Távközlő Hálózatok. cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 39

Távközlő Hálózatok Cinkler Tibor (3./5) cinkler()tmit.bme.hu 2006. április 12., Budapest, I.B.028. Szerda 14:15 – 16:00 + Csütörtök 15:15 – 17:00 http://leda.tmit.bme.hu/th/ cinkler()tmit.bme.hu

Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz

39

5. Gerinchálózati Technikák 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

cinkler()tmit.bme.hu


40

5.3. ATM • Aszinkron átviteli mód • Asynchronous Transfer Mode • 90’-es években – ITU-T – ATM Forum – IETF

• Hol használják még? – IP gerinc (egyre ritkábban) – ADSL (Ethernet lassan váltja fel) – 3G (ATM dominál!)



41

Hálózatok Távközlő (távbeszélő) •

Adatátviteli (számítógép) – LAN, MAN, WAN

vezetékes

– kapcsolt távk. • • • •

(Token Ring, Ethernet, FDDI, DQDB) • osztott közeg • újabban kapcsolt

analóg PDH ISDN SDH

– adatátvitel • LAN-ok összekötése • egyéb (magán) adatátviteli hálózatok • bérelt vonal • X.25 • Frame Relay • SMDS • N-ISDN

– műsorszétosztás • kábel TV

•

vezeték nélküli • műsorszórás • vezeték helyett • mobil

ATM cinkler()tmit.bme.hu


42

Átviteli módok áttekintése 1. Áramkörkapcsolás –távbeszélő hálózatokban általánosan használt megoldás –kommunikáció előre lefoglalt csatornákon • kapcsolat felépítés és lebontás

–rögzített sebességű csatornák –Jó minőség – rosszabb erőforráskihasználás



43

Átviteli módok (2) 2. Csomagkapcsolás – információátvitel korlátozott méretű csomagokban – azonosítás a fejrész alapján 2 fajta: 1. datagram • független csomagtovábbítás

2. vagy virtuális áramkör kapcsolás • csomagtovábbítás előre kijelölt útvonalon

– forgalomvezérlés és hibajavítás a kapcsolóknál – Jó erőforráskihasználás – rossz QoS – Puffer!!! cinkler()tmit.bme.hu


44

ATM jellemzők • • • • • • • • •

A B-ISDN ajánlott átviteltechnikája csomag(cella)kapcsolt átvitel fix hosszúságú csomagok (cellák) gyors kapcsolás hibajavítás nélkül a fejrész feladatai minimálisak virtuális áramkörök (VP koncepció) szükséglet szerinti sávszélesség biztosítása statisztikus multiplexelés tetszőleges különféle minőségi garanciák



45

Mitől aszinkron az ATM? • adatátvitel és átviteli mód szinkronitása • izokron, pleziokron, szinkron, aszinkron • PDH – minden felhasználó csak a számára keretenként rögzített időréseket (biteket) használhatja (TDM)

• SDH/SONET – hívásfelépítéskor keretenként előre lefoglalt és rögzített (tetszőleges) számú időrést használhat

• tehát a lefoglalt időrés a kereten belül fix helyen van szinkronban a keret kezdetével • A lefoglalt időrések lehetnek kihasználatlanok • Az ATM cellái TETSZŐLEGES használatlan időrésben küldhetők - statisztikus MPX cinkler()tmit.bme.hu


46

Aszinkronitás és Statisztikus Multiplexelés CBR források → szinkron átviteli mód

1 2 3 4

1 1

3


2 1

4 3

2 1

Börsztös források → aszinkron

1

1

2

4 3

2 3 4

3

1 2

1 1

2 1


47

ATM cellák • cellaméret: 53 oktet (byte) • fejrész: 5 oktet

1 2 3 4

VPI

GFC VPI

VCI VCI

VCI

PT

CLP

5 HEC – GFC (Generic Flow Control): forgalomszabályozás a „Rakomány” felhasználó-hálózat interfészen 53 – VCI/VPI: kapcsolat azonosítás – PT (Payload Type): felhasználói adat, OAM ... – CLP (Cell Loss Priority): a nem eldobható cellák jelölésére – HEC (HE Control) hibaellenőrzés, csak a fejrészre



48

B-ISDN (ATM) referencia modell Menedzsment sík Felhaszn. sík

Kontroll sík

síkok mngmntje

Felsőbb szintek ATM Adaptációs réteg ATM réteg Fizikai réteg

összeköttetés vezérlés


felhasználói információ


rétegek menedzsmentje

49

Cellahatár detektálása • Idle VPI=0, VCI=0, PT=0, CLP=1 (ITU-T I.321 TC alréteg) • Cél: – szinkronizálás a cellahatár detektálásával – a HEC szekvencia alapján – opcionálisan a H-4 mutató segítségével bitenkénti ellenőrzés

