Jornadas Red-Iris : Redes ópticas David Benito dbenito@unavarra.es. Pamplona 2001 MAD

Transcripción

1 Jornadas Red-Iris : Redes ópticas David Benito dbenito@unavarra.es Pamplona 2001 MAD BCN VLC

2 Arquitecturas /Tecnologías/Servicios de Red USUARIO Fijo y móvil Set Top Box: TV digital, i TV, WebTV Acceso óptico directo OTRO PTT s HFR HFC SCM (DC-1 GHz) LAN ACCESO Interfaz óptico abierto Cobre + ADSL Radio/ Móvil Nodo óptico MAN TRANSPORTE ADM de paquetes OXC de paquetes Nivel de transporte fotónico WAN (Niveles: físico, enlace, red) Red-Iris : Operador de telecomunicación en entorno WAN RED ÓPTICA SDH/SONET

3 Objetivos de la Red-Iris Satisfacer las necesidades de sus servicios con un coste competitivo Abaratar costes de transporte Solución escalable a prueba de futuro (equipamiento de comunicaciones propio y fibra en alquiler) Alta fiabilidad de la red Gestión extremo a extremo y QoS para soportar el alquiler de los canales Tiempo corto de puesta en servicio RED ÓPTICA DWDM SDH/SONET MAD BCN VLC

4 Topología RED SDH/SONET ANILLO: pasivo o activo Hoy las fronteras están difusas gracias al impacto de DWDM Anillo activo simple Evolución/Tendencia Enlace punto a punto: TX/SMF/RX Lightpath 1λ / WDM / DWDM tiempo

5 Redes ópticas clásicas Cualquier arquitectura de una red óptica clásica se puede dividir en un conjunto de: ENLACES PUNTO A PUNTO

6 Enlaces punto a punto TX FO RX LED FP- LD DFB-LD x(t) I f y(t) V / I P opt a (l) db km P opt II I p G.652 I / V III pin APD Bandas: S C L EDFA G D(l) ps/nm/km nm S-SMF 1550 nm NZ-DSF

7 Detección Directa

8 Sistema TDM por fibra óptica Reloj Datos serie Datos OAM M U X TX AO 3R AO RX Reloj TX MI A.O Amplificador Optico 3R Regenerador 3R (Regenerating, Reshaping, Retiming) RX DD OAM Operación, Administración y Mantenimiento TDM Time Division Multiplexing D E M U X OAM Datos Aumento capacidad Aumento de la velocidad Limitaciones tecnológicas.

9 Enlaces punto a punto: Evolución (I) TX MMF (SI,IG) RX LED P rep. e/o 0.8 / 1.3 mm l BR L = 50 / 2000 Mbps km TX S-SMF RX MLM LD P rep. e/o 1.3 mm l BR L = 88 Gbps km

10 Enlaces punto a punto: Evolución (II) SMF (S,DS,DF) < 2.5 Gbps TX SLM LD P rep. e/o 1.55 mm RX l BR L = 400 Gbps km P HP-LD > 2.5 Gbps RX l PMF MZ-EOM SLM LD HP-LD PMF l 2 l 1 SMF (S,NZ) CF 1.55 mm RX MZ-EOM.. l n MUX EDFA rep. óptico P DEMUX HP-LD PMF MZ-EOM.. WDM l RX

11 Enlaces punto a punto: Evolución de la capacidad

12 DWDM Enlace punto a punto de gran capacidad Canal 1 Canal 2 Canal n Tx l1 Tx l2 Tx ln Tx losc M U X AO AO Banda C ( υ=100 GHz) AO D E M U X Rx 1 Rx 2 Rx n Rx losc Canal 1 Canal 2 Canal n Canal de supervisión λ osc λ 1 λ n λ Canal de supervisión AO (ITU-T G692 Optical Interfaces for Multichannel Systems with Optical Amplifiers) Y puede dotar al enlace/red de una mayor funcionalidad, p.e:

13 DWDM Enlace punto a punto bidireccional Canal 1 Canal 2 Canal n-1 Canal n Tx l1 Rx 2 Tx ln Rx n AO AO AO Rx 1 Tx l2 Rx n-1 Tx ln Canal 1 Canal 2 Canal n-1 Canal n DWDM Enlace punto a punto transmisión multiformato

14 DWDM Evolución de la infraestructura de red: REDES DWDM (I) OADM: inserción / extracción en longitud de onda OADM Fijo Sintonizable La elección no es un asunto baladí (coste, flexibilidad), ya que un OADM sintonizable exige el uso de TLD y conmutadores en λ (conmutador espacial y encaminador en λ) Red óptica DWDM/SDH

15 DWDM Evolución de la infraestructura de red: REDES DWDM (III) Protección frente a caídas: Redundancia espacial y en longitud de onda

16 DWDM Evolución de la infraestructura de red: REDES DWDM (IV) Interconexión de anillos WAN S i l i S i l i S i l i S i l i OXC l converters S i l i S i l i S i l i S i l i OXC: Optical Cross-Connect Tx y Rx locales

17 DWDM Evolución de la infraestructura de red: REDES DWDM (V)

18 Red óptica DWDM Capas / Estándares de transmisión ayer IP over ATM over SDH hoy mañana IP over DWDM tiempo IP over SDH Packets-over-SDH (POS)

