II e III
A alternativa A está correta.
As definições das afirmativas II e III estão invertidas: circuito virtual corresponde à definição III; rota virtual,
à II.
2. Redes MPLS
MPLS
A realidade das redes na segunda metade da década de 1990 era a utilização do ATM nos backbones, apesar
do custo elevado e de sua complexidade. Entretanto, havia o problema de interoperabilidade com o TCP/IP,
que era o padrão de fato no mundo de redes de computadores.
Surgiram então ideias de aplicar conceitos de comutação do ATM aos pacotes IP, juntando, com
isso, o melhor das duas tecnologias. 
Após várias propostas desenvolvidas por diversas empresas, o IETF definiu o MPLS como uma tecnologia que
provê suporte à comutação por rótulos em redes IP, visando a melhorar o encaminhamento dos fluxos de
transmissão.
O MPLS, portanto, fornece mecanismos para a engenharia de tráfego e QoS (Quality of Service), melhorando a
velocidade, a escalabilidade e o gerenciamento da qualidade dos serviços.
Comutação por rótulos
No roteamento IP tradicional, o roteador compara o endereço de destino do pacote com as entradas das
tabelas de roteamento, procurando o prefixo mais longo que combine com o destino.
Se encontrar, ele o encaminhará pela interface de saída associada ao destino; se não encontrar e existir uma
rota default, encaminhará pela interface de saída a ela associada. Por fim, se essa rota não existir, o pacote
será descartado.
Na imagem adiante, podemos verificar uma topologia de três roteadores com as respectivas tabelas de rotas.
Se o roteador central receber um pacote com o endereço de destino estando na rede 201.0.0.0, ele o
encaminhará para a saída na interface eth0, que corresponde à ligação com o roteador do próximo salto, cujo
IP é 202.0.0.5:
REDE DESTINO ROTEADOR (GATEWAY) HOPS REDE DESTINO ROTEADOR (GATEWAY) HOPS
201.0.0.0 eth0(rota direta) 0 202.0.0.0 eth0(rota direta) 0 
202.0.0.0 eth1(rota direta) 0 203.0.0.0 eth1(rota direta) 0 
203.0.0.0 202.0.0.3 1 201.0.0.0 202.0.0.2 1 
204.0.0.0 203.0.0.3 2 204.0.0.0 203.0.0.5 1 
default 203.0.0.3 -- default 203.0.0.5 -- 
roteador da esquerda roteador central 
REDE DESTINO ROTEADOR (GATEWAY) HOPS
203.0.0.0 eth0(rota direta) 0
Comutação de rótulos.
REDE DESTINO ROTEADOR (GATEWAY) HOPS
204.0.0.0 eth1(rota direta) 0
202.0.0.0 203.0.0.4 1
201.0.0.0 203.0.0.4 1
default 203.0.0.7** --
roteador direta
Exemplo de roteamento.
Tal esquema de roteamento, embora funcione corretamente, possui como desvantagem o tempo de
processamento, que pode ser longo, dependendo da quantidade de entradas a serem verificadas na tabela de
roteamento. Se uma tabela possuir N entradas, por exemplo, em média serão necessárias Log2N
comparações para encontrar a interface de saída.
Já na comutação por rótulos, cada pacote possui um rótulo que determina por qual interface ele deve ser
encaminhado. Como o rótulo é um número pequeno, pode-se utilizá-lo para indexar as linhas de uma tabela
de comutação, o que agiliza a pesquisa na tabela e o respectivo encaminhamento. 
A imagem adiante conta com três comutadores
(a) e a tabela de comutação de S1 (b), a qual,
ao receber um pacote com o rótulo 3, acessa
diretamente a linha 3 da tabela e encaminha o
pacote pela interface 1:
A tabela a seguir compara o roteamento IP e a
comutação por rótulos:
 Roteamento IP Comutação por rótulos
Análise do
cabeçalho IP
Verificação dos pacotes a cada
salto em todo caminho na rede.
Verificação dos pacotes apenas
uma vez no ingresso do caminho
virtual.
Suporte para
dados Unicast e
Multicast
Necessita de roteamento
especial para Multicast e
algoritmos de encaminhamento.
Precisa somente de um algoritmo
de encaminhamento.
Decisão de
roteamento
Baseado no endereço de destino
no cabeçalho do pacote IP.
Baseado em vários parâmetros:
endereço de destino no cabeçalho
IP, QoS, tipo de dados etc.
Tabela: Comparação do roteamento IP x comutação por rótulos.
Elaborada por Sidney Ventury
Cabeçalho e encapsulamento MPLS
O MPLS utiliza a comutação por rótulos – mais especificamente, comuta os pacotes utilizando uma rede de
circuitos virtuais. Para isso, ele encapsula o datagrama IP, acrescenta o seu cabeçalho e, em seguida, é
encapsulado no quadro de camada 2. Por isso, é considerado um protocolo de camada 2,5.
Encapsulamento MPLS.
O cabeçalho MPLS possui 32 bits e é composto de 4 campos. Veja:
Cabeçalho MPLS.
Rótulo
Contém o valor do rótulo MPLS de 0 a (1.048.575). Alguns valores possuem significados especiais:
0 – IPv4 Explicit NULL Label
Indica que o rótulo deve ser retirado e que, desse ponto em diante, o roteamento será feito com base
no endereço de rede.
1 – Router Alert Label
Indica que o datagrama tem de ser analisado pelo software local. O encaminhamento seguinte será
definido pelo próximo rótulo da pilha MPLS.
2 – IPv6 Explicit NULL Label
Tem a mesma funcionalidade do valor 0, mas é aplicado ao protocolo IPv6.
3 – Implicit NULL Label
Tem o valor utilizado pelos LSRs (Label Switch Routers) para a distribuição de rótulos (LDP - Label
Distribution Protocol).
4 a 15
Reservados para definições futuras.
16 a (220 -1)
Rótulos utilizáveis para roteamento.
Exp (Experimental bits)
Com três bits, o Exp é utilizado para configurar os algoritmos de enfileiramento (queuing) e descarte,
permitindo que se confira prioridade a determinados pacotes. Ele é usado atualmente nas classes de serviços.
S (Stack)
Um bit permite a criação de uma pilha hierárquica de rótulos. Todos os cabeçalhos devem ter o valor 0, exceto
o último, cujo valor tem de ser 1.
Atenção
O MPLS permite adicionar vários rótulos, um após o outro, para se tornar mais eficiente em uma
estrutura hierárquica. Em uma organização com três localizações físicas diferentes, por exemplo, com
vários prédios cada uma, pode ser configurado um nível para determinar o caminho entre as localizações
físicase outro para determinar o prédio dentro de cada local. Tal solução é implementada empilhando
rótulos MPLS: o rótulo a ser processado é o de cima da pilha. Nesse caso, teríamos dois rótulos: o
superior, correspondendo ao caminho entre os locais; e o segundo, ao processamento dentro de cada
localização física. Na navegação entre os locais, é processado o rótulo superior. Ao dar entrada na rede
de um local, esse rótulo é retirado, e o inferior, que corresponde a como se determina o caminho para
determinado prédio, é utilizado. 
TTL (Time to live)
Possui 8 bits e funciona de maneira semelhante ao TTL do protocolo IP, determinando o limite de salto que o
pacote pode realizar na rede. Ao entrar em uma rede MPLS, o valor inicial do TTL no cabeçalho MPLS precisa
ser igual ao do TTL do cabeçalho IP e decrementado de 1 em cada roteador. Na saída do caminho, o roteador
tem de copiar o valor do TTL do cabeçalho MPLS para o TTL do cabeçalho IP.
Arquitetura MPLS