SDH

cella

δ

6

9

α

7

7

Keresés Helyes HEC

α hibás HEC

Hibás HEC Előszinkron

Szinkron cellánkénti ellenőrzés


cellánkénti ellenőrzés

δ helyes HEC


51

Fizikai-rétegbeli interfészek DS-1 (T-1) E-1 DS-3 (T-3) E-3 E-4 SDH STM-1 SDH STM-4 Taxi (4B/5B) Cella (8B/10B) “Nyers Cella” “Nyers Cella” “Nyers Cella” “Nyers Cella” “Nyers Cella”


1.544 Mbps 2.048 Mbps 44.736 Mbps 34.368 Mbps 139.264 Mbps 155.52 Mbps 622.08 Mbps 100 Mbps 155.52 Mbps 155.52 Mbps 622.08 Mbps 2483.32 Mbps 25.6 Mbps 51.84 Mbps

PDH Coax PDH Coax PDH Coax PDH Coax PDH Coax SDH SM üvegszál (UTP-5) SDH SM üvegszál MM üvegszál - blokkkód (FDDI) MM üvegszál - blokkkód SM üvegszál SM üvegszál SM üvegszál UTP-3 SDH UTP-3


52

Példa • ATM cellák szállítása SDH-val

9 oct

STM-1

261 octets

9

3

RSOH

1

AU PTR

5

MSOH

AU-4 C-4

VC-4 9

H4

SOH



VC-4 POH

261 octets 53

Az ATM réteg

Menedzsment sík Felhaszn. sík

Kontroll sík

síkok mngmntje

Felsőbb szintek ATM Adaptációs réteg

ATM réteg Fizikai réteg






54

Egy átviteli út hibajavítás

AAL ATML PL

kapcsoló

UNI

• UNI • NNI • PNNI cinkler()tmit.bme.hu

kapcsoló

NNI

UNI

• átvitel • kapcsolás • javítás Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz

55

A virtuális út (VP) és csatorna (VC) • ATM hálózatban az összeköttetéseknek két szintjét különböztetjük meg – VP (Virtual Path) (VPI-ben megadva) (rendező) • 1 fizikai szakasz (link) hosszú • VC-ket fog össze

– VC (Virtual Channel) (VCI-ben megadva) (kapcsoló) • VP-n belül VC1 VC2

VP1

Átviteli közeg

VC Switch (VC kapcsoló)

VP2

VCI17

VCI1 VCI2

VPI1

VPI73

VCI1 VPI54

VCI2 VPI2



Kapcsoló

VP Cross-Connect (VP Rendező)

56

Virtuális Topológia, avagy a VPC-k konfigurálása fizikai hálózat


VP rendszer


logikai hálózat

58

VPC elv Előnyök

Hátrányok

•

•

• • • •

gyorsabb ö.k. kiépítés (kevesebb ugrás) kevesebb jelzés (kisebb táblázatok) gyorsabb védelmi kapcsolás kitünő VPN lehetőség QoS csoportok - elkülönítéssel

•

statisztikus multiplexelés rosszabb forgalom-változásra érzékenyebb

• PVC, SVC



59

ATM cella irányítás • Címke alapú irányítás – Az irányítási információ nem a teljes cím, – mert explicit címzés a rövid cellákban nem gazdaságos Lookup Table m

i

j

– – – –

n

VCI & VPI in Port in VCI & VPI out Port out

m i n j

az irányítási táblát kapcsolat felépítéskor töltik ki az útvonal lehet rögzített, vagy dinamikusan változó irányítási információ a VPI/VCI érték a VPI/VCI értékek csak lokális információt hordoznak



60

ATM Forgalommenedzsment GoS paraméterek ATM hálózatban A hívásvezérlés jellemzői (GoS: Grade of Service) – a kapcsolatok kiépítésével összefüggő paraméterek

• hívás-felépítési idő – ajánlott: 4 500 ms

• hívásbontási idő – ajánlott: 300 ms

• hívásblokkolási valószínűség – a hálózat méretezés – és az erőforrás foglalás függvénye



61

Összeköttetések forgalmi leírói • ATM Forum Traffic Management Specification • Forgalom-jellemző paraméterek Összeköttetés forgalmi leírói: – Forrás forgalmi leírói: • • • • •

Peak Cell Rate (PCR) Sustainable Cell Rate (SCR) Maximum Burst Size (MBS) Maximum Frame Size (MFS) Minimum Cell Rate (MCR)

– Cell Delay Variation Tolerance (CDVT) – konformancia definíció (pl. Lyukas vödör) Pl: SCR vödör esetén

