Távközlő Hálózatok. cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 39

Átírás

1 Távközlő Hálózatok Cinkler Tibor (3./5) cinkler()tmit.bme.hu április 12., Budapest, I.B.028. Szerda 14:15 16:00 + Csütörtök 15:15 17:00 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 39

2 5. Gerinchálózati Technikák Vázlat: 5.1.: PCM/PDH ( , ) 5.2.: SDH/SONET( ) 5.3.: ATM 5.4.: MPLS 5.5.: ngsdh/sonet (GFP, VCat, LCAS) 5.6.: OTN 5.7.: Optikai hálózatok cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 40

3 5.3. ATM Aszinkron átviteli mód Asynchronous Transfer Mode 90 -es években ITU-T ATM Forum IETF Hol használják még? IP gerinc (egyre ritkábban) ADSL (Ethernet lassan váltja fel) 3G (ATM dominál!) cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 41

4 Hálózatok Távközlő (távbeszélő) vezetékes kapcsolt távk. analóg PDH ISDN SDH műsorszétosztás kábel TV vezeték nélküli műsorszórás vezeték helyett mobil ATM Adatátviteli (számítógép) LAN, MAN, WAN (Token Ring, Ethernet, FDDI, DQDB) osztott közeg újabban kapcsolt adatátvitel LAN-ok összekötése egyéb (magán) adatátviteli hálózatok bérelt vonal X.25 Frame Relay SMDS N-ISDN cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 42

5 Átviteli módok áttekintése 1. Áramkörkapcsolás távbeszélő hálózatokban általánosan használt megoldás kommunikáció előre lefoglalt csatornákon kapcsolat felépítés és lebontás rögzített sebességű csatornák Jó minőség rosszabb erőforráskihasználás cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 43

6 Átviteli módok (2) 2. Csomagkapcsolás információátvitel korlátozott méretű csomagokban azonosítás a fejrész alapján 2 fajta: 1. datagram független csomagtovábbítás 2. vagy virtuális áramkör kapcsolás csomagtovábbítás előre kijelölt útvonalon forgalomvezérlés és hibajavítás a kapcsolóknál Jóerőforráskihasználás rossz QoS Puffer!!! cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 44

7 ATM jellemzők A B-ISDN ajánlott átviteltechnikája csomag(cella)kapcsolt átvitel fix hosszúságú csomagok (cellák) gyors kapcsolás hibajavítás nélkül a fejrész feladatai minimálisak virtuális áramkörök (VP koncepció) szükséglet szerinti sávszélesség biztosítása statisztikus multiplexelés tetszőleges különféle minőségi garanciák cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 45

8 Mitől aszinkron az ATM? adatátvitel és átviteli mód szinkronitása izokron, pleziokron, szinkron, aszinkron PDH minden felhasználó csak a számára keretenként rögzített időréseket (biteket) használhatja (TDM) SDH/SONET hívásfelépítéskor keretenként előre lefoglalt és rögzített (tetszőleges) számú időrést használhat tehát a lefoglalt időrés a kereten belül fix helyen van - szinkronban a keret kezdetével A lefoglalt időrések lehetnek kihasználatlanok Az ATM cellái TETSZŐLEGES használatlan időrésben küldhetők - statisztikus MPX cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 46

9 Aszinkronitás és Statisztikus Multiplexelés CBR források szinkron átviteli mód Börsztös források aszinkron cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 47

10 ATM cellák cellaméret: 53 oktet (byte) fejrész: 5 oktet GFC GFC (Generic Flow Control): 5 HEC forgalomszabályozás a Rakomány felhasználó-hálózat interfészen 53 VCI/VPI: kapcsolat azonosítás PT (Payload Type): felhasználói adat, OAM... CLP (Cell Loss Priority): a nem eldobható cellák jelölésére HEC (HE Control) hibaellenőrzés, csak a fejrészre VPI VCI VCI VPI VCI PT CLP cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 48

11 B-ISDN (ATM) referencia modell Menedzsment sík Kontroll sík Felsőbb szintek Felhaszn. sík síkok mngmntje ATM Adaptációs réteg ATM réteg Fizikai réteg összeköttetés vezérlés felhasználói információ rétegek menedzsmentje cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 49

