ALCATEL-JP SEM Tecnologia Evolucion Redes Transporte-JPerez-V02d

Evolución de las Redes de Transporte

Julio PérezSolutions ArchitectAlcatel-Lucent– CALA-SACOctubre 2012

COPYRIGHT © 2011 ALCATEL-LUCENT. ALL RIGHTS RESERVED.

High Leverage NetworkMenor Costo por Bit Transportado

Converged Service-AwareNetwork Management

Converged Service-AwareNetwork Management

Una Red IP Convergente, MultiAcceso, Optimizada y Escalable que permite una creación y entrega dinámica de servicios

Multi-screen servicesWeb and Enterprise

2.0

Converged Service Control

Converged Service Control

Mobility Manage

r

IMSPolicy Manag

er

Converged Wireline Access

Converged Wireline Access

VDSL/GPON/Ethernet Access

Ethernet/MPLS/Optical

Converged

Metro &Aggregati

on

Converged

Metro &Aggregati

on

Converged

Backbone

Converged

BackboneConverged

EdgeConverged

Edge

ServiceRouter

s

Converged RAN

Radio Access

Residential/EnterpriseGateways

IP/Optical

Motivadores de Mercado


Transporte de Nueva Generación Misma Misión, Nuevo Desafío…

…que son entregados con seguridad determinística y alta performance con

SLA…

Un número virtualmente ilimitado

…

…al más bajo costo y consumo por bit

transportado

…de múltiples tipos de servicios…

…of virtually unlimited capacity…

5


MARKETING RESEARCH IS CLEAR: DATA “EXPLOSION” EXPONENTIAL GROWTH OF USERS, DEVICES, APPLICATIONS, BANDWIDTH AND SIGNALING


La Demanda: Necesidades de Banda Ancha desde el punto de vista de los Usuarios


La Oferta: Banda Ancha – Estrategias de los Operadores

a) Servicio de Valor Agregado para Incrementar la lealtad de los Clientes

b) Captura de Segmentos Premium de Internet de Banda Ancha

c) Combinación de Ambos

$$$$


Ciclo Virtuoso

• El Cliente demanda mas servicios con mayor ancho de banda

• El Operador provee más servicios a mayor velocidad

Ciclo mutuamente Realimentado (+)

Mayor BW permite aplicaciones más ricas

Imitación de conductas múltiplica efectos

Disponibilidad del Servicio incentiva el uso


El Desafío del Operador: Transformar la Red

Tráfico

Ingresos

tiempo

Servicios de Paquetes de la era NGN

Servicios Tradicionales

MoreServices!More

Services!!More

Bandwidth!More

Bandwidth!!

CostosTransformación

de Red

$$$$


• Alto Crecimiento en web, streaming y aplicaciones de video interactivas• Dispositivos poderosos manejando cada vez más uso y tráfico

Crecimiento Agresivo del VIDEO y la Navegación Web

Source: ABI (2010) and Internal Estimates

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

45,000

PB

/a

2009 2010 2011 2012 2013 2014

Web browsing VoIP Gaming P2P Non-video Video

Video dominates growth


Worldwide Facebook Connections Source: BBC

• Las redes deben manejar la explosión de tráfico

• Económicamente

• Ecológicamente

• Los servicios en la nube y la banda ancha móvil están creando nuevos paradigmas de red que están impactando los diseños

La era de los 100G está aquí…

La Experiencia ATM


MUX

Ancho de Banda Desperdiciado

ATM

TDM

3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1

4 3 1 3 2 2 1

Voz

Paquetes de Datos

Video

1

2

3

4

ATM vs TDM

Packet Header


La Celda ATM

5 Byte5 ByteHeaderHeader

48 Byte48 BytePayloadPayload

53 Bytes


Physical link

Virtual paths

Virtual channels

El Concepto de Conexiones Virtuales de ATM


ATM - ¿Qué Pasó?

ATM apuntó a velocidades de 150-600 Mbps

Los dramáticos avances en las velocidades de transmisión óptica probaron que no era lo suficientemente escalable

5 Byte5 ByteHeaderHeader

48 Byte48 BytePayloadPayload

53 Bytes

Physical link

Virtual paths

Virtual channels


Redes Móviles de 3G, resabio de los 90´…

Las tecnologías de telefonía Móvil de 3ra Generacion fueron diseñadas en la década del 90

Como obvia consecuencia, la tecnología convergente elegida fue ATM

La crisis de las “.com” demoró la masividad de las implementaciones

Avanzada la década del 2000 se siguieron implementando redes con interfaces ATM para poder desplegar telefonía móvil 3G.

