The Automatic Switched Optical Network (ASON)
Why ASON Trend teknologi NGN yang berkembang saat ini telah mendorong perubahan yang cukup cepat di dunia telekomunikasi. Evolusi terjadi pada setiap layer jaringan untuk menuju perkembangan bisnis telekomunikasi yang mengarah pada platform IP dan layanan berbasis data. Beberapa faktor penting yang terjadi saat ini berperan mendorong terjadinya evolusi adalah: • Pertumbuhan aplikasi berorientasi layanan data. • Kebutuhan bandwidth yang terus berkembang. • Model bisnis yang sudah tidak menjanjikan lagi, dimana biaya yang dikeluarkan lebih besar dari pendapatan. • Kebutuhan akan evolusi jaringan untuk mereduksi kebutuhan biaya operasi. • Kebutuhan akan persyaratan jaringan yang terus berkembang mengikuti perkembangan lingkungan bisnis. Jaringan transport optik sebagai elemen jaringan yang berevolusi menuju NGN merupakan layer utama yang berdampak langsung terhadap evolusi yang disebutkan diatas.
Issue Teknologi optik saat ini telah dibangun secara efektif untuk mendukung berbagai teknologi yang ada dan format trafik yang digunakan dalam teknologi tersebut. Saat ini teknologi optik telah diarahkan untuk memiliki kemampuan dalam dua hal yang utama yaitu: • •
Kapabilitas teknologi switching berbasis optik (Optical switching technologies). Kemampuan untuk men-deliver trafik Ethernet.
Isu kapasitas, reliabilitas dan kualitas menjadi dominan pada layer jaringan ini mengingat kebutuhan akan jaminan kualitas layanan yang tinggi kepada pelanggan. Jaringan optik merupakan solusi yang bisa memenuhi kebutuhan tersebut. Dan Teknologi Automatic Switching Optical Network (ASON) merupakan platform teknologi yang diusung untuk menjawab tantangan kapasitas, reliabilitas dan kualitas pada jaringan berbasis optik.
Konsep Teknologi Optik Terkini
Permasalahan Jaringan Optik Permasalahan dalam jaringan berbasis optik muncul dengan melihat kenyataan dan kondisi sebagai berikut: Setiap operator pada umumnya akan menerapkan kebijakan manajemen jaringan yang berbeda-beda pada jaringan transport-nya. Setiap operator juga kemungkinan besar akan mengimplementasikan produk dari mitra yang berbeda-beda. Kondisi bisnis dan kebutuhan konektivitas akan mendorong operator-operator untuk melakukan integrasi jaringan pada batas-batas jaringan. Hal ini tentu akan memunculkan permasalahan interoperabilitas diantara produk pemasok. Permasalahan interoperabilitas umumnya akan memerlukan waktu yang tidak sedikit dan tidak jarang bergulir menjadi permasalah yang kompleks.
Kompleksitas Network Management Masalah interoperabilitas yang kompleks bagi operator jaringan harus dihindari dan diminimisasi. Karena pada saat melakukan provisioning melalui bermacam sistem dan bermacam protokol (Lihat Gambar IP, ATM, SDH, DWDM etc), dengan masalah interoperabilitas yang muncul, maka akan dibutuhkan waktu provisioning yang sangat panjang. Hal ini tentu merugikan dalam aspek pelayanan kepada pelanggan dan kemudahan dalam melakukan proses OMAP bagi operator jaringan.
What is ASON? •
The Automatic Switched Optical Network (ASON) is both a framework and a technology capability.
(Automatic Switched Optical Network sebuah framework dan sebuah teknologi ) •
(ASON)
merupakan
As a framework that describes a control and management architecture for an automatic switched optical transport network.
(Sebagai framework yang menggambarkan suatu arsitektur pengendalian dan manajemen untuk mendukung fungsi kerja jaringan switch otomatis berbasis transport optik.) •
As a technology, it refers to routing and signalling protocols applied to an optical network which enable dynamic path setup.