12 Cellahatár detektálása Idle VPI=0, VCI=0, PT=0, CLP=1 (ITU-T I.321 TC alréteg) Cél: szinkronizálás a cellahatár detektálásával a HEC szekvencia alapján opcionálisan a H-4 mutató segítségével SDH cella δ 6 9 α 7 7 bitenkénti ellenőrzés Keresés Helyes HEC cellánkénti ellenőrzés α hibás HEC Szinkron Hibás HEC δ helyes HEC Előszinkron cellánkénti ellenőrzés cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 51

13 Fizikai-rétegbeli interfészek DS-1 (T-1) Mbps PDH Coax E Mbps PDH Coax DS-3 (T-3) Mbps PDH Coax E Mbps PDH Coax E Mbps PDH Coax SDH STM Mbps SDH SM üvegszál (UTP-5) SDH STM Mbps SDH SM üvegszál Taxi (4B/5B) 100 Mbps MM üvegszál - blokkkód (FDDI) Cella (8B/10B) Mbps MM üvegszál - blokkkód Nyers Cella Mbps SM üvegszál Nyers Cella Mbps SM üvegszál Nyers Cella Mbps SM üvegszál Nyers Cella 25.6 Mbps UTP-3 Nyers Cella Mbps SDH UTP-3 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 52

14 Példa ATM cellák szállítása SDH-val 9 oct 261 octets STM-1 3 RSOH AU AU PTR C-4 VC-4 5 MSOH H4 9 SOH VC-4 POH 261 octets cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 53

15 Az ATM réteg Menedzsment sík Kontroll sík Felsőbb szintek Felhaszn. sík síkok mngmntje ATM Adaptációs réteg ATM rétegr Fizikai réteg összeköttetés vezérlés felhasználói információ rétegek menedzsmentje cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 54

16 Egy átviteli út AAL hibajavítás ATML PL UNI kapcsoló NNI kapcsoló UNI UNI NNI PNNI átvitel kapcsolás javítás cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 55

17 A virtuális út (VP) és csatorna (VC) VC1 VC2 ATM hálózatban az összeköttetéseknek két szintjét különböztetjük meg VP1 VP (Virtual Path) (VPI-ben megadva) (rendező) 1 fizikai szakasz (link) hosszú VC-ket fog össze VC (Virtual Channel) (VCI-ben megadva) (kapcsoló) VP-n belül Átviteli közeg VP2 VC Switch (VC kapcsoló) VCI2 VCI1 VPI1 VPI73 VCI17 VCI1 VCI2 VPI54 VPI2 Kapcsoló VP Cross-Connect (VP Rendező) cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 56

18 Virtuális Topológia, avagy a VPC-k konfigurálása fizikai hálózat VP rendszer logikai hálózat cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 58

19 VPC elv Előnyök gyorsabb ö.k. kiépítés (kevesebb ugrás) kevesebb jelzés (kisebb táblázatok) gyorsabb védelmi kapcsolás kitünő VPN lehetőség QoS csoportok - elkülönítéssel Hátrányok statisztikus multiplexelés rosszabb forgalom-változásra érzékenyebb PVC, SVC cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 59

20 ATM cella irányítás Címke alapú irányítás Az irányítási információ nem a teljes cím, mert explicit címzés a rövid cellákban nem gazdaságos Lookup Table m i j n VCI & VPI in m Port in i VCI & VPI out n Port out j az irányítási táblát kapcsolat felépítéskor töltik ki az útvonal lehet rögzített, vagy dinamikusan változó irányítási információ a VPI/VCI érték a VPI/VCI értékek csak lokális információt hordoznak cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 60

21 ATM Forgalommenedzsment GoS paraméterek ATM hálózatban A hívásvezérlés jellemzői (GoS: Grade of Service) a kapcsolatok kiépítésével összefüggő paraméterek hívás-felépítési idő ajánlott: ms hívásbontási idő ajánlott: 300 ms hívásblokkolási valószínűség a hálózat méretezés és az erőforrás foglalás függvénye cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 61

22 Összeköttetések forgalmi leírói ATM Forum Traffic Management Specification Forgalom-jellemző paraméterek Összeköttetés forgalmi leírói: Forrás forgalmi leírói: Peak Cell Rate (PCR) Sustainable Cell Rate (SCR) Maximum Burst Size (MBS) Maximum Frame Size (MFS) Minimum Cell Rate (MCR) Cell Delay Variation Tolerance (CDVT) konformancia definíció (pl. Lyukas vödör) Pl: SCR vödör esetén Burst Tolerance BT=(MBS-1) (1/SCR + 1/PCR) cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 62

