GARR-WS08_2008-04-01_Tutorial_Tecnologia_Ottica_UM-MS-AP

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GARR-WS08_2008-04-01_Tutorial_Tecnologia_Ottica_UM-MS-AP Powered By Docstoc
					      Tecnologie ottiche
         in GARR-X
       Ugo Monaco, Alessandro
       Pancaldi, Maurizio Scarpa
                 GARR

WORKSHOP GARR_08
GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008
                         Ringraziamenti




• Gli autori di questa presentazione ringraziano tutte
  le persone, colleghi e non, che hanno contribuito
  in modo diretto o indiretto ai contenuti di questo
  tutorial. Un ringraziamento particolare va a
  Fabrizio Ferri che ha avviato il lavoro su queste
  tematiche WORKSHOP GARR_08 Monaco, Pancaldi,
              Scarpa
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                    Obiettivi e premesse
• Obiettivi del tutorial
   – Presentare e condividere l’esperienza maturata finora
     durante la progettazione della nuova infrastruttura di
     rete GARR-X
   – Fornire risposte a domande del tipo:
      •   Cosa e’ una rete WDM? … di cosa si compone?
      •   Come viene gestita?
      •   … ma funziona davvero!? :)
      •   Quali servizi saranno disponibili?
   – Affrontare alcuni dettagli relativi alla fibra ottica,
     all'architettura di rete e alle funzionalità degli apparati
     WDM e dei relativi sistemi di controllo e gestione

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               Obiettivi e premesse
• Alcune premesse
  – GARR-X e’ il progetto per l’evoluzione
    dell’infrastruttura e dei servizi della rete
    GARR
  – Nell’ambito di questo progetto e’ stato
    effettuato uno scouting tecnologico
  – In questo tutorial si approfondiranno alcuni
    aspetti chiave della tecnologia ottica in reti
    WDM


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                                    Agenda
1. La fibra ottica (il filo)
   –   Trasmissione in fibra ottica
   –   Componenti fondamentali
   –   Problemi nella trasmissione in fibra
   –   Formato dei segnali


2. Gli apparati (l’acciaio)
   –   Componenti e blocchi funzionali
   –   Protezione ottica
   –   Hardware dei sistemi DWDM


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                                      Agenda
3. Il sistema di gestione (il telecomando)
   –   Rete di gestione (DCN)
   –   Canale di gestione (OSC)
   –   Software di gestione (OSS)
   –   Piano di controllo automatico (GMPLS o
       ASON/ASTN)


4. Costruiamo la rete (il lego)
   –   Design
   –   Planning
   –   Tecniche di multiplazione
   –   Interazione fra livelli di rete
   –   Connessioni utilizzatori
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TECNOLOGIE OTTICHE IN
GARR-X




  1 – La fibra ottica




        A. Pancaldi – M. Scarpa – U. Monaco
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                        La fibra ottica - agenda
• Il filo
    – fibra ottica
            • struttura meccanica, sezioni, dimensioni, tubo
            • tipologie SM e MM, standard ITU G.65x (solo cenni e rimando)
            • connettori
    – WDM
            • diodo laser in tx e fotorilevatore in rx (SFP, XFP), schemi a blocchi,
              caratteristiche (lunghezza d'onda, potenza ottica, SM e MM, modulazione
              RZ e NRZ (dopo piu' articolate), finestra in ricezione, OSNR)
            • multiplazione di lunghezza d'onda: mux, demux (descrizione, elemento
              passivo), su quale tipi di fibra e su quali bande no su MM, quante? limiti
              tecnologici e di banda dei segnali (vedi modulazione), griglia ITU-T, CWDM
              e DWDM
            • problemi nella trasmissione WDM, attenuazione, ASE, CD, PMD, FWM e
              rigenerazione+ tipologie di fibre e dettagli (vedi slide Alain)
            • trasporto dei bit sui segnali multiplati a lunghezza d'onda, richiamo
              modulazione e 40G, struttura dei segnali colorati G.709 (cosa e' l'OTH, basic
              da estendere dopo apparati), FEC (codice di rilevazione e correzione, chi la
              fa e come funziona nel G.709, pre/post FEC, guadagno di codifica, standard
              e enhanced)



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                                      La storia
• La trasmissione guidata dei segnali ottici a
  distanza e’ stata osservata nella metà del
  XIX secolo da diversi fisici




     Jean Daniel Colladon          Jacques Babinet                 John Tyndall



• Tale fenomeno si basa sul principio della
  riflessione totale interna
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              La riflessione totale
• … o quasi !!!




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    La riflessione totale




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                     La riflessione totale
• La rilessione totale (senza il quasi)
   – Un’onda elettromagnetica incidente sulla superfice di
     interfaccia tra due mezzi
      • in parte prosegue il suo percorso deviandolo al di là della
        superficie - onda rifratta
      • in parte torna nella direzione da cui proveniva - onda riflessa

   – L’angolo di riflessione e’ pari
     all’angolo di incidenza
   – L’angolo di rifrazione e’ definito
     legge di Snell e dipende dai
     valori degli indici di rifrazione n1
     e n2 dei materiali
      • n e’ pari al rapporto tra la velocita’
        di propagazione dell’onda nel
        mezzo e quello nel vuoto (c)
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                  La riflessione totale
• Se n1>n2 allora per valori dell’angolo di
  incidenza maggiori a un valore critico
  (angolo critico), non si ha onda rifratta, ma
  solo quella riflessa  riflessione totale
  interna
      n2


      n1>n2                                                    core
      n2                                                       cladding




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                La fibra ottica

               Jacket: guaina protettiva, solitamente materiale plastico
          Buffer: rivestimento primario, conferisce rigidità e
          oscura la fibra, solitamente materiale resinoso
    Cladding: partecipa alla propagazione, assorbe onde evanescent
    Stesso materiale del core con indice di rifrazione minore (<1%)
Core: mezzo dove avviene riflessione totale, materiale
plastico o vetroso (silice o altri), diametro variabile 8-65 μm




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              Cono di accettazione
• Per sfruttare il
  fenomeno della
  riflessione totale, è
  necessario che l’onda
  e.m., o il raggio
  luminoso, venga
  introdotto ad una
  estremità entro un
  certo angolo di
  accettazione della
  fibra

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          Fibre singolo/multi modo
• Quanti raggi con angolo di incidenza
  diverso possono propagarsi
  contemporaneamente in fibra (ogni raggio
  e’ detto “modo”)?
  – Il numero e’ FINITO e si può calcolare
    teoricamente
  – Dipende anche dal diametro d del core della
    fibra
    • 4 μm < d < 10 μm  fibra single-mode
    • d > 10 μm  fibra multi-mode

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                                        Fibra ottica
• Single-mode: si propaga un solo
  fascio luminoso                                                      n1 n2   n
• Multi-mode: si propagano più fasci                         125μm

  contemporaneamente (diversi
  angoli)
   – Step-index fiber: variazione brusca
     dell’indice di rifrazione                              8-10μm
   – Graded-index fiber: variazione
     graduale dell’indice di rifrazione



               n1 n2   n
    125μm




   50-62.5μm




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               Single vs Multi mode
• Qual e’ la migliore?
  – … dipende
                 cladding
             Impulso in                               Impulso in
              ingresso core                             uscita
   mode
   Multi




    Multi
                                                                     Effetti della
    mode                                                             dispersion
                                                                      e modale
   -mode
   Single




    Single
    mode

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                  Single vs Multi mode
• Le fibre multi-mode presentano lo svantaggio della
  dispersione modale … i modi seguono percorsi diversi
  all’interno della fibra e arrivano a destinazione in istanti
  diversi
         allargamento nel tempo dell’impulso luminoso
        all’uscita della fibra
   Questo fenomeno è più contenuto nelle fibre graded-index in
     quanto i modi che percorrono percorsi più lunghi hanno velocità
     maggiore (indice n minore vicino al cladding)
• Inoltre le single-mode hanno un processo di produzione
  più semplice (meno materiale drogante per il core) e
  presentano un’attenuazione minore
• Nei sistemi ottici ad alta capacità e lunga distanza viene
  utilizzata esclusivamente fibre single-mode

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                  Single vs Multi-mode
• … ma le fibre single-mode non sono perfette:
  per esempio, giunti e connettori sono più critici nelle fibre
  single-mode in ragione del diametro inferiore del core




     Mancato allineamento                                …ma anche tanti
       alla giunzione…                                      altri problemi
                                                        nell’interconnessione
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          Fibre ottiche single/multi-mode

• Lo standard ISO/IEC 11801 riporta quattro
  tipi di fibre ottiche:
  – Multi-mode
    • OM1 (50 o 62.5 /125)
    • OM2 (50 o 62.5 /125)
    • OM3 (50/125)
  – Single-mode
    • OS1 (8-10/125)




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                  Protezione dei cavi
• I rivestimenti delle fibre ottiche possono
  essere di due tipi:
  – Tight o rivestimento “stretto” (indoor): la fibra
    è fissata rigidamente al rivestimento
    secondario (diametro esterno 600μm o
    900μm)
  – Loose o rivestimento “lasco” (outdoor): la fibra
    ottica risiede all’interno di un tubo rigido (circa
    2mm di diametro) ed e’ immersa in una
    gelatina tamponante (per la protezione nei
    confronti dell’umidità)
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                        Alcuni standard
• TIA/EIA-598 stabilisce un codice di colore per
  guaina protettiva della fibra, di solito:
   Arancione per multi-mode
   Giallo per single-mode


• EAI/TIA-568 definisce
  parametri ottici della
  fibra (es. attenuazione,
  ecc.)