O MPLS utiliza o endereçamento da camada 3 para determinar o caminho e envia os pacotes por meio da 2.
Portanto, opera como uma tecnologia de camada 2,5, realizando a integração entre as duas camadas. Ele
precisa ser compatível com os protocolos e os padrões das duas camadas, permitindo a separação entre o
plano de controle e o plano de dados da rede. Plano de controle é responsável pela definição das rotas dos
pacotes na rede, como, o serviço executado por um protocolo de roteamento. Plano de dados realiza apenas
o encaminhamento dos pacotes para seu destino através das rotas definidas pelo plano de controle.
Atenção
Devido à sua capacidade de separação, a mudança da operação de roteamento não o obriga a modificar
os dispositivos de encaminhamento, já que o controle não se envolve no processamento individual dos
pacotes. Em resumo, o que os Roteadores MPLS fazem é utilizar o plano de controle para, por meio de
um protocolo de roteamento, descobrir e escolher os melhores caminhos até o destino. 
Roteadores IP que dão suporte ao MPLS e implementam duas funcionalidades: encaminhamento (utiliza
informações dos rótulos dos pacotes e das tabelas de encaminhamento dos roteadores para encaminhar
pacotes) e controle (distribui informações de roteamento entre os roteadores, ou seja, LSR, que compõem um
domínio MPLS).
Componentes da arquitetura
Descreveremos agora os principais termos e componentes da arquitetura MPLS:
Domínio MPLS
Conjunto de roteadores com o MPLS habilitado.
Label switching routers (LSR)
Roteadores internos ao domínio MPLS que realizam o encaminhamento dos pacotes, mantendo as tabelas de
encaminhamento atualizadas, e que, ao receberem um pacote, trocam seu rótulo por outro e o encaminham
para o próximo equipamento na rota.
Label edge routers (LER)
Tipo específico de LSR localizado na entrada ou na saída do domínio MPLS. O LER possui funções de
encaminhamento e de controle dos LSRs, além de realizar as seguintes ações:
Na entrada da rede 
Analisa o cabeçalho do datagrama de
entrada e acrescenta o cabeçalho MPLS com
o rótulo apropriado às características do
fluxo.
Na saída da rede 
Retira o rótulo do datagrama e o
encaminha para o destino por meio da
rede IP tradicional.
Componentes MPLS.
Além desses componentes, o MPLS possui alguns protocolos e outros conceitos importantes que veremos a
seguir.
LSP (Label switched path)
Caminho que os pacotes rotulados devem seguir na rede MPLS, sendo constituído por uma sequência de LSR,
a partir do LER de entrada, até o LER de saída. Os LSP são unidirecionais, ou seja, o caminho de retorno pode
ser diferente do de ida. 
O LSP a ser utilizado é definido pelo LER de entrada com base na FEC atribuída ao pacote. Como a
determinação do LSP a ser utilizado ocorre apenas na entrada do pacote pelo LER, os LSR interiores no
domínio MPLS somente farão a troca dos rótulos e o encaminhamento com base em sua tabela.
LDP
Protocolo que realiza a distribuição de rótulos entre os LSR, permitindo a criação das LSPs. Para permitir isso,
ele prevê mecanismos para que os LSR descubram seus vizinhos e estabeleçam os caminhos.
LFIB (Label forwarding information base)
Similar às tabelas de roteamento IP, LFIB são tabelas existentes nos LSR que contêm os rótulos de entrada de
saída e as respectivas interfaces, sendo consultadas para determinar como se realiza o encaminhamento
dentro do domínio MPLS. Construídas com base nos protocolos de roteamento, elas atuam no plano de
controle.
LSP.
FEC (Forwarding equivalence classes)
Conjunto de parâmetros utilizado para determinar a LSP para um pacote, sendo que todos os pacotes de uma
mesma FEC seguem o mesmo caminho. A associação de um pacote a uma FEC ocorre no LER de entrada,
que, a partir de parâmetros (como o IP de origem e destino, as portas de origem e destino, o protocolo do
payload ou os requisitos de QOS), acrescenta ao pacote o rótulo correspondente à FEC, determinando o LSP a
ser seguido. 
FEC.
Funcionamento do MPLS
O funcionamento básico do MPLS é realizado em quatro etapas:
Etapa 1 - Construção das LFIB
Os protocolos de roteamento, como OSPF ou IS-IS, são responsáveis por construir as tabelas de
roteamento em redes IP. Nas redes MPLS, o LDP faz o mapeamento entre os rótulos e os endereços
de destino, gerando as tabelas de encaminhamento por rótulos.
Etapa 2 - Ingresso dos pacotes na rede
O LER de entrada recebe o pacote da rede externa e executa o seguinte algoritmo:
• Extrai o endereço IP do destino.
• Procura uma entrada na tabela de encaminhamento correspondente ao endereço IP do destino.
• Adiciona o cabeçalho MPLS, com o respectivo rótulo, no pacote IP.
• Envia o pacote pela interface de saída.
Etapa 3 - Encaminhamento dentro do domínio
Os LSR, ao longo do LSP, executam o seguinte algoritmo:
• Extrai o rótulo do pacote.
• Procura uma entrada na LFIB com o rótulo de entrada igual ao do pacote.
• Faz a troca do rótulo do pacote pelo de saída.
• Envia o pacote para interface de saída do roteador.
Etapa 4 - Saída do domínio
O LER de saída retira o cabeçalho MPLS e encaminha o pacote na rede IP.
Vamos ver o passo a passo disso?
Inicialmente, chega ao LER de entrada (LER1) um pacote mapeado para a
FEC2. Associando ao LSP2, adiciona o rótulo R2 e o encaminha para o
próximo LSR no caminho: o LSR1.
O LSR1 recebe o pacote com o rótulo R2. Em seguida, procura na LFIB a
entrada correspondente a R2 e verifica que o rótulo de saída é R8,
encaminhando pela interface S2.
O LSR2 recebe o pacote com o rótulo R8. A seguir, procura na LFIB a
entrada correspondente e verifica que deve encaminhar pela interface S1
com o rótulo R15.
O LER2, que é o roteador de saída, retira o rótulo e encaminha o pacote
para a rede IP associada à sua interface S2.
A imagem acima sintetiza o processamento de um pacote no domínio
MPLS. Note que, dentro do domínio, todo encaminhamento é feito com
base no rótulo e que, nas redes externas, é utilizado o roteamento IP.
A imagem a seguir sintetiza o processamento de um pacote no domínio MPLS. Note que, dentro do domínio,
todo encaminhamento é feito com base no rótulo e que, nas redes externas, é utilizado o roteamento IP.
Funcionamento completo do MPLS.
Funcionamento do MPLS
Acompanhe agora como funciona o encaminhamento dos pacotes em uma rede MPLS. Vamos lá!
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Vem que eu te explico!
Os vídeos a seguir abordam os assuntos mais relevantes do conteúdo que você acabou de estudar.
Comparação do roteamento IP x Comutação por rótulos
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Componentes da Arquitetura
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Verificando o aprendizado
Questão 1
O MPLS acrescenta os rótulos aos datagramas IP e os encaminha pela rede. Sobre o funcionamento dele,
podemos afirmar que:
 
