4. Gerinchálózati Technikák Vázlat: 4.1.: PCM/PDH (http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.1, 2.1.1.2) 4.2.: SDH/SONET(http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.3) 4.3.: ATM 4.4.: MPLS 4.5.: ngsdh/sonet (GFP, VCat, LCAS) 4.6.: OTN 4.7.: Optikai hálózatok cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 1
Infokommunikációs hálózatok és szolgáltatások vitt4159 Cinkler Tibor (1./6) 2007. április 21. Hétfı 14:15 16:00 (IE.216) Szerda 8:30 10:00 (IE.216) http://opti.tmit.bme.hu/ihsz/ cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 2
Bevezetı Az átviteltechnika fejlıdése 1915 New York - San Francisco távbeszélı ök réz/analóg 1936 koaxiális kábel PSTN NY - Philadelphia 1947 mikrohullámú szakaszok 1962 távközlı mőholdak Analóg -> Digitális áttérés 1980 üvegszál 1988 SONET (ANSI) és SDH (CCITT ma ITU) szabvány PDH -> SDH Ma PCM/PDH, ISDN SDH/ngSDH ATM/MPLS IP/Ethernet DWDM cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 3
4.1.: PCM/PDH PCM: Pulse Coded Modulation (Impulzus-kódolt moduláció) PDH: Plesyochronous Digital Hierarchy (Pleziokron digitális hierarchia) Analóg beszédjel digitális átvitele Idıosztás Több különbözı rendszer cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 4
PCM: beszéd 8000 minta/s 300 3400 analóg beszédjel Nyquist-Shannon tétel: 8 khz mintavétel kompanderes kvantálás (nem lineáris!) Európában az A-törvényt (A-law) használják kompresszorfüggvény: A=87,6 y = Ax,ha 1+ ln A 1+ ln Ax,ha 1+ ln A < 1 1 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 5 x x
A-karakterisztika szakaszos közelítése 8 bit/minta Polaritás Szegmens Lineáris kódolás a szegmensen belül 1970 mv 1 1 1 0 1 1 1 0 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 6
Magyarországi topológia (T-Com, nem teljes)(varga Pál elsı elıadása, 18. oldal) cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 7
PDH: A hierarchia 1 2 30 2048 kb/s E1 8448 kb/s E2 34368 kb/s E3 139264 kb/s E4 Névleges bitsebesség [kb/s] Tőrés [ppm [1] ] Vonali kódolás félcsúcs feszültség (V) a (db/km) keretméret [bit] be bit / kimenı keret / csatorna E1 2 048 ±50 HDB3 [2] 2,37 vagy [3] 3 6 32 8=256 8 E2 8 448 ±30 HDB3 2,37 6 848 205(+1) E3 34 368 ±20 HDB3 1 12 1536 377(+1) E4 139 264 ±15 CMI [4] 1 12 2928 722(+1) [1] ppm: parts per million. 1 ppm az alap egy milliomod részét jelenti (ahogyan 1% egy század részét) [2] HDB3: High Density Bipolar Coding, 3 nullára korlátozva [3] 2,37 V asszimetrikus (pl. koaxiális kábel), és 3 V szimmetrikus (pl. érpár) vezetéken [4] CMI: Coded Mark Inversion. Kódolt elıjelváltás cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 8
E1: (30 + 2) * 64 kbit/s = 2048 kbit/s 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. x 0 0 1 1 0 1 1 keretszinkronszó (FAW: Frame Alignment Word) 15 x 8 bit kontroll bitek 15 x 8 bit 32 idırés x 8 bit = 256 bit / E1 keret 1 keret blokk 64 kb/s PCM E1 2 048 kb/s Multikeret 16 keret 30 31 32 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 9
Keretszinkron Utánzás elleni védelem (δ=2). Kiesés elleni védelem (α=3). Nem S találjuk a szinkronszót A Van KS Nem találjuk a szinkronszót B Van KS TB Van KS D B2=1 C Nem találjuk a szinkronszót K B2=0 T késleltetés cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 10
E2 E1 2 048 kb/s 4 E2 8 448 kb/s beékelési tényezı η=0,58 névleges E1 és E2 mellett Átlag 205,5762 bit/keret 10 bit f f E1 min E1 max = 205 bit f = 206 bit f E 2 k E 2 k 3 8448 10 bit/s = 205 bit = 2042,26 kb/s 848 bit 3 8448 10 bit/s = 206 bit = 2052,22 kb/s 848 bit 2 bit 4 50 bit 4 bit 4 52 bit 4 bit 4 52 bit 4 bit 4 bit 4 51 bit szinkron adatbitek kontrollbitek 848 bit beékelés 1.:Fenntartás (Maintenance) 2.:Nemzeti használatra cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 11
E3 E2 8 448 kb/s E3 34 368 kb/s 4 f f E 2 min E 2 max = 377 bit = 378 bit f f E3 k E3 k = = 377 bit 378 bit 3 34378 10 bit/s 1536 bit 3 34378 10 bit/s 1536 bit = = 8435,375 kb/s 8457,75 kb/s 10 bit 2 bit szinkron 4 93 bit 4 bit 4 95 bit 4 bit 4 95 bit 4 bit 4 4 94 bit bit adatbitek kontrollbit ek 1536 bit beékelés cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 12
PDH elınyei, hátrányai - A nyalábolás bitenként történik. - Külnböznek az európai a japán és az amerikai változat. + Az egyes eszközök bitsebességei eltérhetnek a névlegestıl a rendszer mégis zavartalanul mőködik. + Nem kell terjeszteni a szinkronjelet a hálózatban (erre nem is volt lehetıség az eljárás megalkotásakor). - Szintenként újra kell keretezni. Vegyünk egy példát: E4 E4 E3 E3 E2 E1 E2 - Nincs elég hely az üzemeltetési/fenntartási és esetleg egyéb információk átvitelére. - A védelem nehézkesen oldható meg. - Beszédsávi modemes átvitellel a 64 kbit/s nem érhetı el (max 56 kbit/s) cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 13
4. Gerinchálózati Technikák Vázlat: 4.1.: PCM/PDH (http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.1, 2.1.1.2) 4.2.: SDH/SONET(http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.3) 4.3.: ATM 4.4.: MPLS 4.5.: ngsdh/sonet (GFP, VCat, LCAS) 4.6.: OTN 4.7.: Optikai hálózatok cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 14
EÁ, Európa, Japán Japán Egyesült Államok Európa 397.200 Mbps x4 97.728 Mbps 274.176 Mbps x3 x6 32.064 Mbps 44.736 Mbps x5 x7 6.312 Mbps x4 x3 1.544 Mbps x24 64 kbps x3 564 992 Mbps 139 264 Mbps 34368 Mbps 8.448 Mbps 2.048 Mbps x30 x4 x4 x4 x4 Trans-Atlantic cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 15
5.2. SDH/SONET Hozzáférıi - gerinc hálózat Magán - nyilvános hálózat szabványok SONET (ANSI) 1988-ban SDH (ETSI) SDH (CCITT ma ITU-T) SONET: Synchronous Optical NETwork SDH: Synchronous Digital Hierarchy cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 16
