Rugalmas DWDM hálózatok fejlődése

Átírás

1 Rugalmas DWDM hálózatok fejlődése Szepesi Zoltán Cisco Networkshop2010 Debrecen, Április Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 1

2 Tartalom DWDM hálózatok fejlődése Automatikus DWDM hálózatok Hardver feltételek Optikai vezérlési sík 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 2

3 DWDM hálózatok fejlődése: korai időszak 1987 EDFA kifejlesztése 1994 Pont-pont 4 lambdás rendszerek 1995 Pont-pont 8 lambdás rendszerek OADM funkcionalitással -Cél: optikai kábelek hatékony felhasználása, nagy távolságok áthidalása -Főleg SDH (max STM-16) jelek átvitele 1997 Hullámhosszak számának növekedése (64+ lambda) 1998 Megjelenik a 10G-s transzponder 1999 Architektúrális előrelépés: dwdm gyűrűk, optikai védelem 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 3

4 2000-es évek: DWDM hálózatok gyorsuló elterjedése Új szegmensek: - Városi/Metro hálózatokban való alkalmazás - Adatközpontok összekötése Új típusú szolgáltatások: - IP/Ethernet natív támogatása - SAN összeköttetések támogatása (FC, FICON, ESCON) - Nem szabványos jelek átvitelének támogatása - 40Gb/s megjelenése transzport hálózatokban Új elvárások: - Capex/Opex kihívások a szolgáltatói szegmensben - Egyszerűbb tervezés és rugalmasabb architektúrák - E2E menedzselhetőség 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 4

5 Rugalmas DWDM hálózatok alapjai ROADM elterjedése - Oldja a Fix OADM-ek okozta skálázhatósági és rugalmassági korlátokat - Cisco innováció: a 2004-ben piacra dobott iplc alapú ROADM Architektúrális ugrás: - Többirányú ROADM-k megjelenése (WXC) - Szövevényes DWDM hálózatok lehetősége 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 5

6 Szövevényes hálózat 8-Degree Mesh ROADM 4-Degree Mesh ROADM 2-Degree ROADM Intermediate Line Amplifier 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 6

7 Többirányú ROADM MUX WXC DMX B P A MUX MUX P B WXC D PP-MESH-4 B WXC B P DMX DMX C P B MUX WXC DMX 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 7

8 Többirányú ROADM 40-MUX A 1C 2C 3C 4C... 40C 1D 2D 3D 4D... 40D 1A 2A 3A 4A... 40A B D PP-MESH-4 B 40-WXC P C 40-DMX 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 8

9 WXC-40 Blokkdiagram ADD RX EXPRESS RX Wavelength Switch P...P COMMON TX EXPRESS TX DROP TX 80/20 70/30 COMMON RX 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 9

10 Rugalmas DWDM hálózatok alapjai ROADM elterjedése - Oldja a Fix OADM-ek okozta skálázhatósági és rugalmassági korlátokat - Cisco innováció: a 2004-ben piacra dobott iplc alapú ROADM Architektúrális ugrás: - Többirányú ROADM-k megjelenése (WXC) - Szövevényes DWDM hálózatok lehetősége - IPoDWDM architektúra 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 10

11 CRS-1 IPoDWDM Elötte Transponder ROADM CRS-1 IPoDWDM DWDM I/F ROADM Alacsonyabb CapEx Kevesebb optikai interfész Alacsonyabb OpEx Kevesebb szekrény (Hely, hűtés, táp, menedzsment) Nagyobb megbízhatóság Kevesebb eszköz, kábel, aktív komponens L1-L3 integráció vezérlési sík szinten Pre-FEC FRR Virtuális transzponder (LMP) 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 11

12 IPoDWDM támogatás CRS-1 GSR GE-ITU/C 1OC768-ITU/C (ODB modulation) 1OC768-DPSK/C (DPSK+ Modulation) 1 port 10GE WDMPHY Hangolható ES+XT card ASR9000 8x10GE és 20xGE+2x10GE IP NGN_APR Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 12 12

13 Rugalmas DWDM hálózatok alapjai ROADM elterjedése - Oldja a Fix OADM-ek okozta skálázhatósági és rugalmassági korlátokat - Cisco innováció: a 2004-ben piacra dobott iplc alapú ROADM Architektúrális ugrás: - Többirányú ROADM-k megjelenése (WXC) - Szövevényes DWDM hálózatok lehetősége - IPoDWDM architektúra Integráció: - L2 szint beépítése a DWDM eszközökbe: Cisco Xponder - SDH ADM funkció integrálása: MSPPoBlade - Következő lépés: MPLS-TP beépítése 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 13

14 Ethernet-képes DWDM GE/10GE XPE GE crossponder 20x GE ports (UNI) 2x 10GE ports (NNI) 10GE crossponder 2x 10GE ports (UNI) 2x 10GE ports (NNI) Funkciók Teljes MetroEthernet L2 funkcionalitás MEF 9 és 14 megfelelőség Optikai intelligens L2 védelmi mechanizmus G.709 alapján (sub 50 ms) Rugalmas konfigurációs lehetőségek: sima transzponder, regenerátor, L2 switch GUI alapú konfiguráció illetve IOS CLI emuláció 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 14