Evolución del Transporte de Red Móvil


Nuevos Servicios Multimedios basados en IP

3G(CDMA2000 1XRTT/

UMTS)

IP Core

capacidadcapacidad 153kbps/384 kbps153kbps/384 kbps

2,4Mbps /14.4 Mbps2,4Mbps /14.4 Mbps

73Mbps /40 Mbps73Mbps /40 Mbps

9.6->240 kbps

9.6->240 kbps

3G(CDMA2000 EVDO/

HSxPA)

3G LTE802.16m

UMB

100 Mb/s100 Mb/s

3G(CDMA2000 EVDO REVB/

HSxPA+)2G 2.5/2.75G

NGN+IMS

Tipo deServicioTipo deServicio

SMS Navegación Web

Media Streaming VoIP

Multimedios en Tiempo Real

IP/EthernetTransporte

de RedTransporte

de Red TDM ATM

IP es la base de los nuevos servicios de multimedios y transporte multi-servicio


Punto de Partida de la Evolución:Redes superpuestas de 2G/3G muy costosas, complejas y no-escalables

Escalabilidad limitada de redes superpuestasRed basada en TDM, ineficiente para el mix de tráfico emergenteComplejidad de integración operacional de diversas tecnologías de Red de Transporte

TDMLeased Lines

PDH/SDHMicrowave

SGSN CORECORE

ACCESSACCESSTDM,

Optical

PSTN Internet

PDSN/GGSN

TDM, Optical

NxT1/E1IMA

ATMBackhaul

xDSL

Overlay Networks withseparate mgmt.

Costly dedicated lines donot allow resource sharing

Separate TDM/Datacore transport

SHDSL

FR, IP

BSC/RNC

MSC/MGW

AGGREGATIONAGGREGATION

BTS/NodeB

BTS/Node B

T1/E1

Eth->T1/E1Mapping

WiMAX(3G)

BTS/Node B

Red de transporte debe evolucionar para proveer mayor ancho de banda a bajo costo para nuevos

servicios

Red de transporte debe evolucionar para proveer mayor ancho de banda a bajo costo para nuevos

servicios


Multiplexación TDM vs. Paquetes

0%

50%

100%

Circuit

Packet

Packet predominant

Circuit predominant

2008past 2010

TDMATM/TDM

Ethernet

Ethernet


LTE (Long Term Evolution)

S1-U: S1 User-plane S1-MME: S1 Control-planeX2: eNB-eNB interface for handoversAP - Access Point into IP network

eUTRAN ePC

LTE-Uu

LTE-Uu

X2

S1-MME

S1-U

UE

UE

eNB

eNBeNB

MME

Serving Gateway (S-GW)

META Transport NetworkAPAP

AP APAP

S11

PDN Gateway(PDN-GW)

S5 SGi

LTE Reference ArchitectureLTE Reference Architecture


Estableciendo un Curso Estratégico

TDM IPMTSO

IMS

NGN

PSTN

Minimización del Riesgo


Evolución de Ethernet como Tecnología para Provisión de Servicios

Bridged Ethernet

ConectividadEthernet

Servicios Ethernet

MPLS

Service Guarantee

OAM&P

Scalability Reliability

La Estabilidad y Escalabilidad de un Plano de Control MPLSCombinada con

El Ancho de Banda y la Economía de Ethernet

La Estabilidad y Escalabilidad de un Plano de Control MPLSCombinada con

El Ancho de Banda y la Economía de Ethernet


Paquetes en el Metro y Core sobre MPLS y MPLS-TP ...

CoreCoreMetroMetro

Packet Transport

Service-Aware Edge & Core

Ethernet sobre MPLS-TP

1850 TSS

Ethernet sobre MPLS


Paquetes Ethernet en el “Aire” sobre las Microondas …

Microwave PacketMicrowave PacketMicrowave TDMMicrowave TDM

Total Band

Native Packet trafficFadingTotal Band

Packets traffic over TDM Fading


Hybrid PacketOptical Transport

MultiserviceIP/MPLS

Hybrid PacketOptical Transport

MultiserviceIP/MPLS

PacketMicrowave

Access Aggregation Backbone

MobilityIntegratedTransport

Hybrid PacketOptical

IP/MPLS/MSWAN

Microwave

DSL /GPON

Componentes del Mobile Backhaul en el Camino de Evolución

MetroEthernet


El Primer Sistema Ethernet, por Bob Metcalfe

``The diagram ... was drawn by Dr. Robert M. Metcalfe in 1976 to present Ethernet ... to the National Computer Conference in June of that year


¿Qué Ofrece Hoy Ethernet ?

