Sávszélességéhes alkalmazások. SAN, osan (adattár) Peer-to-Peer. VoD (video) GRIDs. (műsorszétosztás/szórás) Hálózatba kötött munkaállomások száma

Átírás

1 Távközlő Hálózatok inkler Tibor (5./5) cinkler()tmit.bme.hu április 19., Budapest, I.B.028. Szerda 14:15 16:00 + sütörtök 15:15 17:00 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 140 Motiváció ptikai átvitel előnyei: Nagy sávszélesség Kis csillapítás Kevés jeltorzítás (kompenzálható) Zavarérzéketlen (EM, áthallás, környezet hatásai) lcsó (réz Si 2 ) Fémmentes Kis átmérőjű Stb. cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 143 A hálózatok felépítése Hozzáférés (Access of Enterprise and Residential users): LAN (Eth), xdsl, PN, FTTX, PL DET, GSM, GPRS, EDGE, UMTS Földfelszíni és műholdas mikrohullámú METR (MN): MN: Metropolitan LHN: Long Haul ptical Network SDH, METR Ethernet, ATM, MPLS, METR Access: A hozzáférési forgalom összefogása SNET/SDH gyűjtő gyűrűk, RPR, Ethernet, Pt2Pt ptical Ethernet METR ore: Pl.: SDH, RADM - WDM vagy DWDM-mel Szállítás (Transport: LHN, gerinc (Backbone), mag (ore)) DW/TN, (ng)sdh/snet, ASN, GMPLS, ASTN cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz Gerinchálózati Technikák Vázlat: 5.1.: PM/PDH ( , ) 5.2.: SDH/SNET( ) 5.3.: ATM 5.4.: MPLS 5.5.: ngsdh/snet (GFP, Vat, LAS) 5.6.: TN 5.7.: ptikai hálózatok cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 141 Hálózatba kötött munkaállomások száma cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 144 MN-LHN Forrás: ITU-T: cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz ptikai hálózatok Motiváció 3 generácio Nyalabolás Heterogén Fejlődés: SDH ATM MPLS ngsdh TN ASN ASTN/GMPLS BS/PS cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 142 Sávszélességéhes alkalmazások Peer-to-Peer GRIDs SAN, osan (adattár) Audio and Video Broadcast (műsorszétosztás/szórás) VoD (video) VoIP (beszéd) Telemedicine (Távorvoslás) Distant Learning (Távoktatás) Video onferencing (Videokonferencia) Stb. cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz Generáció 1. G: sak az átviteli szakaszok optikaiak 2. G: Teljes átviteli utak optikaiak 3. G: Már a vezérlés is optikai cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 154

2 Nyalábolási Technikák Térosztásos (SDM) Hullámhosszosztásos (WDM (WDM és DWDM)) Időosztásos (TDM) Kódosztásos (DM) cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 155 ITU-T ASN: Automatically Switched ptical Network cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 158 Kapcsolás vagy rendezés? Switching vs. ross-onnecting Menedzsment sík: Management Plane (MP) Jellemzően központi Lassú, de optimális Vezérlő sík: ontrol Plane (P) A felhasználó jelzéssel kezdeményezi az összeköttetést Jellemzően elosztott (distributed source routing) Gyorsabb, bonyolultabb, gyengébb útvonalak Összeköttetés Típusok: Állandó: Permanent Lágy-állandó : Soft Permanent Kapcsolt: Switched cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 161 Heterogén Hálózatok Multi-Domain (Multi-Provider) Multi-Vendor Multi-Service (Multi-Rate, Multi-Quality, Multi- Routing) Multi-Region (Multi-Technology) Multi-Layer verlay Augmented Peer Integrated cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 156 ITU-T ASN ASN architecture (Architektúra): Architecture for Automatically Switched ptical Networks: G.8080, (G.ason) Signalling (Jelzés): Distributed all and onnection ontrol: G.7713, (G.dccm) Routing (Útvonalválasztás): Architecture and Requirements for Routing in the Automatic Switched ptical Networks (G.7715, G.rtg) Discovery (Felderítés): Generalized Automated Discovery Techniques G.7714, (G.disc) cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 159 Elektro-optikai rendező: Electro - ptical ross onnect (EX) /E E/ EX lcsó, elektronikus térkapcsoló mag Nem transpaerens! Teljes hullámhosszkonverziós képesség A transponderek a drágák cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 162 Statikus szolgáltatott (Provisioned) vagy dinamikusan kapcsolt (Switched)? cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 157 P és MP funkciók (Functions of P & MP) Policy Management Accounting End-to-End Path Management Alarm orrelation and Supervision Performance Management Routing Traffic Engineering Preparing Restoration Resource Discovery Restoration Multi-Vendor Path Set-Up MP (NMS) ombined P & MP P real time actions e.g., GMPLS cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 160 ptikai rendező: ptical ross onnect (X) Tisztán optikai (optikai mag: 3 x 2x2 = 12) Átlátszó Nincs λ-konverziós képesség Bonyolult útvonalválasztás cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 163

