Александр Яхничконсультирующий архитектор

Особенности решений Cisco для

оптического транспорта

Почему нужны изменениядинамика рынка

Expenses

Revenue

OpEx

CapEx ARPU

СтоимостьПересечение технологийGMPLS

WSON

SDN

NFV

DWDM

100 Gig

IP/MPLS

MPLS-TP

OTN

SONET/SDH

Разнообразие сервисов

IPTV

BusinessEthernet

EPL

EVPLE-LAN

HSI

DCIL3VPN

MobileBackhaul

VoD

FTTx

L2VPN

• Рост трафика и динамики• Проблемы планирования

емкости в транспортной сети

• SONET/SDH – окончание жизни технологий

Обзор оборудования для транспортных сетей

NCS 4009

• 9 usable slot in the chassis (14 RU)• Agnostic 1.8Tb switching fabric• 15x 100G ports, 100x10G ports

NCS 4016

• 16 usable slot in the chassis• Agnostic 3.2Tb switching fabric• 32 x 100G ports, 320 x 10G ports

Обзор оборудования для транспортных сетей

NCS 2015

• 15 usable slot in the chassis (14 RU)

• 15x 100G Clients• 100x 10G Clients

NCS 2006

• 6 usable slot in the chassis (6 RU)

• 6x 100G Clients• 40x 10G Clients

NCS 2002

• 2 usable slot in the chassis (2 RU)

• 2x 100G Clients• 10x 10G Clients

Требования к ROADM нового поколения

• ROADM в прошлом обеспечивали работу с фиксированными каналами в ITU-T Grid

Битовая скорость либо модуляция, которые не соответствовали ITU-T grid не могли коммутироваться через ROADM

• Flex Spectrum ROADM снимает любые ограничения касающиеся решетки оптических каналов либо ширины полосы спектра оптических каналов

Добавляется возможность эффективно сочетать оптические каналы с разной скоростью передачи в рамках одной системы

Большая скорость отдельных каналов

Гибкость контроля нелинейных эффектов

в результате взаимодействия каналов

Поддержка чужеродных секций

мультиплексирования (Alien MS) 1 -

Od

d

1-

Even

2 -

Od

d

2 -

Even

3 -

Od

d

3 -

Even

4 -

Od

d

4-

Even

5 -

Od

d

5 -

Even

6 -

Od

d

6 -

Even

7 -

Od

d

100 G

bp

s

400 G

bp

s

1 T

bp

s

100 G

bp

s

1 T

bp

s

100 G

bp

s

Возможности наращивания емкости

Для перехода нановый уровень

нужно принципиально новое решение!

• Оптические каналы 40Gbps

– Необходим новый приемник и АЦП 22Gb/s

– Ширина спектра сигнала ~12GHz

• Оптические каналы 100Gbps

– Необходим новый приемник и АЦП 55Gb/s

– Ширина полосы сигнала ~28GHz

• Оптические каналы 1,000Gbps

– Необходим приемник и АЦП 550Gb/s

– Оптическая полоса ~280GHz

Super-channel (композитный канал?)

• Емкость системы распределяется в плотно расположенных в спектре под-несущих: Super-Channel

• В каждой под-несущей битовая скорость ниже, а битовая скорость соответствует используемым АЦП и DSP

• Скорость передачи символов оптимизируется соответственно возможностям оптических компонент и DSP

• Формат модуляции оптимизируется для прохождения максимального расстояния с максимальной спектральной эффективностью

• Количество под-несущих может оптимизироваться под емкость данного оптического канала (соединения)

Архитектура NG-DWDM

• Route & Select – один SMR модуль на направление

• Routed Fiber Shuffle –Пассивная матрица, масштабируемая без прерывания сервисов

• Различные наборы компонент для оптического ввода-вывода – от Colored/Directional до полностью Contentionless

Select WSS Route WSS

Направление B

Select W

SS

Ro

ute W

SS

На

пр

ав

ле

ни

е C

Sel

ect

WS

SR

ou

te W

SS

На

пр

ав

ле

ни

е A

Оптический ввод-вывод

Пассивная матрица с

возможностью

масштабирования

Transponders or

IP-over-DWDM Interfaces

Примеры компонент NG-DWDM

Flex Spectrum SMR Contentionless (CCOFS) Add/Drop Fiber Shuffle

• Flex Spectrum Single Slot 20-port WSS w/Integrated Amplifiers

• Integrated Connection Verification to guarantee proper cabling & Insertion Loss

• 16-fiber MPO to minimize cabling

• 16-channels Contentionless Add/Drop scalable in-service to 16-degree

• Single Line Card to scale Add/Drop capacity and Degree count

• Built-in 4-degree Contentionless

• Fully Passive & Modular Device to simplify Node Connectivity

• Different Mechanical Form Factors (1RU to 6RU) available

• Scalable in-service

Пример эволюции матрицы узла NG-DWDMM

D-4

8 ODD

4 x 4A1

B1 C1 D1

AD1

MF-DEG-5

MD

-48 EVEN

Bulk Att.