Quando um pacote IP chega a um domínio MPLS, o ___I___ lhe acrescenta um rótulo, que corresponde à sua
___II___ e que determina o ___III___ no domínio.
 
A opção que completa os itensI, II e III respectivamente é:
A
LER FEC LSP
B
LSR LDP FEC
C
LER LSR LDP
D
LSP LER LSR
E
LDP FEC LER
A alternativa A está correta.
O equipamento de entrada do domínio, o LER, analisa o cabeçalho IP e, de acordo com as características
de seu tráfego, o associa a uma FEC, atribuindo-lhe um rótulo. Os switches no caminho leem o rótulo e
encaminham o pacote, seguindo o LSP correspondente à FEC.
Questão 2
O cabeçalho MPLS possui 32 bits e 4 campos, que são:
 
• C1 – Rótulo.
• C2 – EXP.
• C3 – S.
• C4 – TTL.
 
Cada um desses campos possui uma finalidade diferente. Considere agora as seguintes afirmativas:
 
• A1 - é utilizado atualmente pelas classes de serviço.
• A2 - determina o limite de salto.
• A3 - define se existe uma pilha hierárquica de rótulos.
• A4 - alguns de seus valores possuem significado especial.
 
A opção que mostra a associação correta entre as afirmativas e os campos é:
A
C1-A2; C2-A4; C3-A3; C4-A1.
B
C1-A3; C2-A1; C3-A4; C4-A2.
C
C1-A1; C2-A3; C3-A4; C4-A2.
D
C1-A4; C2-A3; C3-A2; C4-A1.
E
C1-A4; C2-A1; C3-A3; C4-A2 .
A alternativa E está correta.
O campo rótulo admite alguns valores com significado especial, como 0 – IPv4 Explicit NULL Label ou
Router Alert Label. O campo EXP é utilizado para estabelecer políticas de prioridade para as classes de
serviço. O S (stack) permite identificar a existência de outros rótulos no pacote que está sendo transmitido.
Já o TTL determina o número máximo de saltos que um pacote pode fazer.
3. Metro Ethernet
Padrão Ethernet
A Ethernet foi criada em 1976 e evoluiu ao longo dos anos, abrangendo diversas gerações. Cada evolução
dela, afinal, correspondeu a um incremento no desempenho da rede. Posteriormente, o Ethernet foi
normatizado pelo padrão IEEE 802.3.
Gerações Ethernet.
A imagem a seguir apresenta os campos do quadro Ethernet:
Quadro IEEE 802.3.
Veja a descrição de cada um dos campos: 
Preâmbulo: Contém 7 bytes (56 bits) e é utilizado para sincronizar o clock entre a origem e o destino, sendo
um item meramente físico. Formalmente, ele não faz parte do quadro. 
SFD (Start Frame Delimiter): Campo com 1 byte (10101011) que marca o início de um frame. Os dois últimos
bits são 11 e avisam o receptor de que o próximo campo será o endereço de destino.
Endereço de destino: Tem o endereço MAC do destino.
Endereço de origem: Possui o endereço MAC da origem.
Comprimento ou tipo: Campo de tipo ou de comprimento. A Ethernet original usava este campo para definir o
protocolo da camada superior; já no padrão IEEE, ele indica a quantidade de bytes no campo dos dados.
Dados: Transportam dados encapsulados da camada de rede. Têm um mínimo de 46 bytes e um máximo de
1.500 bytes.
CRC: Utilizado para a detecção de erros.
O IEEE802.3 tornou-se o padrão para as redes locais devido principalmente aos seguintes fatores: 
• Simplicidade.
• Facilidade de operação.
• Alto grau de integração.
• Padronização.
Com o aumento da necessidade de interconexão das redes locais de empresas geograficamente distribuídas,
além de considerar que o padrão IEEE 802.3 já estava bem consolidado, houve a decisão de se portar o
padrão para que ele fosse utilizado em redes metropolitanas, criando, assim, a Metro Ethernet.
Redes Metro Ethernet
Metro Ethernet (MEN - Metropolitan Ethernet Network) é uma rede de interconexão de LANs geograficamente
separadas que fornece acesso a WAN ou backbone operado pelo provedor de serviços, sendo o padrão
definido pelo Metro Ethernet Forum (MEF).
Os componentes de uma rede Metro Ethernet são:
Equipamento do cliente (CE)
Um switch que opera de acordo com algum dos
padrões da Ethernet (Fast, Giga etc.).
Equipamento do Provedor (PE)
Podendo ser de borda ou de núcleo, o PE
normalmente é um switch de grande
capacidade.
Metro Ethernet Network (MEN)
Rede Metro propriamente dita, cujo serviço é
oferecido por um provedor.
User Network Interface (UNI)
Interliga a rede de um cliente à de um provedor
de serviços.
Rede Metro Ethernet.
Conexão Ethernet virtual (EVC - Ethernet virtual
connection)
Uma EVC corresponde a uma ligação entre duas ou mais UNI com o objetivo de realizar o transporte do fluxo
de dados fim a fim.
Conexão virtual Ethernet.
Os EVC podem ser de dois tipos básicos:
Ponto a ponto
Conexão virtual ponto a ponto entre dois clientes da MEN.
Multiponto Multiponto
Conexão virtual (EVC) multiponto entre diversos clientes da MEN.
Perfis de largura de banda Metro Ethernet
Largura de banda por UNI
Todos os quadros que ingressam na UNI recebem o mesmo perfil de tráfego independentemente de sua
natureza ou do EVC de entrada. O policiamento de tráfego não faz distinção entre os quadros entrantes de
cada um dos EVCs.
Não existe, portanto, controle sobre o quanto da rede é utilizado por alguém. Além disso, qualquer um dos
três EVCs da imagem a seguir terão o mesmo perfil de tráfego. Note que esse perfil está associado ao UNI, e
não aos EVCs:
Largura de banda por UNI.
Largura de banda por EVC
Cada EVC possui o próprio perfil de tráfego, o qual, por sua vez, é aplicado a todos os seus quadros de
entrada. 
Considere que um UNI possua três EVC. Cada um deles, nesse método, poderia possuir um perfil diferente,
como:
EVC1 - CIR = 15Mbps.
EVC2 - CIR = 10Mbps.
EVC3 - CIR = 20Mbps.
Observe que o perfil de largura de banda de entrada por atributo de serviço EVC está associado a cada EVC.
1. 
2. 
3. 
Largura de banda por UNI.
Largura de banda por classe de serviços (CoS)
Trata-se daqueles perfis que correspondem às necessidades de parâmetros de tráfego, como: 
CIR (Commited information ratio)
Velocidade mínima de transmissão de dados
garantida pelo provedor do serviço, sendo
especificada em bits/s.
CBS (Commited burst size)
Número máximo de bytes que podem ser
transmitidos para a rede em uma única rajada
(burst).
EIR (Extended information ratio)