Mire jó az SDH? Beszéd- és adatátvitelre Kis késleltetés - nagy sávszélesség PDH ISDN ATM FR IP Ethernet bérelt vonal Stb. cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 17
Mitıl szinkron az SDH? Szinkron - Pleziokron - Aszinkron SDH szinkron mert: berendezések órajele összehangolva a hierarchia rétegei egymással szinkronban vannak Szinkron átviteli mód, mert az adott keretszervezéshez képest az egységek helye egyértelmően adott. cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 21
Rétegek RS: MS: Path: regenerátor szakasz (section) nyaláboló szakasz (line) átviteli út (path) Path MS RS cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 22
SDH hálózatok alapelemei Átviteli szakaszok (koaxiális kábel, üvegszál, µhullámú szakasz,...) regenerátorok (O/E/O) nyaláboló (Multiplexer) leágaztató (ADM: Add/Drop Multiplexer) végeztetı rendezı (DXC vagy DCC: Digital Cross-Connect) vonali végeztetı cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 24
Hálózati topoloógiák cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 25
SDH keretszervezés (G.707) 9 oct 261 octets STM-1 3 RSOH AU-4 RSOH AU-4 9 1 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 26
Infokommunikációs hálózatok és szolgáltatások vitt4159 Cinkler Tibor (2./6) 2007. április 23. Hétfı 14:15 16:00 (IE.216) Szerda 8:30 10:00 (IE.216) http://opti.tmit.bme.hu/ihsz/ cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 27
Nyalábolás (ITU-T G.707e) N 1 STM-N AUG AU-4 VC-4 3 AU-3 VC-3 3 TUG-3 7 1 7 TU-3 VC-3 C-4 C-3 139 264 kbit/s (Note) 44 736 kbit/s 34 368 kbit/s (Note) TUG-2 1 TU-2 VC-2 C-2 6312 kbit/s (Note) AU-4 Pointer processing Multiplexing 4 3 TU-12 VC-12 C-12 2048 kbit/s (Note) Aligning Mapping TU-11 VC-11 C-11 1544 kbit/s (Note) Source: ITU-T G.707 C-n Container-n T1517950-95 NOTE G.702 tributaries associated with containers C-x are shown. Other signals, e.g. ATM, can also be accommodated (see 10.2). cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 28
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 4 1 1 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 4 1 1 STM-1 AUG-1 AU-4 VC-4 C-4 3 1 3 1 STM-0 AU-3 VC-3 Pointer processing Multiplexing Aligning Mapping Source: ITU-T G.707 TUG-3 TU-3 VC-3 C-3 7 7 1 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest T1540590-00 29
ITU-T SDH Hierarchia STM-256 39 813,12 Mbps OC-768 STS-768 STM-64 9 953.28 Mbps OC-192 STS-192 STM-16 2 488.32 Mbps OC-48 STS-48 STM-4 622.08 Mbps OC-12 STS-12 STM [1] -1 155.52 Mbps OC-3 STS-3 E4 139.264 Mbps 44.736 Mbps T3 OC [2] -1 STS [3] -1 E3 34.368 Mbps 6.312 Mbps T2 E1 2.048 Mbps 1.544 Mbps T1 64 kbps DS [4] 0 [1] STM: Synchronous Transport Module [2] OC: Optical Carrier [3] STS: Synchronous Transport Signal [4] DS : Digital Signal cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 30
STM-N Minden keret 125 µs 16 x STM-1 AAA BBB CCC DDD NNN OOO PPP QQQ... 4 x STM-1 ABCDA EFGHE JKLMJ NOPQN ABCDEFGHJKLMNOPQA STM-16 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 31
STM-N 270 N columns (bytes) 9 N 261 N 1 Section overhead SOH 3 4 5 Administrative unit pointer(s) STM-N payload 9 rows Section overhead SOH 9 Minden keret 125 µs N=1, 4, 16, 64 Source: ITU-T G.707 T1518000-95 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 32
Berendezések szinkronizálása Egy vagy több nagyon pontos (atom) óra alapján Vagy GPS (Global Positioning System) Bitek alapján Szélességi bejárás alapján Primary Reference Clock (Mesteróra) PLL: Phase Locked Loop-al (fáziszárt hurokkal) követi a többi óra (slave) cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 33
SDH hálózatok csatlakoztatása (gyors lassú) Más hálózat - Különbözı referenciaóra sebességkiegyenlítés max 4 keretenként pont 3 oktett 1. Pointer 2. Pointer 3. Invertál 4. Új pointer Ha gyorsabb órájú rendszerbıl lassúbba megyünk Idıben rövidül a C-4 Belenyúl a fejrészbe D bitek invertálva Ptr érték 1-el csökken (k k-1) k k k k-1 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 34
SDH hálózatok csatlakoztatása (lassú gyors) Ha lassúbb órájú rendszerbıl gyorsabba Megyünk: Idıben hosszabb lesz a C-4 H3 után 3 oktett üres marad I bitek invertálva Ptr értéke 1-el nı (k k+1) k k Ptr értékállítás ritkán Mert nem is kell, mert pontosak az órák Hogy redundáns legyen, nehogy bithiba miatt tévedjünk cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 35 k k+1
Hogyan jelezzük a sebességkiigazítást? Órán már nem hangzott el!!! Fejrész 4. sorának byte-jai: H1 H2 H3 H3 H3 H1+H2 bits: NDF NDF NDF NDF S S I D I D I D I D I D NDF: (New Data Flag) 1001 esetén aktív a pointer kiigazítás 0110 esetén inaktív - tiltott S - mit hordoz a keret? I incremment (ptr-érték növelését jelzi) D decrement (ptr-érték csökkentés) e 10 bit maga a pointer értéke! cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 36
Összefoglalás SDH/SONET elınyei: Kis késleltetés nagy sávszélesség (WDM-mel tovább bıvíthetı) egyszerő szinkron adategységek könnyő elérése rögzített keretméret szabványos (világszerte) zavarérzéketlen, kis hibaarányú optikai átvitel elegendı OAM&P hely a fejrészben nagyon megbízható pont-pont bps csövek 50 ms védelmi kapcsolás v. öngyógyulás elterjedt (gerinchálózatok zöme) általános gerinchálózati megoldás cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 37
Összefoglalás SDH/SONET hátrányai: nincs dinamikus útvonalválasztás nincs kapcsolás sávszélesség-választása merev az idıosztásos nyalábolás elektronikus korlátai <10 Gbps (3R) cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 38