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                          Cavi multifibra



Tight cable              Loose cable
                                                          Codice di colore TIA/EIA-598




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                                   Connettori
• Esistono diversi tipi di connettori per i cavi in
  fibra ottica che differiscono per:
   – Materiale e forma, meccanismo di aggancio, tipo di
     fibra, dimensione, forma e materiale della boccola
     (ferrule), singola/doppia fibra, perdita di inserzione
     (Insertion Loss), perdita di riflessione (Return Loss),
     ecc.
   – Alcuni esempi:
      • SC (Subscriber Connector / Standard Connector)
          – plastica, quadrato, aggancio a pressione
      • LC (Lucent Connector / Local Connector )
          – plastica, quadrato, aggancio a pressione
      • ST (Straight Tip)
          – metallo, tondi, con innesto a baionetta
      • FC (Ferrule Connector)
          – metallo, tondi con innesto a vite
      • MT-RJ (Mechanical Transfer Registered Jack )
          – plastica, rettangolare, termina due fibre
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                  Connettori




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                                      Connettori
Boccola (Ferrule)
Diametro 2.5mm
    (SC, ST,                                                                  Circa 8°
 ecc.) o 1.25mm
       (LC)
                                        PC                UPC            APC
                      Air Gap
                                  Physical Contact      Ultra PC       Angled PC




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                  Connettori




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                               Connettori
• Per ogni tipologia di connettore esiste un
  documento standard di riferimento denominato
  TIA-604-xx (Fiber Optic Connector
  Intermateability Standard - FOCIS xx) dove il
  codice xx identifica una certa tipologia di
  connettore

• Esiste un codice di colore (TIA/EIA-568 ) anche
  per i connettori (se il connettore è di metallo fa
  riferimento il colore del calzino)
   – Beige per fibre multi-mode
   – Blu per fibre single-mode
   – Verde per connettori APC (Angled PC)
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                          Tipologie di fibre
• ITU-T ha pubblicato diversi standard che descrivono le
  caratteristiche geometriche, meccaniche e trasmissive delle fibre
  ottiche
• Attualmente esistono 15 standard diversi per le fibre singolo modo
• Nell’ambito di ogni standard il mercato offre una pletora di fibre
  commerciali
• Alcuni standard permettono differenze tra i parametri trasmissivi che
  possono risultare significative in alcuni contesti (per esempio, le
  fibre G.655)


ITU-T G.651                                                       Multi-Mode optical
   fibre
ITU-T G.652 A, B, C ,D                          Single-mode optical fibre (Standard
   fibre!)
ITU-T G.653 A, B                              Dispersion-shifted single-mode
   optical fibre
ITU-T G.654 A, B, C WORKSHOP GARR_08         Monaco, Pancaldi,
                                                           Cut-off shifted single-
   mode optical fibreScarpa
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Trasmissione in fibra ottica
         e WDM




      WORKSHOP GARR_08
      GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008
                          Introduzione
• La trasmissione in fibra ottica può
  coinvolgere un singolo segnale (singolo
  canale), oppure diversi segnali
  contemporaneamente (multi-canale con
  multiplazione di lunghezza d’onda)
• Alcuni componenti e caratteristiche sono
  comuni ad entrambe le modalità
• Iniziamo con la trasmissione singolo
  canale

           WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
           Scarpa
           GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   32 / 234
                            Sorgenti di luce
• Componenti impiegate per generare il segnale luminoso
   – LED (i primi utilizzati per la trasmissione in fibra)
       • Lenti, spettro relativamente ampio, luce poco focalizzata, ovvero
         cono di illuminazione ampio  elevata perdita di accoppiamento
         con la fibra (10-20dB in fibre multi-mode e fino a 30 dB in single-
         mode)
   – Laser (successivi ai LED e con prestazioni superiori)
       • Superano limiti dei LED e sono un fattore abilitante della tecnologia
         DWDM
       • Esistono diverse tipologie di laser (per es., Fabry-Perot, Distributed
         Feedback (DFB) lasers, Distributed Bragg Reflector (DBR) laser,
         ecc.) con diverse caratteristiche
• Alcuni parametri fondamentali
   – Lunghezza d’onda (colore) del segnale ottico emesso
   – Potenza ottica
   – Ampiezza dello spettro

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                              Fotorilevatori
• Trasformano segnale luminoso in segnale elettrico
• Sono dei fotodiodi con funzionamento opposto rispetto ai
  LED
• Sono dispositivi che hanno una finestra di ricezione
  ampia (lo stesso fotorilevatore e’ in grado di convertire
  segnali luminosi a diverse lunghezze d’onda)
• Esistono diverse categorie
   – Positive-Intrinsic-Negative (PIN) diode, corrente proporzionale
     alla potenza luminosa
   – Avalanche PhotoDiode (APD), extra-guadagno di corrente, ma
     piu’ rumore
• Alcuni parametri fondamentali
   – Sensibilità (minima potenza ottica ricevuta per raggiungere
     determinate prestazioni)
   – Tolleranza alla dispersione
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                  Quali colori scegliere?
• Come identificare le lunghezze d’onda da
   utilizzare nei sistemi DWDM
• Chi decide quali colori (valori della λ) e quanti
   (distanza tra le λ) utilizzare?                                       ?
I vincoli derivano da …
   – La fibra ottica  es., minimi dell’attenuazione
   – I laser e i fotorilevatori  ampiezza dei segnali,
     formati di modulazione
… ma anche da
   – Gli amplificatori  efficienza di amplificazione
   – Gli utilizzatori  bit rate dei segnali da trasportare
     (larghezza dello spettro dei segnali)


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                                 Quali colori scegliere?
1500 THz               750THz          450THz
200 nm                 400nm           750nm                             l=c/f
                                                                              xWDM
           UV                   Visibile         IR             O         E          S   C   L   U

                                                      1260 nm                                1675 nm

           Attenuazione                    850 nm          1310 nm                   1550 nm
           nella fibra ottica

                       4
             dB / km




                       3
                       2
                       1




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                                Amplificatori
• Il segnale luminoso viene attenuato durante la
  propagazione nella fibra  amplificatori ottici possono
  essere utilizzati per estendere la portata del segnale
  luminoso
• Gli amplificatori ottici si basano sul principio
  dell’emissione stimolata
• Esistono due categorie di
  amplificatori ottici
   – Amplificatori laser a semiconduttore
     (Semiconductor Optical Amplifier –
     SOA)
   – Amplificatori a fibra drogata con terre
     rare, per esempio Erbium Doped
     Fiber Amplifier - EDFA

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                           Amplificatori
• Alcuni parametri:
  – Guadagno di amplificazione
  – Finestra di lavoro
  – Il rumore ASE (Amplified Spontaneous
    Emission)
  – La potenza di saturazione
• Utilizzo degli amplificatori
  – Booster
  – In-Line Amplifier (ILA)
  – Preamp
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         Come modulare il segnale?
• Come e’ possibile far trasportare alla luce un
  flusso di bit? …  introducendo delle variazioni
  sistematiche sul segnale luminoso sulla base dei
  bit da trasportare = MODULAZIONE
• Il modo più semplice … modulazione a due livelli
  dell’ampiezza del segnale luminoso
 On/Off Keying (OOK)
  – Due livelli di potenza luminosa “On” e “Off” sono
    associati ai bit “1” e “0”
  – La modulazione può essere fatta direttamente sul
    laser oppure in modo indiretto (tramite un modulatore
    esterno)
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                          On/Off Keying
• Diverse modi per pilotare il segnale luminoso
  – Non Return to Zero (NRZ): ad ogni “1”
    corrisponde il valore “On” di potenza luminosa
    per tutto il tempo di bit
                           NRZ




                             RZ



  – Return to Zero (RZ): ad ogni “1” corrisponde il
    valore “On” di potenza luminosa per un periodo
    limitato del tempo di bit (1/2 o 1/3)
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                         Altre modulazioni
• Phase Shift Keying (PSK): la variazione sistematica e’
  realizzata sulla fase del segnale luminoso e non
  sull’ampiezza
   – Quadrature PSK (QPSK): i valori di fase ammessi (simboli della
     costellazione) sono 4
      • A ogni simbolo sono associati due bit
      • Con 10 Giga simboli al secondo posso trasportare 20 Giga bit al
        secondo
   – Differential QPSK (DQPSK)
      • Invece di associare ad ogni coppia di bit una coppia di valori di fase
        assoluti (per es., 11 corrisponde a [+45°, +45°]) si modula la fase in
        funzione delle variazioni dei bit '00', '01', '11', '10' con 0°, 90°, 180°,
        -90° (per es., da 00 a 01 si varia la fase di 90°)




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                 Altre modulazioni
– 2-POL QPSK o PMD-QPSK
  • Il segnale luminoso e’ composto da due
    componenti elettromagnetiche ortogonali (campo
    elettrico e campo magnetico) che possono essere
    separate
  • Ogni componente può essere modulata QPSK in
    modo indipendente dall’altra  il numero di bit al
    secondo trasportati e’ il doppio rispetto alla
    modulazione QPSK = 2x20 Giga bit al secondo =
    40 Giga bit al secondo




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           Da singolo a multi canale
• Vantaggi della trasmissione ottica singolo
  canale:
   – Trasparenza dei segnali client trasportati
   – Trasmissione a lunga distanza (grazie alla riflessione
     totale interna alla fibra)


• Ma presenta come svantaggio:
   – Utilizzo poco efficiente della capacita’ complessiva della fibra
     ottica  si potrebbe multiplare a divisione di tempo (TDM) piu’
     segnali client su un singolo segnale colorato  ma
     all’aumentare del bit rate del segnale colorato insorgono
     problemi notevoli di trasmissione
• La soluzione e’ nella multiplazione di lunghezza d’onda
  (Wavelength Division Multiplexing - WDM)
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                                        Cosa e’ il WDM
• Wavelenght Division Multiplexing
  – Trasmissione di più segnali ottici multiplati a divisione
    di lunghezza d’onda (frequenza)

   Spetto del segnale                                                                     Spetto del segnale
   ottico in ingresso                                                                     ottico in uscita
                                                                                               l1
   l1                                                                              f.o.
                            f.o.