23 Forrás típusok CBR forrás (Constant Bit Rate) PCR rt-vbr és nrt-vbr források (Real Time and Non-Real Time Variable BR) PCR, SCR, MBS ABR forrás (Available) MCR, PCR a várható forgalom csak nagyon rosszul becsülhető hatékony sávszélesség foglalás nem lehetséges de jellemzően nincsenek késleltetési korlátok (csak cellavesztési) UBR (Unspecified) PCR nincs sem késleltetés sem cellavesztési garancia GFR (Guaranteed Frame Rate) PCR, MCR, MBS, MFS cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 63

24 QoS paraméterek Az információtranszfer jellemzői a cellák átvitelével összefüggő paraméterek Kialkudható peak-to-peak CDV (Cell Delay Variation) max CTD (Cell Transfer Delay) CLR (Cell Loss Ratio) Nem kialkudható CER (Cell Error Ratio) SECBR cella-blokk hibaarány Severely Errored Cell Block Ratio) Több mint M cella az N-ből hibásodott, eltévedt vagy elveszett CMR (Cell Misinsertion Rate) cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 64

25 ATM illesztési (adaptációs) réteg Menedzsment sík Kontroll sík Felsőbb szintek Felhaszn. sík ATM adaptáci ciós s réteg r (AAL) síkok mngmntje ATM réteg Fizikai réteg összeköttetés vezérlés felhasználói információ rétegek menedzsmentje cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 69

26 AAL alrétegek SSCS CPCS SAR SAR (Segmentation and Reassembly) : CS adategységek cellákra bontása ill. visszaállítása, SAR fejrész generálás CS (Convergence Sublayer) CPCS (általános rész): alkalmazás-független eljárások SSCS (szolgálat specifikus rész) cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 70

27 AAL típusai Jelenleg öt típus definiált: AAL 1: A osztályú AAL 2: B osztályú AAL 3: C osztályú AAL 4: D osztályú AAL 5: D osztályú szolgálat számára AAL3/4 maal wmatm AAL2 SAAL: AAL5 legelterjedtebb! AAL0 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 72

28 5. Gerinchálózati Technikák Vázlat: 5.1.: PCM/PDH ( , ) 5.2.: SDH/SONET( ) 5.3.: ATM 5.4.: MPLS 5.5.: ngsdh/sonet (GFP, VCat, LCAS) 5.6.: OTN 5.7.: Optikai hálózatok cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 80

29 5.4. MPLS MultiProtocol Label Switching (Többprotokollos címkekapcsolás) Egységes IP/MPLS kontroll Valamivel egyszerűbb mint ATM Csökkentett cimketér használat FEC révén (Forwarding Equivalence Class) Cimke lecserélés (Swapping) és többszintű felülcimkézés (Stacking) ATM-hez képest nem sok új Topológia-centrikus vagy forgalom-centrikus (vezérelt) QoS kérdések még nyitottak TE-t és VPN-t támogatja IPoMPLS: Peer Model! RSVP-TE CR-LDP cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 81

30 MPLS LER: Label Edge Router LSR: Label Switching Router FEC: Forwarding Equivalence Class LSP: Label Switched Path Label Swapping IP Router LER LSR cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 82

31 Label Stacking vagy Swapping? Ha vermelünk sok réteg lesz! Hierarchikus LSP beágyazás (encapsulation, embedding, nesting) LSP4 LSP3 LSP2 LSP1 LSP4 LSP1 LSP2 data Stacked Headers LSP3 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 83

32 Az MPLS fejrész 32 bit = 4 byte ebből 20 bit a cimke Label Entry Label: Label Value, 20 bits Label Exp: Experimental Use bits Label Exp S S: Bottom of Stack bit TTL TTL: Time to Live bits cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 84

33 Az IP fejrész az MPLS fejrész Útvonalválasztás (routing) és adategység továbbítás (forwarding) VERS HLEN Service Type Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source IP Address Destination IP Address Options Padding D a t a D a t a... D a t a 0 7 Label Label Label CoS S TTL cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 85

34 Távközlő Hálózatok Cinkler Tibor (4./5) cinkler()tmit.bme.hu április 13., Budapest, I.B.028. Szerda 14:15 16:00 + Csütörtök 15:15 17:00 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 86

