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Redes Ópticas Controladas por los Usuarios

Eduard Grasa (eduard.grasa@tsc.upc.edu)

Ingeniero de Telecomunicaciones

Cluster de Tecnologías de Red, i2CAT

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Guión

• Modelo tradicional de red óptica

• Nuevo modelo: fibra oscura

• Punto neutro

• Redes controladas por los usuarios

• Herramientas de gestión: UCLP

• Conclusiones

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Private Sector

Administration

Universities

TechnologyTransfer

Research

Innovation

DiseminationInternet

Fundación i2CAT (Fi2CAT)• Misión: Fundación privada sin ánimo de lucro cuya misión es la de

investigar e innovar en el entorno de Internet de segunda generación.

• Financiación: Generalitat de Catalunya, sector privado y proyectos precompetitivos.

• Objetivos:

– Promover la investigación en redes avanzadas y aplicaciones de banda ancha.

– Generar plataformas de cooperación entre el sector privado y el sector de la investigación universitaria.

– Impulsar la colaboración con entidades e instituciones que se propongan objetivos similares.

• Modelo: Basado en la colaboración del sector público, el sector privado y el mundo académico.

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Plataformas de la Fi2CAT

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Redes ópticas: modelo tradicional

Tradicionalmente un operador:

Despliega una red de fibra óptica.

Ilumina las fibras utilizando una tecnología homogénea.

Realiza la configuración inicial de los equipos.

Despliegue red de OAM.

Provisión de servicios con distintos requerimientos de ancho de banda, protección, restauración, calidad de servicio.

Despliegue

Producción

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Nuevo modelo: Fibra oscura propiedad del usuario

• Varias instituciones (grandes empresas, escuelas, universidades, centros de I+D) forman un consorcio para adquirir infraestructura de red de forma conjunta.

• Cada usuario es el propietario de sus enlaces de fibra y el responsable de iluminarla.

• Operadores especializados instalan y mantienen la fibra.

• El punto de terminación de red (PTR) se acerca más al operador.– La “última milla” se convierte en “primera milla”.

• El usuario puede decidir a que operador conectarse.

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Ejemplo: New York-Presbyterian Hospital

• Alquiler de fibra oscura + equipos DWDM (19 λs @ 1 Gbps + 2 λs @ 10 Gbps )

– Red de fibra de 41 millas.

• Mayor beneficio: Mayor ancho de banda a menor precio.

– Ahorro de hasta $151,000 por año, comparado con el servicio contratado con Verizon (ATM OC-3, 155 Mbps).

• Otros beneficios:

– Nuevas aplicaciones: almacenamiento centralizado, imágenes médicas de alta resolución, biomedicina.

– Acceso directo a dos puntos neutros, conexión con redes de I+D, mayor disponibilidad de operadores.

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Punto neutro (optical hub)

• Instalación en la que los cables de fibra de diferentes propietarios se pueden conectar con la red de cualquier operador/ISP presente en el nodo.

• Tradicionalmente la interconexión se realiza manualmente mediante un patch-panel.

• Sustituir los patch-panel por uno o varios equipos ópticos reconfigurables (OXC o ROADM) -> optical hub.– Las conexiones se pueden realizar automáticamente, a

través de una interfaz de gestión.

Tendencia

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Tendencias: Open Optical Exchange

Economic Port Owner

Administrative Port Owner (APO) APO = ALO

Legal Port Owner

Economic Port Owner

Administrative Port Owner (APO)

APO ALO

Legal Port Owner

Open Optical Exchange

Not so Open Optical Exchange

AdministrativeLink Owner (ALO)

Administrative Link Owner (ALO)

Administrative Link Owner (ALO)

Administrative Link Owner (ALO)

f eb 2005 GLI F Wor kshop LG, FD, BvO, CdL

© Cees de Late

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Redes controladas por los usuarios

• Fibra oscura propiedad del usuario -> Los usuarios son propietarios de les recursos de red (fibra oscura, longitudes de onda, nodos).

• Es natural que el usuario tenga el poder de controlar el establecimiento, liberación y enrutamiento de sus propias conexiones.

– Ya sea dentro de una misma institución o entre instituciones distintas.

• En un punto neutro, el usuario debe poder escoger con que otro usuario o grupos de usuarios conectarse a través de una relación de igual a igual (peer-to-peer).

– No puede existir un control administrativo centralizado.

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Desafíos técnicos

• Colaboración entre distintos usuarios independientes sin un gestor central.