                                                                   Demultiplexer
                                                                                               l2
                                   Multiplexer
   l2                      f.o.
                                                 l1 , l2 ,l3, l4
                                                                                   f.o.

                                                                                   f.o.
                           f.o.                                                                l3
   l3                                                                              f.o.
                           f.o.
                                                                                                l4
   l4

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                                 Mux / DeMux
• Per realizzare un sistema
  multicanale occorrono
  multiplatori e demultiplatori ottici
• Sono componenti passivi in
  grado di de/multiplare i segnali
  colorati caratterizzati da diverse
  lunghezze d’onda
• La de/multiplazione può avvalersi
  dei seguenti componenti
   – Filtri di Fabry Perot
   – Reticoli: di Bragg, in fibra, in schiere
     di fibra ottica (AWG)
   – Filtri acusto-ottici
   – Interferometri Mach-Zehnder

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                               Griglia ITU-T
• ITU-T ha definito una griglia
  di frequenza standard per i
  sistemi WDM
   – Raccomandazione G.694.2
     (CWDM grid)
      • Coarse WDM - bande O, E,
        S, C e L
      • spaziatura dei canali a 20 nm
        = 18 canali
   – Raccomandazione G.694.1
     (DWDM grid)
      • Dense WDM - bande S, C e
        L
      • spaziatura a 12.5 GHz (0.12
        nm), 25 GHz (0.2 nm), 50
        GHz (0.4 nm) e 100 GHz (0.8
        nm)  per esempio 80-96
        canali a 50 GHz
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         PPrroobblleemii
ttrraassmiissssiivvii ddeellllee
    ffiibbrree ootttttiiicchhee




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      GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008
            Problemi trasmissivi nelle fibre ottiche

• Attenuazione
• Accumulo del rumore generato dagli amplificatori ottici
  (ASE, Amplified Spontaneous Emission)
• Effetti non lineari della fibra:
   – Dispersione
        • Dispersione cromatica
        • Dispersione di polarizzazione (PMD)
   –   Miscelazione a quattro onde (FWM)
   –   Automodulazione di fase (SPM)
   –   Modulazione di fase incrociata (XPM)
   –   Retrodiffusione stimolata di Brillouin (SBS)
   –   Diffusione stimolata di Raman (SRS)




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                     Diagramma a occhio
• Diagramma utile per visualizzare il
  degradamento dei segnali in fibra


  NRZ



                                                   Soglia di decisione per gli 1



                                                   Soglia di decisione per gli 0
    Zona grigia

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                                     Attenuazione
•   Riduzione del livello di potenza ottica all’aumentare della distanza (lineare)

        Potenza
        ottica




                                               ≈
                0                                               lontano        km

•   E’ funzione della lunghezza d’onda (non tutte le lambda sono attenuate dello stesso
    fattore) e dovuta alla struttura molecolare della fibra, giunzioni e connettori




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                   Attenuazione: contromisure
    • Amplificare il segnale dopo un certo numero di km con Optical
      Amplifier (OA)
        – per esempio con OA a fibra attiva drogata con Erbio – EDFA, oppure a
          pompa Raman
                                               Prima della              Dopo la
                                Potenza        amplificazione           amplificazione
                                ottica


                                                                     OA

•    ... ma gli OA non sono solo “buoni”
      – Amplified Spontaneous Emission (ASE), rumore
        autogenerato che amplificato si somma al segnale
        utile (degrada il rapporto segnale rumore ottico OSNR
        in uscita)
      – causano l’insorgenza di effetti ottici non lineari nella
        fibra ottica
      – comportano l’accumulo degli effetti dispersivi
        (dispersione cromatica, CD, e di polarizzazione,
        PMD)
      – Presentano un guadagno NON costante sulle
        lunghezze d’ona sulle quali possono lavorare [per
        esempio, gli EDFA operano tra 1530 e 1565 nm]
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           Dispersione Cromatica (CD)
• Allargamento nel tempo del segnale ottico all’aumentare
  della distanza (lineare) e del bit rate (quadratica)
   – La velocità di propagazione nella fibra e’ funzione della l
   – Si misura in ps/(km*nm)




                          t                                              t


   – La deformazione introduce errori nella decodifica del segnale




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                 Dispersione Cromatica (CD): contromisure
• Compensazione della CD con:
    – Predistorzione del segnale nel
      tempo per compensare effetti
    – Dispersion Compensating
      Module (DCM o DCF):
      introducono una compensazione
      circa opposta alla dispersione
      presentata dalla fibra


• Le DCM sono tipicamente
  inserite nei siti di amplificazione


• … neanche i DCM sono solo
  “buoni”
    – introducono attenuazione
      aggiuntiva ed effetti non lineari
      (maggiori se si compensa
      esattamente la dispersione
      cromatica)
    – compensazione non omogenea
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                                     Dispersione modale (Polarization Modal
                                                  Dispersion)
 • Allargamento del segnale ottico nel tempo all’aumentare
   della distanza (radice quadrata)
      – si misura in ps/√km

               y         Direzione di propagazione              z
              Ey

                          nx

                Ex             ny
   Impulso che entra nella fibra           Impulso si allarga in uscita dalla fibra




• E’ dovuta alla differente velocità di gruppo
  sugli assi del Core dovuti ad ovalità della
  fibra (processo di produzione, posa della
  fibra, stress esterni)


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         Dispersione modale (Polarization Modal Dispersion)


• Gli effetti della
  PMD sono piu’
  severi
  all’aumentare del
  bit rate




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          Polarization Modal Dispersion: contromisure

• E’ un effetto non deterministico e variabile nel
  tempo
• Possibili contromisure:
   – Fibra di alta qualità (geometria perfetta)
   – Posa/installazione della fibra “delicata”
   – Dispersione cromatica non nulla (la CD controbilancia
     la PMD)
   – Rigenerazione 3R del segnale
   – Moduli configurabili di compensazione della PMD
     (non ancora commerciali)


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                Four Wave Mixing (FWM)
• Intermodulazione dei segnali in
  fibra e degradazione dell’OSNR
• Maggiore in condizioni di bassa
  dispersione cromatica e canali
  equispaziati

• Dovuto dalla dipendenza non
  lineare dell’indice di riflessione
  dall’intensità del campo elettrico
   – È la stessa causa di altri effetti non
     desiderati (SPM e XPM)

• Contromisure:
   – Utilizzare fibra con CD non nulla


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                        Rigenerazione del segnale ottico

    • Le 3R: Reamplifing + Reshapig + Retiming

                                      Segnale trasmesso


                                       Segnale attenuato


                     Segnale rigenerato 1R = Reamplifing


         Segnale rigenerato 2R = Reamplifing + Reshaping


Segnale rigenerato 3R = Reamplifing + Reshapig + Retiming




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               Tipologie di fibre singolo modo
• G.652: Non-Dispersion-Shifted Fiber (NDSF) o Standard Single-
  Mode Fiber (SMF o SSMF)
   – CD nulla in band O (1310 nm)
       • Corning SMF-28 e SMF-28e (G.652.C Low Water Peak NDSF e G.652.D Low
         Water Peak NDSF con bassa PMD), Lucent SMF, Pirelli AllWave, Alcatel E-
         SMF, Draka Comteq BendBright
• G.653: Dispersion-Shifted Fiber (DSF)
   – CD nulla in banda C (1550 nm)
       • Corning SMF/DS, Lucent DSF
• G.654: Cut-Off Shifted Fibre
   – attenuazione ridotta in banda C e core ampio (applicazioni sottomarine)
       • Corning Vascade EX1000,
• G.655: Non-Zero Dispersion-Shifted Fiber (NZ-DSF)
   – CD quasi nulla in band C e L
       • Lucent TrueWave® Classic, Lucent TrueWave Plus, Lucent TrueWave RS
         (Reduced Slope), Corning LS, Corning LEAF® (Large Effective Area Fiber),
         Alcatel TeraLight™
• G.656: Non–Zero Dispersion-Shifted Fiber for Wideband Optical
  Transport
   – come G.655 ma CD contenuta anche in band S
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                 CD nelle diverse fibre
• L’attenuazione in banda C e’ contenuta per tutte le fibre
• La differenza fondamentale risiede nel valore di CD