Banda Ancha

Tecnología unificada para LAN, MAN y WAN

Arquitectura Eficiente para Redes de paquetes

Flexibilidad de Ancho de Banda

Bajo Costo


Drivers de Mercado para el Acceso Ethernet

• Mercado potencial muy grandeMercado potencial muy grande

• Tecnología muy maduraTecnología muy madura

• Ethernet Ethernet es “LA” opciónes “LA” opciónNo se vislumbra actualmente otro protocolo que lo reemplace

• El caso de negocio funcionaEl caso de negocio funcionaRápido Repago de la Inversión


Principales Métodos para Provisión de MetroEthernet

E-Line and E-LAN(Virtual and Private, MAN and WAN)

Storage

Video on

Demand

Internet Access

Ethernet over Fiber

Ethernet over

SONET/SDH

Ethernet over RPR

Ethernet over MPLS

Ethernet over WDM

Enabled Service over

Ethernet

Service Delivery

Technology

Ethernet Connectivity

Service

IP VPN

IP Telephon

yCESoE


Servicio Ethernet Line (E-Line)

UNI

CE

CE

CE

Point-to-Point Ethernet Virtual Circuits

(EVC)

Metro Ethernet Network

1 or more UNIs

UNI

Video

IP PBX

Servers

Data

IP Voice

IP Voice


Servicio Ethernet LAN (E-LAN)

CE

CE

CE


CE

Multipoint-to-Multipoint Ethernet Virtual Circuit

(EVC)

UNI

UNI

UNI

UNI

IP PBX

Servers

Data

Data

Data

IP Voice

IP Voice

IP Voice


Escalabilidad

Protección

Sólida QoS

Soporte TDM Gestión

de Servicio

CarrierEthernetCarrierEthernet


Evolución de Ethernet

Optical EthernetEoMPLS

VPLSEoRPR

NG-SONET(EoS)Metro DWDM

Optical EthernetEoMPLS

VPLSRPR

NG-SONET(EoS)Metro DWDM

IP ADSLIP VDSLEPONEFM

Optical EthernetEoRPR

NG-SONET(EoS)

Acceso Distribución Metro Metro Core

GlobalInternet

ATMSONET/SDH

ATMSONET/SDH

ATM ADSLT1/E1

FRATM

GlobalInternet

Resid

enci

alE

mp

resa


Ethernet es el acceso más eficiente y se convirtió en un standard de mercado

IP

Ethernet AAL5

ATM

Ethernet

PHY PHY

ATM

PPP

xDSL xDSLSONET/

SDHSONET/

SDH

ATM

AAL5

PPP

IP

ATM,Framerelay,etc.

PHY

Cat5 Copper Fiber

Ethernet

PHY PHY

Ethernet

xDSL xDSL PHY PHY

Ethernet

IP

ATM, FR,etc.

PHY

Cat5 Copper Fiber

Ethernet

IP

Ethernet elimima traducciones de protocolos


Opciones para las capas 1 y 2- Agregación y Broadband -

CWDMDWDM

Evolución del Servicio MetroEthernet


De Topologías LAN


A un Servicio Carrier Class

CE

CE

CE


CE

UNI

UNI

UNI

UNI

Servers

Data

Data

Data

IP Voice

IP Voice

IP Voice


Primer Paso: Carrier Class Lan Switch

CECE


UNIUNI

Data

Data

IP Voice

IP Voice

Se empezó utilizando la misma tecnología disponible para

el Core del mercado corporativo, pero administrada desde el service provider.


Primer Paso: Carrier Class Lan Switch

CECE


UNIUNI

Data

Data

IP Voice

IP Voice

Principales Características: Enlaces de Media y Larga Distancia en Fibra Fuentes y Switch Fabrics Redundantes para alta disponibilidad Elevada Memorización de MAC Address Distribución en Anillos (RSTP) Elevada Densidad de Interfases Interfaces de Alta Velocidad: 1Gbps & 10Gbps

Ethernet Over Sonet/SDH


EoS

• EoS es un conjunto de estándares de la industria que han sido desarrollados para adecuar el transporte de Ethernet sobre topologías de conmutación de circuitos (SDH/Sonet)

• Hay técnicas de encapsulación disponibles:

• Las técnicas virtual concatenation (VCAT) y el link capacity adjustment scheme (LCAS), que definen el método de transporte

• Las técnicas generic framing procedure (GFP) y link access procedure for SDH (LAPS), que son protocolos de adaptación de capa 1 de transporte.


EoS: Ethernet over SDH• EoS es una tecnología de "packet mapping", no una

tecnología de "packet switching"

• Podemos distinguir tres tipos:

EOS

EOS

SDHEthernet

Switch

Ethernet Ethernet Ethernet

SwitchADM ADM

EOS

EOS

SDHEthernet

Switch

SDH SDH Ethernet

SwitchADM ADM

EOS

EOS

SDHEthernet Ethernet

Switch / ADM

Switch / ADM

Tipo 3: Funciones de EOS y de conmutación dentro del ADM

Tipo 2: Funciones de EOS dentro del conmutador de ethernet

Tipo 1: Funciones de EOS dentro del ADM

Ethernet Over MPLS


MPLS

Arquitectura definida en el RFC 3031 (IETF)

Fue creado para soportar el forwarding de datos basados en etiquetas. Define un método de conmutar paquetes cambiando etiquetas en cada salto

Un router en el contexto de MPLS se llama un LSR (Label Switch Router)

• Routers P y PE

Un túnel MPLS es una serie de saltos de cambio de etiquetas (label switch hop: LSH) que en conjunto se llama LSP (Label Switch Path)