35 MPLS csomagtovábbítás bejövő címke célcím / /16... kimenő címke 9 0 Out IF kimenő címke IF info Adat LSR A / Adat LSR B 0 bejövő címke X X... célcím / /16... kimenő címke 4 1 Out IF kimenő címke IF info Adat LSR C /16 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 87

36 Cimkeelosztó mechanizmusok LSP kialakításához LSR-ek továbbítási tábláinak terjesztésére az MPLS tartományban Címke elosztás (Label Distribution) Többféle különböző alternatív protokoll: a Border Gateway Protocol (BGP) különböző Internet AS-ek között. MPLS kiterjesztéssel a Resource reservation Protocol (RSVP) jelzés rendszer, ahol a címke elosztást RSVP folyamokhoz rendelik. RSVP-TE a Label Distribution Protocolt (LDP), amit az IETF külön e célra hozott létre. CR-LDP cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 89

37 MPLS TE IP: legrövidebb út = legkevesebb ugrás MPLS: tetszőleges út választható Alternatív utak terhelés megosztás Explicit Route vagy Hop-by-Hop Routing Loose Strict MPLS FRR (Fast Re-Route) Védelmi technika cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 92

38 MPLS QoS: CR-LDP Traffic Parameters Flags control negotiability of parameters U F Flags Traf. Param. TLV Frequency Reserved Peak Data Rate (PDR) Peak Burst Size (PBS) Length Committed Data Rate (CDR) Committed Burst Size (CBS) Excess Burst Size (EBS) Weight 32 bit fields are short IEEE floating point numbers Any parameter may be used or not used by selecting appropriate values Frequency constrains the variable delay that may be introduced Weight of the CRLSP in the relative share Peak rate (PDR+PBS) maximum rate at which traffic should be sent to the CRLSP Committed rate (CDR+CBS) the rate that the MPLS domain commits to be available to the CRLSP Excess Burst Size (EBS) to measure the extent by which the traffic sent on a CRLSP exceeds the committed rate Forrás: Loa Andersson, Nortel: MPLS Tutorial, Infocom 2000 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 93

39 MPLS Összefoglalás MultiProtocol Label Switching (Többprotokollos címkekapcsolás) Egységes IP/MPLS kontroll Valamivel egyszerűbb mint ATM Csökkentett cimketér használat FEC révén (Forwarding Equivalence Class) Cimke lecserélés (Swapping) és többszintű felülcimkézés (Stacking) ATM-hez képest nem sok új Topológia mint forgalom-centrikus (vezérelt) QoS kérdések még nyitottak TE-t és VPN-t támogatja IPoMPLS: Peer Model! RSVP-TE CR-LDP cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 94

40 Rövidítésjegyzék MPLS Multi-Protocol Label Switching Többprotokollos címkekapcsolás VPN Virtual Private Network Virtuális magán hálózat IP Internet Protocol Internet protokoll ATM Asynchronous Transfer Mode Aszinkron átviteli mód QoS Quality of Service Szolgáltatásminőség LER Label Edge Router Címke behelyező (perem) útválasztó LSR Label Switching Router Címke kapcsoló útválasztó LSP Label Switched Path Címke kapcsolt útvonal FEC Forwarding Equivalence Class Továbbítási ekvivalencia osztály VPI/VCI Virtual Path Identifier/Virtual Channel Identifier Virtuális útvonal azonosító/virtuális csatorna azonosító DLCI Data Link Connection Identifier Adat kapcsolat azonosító CoS Class of Service Szolgáltatásosztály TTL Time to Live Élettartam LFIB Label Forwarding Information Base Címketovábbítási információs bázis NHLFE Next Hop Label Forwarding Entry Következő ugrást leíró címketovábbítási elem ILM Incoming Label Map Beérkező címkék térképe FTN FEC-to-NHLFE Map FEC és NHLFE összerendelő táblázat BGP Border Gateway Protocol Határkapu protokoll RSVP Resource reservation Protocol Erőforrásfoglalási protokoll LDP Label Distribution Protocol Címketerjesztő protokoll OXC Optical Cross Connect Optikai rendező GMPLS Generalised Multi-Protocol Label Switching Általánosított többprotokollos címkekapcsolás MPλ S Multi-Protocol Lambda Switching Többprotokollos hullámhosszkapcsolás STM Synchronous Transport Module Szinkron átviteli modul cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 95