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                Standard ITU-T G.65x
• G.652                              G.652.A                    G.652.C
  –   G.652.A                                       meno attenuazione
                         meno PMD
  –   G.652.B
  –   G.652.C                        G.652.B                    G.652.D
  –   G.652.D
• G.653
  – G.653.A                          G.653.A                      G.653.B
  – G.653.B                                          meno PMD

• G.654
                                     G.652.A                      G.652.C
  – G.654.A
                         meno PMD                     meno PMD
  – G.654.B              piu’ CD
  – G.654.C                          G.652.B
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          Standard ITU-T G.65x
• G.655                                      G.655.A
  – G.655.A              differenti valori
                         di CD                                       G.655.E
  – G.655.B
                                 G.655.A                          G.655.D
  – G.655.C
                                        G.655.B          G.655.C
  – G.655.D
  – G.655.E
• G.656



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                       Parametri tipici fibre ITU-T
                                 G.65x
 ITU-T                          Attenuazion
                                      e              Valori CD
Standar         Nome                                                      Applicabilita’
                                tipica @1550      tipica @1550 nm
   d
                                      nm

           Standard Single
G.652.A      Mode Fiber          0.25dB/km        17 ps/(nm*km)         Adatta per DWDM
               (SMF)
          Low Water Peak                                                Adatta per CWDM
G.652.C                          0.25dB/km        17 ps/(nm*km)
               SMF                                                      Adatta per DWDM
                                                                         NON adatta per
            Dispersion-
                                                                            CWDM
G.653       Shifted Fiber        0.25dB/km         0 ps/(nm*km)
                                                                         NON adatta per
               (DSF)
                                                                            DWDM

          Loss Minimized at                                              Poco adatta per
G.654                            0.17dB/km               //
              1550 nm                                                        DWDM

               Non-Zero
                        WORKSHOP GARR_08         Monaco, Pancaldi,
             Dispersion-Scarpa 0.25dB/km
G.655                                            4.5 ps/(nm*km)            Adatta per DWDM
          Shifted Fiber (NZ- il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008
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            Altre considerazioni sulle
                      fibre
• Le fibre commerciali conformi allo standard
  G.652 hanno caratteristiche molto simili tra loro
  mentre le G.655 sono MOLTO diverse (lo
  standard G.656 ha ridotto la variabilita’
  ammessa delle caratteristiche trasmissive)

• In linea di principio e’ difficile stabilire quali tra
  G.655 e G.652 siano migliori in assoluto
   – Alcuni vendor consigliano G.652 altri G.655
   – Nell’ambito della G.652 sono da evitare le fibre di
     produzione pre 1990 a causa del valore elevato di
     PMD (fino a 1ps/√km), quelle di produzione recente
     hanno valori di PMD inferiori a 0.2 o 0.1ps/√km
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          Altre considerazioni sulle
                    fibre
• Esistono installazioni in campo che
  utilizzano tratte (span) con fibra mista
  G.652 e G.655 giuntata (sono comunque
  configurazioni sconsigliate):
  – In questo caso ci possono essere problemi di
    riflessione alla giunzione (critici nel caso di
    doppia giunzione, con la distanza inferiore
    alla decina di kilometri  rumore coerente nel
    verso del segnale)
  – Due spezzoni con fibra G.655 diversa
    possono generare gli stessi problemi di
    spezzoni con fibra G.655 e G.652
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             G.709 “Interfaces for the Optical Transport
                             Network”
• Standard ITU-T che definisce la struttura logica dei
  segnali multiplati nella Optical Transport Network
• In G.709 è definita una struttura gerarchica ottica
  denominata Optical Transport Hierarchy (OTH) analoga
  a quella SDH nel dominio elettrico
• I segnali che trasportano i dati sulle varie lunghezze
  d’onda si chiamano Optical Transport Unit k (OTUk e’ il
  cugino dell’STM/OC-x)




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          G.709 “Interfaces for the Optical Transport
                          Network”

• Unità dati e trama
  della G.709




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          G.709 “Interfaces for the Optical Transport
                          Network”

• I vari vendor di apparati DWDM hanno
  adottato lo standard G.709 per la struttura
  dei segnali colorati con alcune
  “personalizzazioni”  nella quasi totalità
  dei casi e’ impossibile l’interoperabilità a
  questo livello




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             Foreward Error Correction (FEC)

• Extra informazione che
  viene trasportata insieme ai
  dati ed utilizzata per
  rilevazione e correzione




                                          BER
  degli errori (in ricezione del
  segnale)
• I segnali G.709 (OTUk)
  utilizzano un FEC basato
  su codici Reed-Solomon -                                               PRX (dBm)
  RS 255,239 (ITU-T G.975)
   – Overhead circa pari a 6%
                                                   Quindi per ottenere un dato
                                                  BER (per es., 10-12) utilizzando
• A parità di potenza ottica                         il FEC posso ricevere un
  ricevuta (OSNR) il FEC                             segnale ottico più debole
  introduce un guadagno di                          rispetto al caso di segnale
                                                            senza FEC
  codifica (misurato in dB)
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              Foreward Error Correction (FEC)
• Attenzione a quando si parla di BER e FEC nell’ambito
  di segnali G.709
   – Gli apparati DWDM sono in grado di registrare il BER dei segnali
     colorati (lato rete) e di quelli grigi (lato client)
   – La misura del BER viene realizzata dal modulo che implementa
     il FEC
       • BER pre-FEC e’ derivato dal numero di errori rilevati sul segnale in
         ingresso al modulo (stima la qualità della linea)
       • BER post-FEC e’ derivato dal numero di errori rilevati, ma non
         corretti dal modulo di FEC (stima la qualità del servizio offerto al
         client)
   – Esistono delle configurazione di errore che non sono rilevate dal
     meccanismo di FEC (la misura del BER non e’ esatta)
   – Un test sul valore esatto del BER non può essere fatto se non
     tramite la conoscenza esatta al ricevitore del segnale trasmesso



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                  Scarpa
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             Foreward Error Correction (FEC)
• In molti casi i vendor hanno sviluppato meccanismi di
  FEC più evoluti rispetto a quello base standard …
   – In questi casi si parla di Super FEC, Enhanced FEC, ecc.
   – Alcuni di questi sono basati su meccanismi sempre proposti in
     ambito ITU-T, mentre altri sono proprietari
• La capacità di correzione dei FEC implementati ha un
  comportamento a gradino
   – fino un valore critico di BER per-FEC (per es., 10-3) il valore di
     BER post-FEC rimane molto basso (per es., 10-18) – errori
     corretti
   – se il BER pre-FEC supera il valore critico, il modulo non riesce a
     correggere gli errori e il BER post-FEC cresce sostanzialmente
• Un’elevata PMD può causare burst di errori che possono
  mettere in crisi il modulo di FEC
   – La PMD di una fibra potrebbe crescere per esempio in seguito
     ad uno stress meccanico della fibra (il peschereccio che
     aggancia una fibra sottomarina, raffiche di vento molto forte su
     fibra sospesa, grosse variazioni di temperatura, ecc.)
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                Qualche “riflessione”
• Il mondo dell’ottica e’ piu’ ANALOGICO degli altri e
  quello del DWDM e’ almeno ANALOGICO 2
   – La maggior parte delle soluzioni commerciali non funzionano
     PnP, ma richiedono configurazione e tuning puntuale
     (networking all’uncinetto!!)


• Una rete DWDM puo’ essere un sogno:
   – capacita’ illimitata
   – flessibilita’ e trasparenza nell’erogazione dei servizi
   – riduzione dei costi incrementali
... ma si puo’ trasformare in un incubo se non sono
    disponibili meccanismi automatici e robusti per il
    (ri)configurazione/gestione degli apparati e dei servizi


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TECNOLOGIE OTTICHE IN
GARR-X




  2 – Gli apparati DWDM




        A. Pancaldi – M. Scarpa – U. Monaco
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              Topologia lineare punto-
                      punto
• Configurazione punto-punto tra due apparati in
  configurazione terminale di linea (Line Terminal - LT)




         LT                                                            LT


                                                         Segnale di linea (colorato)
                                                         Segnale client (grigio)




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                    Blocchi funzionali di un LT
    • Nodo terminale (Line                            Sistema DWDM
      Terminal - LT)
        – N interfacce client
        – 1 interfaccia rete                            GESTIONE
        – Interfacce di
          gestione                                                          MUX
                                                Transponder


• Transponder
  MUX/DEMUX                                                                      booster   LATO
      – Converte segnale i
        Multipla/demultipla                                                                RETE
        segnali segnale ottico LATO
        client in colorati sulla
        colorato e vv.
        fibra ottica
      – Opera 2R o 3R sui
                                 CLIENT
                                                  CLIENT                 RETE
                                                                                 Pre-amp
•       segnali Booster
     Pre-amp eottici client                                            DEMUX
      – Amplificano i segnali
•    Muxponder
        ottici in trasmissione e
      – ricezione divisione di
        Multipla a                                     Muxponder
        rispettivamente
        tempo piu’ segnali
        client in un segnale
        ottico colorato
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                                   Transponder
• Effettua una traslazione del segnale ottico utente
  convertendolo in una frequenza compatibile con la griglia ITU-
  T
• Modulazione e potenza ottica devono essere compatibili con
  trasmissioni a lunga distanza
                                             conversione
 dall’apparato utente                           O-E-O
                                                                                 ITU-T
                         Ricevitore
                         wideband                  3R            Trasmettitore
     (segnale ottico)                                                            lk