15 GE/10GE XPonder Layer2 hálózat 10GE (DWDM) 10GE (DWDM) GE 10GE (DWDM) 10GE (DWDM) 10GE (DWDM) 10GE Layer1 OCHCC / OCHNC Provisioning Layer2 VLAN Provisioning 10GE 10GE (DWDM) 10GE (DWDM) 10GE (Grey) 10GE (DWDM) GE GE 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 15

16 Cél: Automatikus (Touch-less) Optikai Hálózat Kansas City Seattle Salt Lake A OEO San Francisco D C B Austin Dallas San Diego B A San Antonio C D 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 16

17 Automatikus DWDM hálózat elemei Hangolható optika Irányfüggetlen ROADM Hullámhosszfüggetlen ROADM Optikai vezérlési sík 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 17

18 Automatikus DWDM hálózat elemei Hangolható optika 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 18

19 Hangolható optikai interfész Coupler Coupler Tx Tx Tx Tx ADD OA Teljes C-bandben hangolható 50GHz Stabilitás G.709/FEC/EFEC 10Gb, 40Gb, 100Gb TxP/MxP/XP Router ITU Optics Tunable XFP 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 19

20 Automatikus DWDM hálózat elemei Irányfüggetlen ROADM 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 20

21 Irányított ROADM MUX / DMX Hangolható forrás Wavelength X 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 21

22 Irányfüggetlen ROADM Hangolható forrás MUX / DMX MUX / DMX Wavelength X 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 22

23 Cisco Irányfüggetlen ROADM kialakítás WXC B P H A B DMX MUX B P WXC G C WXC B P F E D 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 23

24 Automatikus DWDM hálózat elemei Hullámhossz-független ROADM 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 24

25 Hullámhossz-függő és független (Colorless) ROADM Alapesetben minden csatornát egy meghatározott porthoz lehet csatlakoztatni a mux-on DCU AMP-C AMP-C ROADM East AMP-C ROADM AMP-C Pl. A 30.3-as hullámhossz csak a megfelelő porthoz csatlakoztatható A hullámhossz-független porthoz bármely lambdára hangolt forrás jelét hozzá lehet kapcsolni. Különböző portok West Hullámhosszfüggő DWDM DCU East DCU AMP-C AMP-C ROADM ROADM AMP-C AMP-C Ugyanaz a port West Hullámhosszfüggetlen DWDM DCU 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 25

26 WXC-40 Blokkdiagram ADD RX EXPRESS RX Wavelength Switch P...P COMMON TX EXPRESS TX DROP TX 80/20 70/30 COMMON RX 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 26

27 Többirányú Hullámhossz-függetlenWSS/WXC csomópont Észak OA OA Nyugat DROP Rx Rx Rx Rx WSS Coupler WSS Tx Tx Tx Tx ADD Kelet OA Coupler WSS OA WSS OA WSS Rx Rx Rx Rx DROP Coupler Tx Tx Tx Tx ADD WSS OA Tx Tx Tx Tx ADD ADD Tx Tx Tx Tx WSS Coupler WSS Rx Rx Rx Rx DROP Rx Rx Rx Rx DROP OA OA Dél 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 27

28 Cisco Többirányú Hullámhossz- és irányfüggetlen csomópont G H F A P B WXC-50 (9x1) A PP-MESH-8 E E B D C Szükséges az irányfüggetlenséghez WXC-50 (9x1) B P Egy pár szükséges a hullámhossz-függetlenségtől WXC-50 (1x9) WXC-50 (9x1) WXC-50 (1x9) WXC-50 (9x1) 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 28

29 Észrevételek az hullámhossz-független csomópontok kialakításához Maximális portszám = 9 Ha több port szükséges, akkor 9x1-es WSS sorbakapcsolása szükséges Komponensgyártók dolgoznak a több portos WSS-en A legtöbb felhasználó keverten fogja használni a hullámhossz-függő és független portokat Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 29

30 Automatikus DWDM hálózat elemei Vezérlési sík 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 30

31 Mi a feladata az optikai vezérlési síknak (OCP)? Az OCP elemei Erőforrások ismerete Hálózati elemek Összeköttetések tulajdonságai Optikai átvitel paraméterei Topológia Csomópontok Összekötetés Mátrix Összeköttetés létesítés Központosított v. elosztott Tervezett v. dinamikus Regeneráció Forgalom helyreállítás Előre megtervezett v. dinamikus Hálózat optimalizálás Optimális forgalomterhelés Együttműködés a kliens síkkal Növekvő komplexitás 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 31

32 ONS MSTP beépített intelligencia DWDM DWDM létesítés és Hálózattervezés, hálózati topológia modellezés és feltérképezés támogatott installáció Szolgátatásszintű létesítés és Hálózati szintű hibakorreláció Point&click Ethernet szolgátatások Point&click kiterjesztése IPoDWDM-re 2009 vezérlési sík: vezérlési sík: Automatikus hálózatfeltérképezés, A-Z létesítés Grafikus alapú tervezőprogram, amely előállitja a paramétertáblázatot az installációhoz 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Kliens interfésztől kliens interfészig tartó létesítés, Hibalokalizációval segített forgalomhelyreállítás Cisco Public Point&Click alapú létesítés Ethertne alapú szolgáltatásokra Virtuális Transzponder 32

