Решения cisco для оптического транспорта

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