szórás) Hálózatba kötött munkaállomások száma

Motiváció

Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz

A hálózatok felépítése


143

140

MON: Metropolitan LHON: Long Haul Optical Network

cinkler()tmit.bme.hu


– DW/OTN, (ng)SDH/SONET, ASON, GMPLS, ASTN 146

• Szállítás (Transport: LHON, gerinc (Backbone), mag (Core))

– METRO Core: Pl.: SDH, ROADM - CWDM vagy DWDM-mel

• A hozzáférési forgalom összefogása • SONET/SDH gyűjtő gyűrűk, RPR, Ethernet, Pt2Pt Optical Ethernet

– SDH, METRO Ethernet, ATM, MPLS, … – METRO Access:

• METRO (MON):

– LAN (Eth), xDSL, PON, FTTX, PLC – DECT, GSM, GPRS, EDGE, UMTS – Földfelszíni és műholdas mikrohullámú

users):

• Hozzáférés (Access of Enterprise and Residential


– Nagy sávszélesség – Kis csillapítás – Kevés jeltorzítás (kompenzálható) – Zavarérzéketlen (EM, áthallás, környezet hatásai) – Olcsó (réz →SiO2) – Fémmentes – Kis átmérőjű – Stb.

• Optikai átvitel előnyei:


Cinkler Tibor (5./5) cinkler()tmit.bme.hu 2006. április 19., Budapest, I.B.028. Szerda 14:15 – 16:00 + Csütörtök 15:15 – 17:00 http://leda.tmit.bme.hu/th/

Távközlő Hálózatok


141




Forrás: ITU-T: http://www.itu.int/itudoc/itu-t/com15/otn/index.html

MON-LHON


147

144

Hálózatba kötött munkaállomások száma


Vázlat: 5.1.: PCM/PDH (http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.1, 2.1.1.2) 5.2.: SDH/SONET(http://www.hte.hu/ob/2.pdf: 2.1.1.3) 5.3.: ATM 5.4.: MPLS 5.5.: ngSDH/SONET (GFP, VCat, LCAS) 5.6.: OTN 5.7.: Optikai hálózatok

5. Gerinchálózati Technikák Motiváció 3 generácio Nyalabolás Heterogén Fejlődés:



• 1. G: Csak az átviteli szakaszok optikaiak • 2. G: Teljes átviteli utak optikaiak • 3. G: Már a vezérlés is optikai

3 Generáció


Peer-to-Peer GRIDs SAN, oSAN (adattár) Audio and Video Broadcast (műsorszétosztás/szórás) VoD (video) VoIP (beszéd) Telemedicine (Távorvoslás) Distant Learning (Távoktatás) Video Conferencing (Videokonferencia) Stb. cinkler()tmit.bme.hu

• • • • • •

• • • •


Sávszélességéhes alkalmazások


154

145

142

SDH→ATM→MPLS→ngSDH→OTN→ASON→ASTN/GMPLS→OBS/OPS

• • • • •

5.7. Optikai hálózatok

Switching vs. Cross-Connecting

Kapcsolás vagy rendezés?




– Állandó: Permanent – „Lágy-állandó”: Soft – Permanent – Kapcsolt: Switched

• Összeköttetés Típusok:

– A felhasználó jelzéssel kezdeményezi az összeköttetést – Jellemzően elosztott (distributed source routing) – Gyorsabb, bonyolultabb, gyengébb útvonalak

• Vezérlő sík: Control Plane (CP)

– Jellemzően központi – Lassú, de optimális

• Menedzsment sík: Management Plane (MP)


ITU-T ASON: Automatically Switched Optical Network


Térosztásos (OSDM) Hullámhosszosztásos (WDM (CWDM és DWDM)) Időosztásos (OTDM) Kódosztásos (OCDM)


• • • •

Nyalábolási Technikák

161

158

155

Overlay Augmented Peer Integrated

ITU-T ASON




EXC

E/O

Olcsó, elektronikus térkapcsoló mag Nem transpaerens! Teljes hullámhosszkonverziós képesség A transponderek a drágák cinkler()tmit.bme.hu

• • • •

O/E

Elektro-optikai rendező: Electro - Optical Cross Connect (EOXC)