PCM: Pulse Coded Modulation PDH: Plesyochronous Digital Hierarchy ISDN: Integrated Services Digital Network SDH: Synchronous Digital Hierarchy SONET: Synchronous Optical NETwork (északamerikai terminológia) ANSI: American National Standards Institute www.ansi.org CCITT: Consultative Committee on International Telegraphy and Telephony (Franciául: Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique) ITU-T (International Telecommunications Union - Telecommunication Standardization Sector www.itu.int PSTN: public switched telephone network ETSI: European Telecommunications Standards Institute www.etsi.org ATM: Asynchronous Transfer Mode IP: Internet Protocoll DWDM: Dense Wavelength Division Multiplexing FR: Frame Relay O&M: Operation and Maintenence OAM: Operation, Administration and Maintenence OAMP: Operation, Administration, Maintenence and Provisioning 3R: Regenration: Re-Amplification, Re-Shaping, Re-Timing APS: Automatic Protection Switching STM: Synchronous Trasport Module C, VC: Container, Virtual Container RSOH, MSOH, POH: Regenerator Section, Multiplex Section, Path OverHead O/E/O: Optical/Electronic/Optical ADM: Add and Drop Multiplexer DXC, DCC: Digital Cross-Connect DS: Digital Signal (északamerikai terminológia) OC: Optical Carrier (északamerikai terminológia) STS: Synchronous Transport Signal (északamerikai terminológia) GPS: Global Positioning System NDF: New Data Flag I: Increment D: Decrement PPP: Point-to-Point Protocol, RFC PoS, MAPOS: Packet over SDH/SONET, Multiple Access Protocol over SDH/SONET, www.mapos.org HDLC: High-level data link control, ISO 3309 RFC: Request for Comments, www.ietf.org QoS: Quality of Service kbps, Mbps, Gbps, Tbps: kilo, Mega, Giga, Tera bit per secundum (10 3, 10 6, 10 9, 10 12 ) ppm: parts per million, (parts per billion (ppb), and parts per trillion (ppt)) PRC: Primary Reference Clock PLL: Phase Locked Loop Rövidítésjegyzék cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 39
4. Gerinchálózati Technikák Vázlat: 4.1.: PCM/PDH (http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.1, 2.1.1.2) 4.2.: SDH/SONET(http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.3) 4.3.: ATM 4.4.: MPLS 4.5.: ngsdh/sonet (GFP, VCat, LCAS) 4.6.: OTN 4.7.: Optikai hálózatok cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 41
4.3. 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 42
Hálózatok Távközlı (távbeszélı) vezetékes kapcsolt távk. analóg PDH ISDN SDH mősorszétosztás kábel TV vezeték nélküli mősorszórás 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 43
Átviteli módok áttekintése 1. Áramkörkapcsolás távbeszélı hálózatokban általánosan használt megoldás kommunikáció elıre lefoglalt csatornákon kapcsolat felépítés és lebontás rögzített sebességő csatornák Jó minıség rosszabb erıforráskihasználás cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 44
Átviteli módok (2) 2. Csomagkapcsolás információátvitel korlátozott mérető csomagokban azonosítás a fejrész alapján 2 fajta: 1. datagram független csomagtovábbítás 2. vagy virtuális áramkör kapcsolás csomagtovábbítás elıre kijelölt útvonalon forgalomvezérlés és hibajavítás a kapcsolóknál Jó erıforráskihasználás rossz QoS Puffer!!! cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 45
ATM jellemzık 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 tetszıleges különféle minıségi garanciák cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 46
Mitıl aszinkron az ATM? adatátvitel és átviteli mód szinkronitása izokron, pleziokron, szinkron, aszinkron PDH minden felhasználó csak a számára keretenként rögzített idıréseket (biteket) használhatja (TDM) SDH/SONET hívásfelépítéskor keretenként elıre lefoglalt és rögzített (tetszıleges) számú idırést használhat tehát a lefoglalt idırés a kereten belül fix helyen van - szinkronban a keret kezdetével A lefoglalt idırések lehetnek kihasználatlanok Az ATM cellái TETSZİLEGES használatlan idırésben küldhetık - statisztikus MPX cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 47
Aszinkronitás és Statisztikus Multiplexelés 1 2 3 4 4 3 2 CBR források szinkron átviteli mód 1 4 3 2 1 1 1 1 1 2 2 Börsztös források aszinkron 3 3 4 3 1 2 1 1 2 1 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 48
Infokommunikációs hálózatok és szolgáltatások vitt4159 Cinkler Tibor (3./6) 2008. április 28. Hétfı 14:15 16:00 (IE.216) Szerda 8:30 10:00 (IE.216) http://opti.tmit.bme.hu/ihsz/ cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 49
ATM cellák cellaméret: 53 oktet (byte) fejrész: 5 oktet GFC (Generic Flow Control): forgalomszabályozás a felhasználó-hálózat interfészen VCI/VPI: kapcsolat azonosítás PT (Payload Type): felhasználói adat, OAM... CLP (Cell Loss Priority): a nem eldobható cellák jelölésére HEC (HE Control) hibaellenırzés, csak a fejrészre 1 2 3 4 5 53 GFC VPI VCI VCI HEC PT VPI VCI Rakomány CLP cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 50
B-ISDN (ATM) referencia modell Menedzsment sík Kontroll sík Felsıbb szintek Felhaszn. sík síkok mngmntje ATM Adaptációs réteg ATM réteg Fizikai réteg összeköttetés vezérlés felhasználói információ rétegek menedzsmentje cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 51
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 ellenırzés Keresés Helyes HEC cellánkénti ellenırzés α hibás HEC Szinkron Hibás HEC δ helyes HEC Elıszinkron cellánkénti ellenırzés cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 53
Fizikai-rétegbeli interfészek DS-1 (T-1) 1.544 Mbps PDH Coax E-1 2.048 Mbps PDH Coax DS-3 (T-3) 44.736 Mbps PDH Coax E-3 34.368 Mbps PDH Coax E-4 139.264 Mbps PDH Coax SDH STM-1 155.52 Mbps SDH SM üvegszál (UTP-5) SDH STM-4 622.08 Mbps SDH SM üvegszál Taxi (4B/5B) 100 Mbps MM üvegszál - blokkkód (FDDI) Cella (8B/10B) 155.52 Mbps MM üvegszál - blokkkód Nyers Cella 155.52 Mbps SM üvegszál Nyers Cella 622.08 Mbps SM üvegszál Nyers Cella 2483.32 Mbps SM üvegszál Nyers Cella 25.6 Mbps UTP-3 Nyers Cella 51.84 Mbps SDH UTP-3 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 54
