ALCATEL-JP SEM Tecnologia Evolucion Redes Transporte-JPerez-V02d
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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
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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
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MARKETING RESEARCH IS CLEAR: DATA “EXPLOSION” EXPONENTIAL GROWTH OF USERS, DEVICES, APPLICATIONS, BANDWIDTH AND SIGNALING
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La Demanda: Necesidades de Banda Ancha desde el punto de vista de los Usuarios
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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
$$$$
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Ciclo Virtuoso
• El Cliente demanda mas servicios con mayor ancho de banda
• El Operador provee más servicios a mayor velocidad
Ciclo mutuamente Realimentado (+)
Mayor BW permite aplicaciones más ricas
Imitación de conductas múltiplica efectos
Disponibilidad del Servicio incentiva el uso
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El Desafío del Operador: Transformar la Red
Tráfico
Ingresos
tiempo
Servicios de Paquetes de la era NGN
Servicios Tradicionales
MoreServices!More
Services!!More
Bandwidth!More
Bandwidth!!
CostosTransformación
de Red
$$$$
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• 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
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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
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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
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La Celda ATM
5 Byte5 ByteHeaderHeader
48 Byte48 BytePayloadPayload
53 Bytes
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Physical link
Virtual paths
Virtual channels
El Concepto de Conexiones Virtuales de ATM
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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
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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
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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
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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
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Multiplexación TDM vs. Paquetes
0%
50%
100%
Circuit
Packet
Packet predominant
Circuit predominant
2008past 2010
TDMATM/TDM
Ethernet
Ethernet
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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
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Estableciendo un Curso Estratégico
TDM IPMTSO
IMS
NGN
PSTN
Minimización del Riesgo
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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
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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
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Paquetes Ethernet en el “Aire” sobre las Microondas …
Microwave PacketMicrowave PacketMicrowave TDMMicrowave TDM
Total Band
Native Packet trafficFadingTotal Band
Packets traffic over TDM Fading
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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
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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
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¿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
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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
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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
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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
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Servicio Ethernet LAN (E-LAN)
CE
CE
CE
Metro Ethernet Network
CE
Multipoint-to-Multipoint Ethernet Virtual Circuit
(EVC)
UNI
UNI
UNI
UNI
IP PBX
Servers
Data
Data
Data
IP Voice
IP Voice
IP Voice
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Escalabilidad
Protección
Sólida QoS
Soporte TDM Gestión
de Servicio
CarrierEthernetCarrierEthernet
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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
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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
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Opciones para las capas 1 y 2- Agregación y Broadband -
CWDMDWDM
Evolución del Servicio MetroEthernet
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De Topologías LAN
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A un Servicio Carrier Class
CE
CE
CE
Metro Ethernet Network
CE
UNI
UNI
UNI
UNI
Servers
Data
Data
Data
IP Voice
IP Voice
IP Voice
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Primer Paso: Carrier Class Lan Switch
CECE
Metro Ethernet Network
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.
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Primer Paso: Carrier Class Lan Switch
CECE
Metro Ethernet Network
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
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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.
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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
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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)
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MPLS y el Modelo ISO
PPP
Physical (Optical - Electrical) 1
2
IP 3
4
Applications7to5
FrameRelay
ATM (*)
TCP UDP
PPP FR ATM
MPLS
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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).
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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
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VPLS - Modelo de Referencia
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VPLS - Modelo de Referencia
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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.
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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.
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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.
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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
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VPLS Jerarquica (H-VPLS)
• La H-VPLS permite extender los servicios más allá del límite anterior
• Se aprovecha del concepto “Hub & Spoke”.
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VPLS Jerarquica (H-VPLS)
• 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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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ETH
ETH
Layer 2 Backhaul using E-LAN 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
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
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ETH
ETH
Layer 3 Backhaul using IP-VPN 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
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
Transporte de Alta Capacidad
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
}
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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8 Content Delivery Networks
Content Delivery Networks
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La Competencia por el Consumidor
Slide 102
Traditional Retailer
Devices
Broadcast
ISP
Internet Retailers
Provision Retail/ Distribución Consumidor
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Con Poco Tráfico y Objetos Pequeños una CDN no es necesaria
ISP
ISP
ISPISP
WebsiteWebsite
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Una CDN permite incrementar la QoE
Content
Aggregator
Content
Aggregator
CDN
Cache Cache
ISP
ISP
ISP
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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
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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
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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
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3. Additional file metadata added
Original File
2. SHA-1 checksum generated for each piece
…Metafile
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Dinámicas de Red y Topología
Core
Intermedio
Borde
JerárquicaAplanada/Mallada
Conectividad Intra-NivelConectividad
Inter-Nivel