19 Red óptica DWDM SDH/SONET Para cursar tráfico IP Servicios Red Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace Físico Entrega de información libre de errores (pto a pto) Circuitos virtuales o datagrama (encaminamiento) Tramas, MUX/DEMUX, FEC, MAC Sección fotónica Red Enlace Red Enlace Físico SDH IP Niveles Torre ISO Router IP Aplicaciones de usuario Red SDH Circuitos virtuales Nivel IP Conexión SDH Nivel SDH Lightpath Router IP Router IP Nivel óptico

20 Red óptica DWDM SDH/SONET estándares Nivel Enlace Nivel Fisíco Torre ISO OC OMS OAS Path Line Section Physical Channel Multiplex section Amplifier section SDH Layer Optical Layer* * Nivel definido por la ITU (especialmente adecuado para describir redes DWDM) Proporciona un ligtpath a niveles superiores, es decir una conexión entre dos puntos de la red - Jerarquías SDH SONET signal SDH signal Bit Rate (Mbps) Optical Channel STS-3 STS-12 STS-48 STS-192 STM-1 STM-4 STM-16 STM OC-3 OC-12 OC-48 0C Equipamiento SDH TM Multiplexor terminal o LTE ADM Multiplexor ADD/DROP (cambio de jerarquía SDH) DCS Crossconnect digital (intercambiador de tráfico hasta un cierto nivel de jerarquía SDH) - OC-N Define el equipamiento óptico (transmisor: LED, MLM SLM y λ, Fibra: SMF) necesario para cubrir secciones de transmisión (SR/IR/LR/ULR), especificando las pérdidas máximas entre el equipo transmisor y receptor

21 Infraestructura de Red óptica DWDM SDH/SONET Ejemplos de arquitecturas (I) DCS Red óptica SDH clásica: (OC-48/2.5 Gbps) ADM Doble anillo con trafico en direcciones opuestas Nodos: DCS ADM ADM DCS - Incorporan ADM para multiplexar niveles OC- 12/622 Mbps y OC-3/155 Mbps. ADM DCS - DCS extraen niveles de baja velocidad, p.e DS3: 45 Mbps, DS1: 1.5 Mbps óptico eléctrico INCREMENTO DE TRAFICO

22 Infraestructura de Red óptica DWDM SDH/SONET Ejemplos de arquitecturas (II) WDM MUX óptico eléctrico WDM DEMUX Red óptica SDH DWDM clásica: (4 λ a OC-48: 10 Gbps) Subir la capacidad de enlaces punto a punto por DWDM Nodos: - En cada nodo la señal DWDM es demultiplexada y convertida a señales eléctricas - La conmutación se lleva a cabo en el dominio eléctrico por ADM y DCS (4 ADM y 4 DCS por nodo) ENCAMINAMIENTO EN DOMINIO OPTICO

23 Infraestructura de Red óptica DWDM SDH/SONET Ejemplos de arquitecturas (III) EDFA Red óptica SDH DWDM con encaminamiento fijo en longitud de onda: WDM MUX óptico eléctrico WDM DEMUX (4 λ a OC-48: 10 Gbps) Red fija: Los nodos encaminan directamente las λ s que deben pasar por él, sin necesidad de terminar en un ADM. Se reduce el número de ADM soportando el mismo tráfico. Enlaces entre el nodo siguiente y el consecutivo. Solución de menor coste y mas sencilla. Para dotar de FLEXIBILIDAD a la red

24 Infraestructura de Red óptica DWDM SDH/SONET Ejemplos de arquitecturas (IV) óptico eléctrico OADM EDFA Red óptica SDH DWDM con encaminamiento flexible en longitud de onda: (4 λ a OC-48: 10 Gbps) OADM OADM Red flexible: Permite conmutar/enrutar tráfico (tráfico entre nodos es cambiante) o dotar a la red de un sistema de redundancia (ante la posible caída de un nodo). OADM Necesita de OADM s sintonizables (AWG, acopladores y conmutadores). OADM Reducción de coste y mejora de la capacidad de la red.

25 WAN (SDH/SONET) / MAN-LAN (Gigabit( Ethernet) MAD BCN SDH/SONET... VLC PON* Gigabit Ethernet ONU s Arquitectura punto-multipunto PON Ethernet SMF SMF..... OLT optical line terminals 1 x n -coupler- 1 x 4 -coupler- SMF MMF/UTP ONU s *Red óptica pasiva (PON): flexible, bajo coste y mantenimiento

26 Redes ópticas Gigabit Ethernet (GE) 1997 Ethernet domina el 85% de redes LAN 1998 IEEE 802.3z estándar GE e introducción en MAN 2001/2 Estándar final 10GE (futuro próximo y prometedor) GEA 3Com Cisco, Intel Nortel Sun WWP.. Expertos de red están de acuerdo que GE se convertirá en la tecnología de redes LAN de alta velocidad. Es una buena elección para proporcionar una red troncal (backbone) de alta capacidad para organizaciones/instituciones, proporcionado conexiones de alta velocidad con una excelente relación capacidad/coste. Sin embargo GE no es una buena solución para aplicaciones/redes que deseen mover rápidamente una gran cantidad de datos, presenten conexiones muy ocupadas o para el envío de paquetes de tamaño relativamente pequeño, todo ello debido a las características de la técnica MAC de Ethernet (CSMA/CD).

27 Jornadas Red-Iris : Redes ópticas David Benito dbenito@unavarra.es Pamplona 2001 MAD BCN VLC