Hálózati és Szolgáltatási Architektúrák https://www.vik.bme.hu/kepzes/targyak/VITMM130/ Architectures of Networks and Services
Mérnök informatikus szak, MSc képzés Hálózatok és szolgáltatások szakirány 9. alkalom 2012. április 2., hétfı, IB.138, 10:15-11:45 http://opti.tmit.bme.hu/~cinkler/HSzA/2012tavasz Dr. Cinkler Tibor cinkler()tmit.bme.hu Egyetemi Docens BME TMIT TMIT: Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
Vízszintes Tagoltság: Többtartományos Hálózatok Két szempont: Access (Aggregation) – Metro – Core (Backbone, Transport) Vagy Több szolgáltató OSPF+BGP-4, oBGP
PNNI, oPNNI PCE: Path Computation Element
176
PCE: Path Computation Element
PCE
Egy vahgy több PCE tartományonként
PCEP
TED: Traffic Engineering Database PCEP: PCE Communication Protocol PCC: Path Computation Client
PCC1
PCC2
Tartományközi útvonalválasztás (Path Computation)
Elosztottan Tartományok belsejét nem ismerjük! 2 módszer:
RFC5152 - Vasseur, JP., Ayyangar, A., and R. Zhang, "A PerDomain Path Computation Method for Establishing Inter-Domain Traffic Engineering (TE) Label Switched Paths (LSPs)", RFC 5152, February 2008. RFC5441 - A Backward Recursive PCE-based Computation (BRPC) Pro VSPT (Virtual Shortest Path Tree) April 2009
RFC5468 - Performance Analysis of Inter-Domain Path Computation, April 2009 177
Multi-Domain Path Computation (BRPC) 1/2 Forrás: Shinya Ishida, Yohei Iizawaa, Itaru Nishiokaa, Souichiro Arakia: Experimental Performance Evaluation of Inter-Domain Path Provisioning with Multiple PCEs, APOC 2008
178
Multi-Domain Path Computation 2/2 Forrás: Shinya Ishida, Yohei Iizawaa, Itaru Nishiokaa, Souichiro Arakia: Experimental Performance Evaluation of Inter-Domain Path Provisioning with Multiple PCEs, APOC 2008
179
ASON/ASTN Terminology Management Plane
UNI
CC CC CC
NMI-C CC InterVendor
CCI
CC E-NNI
CC
IntraVendor
NMI-T
I-NNI CC
UNI
I-NNI
Client
Client
Control Plane
Management Plane
User/Data/Transport/Forwarding Plane Vertical interconnection / integration Two different vendors UNI: User to Network Interface NNI: Network to Network or Network Node Interface I-NNI: Interior NNI (Intra and Inter Vendor I-NNI) E-NNI: Exterior NNI
CC: Connection Controller CCI: Connection Controller Interface NMI: Network Managemnt Interface NMI-C: NMI for the CP NMI-T: NMI for the Transport Plane
180
Heterogén hálózatok: sok ‘M’ mint Multi
Divergens technológián alapuló konvergens hálózat? Heterogén technológián alapuló homogén hálózat? MS: Multiple Services with Different Traffic, QoS, QoR Requirements, multiple routing, multicasting solutions, MultiGranularity (Multi-Service, Multi-Rate, Multi-Quality, MultiRouting) ML: Multiple Interconnected or Integrated Layers (Multi-Layer)
MD: Multiple Domains (Multi-Domain)
Horizontal Integration? Multiple Providers Multiple Vendors (interoperability)
Multiple Technologies (Multi-Region / Multi-Technology)
Vertical Integration?
From wireless mobile to wireline fixed (FMC), electronic-optical, circuitpacket, computer/data and voice/telecom, etc.
Unified Control and Management!!! 181
Circuit vs Packet “Switching”? Megannyiadszor...
E.g.: SDH, OTN, ASON QoS For CBR traffic Poor granularity Peek rate allocation Allocated even if unused More wavelengths needed Slower provisioning Negligible transmission delay
E.g.: IP, OBS, OPS QoS problems For VBR traffic Better granularity Statistical multiplexing Fewer wavelengths needed Fast provisioning Larger transmission delays
Együtt a kettıt!!!