Burst Tolerance BT=(MBS-1) (1/SCR + 1/PCR)



62

Forrás típusok • CBR forrás (Constant Bit Rate) – PCR

• rt-VBR és nrt-VBR források (Real Time and Non-Real Time Variable BR) – PCR, SCR, MBS

• ABR forrás (Available) – – – –

MCR, PCR a várható forgalom csak nagyon rosszul becsülhető hatékony sávszélesség foglalás nem lehetséges de jellemzően nincsenek késleltetési korlátok (csak cellavesztési)

• UBR (Unspecified) – PCR – nincs sem késleltetés sem cellavesztési garancia

• GFR (Guaranteed Frame Rate) – PCR, MCR, MBS, MFS cinkler()tmit.bme.hu


63

QoS paraméterek Az információtranszfer jellemzői – a cellák átvitelével összefüggő paraméterek

• Kialkudható – peak-to-peak CDV (Cell Delay Variation) – max CTD (Cell Transfer Delay) – CLR (Cell Loss Ratio)

• Nem kialkudható – CER (Cell Error Ratio) – SECBR cella-blokk hibaarány Severely Errored Cell Block Ratio) • Több mint M cella az N-ből hibásodott, eltévedt vagy elveszett

– CMR (Cell Misinsertion Rate)



64

ATM illesztési (adaptációs) réteg Menedzsment sík Felhaszn. sík

Kontroll sík

síkok mngmntje

Felsőbb szintek

ATM adaptációs réteg (AAL) ATM réteg Fizikai réteg






69

AAL alrétegek SSCS CPCS SAR

– SAR (Segmentation and Reassembly) : CS adategységek cellákra bontása ill. visszaállítása, SAR fejrész generálás – CS (Convergence Sublayer) • CPCS (általános rész): alkalmazás-független eljárások • SSCS (szolgálat specifikus rész)



70

AAL típusai Jelenleg öt típus definiált: – AAL 1: A osztályú – AAL 2: B osztályú – AAL 3: C osztályú – AAL 4: D osztályú – AAL 5: D osztályú szolgálat számára – – – –


AAL3/4 mAAl → wmATM → AAL2 SAAL: AAL5 legelterjedtebb! AAL0


72




80

5.4. MPLS MultiProtocol Label Switching (Többprotokollos címkekapcsolás) – Egységes IP/MPLS kontroll – Valamivel egyszerűbb mint ATM – Csökkentett cimketér használat FEC révén (Forwarding Equivalence Class) – Cimke lecserélés (Swapping) és többszintű felülcimkézés (Stacking) – ATM-hez képest nem sok új – Topológia-centrikus vagy forgalom-centrikus (vezérelt) – QoS kérdések még nyitottak – TE-t és VPN-t támogatja – IPoMPLS: Peer Model ! • RSVP-TE • CR-LDP



81

MPLS • • • • •

LER: Label Edge Router LSR: Label Switching Router FEC: Forwarding Equivalence Class LSP: Label Switched Path Label Swapping LER



IP Router

LSR

82

Label „Stacking” vagy „Swapping”? • •

Ha „vermelünk” sok réteg lesz! Hierarchikus LSP beágyazás (encapsulation, embedding, nesting)

LSP4

LSP3

LSP2

LSP1

LSP1

LSP4

LSP2 Stacked Headers

data


LSP3 Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz

83

Az MPLS fejrész • 32 bit = 4 byte • ebből 20 bit a cimke 0 1 2 3 4 5 6 7 +-+-+-+-+-+-+-+-+ | Label | +-+-+-+-+-+-+-+-+ | Label | +-+-+-+-+-+-+-+-+ | Label | Exp |S| +-+-+-+-+-+-+-+-+ | TTL | +-+-+-+-+-+-+-+-+ cinkler()tmit.bme.hu

Entry Label: Label Value, 20 bits Exp: Experimental Use 3 bits S: Bottom of Stack 1 bit TTL: Time to Live 8 bits


84

Az IP fejrész az MPLS fejrész •

Útvonalválasztás (routing) és adategység továbbítás (forwarding)

0 8 16 31 VERS HLEN Service Type Total Length Identification Flags Fragment Offset TTL Protocol Header Checksum Source IP Address Destination IP Address Options Padding Data Data ... Data cinkler()tmit.bme.hu


0

7

Label Label Label CoS S TTL

85

Távközlő Hálózatok Cinkler Tibor (4./5) cinkler()tmit.bme.hu 2006. április 13., Budapest, I.B.028. Szerda 14:15 – 16:00 + Csütörtök 15:15 – 17:00 http://leda.tmit.bme.hu/th/ cinkler()tmit.bme.hu


86

MPLS csomagtovábbítás

bejövő címke

célcím

4 5 ...