Példa ATM cellák szállítása SDH-val 9 oct 261 octets STM-1 3 RSOH AU-4 9 1 AU PTR C-4 VC-4 5 MSOH H4 9 SOH VC-4 POH 261 octets cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 55
Az ATM réteg Menedzsment sík Kontroll sík Felsıbb szintek Felhaszn. sík síkok mngmntje ATM Adaptációs réteg ATM rétegr Fizikai réteg összeköttetés vezérlés felhasználói információ rétegek menedzsmentje cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 56
Egy átviteli út AAL hibajavítás ATML PL UNI kapcsoló NNI kapcsoló UNI UNI NNI PNNI átvitel kapcsolás javítás cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 57
A virtuális út (VP) és csatorna (VC) VC1 VC2 ATM hálózatban az összeköttetéseknek két szintjét különböztetjük meg VP1 VP (Virtual Path) (VPI-ben megadva) (rendezı) 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 Rendezı) cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 58
Virtuális Topológia, avagy a VPC-k konfigurálása fizikai hálózat VP rendszer logikai hálózat cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 60
VPC elv Elınyök gyorsabb ö.k. kiépítés (kevesebb ugrás) kevesebb jelzés (kisebb táblázatok) gyorsabb védelmi kapcsolás kitünı VPN lehetıség QoS csoportok - elkülönítéssel Hátrányok statisztikus multiplexelés rosszabb forgalom-változásra érzékenyebb PVC, SVC cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 61
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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 62
ATM Forgalommenedzsment GoS paraméterek ATM hálózatban A hívásvezérlés jellemzıi (GoS: Grade of Service) a kapcsolatok kiépítésével összefüggı paraméterek hívás-felépítési idı ajánlott: 4 500 ms hívásbontási idı ajánlott: 300 ms hívásblokkolási valószínőség a hálózat méretezés és az erıforrás foglalás függvénye cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 63
Összeköttetések forgalmi leírói ATM Forum Traffic Management Specification Forgalom-jellemzı 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 64
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 becsülhetı hatékony sávszélesség foglalás nem lehetséges de jellemzıen 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 65
QoS paraméterek Az információtranszfer jellemzıi a cellák átvitelével összefüggı 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-bıl hibásodott, eltévedt vagy elveszett CMR (Cell Misinsertion Rate) cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 66
QoS Definiciók CLR = elveszett / össz küldött cella CER = hibásodott / hibásodott + sikeres cellaátvitel SECBR = komolyan hibás. cella blok / össz küldött cella CMR = tévesen beékelıdött / Idı intervallum Valószínőség sőrőség Fix késlsltetés 1-α Peak-to-peak CDV max CTD Cellaátviteli késleltetés α cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 67
A forgalommenedzsment funkciói ATM Forum Traffic Management Specification Version 4.1 Connection Admission Control (CAC) Feedback Controls Usage Parameter Control (UPC) Cell Loss Priority (CLP) Control Traffic Shaping Network Resource Management (NRM) Frame Discard cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 68
Útvonalválasztás: PNNI QoS-t figyelembe veszi Skálázható Magán ATM kapcsolók és magán ATM kapcsoló csoportok között hierarchikus útvonalválasztás nem-hierarchikus hálózatban Jelzési protokoll összeköttetések kialakítása Útvonalválasztási protokoll topológia, elérési, kapacitás és QoS információ szétosztására csomópont 20 bytes címe elsı 13 byte adott kapcsolóra rögzített utolsó 7 csatlakoztatott berendezések (6byte MAC cím + 1 választó) Peer Group Peer Group Leeder Border Node cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 69
PNNI Helló csomagok szomszédok felderítésére azonosítóikat szomszédok egymással tudatják PG-n belül Link Státusz információ váltás virtuális sávszélesség elérhetıség next hop cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 70
ATM illesztési (adaptációs) réteg Menedzsment sík Kontroll sík Felsıbb szintek Felhaszn. sík síkok mngmntje ATM adaptáci ciós s réteg r (AAL) ATM réteg Fizikai réteg összeköttetés vezérlés felhasználói információ rétegek menedzsmentje cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 71
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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 72
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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 74
Hívásfelépítés cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 78
Hálózat-menedzsment: OAM cellák GFC PT,CLP,HEC VPI VCI OT FT Function Specific Fields, 45 octets R CRC 5 octet header 4 bit 4 bit OAM Type 0001 Fault M 0010 Performance M 1000 Activation/Deactivation Function Type (pl) AIS Alarm Indication Signal RDI Remote Defect Indication Continuity Check Loop Back... VPC OAM cella => VCI = 3, 4 (segment, end-to-end) VCC OAM cella => PT = 100, 101 (segment, end-to-end) cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 80
IP forgalom ATM felett Lehetıségek protokoll beágyazás (multi-protokoll encapsulation) (RFC 1483) Classical IP over ATM (RFC 1577) Classical IP and ARP over ATM (RFC 2225) LAN emuláció (LAN Emulation over ATM Version 1.0) (ATM Forum) LANE v2.0 (ATM Forum) MPOA (Multi-Protocoll over ATM) ATM API MPLS (IETF) cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 81
Infokommunikációs hálózatok és szolgáltatások vitt4159 Cinkler Tibor (4./6) 2008. április 30. Hétfı 14:15 16:00 (IE.216) Szerda 8:30 10:00 (IE.216) http://opti.tmit.bme.hu/ihsz/ cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 82
4. Gerinchálózati Technikák Vázlat: 4.1.: PCM/PDH (http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.1, 2.1.1.2) 4.2.: SDH/SONET(http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.3) 4.3.: ATM 4.4.: MPLS 4.5.: ngsdh/sonet (GFP, VCat, LCAS) 4.6.: OTN 4.7.: Optikai hálózatok cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 83
