Arquitecturas en Anillo para Redes Backbone IP

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Susana Padilla Paz
hace 8 años
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1 Contenido Seminario de Doctorado Escuela Politécnica Superior Universidad utónoma de Madrid rquitecturas en nillo para Redes ackbone IP nálisis Comparativo: IP/SDH vs IP/Fibra II) Configuraciones de los Nodos 1 Concepto de Capas. Tecnologías nálisis Comparativo: IP/SDH vs IP/Fibra II) Configuraciones de los Nodos IP Multiplex. datagramas y Encaminamiento 3 1 daptación Control & Protección de Red SDH Multiplexación Eléctrica Circuitos, HO Encaminamiento, Control & Protección OTN WDM 1 Multiplexación de Longitud de Onda Fibra Óptica 3 IP/SDH IP/SDH/WDM. nillos SDH Multi λ Implementación Física Giga DM Repetidor CP IP O T E DM SDH : Tributarios (T), gregados: Este (E) y Oeste (O) nillo STM-16 Con protección t Terminal WDM con transpondedores (t) Síncronos CP SDH Tráfico de tránsito en capa SDH Gestor SDH mplificadores Opticos & Regeneradores Gestor SDH 5 6 1

datagramas y Encaminamiento 3 1 daptación Control & Protección de Red SDH Multiplexación Eléctrica Circuitos, HO Encaminamiento, Control & Protección OTN WDM 1 Multiplexación de Longitud de Onda

2 IP/OTN (nillo Óptico, Nλs) IP(+)/Fibra Implementación Física ODM con Restauración de Red mplificadores de Líneas/ Regeneradores nillo MS-SPRING con funcionalidad de configuración en anillo Repetidor de línea Implementación Fisica CP IP CP IP CP DE DPTCION Tráfico de tránsito en capa /3 CP OPTIC FIR Tráfico de tránsito en capa L1, OTN 7 8 IP(+)/WDM, nillos Multi λ Line Cards /GSR con funcionalidad de nillo Terminal WDM mplificadores/ Regeneradores Mecanismos de Protección y su impacto en el throughput de la red Criterios y Metodología de Diseño de Red 9 F MS-SPRING (I) F MS-SPRING (II) F MS-SPRING Convencional F MS-SPRING. G.81 nnexo En condiciones normales En condiciones de fallo En condicion normales En condiciones de fallo Ring switch Cable cut Corte del Cable Ring switch 11 1

funcionalidad de nillo Terminal WDM mplificadores/ Regeneradores Mecanismos de Protección y su impacto en el throughput de la red Criterios y Metodología de Diseño de Red 9 F MS-SPRING (I) F

3 Trayecto Multihop /Retardo Comportamiento del protocolo TCP con el retardo Condiciones Normales 1 El throughput de la red TCP/IP es sensible a la Tasa de Error (ER) y al Retardo (Round Trip Delay) 3 Fallo de Enlace CONSIDERNDO UN ER FIJO, EL THROUGHPUT DE L RED TCP/IP ES DIRECTMENTE PROPORCIONL L VELOCIDD DE TRNSMISION E INVERSMENTE PROPORCIONL L RETRDO. MS-SPRING MS-SPRING, nexo o SNCP Retardos, RTD: * ( R 1- + R -3 + R 3- ) > * (R -3 + R 3- ) 13 1 THROUGHPUT TCP/IP Influencia del Mecanismo de Protección en Throughput TCP/IP Mbps 1 segment loss 0% segment loss 0,01% 8 segment loss 0,1% 6 segment loss 1% Round Trip Time (ms) TCP Throughput [Mb/s] verage Delay [ms] 3,0,5,0 1,5 1,0 0,5 0,0 50,0 00,0 150,0 0,0 50,0 0,0 G.81 MS-SPRING SPRING Condiciones Normales SNCP o MS-SPRING, nnex, Fallo MS-SPRING, Fallo Re-routing Re-looping nodes 5 nodes 6 nodes 7 nodes Number of Nodes 8 nodes 9 nodes G.81 MS-SPRING SPRING NNEX IP/SDH vs IP(+)/Fibra (1) Mecanismos de Protección y su impacto en el throughput de la red IP/SDH (SNCP or MS-SPRING nnexo ) + Implementación Standard (ETSI, NSI), Multivendor. - Un Nodo consiste en un mas un DM. IP(+)/fibra Se implementa con interfaces SDH/SONET. + En principio no necesita equipos SDH adicionales en los nodos. - Implementación propietaria. No Multivendor. - Mayor retardo de las conexiones en caso de fallo. - El /GSR necesita puertos a la velocidad agregada del anillo. - Cada router maneja el trafico total del anillo

MS-SPRING MS-SPRING, nexo o SNCP Retardos, RTD: * ( R 1- + R -3 + R 3- ) > * (R -3 + R 3- ) 13 1 THROUGHPUT TCP/IP Influencia del Mecanismo de Protección en Throughput TCP/IP Mbps 1 segment loss 0%

4 IP/SDH Vs IP/Fibra () IP/SDH (MS-SPRING nnex ) es la mejor solución: El throughput TCP/IP del anillo es mayor en caso de fallo. La matriz de conmutación de los routers es menos compleja. ñadiendo terminales WDM en los nodos se aumenta la capacidad de la fibra permitiendo construir múltiples anillos, cada uno a una longitud de onda. El tráfico de tránsito permanece en la capa SDH Nodos: IP/SDH y IP(+)/Fibra Nodo IP/SDH/WDM IP/SDH stm -1/ IP (+)/Fibra stm-s nillo STM-16 SDH DM, 16 MUX STM -16 configurable en nillo stm-1/s Múltiples nillos λ: DM, 16 nillo STM-16 WDM 1 Nodo IP(+)/WDM Nodo IP/OTN stm- Muliples nillos λ: stm- nillo Optico λ: MUX STM-/16 t configurable en nillo WDM Transponders Síncronos (t) MUX STM-/STM-16 ODM con restauración de Red PE. I/Fs: stm-1, stm- 3