128.89.0.0/16 171.69.0.0/16 ...

kimenő kimenő címke címke IF info 0 9 Out IF 1 7 ... ...

... ... ...

LSR A 128.89.25.4

Adat

1 4


bejövő címke

célcím

X X ...

128.89.0.0/16 171.69.0.0/16 ...

171.69.0.0/16

1 128.89.25.4

Adat

LSR B

kimenő kimenő címke címke IF info 4 1 Out IF 5 1 ... ...

... ... ...


0 9

128.89.25.4

Adat 128.89.0.0/16

LSR C

87

Cimkeelosztó mechanizmusok • LSP kialakításához • LSR-ek továbbítási tábláinak terjesztésére az MPLS tartományban • Címke elosztás (Label Distribution) • Többféle különböző alternatív protokoll: – a Border Gateway Protocol (BGP) különböző Internet AS-ek között. • MPLS kiterjesztéssel

– a Resource reSerVation Protocol (RSVP) jelzés rendszer, ahol a címke elosztást RSVP folyamokhoz rendelik. • RSVP-TE

– a Label Distribution Protocolt (LDP), amit az IETF külön e célra hozott létre. • CR-LDP



89

MPLS TE • IP: legrövidebb út = legkevesebb „ugrás” • MPLS: tetszőleges út választható – Alternatív utak – terhelés megosztás – Explicit Route vagy Hop-by-Hop Routing • Loose • Strict MPLS FRR (Fast Re-Route) Védelmi technika



92

MPLS QoS: CR-LDP Traffic Parameters Flags control “negotiability” of parameters U F

Traf. Param. TLV

Flags

Frequency

Length Reserved

Weight

Peak Data Rate (PDR) Peak Burst Size (PBS) Committed Data Rate (CDR) Committed Burst Size (CBS) Excess Burst Size (EBS)

32 bit fields are short IEEE floating point numbers Any parameter may be used or not used by selecting appropriate values

Frequency constrains the variable delay that may be introduced Weight of the CRLSP in the “relative share” Peak rate (PDR+PBS) maximum rate at which traffic should be sent to the CRLSP Committed rate (CDR+CBS) the rate that the MPLS domain commits to be available to the CRLSP Excess Burst Size (EBS) to measure the extent by which the traffic sent on a CRLSP exceeds the committed rate

Forrás: Loa Andersson, Nortel: MPLS Tutorial, Infocom 2000 cinkler()tmit.bme.hu


93

MPLS Összefoglalás MultiProtocol Label Switching (Többprotokollos címkekapcsolás) – Egységes IP/MPLS kontroll – Valamivel egyszerűbb mint ATM – Csökkentett cimketér használat FEC révén (Forwarding Equivalence Class) – Cimke lecserélés (Swapping) és többszintű felülcimkézés (Stacking) – ATM-hez képest nem sok új – Topológia mint forgalom-centrikus (vezérelt) – QoS kérdések még nyitottak – TE-t és VPN-t támogatja – IPoMPLS: Peer Model ! • RSVP-TE • CR-LDP



94

Rövidítésjegyzék MPLS VPN IP ATM QoS LER LSR LSP FEC VPI/VCI DLCI CoS TTL LFIB NHLFE ILM FTN BGP RSVP LDP OXC GMPLS MPλ S STM

Multi-Protocol Label Switching Virtual Private Network Internet Protocol Asynchronous Transfer Mode Quality of Service Label Edge Router Label Switching Router Label Switched Path Forwarding Equivalence Class Virtual Path Identifier/Virtual Channel Identifier Data Link Connection Identifier Class of Service Time to Live Label Forwarding Information Base Next Hop Label Forwarding Entry Incoming Label Map FEC-to-NHLFE Map Border Gateway Protocol Resource reSerVation Protocol Label Distribution Protocol Optical Cross Connect Generalised Multi-Protocol Label Switching Multi-Protocol Lambda Switching Synchronous Transport Module


Többprotokollos címkekapcsolás Virtuális magán hálózat Internet protokoll Aszinkron átviteli mód Szolgáltatásminőség Címke behelyező (perem) útválasztó Címke kapcsoló útválasztó Címke kapcsolt útvonal Továbbítási ekvivalencia osztály Virtuális útvonal azonosító/virtuális csatorna azonosító Adat kapcsolat azonosító Szolgáltatásosztály Élettartam Címketovábbítási információs bázis Következő ugrást leíró címketovábbítási elem Beérkező címkék térképe FEC és NHLFE összerendelő táblázat Határkapu protokoll Erőforrásfoglalási protokoll Címketerjesztő protokoll Optikai rendező Általánosított többprotokollos címkekapcsolás Többprotokollos hullámhosszkapcsolás Szinkron átviteli modul