                                            Transponder
                             (850/1310)nm            (15xx) nm
                           In                                 Out
                          Out                                 In
                        Transponder rappresentazione schematica

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                                        Transponder
  Accettato un solo tipo di
segnale (es 1GE, 10GE, STM-16)                FIXED

Tramite SFP intercambiabili e’
                                                SFP
possibile variare il tipo di client                                  LATO CLIENT
Protocol Aware: Accetta una serie
di segnali client predefiniti (FC,GE,                                Segnale client
     FICON, ESCON, DVB, …)
                                         MULTIRATE
   Agnostico: Si aggancia alla                                                        Transponder
    frequenza di bit impostata
                                                                     Ottiche
 (possibile trasportare frame rate
      qualunque 1,324 G)
       Sensibilita’ (RX)
  Tolleranze (PMD, CD, …)                    OPTICS                                   Trama
         Potenza (TX)                                                            Parametri Ottici
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                                      Transponder
                                                           Laser configurabile da remoto
                                     TUNABLE
                                                             XFP colorati intercambiabili

LATO RETE                               FIXED              Lunghezza d’onda ITU-T fissa


                                         NRZ                     Codifica di linea NRZ

Transponder                                RZ                     Codifica di linea RZ

                                         OTU            OTU1(2.5G) OTU2(10G) – OTU3(40G)

   Configurabilita’                 SONET/SDH                STM-16/64/256 (2.5/10/40 G)
   Codifica di linea
                                                                 Sensibilita’ (RX)
      Trama
                                       OPTICS               Tolleranze (PMD, CD, …)
   Parametri Ottici
                                                                   Potenza (TX)
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                                          Muxponder
• TDM Multiplexer + Transponder = Muxponder
• Dispositivo in grado di multiplare N segnali client in un solo
  segnale lato rete a più alto bit rate (Es. 9x1GE  1x10GE)
                                         conversione
  dall’apparato utente                    O-E e E-O
                         Ricevitore
                         wideband             3R
    (segnale ottico)
                                        conversione
  dall’apparato utente                   O-E e E-O
                         Ricevitore
                         wideband            3R                   conversione
   (segnale ottico)                                                O-E e E-O
                                                           TDM                                   ITU-T
                                         conversione       MUX        3R         Trasmettitore
  dall’apparato utente                    O-E e E-O        DMX                                   lk
                         Ricevitore
                         wideband             3R

                                         conversione
  dall’apparato utente                    O-E e E-O
                         Ricevitore
                         wideband             3R


                         WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
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                                       Muxponder
   Utilizzando un muxponder e’ possibile estrarre il traffico multiplato
                     solamente nei nodi terminali
                     NON E’ SDH !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!


1xSTM-16             1xSTM-64            1xSTM-64             1xSTM-64        1xSTM-16
1xSTM-16                                                                      1xSTM-16
1xSTM-16                                                                      1xSTM-16
1xSTM-16                                                                      1xSTM-16




           Muxponder rappresentazione schematica
                      WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
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           Multiplexer - Demultiplexer
• Moduli che realizzano la multiplazione /demultiplazione
  dei segnali colorati alle diverse lunghezze d’onda

• I Mux generalmente hanno almeno:
   – n-porte in ingresso ognuna in grado di accettare SOLO
     uno specifico segnale colorato ad una certa lunghezza
     d’onda
   – 1 porta in uscita che trasporta tutti i segnali colorati
     multiplati verso il booster

• Alcune caratteristiche importanti:
   – Spaziatura tra i canali, per es., 100GHz, 50GHz, 25GHz,
     ecc.
   – Numero diWORKSHOP GARR_08 4,Monaco, Pancaldi,
               canali, per es., 8, 16, 40
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              Multiplexer - Demultiplexer
   Mux e demux … quanti moduli sono per
          ogni “via” (linea lato rete)?

• Il mux e il demux relativi alla stessa “via” di un apparato possono
  essere integrati nello stesso modulo hardware, oppure
  corrispondere a due moduli hardware separati
• Per permettere una crescita graduale del numero di canali multiplati
  dallo stesso apparato (startup con pochi canali e poi eventuali
  upgrade), i mux/demux possono essere organizzati in modo
  gerarchico:
    – uno o più mux/demux verso la linea di rete lavorano su bande di
      lunghezze d’onda (con più canali all’interno della stessa banda)
    – altri mux/demux si occupano di mu/demultiplare i singoli segnali colorati
      nelle bande di cui sopra
• Per le configurazioni con spaziatura dei canali inferiore a 50GHz
  (per es. 2.5 GHz) viene spesso utilizzato un modulo detto interleaver
  in grado di accoppiare opportunamente due pettini a frequenza
  maggiore (per es., 50GHz) e realizzare la spaziatura richiesta
                   WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
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                  Multiplexer - Demultiplexer
 • I Multiplexer e Demultiplexer possono essere integrati
   all’interno dello stesso dispositivo oppure essere separati

    RX                  TX    IN                                            BOOSTER
                                                      OUT
                                   •
                                   •      MUX
    TX                             •
                              IN
                    RX
              •                                         SEGNALE OTTICO COMPOSITO
CLIENT        •
              •                                       IN
                    TX       OUT •
    RX                             •      DMX
                                   •


    TX                       OUT                                            PREAMP
                    RX

         Transponders                  MUX/DEMUX



                   Mux e Demux Integrati
                    WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                    Scarpa
                    GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008             83 / 234
                  Multiplexer - Demultiplexer
 • Nella rete WDM e’ spesso necessario ragionare in modo
   unidirezionale distinguendo tra TX ed RX (IN e OUT)
                                         MUX
                        TX    IN                                            BOOSTER
    RX                                                OUT
                                   •
                                   •      MUX
    TX                             •
                              IN
                    RX

              •                                        SEGNALE OTTICO COMPOSITO
CLIENT        •
              •                                       IN
                    TX       OUT •
    RX                             •      DMX
                                   •


    TX
                    RX
                             OUT                                            PREAMP
                                        DEMUX
         Transponders


                   Mux e Demux Separati
                    WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                    Scarpa
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               Booster, pre-amp e ILA
• Booster: amplifica il segnale multiplato da trasmettere in
  linea

• Pre-amp: amplifica il segnale multiplato ricevuto dalla
  linea

• In Line Amplifier (ILA): amplifica il segnale multiplato
  ricevuto in ingresso e lo ritrasmette in uscita

• Il valore di guadagno può essere configurato
  manualmente oppure regolato da un meccanismo
  automatico

               WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
• Operano su finestre di banda dell’ordine di 100nm
               Scarpa
               GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   85 / 234
               Booster, pre-amp e ILA
• Valori di guadagno tipici sono 20-30dB e potenza di
  uscita pari a 20-25dBm

• Alcuni moduli di amplificazione sono costituiti da due
  stadi ed e’ possibile accedere alla stadio intermedio (per
  esempio, per inserire un modulo di compensazione della
  dispersione)

• Sono spesso integrati sugli stessi moduli hardware
• Per gli ILA i vendor a volte realizzano degli chassis ridotti
  per rispetto a quelli utilizzati nei nodi terminali o ROADM


               WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
               Scarpa
               GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   86 / 234
                   Topologia punto-punto 2 nodi
•                                   DWDM
  Due nodi in configurazione Line Terminal
• Calcolo della distanza massima dato il bit rate dei segnali di linea

    Sistema DWDM A                                                Sistema DWDM B




                                       D = 210 km

                                 E’ possibile trasmettere
                                   a questa distanza ?
                                  Quali sono i fenomeni
                                        vincolanti?



                    WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
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                   Topologia punto-punto 2 nodi
•                                   DWDM
  Due nodi in configurazione Line Terminal
• Calcolo della distanza massima dato il bit rate dei segnali di linea
                                        D = 210 km
    Sistema DWDM A                                                 Sistema DWDM B

                                   EDFA               EDFA



                                                     DCM
                                 EDFA            EDFA



                                      DCM

                                            200 km
                              70 km

                                              Vincolo della
               Vincolo dell’attenuazione
                                              dispersione cromatica
               Mettere un amplificatore
                                               Mettere un modulo di compensazione prima di 200 km
               ogni 70 km
                      WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                      Scarpa
                      GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008                 88 / 234
                           Topologia punto-punto con add/drop
                                       intermedio
• Per topologie più complesse possono servire altri componenti



        LT                              R/OADM                                     LT


       l in pass-through ottico                                    • OADM 2 vie
                                                                        – Optical Add/Drop
     l in add/drop                                                        Multiplexer
                                                                   • Reconfigurable
                                                                     OADM (ROADM) 2
                                                                     vie
                                      ?                                 – R sta per:
                                                                          riconfigurazione
                                                                          della potenza ottica
                                                                          delle varie lambda


                        WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                        Scarpa
                        GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008             89 / 234
                                     OADM / ROADM 2 vie
• Esistono diverse implementazioni dell’OADM / ROADM 2 vie




                                                                                  O EO




                                                                                              O EO
                                                                                         XC




                                                                                  O EO




                                                                                              O EO
                    patch




          Fixed OADM                                                      ROADM con 3R
             O EO




                            O EO




                    XC                                                            Wavelength
             O EO