182
Global Information Infrastructure (GII) Next Generation Network (NGN) Source: ITU-T Y.2011 General principles and general reference Model for NGNs: – Separating services and transport in NGN – NGN Basic Reference Model (NGN BRM) Management Plane Eg., Video Services (TV, movie, etc) Eg,, Data Services (e.g.,WWW, e-mail, etc) Eg.,Voice Telephony Services (audio, etc)
NGN Services
Control Plane User Plane
NGN Service Stratum Management Plane Control Plane User Plane
NGN Transport
NGN Transport Stratum
183
Szolgáltatás és annak „szállítása” elkülönül... Nem egy szép homogén hálózat építése már a cél! Hanem bármilyen részhálózatok újrahasznosítása, olcsó bıvítése, általános célra Bármilyen forgalom (szolgáltatás, tartalom) bármilyen hálózat felett! A hálózat már csak azért kell, hogy a szolgáltatások/szolgáltatók több hasznot termelhessenek... A cél szentesíti az eszközt! A hálózat csak „csomagolása” a szolgáltatásnak De minıségért (QoS) is felelıs...
184
Access: xPON (EPON, GPON) 16 slide PON-ok DOCSIS 3.0 xDSL Etc. Vida Rolitol
185
186
T-Home - Jön a 80Mbites internet Szerzı: Bakó Alpár Dátum: 2009. 08. 08.
http://technokrata.comze.com/?tag=t-home,
PON: Passive Optical Network
http://infovilag.hu/hir-12681-korszakvalto-muszakitechnologia.html
Korszakváltó mőszaki-technológia fejlesztés kezdıdik a Magyar Telekomnál – fénysebességő adatáramlás optikai kábelen Infovilág, 2008-09-23 15:51 - Szerkesztı: Kulcsár László A Magyar Telekom ma bejelentette az új generációs hozzáférési stratégiáját, amelynek alapján a vállalat új generációs optikai és kábelhálózatok fejlesztésébe kezd, hogy a vezetékes és mobil szélessáv területén betöltött vezetı szerepét megerısítve, a jelenleginél is sokkal gyorsabb vezetékes szélessávú hozzáférést nyújtson. 2013 végére a Magyar Telekom mintegy 780 ezer háztartást szeretne elérni «optikai kábel a fogyasztó lakásához» (FTTH ––> fiber-to-the-home) hálózattal, valamint további 380 ezer, kábelhálózattal ellátott háztartásban EuroDocsis 3.0 technológiával fejleszti tovább hálózatát. (A cikkünkhöz mellékelt képek illusztrációk.)
187
Forrás: http://infovilag.hu/hir-12681-korszakvalto-muszaki-technologia.html
PON Magyarországon
Max 100 Mbit/s háztartásonként Pl. HDTV, videóletöltés, gyors internet-hozzáférés 2009 végére 200 ezer G-PON és 380 ezer háztartásban az EuroDocsis 3.0
UPC most 100 Mbit/s felhasználónként
188
189
Greenfield “open” passive infrastructure for multi-operators Forrás: Alcatel-Lucent: Building the Fibre Nation, Progress and Policies
190
N pont-pont, 1:N aktív, 1:N passzív Forrás: Jeszenıi Péter: A GPON rendszer, 2008 November
Aktív elosztó pont Central Office
Passzív elosztó pont Central Office
191
Passzív optikai hálózatok áttekintés Forrás: Jeszenıi Péter: A GPON rendszer, 2008 November
E1 Telefon
Lefelé irány (egyszálas rendszer) 1490 nm Felfelé irány: 1310 nm RF videó (ha használva van) 1555 nm
ONT1 Access Node
HSI VoIP
TDM ONT2
NB CC
GbE (10 GbE)
BB
1:N
E1
OLT
POTS
1:32 Optikai osztó
Videó
TDMA VoIP
HSI
TDM TDMA CC NB BB OLT ONT
Time Division Multiplex Time Division Multiple Access Cross Connect Narrow Band Broadband Optical Line Termination Optical Network Termination
ONT32 Max. 20 km fizikai távolság Videó POTS
192
Idıosztás és hullámhossz-osztás alkalmazása
Lefelé irány (DS): pont – multipont hálózat
Az OLT kezeli a teljes sávszélességet
Felfelé irány (US): multipont – pont hálózat
Az ONT-k csak az OLT irányában kommunikálnak Az ONT-k nem érzékelik egymás forgalmát Az ONT-k adatforgalma ütközhet
Szét kell választani a forgalmakat
TDMA
WDMA
Forrás: Jeszenıi Péter: A GPON rendszer, 2008 November
193
PON hálózatok Forrás: Jeszenıi Péter: A GPON rendszer, 2008 November
TDM alapú PON-ok (APON/BPON, EPON, GPON)
Jól szabványosítottak
Több hullámhosszt használnak (tipikusan 2…3)
Olcsó és jó minıségő optikai elemek (osztók, lézerek, stb.)
