Durante décadas, Ethernet ha sido la tecnología que sustenta las redes de área local (LAN). Hoy en día esos cables circulan en todas partes, por empresas y compañías operadoras. Con su ubicuidad y popularidad continuamente reduciendo los precios de los componentes, las ventajas económicas de Ethernet y su aceptación en el mercado probablemente seguirán vigentes por un tiempo.

Carrier Ethernet (CE) aprovecha todas las ventajas de Ethernet mediante el desarrollo de un marco flexible, con formato universal de tramas, diseño sencillo y capacidades de Operaciones, Administración y Mantenimiento (OAM) mejoradas para las redes de alto rendimiento que son ideales para las empresas y las compañías operadoras. Al igual que ocurrió con Ethernet, la mayor adopción de Carrier Ethernet está cambiando la forma de crear redes.

En efecto, la innovación con Carrier Ethernet está avanzando a un ritmo impresionante. Entre los distintos grupos de la industria y los organismos de normalización y también las numerosas y simultáneas iniciativas de estándares, en general es difícil adaptarse al ritmo de los cambios. Para tratar de comprender lo que está sucediendo, en este artículo voy a ofrecerle una visión general de las velocidades, estándares y servicios asociados con Carrier Ethernet. Aquí vamos.

Las velocidades de Carrier Ethernet

Velocidades de EthernetEste gráfico de Ethernet Alliance ilustra el crecimiento de las velocidades de Ethernet según el Instituto de Ingenieros eléctricos y electrónicos (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) a partir de mediados de los años 80 y hacia el futuro. Ha sido un crecimiento permanente, ¿no es así?

El salto a Gigabit Ethernet (¡y fue un verdadero SALTO!) es un grato recuerdo de una época interesante antes del cambio de siglo. Los 400Gb/s Ethernet ya casi están aquí y parece no haber límites a mayores aumentos de velocidad.

De hecho, la historia demuestra que las tasas de bits de Ethernet crecen diez veces cada vez que se define una nueva velocidad. Las interfaces Gigabit Ethernet (GbE) están ampliamente desplegadas en computadoras personales y servidores, y la velocidad de 10 Gb/s se está rápidamente convirtiendo en el estándar de las redes LAN troncales. No mire todavía, pero los servicios 100Gb/s no están muy lejos. 

Existe una nueva tendencia en la evolución de Ethernet en la que se prevén nuevas velocidades de datos que soportan aplicaciones específicas, en lugar del habitual aumento de la velocidad en 10 veces que hemos visto en el pasado. Se prevé que la tasa de 2.5Gb/s, por ejemplo, se empleará específicamente para los puntos de acceso de conexión WiFi de más de 1Gb/s pero en ningún caso cercana a 10Gb/s. Como los costos son la principal preocupación en este escenario, esta velocidad resulta muy adecuada para las empresas y para los propietarios/inquilinos de inmuebles. Del mismo modo, 5Gb/s y 25Gb/s tienen aplicaciones específicas en el entorno de centros de datos. Resulta interesante que el gráfico de Ethernet Alliance no muestra la siguiente velocidad lógica de 10x (1Tb/s) ya que algunos desafíos técnicos probablemente la lleven más allá del horizonte temporal de este gráfico, pero quédese tranquilo, con velocidades de bits de cientos de Gb/s y con ampliaciones de los estándares siempre en continuo desarrollo, los aumentos de velocidades Ethernet no van a disminuir en un futuro cercano.

Tipos de servicios Ethernet

Paralelamente al trabajo del IEEE, el MEF viene desarrollando la definición de los servicios Carrier Ethernet desde 2001. Las primeras definiciones (recuerde E-Line, E-LAN, E-Tree) ahora forman parte de los catálogos de servicios de la mayoría de los proveedores de servicios. Un poco más tarde se introdujeron los servicios mayoristas E-Access y E-Transit para permitir a los proveedores de servicios enlazar servicios de extremo a extremo usando redes de múltiples operadores. Con una mirada hacia el futuro, el MEF introdujo su marco de Orquestación de Servicios de Ciclo de Vida para facilitar una variedad de servicios de conectividad además de Ethernet propiamente dicho (como IP, óptica, L4+) y servicios de valor agregado (como seguridad) además de aquellos. Nuevamente, las innovaciones no van a detenerse en un futuro cercano.