                            O EO




                                                                                   Blocker
                                                                                     WB




         ROADM ibrido                                                      ROADM con WB

                                   WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                                   Scarpa
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                                 Fixed OADM
• Patch tra mux e demux delle due
  vie (east and west) per i canali in
  pass-through ottico
                                                                          patch




• Patch tra mux/demux di una
                                                                   Fixed OADM
  stessa via con trasponder per i
  canali in add-drop




                  WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                  Scarpa
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                                ROADM con 3R
• Mux, demux e transponder cablati con
  una matrice di commutazione elettrica




                                                                              O EO
                                                                              O EO




                                                                                          O EO
  (per es., una matrice SDH)                                                         XC




                                                                              O EO
                                                                              O EO




                                                                                          O EO
• La matrice può essere integrata
  nell’apparato o fornita tramite un
  apparato esterno (soluzione più
  comune)                                                           ROADM con 3R
   – Se la matrice non e’ integrata e’
     necessario utilizzare una coppia di
     transponder per ogni segnale multiplato
     in fibra anche se NON si vuole fare add-
     drop (il transponder opera la
     conversione O-E e E-O per
     l’interconnessione dell’apparato WDM
     con quello SDH)
   – Se la matrice e’ integrata, essa deve
     operare sul backplane per
     interconnettere i moduli mux/demux
     delle varie vie e i trasponder
                      WORKSHOP GARR_08   Monaco, Pancaldi,
                      Scarpa
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                              ROADM ibrido
• Soluzione ibrida che supera
  alcune limitazioni della precedente




                                                                          O EO
                                                                          O EO




                                                                                      O EO
                                                                                      O EO
                                                                                 XC
   scarica la matrice di




                                                                          O EO
                                                                          O EO




                                                                                      O EO
                                                                                      O EO
  commutazione

• Il pass-through dei segnali ottici                               ROADM ibrido
  viene solitamente realizzato
  tramite patch




                  WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                  Scarpa
                  GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008                      93 / 234
                            ROADM con WB
• Utilizza un componente detto
  Wavelenght Blocker (WB) capace di
  bloccare il passaggio di alcune                                          Wavelength
                                                                            Blocker

  lunghezze d’onda                                                            WB


• Il WB integra due coppie mux/demux
  (una per via) e dei Variable Optical
  Amplifier (VOA) utilizzati per bloccare i                      ROADM con WB
  canali oppure equalizzare la potenza tra
  i canali (per es., utilizza tecnologia a
  cristalli liquidi)
• Il WB e’ configurabile da remoto
• I transponder vengono generalmente
  collegati a filtri splitter/coupler che
  spillano il segnale da terminare
  all’esterno del WB può essere
  necessario intervento manuale per
  riconfigurazione

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              Equalizzazione potenza
                      ottica
• L’utilizzo di nodi add/drop comporta la presenza di
  circuiti ottici che percorrono cammini diversi, ma che
  condividono alcuni tratti di fibra  la potenza dei segnali
  ottici deve essere opportunamente equalizzata

• Ogni vendor ha sviluppato meccanismi proprietari per
  l’equalizzazione della potenza ottica dei segnali

• Questi meccanismi sono implementati all’interno dei
  moduli di amplificazione (ILA, booster e pre-amp),
  transponder/muxponder, e/o necessitano di moduli
  specializzati realizzati ad-hoc




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                 Equalizzazione potenza
                         ottica
• I meccanismi hanno l’obiettivo di:
   – Equalizzare la potenza di tutti i segnali multiplati all’interno della
     fibra, indipendentemente da dove questi vengono
     generati/instradati/terminati, ad un valore sufficiente ad
     assicurare un certo OSNR ai ricevitori (e che permetta il corretto
     funzionamento di tutti i sistemi intermedi)
   – Reagire dinamicamente a variazioni della potenza dei segnali
     dovuti a setup di nuovi circuiti, reinstradamento a causa di
     guasti, interruzioni
• Questi meccanismi si basano su misure di potenza ottica
  realizzate dagli apparati stessi e operano in due
  modalità:
   – A ciclo aperto: misurazione ed equalizzazione della potenza dei
     segnali in un punto a un certo valore target (per es., negli ILA)
   – A ciclo chiuso (con feedback): il transponder ricevitore comunica
     ai sistemi precedenti di variare la potenza di lancio del segnale

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                          Topologia ad anello con sbraccio
•       ROADM n-vie (n> 2) implementa le funzionalità di Optical CrossConnect OXC
             Dalla trasmissione ottica (multiplazione ottica) alle reti ottiche (commutazione ottica)


                                   ROADM

                                                         ROADM                         ROADM
                  ROADM
                                                          3-vie



                                   ROADM
                                                                         Wavelength
                                                                          Selective

    •    ROADM n-vie (n>2)                                                 Switch
                                                                            WSS
          – Instradamento ottico della lambda
            riconfigurabile  lambda-routing
          – Si basa su un componente detto WSS che
            utilizza la tecnologia MEMS (micro-
            specchietti mobili) per selezionare la porta
            di uscita di un lambda
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                                           WSS
• Il componente fondamentale:
  Wavelength Selective Switch WSS
  – WSS 1xN: è in grado di commutare
    ogni lunghezza d’onda proveniente
    dalla porta di ingresso verso una
    delle N porte in uscita
  – WSS Nx1: è in grado di commutare
    ogni lunghezza d’onda proveniente
    da una delle N porte in ingresso
    verso la porta di uscita
  – Oggi in commercio fino a 1x9 con
    spaziatura a 50GHz



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                                            WSS
• Durante la con/riconfigurazione dello switching di un segnale
  dalla porta di ingresso verso quella di uscita il WSS può
  inserire potenza luminosa anche in altre porte di uscita
        in questi casi il WSS NON E’ HITLESS



        Output port                           Output port

WSS NON HITLESS                             WSS HITLESS


         1D MEMS                                 2D MEMS




          Input port                            Input port

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                                         WSS
• Come utilizzare il WSS?
  – In uscita sulla linea per selezionare quali segnali
    provenienti dalle altre vie rilanciare (WSS Nx1)
      • Configurazione detta broadcast-and-select (ogni
        WSS riceve il broadcast di tutti i segnali in ingresso
        dalla altre vie)

  – In questo modo qualsiasi segnale in ingresso su una
    porta può essere reinstradato in ottico su una
    qualsiasi delle altre



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                                      ROADM 3 vie
• Un WSS Nx1 in trasmissione per ogni via del nodo
• Il segnale ricevuto su ogni via e’ trasmesso in broadcast su
  tutti i WSS relativi alle altre vie e terminato anche sul demux
  locale
                                    North




                                                                   TX TX TX TX
                                                                                 X   X   X   X




                                                            WSS
                                                                                 R   R   R   R

                             X
                             R
                             X
                             R
         TX TX TX TX         X
                             R
                             X
                             R




                                        to west


                                                  to east
                                                                  to north

                                                                  to west
         WSS                                                                                     East
 West                    to north
                                                                                 WSS
                         to east




         R   R   R   R                                                           TX TX TX TX
         X   X   X   X




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        Configurazioni ROADM n vie
• La configurazione precedente ha i seguenti
  svantaggi:
  – Non permette di modificare da remoto il colore di un
    trasponder senza intervenire manualmente
    sull’apparato (spostare le patch tx/rx del transponder
    sulle nuove porte del mux/demux)  NON E’
    COLORLESS

  – Non permette di modificare da remoto la linea di
    uscita di un segnale in add/drop (destinato a un
    transponder locale)  NON E’ DIRECTIONLESS


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             ROADM in configurazione colorless
• IDEA: utilizzare il WSS come demux colorless
   – Demux degli RX  WSS 1xN
   – Mux dei TX  Coupler colorless (o power combiner) con porte in
     ingresso indipendenti dal colore del segnale (equivalente a WSS Nx1)

                                    North




                                                                                TX TX TX TX
                                                                     Coupler
                                                                                              X    X   X   X




                                     WSS



                                                               WSS
                                                                                              R    R   R   R
                             X
                             R
                             X
         TX TX TX TX         R
                             X
                             R
                             X
                             R




                                           to west


                                                     to east
         Coupler                                                               to north       WSS

                                                                               to west
         WSS                                                                                                    East
 West                    to north
                                                                                              WSS
                         to east

         WSS                                                                                      Coupler


         R   R   R   R                                                                            TX TX TX TX
         X   X   X   X


                         WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                         Scarpa
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                            ROADM in configurazione directionless
•   Per directionless si deve configurare un blocco di add/drop dei segnali interconnesso
    alle diverse vie allo stesso modi degli altri WSS di linea (blocco costituito da WSS
    1xN e Nx1)
                                  North




                                                                                                       TX TX TX TX
                                                                                           Coupler
                                                                                                                     X    X   X   X




                                           WSS



                                                                       WSS
                                                                                                                     R    R   R   R




                                    X
                                    R
                                    X
                                    R
                TX TX TX TX




                                    X
                                    R
                                    X
                                    R




                                                             to west
                                                             to east
               Coupler                                                                                to north       WSS

                                                                                                      to west
                WSS                                                                                                                    East
       West                     to north
                                to east                                                                              WSS

                WSS                                                                                                      Coupler
                                             WSS
                R   R   R   R                                                                                            TX TX TX TX
                X   X   X   X
                                             WSS                             Coupler

                                                                                                     Add/Drop
                                             R
                                             X
                                                 R
                                                 X
                                                     R
                                                     X
                                                         R
                                                         X
                                                                             TX TX TX TX
                                                                                                     directionless
                                WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                                Scarpa
                                GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008                                                     104 / 234
                   Alcuni limiti del WSS
• L’utilizzo dei blocchi WSS introduce alcuni svantaggi
  oltre a
   – I WSS possono introdurre distorsioni dei segnali in transito tali
     da limitare il numero WSS attraversabili in cascata (poi il
     segnale deve essere rigenerato)
   – I moduli che integrano i blocchi WSS occupano circa 3 o 4
     volte lo spazio occupato da un modulo transponder 
     l’ingombro di un nodo con le 3-LESS cresce molto al crescere
     del numero di vie e al numero di add/drop


• Il vantaggio principale risiede nella possibilita’ di gestire
  in modo flessibile (con riconfigurazioni da remoto)
  topologie comunque magliate e non solo anelli 
  questo per esempio, apre la strada a strategie di
  protezione del traffico piu’ alrticolate rispetto a quelle
  disponibili su SDH
                 WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                 Scarpa
                 GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   105 / 234
          PROTEZIONE (1/16)

LA VITA E’ PIENA DI RISCHI !!!!!!!




