Síťové aplikace DWDM a SDH systémů

Vysokorychlostní sítě 1999
Aplikace DWDM a SDH
v optických páteřních sítích
Rudolf Čihák
Tel.: +420 2 66103 253
E-mail: [email protected]
Lucent Technologies
Lucent Technologies - Proprietary
Dynamický rozvoj transportních sítí
1997
Megabitové routery
s STM-1 porty přes
SDH
200
100
50
Hlas
Data
Video aplikace
Multimedia
Internet
Přístup k informacím
Internet
Živé TV
vysílání
Video
konference
Hlas
Email
0
64Kbit/s - STM-1
Čas
STM-1, STM-16
Přenosové pásmo
nxSTM-16
Vývoj síťové architektury
• Paralelně rozložené služební vrstvy (IP, ATM, PSTN)
• Jednotná transportní vrstva DWDM & STM (SDH)
• Vstup SDH a DWDM do metropolitních vrstev
• Zálohování na optické vrstvě
2000
Terabitové routery
s STMSTM-16 porty přes
DWDM
Tlak ze strany trhu
150
Interaktivní
video služby
Služby
Nárůst IP provozu
250
Potřeba spolehlivého
přenosového pásma
• VPN, Intranet
• Internet
Exponenciální nárůst
datových služeb
• Internet, VoIP
•video
Tlak ze strany technologie
Technologie optických sítí
• zvyšujicí se počet vlnových délek
• řízení spektrálních kanálů
Technologie paketových prvků
• vysoká propustnost
• garance kvality služby QoS
Lucent Technologies - Proprietary
Snižování ceny přenosového
pásma ($/Mb)
•tlak konkurence
Dynamický rozvoj transportních sítí
Sítě zítřka ?
TDM
IP
ATM
DWDM
TDM
IP
ATM
SDH
DWDM
TDM
IP
ATM
SDH
DW
DM
Smíšené druhy Dominující datové
služeb
a multimedialní
služby
Dominující hlasové
služby
IP
SDH
DWDM
IP ++
DWDM
Multislužební
sítě nové
generace!
Dominující datové
služby
Lucent Technologies - Proprietary
3
Budoucnost transportních sítí ?
Dva směry pohledu
A
Paketová
služební vrstva
Z
• Spolupráce transportní a
služební vrstvy
– Rychlá a spolehlivá záloha
– Optimalizovaná služební vrstva
“A-do-Z”
Transportní
vrstva
• Služební vrstva přebírá roli
transportní sítě
– Přenosové pásmo je řízeno
služební vrstvou
– zálohování provozu přebírá
služební vrstva
11/26/99
Paketová
služební vrstva
Transport typu
bod - bod
Lucent Technologies - Proprietary
Lucent Technologies - Proprietary
4
Rychlost zálohovacích funkcí
Zálohování na úrovni služební vrstvy nebude dostatečně rychlé
Typ vrstvy
Služební
vrstva
Architektura
Čas přepnutí na
zálohu
Minuty
IP dynamic reroute
PNNI: ATM restoration
Vteřiny
SDH/SONET or ON restoration
Transportní
vrstva
* ATM protection (VP rings)
SONET/SDH protection
ON protection
Zlomky vteřin
do 50 ms
Sítě s vysokou spolehlivostí potřebují zálohu na úrovni transportní
vrstvy.