95




96

5.5. ngSDH/SONET • Következő (új) generációs SDH/SONET • SDH/SONET + GFP + VCat + LCAS



97

SDH keretszervezés (G.707) 9 oct

STM-1

261 octets

9

3

RSOH

1

AU PTR

5

MSOH

AU-4

RSOH C-4

VC-4 9

H4

AU-4 C-4

AU PTR

MSOH

H4

SOH

VC-4 POH

261 octets

C-4-et töltjük felhasználói információval, vagy kisebb C-kel C-4 + POH = VC-4 AU-4 + SOH -> STM cinkler()tmit.bme.hu


100

×1 STM-256

ITU-T G.707 – Multiplexing structure ×1

AUG-256

AU-4-256c

VC-4-256c

C-4-256c

AU-4-64c

VC-4-64c

C-4-64c

AU-4-16c

VC-4-16c

C-4-16c

AU-4-4c

VC-4-4c

C-4-4c

×4 ×1

×1

STM-64

AUG-64 ×4 ×1

×1 STM-16

AUG-16 ×4 ×1

×1 AUG-4

STM-4

×4 ×1

×1 AUG-1

STM-1

AU-4

VC-4

×3

C-4

×1

TUG-3

×3

TU-3

VC-3

×1 AU-3

STM-0

VC-3

C-3 ×7

×7 ×1 TUG-2

Pointer processing

Mapping cinkler()tmit.bme.hu

C-2

TU-12

VC-12

C-12

TU-11

VC-11

C-11

×3

Multiplexing Aligning

VC-2

TU-2

Source: ITU-T G.707 Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz

×4 T1540590-00 101

Hol is tartunk most? • Jelen és közeljövő: – SDH/SONET, ATM, MPLS – ng SDH/SONET: GFP, LCAS, VCat – G.709, OTN, DW – RPR – GbE, 10GbE (LAN+WAN 40, 70 km)

• Jövő: – ASON, GMPLS, ASTN

• Távolabbi jövő: – OBS/OPS ? cinkler()tmit.bme.hu


103

ng SDH/SONET: GFP, Vcat, LCAS “next generation SDH/SONET” – Különböző felső rétegekhez egységes keretezés – Egységes áramkörkapcsolt réteg – Statisztikus nyalábolás (multiplexelés) a GFP révén – Jó granularitás VirCat révén

SDH/SONET kompatibilis – Nem kell az összes eszköz támogassa az új képességeket – A fokozatos átmenet olcsóbb mint a teljes technológia csere cinkler()tmit.bme.hu


107

GFP, Vcat, LCAS

16-bit PAYLOAD LENGTH INDICATOR

Generic Framing Procedure (Általános keretezési eljárás) – – – –

Core Header (scrambled) Payload CRC Oktett szinkron

Két üzemmód

CORE HEADER

cHEC (CRC-16)

PAYLOAD HEADERS (4-64 BYTES)

PAYLOAD AREA

– GFP-T: Transparent – GFP-F: Frame mapped ctrl & felhasználói keretek

CLIENT PAYLOAD INFORM ATION FIELD

Ethernet IP/PPP 8B/10B MAPOS GFP VC-n ODU-k cinkler()tmit.bme.hu

G.7041

Forrás: ITU-T G.7041


OPTIONAL PAYLOAD FCS (CRC-32)

109

GFP: Generic: Általános? Generic? – – – – – – –

Frame-Mapped Ethernet Frame-Mapped PPP Transparent Fiber Channel Transparent FICON Transparent ESCON Transparent Gb Ethernet Frame-Mapped Multiple Access Protocol over SDH (MAPOS)



110

GFP: Általános



111

PPP/HDLC framing in GFP PPP/HDLC-like Frame

GFP Frame Octets 2 2 2 2 0 - 60

Source: ITU-T G.7041

1-2 1 2

PLI cHEC Type tHEC GFP Extension Hdr

PPP Protocol GFP Payload

PPP Information PPP Padding (Optional) PPP/HDLC FCS

4 Octets Bits

1

2

3

4

5

6

7

8

1 2 3

4

5

6

7

8

CRC-16: G(x) = x16+ x15 + x12 + x10 + x4 + x3 + x2 + x + 1 cinkler()tmit.bme.hu


112

GFP Frame Delineation GFP Core Header

Frame-by-Frame

Source ITU-T G.7041

(Error correction disabled)

Virtual Framers (Up to M)