4.4. MPLS MultiProtocol Label Switching (Többprotokollos címkekapcsolás) Egységes IP/MPLS kontroll Valamivel egyszerőbb mint ATM Csökkentett cimketér használat FEC révén (Forwarding Equivalence Class) Cimke lecserélés (Swapping) és többszintő 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 84
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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 85
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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 86
Az MPLS fejrész 32 bit = 4 byte ebbıl 20 bit a cimke 0 1 2 3 4 5 6 7 +-+-+-+-+-+-+-+-+ Label Entry Label: +-+-+-+-+-+-+-+-+ Label Value, 20 bits Label Exp: Experimental Use +-+-+-+-+-+-+-+-+ 3 bits Label Exp S S: Bottom of Stack +-+-+-+-+-+-+-+-+ 1 bit TTL TTL: Time to Live +-+-+-+-+-+-+-+-+ 8 bits cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 87
Az IP fejrész az MPLS fejrész Útvonalválasztás (routing) és adategység továbbítás (forwarding) 0 8 16 31 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 88
MPLS csomagtovábbítás bejövı címke 4 5... célcím 128.89.0.0/16 171.69.0.0/16... kimenı címke 9 0 Out IF 7 1...... kimenı címke IF info......... 128.89.25.4 Adat LSR A 1 1 171.69.0.0/16 4 128.89.25.4 Adat LSR B 0 bejövı címke X X... célcím 128.89.0.0/16 171.69.0.0/16... kimenı címke 4 1 Out IF 5 1...... kimenı címke IF info......... 9 128.89.25.4 Adat LSR C 128.89.0.0/16 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 89
Cimkeelosztó mechanizmusok LSP kialakításához LSR-ek továbbítási tábláinak terjesztésére az MPLS tartományban Címke elosztás (Label Distribution) Többféle különbözı alternatív protokoll: a Border Gateway Protocol (BGP) különbözı 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 91
MPLS TE IP: legrövidebb út = legkevesebb ugrás MPLS: tetszıleges 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 94
MPLS QoS: CR-LDP Traffic Parameters!!! Ezt nem mondtam el az órán!!! 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 95
MPLS Összefoglalás MultiProtocol Label Switching (Többprotokollos címkekapcsolás) Egységes IP/MPLS kontroll Valamivel egyszerőbb mint ATM Csökkentett cimketér használat FEC révén (Forwarding Equivalence Class) Cimke lecserélés (Swapping) és többszintő 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 96
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 Szolgáltatásminıség LER Label Edge Router Címke behelyezı (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 Következı ugrást leíró címketovábbítási elem ILM Incoming Label Map Beérkezı címkék térképe FTN FEC-to-NHLFE Map FEC és NHLFE összerendelı táblázat BGP Border Gateway Protocol Határkapu protokoll RSVP Resource reservation Protocol Erıforrásfoglalási protokoll LDP Label Distribution Protocol Címketerjesztı protokoll OXC Optical Cross Connect Optikai rendezı 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 97
4.5. Gerinchálózati Technikák Vázlat: 4.1.: PCM/PDH (http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.1, 2.1.1.2) 4.2.: SDH/SONET(http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.3) 4.3.: ATM 4.4.: MPLS 4.5.: ngsdh/sonet (GFP, VCat, LCAS) 4.6.: OTN 4.7.: Optikai hálózatok cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 98
4.5. ngsdh/sonet Következı (új) generációs SDH/SONET SDH/SONET + GFP + VCat + LCAS cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 99
SDH keretszervezés (G.707) 9 oct 261 octets STM-1 3 RSOH AU-4 RSOH AU-4 9 1 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 102
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 4 1 1 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 4 1 1 STM-1 AUG-1 AU-4 VC-4 C-4 3 1 3 1 STM-0 AU-3 VC-3 Pointer processing Multiplexing Aligning Mapping Source: ITU-T G.707 TUG-3 TU-3 VC-3 C-3 7 7 1 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest T1540590-00 103
Hol is tartunk most? Jelen és közeljövı: SDH/SONET, ATM, MPLS ng SDH/SONET: GFP, LCAS, VCat G.709, OTN, DW GbE, 10GbE (LAN+WAN 40, 70 km) Jövı: ASON, GMPLS, ASTN Távolabbi jövı: OBS/OPS? cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 105
ng SDH/SONET: GFP, VCat, LCAS next generation SDH/SONET Különbözı felsı rétegekhez egységes keretezés Egységes áramkörkapcsolt réteg Statisztikus nyalábolás (multiplexelés) a GFP révén Jó granularitás VCat 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 109
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 INFORM ATION 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 111
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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 112
GFP: Általános cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 113
GFP, Vcat, LCAS Folytonos helyett virtuális Virtuális (K4:b2) Jobb granularitás Jobb erıforráskihasználás Nagyobb sávszélességő csatornák hozhatók létre Inverz MUX! jobb stat. mux. Multi-Path Protection Folytonos (Continuous) VC-4-4c: 599.04 Mbps Virtuális (Virtual) VC-12-nv (n=1-64), 2.2 Mbps-139 Mbps VC-4-16c: 2396.16 Mbps VC-3-nv (n=1-64), 49 Mbps- 3.1 Gbps VC-4-64c: 9584.64 Mbps VC-4-nv (n=1-64), 149 Mbps -9.6 Gbps Pl.: Gbit Ethernet VC-4-7v cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 116
4.5. ngsdh/sonet Következı (új) generációs SDH/SONET SDH/SONET + GFP + VCat + LCAS cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 119
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 megfelelıen Meghibásodott összefőzött út (VC) leválasztásával javítja a hibatőrést...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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 120
