Tecnologías de agregación y núcleo de red

ACELERAR PARA
SER MÁS LÍDERES
Tecnologías de agregación y núcleo
de red
Telefónica I+D
0
Situación actual del plano de datos
ACELERAR PARA
SER MÁS LÍDERES
IP/MPLS
PDH, SDH, Fiber Channel...
Agregación: Ethernet; IP/MPLS,
Las tecnologías más comunes son IP/MPLS, Ethernet y NGSDH, pero aún hay una importante presencia de tecnologías
como FR o ATM para servicios de datos a empresas
L2
NG-SDH, ATM
CWDM
Red Metropolitana
Telefónica I+D
L3
NG-SDH, ATM
DWDM
SDH
OTN #
L1
L0
Red Troncal
1
ACELERAR PARA
SER MÁS LÍDERES
Conceptos básicos de SDH
•
El origen de la tecnología SDH (Synchronous Digital
Hierarchy) se encuentra en la redes de telefonía conmutada
•
Se trata de una tecnología de conmutación de circuitos
electrónicos que permite la agregación de circuitos
mediante multiplexación en el tiempo (TDM) y la extracción
flexible de circuitos tributarios
•
Las principales novedades de SDH frente a los sistemas
anteriores fueron:
1.
2.
3.
4.
Define interfaces de fibra óptica
La capacidad llega a 40 Gb/s
Dispone de herramientas de gestión y tolerancia a fallos
(recupera averías en 50 ms)
Utiliza punteros; permite el multiplexado entre niveles no
contiguos
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2
ACELERAR PARA
Velocidades de SDH (ITU-T)
SER MÁS LÍDERES
„
La velocidad base de SONET no acoplaba bien con el PDH de la ITU-T,
por lo que ésta desarrolló otro sistema parecido denominado SDH
(Synchronous Digital Hierarchy), con una velocidad base de 155,52
(igual que STS-3):
Señal eléctrica u
óptica
Equivalencia
SONET
Caudal (Mb/s)
STM-1
STS-3, OC-3
155,52
STM-2
STS-6, OC-6
311,04
STM-3
STS-9, OC-9
466,56
STM-4
STS-12, OC-12
622,08
...
...
...
STM-16
STS-48, OC-48
2488,320
...
...
...
Puede
transportar
un E4 (139,264
Mb/s)
STM: Synchronous Transfer Module
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ACELERAR PARA
SER MÁS LÍDERES
Multiplexación SDH
2 Mbps
E1
E1
.
.
E1
E1
E1
E1
155 Mbpsc
ST
M
-1
STM-1
622 Mbps
ST
M
Codificador
Conversor
(scrambler) electro-óptico
-4
STM-4
STM-16
-4
-1
STM
M
T
S
2,5
-4
1
M
M
ST
ST
Multiplexor
Multiplexor
4:1
4:1
OC-48c
Gbps
Tramas PDH (ITU)
Tramas SDH
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4
ACELERAR PARA
SER MÁS LÍDERES
Enlaces en una red SONET/SDH
•
•
•
Sección: unión directa entre dos equipos cualesquiera
Línea: unión entre dos ADMs contiguos
Ruta: unión entre dos equipos finales (principio-fin de un
circuito)
Multiplexor
Origen
A
B
C
D
Multiplexor
Intermedio
Repetidor
ADM
Repetidor
ADM
REP
Multiplexor
Destino
ADM
REP
A
B
C
E
D E
Sección
Sección
Sección
Línea
Sección
Línea
Ruta (A, B y C)
Ruta (D)
Ruta (E)
ADM: Add-Drop Multiplexor
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Asignación de recursos clásica en SDH
ACELERAR PARA
SER MÁS LÍDERES
„ Cada
interfaz se mapea sobre un canal SDH (STM-1, 4, 16, 64…)
independientemente de la tasa de ocupación
20%
10G/2,5G PoS
Phy
50%
Transport
Resources
filling Rate
SDH desperdicia mucho ancho de banda
cuando transporta tráfico asíncrono con
tasa de ocupación variable
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6
ACELERAR PARA
Next Generation SDH (NG-SDH)
SER MÁS LÍDERES
•
NG-SDH es una actualización de SDH para mejorar su eficiencia en el
transporte de tráfico asíncrono (e.g Ethernet o paquetes IP)
•
NG-SDH se basa en las siguientes tecnologías:
•
•
•
Concatenación virtual: consiste en la agrupación en un único trayecto,
denotado VC-N-Xv, de X VC-Ns miembros con idéntico origen y destino pero
por lo demás independientes. Permite la asignación flexible de ancho de
banda, con granularidad dependiente de la capa concreta (VC-12, VC-3 o
VC-4) utilizada.
GFP (Generic Framing Procedure): técnica estándar de mapeado de
tramas Ethernet sobre trayectos SDH.
LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme): permite la modificación
dinámica del ancho de banda, mediante el añadido y supresión de VCs en
una concatenación virtual sin impacto sobre el tráfico. Permite asimismo
mejorar el comportamiento frente a cortes de un subconjunto de VC-Ns
miembro de una concatenación virtual. En ausencia de LCAS, un único corte
supondrá el corte de todo el VC-N-Xv. Con LCAS, el resultado será una
reducción del ancho de banda disponible.