Lucent Technologies - Proprietary
Služební vrstva v roli transportní sítě
Požadavek na
rozšíření
Celá služební vrstva
musí být rozšířena i v
případě nutnosti
kapacitního navýšení
pouze dvou uzlů
Paketová
služební vrstva
Transport typu
bod - bod
Transportní vrstva
vrstva “bod-bod”
“bod-bod” limituje
limituje
Transportní
schopnost rozšíření
rozšíření
schopnost
protože logická
logická toplologie
toplologie služební
služební vrstvy
vrstvy je
je
protože
svázaná ss fyzickou
fyzickou vrstvou
vrstvou transportní
transportní sítě.
sítě.
svázaná
Funkce zálohy
zálohy na
na úrovni
úrovni služební
služební vrstvy
vrstvy je
je
Funkce
příliš pomalá
pomalá
příliš
Lucent Technologies - Proprietary
6
Spolupráce transportní a služební
vrstvy
Transportní vrstva
vrstva disponuje
disponuje rychlými
rychlými
Transportní
zálohovacími funkcemi
funkcemi ..
zálohovacími
Snadná aa efektivní
efektivní rozšiřitelnost
rozšiřitelnost služební
služební
Snadná
vrstvy.
vrstvy.
Možnost cíleného rozšíření
kapacity
A
Paketová
služební vrstva
Z
“A-do-Z”
Transportní
vrstva
Lucent Technologies - Proprietary
7
Hodnota transportní sítě
Mulifunkční transportní síť
A
Paketová
služební vrstva
Z
Efektivní řešení
• Kontroluje tempo rozšiřování služební
vrstvy
• Zajišťuje rychlé a efektivní zálohování
– ~50-100 ms
– Efektivní zdílení záložního pásma
(MSSPRING)
“A-do-Z”
Transportní
vrstva
Transport = “hloupá trubka”
Paketová
služební vrstva
Degradace transportní vrstvy
• Drahé a neefektivní rozšiřování kapacity
– více než dvojnásobná potřeba kapacity
pro zálohu provozu
– Nutnost častějšího rozšiřování kapacity
• Neefektivní a pomalá záloha provozu
Transport typu
“bod - bod”
Lucent Technologies - Proprietary
Princip návrhu optických sítí
Optický kruh
• Podpora výce služebních vrstev
• Programovatelný Add/Drop
• Možnost výběru záložního optického kanálu
• Schopnost zamezení zálohy na optické
vrstvě
OADM
OADM
>=32l WDM
STM16
interface
STM
STM
STM64
interface
STM
IP
router
X
Záložní optický
kanál
OADM
OADM
STM16
SPRing ADM
ATM
switch
STM64
SPRing ADM
IP
router
X
Vrstva SDH zabezpečuje zálohu (MS-SPRing)
Záloha na optické úrovni je potlačena pro tento spektrální kanál
Pracovní optický
kanál
Datová služební vrstva je zálohována na úrovni optické vrstvy
Lucent Technologies - Proprietary
Princip návrhu optických sítí
Řízení přenosového pásma
I/O
I
/
O
ATM/IP
STM
I
/
O
I/O
AllMetro
Ring
AllMetro
Ring
I/O
I
/
O
ATM/IP
STM
I
/
O
AllMetro
Ring
Svazek spektrálních
kanálů na páru opt.
vlákna
I/O
Lambda vrstva:
• Nové služby - pronájem vlnové délky
I/O
• Cesta k plně optickým sítím
ATM
IP
ATM
SDH
AllMetro
Ring
IP
I
/
O
ATM/IP
STM
I
/
O
I/O
AllMetro
Ring
SDH
∨
VRSTVA
I/O
I
/
O
ATM/IP
STM
I
/
O
AllMetro
Ring
I/O
IP
SDH
ATM
Lucent Technologies - Proprietary
10
Nové prvky optických transportních
sítí: trendy vývoje SDH prvků
➪ 1993
STM-16
16/4
16/4
STM-4
4/1
4/1
STM-1
1/1
1/1
63x2M
˜ 1996
➪
➪ 1999 ADM16/1
STM-16 or
STM-4
STM-16
ADM16/1
ADM16/1
16/4
16/4
STM-4 or STM-1
STM-4 or
32 x STM-1 or
504x2M etc.