ASON architecture (Architektúra): • Architecture for Automatically Switched Optical Networks: G.8080, (G.ason) Signalling (Jelzés): • Distributed Call and Connection Control: G.7713, (G.dccm) Routing (Útvonalválasztás): • Architecture and Requirements for Routing in the Automatic Switched Optical Networks (G.7715, G.rtg) Discovery (Felderítés): • Generalized Automated Discovery Techniques G.7714, (G.disc)


– – – –

• Multi-Domain (Multi-Provider) • Multi-Vendor • Multi-Service (Multi-Rate, Multi-Quality, MultiRouting) • Multi-Region (Multi-Technology) • Multi-Layer

Heterogén Hálózatok

162

159

156

1995

Mesh Networks: OTN Ring Networks

2000 Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz

idő 157

Tisztán optikai (optikai mag: 3 x 2x2 = 12) Átlátszó Nincs λ-konverziós képesség Bonyolult útvonalválasztás Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz cinkler()tmit.bme.hu

• • • •

O

O

O

Optikai rendező: Optical Cross Connect (OXC)


Policy Management Accounting MP (NMS) End-to-End Path Management Alarm Correlation and Supervision Performance Management Routing Combined Traffic Engineering CP & MP Preparing Restoration Resource Discovery CP real time actions Restoration e.g., GMPLS Multi-Vendor Path Set-Up cinkler()tmit.bme.hu

• • • • • • • • • • •

163

160

CP és MP funkciók (Functions of CP & MP)


Multilayer Switching: ASTN

Wavelength Switching: ASON

Point to Point WDM Links

statikus

dinamikus

Optical Packet Switching

Optical Burst Switching

csomagkapcs

többrétegű

Optikai Hálózati Funkcionalitás

Statikus szolgáltatott (Provisioned) vagy dinamikusan kapcsolt (Switched)?

Optikai hálózatok fejlődési mérföldkövei



1 fényszál: 1-10 Tbit/s (DWDM: 100-200 λ) 1 λ csatorna: 2.5 or 10 Gbit/s 1 STM-64: 64 x STM-1 További rétegek a finomabb granularitáshoz



• Kétszerezett vagy többszörözött funkciók

– Útvonalválasztás (Routing) – Forgalomterelés (TE: Traffic Engineering) – Hibatűrőképesség (Resilience)

Több rétegű hálózat: • Bonyolult vezérlés és Menedzsment (Control & Management)

– – – –

Egy rétegű hálózat: • Gyenge granularitás:

Többrétegű optikai hálózatok


Forrás: Agilent

Buble-switch: Buborék kapcsoló


170

167

164

2D MEMS: Micro Electro-Mechanical Systems



Output 1

Output 1

Voltage

Liquid Crystal

+

LiNbO3

+V


Forrás: E.H. Valencia, M. Scholten, Z. Zhu: GFP, IEEE Communications Magazine May 2002 * Fényszálon közvetlenül is

Beszéd, adat, adattárolás és video a nyilvános szállítóhálózaton

-

Liquid Cell to Rotate Polarization

Beam Displacer

Electrodes

Input 2

Input 1


Prisma Switch Thermo-optical Liquid Chrystal Accusto-optical Piezo-electric ...


• • • • • •

Egyéb kapcsoló és rendező megoldások


Forrás: Lucent

3D MEMS – a tükröcskék

171

168

165


Output MEMS Array

Forrás: Lucent

Hermetic Enclosure

166

Output Optical Fiber Bundle

Electrical Cables

1995

Mesh Networks: OTN Ring Networks



idő

Adatátviteli alkalmazások protokollverme

2000


Forrás: M. Scholten, Z. Zhu, E.H. Valencia, J. Hawkins: GFP, IEEE Communications Magazine May 2002


Multilayer Switching: ASTN Wavelength Switching: ASON


statikus

dinamikus

Optical Packet Switching Optical Burst Switching

csomagkapcs többrétegű


172

169



Electrical Cables

Input Optical Fiber Bundle

Input MEMS Array

3D MEMS – Működési elv

Management Plane Control Plane


NGN Transport Stratum

Control Plane User Plane

Management Plane

NGN Service Stratum

User Plane

λ

Fibre


Cable 176

173


1995


Ring Networks

Mesh Networks: OTN


2000



statikus

dinamikus


idő


csomagkapcs

többrétegű


179

A B

D C

client

174

OBS/OPS

MP n-1 CP n-1 177

server

server client

client

server



180

Börsztös forgalomra (rövid ideig nagy sávszélesség) - nincs idő összeköttetés-felépítésre - nem érdemes lefoglalva tartani az erőforrásokat

