Jornadas Red-Iris : Redes ópticasRedes ópticasPamplona 2001 David BenitoDavid Benito dbenito@unavarra.es

MAD

VLCBCN

Arquitecturas /Tecnologías/Servicios de Red

Cobre +ADSL

Radio/Móvil

Interfaz ópticoabierto

AC

CE

SOAcceso óptico directo

OTRO

ADM de paquetes

OXC de paquetes

TR

AN

SPO

RT

E

Nivel de transportefotónico

USUARIO

HFRPTT’s HFC

Nodoóptico

SCM (DC-1 GHz)

(Niveles: físico, enlace, red)

Fijo y móvil

Set Top Box:TV digital, i TV,

WebTV

Red-Iris : Operador de telecomunicación en entorno WAN RED ÓPTICA SDH/SONET

WAN

MAN

LAN

Objetivos de la Red-IrisObjetivos de la Red-Iris

• 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

RED ÓPTICA DWDM SDH/SONET

Satisfacer las necesidades de sus servicios con un coste competitivo

VLCBCN

MAD

Topología RED SDH/SONETTopología RED SDH/SONET

ANILLO: pasivo o activo

Evolución/Tendencia

Hoy las fronteras estándifusas gracias alimpacto de DWDM

Anillo activo simple

Enlace punto a punto: TX/SMF/RX

1λ / WDM / DWDMtiempo

Lightpath

Redes ópticas clásicas

Cualquier arquitectura de una redóptica clásica se puede dividir en unconjunto de:

ENLACES PUNTO A PUNTO

V / I I / Vx(t) If

y(t)

Popt

Ip

P’opt

TX FO RX

Enlaces punto a puntoEnlaces punto a punto

1310 nm

II

1550 nm

III

0.35

0.20

ED

FA

G.653

G.652

0

17

ps/nm/kmD(λ)

α (λ) dB·km

DFB-LD

FP- LD

LED

S-SMF NZ-DSF

pinAPD

Bandas: S C L

Detección DirectaDetección Directa

– TX MI– 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.

Sistema TDM por fibra óptica

MMUUXX

AOAO AOAO3R3R

DDEEMMUUXX

Datos serieReloj

OAM

Datos

Reloj

OAM

DatosTX RX

Enlaces punto a punto: Evolución (I)Enlaces punto a punto: Evolución (I)

TX RX

rep. e/o

MMF (SI,IG)

0.8 / 1.3 µmLED P

λ

TX RX

rep. e/o

S-SMF

1.3 µmMLM LD P

λ

BR·L = 50 / 2000 Mbps ·km

BR·L = 88 Gbps ·km

TX RX

rep. e/o

SMF (S,DS,DF)

1.55 µmSLM LD

P

λ

RX

SMF (S,NZ) 1.55 µmSLM LD

P

λ

HP-LD

PMF

MZ-EOM

HP-LD

PMF

MZ-EOM

HP-LD

PMF

MZ-EOM

P

λ..WDM

RX

RX

CF

EDFAMUX DEMUX

rep. óptico

λ1

λ2

λn..

Enlaces punto a punto: Evolución (II)Enlaces punto a punto: Evolución (II)

BR·L = 400 Gbps ·km

< 2.5 Gbps

> 2.5 Gbps

Enlaces punto a punto: Evolución de la capacidadEnlaces punto a punto: Evolución de la capacidad

DWDMDWDM Enlace punto a punto de gran capacidad

(ITU-T G692 Optical Interfaces for Multichannel Systems with Optical Amplifiers)

Y puede dotar al enlace/red de una mayor funcionalidad,p.e:

λoscλ

Canal 2

Canal n

Canal 1

Canal desupervisión

λ1 λnCanal de

supervisión

Canal 2

Canal n

Canal 1

AO

Tx Tx λ1λ1

Tx Tx λ2λ2

Tx Tx λλnn

RxRx 1 1

RxRx 2 2

RxRx n n

AOAO AOAO

Tx Tx λλoscosc Rx Rx λλoscosc

MMUUXX

DDEEMMUUXX

AOAO

Banda C(∆υ=100 GHz)