El túnel lo construye el LSR de entrada (Ingress LSR). También se los conoce como “Label Edge Router” (LER)


MPLS y el Modelo ISO

PPP

Physical (Optical - Electrical) 1

2

IP 3

4

Applications7to5

FrameRelay

ATM (*)

TCP UDP

PPP FR ATM

MPLS


MPLS Shim Header

• Exp (Experimental) quedó indefinido por el IETF WG

• Se lo suele usar mapeando los bit de 802.1p o DSCP

• Stack bit S=1 indicates bottom of label stack

• TTL decrementa el Hop Count

• Usado para eliminar routing loops

• Generalmente copiado hacia/desde el campo IP “TTL”

Label (20b) Exp(3b) S(1b) TTL (8b)

Special (reserved) labels

0 IPv4 explicit null1 router alert2 IPv6 explicit null3 implicit null


La Red MPLS

LSR

LER

LSR

LER

IP PacketIP Packet w/ Label

L3 RoutingL3 Routing

Label SwappingLabel Swapping

LER

LERLER

L3 RoutingL3 Routing

L3 Routing


IETF implementaciones de los EVC

“Pseudowire”: Virtual Private Wire Service (VPWS)

• Tambien se llama Pseudo Wire Emulation Edge to Edge (PWE3: “Pee Wee Three”)

• Es un servicio punto a punto de nivel 2 en el que se emula un “hilo” en un túnel MPLS: sólo puede proveer E-Line

• Originalmente, basado en Martini-draft


Método Martini para Trasporte Layer 2

Todos los servicios se ven como un “Circuito Virtual” para la red MPLS.

Se provisiona el servicio asociando cada endpoint con un “Common VC Identifier” (VCID)

La red automáticamente determina las VC y Tunnel label para poner sobre el frame de Capa 2

Tunnel label

VC label

Layer 2 frame

Port/DLCI Port/DLCI

VCID


VPLS: Virtual Private LAN Service

• Es un tipo de VPN de nivel 2

• La red del proveedor emula la función de un conmutador de LAN ó bridge, para conectar todos los UNI del cliente y formar así una única VLAN

• Cada PE debe actuar como un bridge de ethernet

• Se puede implementar poniendo ethernet en MPLS ó bien, haciendo stack de VLAN usando Q-in-Q sobre MPLS

Corporate HQ

Service ProviderInfrastructure

VPLS Branch Office

Branch Office

MPLS Backbone


Virtual Private LAN Service - Linea Temporal

2001 200620042002 2003 20072005

RFC

4762

draft-ietf-l2vpn-ldp-00

draft-lasserre-vkompella-ppvpn-vpls-00

2 3 4 2&310 654 87 9Vach Kompella

Marc Lasserre


VPLS

Una VPLS es una VPN de nivel 2

La diferencia con una VPN de nivel 3 de MPLS es:

• VPN L3: las tablas FIB (forwarding information base) se llaman VRF (virtual route forwarding) y almacenan las rutas de una determinada VPN

• VPN L2: las tablas FIB se llaman VSI (Virtual Switch Interfaces) y contienen direcciones MAC


VPLS-MPLS

Una VPLS-MPLS es una clase de VPN que permite la interconexión de varios sitios con un dominio de “bridge” sobre una red MPLS

de proveedor (carrier).


VPLS-MPLS

¿Cómo funciona ?

• Los routers PE, con capacidad de bridging, están interconectados por un red de túneles MPLS LSP completamente conexa (full mesh)

• Las etiquetas VC se negocian usando draft-Martini

• Replica el tráfico “unknown/broadcast” en el dominio de un servicio

• El aprendizaje de las MAC se hace a través de los túneles y las puertas de acceso.

• FIB separadas por VPLS

Nota: Basado en IETF draft-lasserre-vkompella


VPLS - Modelo de Referencia


VPLS - Loop Avoidance

• El full mesh de pseudowires presenta el problema de los loops

• Se resuelve estableciendo reglas de forwarding que eviten la circulación indefinida de frames.


VPLS – Split Horizon

Ej: Frame Unknown

• El frame entra por el primer PE y es reenviado hacia “todos” los otros PE´s miembros de la VPLS.


VPLS – Split Horizon

Ej: Frame Unknown

• Una vez que un frame arribó desde un pseudowire perteneciente al mismo grupo “split horizon”, no puede ser reenviado a otros miembros del mismo grupo.


VPLS Jerarquica (H-VPLS)

• El tener que tener un full mesh de pseudowires hace que la incorporación de nuevos nodos a la VPLS sea divergente en recursos

• Siendo “n” el número de nodos se necesitan n*(n-1)/2 pseudowires

• No se recomienda trabajar con un full mesh plano mas allá de 100 nodos



• La H-VPLS permite extender los servicios más allá del límite anterior

• Se aprovecha del concepto “Hub & Spoke”.



