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0Telefónica I+D

Tecnologías de agregación y núcleo de red

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1Telefónica I+D

Situación actual del plano de datos

IP/MPLS

OTN #

SDH

DWDM

NG-SDH, ATM

CWDM

Red Metropolitana Red Troncal

Agr

egac

ión:

Eth

erne

t; IP

/MP

LS,

PD

H, S

DH

, Fib

erC

hann

el...

NG-SDH, ATM

L0

L1

L2

L3

Las tecnologías más comunes son IP/MPLS, Ethernet y NG-SDH, pero aún hay una importante presencia de tecnologías

como FR o ATM para servicios de datos a empresas

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2Telefónica I+D

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. Define interfaces de fibra óptica2. La capacidad llega a 40 Gb/s 3. Dispone de herramientas de gestión y tolerancia a fallos

(recupera averías en 50 ms)4. Utiliza punteros; permite el multiplexado entre niveles no

contiguos

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3Telefónica I+D

Velocidades de SDH (ITU-T)

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):

.........

2488,320STS-48, OC-48STM-16

.........

622,08STS-12, OC-12STM-4

466,56STS-9, OC-9STM-3

311,04STS-6, OC-6STM-2

155,52STS-3, OC-3STM-1

Caudal (Mb/s)Equivalencia SONET

Señal eléctrica u óptica

STM: Synchronous Transfer Module

Puede transportarun E4 (139,264 Mb/s)

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4Telefónica I+D

E1

E1..E1

E1

Conversor electro-óptico

Codificador (scrambler)

Multiplexor 4:1

Multiplexor 4:1

OC-48cSTM-16STM-4STM-1

STM-1

STM-4

STM-4

STM-4

Multiplexación SDH

Tramas PDH (ITU)

Tramas SDH

E1

E1

STM-1STM-1

155 Mbpsc622 Mbps

2,5 Gbps

2 Mbps

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5Telefónica I+D

• Sección: unión directa entre dos equipos cualesquiera• Línea: unión entre dos ADMs contiguos• Ruta: unión entre dos equipos finales (principio-fin de un

circuito)

Enlaces en una red SONET/SDH

Sección

Línea

Sección Sección Sección

Ruta (A, B y C)

Línea

MultiplexorOrigen

MultiplexorIntermedio

MultiplexorDestinoRepetidor Repetidor

ADM: Add-Drop Multiplexor

ADMADM ADMADMADMADMABCD

ABCE

D E

REP REP

Ruta (D) Ruta (E)

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6Telefónica I+D

Cada interfaz se mapea sobre un canal SDH (STM-1, 4, 16, 64…) independientemente de la tasa de ocupación

10G/2,5G PoSPhy

20% 50%

TransportResourcesfilling Rate

Asignación de recursos clásica en SDH

SDH desperdicia mucho ancho de banda cuando transporta tráfico asíncrono con tasa de ocupación variable

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7Telefónica I+D

Next Generation SDH (NG-SDH)

• NG-SDH es una actualización de SDH para mejorar su eficiencia en eltransporte 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-Nsmiembro 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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8Telefónica I+D

Cada interfaz Ethernet se mapea en un cojunto de VC-4s concatenados para optimizar los recursos

La granularidad es de 150 Mbps

10GE/1GBE Phy VC4-nv

VC4-nv

70%

TransportResourcesfilling Rate

IP off-loadin

g

Asignación de recursos en NG-SDH

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9Telefónica I+D

Inconvenientes de SONET/SDH

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 cortoHay un reparto estático de la capacidad entre circuitosLa fibra de reserva no se utiliza, pero ha de estar preparada con todo su equipamiento por si falla la otraEn 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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10Telefónica I+D

A

B

C

D

Conexión directa de routers (sin SONET)

OC-3c

Cada router dispone de un enlace f. d. con sus vecinos

OSPF

OSPF

OSPF

OSPFSe suprime el equipamiento SDH (menor costo) pero se

mantiene la estructura de trama

La capacidad disponible se reparte dinámicamente en toda la red

OSPF consigue redundancia (recupera en

6-10 segundos)El tráfico discurre por el

camino más corto (OSPF)

Los enlaces OC-3c se podrían sustituir por OC-12c

o Gigabit Ethernet

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11Telefónica I+D

IP sin SONET/SDH

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 cortoSe 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/SDHTambién se puede utilizar Gigabit Ethernet (o 10 Gb Ethernet). Ofrece mayor velocidad y resulta aún más baratoProblema: no se puede usar la red para otro tráfico (telefonía, por ejemplo)

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12Telefónica I+D

Multi-Protocol-Label-Switching (MPLS)

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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13Telefónica I+D

Establecimiento de un camino en MPLS

•Al camino establecido se le denomina LSP.

•Los LSPs pueden agruparse jerárquicamente

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14Telefónica I+D

Ingeniería de tráfico sobre MPLS

Las capacidades de control ofrecidas por los protocolos IGP existentes no son adecuadas para la ingeniería de tráfico.

MPLS puede implementar mecanismos de ingeniería detráfico 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 recursosTráfico PrioridadAfinidades a clases de recursos....

Utiliza protocolos de encaminamiento basados en restricciones

Mediante RSVP-TE se pueden establecer caminos asociados acada flujo

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15Telefónica I+D

IP/MPLS

Ethernet

GMPLS NG-SDH

Plano de Control

Situación actual: Plano de control

Actualmente existe un plano de control distribuido en la red IP/MPLS y en la malla nacional GMPLS (NG-SDH)

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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16Telefónica I+D

Sistema de Gestión Tradicionalmente los sistemas de transmisión han estado controlados por mecanismos de gestión centralizados que proporcionaban conexiones estáticas

Las conexiones son controladas por diferentes sistemas de

gestión de red(NMS) a lo largo

del camino

Red troncal(Suministrador B)

NMS NMSNMS

Red Metropolitana(Suministrador A)

Red Metropolitana(Suministrador C)

NMS

FAX FAXCentro de Operación Centro de Operación

Centro de Operación

NMS

Router Origen

Router Destino

Interconexiónentre sistemas

de gestión

Interconexiónentre sistemas

de gestión

Actualmente la red de Telefónica dispone un único sistema de gestión (GEISER) que interactúa con el plano de control GMPLS