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• Situación actual • Camino hacía la NG-SDH• Generic Frame Procedure• Virtual concatenation• Link capacity adjustment scheme• Migración desde SDH hacia NG-SDH• Conclusiones 2. Tendencias en redes ópticas
• Evolución del modelo • GMPLS • Tendencias en conmutadores de paquetes ópticos
En la parte de la 2-3 milla las operadores sustituyen su infraestructuras basando en ATM por nuevos equipos basando en Ethernet
Este cambio requiere también una evolución de la tecnología SDH/SONET hacía un nueva tecnóloga denominado NG-SDH/SONET
ATM• Ventajas
– proporciona QoS mediante tipos de servicios como CBR, VBRrt, VBRnr, ABS– VPN, virtual túnel para servicios a otros operadores (wholesale), e.g. Bitstream
Access) – Tecnología madura con Standard ITU ATM-Forum – Optimo para servicios hasta un bando de ancha STM-1– Soporte para ingeniería de trafico – Tecnología “carrier grade”
• Inconvenientes – Alto CAPEX (equipos caros) – Eficiencia reducida en el ancho de banda – No suporta multicast y broadcast– Escalables reducido para alta banda de ancho – No hay interfase nativo con los clientes
Ethernet Ventajas • Interfase nativo con la mayoría de los clientes • Suporte multi- y braodcast• Bajo CAPEX (equipos y tarjetas baratas) • VPN, virtual túnel for wholesale (e.g. Bitstream Access) • Tecnología madura con Standard IEEE 802.X• Alta escalabilidad 10, 100 Mbps 1,10Gb
Inconvenientes • Suporte QoS solamente al nivel estocásticos (esquema de
prioridades) mediante tipos de servicios como CBR, VBRrt, VBRnr, ABS
• Tecnología todavía no carrier grade ?• Problemas en caso de topología malladas (STP, FSTP)
• La situación actual de tecnología SDH se basa en un diseño que proporciona – Transporte de corrientes de tasas altas hasta 2.5 o 10 Gbps– Granularidad que se compone de un esquema de multiplexación
por cuatro unidades inferior (heredado del concepto de la JDP Europea) resultando modules de transporte STM-N con N= 1,4,16, (64)
– Altos valores de parámetros de rendimiento (QoS, fiabilidad, robustece)
– Mecanismos de protección, restauración y re-enrutamiento – Evolución hacia tecnología ópticas (OC-X X=3,12,48,192) – Sincronismo mediante una red de sincronización
• De las deficiencias de la SDH/SONET resultan las exigencias para NG-SDH– Suporte para nuevas topologías como anillo compartido – Suporte para diferentes estructuras lógicas como punto-punto y
mallado completo sobre anillos físico basado en WCM o DWCM – Suporte para amplias tasas (incremento de la granularidad) – Suporte para Wavelength management– Permitir convergencia de servicios, voz, Ethernet, FR, IP etc. – CAPEX reducidos sobre todo para redes de tamaño menor
Para la NG-SDH/SONET se han definido varios nuevos protocolos, los más importantes son:
• Protocolo GFP– Adaptación de servicios de datos sobre las “payloads” de SDH de forma
flexible, robusta y con reducida sobrecarga (overhead). • Protocolo VCAT
– Mecanismo para que las señales ocupen varios contenedores SDH virtuales no contiguos ajustados a su ancho de banda, en vez de un único contenedor de tamaño bastante superior.
• Protocolo LCAS– Permite la reconfiguración dinámica de los contenedores virtuales que
transportan los datos. • Protocolo RPR
– Protocolo de nivel 2 para proporcionar un servicio de transmisión paquetes no orientado a la conexión entre elementos de un anillo SDH.
• La GFP se basa en el concepto de concatenación virtual y entonces amplia el concepto de la JDS limitado a concatenación continuo
• Definido en el estándar ITU G.7041 • Adaptación de múltiples servicios sobre las “payloads”
de SDH• Se puede interpretar como una multiplexación inversa • Protocolo de nivel 1 flexible, robusto, overhead limitado • Preserva información MAC y entonces soporta múltiples
protocolos nivel 2• Dos tipos de servicios : GFP-T (Transparente) y GFP-F
• Concatenación continúo versus concatenación virtual
– en la concatenación continua una “tributario” a la SDH es mapeadoocteto por octeto de trama en un correspondiente contenedor virtual con una velocidad superior que a su vez se mapea en la correspondiente STM-N, ejemplo un señal E1 se mapea en un CV1 etc.
– Si el tributario no llena el correspondiente CV el resto de los octetos no se usan (excepción mapeo de ATM) lo que reduce el grado de uso de las capacidades proporcionado por la trama
– Con la concatenación se consigue que las tramas SDH/SONET se enrutan por un camino fijo desde el origen hasta su destino
• En la concatenación virtual la carga del señal de la capa lógica se puede distribuir por varios CV y los CV pueden transportarse en diferentes tramas STM-N
• En el destino se deben recoge las diferentes tramas des-encapsular el señal y recomponer el señal original
• Como el señal se enruta en varios VC que a su vez se asocian a diferentes STM-N los CV pueden llegar al destino con diferencias temporales (differential delay).