Corresponde à taxa máxima que um usuário
pode exceder seu CIR com a perspectiva de
que o tráfego extra não seja descartado pelo
policiamento de tráfego.
Nesse modelo, um único perfil será aplicado a todos os quadros do EVC que possuam o mesmo identificador
de classe de serviço.
Veja a imagem a seguir. Podemos notar que, no , há três identificadores de , cada um associado
a um perfil distinto:
Perfil de largura de banda de entrada por CoS ID.
Serviços Metro Ethernet
Principais fatores e características
Os três principais fatores que motivam os provedores de serviços e os clientes a optarem por serviços
Ethernet são:
Facilidade de uso
Os serviços Ethernet utilizam uma interface padronizada e extremamente conhecida e entendida, o
que simplifica a operação, o gerenciamento e a interconexão na rede.
Baixo custo
Como os equipamentos utilizados são produzidos em alta escala, eles possuem um preço reduzido
em relação a outras tecnologias, e o cliente não precisa comprar equipamentos novos para poder
fazer a conexão a MEN. 
Flexibilidade
Os serviços Ethernet gerenciados permitem que o cliente modifique a sua largura de banda com muita
rapidez, além de minimizar as visitas de suporte técnico em comparação com outras soluções de
MAN. Além disso, a oferta de múltiplos serviços em uma única interface permite que pequenos
clientes passem a usufruir de maior flexibilidade de interconexão de suas redes com clientes e
fornecedores.
No modelo básico de fornecimento dos serviços de Ethernet ilustrado na imagem a seguir, basta ao cliente,
via UNI, usar uma interface Ethernet padrão e se interconectar à rede Metro do provedor:
Modelo básico de fornecimento dos serviços.
Durante a prestação do serviço, duas premissas são seguidas: 
• Um quadro Ethernet não deve nunca retornar à interface que o originou.
• O quadro não pode ser alterado no caminho entre sua origem e seu destino.
Tipos de serviços Metro Ethernet
As redes Metro Ethernet podem oferecer os seguintes serviços:
Ethernet line (E-LINE)
Conexão Ethernet ponto a ponto virtual entre duas UNI.
Ethernet Line (E-LINE).
Ethernet LAN (E-LAN)
Conexão Ethernet virtual multipontoentre múltiplas UNIs. É a alternativa
mais flexível, pois permite criar virtualmente qualquer arranjo de
conectividade entre as UNIs.
Ethernet LAN (E-LAN).
Ethernet tree (E-TREE)
Conexão Ethernet multiponto baseada em nó raiz (root). Cada UNI raiz
(root-UNI) troca dados com uma UNI folha (leaf-UNI) por meio de um
ponto raiz. O root age como um ponto de troca que concentra e
redistribui o tráfego destinado às leafs-UNI. Entretanto, um quadro
enviado por uma UNI folha destinado à outra folha não será entregue.
Ethernet Tree (E-TREE).
O E-TREE é útil para serviços de acesso à internet, aplicações IPTV e vídeo sob demanda (on demand).
Atenção
Configurações com dois ou mais “roots” também são aceitas no E-TREE, havendo a criação de cenários
com recursos de redundância. 
Cabe observar que, para o provedor da MEN, os serviços podem ser oferecidos com base em diversas
tecnologias e protocolos, como SONET, WDM, MPLS, Frame Relay etc. Porém, na perspectiva do assinante, a
conexão é feita com uma interface Ethernet comum.
Serviços padronizados
Os tipos de serviço apresentados são modelos genéricos utilizados para criar os serviços em si. Para isso, um
conjunto de atributos parametrizados é associado a cada um deles. Tais atributos especificam o serviço
ofertado para atender à determinada situação.
Formação dos serviços Ethernet.
Com base no tipo E-LINE, duas modalidades de serviço são definidas:
Ethernet private line service (EPL)
Usa um EVC ponto a ponto entre dois UNI, fornecendo transparência para
os quadros e não permitindo qualquer tipo de multiplexação.
Ethernet virtual private line service (EVPL)
Pode ser utilizada para criar serviços do tipo EPL, mas tem algumas
diferenças. A EVPL permite:
• Multiplexar serviços na UNI, possibilitando que mais de um EVC exista
na UNI, o que o EPL não permite.
• O envio de quadros por EVC diferentes. Note que, na imagem a seguir,
há 3 EVC (blue, yellow e green) na mesma UNI.
Já os serviços baseados no tipo E-LAN estão definidos como:
Ethernet private LAN service (EP-LAN)
Visa permitir a interconexão de várias LAN em alta velocidade, parecendo
que todas estão em uma mesma rede local. O serviço EP-LAN preserva a
tag CE-VLAN e realiza o tunelamento de protocolos de controle de
camada 2, possibilitando que os administradores das redes locais
possam configurar suas VLANs nos sites sem a necessidade de
coordenar com o provedor de MEN.
Ethernet virtual private LAN service (EVP-LAN)
Alguns clientes desejam, além de conectar suas redes locais em uma
rede metropolitana, acessar outros serviços, como a internet ou os
serviços de nuvem. Para atender a essa demanda, o EVP-LAN possibilita
a definição de EVCs multiponto (MP2MP) multiplexados sob uma mesma
UNI, permitindo a definição de arranjos complexos contendo múltiplas
LANs virtuais. Na imagem a seguir, o EVC ponto a ponto marcado em azul
na UNI inferior esquerda é multiplexado com o vermelho: 
Para o tipo E-TREE, os seguintes serviços estão padronizados:
Ethernet private tree service (EP-TREE)
O tráfego originário das UNIs clientes é agrupado em determinado ponto
da rede (root) e distribuído aos demais (leafes). Trata-se de um EVC por
UNI. Tal serviço preserva a tag CE-VLAN e realiza o tunelamento de
protocolos de controle da camada 2.
Ethernet virtual private tree service (EVP-TREE)
Em tal serviço, múltiplos rooted-multipoint-EVCs (RMP-EVCs),
multiplexados em cada uma das UNIs, são agrupados em um ou mais nós
root. Nessa modalidade, podem coexistir outras modalidades de serviço,
como EVP-LAN ou EVPL. A imagem ilustra esse serviço. Nele, um cliente
tem um serviço EVP-LAN (EVC vermelho) fornecendo conectividade de
dados entre três UNIs, enquanto usa o serviço EVP-Tree (EVC verde)
para fornecer a transmissão de vídeo:
Nessas modalidades, diversos atributos de serviço podem ser definidos, por exemplo:
 
