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 7. alkalom 2012. március 19., 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
Multi-Layer (Vertical) Interconnection Models (RFC 3717)
Overlay Model
Peer Model
The control of layers is independent “Server-Client” approach like “classical IP over ATM” or “MPOA” models optical layer can be statically configured Interoperable control plane (e.g., Optical layer is also IP addressable)
Augmented (Hybrid)
Something between Hides confidential provider information Some information of one routing instance passed through the other E.g., IP addresses could be carried within the optical routing protocol
91
Vertical Integration: Multi-Layer Integrated Model The layers owned by the same operator Full interlayer information exchange possible (No interface needed in between) Can be operated by a single CP and a single MP Routing, TE, Resilience → more complex MRN: Multi Region Network
(Region: interconnected nodes of the same networking technology – a bit misleading)
92
MLN/MRN www.ietf.org/rfc/rfc5212.txt Shiomoto, K., Papadimitriou, D., Le Roux, JL., Vigoureux, M., and D. Brungard, "Requirements for GMPLS-Based Multi-Region and Multi-Layer Networks (MRN/MLN)", RFC 5212, July 2008.
„In GMPLS, a switching technology domain defines a region, and a network of multiple switching types is referred to in this document as a multi-region network (MRN).” Traffic Engineering Database (TED) – Itt van minden infó, ami egy egységes GMPLS síkhoz kell Interface Switching Capability (ISC) - „introduced in GMPLS to support various kinds of switching technology in a unified way [RFC4202]” Virtual Network Topology (VNT) lower-layer FA-LSP létrehozása: static (pre-provisioned) vagy dynamic (triggered)
(FA-LSP: Forwarding Adjacency Label Switched Path)
93
MLN/MRN www.ietf.org/rfc/rfc5339.txt Ed.: JL. Le Roux, D. Papadimitriou, "Evaluation of Existing GMPLS Protocols against MultiLayer and Multi-Region Networks (MLN/MRN)", RFC 5339, September 2008
MIB modules
model and control of GMPLS switches [RFC4803] control and report on the operation of the signaling protocol [RFC4802] a MIB module for managing TE links [RFC4220] (interesting for MLN!) Oki, E., Le Roux , J-L., and A. Farrel, "Framework for PCE-Based InterLayer MPLS and GMPLS Traffic Engineering", Work in Progress, June 2008. Miyazawa, M., Otani, T., Nadeau, T., and K. Kunaki, "Traffic Engineering Database Management Information Base in support of MPLS-TE/GMPLS", Work in Progress, July 2008.
94
Optikai architektúrák (kétrétegő) „valami” WDM felett: EPS (elektronikus csomag kapcsolás (IP, Ethernet, MPLS, stb.)) OTDM (Optikai idıosztásos nyalábolás) OCDM (Optikai kódosztásos nyalábolás) OPS (Optikai csomag kapcsolás)
95
Elektronikai sebesség a szők keresztmetszet?
Optika – elektronika – optika?
Már nem az elektronika sebessége a szők keresztmetszet, hanem a fogyasztás! Legyen egyszerő, legyen olcsó: CAPEX + OPEX (beruházási és üzemeltetési költség együtt!) Ezért a hatékonyságból inkább áldozunk...
Architektúrák:
„Alul”: C/D WDM „Fölötte” (ebben az idıbeli sorrendben): EPS (elektronikus csomag kapcsolás (IP, Ethernet, MPLS, stb.)) OTDM (Optikai idıosztásos nyalábolás) OCDM (Optikai kódosztásos nyalábolás) OPS (Optikai csomag kapcsolás) 96
1. EPS + WDM EPS (elektronikus csomag kapcsolás (IP, Ethernet, MPLS, stb.)) IP csomagokat vagy Ethernet kereteket IP vagy Ethernet kapcsolóval, optikai interfésszel közvetlenül „hullámhosszakon” továbbítunk.
Jelenleg is van, legfeljebb SDH/OTN van még közte
Két vagy háromrétegő architektúra
Egyszerő, viszonylag olcsó Forgalomkötegelés (traffic grooming) Ez az ami az MPLS-TP architektúrának is megfelel
97
WDM kapcsolás – áramkörkapcsolás - térkapcsolás
Egyszerő, olcsó, gyors sem kell legyen sok megoldás van már
98
EDFA és tsai
http://www.mrfiber.com/images/Wideband_EDFA-big.gif http://www.fibotec.com/fileadmin/layouts/Bilder/edfa.jpg
http://img.zdnet.com/techDirectory/_EDFA.GIF
http://www.egfiberoptics.dk/UserUploadImages/EDFA.jpg
99
2 réteg: EPS + WDM Zöld? TDM
λXC
fibres wavelengths
hybrid XC
100
Mi a forgalom-kötegelés (Traffic Grooming)? C
CSAK ISMÉTLÉS!
A
B
D
A
C
B
D
A
B
C
D
101
2. OTDM + WDM Lassúbb elektronikus jelek bitjeibıl nagyon keskeny (rövid) optikai impulzusokat generálunk Ezeket kis késleltetéskülönbséggel ciklikusan idıben nyaláboljuk Bontás is így történik. Egyszerő, olcsó.
Az egyes WDM csatornáknak így finomabb granularitást biztosítunk.
Pl. fényszálanként 40 WDM csatorna WDM csatornánként 40 x 1 Gbit/s vagy 4 x 10 Gbit/s 102
OTDMA Forrás: Kaminov et al.: Academic Press 2008, Optical Fiber Telecommunications V Volume B Systems and Networks Feb.2008 eBook
103
OTDMA
Forrás: Kaminov et al.: Academic Press 2008, Optical Fiber Telecommunications V Volume B Systems and Networks Feb.2008 eBook
104
3. OCDM + WDM
Egy OCDMA PON mőködési elve
Forrás: Xu Wang, Naoya Wada, Taro Hamanaka, Tetsuya Miyazaki, Gabriella Cincotti, Kenichi Kitayama, OCDMA over WDM Transmission, ICTON 2007
- Osztott közeg - PON - Grooming: ütközés feloldás puffer nélkül! - Akár aszinkron is lehet!!!
105
OCDMA
Egy kód: Pl 16 bites „chipre” kódolunk egy bitet. Ortogánilás kód Térben (polarizáció, módus, fázis, stb. is ide értendı, fénysál, hullámhossz, stb.) Idı:
Szinkron vagy aszinkron? 106
107
AWG: Arrayed Waveguide Grating
Tömbös hullámvezetı rács
Mőködési elv magyarázata: www.c2v.nl/products/software/support/files /A1998003B.pdf
108
Arrayed waveguide grating AWG
Great scalability
Low losses
Non reconfigurable
It requires wavelength conversion
Source: Robotiker, Andrea Bianco Redondo Networks 2008, Budapest
C2V animation 109
Encoding / Decoding / Switching?
110
Egy bonyolultabb OCDMA példa
Forrás: Xu Wang, Naoya Wada, Taro Hamanaka, Tetsuya Miyazaki, Gabriella Cincotti, Kenichi Kitayama, OCDMA over WDM Transmission, ICTON 2007
111
OCDM + WDM: elınyök-hátrányok Vesztünk sávszélességet a CDM miatt !!! Nyerünk, mert egyszerő:
Aszinkron a rendszer – semmit sem kell szinkronizálni, késleltetni! Passzív a rendszer Nem kell puffer Tetszıleges granularitás!!!
Mi jobb? (itt csak C-band!)
100 lambda x 10 OCDMA x 1Gbit/s vagy 10 lambda x 100 OCDMA x 1Gbit/s
112