• Puedo extender el concepto anterior a la interconexión por “clusters”

• Cada cluster está limitado a una cantidad similar de nodos

• En principio no hay límite a la cantidad de puntos que pueden sumarse


Transport MPLS / T-MPLS

• T-MPLS (hoy conocido como MPLS-TP) es una tecnología orientada a la conexión para el transporte de paquetes.

• Es un Standard definido por la ITU-T y basado en MPLS del IETF

PWE3MPLS tunnel

any L2 (e.g. Ethernet)any L2 (e.g. Ethernet)L3 (IP)L3 (IP)

T-MPLS tunnel

Transport Service SwitchOptical-Packet

Transport Network

IP/MPLS

Any Mediumfiber, copper, radio

Any Mediumfiber, copper, radio

Any Client Service Ethernet IP/MPLS T-MPLS (carrier-

carrier service) ATM, FR, …

Any Client Service Ethernet IP/MPLS T-MPLS (carrier-

carrier service) ATM, FR, …

MPLS-TP is independent from the physical layer

MPLS-TP is independent from the physical layer

Section LayerLink OAM

Section LayerLink OAM

Path LayerTunnel OAMPath LayerTunnel OAM

Circuit LayerPseudowire OAMCircuit Layer

Pseudowire OAM

T-MPLS Encapsulation

s

T-MPLS Network Layers


El Caso de MPLS para el Transporte de Paquetes

MPLS-TP cierra el espacio entre el transporte y el routing permitiendo

una verdadera convergencia

Es Multiservicio

Es Carrier Class

Ofrece operación Orientada a la Conexión

Está ampliamente desplegado

Permite la convergencia entre el transporte de paquetes y el Routing

Ventajas en CAPEX y OPEXSONET/SDH

Routing

Transporte MPLS-TP

OTN

IP/MPLS

40G/100G/WDM

expansion

Transport

gradeness

Packet efficiency


Qué es MPLS-TP?

Pre-RFC5654MPLS

•ECMP•MP2P LDP•IP forwarding

MPLS-TPSubset para resolver resolver requerimientos operaciones de la red de trasnporte

Arquitectura MPLS/PWE3 • MPLS forwarding• GMPLS/PWE3 control

MPLS

Funcionadliades Adicionales basadas en Requerimientos de Transporte


Arquitectura de MPLS-TP

EthernetIP

MPLSetc.

Packet transport service

IP or MPLS LSPsPseudowires adapt L2 services to MPLS-TP LSPStatic or T-LDP signaled

PW PW

LSP

LSPs take strict path in both directions“bidirectional and co-routed”Static or RSVP-TE Section between adjacencies at LSP layer

PE PELSR/P

MPLS-TP


Capacidades de OAM Mejoradas

LSP

PW

Tres Posibilidades para OAM soportado por MPLS:

1. Hop-by-hop (basado en el plano de control)2. Out-of-band OAM (Camino de Retorno UDP)3. In-band OAM (similar al modelo de transporte: PW Associated Channel)

Section

Evolución del Transporte de Microondas


Evolución de las Radios de Microondas

ETH

ETH

E1

Radio

Frame

MUX

Radio

Frame

MUX

E1

E1

Packet over TDM

Packet over TDM

TD

M M

UX

ETHETH

TDM (E1)TDM (E1)

TDM (E1)TDM (E1)

TDM (E1)TDM (E1)

Capaci

ty

ETHETH

ETHETH

Time

Radio

Frame

MUX

Radio

Frame

MUX

PDH

Pack

et

Pack

et

E1

E1

E1

ETH

ETH

ETHETH

E1E1

Time

Capaci

ty

E1E1

E1E1

E1

ETH

E1

E1

ETH

TDM over Packet (PWE3)

TDM over Packet (PWE3) Radio

Frame

MUX

Radio

Frame

MUX

Pack

et

Capaci

ty

Time

TDM (E1)

TDM (E1)

TDM (E1)

TDM (E1)

TDM (E1) TDM (E1)

ETH

ETH

ETH

Pack

et Radio

Frame

MUX

Radio

Frame

MUX

Time

Capaci

ty

TDM (E1) TDM (E1)

TDM (E1) TDM (E1)

TDM (E1) TDM (E1)