• Capacidade (velocidade) da conexão física (UNI).
• Committed information rate (CIR).
• Committed burst size (CBS).
• Excess information rate (EIR).
• Requisitos de QoS diferenciados por EVC.
 
Por fim, o quadro a seguir exibe a consolidação dos serviços padronizados pelo MEF:
Tipo de serviço Baseada em porta (um
EVC lógico por enlace)
Baseada em VLAN (múltiplos EVC por
enlace, identificados pela VLAN ID)
E-line (point to point
EVC)
Ethernet private line
(EPL)
Ethernet virtual private line (EVPL)
E-LAN (multpoint to
multpoint EVC)
Ethernet private LAN
(EP-LAN)
Ethernet virtual private LAN (EVP-LAN)
E-Tree (rooted
multpoint EVC)
Ethernet private tree (EP-
Tree)
Ethernet virtual private tree (EVP-Tree)
Tabela: Elaborada por Sidney Ventury
Arquitetura de planos Metro Ethernet
A Metro Ethernet é composta de três planos operacionais:
Plano de dados
Define os meios de transporte da
informação.
Usa frames IEEE 802.3 com TAGs
802.1Q.
Plano de controle
Define os meios para o assinante e o provedor
da MEN poderem usar o plano de dados.
Plano de gerenciamento
Controla a operação dos planos de
dados e de controle.
Realiza o gerenciamento de QoS.
Tais planos estão divididos em três camadas:
Serviços de aplicação
(Application services layer) - oferece suporte a aplicações baseadas nos serviços Ethernet por meio
da MEN. 
Serviços Ethernet
(Ethernet services layer) - responsável pelos serviços da camada MAC e pela entrega dos quadros
nas interfaces e nos pontos associados. O quadro pode ser Unicast, Multicast ou Broadcast segundo
o padrão IEEE 802.3 com TAG 802.1Q.
Serviços de transporte
(Transport services layer) - oferece suporte para a conectividade entre os elementos da camada de
serviços Ethernet de forma independente dos serviços. Vários tipos de redes podem ser utilizados
para suportar os requisitos de transporte para a camada de serviços Ethernet, por exemplo, SONET,
SDH e MPLS.
• 
• 
• 
• 
Arquitetura de planos.
Benefícios da rede Metro Ethernet
O uso da Metro Ethernet gera dois grandes benefícios para os seus usuários:
 
• Seu uso nas redes metropolitanas diminui o gargalo de largura de banda normalmente gerado por outras
tecnologias de MAN.
 