…

PRESYNC

– 16-bit PDU Length Indicator field – 16-bit Core Header Error Check (cHEC) – Similar to ATM – GFP Idle Frames – Corrects 1 bit error - Detects multiple bit errors

(cHEC1D)

PRESYNC (cHECMD)

Incorrect cHEC

PRESYNC

PRESYNC

(cHEC11)

(cHECM1)

Correct cHEC

DELTA Consecutive Correct cHECs

Correct cHEC

HUNT

SYNC Incorrect HEC

G(x) = cinkler()tmit.bme.hu

x16

+

x12

+

x5

+1

(Multi-bit Errors)

Octet-by-Octet

Frame-by-Frame

(Error correction disabled)

(Error correction enabled) 113


GFP, Vcat, LCAS • Folytonos helyett virtuális • Virtuális (K4:b2) – Jobb granularitás – Jobb erőforráskihasználás – Nagyobb sávszélességű csatornák hozhatók létre • Inverz MUX! • jobb stat. mux.

– Multi-Path Protection Folytonos (Continuous) VC-4-4c:

599.04 Mbps

Virtuális (Virtual) VC-12-nv (n=1-64), 2.2 Mbps-139 Mbps

VC-4-16c: 2396.16 Mbps

VC-3-nv

(n=1-64), 49 Mbps- 3.1 Gbps

VC-4-64c: 9584.64 Mbps

VC-4-nv

(n=1-64), 149 Mbps -9.6 Gbps

Pl.: Gbit Ethernet VC-4-7v cinkler()tmit.bme.hu


114

VCat: ITU-T G.707 Table 11-2/G.707 – Capacity of Virtually Concatenated VC-1n-Xv If carried in

X

Capacity

In steps of

VC-11-Xv

VC-3 (Note 1)

1 to 28

1600 kbit/s to 44 800 kbit/s

1600 kbit/s

VC-11-Xv

VC-4

1 to 64 (Note 2)


1600 kbit/s

VC-11-Xv

Unspecified

1 to 64


1600 kbit/s

VC-12-Xv

VC-3

1 to 21


2176 kbit/s

VC-12-Xv

VC-4

1 to 63


2176 kbit/s

VC-12-Xv

Unspecified

1 to 64


2176 kbit/s

VC-2-Xv

VC-3

1 to 7


6784 kbit/s

VC-2-Xv

VC-4

1 to 21


6784 kbit/s

VC-2-Xv

Unspecified

1 to 64


6784 kbit/s

NOTE 1 – This option used only for the multiplex structure: C-11 → VC-11 → TU-11 → TUG-2 → VC-3 → AU-3 → STM-0. NOTE 2 – Limited to 64 due to: a) six bits for Sequence indicator in K4 bit 2 frame: and b) inefficient and unlikely to map more than 63 VC-11s in VC-4. cinkler()tmit.bme.hu


116

GFP, Vcat, LCAS Link capacity adjustment scheme (LCAS) G.7042 (szakasz-kapacitás állító módszer) • Átállítja VCat-ot használó SDH és OTN rendszerek útkapacitásait megszakítás nélkül • Az alkalmazások igényeinek megfelelően • Meghibásodott összefűzött út (VC) leválasztásával javítja a hibatűrést • “...a control mechanism to hitless increase or decrease the capacity of a VCG link to meet the bandwidth needs of the application.” cinkler()tmit.bme.hu


117




118

5.6. OTN: G.872 + G. 709 + stb. • Optical Transport Network - Digtal Wrapper • Optikai Szállítóhálózat • Definiálja: – Együttes hullámhossz ÉS időosztásos nyalábolás • „Overlay” – „Peer” – „Augmented” Modellek

– – – – –

Az optikai réteg paramétereit Keretezési strukturát az egyes byte-ok definicióival Intra- és Inter-Domain Interface-k: IaDI, IrDI FEC (Forward Error Correction) Alkalmazásokat (Applications)



119

OTN vs OTNT: Szűkebb és Tágabb értelem Szűkebb: Optical Transport Network (OTN) „...Optical Network Elements connected by optical fibre links, able to provide functionality of transport, multiplexing, routing, management, supervision and survivability of optical channels carrying client signals...” „... provision of transport for any digital signal independent of client-specific aspects...” – ITU-T G.709 (01/03) Interfaces for the OTN – ITU-T G.798 (5/02) Characteristics of OTN Hierarchy Equipment Functional Blocks – ITU-T G.872 (10/01) Architecture for the OTN – ITU-T G.8251 (10/01) The Control of Jitter and Wander within the OTN

Tágabb: Optical Transport Networks & Technologies (OTNT) – Minden optikai szállításon alapuló hálózati funkcionalitás a kapcsolódó technológiákat beleértve – A hangsúly a digitális rakományok szállításán és hálózati szempontokon van – Pl: az SDH is ebbe a kategóriába tartozhat 120 Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz cinkler()tmit.bme.hu