41 5. Gerinchálózati Technikák Vázlat: 5.1.: PCM/PDH ( , ) 5.2.: SDH/SONET( ) 5.3.: ATM 5.4.: MPLS 5.5.: ngsdh/sonet (GFP, VCat, LCAS) 5.6.: OTN 5.7.: Optikai hálózatok cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 96

42 5.5. ngsdh/sonet Következő (új) generációs SDH/SONET SDH/SONET + GFP + VCat + LCAS cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 97

43 SDH keretszervezés (G.707) 9 oct 261 octets STM-1 3 RSOH AU-4 RSOH AU AU PTR C-4 VC-4 AU PTR C-4 5 MSOH H4 9 MSOH H4 SOH VC-4 POH 261 octets C-4-et töltjük felhasználói információval, vagy kisebb C-kel C-4 + POH = VC-4 AU-4 + SOH -> STM cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 100

44 ITU-T G.707 Multiplexing structure 1 1 STM-256 AUG-256 AU-4-256c VC-4-256c C-4-256c 4 STM-64 1 AUG-64 1 AU-4-64c VC-4-64c C-4-64c STM-16 AUG-16 AU-4-16c VC-4-16c 4 C-4-16c STM-4 1 AUG-4 1 AU-4-4c VC-4-4c C-4-4c STM-1 AUG-1 AU-4 VC-4 C STM-0 AU-3 VC-3 Pointer processing Multiplexing Aligning Mapping Source: ITU-T G.707 TUG-3 TU-3 VC-3 C TUG-2 TU-2 VC-2 C-2 3 TU-12 VC-12 C-12 4 TU-11 VC-11 C-11 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz T

45 Hol is tartunk most? Jelen és közeljövő: SDH/SONET, ATM, MPLS ng SDH/SONET: GFP, LCAS, VCat G.709, OTN, DW RPR GbE, 10GbE (LAN+WAN 40, 70 km) Jövő: ASON, GMPLS, ASTN Távolabbi jövő: OBS/OPS? cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 103

46 ng SDH/SONET: GFP, Vcat, LCAS next generation SDH/SONET Különböző felső rétegekhez egységes keretezés Egységes áramkörkapcsolt réteg Statisztikus nyalábolás (multiplexelés) a GFP révén Jó granularitás VirCat révén SDH/SONET kompatibilis Nem kell az összes eszköz támogassa az új képességeket A fokozatos átmenet olcsóbb mint a teljes technológia csere cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 107

47 GFP, Vcat, LCAS G.7041 Generic Framing Procedure (Általános keretezési eljárás) Core Header (scrambled) Payload CRC Oktett szinkron Két üzemmód GFP-T: Transparent GFP-F: Frame mapped ctrl & felhasználói keretek CORE HEADER PAYLOAD AREA 16-bit PAYLOAD LENGTH INDICATOR chec (CRC-16) PAYLOAD HEADERS (4-64 BYTES) CLIENT PAYLOAD INFORMATION FIELD Ethernet IP/PPP 8B/10B MAPOS GFP OPTIONAL VC-n ODU-k Forrás: ITU-T G.7041 PAYLOAD FCS (CRC-32) cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 109

48 GFP: Generic: Általános? Generic? Frame-Mapped Ethernet Frame-Mapped PPP Transparent Fiber Channel Transparent FICON Transparent ESCON Transparent Gb Ethernet Frame-Mapped Multiple Access Protocol over SDH (MAPOS) cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 110

49 GFP: Általános cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 111

50 PPP/HDLC framing in GFP Octets PPP/HDLC-like Frame Source: ITU-T G.7041 PPP Protocol PPP Information PPP Padding (Optional) PPP/HDLC FCS Octets GFP Frame PLI chec Type thec GFP Extension Hdr GFP Payload Bits CRC-16: G(x) = x 16 + x 15 + x 12 + x 10 + x 4 + x 3 + x 2 + x + 1 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 112

51 GFP Frame Delineation GFP Core Header 16-bit PDU Length Indicator field 16-bit Core Header Error Check (chec) Similar to ATM GFP Idle Frames Corrects 1 bit error - Detects multiple bit errors G(x) = x 16 + x 12 + x PRESYNC (chec 1D ) PRESYNC (chec 11 ) Correct chec Frame-by-Frame (Error correction disabled) Virtual Framers (Up to M) Incorrect chec HUNT Correct chec PRESYNC (chec MD ) PRESYNC (chec M1 ) Incorrect HEC (Multi-bit Errors) Source ITU-T G.7041 SYNC DELTA Consecutive Correct checs Octet-by-Octet Frame-by-Frame cinkler()tmit.bme.hu (Error correction disabled) Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz (Error correction enabled) 113