• Permite que os provedores executem multisserviços, por exemplo, elevadas taxas de transmissão, com a
priorização seletiva de tráfego e a banda sob demanda e segurança, o que auxilia na viabilização de
aplicações (desde a transmissão de dados em alto volume até as aplicações multimídia com conteúdo de
vídeo e voz, os quais são sensíveis a atrasos).
As redes Metro Ethernet
Está na hora de falarmos sobre a operação da rede Metro Ethernet. Vamos lá!
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Redes Metro Ethernet e Serviços Metro Ethernet
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Tipos de Serviços Metro Ethernet
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Verificando o aprendizado
Questão 1
O Metro Ethernet Forum padronizou uma série de serviços a serem disponibilizados pelos provedores. Esses
serviços são: 
S1 - EVP-TREE
S2 - EVP-LAN
S3 - EVPL 
S4 - EP-LAN 
S5 - EPL 
S6 - EP-Tree
Desses serviços, podemos afirmar que os baseados em porta são os seguintes:
A
EPL EVPL e EP-TREE.
B
EPL, EP-LAN e EP-TREE.
C
EVP-TREE, EP-TREE E EPL.
D
EVP-LAN, EP-LAN E EVPL.
E
EVP-LAN, EVP-TREE e EVPL.
A alternativa B está correta.
Os serviços Metro Ethernet são divididos em duas grandes classes: aqueles baseados em porta e em Vlan.
Todos os serviços baseados em porta não possuem "virtual" em seu nome. Portanto, a resposta precisa
incluir aqueles que não possuem a letra V em sua sigla – no caso, EPL, EP-LAN e EP-TREE .
Questão 2
A redes Metro Ethernet permitem a definição de três tipos de perfis de largura de banda por:
• UNI
• EVC 
• COS 
Considere a seguinte situação: todos os pacotes que chegam a uma UNI via EVC recebem um perfil
correspondente a suas necessidades de tráfego, como CIR e EIR. Podemos, então,afirmar que:
O perfil de tráfego é por EVC...
Porque
São atendidas as necessidades de largura de banda específicas de cada pacote daquele EVC. 
Quanto às assertivas, observamos que
A
as duas afirmações estão corretas, e a segunda justifica a primeira.
B
as duas afirmações estão corretas, e a segunda não justifica a primeira.
C
a primeira afirmação é correta; a segunda, falsa.
D
a primeira afirmação é falsa; a segunda, correta.
E
as duas afirmações são falsas.
A alternativa E está correta.
A primeira afirmativa é falsa, porque o tipo de perfil que leva em conta as características do pacote é o
COS. A segunda também é, pois, no perfil por EVC, todos os pacotes que chegam por meio dele recebem o
mesmo perfil de tráfego.
4. Redes óticas
Sistemas de transmissão óticos
Todo sistema de transmissão é composto, do ponto de vista do hardware, de três componentes básicos:
• Emissor - o dispositivo que envia o sinal.
• Meio físico de transmissão - o caminho físico pelo qual o sinal trafega do emissor para o receptor.
• Receptor - o dispositivo que recebe o sinal.
Sistema de transmissão.
Nos sistemas de transmissão por fibras óticas, o sinal elétrico gerado pelo emissor, que corresponde à
mensagem, utiliza um conversor eletro-ótico para transformar esse sinal em um sinal de luz, que é transmitido
pela fibra até o receptor, o qual, por sua vez, o converte em um sinal elétrico, empregando, dessa vez, um
conversor ótico-elétrico, como mostra a imagem a seguir:
Sistemas de transmissão óticos.
Princípios de transmissão ótica
Conceito
O sistema ótico utiliza a luz como condutor da informação. A luz pode ser definida como uma forma de
radiação eletromagnética visível ao olho humano que se propaga no vácuo com velocidade de
aproximadamente 300.000km/s.
Refração.
As ondas de luz visíveis ao olho humano, o chamado espectro visível, possuem comprimento de ondas entre
400nm (violeta) e 700nm (vermelha). As ondas com comprimento menor que 400nm são chamadas de
ultravioletas; as com comprimento maior que 700nm, infravermelhas.
Espectro da luz.
Refração
A refração da luz consiste na mudança de velocidade de propagação da onda eletromagnética quando ela
atravessa meios óticos diferentes, como o ar e a água. Cada tipo de meio ótico possui um índice de refração
absoluto determinado por esta fórmula:
Em que: 
• n: Índice de refração.
• c: Velocidade da luz no vácuo (c ≈ 3,0.108m/s).
• v: Velocidade da luz no meio (m/s).
Para que ocorra uma refração, o índice relativo entre os meios deverá ser diferente de 1. Consideremos, por
exemplo, o índice do ar 1,00029 e o da água, 1,33.
Se o feixe do primeiro fosse para o segundo,
veríamos que o índice relativo seria obtido pela
fórmula: n1,2 = 1,00029/1,33, sendo diferente de
1. Portanto, ocorreria uma refração, enquanto o
feixe de luz sofreria um deslocamento lateral
como o exibido na imagem ao lado.
O quanto ocorre de deslocamento lateral é
função da relação entre o ângulo de incidência
do raio de luz denominado I e o ângulo crítico
do meio (veja a imagem a seguir). 
Ângulo de incidência
Ângulo que o raio faz com a reta perpendicular à interface entre os dois meios.
A partir da relação de I com o ângulo crítico, temos:
• I menor: O raio de luz refrata e se desloca mais próximo da superfície.
• I igual: A luz faz um desvio ao longo da interface.
• I maior: O raio de luz reflete e trafega novamente no meio mais denso, caracterizando a reflexão total.
Desvio da luz.
Esses princípios são a base para a transmissão nas fibras óticas. 
Fibras óticas
As fibras óticas são utilizadas como meio de propagação da luz. Fisicamente construídas com fibras de vidro
ou plástico, elas constituem filamentos muito finos (10-6m) e flexíveis.
Tais fibras são formadas por um núcleo transparente de alto índice de refração revestido por camadas
plásticas transparentes (casca), cujos índices de refração são mais baixos, ocorrendo a reflexão interna total
do feixe de luz. Dessa forma, a luz viaja pela fibra, refletindo-se sucessivamente na superfície de separação
entre o núcleo e a casca. 
Reflexão interna total
Significa que a fibra é construída de forma que o ângulo de incidência do feixe de luz seja maior que o
ângulo crítico de refração do meio, fazendo com que todo o feixe seja refletido mantendo-se dentro da
fibra.
Atenuação em fibras óticas
Quando um sinal é colocado em um meio de transmissão, ele tem determinada potência na saída do
transmissor devido a características do meio físico que levam a onda a sofrer atenuação em maior ou menor
escala.
O valor da atenuação determina a separação entre os repetidores que regeneram os sinais transmitidos. Em
fibras óticas, a atenuação varia com o comprimento de onda e é expressa em decibel por quilômetro. As
principais fontes de atenuação são:
Absorção
A luz é absorvida quando passa por meio da fibra ótica.
Espalhamento
Ocorre devido às variações na densidade do material e do índice de refração do núcleo que causam
obstruções à passagem da luz, o que acarreta perda de energia para o feixe de luz. Comprimentos de
onda longos têm menos espalhamento.
Reflexão
Os enlaces longos de fibras óticas são vários segmentos conectados por emendas, além dos
conectores nas terminações das fibras. Emendas e conexões refletem o sinal na direção oposta da
fibra, reduzindo a potência da luz à frente.
Modos de propagação em fibras óticas
O modo de propagação em fibras óticas indica um estado estável de propagação da luz.
De modo geral, existem dois tipos básicos:
Monomodo
Admite apenas um modo de propagação.
Multimodo
Tem mais de um estado.
O tipo de cada uma delas depende de sua geometria, dos índices de refração do núcleo e da casca e do
comprimento da onda de operação.
Multimodo
Foi o primeiro a ser desenvolvido. Os múltiplos fluxos de uma fonte de luz deslocam-se ao longo do núcleo
usando caminhos diferentes. A movimentação do feixe de luz no núcleo vai variar de acordo com o tipo de
índice utilizado.
Esses índices podem ser: 
Multimodo índice degrau
A densidade do núcleo é constante do centro para as bordas. Portanto, o feixe de luz se desloca em linha reta
até atingir a interface entre o núcleo e a casca, quando a mudança abrupta de densidade altera o ângulo de
movimentação do feixe, gerando a reflexão interna total. 
Saiba mais
O termo “degrau” se refere à mudança abrupta de densidade, o que acaba contribuindo para a distorção
do sinal à medida que ele trafega pela fibra. O núcleo de uma fibra multimodo índice degrau pode variar
de 50 a 400µm. 
Essas fibras são limitadas quanto à capacidade de transmissão, além de possuírem atenuação elevada (maior
que 5db/km) e pequena largura de banda (menor que 30MHz/km). Elas são empregadas na transmissão de
dados em curtas distâncias e na iluminação.
Fibra multimodo índice degrau.
Multimodo índice gradual
A densidade do núcleo diminui gradualmente do centro para borda. Isso afeta o índice de refração e faz com
que a reflexão seja menos abrupta ao atingir a casca, contribuindo, dessa forma, para diminuir a distorção do
sinal. 
Esse tipo de fibra normalmente é fabricado com sílica pura para a casca e sílica dopada para o núcleo. Suas
dimensões típicas variam entre 125 e 50µm, respectivamente. Com baixa atenuação (3db/km em 850nm) e
capacidade de transmissão elevada, ele é normalmente empregado em telecomunicações.
Fibra multimodo índice gradual.
Monomodo
Fibras que usam tal modo permitem apenas um feixe de propagação e utilizam uma fonte de luz
extremamente focalizada, que limita os fluxos a um pequeno intervalo de ângulos, todos próximos da
horizontal.
O diâmetro do núcleo é muito menor que a da fibra multimodo e tem uma densidade bem inferior, o
que faz com que o ângulo crítico seja próximo de 90 graus. Resultado: a propagação do feixe se dá
praticamente na horizontal, contribuindo para a diminuição da distorção do sinal.
As dimensões típicas desse tipo de fibra variam entre 2 e 10µm para o núcleo e 80 e 125µm para a casca. Os
materiais utilizadospara sua fabricação são a sílica e a sílica dopada. 
Empregadas basicamente em telecomunicações, essas fibras possuem baixa atenuação (0,7db/km em
1.300nm e 0,2db/km em 1.550nm) e grande largura de banda (10 a 100GHz/km).
Cabo de fibra ótica.
Fibra monomodo.
Dispersão em fibras óticas
A dispersão se refere ao alargamento dos pulsos que se propagam pelas fibras e pode ser de três tipos:
Dispersão modal
Ocorre em fibras multimodo, sendo causada pela diferença dos tempos de propagação dos diferentes
modos.
Dispersão cromática
Acontece graças ao índice de refração da sílica utilizada no núcleo ser função da frequência do raio
de luz, o que faz com que frequências diferentes atravessem a fibra em diferentes velocidades,
gerando, portanto, atrasos distintos, o que acarreta o espalhamento do pulso de saída.
Dispersão no modo de polarização (PMD - Polarization mode dispersion)
Ocorre por conta do núcleo de uma fibra monomodo não ser perfeitamente redondo, o que causa
dispersão nos pulsos luminosos.
Composição dos cabos
A imagem ao lado mostra a composição de um
cabo de fibra ótica típico. O invólucro externo é
fabricado em PVC ou teflon. Dentro do
invólucro, há fibras de kevlar para reforçar a
estrutura do cabo.
 