•
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Asignación de recursos en NG-SDH
ACELERAR PARA
SER MÁS LÍDERES
„ Cada
interfaz Ethernet se mapea en un cojunto de VC-4s
concatenados para optimizar los recursos
„
La granularidad es de 150 Mbps
IP offloadin
g
10GE/1GBE Phy
Transport
Resources
filling Rate
VC4-nv
70%
VC4nv
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Inconvenientes de SONET/SDH
ACELERAR PARA
SER MÁS LÍDERES
„
SONET/SDH se diseñó pensando en telefonía, donde la fiabilidad
del circuito era fundamental. Para datos SONET/SDH presenta
varios inconvenientes:
„
„
„
„
„
La comunicación no siempre va por el camino más corto
Hay un reparto estático de la capacidad entre circuitos
La fibra de reserva no se utiliza, pero ha de estar preparada con todo
su equipamiento por si falla la otra
En IP el nivel de red ya incorpora fiabilidad (OSPF), por lo que las
funciones de SONET/SDH son innecesarias
Solución: prescindir del equipamiento SONET/SDH.
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ACELERAR PARA
SER MÁS LÍDERES
Conexión directa de routers (sin
SONET)
Cada router dispone de un
enlace f. d. con sus vecinos
OSPF
B
Se suprime el equipamiento
SDH (menor costo) pero se
mantiene la estructura de trama
OSPF
OSPF
A
C
OSPF consigue
redundancia (recupera en
6-10 segundos)
El tráfico discurre por el
camino más corto (OSPF)
OSPF
D
La capacidad disponible se reparte
dinámicamente en toda la red
Los enlaces OC-3c se
podrían sustituir por OC-12c
o Gigabit Ethernet
OC-3c
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IP sin SONET/SDH
ACELERAR PARA
SER MÁS LÍDERES
„
„
„
„
„
„
La fiabilidad la da el protocolo de routing (OSPF por ejemplo).
No hay recursos de reserva sin utilizar.
El protocolo de routing elige siempre el camino más corto
Se tiene mayor rendimiento (OC-12c) y menor costo (se
suprime el equipamiento SONET/SDH)
Aunque no hay ADMs se sigue utilizando la estructura de trama
SONET/SDH
También se puede utilizar Gigabit Ethernet (o 10 Gb Ethernet).
Ofrece mayor velocidad y resulta aún más barato
Problema: no se puede usar la red para otro tráfico (telefonía,
por ejemplo)
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Multi-Protocol-Label-Switching (MPLS)
ACELERAR PARA
SER MÁS LÍDERES
„
MPLS surgió como alternativa para dotar a la red IP de
mecanismos de protección e ingeniería de tráfico similares a
los de SDH
„ MPLS es combinación de distintos protocolos:
„
„
„
„
Protocolos de encaminamiento de Internet (OPSPF/ ISIS)
Algoritmo CSPF (Constrained Shortest-Path-First) para determinar
caminos sujetos a determinados requisitos: económicos, QoS,
protección, etc.
Protocolos de señalización IP (CR-LDP, RSVP-TE)
Protocolos de protección (Fast ReRoute)
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ACELERAR PARA
Establecimiento de un camino en MPLS
SER MÁS LÍDERES
•Al camino establecido se le
denomina LSP.
•Los LSPs pueden agruparse
jerárquicamente
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Ingeniería de tráfico sobre MPLS
ACELERAR PARA
SER MÁS LÍDERES
„ Las capacidades de control ofrecidas por los protocolos IGP
existentes no son adecuadas para la ingeniería de tráfico.
„ MPLS puede implementar mecanismos de ingeniería de
tráfico y protección ya que:
„
Define una serie de atributos de los flujos de tráfico y de los
recursos disponibles
„
„
„
„
„
„
„
„
Ancho de banda disponible
Clases de recursos
Tráfico
Prioridad
Afinidades a clases de recursos
....
Utiliza protocolos de encaminamiento basados en restricciones
Mediante RSVP-TE se pueden establecer caminos asociados a
cada flujo
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ACELERAR PARA
Situación actual: Plano de control
SER MÁS LÍDERES
Actualmente existe un plano de control distribuido en la red
IP/MPLS y en la malla nacional GMPLS (NG-SDH)
Plano de Control
IP/MPLS
Ethernet
GMPLS
NGSDH
Los protocolos utilizados en ambas redes son totalmente
independientes. La petición y liberación de conexiones a
través de la malla GMPLS la realiza el sistema de gestión
centralizado
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Sistema de Gestión
ACELERAR PARA
SER MÁS LÍDERES
„
Tradicionalmente los sistemas de transmisión han estado controlados por
mecanismos de gestión centralizados que proporcionaban conexiones
estáticas
Centro de Operación
Centro de Operación
Centro de Operación
FAX
NMS
FAX
NMS
Interconexión
entre sistemas
de gestión
Interconexión
entre sistemas
de gestión
Router Origen
Red Metropolitana
(Suministrador A)
Red troncal
(Suministrador B)
Las conexiones
son controladas
por diferentes
sistemas de
gestión de red
(NMS) a lo largo
Router Destino del camino
NMS
NMS
NMS
Red Metropolitana
(Suministrador C)
Actualmente la red de Telefónica dispone un único sistema de gestión (GEISER)
que interactúa con el plano de control GMPLS
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