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 Telefónica I+D 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 Telefónica I+D 3 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 Telefónica I+D 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 Telefónica I+D 5 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 Telefónica I+D 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. • Telefónica I+D 7 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 Telefónica I+D 8 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. Telefónica I+D 9 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 Telefónica I+D 10 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) Telefónica I+D 11 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) Telefónica I+D 12 ACELERAR PARA Establecimiento de un camino en MPLS SER MÁS LÍDERES •Al camino establecido se le denomina LSP. •Los LSPs pueden agruparse jerárquicamente Telefónica I+D 13 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 Telefónica I+D 14 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 Telefónica I+D 15 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 Telefónica I+D 16