4. Gerinchálózati Technikák Vázlat: 4.1.: PCM/PDH (http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.1, 2.1.1.2) 4.2.: SDH/SONET(http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.3) 4.3.: ATM 4.4.: MPLS 4.5.: ngsdh/sonet (GFP, VCat, LCAS) 4.6.: OTN 4.7.: Optikai hálózatok cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 121
4.6. OTN: G.872 + G. 709 + stb. Optical Transport Network - Digtal Wrapper Optikai Szállítóhálózat Definiálja: Együttes hullámhossz ÉS idıosztásos 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 122
OTN vs OTNT: Szőkebb és Tágabb értelem Szőkebb: 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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 123
Az OTN és WDM viszonya Forrás: ITU-T G.872: Relationship between OTN and WDM cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 124
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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 125
Az ITU-T G.709 keretezési struktúrája Forrás: Alcatel cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 126
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 1 1 7 8 4 15 16 17 3824 3825 4080 FAS OTU 2 3 ODU O P U Client Payload FEC 4 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 128
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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 129
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 IHSz, bytes) 2008 requires tavasz, the bandwidth Budapestof (15296/3808 = ) 4.017 ODU2 frames. This is not illustrated. 130
Multiplexing 4 ODU1 signals into an ODU2 (artist engineer impression) ODU1 ODU2 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 131
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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 132
OTM nyalábolás és leképezés OTM-0.m, OTM-nr.m, OTM-n.m Forrás: ITU-T G.709/Y.1331 - OTM multiplexing and mapping structures cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 133
Infokommunikációs hálózatok és szolgáltatások vitt4159 Cinkler Tibor (5./6) 2008. május 5. Hétfı 14:15 16:00 (IE.216) Szerda 8:30 10:00 (IE.216) http://opti.tmit.bme.hu/ihsz/ cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 134
Idaig jutottunk Aki elıvizsgázik május 14 szerdán 8-10, kérjük írjon maliosz@tmit.bme.hu címre, legkésıbb május 9 péntek délig! cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 135
Példák ATM, GFP közvetlenül OTN keretbe 1 STM-16 keret 2.55 OTU-1 keret 16x270x9 byte bruttó / 3809x4 byte nettó = 2.55 1 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% Forrás: Guylain Barlow, Innocor Ltd.: A G.709 Optical Transport Network Tutorial cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 136
Bitsebességek és a keretidık Keretezés OPU ODU OTU Time szint [Gbit/s] [Gbit/s] [Gbit/s] [µs] 239/238 * 255/238 * 1 2.488320 2.488320 2.488320 48.971 238/237 * 239/237 * 255/237 * 2 9.953280 9.953280 9.953280 12.191 238/236 * 239/236 * 255/236 * 3 39.813120 39.813120 39.813120 3.035 Valamennyi esetben ±20ppm a tőrés cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 137
FEC RS (255,239) Reed Solomon kód, mert Egyszerő Jelentıs hibajavító képesség Blokkhibára is jó (max 8 byte) 16 blokk fésőszerően Blokkonként kisebb a kódolási sebesség mint a vonali bitsebesség Kevésbé érzékeny blokkhibára (16x8=128 folytonos byte hibára is véd) 1 2 239 240 255...... x16 minden sorra 1 2 3 4 FAS OTU O P ODU U Client Payload FEC cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 138
A FEC nyeresége (1) A BER függése a jelszinttıl FEC-el és nélküle Forrás: Guylain Barlow, Innocor Ltd.: A G.709 Optical Transport Network Tutorial cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 139
Miért használjunk FEC-et? (DW, OTN, G.709) Teljesítmény (jelszint) nyereség: 7% FEC: 5dB vagyis 20 km-rel hosszabb szakaszok 10-4 BER helyett 10-14 BER 2.5 Gbit/s-os szakasz használható 10 Gbit/s-on Jelminıség romlás korai észlelése Jobb SNR ellenállás Minden negyedik 3R regenerátor kihagyható FEC kikapcsolható csupa 0 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 143
Ethernet shipping Andreas Gladisch: Third Hungarian WDM Workshop, 2003 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 144
10 GbE IEEE 802.3ae Distances of 40 (70) km MAN: a good solution WAN: over ng SDH/SONET or OTN Simple, cheap, point-to-point no QoS Used jointly with 1GbE (IEEE 802.3z) cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 145
Ethernet over SDH w/wo VirCat Multi-Layer, again! Better transport efficiency! Source: P. Bonenfant, A Rodrigez-Moral: GFP: The Catalyst for Efficient Data over Trasport, IEEE Communications Magazine May 2002 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 146
Multilayer Protocol Stack Source: M. Scholten, Z. Zhu, E.H. Valencia, J. Hawkins: GFP, IEEE Communications Magazine May 2002 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 147
Összefoglalás SDH nem elég SDH +GFP+VirCat+LCAS ngsdh (TDM+FEC) + (WDM+Mngmnt) OTN OTN + GFP+VirCat+LCAS + Ctrl cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 148
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 IHSz, 2008 tavasz, Budapest 149
5. Gerinchálózati Technikák Vázlat: 5.1.: PCM/PDH (http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.1, 2.1.1.2) 5.2.: SDH/SONET(http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.3) 5.3.: ATM 5.4.: MPLS 5.5.: ngsdh/sonet (GFP, VCat, LCAS) 5.6.: OTN 5.7.: Optikai hálózatok cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 150
5.7. Optikai hálózatok Motiváció 3 generácio Nyalabolás Heterogén Fejlıdés: SDH ATM MPLS ngsdh OTN ASON ASTN/GMPLS OBS/OPS cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 151
Motiváció Optikai átvitel elınyei: Nagy sávszélesség Kis csillapítás Kevés jeltorzítás (kompenzálható) Zavarérzéketlen (EM, áthallás, környezet hatásai) Olcsó (réz SiO 2 ) Fémmentes Kis átmérıjő Stb. cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 152