 

¿Qué sucede con los estándares CE?

Desmistificación de los acrónimos de Ethernet

Para ayudarlo a comprender la sopa de letras de Ethernet, armé una lista con algunos de los acrónimos comunes en los que se basan los servicios Ethernet, seguidos de una explicación sobre los tipos de servicios Ethernet.

CE: Carrier Ethernet
CEN: Carrier Ethernet Network 
UNI: User Network Interface
ENNI: External Network-to-Network Interface
EVC: Ethernet Virtual Connection
OVC: Operator Virtual Connection
P2P: Point-to-Point
MP2MP: Multipoint-to-Multipoint
RMP: Rooted MultiPoint
EPL: Ethernet Private Line
EVPL: Ethernet Virtual Private Line

Podrá ver la guía completa de acrónimos de Ciena aquí.

CE cuenta con muchos estándares y términos que fueron definidos por el MEF como un conjunto de componentes básicos que luego se utilizan para ensamblar una variedad de servicios CE. Al utilizar estos componentes básicos, los proveedores de servicios pueden construir un amplio conjunto de servicios CE que tanto los compradores como los vendedores podrán comprender por medio de una nomenclatura consistente y estandarizada.

La funcionalidad de Operaciones, Administración y Mantenimiento (OAM) es el sello distintivo de los servicios TDM heredados que CE ha gradualmente reemplazado en las redes modernas. Como resultado, Ethernet OAM debe equiparar estas capacidades para ofrecer visibilidad y garantía del funcionamiento correcto y del rendimiento de los servicios. Estas funciones son esenciales para el soporte del atributo de gestión de servicios de CE. Esto es especialmente importante porque los servicios Ethernet que atraviesan la WAN pueden extenderse de cientos a miles de kilómetros.

Hace muy poco se agregó un amplio toolkit de funciones OAM a los estándares del protocolo Ethernet para el desarrollo de funciones OAM que actúan como herramientas de gestión del rendimiento y de fallas, que no formaban parte de la tecnología LAN original. En esta tabla describo varias de las nuevas funciones OAM clave.

Estándar OAM Organismo Qué hace el estándar
802.1ag Gestión de fallas de conectividad  IEEE
 Especifica los protocolos para el control de continuidad, bucle de retorno y rastreo de enlaces para detectar, localizar y aislar las fallas de red.
Y.1731 Funciones OAM y mecanismos para redes basadas en Ethernet  ITU-T Soporta funciones de gestión de fallas prácticamente similares a 802.1ag, pero agrega herramientas para el monitoreo de rendimiento que incluyen Tasa de pérdida de tramas (Frame Loss Ratio,FLR), Retardo de tramas (Frame Delay), generalmente llamada latencia, y Variación del retardo de tramas (Frame Delay Variation, FDV), generalmente llamada jitter.
802.1ah Ethernet en la primera milla  IEEE Define mecanismos para el monitoreo y resolución de problemas en los enlaces de acceso Ethernet.
RFC 2544/ Y.1564 Metodología de pruebas de activación del servicio Ethernet IETF/ITU-T  Ambos estándares definen las metodologías de las pruebas específicas para Ethernet con el objeto de verificar los atributos clave del servicio al momento de realizar su activación (lo que muchas veces se conoce como la "partida de nacimiento" del servicio).
RFC 4379, 6371, 6428 (y otros) Label Switched Path (LSP) Ping/TR, marco +OAM para transporte de MPLS  IETF Esta serie de RFC crea funciones OAM específicas para MPLS para verificar la conectividad a nivel de MPLS (como la detección y aislamiento de rutas de fallas o disparidad de etiquetas). 
RFC 5357 Protocolo de medición activa bidireccional (TWAMP) IETF Permite mediciones de rendimiento bidireccionales con TCP/IP y una técnica de registro de tiempo más exacta que la que se dispone hoy en día con las funciones Ping/Traceroute convencionales.
IEEE 802.1AB Protocolo de descubrimiento de capa de enlaces (LLDP)  IEEE Realiza funciones para descubrir la identidad y las capacidades de los dispositivos de red en una red Ethernet.