– Un enlace entre dos usuarios pertenece a los dos en la misma medida (relación de igual a igual).

– Cada usuario puede ser a la vez cliente y/o proveedor de servicios.

• Gestión de distintos usuarios independientes que controlan los mismos recursos.

– Puertos en un mismo nodo, λs en una misma fibra.

– El usuario solo puede ver su porción de la red.

– Ninguna entidad tiene una visión completa de la red.

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UCLP• User Controled Lightpath Provisioning. Sistema diseñado para

resolver la problemática del control/gestión en las redes controladas por los usuarios.

• Concepto desarrollado por CANARIE.

• Actualmente existen 3 implementaciones:– Communication Reserach Centre (CRC) & Univesity of Ottawa

(UofO).

– University of Waterloo.

– Université du Quebec a Montreal (UQAM).

• Fi2CAT colabora a través del GCO (Grupo de Comunicaciones Ópticas) de la UPC con el CRC y la UofO en la mejora de la primera versión del software.

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UCLP v1.x: conceptos

• UCLP se basa en la abstracción de los recursos de la red (fibras, interfaces de equipos) en forma de objetos (OON, Object Oriented Networking).

• Tecnologías heterogéneas del plano de transporte pueden ser gestionadas sin aumentar la complejidad del sistema.

• Los usuarios se pueden conectar entre sí directamente y establecer enlaces de ancho de banda garantizado.– Conexiones peer-to-peer sin la necesidad de un operador

central.– El ancho de banda posibilita la aparición de nuevas

aplicaciones: grids, e-science, e-learning, e-health.

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Demostración de UCLPv1.4: VIOLA 2005

VLAN 608

Berlin, meeting venue

i2Cat network

Nortel OPTera Metro 5200

E W

Nortel OPTera Metro 5200

W

Nortel OPTera Metro 5200

E

Spain, MediaCat

ONS 15454

HD Server192.168.35.9 HD Client

192.168.35.18

VLAN 608

NetherLight network

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UCLPv2

• Sistema basado en SOA: Service Oriented Architecture.

• Los recursos de la red se modelan como servicios web.

– SC-WS: Switch Communication Web Service. Servicio que representa un nodo de la red.

– LP-WS: LightPath Web Service. Servicio que representa un lightpath (enlace entre dos nodos).

• Uso de tecnologías punteras en Grid y WS:

– WSRF (Web Service Resource Framework) y Globus Toolkit 4 para modelar servicios con estado.

– BPEL (Business Process Engineering Language) para realizar composición de servicios web.

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UCLPv2: Arquitectura

SC-WS SC-WS SC-WS

ONS 15454 OPTera 5200 OME 6500

LP-WS(stateful)

LP-WS(stateful)

UCLP APN-GUI

Workflow engine(BPEL, SCUFL, cualquier lenguaje

de composición de WS)

Telescope-WS-

HubbleTelescope

UCLP PN-GUI

BPEL composer, GridNexus, etc.

Workflow Composer

Invoca

Invoca

Crea

ons-mon

ons-ott

ons-nyc

ons-chi

ons-cal

ons-van

ons-monons-nycons-ottons-chions-calons-van

ons_ott-mon1ons_ott-nyc1ons_ott-chi1ons_chi-cal1ons_chi-van1ons_chi-van2

GigE1-onsvanGigE2-onsvanGigE1-onscalGigE1-onschiGigE2-onschi

GigE1-onsnyc

ons-mon

ons-ott

ons-nyc

ons-chi

ons-cal

ons-van

ons-monons-nycons-ottons-chions-calons-van

ons_ott-mon1ons_ott-nyc1ons_ott-chi1ons_chi-cal1ons_chi-van1ons_chi-van2

GigE1-onsvanGigE2-onsvanGigE1-onscalGigE1-onschiGigE2-onschi

GigE1-onsnyc

LP-WS(stateful)

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Conclusiones

• Nuevo modelo de red -> nuevo modelo de negocio:

– La red pasa a ser un activo.

– La red es gestionada por el propio usuario.

• Se retoma el modelo con el que se originó Internet.

– Cliente/servidor -> peer-to-peer, posibilita la aparición de nuevas aplicaciones desarrolladas por los usuarios (no la operadora).

• Los servicios web proporcionan un interfaz homogénea que posibilita la creación de un plano de control universal.

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Muchas graciasMás informacióneduard.grasa@tsc.upc.edu

IGC-2005

Eduard Grasa eduard.grasa@tsc.upc.edu

Junio 2005

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