A hálózatok felépítése Hozzáférés (Access of Enterprise and Residential users): LAN (Eth), xdsl, PON, FTTX, PLC DECT, GSM, GPRS, EDGE, UMTS Földfelszíni és mőholdas mikrohullámú METRO (MON): SDH, METRO Ethernet, ATM, MPLS, METRO Access: A hozzáférési forgalom összefogása SONET/SDH győjtı győrők, RPR, Ethernet, Pt2Pt Optical Ethernet METRO Core: Pl.: SDH, ROADM - CWDM vagy DWDM-mel Szállítás (Transport: LHON, gerinc (Backbone), mag (Core)) DW/OTN, (ng)sdh/sonet, ASON, GMPLS, ASTN MON: Metropolitan LHON: Long Haul Optical Network cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 156
Geant Europan network cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 157
cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 158
cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 159
ESnet (2003) Forrás: H.B.Newman, GNEW2004 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 160
AArnet (Australia 2004) összeköttetései + SXTransPORT (Trans Pacific Optical Research Testbed) cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 161
GLORIAD: Global Optical Ring (USA-Európa-Oroszország-Kína, 10 Gb/s) cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 162
Amerikák tengeri fénykábel rendszerei Americas 1 Americas II South American Crossing Columbus II Columbus III Emergia (Telefonica) ARCOS Maya-1 360 Americas Forrás: H.B.Newman, GNEW2004 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 163
Pan-European Networks Forrás: PriMetrica Inc, 2004 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 164
3 Generáció 1. G: Csak az átviteli szakaszok optikaiak 2. G: Teljes átviteli utak optikaiak 3. G: Már a vezérlés is optikai cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 166
Nyalábolási Technikák Térosztásos (OSDM) Hullámhosszosztásos (WDM (CWDM és DWDM)) Idıosztásos (OTDM) Kódosztásos (OCDM) cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 167
Optikai technológia Fényszálak AWG Arrayed Waveguide Grating Jelátvitel, adók, vevık, szőrık Optikai erısítık, sávok cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 168
Fiber Anatomy Forrás: Shivkumar Kalyanaraman cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 169
Fiber Manufacturing Adalékolják Graded index (Step Index) Kábelvezetékben lehet több kábel Kábelenként 1000 fényszálig Fényszálanként 160 λ λánként 2.5Gbps vagy 10 Gbps Forrás: Shivkumar Kalyanaraman cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 170
Egymódusú és többmódusú Üvegszál (Fényszál) Single-Mode Fiber (SMF) (8 to 10 µm mag) Multimode Fiber (MMF) (50 to 85 µm mag) SiO 2 alapú (vagy mőanyag) 3 alacsony csillapítású sáv ( ablak ): 0.8, 1.3, 1.55 µm Törésmutató: n~1.43 n~1.45 Forrás: Shivkumar Kalyanaraman cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 171
Absorption and Attenuation: Absorption Spectrum Material absorption (Silica) 0.2 db/km Forrás: Shivkumar Kalyanaraman cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 172
Fiber:Transmission Windows Lucent s new AllWave Fiber (1998) eliminates absorption peaks due to watervapor in the 1400nm area! Forrás: Shivkumar Kalyanaraman cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 173
ITU-T hullámsávok 1260 1360 nm: 1360 1460 nm: 1460 1530 nm: 1530 1565 nm: 1565 1625 nm: 1625 1675 nm: wavelength) O-band (original) E-band (extended) S-band (short wavelength) C-band (conventional) L-band (long wavelength) U-band (ultra-long WWDM (Wide WDM) > 50 nm 1000 GHz < CWDM (Coarse WDM) < 50 nm DWDM (Dense WDM) < 1000 GHz cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 175
WDM alapelvek Egy fényszál több λ (hullámhossz) Milyen hullámhosszakon? Csillapítás (db/km) 10 5 1.0 0.5 0.1 850 nm, olcsó 1300 nm, diszperzió 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 Hullámhossz (µm) Forrás: VPI Virtual Photonics 1550 nm min. csillapítás cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 176
DWDM és CWDM ITU-T, frekvencia rács 2002 május G.694.1 Spectral grids for WDM applications: DWDM frequency grid (frekvenciában egyenletes a rács) G.694.2 Spectral grids for WDM applications: CWDM wavelength grid (hullámhosszban egyenletes a rács) DWDM: 193.10 THz (1552.52 nm) körül 191.7 THz 196.1 THz (1563.86 nm 1528.77 nm) 186 THz 201 THz (1611,78 1491,50 nm) ~150 csatorna, 100 GHz-enként 100 GHz-enként (200, 100) 50, 25 (12.5) GHz-enként is lehet ~ 40, 80, 160 csatorna CWDM Nagyobb a sáv a csatornák között (~20 nm) Ezért kevésbé pontos, szélesebb spektrumú Ezáltal olcsóbb eszközök Nagyobb bitsebességeken mert λ 2 -λ 1 = c (ν 1 -ν 2 ) / ν 1 ν 2 Heinrich R. Hertz cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 177
Frekvencia tartomány 100 csatornás DWDM rendszer fésője 10 9 Hz (10 GHz) csatorna- réseléssel 193 THz frekvencia körül (c=λ ν) λ=1553 µm Forrás: VPI Virtual Photonics Teaching Material cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 178
Idıtartomány Szemábra (Eye Diagram) Forrás: VPI Virtual Photonics Teaching Material cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 179
MUX/DEMU X Forrás: VPI Virtual Photonics Teaching Material 4λ CWDM vagy DWDM rendszer Nyalábolás-Bontás (Multiplexing-Demultiplexing) Frekvencia és idıtartományban cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 180
6. BER Gbit/s λ-rés összefüggése Ha 10-9 BER (bithibaarány) alatt szeretnénk maradni Milyen bitsebességre? Mekkora frekvenciakülönbség (csatorna-rés) legyen szomszédos csatornák között? Áthidalandó távolság és a fényszálban használt sávszélesség is kihat! Forrás: VPI Virtual Photonics Teaching Material cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 181
Optikai technológia Fényszálak és hullámhossz-sávok AWG: Arrayed Waveguide Grating Optikai erısítık, sávok cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 182