ETH

(a) TDM Radio (c) Hybrid Radio

(d) Packet Radio

(b) Ethernet Radio


Arquitectura de un Radio de Paquetes de Microondas

75 | 9500 Microwave Packet Radio | October 2007

10 GB/s Ethernet Switch

10 GB/s Ethernet Switch

MW ODUPeripheralMW ODU

Peripheral

TD

MP

eri

ph

era

lTD

MP

eri

ph

era

l

NxT1/DS3 TDM Stream

TDM over Ethernet standard mapping

Standard Gigabit Ethernet

Signal MO-demodulation

Microwave Transport

ATMPeripheral

ATMPeripheral

ATM PseudoWire

NxT1 ATM-IMA

MW indoor RFMW indoor RF

EthernetPeripheralEthernet

Peripheral NxEthernet


Modulación Adaptativa Manejada por el Tipo de Servicio

76 | 9500 Microwave Packet Radio | October 2007

Capaci

ty

Time line unavailability

99.999.9999.999

Outage

Capacity

Customer Satisfaction

Sati

sfact

ion

16 QAM

4 QAM

64 QAM

Esquemas de Modulación

Voice Traffic Best Effort Traffic

Se mantienen los mismos niveles de calidad para la voz que en las redes TDM


Desafíos del Transporte TDM sobre Paquetes

•Degradación del BER

•Latencia vs Eficiencia en el Transporte

•Sincronización para redes Legacy

T1 CES packet

Video Stream1000 bytes

4mS additional delay

T1 Wander issue

Ethernet IDU

ODU


Sincronización

• IEEE 1588

• Sync Ethernet

• Adaptive Clock Recovery

CSA

GW

Adaptive

Primary Reference

Clock

BSC/RNC MSC/MGW

MTSOCell Site

Backhaul Aggregation

PointPDH/SDH

ATM/IMA

L1 Transport(Ethernet)

ATM/IMA

TDM

L1 Transport(Ethernet)

Adaptive

TDM

Evolución de la Etapa de Agregación

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X2 and S1 Flex Logical view

eNB eNB

eNB

SGW/MME

eNB

SGW/MME SGW/MME

• Any-to-any connectivity

– eNodeB inter-communication

– one eNodeB linked to n*MME/SGW

Multipoint connectivity is the key difference compared to 3G

architectures

X2

S1


ETH

ETH

Typical Layer 2 Backhaul example

ETH

ETH

ETH

ETH

ETH

PON

ETH

ETH

ETH

xDSL

uWave

Fiber or leased lines

POC1POC1

POC3POC3

POC3POC3

E-LINE

E-LINE

E-LINE

E-LINE

E-LINE

POC2POC2

X2 interface

E-LINE solution up to the POC1; routing at POC1 with Active/Standby PW for redundancy.Tromboning of X2 interface. X2 latency should be below 5 ms one way.

E-LINE solution up to the POC1; routing at POC1 with Active/Standby PW for redundancy.Tromboning of X2 interface. X2 latency should be below 5 ms one way.

RNC Ethernet

L3 VPN

IP/MPLS

PDN GW

PCRF

MMESGW

MME

VRRP

E-LINE

E-LINE

E-LINE

IP-VPN

IP-VPN

E-LINE

E-LINE

Leon

For Design: label is hidden; please lower

Leon

shouldn't there be a legend showing colors of the various transmission lines on this and next 2 slides?


ETH

ETH

Layer 2 Backhaul using E-LAN example

ETH

ETH

ETH

ETH

ETH

PON

ETH

ETH

ETH

xDSL

uWave


POC1POC1

POC3POC3

POC3POC3

E-LINE

E-LINE

E-LINE

E-LINE

E-LINE

POC2POC2

E-LAN (VPLS) solution up to the POC1; routing at POC1 Routing/switching of X2 at POC2Need for designing several E-LAN services to avoid scalability issues

E-LAN (VPLS) solution up to the POC1; routing at POC1 Routing/switching of X2 at POC2Need for designing several E-LAN services to avoid scalability issues

X2 interface

RNC Ethernet

L3 VPN

IP/MPLS

PDN GW

PCRF

MMESGW

MME

VRRP

E-LAN

E-LAN

E-LAN

IP-VPN

IP-VPN

E-LAN

E-LAN

Leon



ETH

ETH

Layer 3 Backhaul using IP-VPN example

ETH

ETH

ETH

ETH

ETH

PON

ETH

ETH

ETH

xDSL

uWave


POC1POC1

POC3POC3

POC3POC3

E-LINE

E-LINE

E-LINE

E-LINE

E-LINE

POC2POC2

Routing closer to CSGRouting of X2 at POC2

Routing closer to CSGRouting of X2 at POC2

RNC Ethernet

L3 VPN

IP/MPLS

PDN GW

PCRF

MMESGW

MME

VRRP

IP-VPN

IP-VPN

IP-VPN

IP-VPN

IP-VPN

X2 interface

Leon


Transporte de Alta Capacidad


La Transformación de la Red de Transporte

SDH/SONET

2000 2003 2007

Metro

Core

Access

EoS

2009

SDH/SONET SDH/SONET SDH/SONET

EoS

Carrier Ethernet

(e.g. MPLS)

Packet Transport

ROADM

ROADM

EoS

Enterprise

Ethernet

TraditionalTraditional TraditionalTraditionalEthernet BusinessEthernet BusinessResidential IPTVResidential IPTV

IP MobileIP Mobile

TraditionalTraditionalEthernet BusinessEthernet BusinessResidential IPTVResidential IPTV