DWDMDWDM Enlace punto a punto bidireccional

Canal 2

Canal n-1

Canal 1

Canal n

Canal 2

Canal n-1

Canal 1Tx Tx λ1λ1

Rx Rx 22

Tx Tx λλnn

RxRx 1 1

TxTx λλ22

RxRx n-1 n-1

Rx Rx nn TxTx λλnnCanal n

AO AO AO

DWDMDWDM Enlace punto a punto transmisión multiformato

DWDMDWDM Evolución de la infraestructura de red: REDES DWDM REDES DWDM (I)

OADM

OADM: inserción / extracción en longitud de onda

Fijo

Sintonizable

La elección no es un asunto baladí(coste, flexibilidad), ya que un OADMsintonizable exige el uso de TLD yconmutadores en λ (conmutadorespacial y encaminador en λ)

Red óptica DWDM/SDH

DWDMDWDM Evolución de la infraestructura de red: REDES DWDM REDES DWDM (III)

Protección frente a caídas: Redundancia espacial y en longitud de onda

DWDMDWDM Evolución de la infraestructura de red: REDES DWDM REDES DWDM (IV)

Interconexión de anillos WAN

OXC: Optical Cross-Connect

Σi λi

Σi λi

Σi λi

Σi λi

OXCOXC

Σ i λi

Σ i λi

Σ i λi

Σ i λi

TxTx y y RxRx locales locales

λ co

nve

rter

s

DWDMDWDM Evolución de la infraestructura de red: REDES DWDM REDES DWDM (V)

Red óptica DWDMRed óptica DWDM Capas / Estándares de transmisión

tiempomañanahoyayer

IP over ATM over SDH

IP over SDHPackets-over-SDH (POS)

IP over DWDM

Red óptica DWDM SDH/SONETRed óptica DWDM SDH/SONET Para cursar tráfico IP

Niveles Torre ISO

Router IP

RedSDH

Nivel IP

Nivel SDH

Nivel óptico

Lightpath

Conexión SDH

Router IP

Router IP

Circuitos virtuales

Aplicaciones de usuario

Físico

Transporte

AplicaciónPresentación

SesiónServicios

Red

RedEnlace

IPSDH

RedEnlace

RedEnlaceFísico

Entrega de información libre deerrores (pto a pto)

Circuitos virtuales o datagrama(encaminamiento)Tramas, MUX/DEMUX, FEC,MAC

Sección fotónica

Red óptica DWDM SDH/SONETRed óptica DWDM SDH/SONET estándares

* Nivel definido por la ITU (especialmenteadecuado para describir redes DWDM)

Proporciona un ligtpath a niveles superiores, esdecir una conexión entre dos puntos de la red

SONET signal SDH signal Bit Rate (Mbps) Optical ChannelSTS-3STS-12STS-48STS-192

STM-1STM-4STM-16STM-64

155.52622.08

2488.329953.28

OC-3OC-12OC-480C-192

SDHLayer

OpticalLayer*

Section

NivelEnlace

Channel

Torre ISO

Physical

Multiplexsection

Amplifiersection

OC

OAS

OMS

PathLine

NivelFisíco

- Jerarquías SDH

- Equipamiento SDH

TM Multiplexor terminal o LTE

ADM Multiplexor ADD/DROP (cambio de jerarquía SDH)

DCS Crossconnect digital (intercambiador de tráfico hastaun cierto nivel de jerarquía SDH)

- OC-N

Define el equipamiento óptico (transmisor: LED, MLM SLMy λ , Fibra: SMF) necesario para cubrir secciones detransmisión (SR/IR/LR/ULR), especificando las pérdidasmáximas entre el equipo transmisor y receptor

Infraestructura de RedInfraestructura de Redóptica DWDM SDH/SONETóptica DWDM SDH/SONET

Ejemplos dearquitecturas (I)

DCS

DCS

DCS

DCS

ADM

ADMA

DM

AD

M

eléctricoóptico

Red óptica SDH clásica:

(OC-48/2.5 Gbps)

Doble anillo con trafico endirecciones opuestas

Nodos:

- Incorporan ADM paramultiplexar niveles OC-12/622 Mbps y OC-3/155Mbps.