3 2D MEMS: Micro Electro-Mechanical Systems cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 164 Buble-switch: Buborék kapcsoló Forrás: Agilent cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 167 Többrétegű optikai hálózatok Egy rétegű hálózat: Gyenge granularitás: 1 fényszál: 1-10 Tbit/s (DWDM: λ) 1 λ csatorna: 2.5 or 10 Gbit/s 1 STM-64: 64 x STM-1 További rétegek a finomabb granularitáshoz Több rétegű hálózat: Bonyolult vezérlés és Menedzsment (ontrol & Management) Útvonalválasztás (Routing) Forgalomterelés (TE: Traffic Engineering) Hibatűrőképesség (Resilience) Kétszerezett vagy többszörözött funkciók cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 170 3D MEMS a tükröcskék Forrás: Lucent cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 165 Egyéb kapcsoló és rendező megoldások PrismaSwitch Thermo-optical Liquid hrystal Accusto-optical Piezo-electric... Input 1 Input 2 Liquid ell to Rotate Polarization +V Electrodes LiNb 3 Beam Displacer - Voltage utput 1 utput 1 + Liquid rystal cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 168 Beszéd, adat, adattárolás és video a nyilvános szállítóhálózaton Forrás: E.H. Valencia, M. Scholten, Z. Zhu: GFP, IEEE ommunications Magazine May 2002 * Fényszálon közvetlenül is cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 171 3D MEMS Működési elv Electrical ables Input MEMS Array Input ptical Fiber Bundle Electrical ables utput MEMS Array Hermetic Enclosure Forrás: Lucent utput ptical Fiber Bundle cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 166 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 169 Adatátviteli alkalmazások protokollverme Forrás: M. Scholten, Z. Zhu, E.H. Valencia, J. Hawkins: GFP, IEEE ommunications Magazine May 2002 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 172

4 GMPLS/ASTN Dinamikus (Kapcsolt) és Többrétegű Dynamic (switched) & Multilayer IETF GMPLS: Generalised Multiprotocol Label Switching ITU-T ASTN: Automatic Switched Transport Network PS (Packet Switching apable, e.g., IP) L2 (Layer 2 S, e.g., GbEth) TS (TDM S, e.g., SDH V-4-4c) λs (Wavelength S) WBS (WaveBand S) FS (Fiber S) cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 175 Routing, TE & Resilience vágy: Integrált, automatikus, elosztott! Függőleges együttműködtetés vagy integrálás? DP n+2 DP n+1 MP P Global Information Infrastructure (GII) Next Generation Network (NGN) Forrás: ITU-T Y.2011 General principles and general reference Model for NGNs: A szolgáltatások és a szállítás (transport) különválasztása az NGN-ben NGN Alap referencia modell (Basic Reference Model (NGN BRM)) Eg., Video Services (TV, movie, etc) Eg,, Data Services (e.g.,www, , etc) Eg.,Voice Telephony Services (audio, etc) NGN Services Management Plane ontrol Plane User Plane NGN Service Stratum Management Plane ontrol Plane User Plane NGN Transport NGN Transport Stratum cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 173 Generalised Label Stacking Többrétegű architektúra Általánosított LSP-k Multilayer Architecture Generalised LSPs LSP λ Fibre able cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 176 Mi a forgalom-kötegelés (Traffic Grooming)? A B D A B D A B D cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 174 Routing, TE & Resilience manapság: Kliens-szerver megoldás Részben kézzel DP n DP n-1 DP n+2 DP n+1 DP n DP n-1 MP n+2 P n+2 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 178 ptikai réskapcsolás MP n+1 P n+1 MP n P n MP n-1 P n-1 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 177 /E + el. ctrl Payload Header Guard Time time cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 179 BS/PS Photonic Time Slot Switching (rés kaőpcsolás) ptical Flow/Burst/Packet Switching (FS / BS / PS) (Folyam / Börszt / somag) Börsztös forgalomra (rövid ideig nagy sávszélesség) - nincs összeköttetés-felépítésre - nem érdemes lefoglalva tartani az erőforrásokat cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 180 Vezérlés fejrész alapján ptikai jelfeldolgozás még alig van átvitel E vezérlés Guard Time (védő) somagok közt Fejrész és rakomány közt Payload Guard Time time Payload Header cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 181

5 Időrés szinkronizálás a bemeneten Különböző fázisban a különböző bemenetek A késleltetés függ a használt hullámhossztól is Állítható késleltetés [0 T-T -2k ] tartományban, T -2k lépésekben k-1 darab optikai kapcsoló k-1 darab csökkenő hosszú késleltető szakasz T/2 T/4 1x2 2x2 2x2 2x1 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 182 Egy BS hálózati példa.. Border Node control-chanel ore Node ofset BS network data-chanel BS link Source: ST 266 WDM alapú átvitel Pufferek a peremen Börsztképezés a peremen Külön vezérlőcsatorna Torlódáskor Újraküldés Más hullámhossz Deflection (eltérítés) Pufferelés cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 185 Switched Delay Lines (SDL) Kapcsolt késleltető vonal ptikai puffer sillapítás Erősítés Legfeljebb néhány résre T T T 2x2 2x2 2x2 2x2 T T T 2x2 2x2 2x2 2x2 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 183 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 186 Erőforrásfoglalás BS hálózatokban JIT (Just in Time) ( Épp ben ) Foglalás: A vezérlő csomag érkezésekor Felszabadítás: A börszt végével JET (Just Enough Time) ( Épp elég re ) Foglalás: a börszt becsült érkezése előtt egy pillanattal Felszabadítás: A börszt végével Bonyolultabb Jobb erőforráskihasználás cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 184