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MAD
Jornadas Red-Iris : Redes ópticas
Pamplona 2001 David Benito [email protected]
BCN
VLC
Arquitecturas /Tecnologías/Servicios de Red
USUARIO
Fijo y móvil
PTT’s
Set Top Box :
TV digital, i TV,
WebTV
HFR
HFC
Acceso óptico directo
OTRO
Interfaz óptico
abierto
SCM (DC-1 GHz)
LAN
Radio/
Móvil
ACCESO
Cobre +
ADSL
Nodo
óptico
TRANSPORTE
MAN
ADM de paquetes
OXC de paquetes
WAN
Nivel de
transporte
fotónico
(Niveles: físico, enlace, red)
Red-Iris : Operador de telecomunicación en entorno WAN
RED ÓPTICA SDH/SONET
Objetivos de la Red-Iris
Satisfacer las necesidades de sus servicios con un coste competitivo
• Abaratar costes de transporte
• Solución escalable a prueba de futuro (equipamiento
de comunicaciones propio y fibra en alquiler)
• Alta fiabilidad de la red
• Gestión extremo a extremo y QoS para soportar el
alquiler de los canales
• Tiempo corto de puesta en servicio
MAD
RED ÓPTICA DWDM SDH/SONET
BCN
VLC
Topología RED SDH/SONET
ANILLO: pasivo o activo
Hoy las fronteras están
difusas gracias al
impacto de DWDM
Evolución/Tendencia
Anillo activo simple
Enlace punto a punto: TX/SMF/RX
Lightpath
1λ / WDM / DWDM
tiempo
Redes ópticas clásicas
Cualquier arquitectura de una red
óptica clásica se puede dividir en un
conjunto de:
ENLACES PUNTO A PUNTO
Enlaces punto a punto
TX
x(t)
FO
RX
Ip
If
V/I
Popt
y(t)
I/V
P’opt
pin
APD
LED
α (λ) dB· km
Bandas: S C L
II
17
D(λ)
G.652
ps/nm/km
FP- LD
EDFA
III
0.35
DFB-LD
0
G.653
0.20
1310 nm
1550 nm
S-SMF
NZ-DSF
Detección Directa
Sistema TDM por fibra óptica
Datos serie
Reloj
Datos
OAM
M
U
X
TX
–
–
–
–
–
–
AO
3R
AO
RX
D
E
M
U
X
Datos
Reloj
TX
MI
OAM
A.O Amplificador Optico
3R
Regenerador 3R (Regenerating, Reshaping, Retiming)
RX
DD
OAM Operación, Administración y Mantenimiento
TDM Time Division Multiplexing
Aumento capacidad
Aumento de la velocidad
Limitaciones tecnológicas.
Enlaces punto a punto: Evolución (I)
MMF (SI,IG)
RX
TX
LED
rep. e/o
P
0.8 / 1.3 µm
BR·L = 50 / 2000 Mbps ·km
λ
S-SMF
TX
MLM LD
RX
rep. e/o
P
λ
1.3 µm
BR·L = 88 Gbps ·km
Enlaces punto a punto: Evolución (II)
SMF (S,DS,DF)
TX
RX
< 2.5 Gbps
rep. e/o
SLM LD
1.55 µm
P
BR·L = 400 Gbps ·km
λ
> 2.5 Gbps
P
HP-LD
λ
RX
PMF
MZ-EOM
λ1
SLM LD
HP-LD
RX
λ2
CF
PMF
MZ-EOM
.
.
λn
1.55 µm
SMF (S,NZ)
MUX
DEMUX
EDFA
rep. óptico
P
WDM
HP-LD
..