4/1
4/1
STM-1 or
126 x 2M
Nové vlastnosti:
vlastnosti:
Zřetězení virtualních kontajnerů
VC4VC4-Xc,
Xc, VC4VC4-Xv
Tandem Connecton Monitoring TCM
Lucent Technologies - Proprietary
11
Nové prvky optických transportních
sítí: WaveStarTM BWM
Voice
Switch
STM-1
ADM
155/622 Mb/s
a 2.5 Gb/s
Přístupové
kruhy
BDCS
and/or
WDCS
STM-4
ADM
STM-16
ADM
STM-16
ADM
STM-16
ADM
STM-16
ADM
STM-4
ADM
Služební uzel
DSX/LGX
Data
Switches
Voice
Switch
2.5/10 Gb/s
Transportní
kruhy
BWM
155/622 Mb/s
a 2.5 Gb/s
Přístupové
kruhy
STM-64
ADM
BWM
ATM/IP
STM
AllMetro TM
Služební uzel
2.5/10 Gb/s
Transportní
kruhy
(STM/DWDM)
WDCS
DSX/LGX
• 30-60% úspora na zařízení: - méně síťových prvků ve
služební vrstvě
• 70-85% úspora prostorových požadavků
• Vysoce spolehlivé sítě: - méně DDF (rozvaděčů)
• Úspora nákladů na řízení sítě: - méně síťových prvků
Lucent Technologies - Proprietary
WaveStar BandWidth Manager (BWM)
Global Crossing Pan European Network
COP
AC-1
SYL
HAM
BEV
AMS
DUS
ROT
LAE
ANT
LON
BRU
FRA
PAR
STR
ZUR
BB-DACS
TOR
100+ ADM 16/1s
MIL
OLS 400G mezi jednotlivými městy
Lucent Technologies - Proprietary
13
WaveStar BandWidth Manager (BWM)
Global Crossing Pan European Network
COP
AC-1
SYL
HAM
BEV
AMS
DUS
ROT
LAE
ANT
LON
BRU
FRA
PAR
STR
ZUR
11 BWMs
TOR
77 ADM 16/1s
MIL
OLS 400G mezi jednotlivými městy
Lucent Technologies - Proprietary
14
Příklad návrhu optické páteřní sítě
Optický kanýl: 2.5 Gb/s a více
Optická páteř
OADM
OADM
Kruh
40 - 80 l
OXC
OLS
OLS
OADM
OLS
Mesh
40 - 80 l
OXC
OLS
OLS
DCS
ADM
MSSPRING
2,5 Gbit/s
ADM
Metro
Aplikace
Přístup
ADM
ADM
Přístupový
kanál SDH:
DCS
155 Mb/s
do Gb/s
OADM
OADM
OADM
SNC/N
STM-1, 4
OADM
OADM
Lucent Technologies - Proprietary
Legenda:
OXC: Optical Cross Connect
OADM: Optical Add/drop Multiplexer
OLS: Optical Line System
OA: Optical Amplifier
Aplikace DWDM a SDH v optických
páteřních sítí: Shrnutí
•Expanzivní nárůst požadavků na
přenosové pásmo si žádá změnu
architektury transportních sítí
Přímá
l
•Unifikovaná optická vrstva:
vrstva: snadno
rozšiřitelná,
rozšiřitelná, relativně levná a bezpečná
Druhy
služeb
Cell
Frame
Relay
Pevná
linka
IP
•Zálohování transportního provozu
migruje do optické vrstvy
čas nutný pro zálohovací funkce 50 ms.
Sdílené záložní funkce (MSSPRING)
ATM
SDH
•Nový pohled na návrh optických
transportních sítí - vznik lambda vrstvy
•Vznik nových hybridních síťových prvků
(služební vrstva),
vrstva), vznik nových optických
prvků (transportní vrstva)
vrstva)
IP služba
s garancí
QoS
Optická vrstva DWDM
Jednotná optická vrstva
•SDH vrstva se bude ztenčovat z hlediska
funkčních vlastností a přecházet do
přístupových sítí
Lucent Technologies - Proprietary