Az OTN és WDM viszonya


Forrás: ITU-T G.872: Relationship between OTN and WDM Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz

121

G.709 OTN Optical Transport Network (Optikai szállító hálózat): • OTS: Optical Transmission Section (Átviteli szakasz) • OMS: Optical Multiplex Section (Nyaláboló szakasz) • Och: Optical (Lambda) Channel (Optikai (hullámhossz) csatorna)

OTS OMS OCh cinkler()tmit.bme.hu


122

Az ITU-T G.709 keretezési struktúrája

Forrás: Alcatel cinkler()tmit.bme.hu


123

Az OCh keret OTU: Optical Channel Transport Unit (Optikai csatorna szállító egysége) FAS: Frame Alignment Signal (+MFAS) (keretszinkronszó) OTU-OH: Supervison: 16 bit GCCO (General Communication Channel, pl. mngmnt vagy GMPLS jelzés) FEC: Forward Error Correction (OTU FEC)

ODU: Optical Channel Data Unit OH (Optikai csatorna adat egysége) Protection End-to-end path supervison (at ODU level) (GCC1, GCC2) Tandem connection monitoring

OPU: Optical Channel Payload Unit OH (Optikai csatorna hasznos rakománya) PT: Payload Type, pl: SDH, ATM, GFP vcPT: virtual concatenation PT 1 1

78

FAS OTU

2 3

ODU

4 cinkler()tmit.bme.hu

3824 3825

14 15 16 17

O P U

Client Payload Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz

4080

FEC 125

Client

Client Payload O P U

Client Payload

O P U

Client Payload

FAS OTU O P OTU ODU U

Client Payload

OPU

ODU


ODU


FEC 126

4*ODU1 → ODU2 jel nyalábolása (ITU-T G.709/Y.1331 – Example of multiplexing 4 ODU1 signals into an ODU2 (artist impression) ) ODU1 ODU1 OH

OPU1 OH

Alignm

Client Layer Signal (e.g. STM-16, ATM, GFP)

OTU2 OH

OTU2 ODU2 OH


Alignm Alignm Alignm Alignm

ODU1 OH ODU1 OH ODU1 OH ODU1 OH

OPU1 OH OPU1 OH OPU1 OH OPU1 OH

Alignm Alignm Alignm Alignm

ODU1 OH ODU1 OH ODU1 OH ODU1 OH

OPU1 OH OPU1 OH OPU1 OH OPU1 OH

Alignm

ODU2 OH

OPU2 OH

ODU2

OPU2 OH

4x

Client Layer Signal Client(e.g. Layer Signal STM-16) Client(e.g. Layer Signal STM-16) Client(e.g. Layer Signal STM-16) (e.g. STM-16, ATM, GFP)

Client Layer Signal Client(e.g. Layer Signal STM-16) Client(e.g. Layer Signal STM-16) Client(e.g. Layer Signal STM-16) (e.g. STM-16, ATM, GFP)

OPU2 Payload

OTU2 FEC

NOTE - The ODU1 floats in ¼ of the OPU2 Payload area. An ODU1 frame will cross multiple ODU2 frame boundaries. A complete ODU1 frame (15296 bytes) requires the bandwidth of (15296/3808 = ) 4.017 ODU2 frames. This is not illustrated. Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz

127

Nyalábolási struktúra OTH: Optical Transport Hierarchy OTM: Optical Transport Module OTM-n.m: n: λ-k száma m: csatornák bitsebessége: (1) 2.5 Gbit/s; (2) 10 Gbit/s; (3) 40 Gbit/s; vagy a fentiek kombinációi + OH (non-associated) OTM-5.12: 5λ, 2.5 vagy 10 Gbit/s



128

OTM nyalábolás és leképezés OTM-0.m, OTM-nr.m, OTM-n.m

Forrás: ITU-T G.709/Y.1331 - OTM multiplexing and mapping structures



129

Példák • • •

ATM, GFP közvetlenül OTN keretbe 1 STM-16 keret → 2.55 OTU-1 keret 16x270x9 byte bruttó / 3809x4 byte nettó = 2.55 1 STM-64 keret → 10.2 OTU-2 keret 64x270x9 byte bruttó / 3809x4 byte nettó = 10.2 (Virtual Concatenation: pl: egy ODU2-4v szállíthat egy STM-256-ot)

+7%


Távközlő 2006Atavasz Forrás: Guylain Barlow,Hálózatok, Innocor Ltd.: G.709 Optical Transport Network Tutorial