PMF
MZ-EOM
λ
RX
Enlaces punto a punto: Evolución de la capacidad
DWDM
Canal 1
Canal 2
Canal n
Enlace punto a punto de gran capacidad
Tx λ1
Tx λ2
M
U
X
AO
AO
Tx λn
Banda C
(∆υ=100 GHz)
Tx λosc
Canal de
supervisión
AO
λosc
λ1
λn
D
E
M
U
X
Rx 1
Canal 1
Rx 2
Canal 2
Canal n
Rx n
Rx λosc
λ
Canal de
supervisión
AO
(ITU-T G692 Optical Interfaces for Multichannel Systems with Optical Amplifiers)
Y puede dotar al enlace/red de una mayor funcionalidad,
p.e:
DWDM
Canal 1
Canal 2
Enlace punto a punto bidireccional
Tx λ1
Rx 2
AO
Canal n-1
Tx λn
Canal n
Rx n
DWDM
AO
AO
Rx 1
Canal 1
Tx λ2
Canal 2
Rx n-1
Tx λn
Canal n-1
Canal n
Enlace punto a punto transmisión multiformato
DWDM
Evolución de la infraestructura de red: REDES DWDM (I)
OADM: inserción / extracción en longitud de onda
OADM
Fijo
Sintonizable
La elección no es un asunto baladí
(coste, flexibilidad), ya que un OADM
sintonizable exige el uso de TLD y
conmutadores en λ (conmutador
espacial y encaminador en λ)
Red óptica DWDM/SDH
DWDM
Evolución de la infraestructura de red: REDES DWDM (III)
Protección frente a caídas: Redundancia espacial y en longitud de onda
Evolución de la infraestructura de red: REDES DWDM (IV)
DWDM
Σi λi
Σi λi
Σi λi
Σi λi
OXC
λ converters
Interconexión de anillos WAN
Σ i λi
Σ i λi
Σ i λi
Σ i λi
Tx y Rx locales
locales
OXC: Optical Cross-Connect
DWDM
Evolución de la infraestructura de red: REDES DWDM (V)
Red óptica DWDM
Capas / Estándares de transmisión
hoy
ayer
IP over ATM over SDH
IP over SDH
Packets-over-SDH (POS)
mañana
tiempo
IP over DWDM
Red óptica DWDM SDH/SONET
Servicios
Red
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Físico
Niveles Torre ISO
Para cursar tráfico IP
Entrega de información libre de
errores (pto a pto)
Circuitos virtuales o datagrama
(encaminamiento)
Tramas, MUX/DEMUX, FEC,
MAC
Red
Enlace
IP
Red
Enlace
Físico
Sección fotónica
Router IP
SDH
Aplicaciones de usuario
Circuitos virtuales
Red
SDH
Nivel IP
Conexión SDH
Nivel SDH
Lightpath
Router IP
Nivel óptico
Router IP
Red óptica DWDM SDH/SONET
Path
Line
Section
Nivel
Enlace
SDH
Layer
Physical
Nivel
Fisíco
OC
Channel
OMS
Multiplex
section
OAS
Optical
Layer*
Amplifier
section
Torre ISO
* Nivel definido por la ITU (especialmente
adecuado para describir redes DWDM)
Proporciona un ligtpath a niveles superiores, es
decir una conexión entre dos puntos de la red
estándares
- Jerarquías SDH
SONET signal
STS-3
STS-12
STS-48
STS-192
SDH signal Bit Rate (Mbps) Optical Channel
STM-1
155.52
OC-3
STM-4
622.08
OC-12
STM-16
2488.32
OC-48
STM-64
9953.28
0C-192
- Equipamiento SDH
TM
Multiplexor terminal o LTE
ADM Multiplexor ADD/DROP (cambio de jerarquía SDH)
DCS Crossconnect digital (intercambiador de tráfico hasta
un cierto nivel de jerarquía SDH)
- OC-N
Define el equipamiento óptico (transmisor: LED, MLM SLM
y λ , Fibra: SMF) necesario para cubrir secciones de
transmisión (SR/IR/LR/ULR), especificando las pérdidas
máximas entre el equipo transmisor y receptor
Infraestructura de Red
óptica DWDM SDH/SONET
Ejemplos de
arquitecturas (I)
Red óptica SDH clásica:
DCS
(OC-48/2.5 Gbps)
Doble anillo con trafico en
direcciones opuestas
ADM
ADM
DCS
ADM
Nodos:
ADM
DCS
DCS
- Incorporan ADM para
multiplexar niveles OC12/622 Mbps y OC-3/155
Mbps.