19 0 Nodos: IP/SDH y IP(+)/Fibra Nodo IP/SDH/WDM IP/SDH stm -1/ IP (+)/Fibra stm-s nillo STM-16 SDH DM, 16 MUX STM -16 configurable en nillo stm-1/s Múltiples nillos λ: DM, 16 nillo STM-16 WDM 1

5 Topología Física D 530 km 80 km 600 km C 350 km Nodo 5 6 Tráfico de Transmisión de la ackbone Tráfico Total en el Core (STM-1s) W TX utiliz. 50% C D Total C 3 38 D STM-1 I/F s STM- I/F s nalisis comparativo 7 8 Criterios de Dimensionado Elementos WDM Transmisión ackbone Nodos (M,, V y S) % de utilización de enlaces 50 % Concentración Edge-ackbone 70 % Protección de nillo MSSPRING/SNCP Vanos entre Repetidores, O, Regeneradores Repetidor SDH: 80 km O para WDM/OTN: 80 km Regeneradores para WDM/OTM: 600 km Interfaces s STM-1 y STM- Terminal WDM Regenerador WDM de Línea ODM, λs E/I y de paso sin regeneración ODM, λs E/I y de paso con regeneración

ackbone Nodos (M,, V y S) % de utilización de enlaces 50 % Concentración Edge-ackbone 70 % Protección de nillo MSSPRING/SNCP Vanos entre Repetidores, O, Regeneradores

6 nillos WDM. OTN Metodología de Diseño de Red D 530 km C 80 km 600 km 350 km Terminales WDM (WDM) 1 ODM con Regeneración de Lambdas de paso (OTN) Terminales WDM (WDM) 1 ODM sin Regeneración de Lambdas de paso (OTN) Punto de Regeneración de Línea (WDM y OTN) Output Calculations Transmission Traffic Matrix MSSPRING Path Routing Table RingTopology: Node Locations and Link Distances Protection Mechanisms # STM-16 Rings # Lambda Connections vailable I/ Fs WDM DM MUX Interfaces SNCP (IP/ OTN) ODM Fiber Length and In Line Equipment: Repeaters (IP/SDH, IP/fiber), ILs and Regenerators (other cases) IL, cada 80 km 31 3 Coste de Equipos y Longitud de Fibra Coste Equipos (Unidades rbitrarias) Long. Fibra ( 5 km) IP/Fibra IP/WDM IP/SDH IP/SDH/WDM IP/OTN 33 3 Coste de Equipos. Sensibilidad # Nodos Coste (Unidades rbitrarias) N= N= 6 N=8 Numero de Nodos IP/Fibra IP/WDM IP/SDH IP/SDH/WDM IP/OTN

(OTN) Punto de Regeneración de Línea (WDM y OTN) Output Calculations Transmission Traffic Matrix MSSPRING Path Routing Table RingTopology: Node Locations and Link Distances Protection Mechanisms #

7 . IP/SDH Vs IP(+)/Fibra. IP/OTN IP/SDH. El Tráfico de Tránsito del nillo se maneja en la capa de Transmisión Reduce la complejidad de los s Solución Competitivo en coste, cuando se requiera I/Fs STM- 16/nillos STM-16 En caso de fallo, el Throughput TCP/IP de la red es un 0 % mejor. Transmisión SDH : es una solución estándar. permite mas flexibilidad de servicios. demás del Tráfico IP puede soportar los servicios SDH: líneas alquiladas, etc. IP/SDH/WDM reduce el número requerido de fibras y el número de equipos de línea, disminuyendo el coste de la red. nillos OTN, Optical Transport Network, que incluye las funciones de OM&P en la capa óptica proporciona las siguientes ventajas: WDM (3-6 λ canales, cada uno a,5/ Gbit/s). Transparente al tipo de señal, protocolo, etc. (SDH/SONET, GbE, etc.). Conexiones EE directas/ Longitud de Onda Simple Estructura de Nodo: y ODM. Los s solo manejan el tráfico local Matrix del simple. Conmutación de Protección Rápida ( 50 ms). ajo incremento del retardo de los paquetes en caso de fallo No afecta significativamente al Throughput TC/IP. Competitivo en coste. En particular en aquellos escenarios con relaciones de tráfico de alta capacidad ( STM-16 o mayor) REFERENCIS Red ackbone IP [1]. guilar, IP ackbone Ring Network rchitectures. Network 000. [] C. Coltro, Implementing a TCP/IP aware survivable transmission infrastructure. lcatel TSD. [3] ITU-T Recommendation G.81. Types and Characteristics of SDH Network Protection rchitectures. [] ITU-T Recommendation G.87. rchitecture of Optical Transport Network. [5] K. Sato and S. Okamoto (NTT). Photonic Transport Technologies to Create Robust ackbone Networks. IEEE Communication Magazine. ugust ntonio guilar Morales EPS. UM antonio. aguilar@uam.es

Throughput TCP/IP de la red es un 0 % mejor. Transmisión SDH : es una solución estándar. permite mas flexibilidad de servicios.

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