52 GFP, Vcat, LCAS Folytonos helyett virtuális Virtuális (K4:b2) Jobb granularitás Jobb erőforráskihasználás Nagyobb sávszélességű csatornák hozhatók létre Inverz MUX! jobb stat. mux. Multi-Path Protection Folytonos (Continuous) VC-4-4c: Mbps Virtuális (Virtual) VC-12-nv (n=1-64), 2.2 Mbps-139 Mbps VC-4-16c: Mbps VC-3-nv (n=1-64), 49 Mbps- 3.1 Gbps VC-4-64c: Mbps VC-4-nv (n=1-64), 149 Mbps -9.6 Gbps Pl.: Gbit Ethernet VC-4-7v cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 114

53 VCat: ITU-T G.707 Table 11-2/G.707 Capacity of Virtually Concatenated VC-1n-Xv If carried in X Capacity In steps of VC-11-Xv VC-3 (Note 1) 1 to kbit/s to kbit/s 1600 kbit/s VC-11-Xv VC-4 1 to 64 (Note 2) 1600 kbit/s to kbit/s 1600 kbit/s VC-11-Xv Unspecified 1 to kbit/s to kbit/s 1600 kbit/s VC-12-Xv VC-3 1 to kbit/s to kbit/s 2176 kbit/s VC-12-Xv VC-4 1 to kbit/s to kbit/s 2176 kbit/s VC-12-Xv Unspecified 1 to kbit/s to kbit/s 2176 kbit/s VC-2-Xv VC-3 1 to kbit/s to kbit/s 6784 kbit/s VC-2-Xv VC-4 1 to kbit/s to kbit/s 6784 kbit/s VC-2-Xv Unspecified 1 to kbit/s to kbit/s 6784 kbit/s NOTE 1 This option used only for the multiplex structure: C-11 VC-11 TU-11 TUG-2 VC-3 AU-3 STM-0. NOTE 2 Limited to 64 due to: a) six bits for Sequence indicator in K4 bit 2 frame: and b) inefficient and unlikely to map more than 63 VC-11s in VC-4. cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 116

54 GFP, Vcat, LCAS Link capacity adjustment scheme (LCAS) G.7042 (szakasz-kapacitás állító módszer) Átállítja VCat-ot használó SDH és OTN rendszerek útkapacitásait megszakítás nélkül Az alkalmazások igényeinek megfelelően Meghibásodott összefűzött út (VC) leválasztásával javítja a hibatűrést...a control mechanism to hitless increase or decrease the capacity of a VCG link to meet the bandwidth needs of the application. cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 117

55 5. Gerinchálózati Technikák Vázlat: 5.1.: PCM/PDH ( , ) 5.2.: SDH/SONET( ) 5.3.: ATM 5.4.: MPLS 5.5.: ngsdh/sonet (GFP, VCat, LCAS) 5.6.: OTN 5.7.: Optikai hálózatok cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 118

56 5.6. OTN: G G stb. Optical Transport Network - Digtal Wrapper Optikai Szállítóhálózat Definiálja: Együttes hullámhossz ÉS időosztásos nyalábolás Overlay Peer Augmented Modellek Az optikai réteg paramétereit Keretezési strukturát az egyes byte-ok definicióival Intra- és Inter-Domain Interface-k: IaDI, IrDI FEC (Forward Error Correction) Alkalmazásokat (Applications) cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 119

57 OTN vs OTNT: Szűkebb és Tágabb értelem Szűkebb: Optical Transport Network (OTN)...Optical Network Elements connected by optical fibre links, able to provide functionality of transport, multiplexing, routing, management, supervision and survivability of optical channels carrying client signals provision of transport for any digital signal independent of client-specific aspects... ITU-T G.709 (01/03) Interfaces for the OTN ITU-T G.798 (5/02) Characteristics of OTN Hierarchy Equipment Functional Blocks ITU-T G.872 (10/01) Architecture for the OTN ITU-T G.8251 (10/01) The Control of Jitter and Wander within the OTN Tágabb: Optical Transport Networks & Technologies (OTNT) Minden optikai szállításon alapuló hálózati funkcionalitás a kapcsolódó technológiákat beleértve A hangsúly a digitális rakományok szállításán és hálózati szempontokon van Pl: az SDH is ebbe a kategóriába tartozhat cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 120