(Sebagai sebuah teknologi yang memiliki fungsi routing dan signaling yang diaplikasikan pada jaringan optik sehingga proses dynamic path setup bisa dijalankan dengan mulus. ) • Recently changed names to Automatic Switched Transport Network (G.ASTN)
Feb. 5, 2002
EECS - UC Berkeley
ASTN/ASON ITU-T Recommendation G.805/G.8080 Architecture that defines the
components and
Rekomendasi ITU-T G.805/G.8080 Arsitektur yang mendefinisikan komponen dan interaksi antar
komponen
interactions
Distributed control plane
between components
Tugas control plane
Distributed control plane
Panggilan dan kontrol koneksi
Task of control planes
Control path berdasarkan keadaan
Call and connection control Path control based on network state Discovery for self configuration
jaringan Penemuan untuk self konfigurasi
Sepenuhnya Terhubung, Un-switched network Ports
Ports
Problem - terbatas dan tidak bisa scale ke ribuan atau jutaan pengguna Solution - switched network 9
Switched Network
Pervasif, bandwidth tinggi, handal, transparan 10
Optical Network Elements - Switches • Optical Bidirectional Line Switched Rings • Optical Cross-Connect (OXC) – Efisiensi penggunaan fasilitas serat optik yang ada di tingkat optik menjadi penting sebagai penyedia layanan dari pengalihan panjang gelombang sekitar glob. Routing dan perawatan merupakan bidang utama dan di sanalah OXCs digunakan. International Engineering Consortium, 2004
11
Switching Fabric • Electro-optical 2 x 2 switching elements are the key devices in the fabrication of N x N optical data path. • The switching elements rely on the electro-optic effect (i.e., the application of an electric field to an electro-optical material changes the refractive index of the material). • The result is a 2x2 optical switching element whose state is determined by an electrical control signal. • Can be fabricated using LiNbO3 as well as other materials. Electrical control
Optical input 12
Electrical control
Optical output
Optical input
Optical output
Switching Fabric – contd. Input interface
Output interface
Switching fabric
Switching control
13
Switching Fabric – contd.
Terminating equipment | SONET, ATM, IP...
...
Optical Crossconnect (OXC)
Transponders
...
... ... 14
...
Optical transport system (1.55 mm WDM)
...
1.3 mm intra-office
ASON Network Model (Source: TELECOM Lab)
Implementasi Di dalam implementasi teknologi ASON dibutuhkan sebuah protokol yang memiliki peran sangat dominan dalam proses pengontrolan jaringan. Protokol yang didorong oleh organisasi standar internasional internet ini adalah GMPLS (Generalized Multi Protocol Label Switching). GMPLS adalah protocol tambahan yang dibutuhkan untuk memisahkan control plane dari data plane di dalam jaringan.
ASTN/ASON (Continued…) Protocols must support multi-layer, multi-vendor network Layering Administrative partitioning Operational partitioning Types of interfaces in the control plane
GMPLS (Generalized Multi Protocol Label Switching). Unified control plane for packet and circuit switching technologies Four interfaces. Interface Switching Capability No NNIs.
Control plane terpadu untuk paket dan teknologi circuit switching Empat interface. Kemampuan Antarmuka Switching Tidak ada NNIs.