Abaixo do kevlar, existe outro revestimento
plástico para proteger a fibra. A fibra ótica se
encontra no centro do cabo, sendo formada
pela casca e pelo núcleo.
Conectores para cabos
de fibra ótica
Nas extremidades das fibras, conectores devem ser colocados para permitir que elas sejam ligadas aos
equipamentos. 
Nas extremidades das fibras, conectores devem ser colocados para permitir que elas sejam ligadas aos
equipamentos. 
Os conectores mais utilizados são:
SC (Standard connector)
Bastante usado por ser de fácil manuseio e ter um ótimo desempenho, o
SC gera pouca perda de sinal e utiliza um sistema simples de encaixe. 
ST - Straight tip
O ST possui um estilo baioneta, com um ferrolho para segurar a fibra, que
pode ser cerâmico, de metal ou plástico, e uma ponteira de 2,5mm
montada no interior da caixa.
FC - Furrele connector
Com ponteira de 2,5mm, o FC utiliza uma conexão com rosca em um
corpo redondo. Sua grande vantagem é possuir uma desconexão não
ótica; assim, após o conector ter sido instalado, qualquer empurrão ou
puxão na capa do cabo causará desconexão.
LC - Lucent Connector
O LC é um conector miniaturizado com ponteira de 1,2mm, sendo
bastante utilizado em fibras monomodo. Facilmente convertido de um
simplex para um duplex com o uso de um clipe, ele é um conector de
baixa perda e rápida instalação, além de possuir desconexão não ótica
como a do FC.
Fontes de luz
As fontes de luz para sistemas óticos podem ser de dois tipos:
LEDs
Foram as primeiras fontes utilizadas em
comunicações óticas em fibras multimodo.
Baratos e duráveis, os LEDs possuem alta
eficiência energética.
Lasers
Desenvolvidos para a aplicação em fibras
monomodo, os lasers contam com
características luminosas que permitem que sua
luz seja uma ótima portadora de informações,
sendo comparável com as fontes convencionais
de radiofrequência utilizadas em
telecomunicações.
Redes óticas
Uma rede ótica é composta por:
Rede física — é o meio de transmissão que interliga os equipamentos óticos, sendo composto pelos
cabos de fibra ótica.
Equipamentos — são os multiplexadores, os amplificadores e os demais equipamentos de conexão.
Multiplexação de sinais utilizando WDM - Wavelength-division multiplex. 
Sistema de gerência.
Saiba mais
WDM A multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) é um tipo de multiplexação que
permite que, em uma mesma fibra ótica, sejam utilizados sinais óticos com diferentes comprimentos de
onda. 
Vejamos agora os principais usos de uma rede ótica:
Redes de longa distância
As redes óticas de longa distância (Long haul) são usadas para interligar cidades, grupos de cidades (regiões)
ou estados ao longo de um mesmo país, servindo ainda para interligar países por terra ou mar. 
Essas redes admitem as seguintes topologias:
Utiliza enlaces óticos simples de grande
distância divididos em trechos para a
regeneração do sinal. Cada enlace é composto
por terminais nas duas pontas, amplificadores
óticos e OADMs nas estações intermediárias.
O multiplexador OADMs é um dispositivo usado
em sistemas de multiplexação por divisão de
comprimento de onda para multiplexar e
direcionar diferentes canais de luz para dentro
ou para fora de uma fibra monomodo. 
Anel
Ele é composto por vários enlaces ponto a ponto com ou sem a utilização de OADMs. Anéis são formados pela
camada de aplicação normalmente com o uso de equipamentos SDH - Synchronous digital hierarchy.
SDH
SDH é um esquema de multiplexação TDM de banda larga muito utilizado para acessos à internet em
alta velocidade. 
• Meio físico para redes de transporte baseadas nas tecnologias PDH e SDH.
• Meio físico para redes multisserviço baseadas nas tecnologias ATM, Frame Relay e IP.
• Meio físico para interligação de centrais telefônicas para serviços de voz de longa distância.
• Meio físico para interligação de equipamentos "cross-connect" para redes de transporte com alto grau de
proteção automática.
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PDH
PDH é um tipo de hierarquia digital em que ocorre a multiplexação por tempo. Os canais da hierarquia
PDH são agrupados, formando os níveis hierárquicos.
Redes metropolitanas
As redes óticas Metro são utilizadas para interligar os pontos de presença (PoPs) concentradores das
operadoras de serviços de telecomunicações em determinada região metropolitana.
Essas redes podem ter as seguintes topologias: 
Ponto a ponto
É composta por enlaces simples de curta
distância, geralmente sem a necessidade de
amplificadores entre equipamentos terminais.
Anel
Pode ser feita utilizando equipamentos SDH,
sendo os anéis criados na camada de aplicação
ou via WDM.
As redes metropolitanas são usadas nos seguintes tipos de aplicações:
Meio físico para redes de transporte Metro baseadas nas tecnologias PDH e SDH.
Meio físico para redes multisserviço Metro baseadas nas tecnologias ATM, Frame Relay e IP.
Meio físico para interligação de CPDs em conexões dedicadas ou compartilhadas.
Redes óticas
Acompanhe agora o conceito das redes óticas, suas aplicações e seus equipamentos utilizados. Vamos lá!
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Os vídeos a seguir abordam os assuntos mais relevantes do conteúdo que você acabou de estudar.
Fibras óticas
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Modos de propagação em fibras óticas
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Verificando o aprendizado
Questão 1
Fibras óticas são o meio físico de transmissão utilizado em redes óticas. Elas transportam o feixe de luz
utilizando propriedades de refração e reflexão. Sobre essas propriedades para o transporte do feixe de luz na
fibra, podemos afirmar que:
 
É fundamental que o ângulo de incidência do feixe na casca seja maior que o ângulo crítico...
 