• Como consecuencia los CV deben memorarse hasta que todos los CV correspondiente a un señal han llegado
• GFP define dos modos de adaptación de la señal lógico a la trama GFP – Mapeo de tramas (GFP-F)
que se orienta de encapsular tramas de la capa dos como Ethernet, PPP
– Mapeo transparente (GFP-T) que es una encapsulación al nivel físico y es optimizado para la encapsulación de señales de la capa 1 para protocolos 8B/10B como “fiber channel, ESCON
Payload FCS
Client playload variable or fixed
Payload Header
Header Core HEC)
Header (PLI)
PLI Playload length indicaterHEC Head error control FCS Frame check sequence
Transparente a códigos de control de trama 8B10B NO SI Optimización de Ancho de Banda SI NO Permite Monitorización de Cada Trama SI NO Minimiza la Latencia para Servicios Sensibles al Retardo NO SI Permite Opcionalmente Corrección de Errores NO SI Permite Compartir el Canal de Transmisión Entre Varios Clientes SI SI
Virtual Concatenation• Definido en el estándar ITU G.707 • Protocolo de nivel 1 para que las señales ocupen varios contenedores SDH
virtuales no contiguos • Ancho de banda ajustado al de la señal a transportar • Los contenedores pueden transportarse de forma independiente por la red
y ser reensamblados en el destino• Uso eficiente de la red: flexibilidad para trazar rutas, apura la capacidad
EJEMPLO: Se requiere transmitir un STS-3, pero no se puede agregarlo a la red porque no existe un número de STS-1/VC-3 contiguos suficiente. Con la concatenación virtual el problema se resolvería:
• NG SDH helps to provide the right SLA to Ethernet services• Transport for high definition audio and video• High speed data for Internet or other networks• Fast bandwidth management to satisfy requirements• Integration under the same architecture circuit and packet networks
Exploración de recursos: se obtiene información acerca de los recursos de red tales como conectividad o capacidad de los enlaces. Los mecanismos utilizados para diseminar esta información de estado se basan en una extensión del Internet Gateway Protocol (IGP).
Selección de ruta: se utiliza para seleccionar una ruta apropiada a través de la red óptica inteligente (ASON) en base a unas ciertas restricciones impuestas por el entorno y las limitaciones de la capa física.
Gestión de ruta: incluye distribución de etiquetas, así como establecimiento, mantenimiento y terminación de ruta. Estas funciones se realizan por medio de un protocolo de señalización extendido como ResourceReservation Protocol for Traffic Engineering (RSVP-TE) o Constraint-routed Label Distribution Protocol (CR-LDP).
Figura 16 esquema temporal de una ráfaga ópticaFigura 16 esquema temporal de una ráfaga óptica
Con velocidades de modulación de 10 Gbit/s y 40 Gbit/s, en una única ráfaga se pueden transportar ficheros completos que pueda querer descargar o enviar un elemento servidor, lo que abre la puerta a la simplificación de los protocolos de transporte TCP, que a su vez redunda en una mayor eficiencia y simplicidad de los elementos terminales de red periférica
Tendencias en conmutadores de paquetes ópticos III
reencaminamiento en base a conversiones en longitud de onda y reencaminadores fijos reencaminamiento en base a conversiones en longitud de onda y reencaminadores fijos
• SDH Tutorial, The International Engineering Consortium, www.iec.org
• Migration to Next Generation SDH, Jose Maria Caballero, TrendCommunication
• [Mannie-04]: E. Mannie, Ed. Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Architecture Request for Comments: 3945 October 2004, http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3945.txt
• ITU-T G.805, G.709
• Converge IP ND DWDM Layers in Core Network, Cisco white paper, 2007, http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/routers/ps5763/prod_white_paper0900aecd80395e03.html
• [Perrin-09]: Building the Next Generatio Packet-Optical Switching Network, White Paper Heavy Reading for Ciena, September 2009,
• Evolution of optical packet transport, white paper L.M. Ericsson- August 2009
• G. Barlow A G.709 Optical Transport Network Tutorial, www.jdsu.com• The Value of OTN for Network Convergence and IP/Ethernet Migration,
White paper Ciena 2006• Evolution to optical packet transport, White paper L.M. Ericsson, 2009 • MPLS in Optical Networks An analysis of the features of MPLS and
Generalized MPLS and their application to Optical Networks, with reference to the Link Management Protocol and Optical UNI. http://www.dataconnection.com
• Shukla-07]: V. Shukla et. All, Next Generation Optical Network-Enabling Dynamic Bandwidth Services, Proc. of the National FiberOptic Engineers Conference (NFOEC), Anaheim, CA, March 25, 2007, http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=NFOEC-2007-NWB3
• [Tomic-04]: S. Tomic, et. al. ASON und GMPLS-Overview and Comparision, Photonic Network Communication Vol 7 Nr.2 2004