58 Az OTN és WDM viszonya Forrás: ITU-T G.872: Relationship between OTN and WDM cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 121

59 G.709 OTN Optical Transport Network (Optikai szállító hálózat): OTS: Optical Transmission Section (Átviteli szakasz) OMS: Optical Multiplex Section (Nyaláboló szakasz) Och: Optical (Lambda) Channel (Optikai (hullámhossz) csatorna) OTS OMS OCh cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 122

60 Az ITU-T G.709 keretezési struktúrája Forrás: Alcatel cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 123

61 Az OCh keret OTU: Optical Channel Transport Unit (Optikai csatorna szállító egysége) FAS: Frame Alignment Signal (+MFAS) (keretszinkronszó) OTU-OH: Supervison: 16 bit GCCO (General Communication Channel, pl. mngmnt vagy GMPLS jelzés) FEC: Forward Error Correction (OTU FEC) ODU: Optical Channel Data Unit OH (Optikai csatorna adat egysége) Protection End-to-end path supervison (at ODU level) (GCC1, GCC2) Tandem connection monitoring OPU: Optical Channel Payload Unit OH (Optikai csatorna hasznos rakománya) PT: Payload Type, pl: SDH, ATM, GFP vcpt: virtual concatenation PT FAS OTU O P ODU U Client Payload FEC cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 125

62 Client Client Payload OPU O P U Client Payload ODU ODU O P U Client Payload OTU FAS OTU ODU O P U Client Payload FEC cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 126

63 4*ODU1 ODU2 jel nyalábolása (ITU-T G.709/Y.1331 Example of multiplexing 4 ODU1 signals into an ODU2 (artist impression) ) Alignm ODU1 ODU1 OH OPU1 OH Client Layer Signal (e.g. STM-16, ATM, GFP) 4x ODU2 ODU2 OH OPU2 OH Alignm Alignm Alignm Alignm ODU1 OH ODU1 OH ODU1 OH ODU1 OH OPU1 OH OPU1 OH OPU1 OH OPU1 OH Client Layer Signal Client (e.g. Layer STM-16) Signal Client (e.g. Layer STM-16) Signal Client (e.g. Layer STM-16) Signal (e.g. STM-16, ATM, GFP) OTU2 Alignm OTU2 OH ODU2 OH OPU2 OH Alignm Alignm Alignm Alignm ODU1 OH ODU1 OH ODU1 OH ODU1 OH OPU1 OH OPU1 OH OPU1 OH OPU1 OH Client Layer Signal Client (e.g. Layer STM-16) Signal Client (e.g. Layer STM-16) Signal Client (e.g. Layer STM-16) Signal (e.g. STM-16, ATM, GFP) OPU2 Payload OTU2 FEC NOTE - The ODU1 floats in ¼ of the OPU2 Payload area. An ODU1 frame will cross multiple ODU2 frame boundaries. cinkler()tmit.bme.hu A complete ODU1 frame (15296 Távközlő bytes) requires Hálózatok, the bandwidth 2006 tavasz of (15296/3808 = ) ODU2 frames. This is not illustrated. 127

64 Nyalábolási struktúra OTH: Optical Transport Hierarchy OTM: Optical Transport Module OTM-n.m: n: λ-k száma m: csatornák bitsebessége: (1) 2.5 Gbit/s; (2) 10 Gbit/s; (3) 40 Gbit/s; vagy a fentiek kombinációi + OH (non-associated) OTM-5.12: 5λ, 2.5 vagy 10 Gbit/s cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 128

65 OTM nyalábolás és leképezés OTM-0.m, OTM-nr.m, OTM-n.m Forrás: ITU-T G.709/Y OTM multiplexing and mapping structures cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 129

66 Példák ATM, GFP közvetlenül OTN keretbe 1 STM-16 keret 2.55 OTU-1 keret 16x270x9 byte bruttó / 3809x4 byte nettó = STM-64 keret 10.2 OTU-2 keret 64x270x9 byte bruttó / 3809x4 byte nettó = 10.2 (Virtual Concatenation: pl: egy ODU2-4v szállíthat egy STM-256-ot) +7% cinkler()tmit.bme.hu Forrás: Guylain Távközlő Barlow, Hálózatok, Innocor Ltd.: 2006 A tavasz G.709 Optical Transport Network Tutorial 130