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      Scarpa
      GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   106 / 234
           PROTEZIONE (2/16)

PROTEGGIAMOCI STIPULANDO UNA
  BUONA ASSICURAZIONE !!!!!!!!!




       WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
       Scarpa
       GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   107 / 234
                      PROTEZIONE (3/16)

   NEL MONDO DELL’OTTICA POSSONO
     VERIFICARSI GUASTI DOVUTI A
                              Un peschereccio aggancia con la rete a
   TAGLIO FIBRA            strascico un cavo sottomarino e strappa tutto

                            La donna delle pulizie tocca per sbaglio un
PROBLEMI ELETTRICI        interruttore sul quadro elettrico e spegne tutto

                              Gli apparati vengono spenti per collegare
                                           l’albero di natale

VARIE ED EVENTUALI                      SEDE ALLUVIONATA !!!!!!!!
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                  Scarpa
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                    PROTEZIONE (4/16)

     PRIMA DI TUTTO DUE DOMANDE
              ESISTENZIALI
            QUALI GUASTI VOGLIO PROTEGGERE ?

                            Singolo guasto
                            Doppio guasto
                               …………..

                COSA VOGLIO PROTEGGERE ?

Local Recovery (span level) - Segmento che costituisce un percorso
      End-to-End Recovery (path level) - Percorso end-to-end

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                Scarpa
                GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   109 / 234
            PROTEZIONE (5/16)

    SOLITAMENTE DISPONIBILI
         SULLA RETE WDM




PROTEZIONE DAL                     PROTEZIONE DELL’INTERO
SINGOLO GUASTO                      CIRCUITO END-TO-END



        WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
        Scarpa
        GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   110 / 234
                            PROTEZIONE (6/16)
                                                  Risorse preallocate e presegnalate
                                            Nessuna segnalazione a seguito di un guasto
       PROTECTION                           Totalmente disponibili a seguito di un guasto
                                             In assenza di guasto risorse non utilizzabili
                                              Tempi di protezione molto ridotti (< 50ms)



                   CLASSI DI PROTEZIONE

Risorse non totalmente disponibili a seguito di un guasto
        Tempi di ripristino piu’ elevati (secondi)
   In assenza di guasto risorse di backup utilizzabili             RESTORATION
 Parte della processo di calcolo deve ancora avvenire
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                        Scarpa
                        GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008          111 / 234
                     PROTEZIONE (7/16)
 CARATTERISTICHE DELLE PROTEZIONI
                                    Il percorso di backup e’ a disposizione
   DEDICATED
                                         esclusiva della risorsa protetta

                                    Il percorso di backup e’ a disposizione
    SHARED                              di piu’ risorse simultaneamente


                            Al ripristino del percorso primario il servizio VIENE
   REVERTIVE
                                           reinstradato sul primario

                             Al ripristino del percorso primario il servizio NON
 NON REVERTIVE
                                        VIENE reinstradato sul primario

                           Il meccanismo di protezione necessita di un sistema
FAULT NOTIFICATION                    di notifica dell’avvenuto guasto
                 WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                 Scarpa
                 GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008        112 / 234
                           PROTEZIONE (8/16)
                   TIPOLOGIE DI PROTEZIONI
        1+1                               Il segnale da proteggere viene replicato
DEDICATED   Protection
                                          simultaneamente su entrambi i percorsi
REVERTIVE   NON REVERTIVE


         1:1
        1+1Protection
DEDICATED
                                    Il segnale viaggia alternativamente o sul percorso
                                        primario (condizione normale) o su quello di
   FAULT NOTIFICATION
                                         protezione (presenza di fault su primario)
REVERTIVE   NON REVERTIVE


        1:N
 SHARED 1+1Protection
                                                 Piu’ segnali vengono protetti
  FAULT NOTIFICATION
                                              utilizzando una singola protezione
       REVERTIVE
                       WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                       Scarpa
                       GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008         113 / 234
                      PROTEZIONE (9/16)

                PROTEZIONE 1+1 - OSNCP




Client Signal




                                                               Switching

                  WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                  Scarpa
                  GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008    114 / 234
                  PROTEZIONE (10/16)

            PROTEZIONE 1+1 - OSNCP




                                                              Client Signal




Switching
              WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
              Scarpa
              GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008           115 / 234
                          PROTEZIONE (11/16)

                           PROTEZIONE 1:1


                                          C




Client Signal                                                       B
                      A




          Switching                                          Fault Notification

                      WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                      Scarpa
                      GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008       116 / 234
                            PROTEZIONE (12/16)

      NELLA STRAGRANDE MAGGIORANZA DEI
               CASI SI IMPIEGA LA
                PROTEZIONE 1+1 - OSNCP


         SEMPLICE                                                    ROBUSTA
                                      EFFICACE
   Non impiega       Intuitiva                               Funziona praticamente sempre
protocolli complessi                                                (es. no guasti silenti)
                                 Tempi di protezione <50ms

                        WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                        Scarpa
                        GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008                 117 / 234
                            PROTEZIONE (13/16)
                OSNCP – GUASTO BIDIREZIONALE




                                                                                  Client Signal
Client Signal                                                         B
                        A




                                                                      Switching
            Switching

                        WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                        Scarpa
                        GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008      118 / 234
                            PROTEZIONE (14/16)
                OSNCP – GUASTO UNIDIREZIONALE




                                                                                Client Signal
Client Signal                                                         B
                        A




            Switching

                        WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                        Scarpa
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                          PROTEZIONE (15/16)

                OSNCP – PROTEZIONE CLIENT




Client Signal                      A                                           B




          CAVO AD Y
                                                                              Switching


                      WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                      Scarpa
                      GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008               120 / 234
              PROTEZIONE (16/16)
       ASSICURARSI COSTA !!!!!!!!

RISORSE TRASMISSIVE
       NUMERO TRANSPONDER
ASSICURIAMOCI QUANDO VE N’E’
             CONFIGURAZIONI
         DAVVERO BISOGNO
(ANCHE SE GLI ASSICURATORI VI DICONO IL CONTRARIO)


                        E I SOLDI NON CRESCONO
                          SUGLI ALBERI !!!!!!!!!!!!!!!

          WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
          Scarpa
          GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   121 / 234
                                                                                                                                                                   L’APPARATO (1/7)
                      RACK ETSI                                                                                                                                                                      SUBSHELF

            FAN1                      FAN2                            FAN3                                                   FAN4
                                                                                                                                                                              FAN1              FAN2           FAN3    FAN4
                  RX AMP
                           TX AMP




                                                                                                                                                                                      RX AMP


                                                                                                                                                                                               ROADM MODULE
                                                                                                                                                                                      TX AMP

                                                                                                                                                                                               ROADM MODULE
                                                                                                                                                                            NODE CONTROLLER
                                    ROADM MODULE
                                    ROADM MODULE
     CONTROLLER




                                                   TRANSPONDER CARD
                                                                      TRANSPONDER CARD




                                                                                                                                                TRANSPONDER CARD
                                                                                         TRANSPONDER CARD


                                                                                                                             TRANSPONDER CARD


                                                                                                                                                TRANSPONDER CARD
                                                                                                            MUXPONDER CARD




                                                                                                                                                                                                              TRANSPONDER CARD
                                                                       MUXPONDER CARD




                                                                                                                                                                                                              TRANSPONDER CARD

                                                                                                                                                                                                              TRANSPONDER CARD

                                                                                                                                                                                                              TRANSPONDER CARD
                                                                                                                                                                                                              TRANSPONDER CARD
                                                                                                                                                                                                              TRANSPONDER CARD
                                                                                                                                                                                                               MUXPONDER CARD

                                                                                                                                                                                                               MUXPONDER CARD
 NODESLOT 1




                                                                                                                                                      SLOT N




                                                                                                                                                                               SLOT 1
                                                                                           AVVISO AI NAVIGANTI !!!!!!!!