130

Bitsebességek és a keretidők Keretezés szint

OPU [Gbit/s]

ODU [Gbit/s]

OTU [Gbit/s]

Time [µs]

1

2.488320

239/238 * 2.488320

255/238 * 2.488320

48.971

2

238/237 * 9.953280

239/237 * 9.953280

255/237 * 9.953280

12.191

3

238/236 * 239/236 * 255/236 * 39.813120 39.813120 39.813120

3.035

Valamennyi esetben ±20ppm a tűrés cinkler()tmit.bme.hu


131

FEC RS (255,239) Reed Solomon kód, mert – Egyszerű – Jelentős hibajavító képesség – Blokkhibára is jó (max 8 byte)

16 blokk fésűszerűen – Blokkonként kisebb a kódolási sebesség mint a vonali bitsebesség – Kevésbé érzékeny blokkhibára (16x8=128 folytonos byte hibára is véd) 1 2

239 240

... 1

FAS OTU

2 3

ODU

4


O P U

255

...

Client Payload


x16 minden sorra

FEC

132

A FEC nyeresége (1) A BER függése a jelszinttől FEC-el és nélküle

Forrás: Guylain Barlow, Innocor Ltd.: A G.709 Optical Transport Network Tutorial cinkler()tmit.bme.hu


133

Miért használjunk FEC-et? (DW, OTN, G.709) • Teljesítmény (jelszint) nyereség: 7% FEC: 5dB vagyis • 20 km-rel hosszabb szakaszok • 10-4 BER helyett 10-14 BER • 2.5 Gbit/s-os szakasz használható 10 Gbit/s-on • Jelminőség romlás korai észlelése • Jobb SNR „ellenállás” • Minden negyedik 3R regenerátor kihagyható • FEC „kikapcsolható” → csupa ‘0’ cinkler()tmit.bme.hu


137

Összefoglalás SDH nem elég SDH +GFP+VirCat+LCAS → ngSDH • (TDM+FEC) + (WDM+Mngmnt) → OTN OTN + GFP+VirCat+LCAS + Ctrl → ☺



138

Rövidítésjegyzék (OTN témakör) • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

3R Reamplification, Reshaping and Retiming AIS Alarm Indication Signal APS Automatic Protection Switching BIP Bit Interleaved Parity CBR Constant Bit Rate CRC Cyclic Redundancy Check FAS Frame Alignment Signal FEC Forward Error Correction GCC General Communication Channel IaDI Intra-Domain Interface IrDI Inter-Domain Interface LCAS Link Capacity Adjustment Scheme MFAS MultiFrame Alignment Signal MFI Multiframe Indicator MSI Multiplex Structure Identifier naOH non-associated overhead NNI Network Node Interface OCC Optical Channel Carrier OCCo Optical Channel Carrier – overhead OCCp Optical Channel Carrier – payload OCCr Optical Channel Carrier with reduced functionality OCG Optical Carrier Group OCGr Optical Carrier Group with reduced functionality OCh Optical channel with full functionality OChr Optical channel with reduced functionality ODU Optical Channel Data Unit ODUk Optical Channel Data Unit-k ODTUjk Optical channel Data Tributary Unit j into k ODTUG Optical channel Data Tributary Unit Group ODUk-Xv X virtually concatenated ODUk's OH Overhead OMS Optical Multiplex Section OMS-OH Optical Multiplex Section Overhead


• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

OMU ONNI OOS OPS OPU OPUk OPUk-Xv OSC OTH OTM OTN OTS OTS-OH OTU OTUk OTUkV PCC PLD PM PMI PMOH ppm PT RS SM SMOH TC TCM TCMOH UNI VCG VCOH vcPT


Optical Multiplex Unit Optical Network Node Interface OTM Overhead Signal Optical Physical Section Optical Channel Payload Unit Optical Channel Payload Unit-k X virtually concatenated OPUk's Optical Supervisory Channel Optical Transport Hierarchy Optical Transport Module Optical Transport Network Optical Transmission Section Optical Transmission Section Overhead Optical Channel Transport Unit completely standardized Optical Channel Transport Unit-k functionally standardized Optical Channel Transport Unit-k Protection Communication Channel Payload Path Monitoring Payload Missing Indication Path Monitoring OverHead parts per million Payload Type Reed-Solomon Section Monitoring Section Monitoring OverHead Tandem Connection Tandem Connection Monitoring Tandem Connection Monitoring OverHead User-to-Network Interface Virtual Concatenation Group Virtual Concatenation Overhead virtual concatenated Payload Type

139

Távközlő Hálózatok. cinkler()tmit.bme.hu Távközlő Hálózatok, 2006 tavasz 39

Recommend Documents