2 x EDFA

MF-4x4-COFS

4 x 4A1 B1 C1 D1

AD1

MF-DEG-5

A2 B2C2 D2

4 x 44 x 44 x 44 x 4

AD2

AD3

AD4

AD5

A3 B3 C3D3

4 x 44 x 44 x 44 x 4

AD6

AD7

AD8

AD9

A4 B4C4

D4

4 x 44 x 44 x 44 x 4

AD10

AD11

AD12

AD13

Развитие X-пондеров

• 100G модуль, поддерживающий SD-FEC, поставляется 2014 годаStarted shipping 100G SD-FEC Line cards in November 2014, with Release 10.1

– В модуле применяется nLight ASIC, в котором интегрированы когерентный приемник, Transmit Signal Shaping и SD-FEC

– B2B OSNR на 2дБ лучше чем в модулях, использующих HD-FEC

– Перенастройка Grid-less с шагом 0.1GHz

– Когерентный селективный приемник

– Переключение на запасной путь < 50 мс

– Встроенный PRBS для тестирования каналов end-to-end

• В обновлении 10.3 SW активирована модуляция 200G (16-QAM)

Развитие оптических модулей трансиверов

200G QSFP56(PAM4)

Optical NRZ(25G)

40

/50

G1

00

/20

0G

40

0G

100G CPAK(NRZ)

OpticalPAM4 (50/100G)

400G CFP2-56 (PAM4)

100G QSFP28(PAM4)

2017 2018201620152014 2019

OpticalPAM4

NRZ Host(25G)

NRZ Host(25G)

PAM4 Host(50G)

CPPI / CAUI4 (CPAK, CFP2)

50G SFP56 (PAM4)

100G SFP56 (PAM4)

…. и, возможно, началоembedded optics?

первый PAM4трансивер !

XLPPI / XLAUI (QSFP+)

50G hosts

100G hosts CEI-112G?

400G QSFP112(PAM4)

Архитектура транспортных сетей

Cетевой элементОбъединяющий L0/1/2

Multi-ChassisSwitch Fabric

NCS 4009

NCS 4016

NCS 2015

NCS 2000Фотонный транспорт

NCS 2006

NCS 4200

NCS 4200

NCS 4200

Доступ Ethernet

Кольца доступаSONET/SDH

Ethernet-over-SDH

PDH-over-SDH

Доступ PDH

Эмуляция соединений

• Возможны четыре различных режима работы

1. SAToP = Frame agnostic DS1/DS3

2. CESoP = Frame aware NxDS0

3. CEP = базируется на передаче контейнеров SDH (VT-12, VC-3, VC-4)

4. TSoP = Передача SDH Frame целиком + TOH (нет стандарта)

• Входной узел CEM разбивает TDM фреймы для пакетизации.

• Выходной узел CEM восстанавливает TDM фрейм из пакетов

TDM Frames

Пакетный узел с функцией CEM

CEM Packets

Пакетный узел сфункцией CEM

TDM Frames

PSN Header

PWMux

Control Word

Parts of TDM Frame

Идентификатор соединения

Транспорт между узлами CEM

AIS и передача RDI на другой конец соединения

Совмещение SP SDN и nLight

Открытая сетевая среда для SDN

Модульность и компонентизация на уровне управления и передачи данных

Открытые интерфейсы в сочетании с оптимальностью работы сетевых функций за счет плотного взаимодействия между сетью и приложениями

Подстройка функций уровня управления под конкретную задачу

Увеличение надежность и производительности за счет разделения функций

Традиционная архитектураControl plane Архитектуры Control plane, использующие SDN

…

Применение SDN в транспортных сетях

• Разрабатывается масса полезных приложений

• Приложения будут работать через контроллеры Cisco и через контроллеры сторонних производителей

• Фокус на многоуровневую архитектуру

• Партнерство в области разработки приложений

• Базовые приложения обеспечат:

– виртуализацию

– активацию услуг

– ML оптимизацию

– ML восстановление

Applica on Descrip on

Mul -LayerVisualiza on TopologyandResources

Mul LayerProvisioning SimplesinglestepMLserviceac va on

Design/Planning GreenfieldorBrownfield,whatif,Strategic,etc…

CustomerPortal CustomerofthecustomerBusinessAppedtobillingandnetwork

Mul LayerOp miza on Op maluseofresources,periodicanalysis

Maintenance AlarmCorrela on,TCAsPMs,preemp veanalysisetc..

Mul LayerAssurance SLAs,QOS,Reports,etc…

SWManagement SWreleasemanagement

API to Controller

Cisco инвестирует в многоуровневую архитектуру и поддержкусторонних производителей