67 Bitsebességek és a keretidők Keretezés OPU ODU OTU Time szint [Gbit/s] [Gbit/s] [Gbit/s] [µs] 239/238 * 255/238 * /237 * 239/237 * 255/237 * /236 * 239/236 * 255/236 * Valamennyi esetben ±20ppm a tűrés cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 131

68 FEC RS (255,239) Reed Solomon kód, mert Egyszerű Jelentős hibajavító képesség Blokkhibára is jó (max 8 byte) 16 blokk fésűszerűen Blokkonként kisebb a kódolási sebesség mint a vonali bitsebesség Kevésbé érzékeny blokkhibára (16x8=128 folytonos byte hibára is véd) x16 minden sorra FAS OTU O P ODU U Client Payload FEC cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 132

69 A FEC nyeresége (1) A BER függése a jelszinttől FEC-el és nélküle Forrás: Guylain Barlow, Innocor Ltd.: A G.709 Optical Transport Network Tutorial cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 133

70 Miért használjunk FEC-et? (DW, OTN, G.709) Teljesítmény (jelszint) nyereség: 7% FEC: 5dB vagyis 20 km-rel hosszabb szakaszok 10-4 BER helyett BER 2.5 Gbit/s-os szakasz használható 10 Gbit/s-on Jelminőség romlás korai észlelése Jobb SNR ellenállás Minden negyedik 3R regenerátor kihagyható FEC kikapcsolható csupa 0 cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 137

71 Összefoglalás SDH nem elég SDH +GFP+VirCat+LCAS ngsdh (TDM+FEC) + (WDM+Mngmnt) OTN OTN + GFP+VirCat+LCAS + Ctrl cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 138

72 Rövidítésjegyzék (OTN témakör) 3R Reamplification, Reshaping and Retiming AIS Alarm Indication Signal APS Automatic Protection Switching BIP Bit Interleaved Parity CBR Constant Bit Rate CRC Cyclic Redundancy Check FAS Frame Alignment Signal FEC Forward Error Correction GCC General Communication Channel IaDI Intra-Domain Interface IrDI Inter-Domain Interface LCAS Link Capacity Adjustment Scheme MFAS MultiFrame Alignment Signal MFI Multiframe Indicator MSI Multiplex Structure Identifier naoh non-associated overhead NNI Network Node Interface OCC Optical Channel Carrier OCCo Optical Channel Carrier overhead OCCp Optical Channel Carrier payload OCCr Optical Channel Carrier with reduced functionality OCG Optical Carrier Group OCGr Optical Carrier Group with reduced functionality OCh Optical channel with full functionality OChr Optical channel with reduced functionality ODU Optical Channel Data Unit ODUk Optical Channel Data Unit-k ODTUjk Optical channel Data Tributary Unit j into k ODTUG Optical channel Data Tributary Unit Group ODUk-Xv X virtually concatenated ODUk's OH Overhead OMS Optical Multiplex Section OMS-OH Optical Multiplex Section Overhead OMU Optical Multiplex Unit ONNI Optical Network Node Interface OOS OTM Overhead Signal OPS Optical Physical Section OPU Optical Channel Payload Unit OPUk Optical Channel Payload Unit-k OPUk-Xv X virtually concatenated OPUk's OSC Optical Supervisory Channel OTH Optical Transport Hierarchy OTM Optical Transport Module OTN Optical Transport Network OTS Optical Transmission Section OTS-OH Optical Transmission Section Overhead OTU Optical Channel Transport Unit OTUk completely standardized Optical Channel Transport Unit-k OTUkV functionally standardized Optical Channel Transport Unit-k PCC Protection Communication Channel PLD Payload PM Path Monitoring PMI Payload Missing Indication PMOH Path Monitoring OverHead ppm parts per million PT Payload Type RS Reed-Solomon SM Section Monitoring SMOH Section Monitoring OverHead TC Tandem Connection TCM Tandem Connection Monitoring TCMOH Tandem Connection Monitoring OverHead UNI User-to-Network Interface VCG Virtual Concatenation Group VCOH Virtual Concatenation Overhead vcpt virtual concatenated Payload Type cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 139