GMPLS (Continued…) Extension of routing protocols OSPF-TE and ISIS-TE Signaling protocols, RSVP-TE and CR-LDP Label Switched Paths (LSP)
Perpanjangan protokol routing
OSPF-TE dan ISIS-TE Signaling protokol, RSVP-TE dan CR-LDP
Label Switched Paths (LSP)
Multi-layer Resource Model Representation In GMPLS Basic topology abstraction is TE link Link interface can support one or more interface switching types defined
Interface Switching Capability (ISC) ISC descriptor describes related TE properties A particular resource on a link is represented by a label
Abstraksi Topologi dasar adalah Link TE Link antarmuka dapat mendukung satu atau lebih jenis switching antarmuka yang didefinisikan Kemampuan Antarmuka Switching (ISC - Interface Switching Capability ) ISC descriptor menjelaskan kaitan sifat TE Sebuah sumber daya tertentu pada link diwakili oleh label
In GMPLS (Continued...) Basic service abstraction is a LSP Concept of hierarchical LSP LSP in server region represented as TE link or Forwarding adjacency in client region Client LSP routed over a TE link == tunneled within a server LSP
Multi-layer Resource Model Representation In ASON ISC concept has been reduced Konsep
ISC telah berkurang
Optical part of OTN hierarchy is mapped to LSC Bagian
Optical dari hirarki OTN dipetakan ke LSC
Digital path layers of OTN and SDH hierarchy is mapped to TDM Lapisan
ke TDM
jalur digital dari OTN dan hirarki SDH dipetakan
In ASON (Continued…)
In ASON (Continued…) Transport networks functional model G.805 Client/server association between adjacent / berdekatan layers
Each layer partitioned to reflect internal structure
In ASON (Continued…) Partitioning concepts Starting from the smallest indivisible subnetwork / subnetwork terpisahkan Contained and containing /mengandung subnetwork Contained subnetwork cannot provide connectivity / menyediakan konektivitas not available / tersedia in containing subnetwork Ports on boundary of containing subnetworks and interconnection
capability are represented by contained subnetworks
In ASON (Continued…) Partitioning concepts (contd…)
In ASON (Continued…) Layering concepts Layer networks in a client-server model Termination/terminasi-akhir and Adaptation Functions Topology and connectivity not visible to client
In ASON (Continued…)
Overview of MPLS/GMPLS (Generalized Multi Protocol Label Switching) Concepts Forward Equivalence Class
Label LSR LSP Label allocation Next Hop Label Forwarding Entry (NHLFE) Route selection
From: Dr. Harry Perros, Connection Oriented Networks (CSC 576), Fall ‘06
From: Dr. Harry Perros, Connection Oriented Networks (CSC 576), Fall ‘06
Control Plane Architecture In GMPLS (Generalized Multi Protocol Label Switching)
Peer model Overlay model
Augmented model
Tiga Tipe Koneksi Dalam implementasinya ada tiga tipe koneksi yang bisa dibentuk oleh ASON, yaitu: • Permanent : dibentuk dari management system dengan network management protocols secara dedicated/permanent. • Soft permanent : dibentuk dari management system dengan menggunakan signaling dan routing protocol untuk membangun koneksinya. • Switched : dibentuk oleh customer berdasarkan demand dengan menggunakan signaling dan routing protocols untuk membangun koneksinya.
Optical Network: Today vs. Tomorrow
Tomorrow
Today
Applications
-
DS3 STS-n STS-nc OC-48T, (OC-192T) 1GE (134Mb/s) 140Mb/s VC-4 VC-4-nc NUT Extra Traffic Broadcast
-
VC-4-nv 10GE Flexible i/f Billing method (distance, time, bw, QoS) Asymitric bw connections Point-to-multipoint - sequential
-
Protection
-
-
2F/4F BLSR Matched Nodes Head end ring prot. NUT (non-preemptive unprotected traffic mixed with protected in ring/linear) Unprotected (extra traffic) Protection SW time Clear P =60ms With ET=160ms MN = 250ms
Management
-
2F/4F BLSR Linear 1+1 1:n Path protection
-
-
Mesh Port connectivity - unconstrained - arbitrary
-
-
-
-
-
Optimized IP application - current driver for transparent NW
Feb. 5, 2002
Topology
Wider range of SLA capability Path diversity verifiable Scalable to large NW size
Additional SLA capability
-
Mesh network
ASON value added EECS - UC Berkeley
Provisioned path connection Trail management across multiple rings Multiple product
Auto discovery of NW configuration Connection provisioning of paths over unconstrained line topology No pre-provisioning of connections? User signaling i/f for connection provisioning Scalable to very large NW Fast connection establishment <2s Resource (bw) management and monitoring
Auto connection & resource mgnt
Arsitektur ASON Aristektur ASON dibagi ke dalam tiga bagian (plane), yaitu; – transport plane, – control plane dan – management plane.