TraditionalTraditionalEthernet BusinessEthernet Business

Service Transformation

Network Transformation

OTN

Optical Packet Transport


Nueva Generación de Transporte Optico Tres capas opcionales para optimizar Escalabilidad y Eficiciencia

WDM/PHOTONICNETWORKING

OTN/ODUNETWORKING

ETHERNET/MPLS-TP NETWORKINGPACK

ET

CIRCUIT

WAVELENGHT

FILL IN THE WAVELENGHT

FILL IN THE FIBER

FILL IN BY STAT-MUXING

Photonic Domain

Electronic Domain


Wavelenght Division Multiplexing (WDM)

Any opticalinput signal

with sufficient S/N ratio

MUX DEMUX

ITU n+0

ITU n+1

ITU n+3

ITU n+4

ITU n+2

ITU n+0

ITU n+1

ITU n+3

ITU n+4

ITU n+2 ITU nx


Capacidad de conmutar cualquier longitud de onda a cualquier port

Asignación de canales en cada paso Mejor uso del BW y los Recursos Restablecimiento Fotonico

automático

Number of nodes

MU

X p

ort

uti

lizati

on (

%)

……

ClientsClientsColored portsColored ports

Line

Line

……

……

……

Line

Line

Line

Line

ROADM con a/d ports direccionales

Flexibilidad ParcialTransponders asociados

a puertos específicos

……

ClientsClients

Colorless ports

Colorless ports

Line

Line

…… …… ……

Line

Line

Line

Line

T&ROADM - a/d ports independientes

de la dirección

Flexibilidad CompletaLos Transponders

acceden a cualquier longitud de onda

OTOTOTOT

OTOT

OTOT

Habilitando la Transformación a Zero-Touch PhotonicsWSS

based T&ROAD

M


Repensando la Arquitectura de Red

PROBLEMA

El Consumo de Potencia se incrementa con el crecimiento de tráfico

PROBLEMA

El Consumo de Potencia se incrementa con el crecimiento de tráfico

SOLUCION

Forwarding en la capa de red que resulte

más económica

SOLUCION

Forwarding en la capa de red que resulte

más económica

Costo, Potencia

IP routing

L2 switching

TDM switching

Wavelength switching


La disipación se volverá un tema dominante

Tendencia Histórica:

La capacidad se duplica cada 18 meses

Los Routers están alcanzando el límite del Rack (~15kW)

• El crecimiento futuro estará limitado por la densidad térmica

Single Rack Router Capacity Growth Single Rack Router Capacity Growth


Control del Problema de Potencia usando Switches OTN

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Power Consumption (Watts/100Gbps)

OOO Switch (25%add/drop)

ODU Switch

Sonet/SDH Switch

Ethernet Switch

Router

Dev

ice

typ

e

Average Power Consumption normalized to 2005

Optics & Serdes FEC Framer/MAC Data processing Queuing Switching Control Misc OA

SOLUCIONManejar el tráfico en la capa más baja posible

SOLUCIONManejar el tráfico en la capa más baja posible

Sistemas OTN diseñados para < 400 Watt / 100Gbps

Sistemas OTN diseñados para < 400 Watt / 100Gbps


Optical Transport Hierarchy Details

Optical Channel

ETHERNET

1GE, 10GE, 40GE, 100GE

SONET/SDH

OC-n, STM-n

OTN/DWDM

2.5G, 10G, 40G, 100G

OTN Multiplexing

•Optical Payload Unit

Optical Data Unit

Optical Transport Unit

Optical Channel

Client Signal

Optical Multiplex Unit

Optical Transport Module

ODU-n ODU-0 = 1.25G

ODU-1 = 2.5G

ODU-2 = 10G

ODU-3 = 40G

ODU-4 = 100G

}


ODUflex

ODUflex permite que los flujos de cliente sean asignados

flexiblemente en múltiplos de ODU-0 (timeslots de 1.25Gb/s)

– Similar a la Concatenación Virtual de SONET GFP -

ODUflex – Contenedor FlexibleODUflex – Contenedor Flexible

HO ODU-k ()

ODU-flex 1

ODU-flex m

ODU-j (not flex)

Logical Flow(VLAN #1)

Eth phy

ODU-flex nLogical Flow(VLAN #n)

N Eth phy

TDM CBR


Implementación FísicaFlujo Lógico de Datos

Implementación Física40G

Flujo Lógico de Datos

40G

Con OTN

Sin OTN

40GE

40G 40G

40G 40G

40GE 100GE40GE

Arquitectura IP Router Offload


Fliexibilidad para Optimizar la Eficiencia de Transporte basado en el Mix de Tráfico y los Modelos de Negocio

Nivel de Grooming /

Granularidad

Servicios Optimizados

Modelo de Negocio del Carrier

Inte

rnet A

ccess, V

oD

Mo

bile B

road

ban

d

Bu

siness S

ervices

Vo

ice, P

rivate Lin

e

Lambda: Wavelength (10/40/100G)