Porque
 
Dessa forma, ocorrerá a reflexão interna total.
Quanto às assertivas, observamos que
A
as duas afirmações estão corretas, e a segunda justifica a primeira.
B
as duas afirmações estão corretas, e a segunda não justifica a primeira.
C
a primeira afirmação é correta; e a segunda, falsa.
D
a primeira afirmação é falsa; a segunda, correta.
E
as duas afirmações são falsas.
A alternativa A está correta.
Em uma fibra ótica, o feixe de luz percorre o núcleo e, ao atingir a casca, deve ser refletido de volta para o
núcleo – e não refratado. Como a casca possui um índice de refração diferente do núcleo, para que ocorra
reflexão, será necessário que o feixe a atinja em um ângulo maior que o crítico, porque, se for menor ou
igual, ocorrerá uma refração.
Questão 2
Um sistema de transmissão é composto basicamente de três elementos: o emissor, o meio e o transmissor. No
caso de redes óticas, o meio é a fibra ótica.
 
Para que o sistemapossa funcionar corretamente, é necessário que, no emissor, exista um conversor ótico-
elétrico...
 
Porque
 
Internamente, o computador utiliza sinais elétricos que devem ser transformados para um feixe de luz antes
de ser transmitido.
Quanto às assertivas, observamos que
A
as duas afirmações estão corretas, e a segunda justifica a primeira.
B
as duas afirmações estão corretas, e a segunda não justifica a primeira.
C
a primeira afirmação é correta; a segunda, falsa.
D
a primeira afirmação é falsa; a segunda, correta.
E
as duas afirmações são falsas.
A alternativa D está correta.
Realmente, em um sistema ótico, é preciso ocorrer a transformação do sinal elétrico para o luminoso; no
entanto, o erro na primeira afirmativa é que, no emissor, há um conversor elétrico-ótico, e não um ótico-
elétrico, que existe no receptor.
5. Conclusão
Considerações finais
Vimos neste conteúdo que as redes metropolitanas (MAN) e de longa distância (WAN) podem ser interligadas
por diversas tecnologias que evoluíram ao longo dos anos. Estudamos inicialmente as que já eram utilizadas
para realizar a interligação de WANs e MANs, como as redes Frame Relay e ATM.
Em seguida, falamos sobre o protocolo MPLS e as redes Metro Ethernet, soluções importantes de interligação
muito empregadas pelas redes de telecomunicações. Por fim, terminamos nossa jornada analisando as redes
óticas, apresentando, para tal, os fundamentos de seu funcionamento e seus componentes.
Podcast
Para encerrar, confira a seguir as tecnologias utilizadas para interligar MANs e WANs. 
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Faça uma pesquisa na internet para entender como as companhias de telecomunicações ofertam às empresas
as soluções de interligação de redes – em particular, MPLS e Metro Ethernet.
Referências
COMER, D. E. Interligação de redes com TCP/IP. 6. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015.
 
FOROUZAN, B. Comunicação de dados e redes de computadores. 4. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 2008.
 
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packet-switched data transmission services. Geneva: ITU, 1979.
 
KUROSE, J. F.; ROSS, K. W. Redes de computadores e a internet: uma abordagem top-down. 6. ed. São Paulo:
Pearson Education, 2014.
 
METRO ETHERNET FORUM. Ethernet services definitions - phase 2. Technical specification - MEF 6.1.
Publicado em: abr. 2008.
 
METRO ETHERNET FORUM. Ethernet services definitions - phase 2. Technical specification - MEF 10.1.
Publicado em: nov. 2006.
 
METRO ETHERNET FORUM. Metro Ethernet network architecture framework - part 1: generic framework.
Technical specification - MEF 4. Publicado em: maio 2004.
 
TANENBAUM, A. Redes de computadores. 5. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2011.
 
VENTURI FILHO; S. N.; GONZAGA, J.; DUTRA, G. Protocolos de roteamento. 1. ed. Rio de Janeiro: Seses, 2019.
	Tecnologias de interconexão de MANs/WANs
	1. Itens iniciais
	Propósito
	Objetivos
	Introdução
	1. MANs e WANs
	X.25
	Física
	Enlace
	Rede
	Atenção
	Frame Relay
	Arquitetura do Frame Relay
	Funcionamento de circuitos virtuais
	Global
	Identificador de circuitos virtuais (VCI) ou DLCI
	Estabelecimento da conexão
	Transferência de dados
	Encerramento da conexão
	Camadas do Frame Relay
	Camada física
	Camada de enlace de dados
	Quadro Frame Relay
	Campo de endereço (DLCI)
	Comando/resposta (C/R)
	Endereço estendido (EA)
	Notificação de congestionamento explícito no sentido direto (FECN)
	Notificação de congestionamento explícito no sentido inverso (BECN)
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	ATM
	Redes de quadros
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	Multiplexação no ATM
	Arquitetura do ATM
	Fracasso do ATM
	A evolução das redes de longa distância
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	Funcionamento de Circuitos Virtuais
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	Quadro Frame Relay
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	2. Redes MPLS
	MPLS
	Comutação por rótulos
	Cabeçalho e encapsulamento MPLS
	Rótulo
	0 – IPv4 Explicit NULL Label
	1 – Router Alert Label
	2 – IPv6 Explicit NULL Label
	3 – Implicit NULL Label
	4 a 15
	16 a (220 -1)
	Exp (Experimental bits)
	S (Stack)
	Atenção
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	Arquitetura MPLS
	Atenção
	Componentes da arquitetura
	Domínio MPLS
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	LFIB (Label forwarding information base)
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	Funcionamento do MPLS
	Etapa 1 - Construção das LFIB
	Etapa 2 - Ingresso dos pacotes na rede
	Etapa 3 - Encaminhamento dentro do domínio
	Etapa 4 - Saída do domínio
	Funcionamento do MPLS
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