33 Hálózati topológia feltérképezés Csomópontok és optikai szálakat OSPF segítségével feltérképezi és a hálózati topológiát felépíti a csomópontban. Az OSPF az OSC, GCC vagy DCC-n keresztül kommunikál a többi csomóponttal. OSPF OSPF OSPF OSPF OSPF OSPF OSPF OSPF 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 33

34 Cisco Transport Planner GUI alapú tervezőprogram, amely a bemenő optikai és forgalmi adatok (jelenlegi és jövőbeli) alapján megtervezi a hálózatot. Többek között a következő adatokat szolgáltatja: -Teljes hálózat topológia és eszköz-összeállítás (BoM) -Számolt optikai paraméterek -Csomópontok felépítése és installációs adatok -XML file installáláshoz 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 34

35 Point&click létesítés OCH NC Transzponder trunkportok/mux portok között létesít áramkör-szerű összeköttetést, a forrás és a végállomás megadásával. A létesítés során a vonalon az optikai paraméterek automatikusan beállnak. OCH-CC Kliens porttól kliens portig létesít összeköttetést, tehát szolgáltatásszintű létesítés történik Ethernet és ADM kártyán hoz létre VLAN-okat illetve SDH áramköröket. Ezen funkciók vihetők át egy optikai vezérlési sík alapú automatikus szolgáltatáslétesítésnek Photonic Path Trace: A létrehozott hullámhosszáramkörök optikai paramétereit lehet követni a hálózaton keresztül Optikai SLA biztosítása és a hálózat állapotának monitorozásához bemenő info 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 35

36 ONS MSTP Hálózati szintű hibakorreláció R-OADM R-OADM TRANSPONDERS TRANSPONDERS R-OADM R-OADM R-OADM G.798 PMI/FDI R-OADM Hálózati hiba esetén nincs karácsonyfa jelenség a NOCban, csak az eredeti hibajelenségről jön alarm. Az automatikus forgalom-helyreállításhoz fontos információ az optikai vezérlési síknak 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 36

37 Következő lépés: Az OCP elemei Erőforrások ismerete Hálózati elemek Összeköttetések tulajdonságai Optikai átvitel paraméterei Topológia Csomópontok Összekötetés Mátrix Összeköttetés létesítés Központosított v. elosztott Tervezett v. dinamikus Regeneráció Forgalom helyreállítás Előre megtervezett v. dinamikus Hálózat optimalizálás Optimális forgalomterhelés Együttműködés a kliens síkkal 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 37

38 E2E Vezérlési sík IP Routing Protocols With Extensions OSPF MPLS RSVP TE Unified Control Plane GMPLS Label Distribution Protocols RSVP TE Router Router Forwarding Plane Router PSC Domain SONET SDH OTN NE TSC Domain LSC Domain λ Switch λ Switch λ Switch Optical λ Switch λ Switch SONET SDH OTN NE Router Router Router Router λ Switch λ Switch λ Switch SONET SDH OTN NE Router Router Router WSON GMPLS Domain Router Router 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 38

39 OCP a DWDM szegmensben A GMPLS alapú vezérlés eredeti felépítésében nem veszi figyelembe a átvitelt korlátozó optikai/fizikai tényezőket, ezért nem elég hatékony eldönteni, hogy az optikai rétegben az ajánlott útvonal használható-e A megoldás egy olyan OCP definiálása, amely figyelembe veszi az optikai lehetőségeket illetve a hálózatban rendelkezésre álló erőforrásokat (pl.: regeneráció) Szükséges (G)MPLS protokoll kiterjesztés: RSVP-TE kiegészítése az optikai jellemzőkkel WSON implementáció 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 39

40 WSON paraméterek Lineáris optikai hatások Csillapítás Chromatic Dispersion (CD) Phase Modulation Distortion (PMD) Optical Signal to Noise Ratio (OSNR) Nem-Lineáris optikai effektusok: Interfész Jellemzők Bit sebesség FEC Moduláció Self-Phase Modulation (SPM) Cross-Phase Modulation (XPM) Four-Wave Mixing (FWM) 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 40

41 SRLG szinkronizáció L1-L3 között A L3 topológia L1 topológia (a) Rossz routing C A X Y C (b) Jó routing B B 1. A és B illetve B és C L3 csomópontok között létrejön az összeköttetés 2. A és C között kell létrehozni összeköttetést 3. SRLG-nek mind L3, mind L1 szempontjából jónak kell lenni 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 41

42 Automatikus létesítés Kansas City Seattle Salt Lake A D C B San Francisco Austin Dallas San Diego B A San Antonio C D 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 42

43 Optikai forgalom-helyreállítás Kansas City Seattle Salt Lake A OEO San Francisco D C B Austin Dallas San Diego B A San Antonio C D 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 43

44 Köszönöm a figyelmet! 2009 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public 44