X X Integrated data and transport operations

Port:

Router port (1/10/40/100G)

X X X

Integrated or separate data and transport operations

Sub-port: VLAN/port (BW 1G-100G)

X X X X

Integrated or separate data and transport operations

Hub & SpokeHub & Spoke

Any-to-anyAny-to-any

Traffic Distribution

Sub-port level

Port level

Lambda level

ROADM

Service Router

ROADM

Service Router

WDM/OTH NE(w/ODU-Flex)

Service Router


Service Router

Transport Tera Switch

Photonic ServiceSwitch

Transformación Convergente del BackboneDesde el Servicio a la Longitud de Onda

VLAN #4VLAN #3

VLAN Shapers

HO ODU

HO ODUODU-flex-3

Switch Fabric

ODU-flex-Y

ODU-flex-Y

ODU-flex-Z

ODU-flex-W

Degree 3

Degree 4

...

Sub-Port Sub-Port GroomingGrooming

Lambda Lambda GroomingGrooming

Port GroomingPort Grooming

Deg

ree 1

Deg

ree 2

ROADM Switch

HO ODU

HO ODU

HO ODUODU-flex-

X

ODU-flex-2

Ethernet Port

Ethernet Port

Ethernet Port

HO ODUEthernet

Port

VLAN #2

Queue 2Queue 1

Queue 3Queue 4

Queue 6Queue 5

Queue 7Queue 8

•Buffer Pool

• WF

Q• S

P

VLAN #1

ODU-flex-1

ODU-flex-4

ODU-flex-1

ODU-flex-4

ODU-flex-2

ODU-flex-W

ODU-flex-Z

ODU-flex-XEthernet Port

ODU-flex-3

Ethernet Port

Logical Flow (VLAN

#4)

Logical Flow (VLAN #3)

Logical Flow (VLAN #2)

Logical Flow (VLAN

#1)

Port Shaper


Protección y Restauración

El tiempo de Protección es la Suma de: Tiempo de Detección Tiempo de Restauración

Recv[%]

t1 t2 t3 t4t0t5

time

t1 t2 t3 t4t0 t5


Estrategias de Protección y Restauración

98 | OTN Switching Technology | April 2010

QoS

< 50ms

No fault tolerance

Pre-calculated Restoration

Protection&Restoration

SNCP+D&C

SNCP

1 2 3 4

# of simultaneous failures

Ser

vice

Res

tora

tio

n T

ime

Unprotected

SNCP

SNCP+D&C

DynamicRestoration (SBR)

Pre-calculatedRestoration (GR)

Protection &Restoration (PRC)

Unprotected


Integración del Plano de Control

IP/MPLS IP/MPLS

GMPLSUNI

GMPLSUNI

GMPLSUNI GMPLS

GMPLSUNI

a a 1 1 bb 2 2 c c

GMPLSGMPLS

UNI/UNI*

UNI/UNI*

IP/MPLS

UNI

Data Plane


8 Content Delivery Networks

Content Delivery Networks


La Competencia por el Consumidor

Slide 102

Traditional Retailer

Devices

Broadcast

ISP

Internet Retailers

Provision Retail/ Distribución Consumidor


Con Poco Tráfico y Objetos Pequeños una CDN no es necesaria

ISP

ISP

ISPISP

WebsiteWebsite


Una CDN permite incrementar la QoE

Content

Aggregator

Content

Aggregator

CDN

Cache Cache

ISP

ISP

ISP


html, js, css filesWebsite Images

SD movieHD movie

100 B 1 kB 10 kB 100 kB 1MB 10 MB 100 MB 1 GB 10 GB 100 GB

Perc

eiv

ed o

bje

ct v

alu

e

Photos

MP3

TV Show

UGC

Core CDN Market

Object size (log scale)

Digital Video

Website Content

Patch files

Small objects

Large objects

Mobile Video

Live Events

La Tendencia del Crecimiento de Tráfico es hacia grandes objetos que son distribuidos regionalmente

La Tendencia del Crecimiento de Tráfico es hacia grandes objetos que son distribuidos regionalmente

Entrega Global de Websites vs Entrega Regional de Video


Popularidad del Contenido y Demanda

Pop

ula

rid

ad

Número de Objetos

1

0

La curva “long tail”

Patron de Demanda “Long tail” Tipicamente, una pequeña porción del catálogo de contenido es el más demandado


File chunking

4. SHA-1 checksum generated for Metafile

11 22 33 44 55 n-2n-266 n-1n-1 1. File broken into equal size pieces

………………………

3. Additional file metadata added

Original File

2. SHA-1 checksum generated for each piece

…Metafile


Dinámicas de Red y Topología

Core

Intermedio

Borde

JerárquicaAplanada/Mallada

Conectividad Intra-NivelConectividad

Inter-Nivel

ALCATEL-JP SEM Tecnologia Evolucion Redes Transporte-JPerez-V02d

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