Limitált áthidalható távolság és osztásarány (≤ 20 km, 1:64)
Lefelé irányban mősorszórás jelleg
Felfelé irány TDMA
WDM PON-ok
Egyelıre nincsenek szabványok
WDM eszközök egyre olcsóbbá válnak
Több „irányzat”, megvalósított hálózatok vannak
Nagy sávszélesség, nagy áthidalható távolság 194
Lefelé irányú forgalom
Mősorszórás jelleg: önmagában nem biztonságos
Idıosztásos multiplexálás
Az ONU-k csak a nekik szóló forgalmat dolgozzák fel
A „címzéseket” a keretszervezésben elhelyezett fejrészek hordozzák
Az ONU vevık állandó optikai teljesítményt vesznek, kis költséggel megvalósíthatók ONU A A C
B
A
A
OLT
A
A
B
C
1:N
A A
A
B
A
ONU
C
B
B
A B C
ONU
C
C Forrás: Jeszenıi Péter: A GPON rendszer, 2008 November
195
Felfelé irányuló forgalom
Az összes ONT egy felfelé irányuló csatornán osztozik Az ONU-k közötti adatforgalom közvetlenül nem megoldható A splitter és az OLT közötti szakaszon ütközés léphet fel Az ONT-k nem érzékelik az ütközést ONU
A
A
A
A A
ONU
B
1:N
OLT
A A B C
B
B C
ONU
C
C Forrás: Jeszenıi Péter: A GPON rendszer, 2008 November
196
Felfelé irányuló forgalom
Általános megoldás az ütközések elkerülésére: TDMA módszer
US forgalom meghatározott idıszeletekre osztása
Ranging mechanizmus alkalmazása
Különbözı távolságra lévı ONT-k különbözı idıbeni távolságra találhatók
(és különbözı jelszinttel érkeznek a csomagok)
Az OLT végzi a távolságok felmérését és a vezérlı információkat a DS forgalomba főzve meghatározza az ONT-k adási idızítését ONU
A
A
A
A A
A
A
B
C
ONU
B
1:N
OLT
B
B C
ONU C Forrás: Jeszenıi Péter: A GPON rendszer, 2008 November
C 197
Optikai osztók/csatolók
2x2 osztó alapelemekbıl épülnek fel a nagyobb osztásarányt biztosító elemek Az alapmodul elméleti csillapítása: 10log0,5=3dB (valóságban: 3,4…3,7 dB) összeolvasztott régió
bemenetek
1
1
2
2
kimenetek
mag
Forrás: Jeszenıi Péter: A GPON rendszer, 2008 November 198
Passzív optikai rendszerekre vonatkozó szabványok Forrás: Jeszenıi Péter: A GPON rendszer, 2008 November
Full Service Access Network (FSAN) Group
Ethernet in the First Mile (EFM) Alliance
Szabvány javaslatok
1988/2001 APON/BPON G.983
Jóváhagyott szabványok 2003 GPON G.984
2004 EPON 802.3ah
199
PON rendszerek összehasonlítása Forrás: Jeszenıi Péter: A GPON rendszer, 2008 November
BPON
GPON
EPON
Szabvány
ITU-T G.983
ITU-T G.984
IEEE802.3ah
Cella / csomag méret Max. sebesség
53 bájt
53…1518 bájt
1518 bájt
Hang átvitel
ATM
Konfigurálható: D/S: 2,48 Gbit/s U/S: 2,48 Mbit/s ATM, TDM, Ethernet ATM, TDM, VoIP
Szimmetrikus: 1,25 Gbit/s
Átviteli mód
Konfigurálható: D/S: 1,2 Gbit/s U/S: 622 Mbit/s ATM
Videó átvitel
1550 nm overlay RF vagy IP (RF) 20-30 dB 20-30 dB
RF vagy IP
32
64
16 (vagy több)
10-20 km
20 km
10-20 km
Max. ODN csillapítás Max. osztásarány Max. távolság
Ethernet VoIP
21-26 dB
200
G.984.1 Általános jellemzık
GPON általános meghatározások
Fogalmak Referenciakonfiguráció Bitsebességek (155 Mbit/s – 2,48 Gbit/s) Fizikai távolság (max. 10 vagy 20 km) Logikai távolság (max. 60 km) Differenciális távolság (max. 20 km) Osztásarány (max. 64 vagy 128) Hullámhossz kiosztás (lefelé irány: 1490 nm, felfelé irány 1310 nm) Védelem
Forrás: Jeszenıi Péter: A GPON rendszer, 2008 November 201
FTTx megoldások
Fiber To The x
Curb Cabinet Building Home Office Basement Premises Node/Neighbourhood
FITL: Fiber In The Loop HFC: hybrid fibre-coax
Forrás: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/32/FTTX.png 202