- DCS extraen niveles debaja velocidad, p.e DS3:45 Mbps, DS1: 1.5 Mbps

INCREMENTO DE TRAFICO

Infraestructura de RedInfraestructura de Redóptica DWDM SDH/SONETóptica DWDM SDH/SONET

Ejemplos dearquitecturas (II)

eléctricoóptico

Red óptica SDH DWDMclásica:

(4 λ a OC-48: 10 Gbps)

Subir la capacidad de enlacespunto a punto por DWDM

Nodos:

- En cada nodo la señalDWDM es demultiplexada yconvertida a señales eléctricas

- La conmutación se lleva acabo en el dominio eléctricopor ADM y DCS (4 ADM y 4DCS por nodo)

ENCAMINAMIENTO ENDOMINIO OPTICO

WDMMUX

WDMDEMUX

Infraestructura de RedInfraestructura de Redóptica DWDM SDH/SONETóptica DWDM SDH/SONET

Ejemplos dearquitecturas (III)

eléctricoóptico

Red óptica SDH DWDM conencaminamiento fijo enlongitud de onda:

(4 λ a OC-48: 10 Gbps)

Red fija: Los nodosencaminan directamente lasλ’s que deben pasar por él, sinnecesidad de terminar en unADM. Se reduce el número deADM soportando el mismotráfico. Enlaces entre el nodosiguiente y el consecutivo.

Solución de menor coste y massencilla.

Para dotar de FLEXIBILIDAD a la red

WDMMUX

WDMDEMUX

EDFA

Infraestructura de RedInfraestructura de Redóptica DWDM SDH/SONETóptica DWDM SDH/SONET

Ejemplos dearquitecturas (IV)

eléctricoóptico

Red óptica SDH DWDM conencaminamiento flexible enlongitud de onda:

(4 λ a OC-48: 10 Gbps)

Red flexible: Permiteconmutar/enrutar tráfico(tráfico entre nodos escambiante) o dotar a la red deun sistema de redundancia(ante la posible caída de unnodo).

Necesita de OADM’ssintonizables (AWG,acopladores y conmutadores).

Reducción de coste y mejorade la capacidad de la red.

OADM

EDFA

OADM

OADM

OADM

OADM

WAN (SDH/SONET) / MAN-LAN ( MAN-LAN (Gigabit EthernetGigabit Ethernet))

BCN

MAD

VLC

...PON*

Gigabit Ethernet

*Red óptica pasiva (PON):‘flexible, bajo coste y mantenimiento’

Arquitectura punto-multipunto‘PON Ethernet’

.. ...

OLT ‘optical line terminals’

1 x n -coupler-

1 x 4 -coupler-

ONU’s

ONU’s

SMF

SMF

SMF

MMF/UTP

SDH/SONET

Redes ópticasRedes ópticas Gigabit Ethernet Gigabit Ethernet (GE)(GE)

1997 Ethernet domina el 85% de redes LAN

1998 IEEE 802.3z estándar GE e introducción en MAN

2001/2 Estándar final 10GE (futuro próximo y prometedor)GEA

Expertos de red están de acuerdo que GE se convertirá en la tecnología deredes LAN de alta velocidad. Es una buena elección para proporcionar una redtroncal (backbone) de alta capacidad para organizaciones/instituciones,proporcionado conexiones de alta velocidad con una excelente relacióncapacidad/coste. Sin embargo GE no es una buena solución paraaplicaciones/redes que deseen mover rápidamente una gran cantidad de datos,presenten conexiones muy ocupadas o para el envío de paquetes de tamañorelativamente pequeño, todo ello debido a las características de la técnicaMAC de Ethernet (CSMA/CD).

3ComCisco,IntelNortelSunWWP……..

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VLCBCN