Infokommunikációs hálózatok és szolgáltatások vitt4159 Cinkler Tibor (6./6) 2008. május 7. Hétfı 14:15 16:00 (IE.216) Szerda 8:30 10:00 (IE.216) http://opti.tmit.bme.hu/ihsz/ cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 183
AWG: Arrayed Waveguide Grating Tömbös hullámvezetı rács Mőködési elv magyarázata: www.c2v.nl/products/software/support /files/a1998003b.pdf cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 184
Optikai erısítés és jelfrissítés 3R: Re-Amplification, Re-Shaping, Re-Timing tisztán optikai úton? SOA: Semiconductor Optical Amplifier EDFA: Erbium Dopped Fiber Amplifier (Er 3+ és egyéb ritkaföld elemek) Ramman Amplifier cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 185
Optikai hálózatok fejlıdési mérföldkövei Statikus szolgáltatott (Provisioned) vagy dinamikusan kapcsolt (Switched)? Optikai Hálózati Funkcionalitás statikus dinamikus többrétegő Mesh Networks: OTN Ring Networks Point to Point WDM Links csomagkapcs Optical Packet Switching Optical Burst Switching Multilayer Switching: ASTN Wavelength Switching: ASON 1995 2000 idı cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 190
ITU-T ASON: Automatically Switched Optical Network cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 191
ITU-T ASON ASON architecture (Architektúra): Architecture for Automatically Switched Optical Networks: G.8080, (G.ason) Signalling (Jelzés): Distributed Call and Connection Control: G.7713, (G.dccm) Routing (Útvonalválasztás): Architecture and Requirements for Routing in the Automatic Switched Optical Networks (G.7715, G.rtg) Discovery (Felderítés): Generalized Automated Discovery Techniques G.7714, (G.disc) cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 192
CP és MP funkciók (Functions of CP & MP) Policy Management Accounting End-to-End Path Management Alarm Correlation and Supervision Performance Management Routing Traffic Engineering Preparing Restoration Resource Discovery Restoration Multi-Vendor Path Set-Up MP (NMS) Combined CP & MP CP real time actions e.g., GMPLS cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 193
Kapcsolás vagy rendezés? Switching vs. Cross-Connecting Menedzsment sík: Management Plane (MP) Jellemzıen központi Lassú, de optimális Vezérlı sík: Control Plane (CP) A felhasználó jelzéssel kezdeményezi az összeköttetést Jellemzıen elosztott (distributed source routing) Gyorsabb, bonyolultabb, gyengébb útvonalak Összeköttetés Típusok: Állandó: Permanent Lágy-állandó : Soft Permanent Kapcsolt: Switched cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 194
Elektro-optikai rendezı: Electro - Optical Cross Connect (EOXC) O/E E/O EXC Olcsó, elektronikus térkapcsoló mag Nem transpaerens! Teljes hullámhosszkonverziós képesség A transponderek a drágák cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 196
Optikai rendezı: Optical Cross Connect (OXC) O O O Tisztán optikai (optikai mag: 3 x 2x2 = 12) Átlátszó Nincs λ-konverziós képesség Bonyolult útvonalválasztás cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 197
Optical Cross Connect (OXC) Full λ conversion capability O/O O All-Optical (optical core: 6 x 6 = 36 > 3 x 2x2 = 12) Full λ conversion capability Expensive optical λ converters Opaque cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 198
Optical Cross Connect (OXC) Limited λ conversion capability O O O Limited number of λ converters (Limited Conversion Capacity) Can be also limited in range if is limited in range 4 x 3x3 = 36, but only 3 λ converters instead of 6 cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 199
2D MEMS: Micro Electro-Mechanical Systems cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 200
3D MEMS a tükröcskék Forrás: Lucent cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 201
3D MEMS Mőködési elv Electrical Cables Input MEMS Array Input Optical Fiber Bundle Electrical Cables Output MEMS Array Hermetic Enclosure Forrás: Lucent Output Optical Fiber Bundle cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 202
Buble-switch: Buborék kapcsoló Forrás: Agilent cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 203
Egyéb kapcsoló és rendezı megoldások Prisma Switch Thermo-optical Liquid Chrystal Accusto-optical Input 1 +V Output 1 Input 2 Output 1 Electrodes LiNbO 3 Piezo-electric... Liquid Cell to Rotate Polarization Beam Displacer - Voltage + Liquid Crystal cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 204
Optikai hálózatok fejlıdési mérföldkövei Optikai Hálózati Funkcionalitás statikus dinamikus többrétegő Mesh Networks: OTN Ring Networks Point to Point WDM Links csomagkapcs Optical Packet Switching Optical Burst Switching Multilayer Switching: ASTN Wavelength Switching: ASON 1995 2000 idı cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 205
Többrétegő optikai hálózatok Egy rétegő hálózat: Gyenge granularitás: 1 fényszál: 1-10 Tbit/s (DWDM: 100-200 λ) 1 λ csatorna: 2.5 or 10 Gbit/s 1 STM-64: 64 x STM-1 További rétegek a finomabb granularitáshoz Több rétegő hálózat: Bonyolult vezérlés és Menedzsment (Control & Management) Útvonalválasztás (Routing) Forgalomterelés (TE: Traffic Engineering) Hibatőrıképesség (Resilience) Kétszerezett vagy többszörözött funkciók cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 206
Mi a forgalom-kötegelés (Traffic Grooming)? C A B D C A B D C A B D cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 210
GMPLS/ASTN Dinamikus (Kapcsolt) és Többrétegő Dynamic (switched) & Multilayer IETF GMPLS: Generalised Multiprotocol Label Switching ITU-T ASTN: Automatic Switched Transport Network PSC L2 TSC λsc WBSC FSC (Packet Switching Capable, e.g., IP) (Layer 2 SC, e.g., GbEth) (TDM SC, e.g., SDH VC-4-4c) (Wavelength SC) (WaveBand SC) (Fiber SC) cinkler()tmit.bme.hu IHSz, 2008 tavasz, Budapest 211