- DCS extraen niveles de
baja velocidad, p.e DS3:
45 Mbps, DS1: 1.5 Mbps
óptico
eléctrico
INCREMENTO DE TRAFICO
Infraestructura de Red
óptica DWDM SDH/SONET
Ejemplos de
arquitecturas (II)
Red óptica SDH DWDM
clásica:
(4 λ a OC-48: 10 Gbps)
Subir la capacidad de enlaces
punto a punto por DWDM
Nodos:
- En cada nodo la señal
DWDM es demultiplexada y
convertida a señales eléctricas
WDM
MUX
óptico
eléctrico
WDM
DEMUX
- La conmutación se lleva a
cabo en el dominio eléctrico
por ADM y DCS (4 ADM y 4
DCS por nodo)
ENCAMINAMIENTO EN
DOMINIO OPTICO
Infraestructura de Red
óptica DWDM SDH/SONET
EDFA
Ejemplos de
arquitecturas (III)
Red óptica SDH DWDM con
encaminamiento fijo en
longitud de onda:
(4 λ a OC-48: 10 Gbps)
WDM
MUX
óptico
eléctrico
WDM
DEMUX
Red fija: Los nodos
encaminan directamente las
λ’s que deben pasar por él, sin
necesidad de terminar en un
ADM. Se reduce el número de
ADM soportando el mismo
tráfico. Enlaces entre el nodo
siguiente y el consecutivo.
Solución de menor coste y mas
sencilla.
Para dotar de FLEXIBILIDAD a la red
Infraestructura de Red
óptica DWDM SDH/SONET
óptico
eléctrico
OADM
EDFA
Ejemplos de
arquitecturas (IV)
Red óptica SDH DWDM con
encaminamiento flexible en
longitud de onda:
(4 λ a OC-48: 10 Gbps)
OADM
OADM
OADM
Red flexible: Permite
conmutar/enrutar tráfico
(tráfico entre nodos es
cambiante) o dotar a la red de
un sistema de redundancia
(ante la posible caída de un
nodo).
Necesita de OADM’s
sintonizables (AWG,
acopladores y conmutadores).
Reducción de coste y mejora
de la capacidad de la red.
OADM
WAN (SDH/SONET) / MAN-LAN (Gigabit Ethernet)
MAD
VLC
SDH/SONET
BCN
Arquitectura punto-multipunto
‘PON Ethernet’
...
OLT ‘optical line terminals’
SMF
PON*
Gigabit Ethernet
1 x n -couplerSMF
.. ...
1 x 4 -coupler-
ONU’s
SMF
MMF/UTP
ONU’s
*Red óptica pasiva (PON):
‘flexible, bajo coste y mantenimiento’
Redes ópticas Gigabit Ethernet (GE)
1997
Ethernet domina el 85% de redes LAN
1998
IEEE 802.3z estándar GE e introducción en MAN
GEA
2001/2 Estándar final 10GE (futuro próximo y prometedor)
3Com
Cisco,
Intel
Nortel
Sun
WWP
……..
Expertos de red están de acuerdo que GE se convertirá en la tecnología de
redes LAN de alta velocidad. Es una buena elección para proporcionar una red
troncal (backbone) de alta capacidad para organizaciones/instituciones,
proporcionado conexiones de alta velocidad con una excelente relación
capacidad/coste. Sin embargo GE no es una buena solución para
aplicaciones/redes que deseen mover rápidamente una gran cantidad de datos,
presenten conexiones muy ocupadas o para el envío de paquetes de tamaño
relativamente pequeño, todo ello debido a las características de la técnica
MAC de Ethernet (CSMA/CD).
MAD
Jornadas Red-Iris : Redes ópticas
Pamplona 2001 David Benito [email protected]
BCN
VLC