Arsitektur ASON
Transport Plane Transport plane direpresentasikan dengan elemen jaringan, dengan kemampuan: • Menyediakan kemampuan cross connect dalam jaringan. • Mengakomodasi teknologi eksisting (SDH) atau teknologi Optical Transport Network (OTN).
Transport Plane Transport Plane dikenal juga sebagai data plane, yang merepresentasikan pemanfaatan sumber daya jaringan untuk menyampaikan suatu informasi antar user. Transfer informasi tersebut dapat merupakan bi-directional atau unidirectional. Transport plane juga dapat melakukan fungsi transfer informasi untuk kontrol dan sistem manajemen. Transport plane direpresentasikan dengan suatu komponen jaringan yang meliputi: transport entitas dan fungsi transport. Komponen jaringan tersebut dapat berupa IP, ATM, SDH, atau OTN.
ASON Network Architecture Integrated Management
ASON control plane
OCC
User signaling
NNI
OCC
OCC
OCC IrDI_NNI
UNI
CCI Clients e.g. IP, ATM, TDM
GHCT NE
GHCT NE
GHCT NE
Clients e.g. IP, ATM, TDM IrDI
Transport Network
Legacy Network GHAT NE: Global High Capacity transport NE ASON: Automatic Switched Optical Network OCC: Optical Connection Controller IrDI: Inter Domain Interface
Feb. 5, 2002
EECS - UC Berkeley
Interfaces: UNI: User Network Interface CCI: Connection Control Interface NNI: ASON control Node Node Interface
ASON Layer Hierarchy Domain B
Network Layer Domain A
Domain C
Domain E
Domain D
Domain
Domain/Region Layer
Fibers Conduit 1
Conduit Layer Fiber Layer
Conduit 2
l1
ln Feb. 5, 2002
EECS - UC Berkeley
l Layer
Resilient packet ring (802.17) • Put lan on top of man • 50ms protection
•
Feb. 5, 2002
EECS - UC Berkeley
The Metro Bottleneck Other Sites
Access
End User Ethernet LAN IP/DATA 1GigE Feb. 5, 2002
Metro
Access
Metro
T1 DS1 DS3
OC-12 OC-48
OC-192 DWDM n x l
1Gig+
10GigE+
LL/FR/ATM 1-40Meg EECS - UC Berkeley
Core
RPR - Expanding the LAN to the MAN/WAN MAN/WAN
LAN Distributed Switch
LAN in the MAN Paradigm
• Low Cost • Simplicity • Universality Feb. 5, 2002
• Low Cost • Simplicity • Universality
EECS - UC Berkeley
+
• Scalability • Reach • Robustness
What is RPR? Ethernet networking on Optics (STS-Nc)
Ethernet Frame
Ethernet Frame
Ethernet Frame
Ethernet FrameEthernet Ethernet Frame Frame
Feb. 5, 2002
EECS - UC Berkeley
Ethernet Frame
STS-N Envelope
Scalable Bandwidth and Services STS-N TDM
VT’s VT’s VT’s VT’s 1000M
OC-3 / 12 / 48 / 192
10M
STS-Nc Ethernet
300M 500M 1M 80M
Feb. 5, 2002
EECS - UC Berkeley
Network & Customer Management
Customer Ethernet Ports
Feb. 5, 2002
•Customer Privacy through managed Virtual LANs (802.1Q tags) •Customer Agreements through flow attributes (802.1p prioritized queues and traffic policing) EECS - UC Berkeley
Move to optical • The key is to find a way to use the infrastructure that we have available in an efficient manner • What services are available? What can we do? • Challenges?
Feb. 5, 2002
EECS - UC Berkeley