• Photonic Time Slot Switching (időrés kaőpcsolás) • Optical Flow/Burst/Packet Switching (OFS / OBS / OPS) (Folyam / Börszt / Csomag)


DP n-1 Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz

MP n+1 CP n+1

DP n+1

MP n CP n

MP n+2 CP n+2

DP n+2

DP n

D


PSC L2 TSC λSC WBSC FSC


(Packet Switching Capable, e.g., IP) (Layer 2 SC, e.g., GbEth) (TDM SC, e.g., SDH VC-4-4c) (Wavelength SC) (WaveBand SC) (Fiber SC)

IETF GMPLS: Generalised Multiprotocol Label Switching ITU-T ASTN: Automatic Switched Transport Network


Payload

Header

Payload


– Csomagok közt – Fejrész és rakomány közt

Guard Time

Guard Time

178

175

time 181

Payload

time

Header

O/E + el. ctrl

Optikai időréskapcsolás


• Vezérlés fejrész alapján • Optikai jelfeldolgozás még alig van • O átvitel • E vezérlés • Guard Time (védőidő)


DP n-1

DP n

DP n+1

DP n+2

Integrált, automatikus, elosztott! Függőleges együttműködtetés vagy integrálás?


B

C

Kliens-szerver megoldás Részben kézzel

A

D

Routing, TE & Resilience vágy:

B

Dinamikus (Kapcsolt) és Többrétegű Dynamic (switched) & Multilayer

GMPLS/ASTN

Routing, TE & Resilience manapság:


A

C

Mi a forgalom-kötegelés (Traffic Grooming)?

CP



LSP

Többrétegű architektúra → Általánosított LSP-k Multilayer Architecture → Generalised LSPs

Generalised Label Stacking


NGN Transport

NGN Services

Eg., Video Services (TV, movie, etc) Eg,, Data Services (e.g.,WWW, e-mail, etc) Eg.,Voice Telephony Services (audio, etc)

– A szolgáltatások és a szállítás (transport) különválasztása az NGN-ben – NGN – Alap referencia modell (Basic Reference Model (NGN BRM))

Forrás: ITU-T Y.2011 General principles and general reference Model for NGNs:

Global Information Infrastructure (GII) Next Generation Network (NGN)

MP

.. .

OBS link


2x2

2x1

.. .

Core Node

Source: COST 266

OBS network

.. .

Torlódáskor • Újraküldés • Más hullámhossz • Deflection (eltérítés) • Pufferelés


• WDM alapú átvitel • Pufferek a peremen • Börsztképezés a peremen • Külön vezérlőcsatorna

data-chanel

ofset

control-chanel

…


2x2

T/4

Egy OBS hálózati példa

Border Node

.. .

1x2

T/2

– k-1 darab optikai kapcsoló – k-1 darab csökkenő hosszú késleltető szakasz

Különböző fázisban a különböző bemenetek A késleltetés függ a használt hullámhossztól is Állítható késleltetés [0 – T-T-2k] tartományban, T-2k lépésekben


• • • •

Időrés szinkronizálás a bemeneten

185

182

T

T …

…

2x2

2x2


2x2

2x2

T

T

T

2x2

2x2

1995 cinkler()tmit.bme.hu


Ring Networks

Mesh Networks: OTN


2000 Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz


statikus

dinamikus


idő


csomagkapcs

többrétegű



2x2

2x2

T

Kapcsolt késleltető vonal Optikai puffer Csillapítás → Erősítés Legfeljebb néhány időrésre


• • • •

Switched Delay Lines (SDL)

186

183 cinkler()tmit.bme.hu


• Foglalás: a börszt becsült érkezése előtt egy pillanattal • Felszabadítás: A börszt végével • Bonyolultabb • Jobb erőforráskihasználás

JET (Just Enough Time) („Épp elég időre”)

• Foglalás: A vezérlő csomag érkezésekor • Felszabadítás: A börszt végével

JIT (Just in Time) („Épp időben”)

Erőforrásfoglalás OBS hálózatokban

184

szórás) Hálózatba kötött munkaállomások száma

Recommend Documents