Lo que se viene

Hay otras áreas para observar en el ámbito de Ethernet en los próximos años, entre ellas:

  • Distribución precisa de la temporización: Comenzando con la transición de redes móviles de 2G a 3G, CE se convirtió en un enfoque viable y cada vez más aceptado para conectar torres celulares a oficinas de conmutación de telefonía móvil. Las tecnologías de backhaul anteriores como SONET/SDH ofrecían conectividad y referencias de temporización precisas a las estaciones base, que a su vez usaban la información para sincronizar funciones clave como transferencia de llamadas entre torres y coordinación del espectro entre llamadas. Cuando el backhaul se trasladó a Ethernet, la información de sincronización tuvo que ser distribuida por otros medios. Muchas veces se usaba GPS pero era problemático y costoso en algunos escenarios. Ethernet síncrono, o SyncE, junto con la tecnología 1588v2 de ITU-T ahora brinda la misma capacidad sobre la propia red Ethernet.  
  • Alimentación a través de Ethernet: El uso de un cable Ethernet para alimentar dispositivos periféricos como impresoras y escáneres tuvo su origen en los productos de consumo. Muy pronto las empresas y compañías operadoras también comenzaron a usarlo en sus redes. Como la energía y los datos se transmiten por el mismo cable, no hay necesidad de gastar en una fuente de alimentación exclusiva para cámaras, radios inalámbricas y dispositivos similares. IEEE 802.3at, conocido comúnmente como PoE+, brinda hasta 25 vatios de potencia a distancias de hasta 100 metros.
  • FlexEthernet (FlexE): Es un nuevo enfoque para equiparar la velocidad de los medios físicos Ethernet con las interfaces ópticas actuales o disponibles. Este nuevo enfoque (similar al enfoque actual de Agregación de enlaces, pero con menos gastos fijos y complejidad) permitirá reducciones de costos de enrutadores y otros dispositivos de largas distancias que necesitan ajustar mejor las velocidades de su hardware de interfaces con la capacidad disponible de los enlaces que los interconectan, sin tener que esperar a que se termine la elaboración de un nuevo estándar.  
  • Redes definidas por software (SDN) y Virtualización de funciones de red (NFV): La llegada de SDN ha generado nuevas oportunidades de redefinir la forma en que las redes se operan, especialmente en los contextos de centros de datos. Los operadores de red han propuesto nuevos mecanismos de control centralizados para operar sus redes de manera más eficiente y rentable. Con NFV, las aplicaciones antiguas basadas en "dispositivos" (como enrutadores, firewalls y equilibradores de cargas) pueden implementarse en software (o "virtualmente") y desplegarse en un centro de datos. Esto obviamente ahorra los costos asociados de hardware, despliegue y mantenimiento continuo. Las empresas y las compañías operadoras están dispuestas a usar SDN y NFV no solo para ahorrar dinero sino para innovar en un futuro a un nivel que no tiene precedentes.

El viaje de Ethernet continúa. Carrier Ethernet continuará teniendo un papel importante como la extensión flexible y escalable de LAN. Los próximos años traerán desarrollos emocionantes a medida que las velocidades, los estándares y los servicios evolucionan junto con las necesidades de las empresas y las compañías operadoras. Conozca este espacio.