                                                                                                                                                                                                                   SLOT N
            FAN1                      FAN2                            FAN3                                                   I VALORI RIPORTATI IN SEGUITO:
                                                                                                                             FAN4                                                                                                Altezza = ~ 55 cm
                  RX AMP
                           TX AMP




SONO DA CONSIDERARSI COME INDICATIVI
                                    ROADM MODULE
                                    ROADM MODULE
     CONTROLLER




                                                   TRANSPONDER CARD
                                                                      TRANSPONDER CARD




                                                                                                                                                TRANSPONDER CARD
                                                                                         TRANSPONDER CARD


                                                                                                                             TRANSPONDER CARD


                                                                                                                                                TRANSPONDER CARD
                                                                                                            MUXPONDER CARD
                                                                       MUXPONDER CARD
 NODESLOT 1




FORNISCONO UNA VISIONE A “GRANDISSIME LINEE”
                                                                                                                                                      SLOT N




 VARIANO DA IMPLEMENTAZIONE AD = ~ 45 cm
                          Larghezza
                                    IMPLEMENTAZIONE
                                                                                                                                                                                          Consumo = ~ 2 KWatt per rack
 POWER MODULE
                                                                                                                                                                                               Alimentazione -48 VDC
                                                                                                                                                              WORKSHOP GARR_08              Monaco, Pancaldi,
                               BATTERY                                                                                                                       WORKSHOP GARR_08
                                                                                                                                                              Scarpa                   (in caso di alimentazione 220 AC
                                                                                                                                                                                           necessita di raddrizzatore)
                                                                                                                                                             GARR-X: ililfuturo della Rete _ - Milano 1-4 Aprile 2008
                                                                                                                                                              GARR-X: futuro della Rete Milano 1-4 aprile 2008                             122 / 234
             L’APPARATO (2/7)


       INTERVALLI OPERATIVI

    TEMPERATURA = ~ [5°C – 40/50°C ]


  UMIDITA’ = ~ [5% – 90%] non condensing


CONDIZIONAMENTO = ~ 3000 BTU per subshelf

         WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
         Scarpa
         GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   123 / 234
                L’APPARATO (3/7)
  1 ROUTER IP = 1 SINGOLO APPARATO FISICO:
A parte alcune rare eccezioni un Router IP e’
costituito da un solo apparato fisico
     Router A                                               Router C




                                Router B


            WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
            Scarpa
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                    L’APPARATO (4/7)
   1 NODO DWDM ≠ 1 SINGOLO APPARATO FISICO:
Piu’ apparati vengono collegati mediante subtending
a formare UN SINGOLO NODO LOGICO DWDM




                                         CANALI DI CONTROLLO
                WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                Scarpa
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                  L’APPARATO (5/7)
   QUALI PARAMETRI INFLUENZANO IL NUMERO DI APPARATI
     NECESSARI ALLA COSTITUZIONE DI UN NODO DWDM ?

                                                            Degree #3


                                                              Degree #2
  1) IL NUMERO DI DEGREE (O VIE)

                                                             Degree #1




                                                             Degree #3



                                                               Degree #2
2) IL NUMERO DI ADD/DROP PER VIA

                                                              Degree #1
              WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
              Scarpa
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                                                                                                                 NODE CONTROLLER
                                                                                                                           RX AMP
                                                                                                                                                                         FAN1


                                                                                                                           TX AMP
                                                                                                                                                                   WSS
                                                                                                                                                                   WSS
                                                                                                                                                                         FAN2




                                                                                                                                               CHANNEL             01




                     Scarpa
                                                                                                DEGREE 1
                                                                                                                                               CHANNEL             02
                                                     SHELF CONTROLLER                                                                          CHANNEL             03
                                                                                                                                                                         FAN3




                                                            CHANNEL 09                                                                         CHANNEL             04
                                                            CHANNEL 10         FAN1                                                            CHANNEL             05
                                                            CHANNEL 11                                                                         CHANNEL             06
                                                            CHANNEL 12                                                                         CHANNEL             07
                                                                                                                                                                         FAN4




Canale di controllo WORKSHOP GARR_08
                                                                                                                  ROADM




                     WORKSHOP GARR_08
                                                            CHANNEL 13                                                                         CHANNEL             08
                                                                                                                                                       2 DEGREE




                                                            CHANNEL 14
                                                                               FAN2




                                      DEGREE 1
                                                            CHANNEL 15
                                                            CHANNEL 16
                                                            CHANNEL 09
                                                            CHANNEL 10
                                                                               FAN3




                                                                                                                 SHELF CONTROLLER
                                                            CHANNEL 11
                                                            CHANNEL 12
                                                                                                                           RX AMP
                                                                                                                                                                         FAN1




                                                  Monaco, Pancaldi,
                                                                                                                            16 Add/Drop per Degree




                                                            CHANNEL 13                                                     TX AMP
                                                                                                                                                                                L’APPARATO (6/7)




                                                            CHANNEL 14
                                                                               FAN4




                                                             DEGREE 2
                                                                                                                                                                   WSS
                     GARR-X: futuro della Rete Milano 1-4 aprile 2008
                                                            CHANNEL 15
                                                                                  3 Subshelf  1 Logical Node




                    GARR-X: ililfuturo della Rete _ - Milano 1-4 Aprile 2008                                                                                       WSS
                                                            CHANNEL 16
                                                                                                                                                                         FAN2




                                                                                                                                               CHANNEL             01
                                                                                                                                               CHANNEL             02
                                                                                                DEGREE 2




                                                                                                                                               CHANNEL             03
                                                                                                                                                                         FAN3




                                                                                                                                               CHANNEL             04
                                                                                                                                               CHANNEL             05
                                                                                                                                               CHANNEL             06
                                                                                                                                               CHANNEL             07
                                                                                                                                                                         FAN4




                                                                                                                                               CHANNEL             08
   127 / 234
                               SHELF CONTROLLER                                                                 SHELF CONTROLLER                                                          NODE CONTROLLER

                                                                       RX AMP                                                           RX AMP                                                           RX AMP




                                                                                    FAN1
                                                                                                                                                                        FAN1
                                                                                                                                                                                                                      FAN1




                                                                       TX AMP                                                           TX AMP                                                           TX AMP

                                                                              WSS                                                                    WSS                                                        WSS
                                                                              WSS                                                                    WSS                                                        WSS




                                                                                    FAN2
                                                                                                                                                                        FAN2
                                                                                                                                                                                                                      FAN2




                                                                 CHANNEL 01                                                       CHANNEL 01                                                       CHANNEL 01
                                                                 CHANNEL 02                                                       CHANNEL 02                                                       CHANNEL 02
                                                                 CHANNEL 03                                                       CHANNEL 03                                                       CHANNEL 03




                                                                                    FAN3
                                                                                                                                                                        FAN3
                                                                                                                                                                                                                      FAN3




                                                                 CHANNEL 04                                                       CHANNEL 04                                                       CHANNEL 04




       3
                                                                                                 DEGREE 2
                                                                                                                                                                                   DEGREE 1
                                                                 CHANNEL 05                                                       CHANNEL 05                                                       CHANNEL 05
                                                                 CHANNEL 06                                                       CHANNEL 06                                                       CHANNEL 06
                                                                 CHANNEL 07                                                       CHANNEL 07                                                       CHANNEL 07




                                                                                    FAN4
                                                                                                                                                                        FAN4
                                                                                                                                                                                                                      FAN4




DEGREE Scarpa
                                                                 CHANNEL 08                                                       CHANNEL 08                                                       CHANNEL 08




                                                                                                                                                                                          SHELF CONTROLLER
                               SHELF CONTROLLER                                                         SHELF CONTROLLER       ROADM
                                                                  CHANNEL 09                                                      CHANNEL 09                                                             RX AMP
                                                                                                                                                                                                                      FAN1




                                                                  CHANNEL 10                                                      CHANNEL 10




                                                                                       FAN1
                                                                                                                                                                            FAN1




                                                                                                                                                                                                         TX AMP
                                                                  CHANNEL 11                                                      CHANNEL 11
                                                                                                                                                                     4 DEGREE




      WORKSHOP GARR_08
       WORKSHOP GARR_08
                                                                  CHANNEL 12                                                      CHANNEL 12                                                                    WSS
                                                                  CHANNEL 13                                                      CHANNEL 13                                                                    WSS
                                                                                                                                                                                                                      FAN2




                                                                  CHANNEL 14                                                      CHANNEL 14



                                                                                       FAN2
                                                                                                                                                                       FAN2




                                                                  CHANNEL 15                                                      CHANNEL 15
                                                                  CHANNEL 16                                                      CHANNEL 16                                                       CHANNEL 01

                                                                              WSS                                                                 WSS                                              CHANNEL 02
                                                                                                                                                                                                   CHANNEL 03
                                                                                       FAN3
                                                                                                                                                                       FAN3
                                                                                                                                                                                                                      FAN3




                                                                                               8 SubshelfDEGREE 1




                              DEGREE 2
                                                                                                                                                                                                   CHANNEL 04
                                                                                                                                                                                     DEGREE 4




                                                                                                                                                                                                   CHANNEL 05
                                                                                                                                                                                                   CHANNEL 06
                                                                                       FAN4
                                                                                                                                                                       FAN4




                                                                                                                                                                                                   CHANNEL 07
                                                                                                                                                                                                                      FAN4




                                                                                                                                                                                                   CHANNEL 08
                                                                                                                                          16 Add/Drop per Degree




                                    Monaco, Pancaldi,
                                                                                                            1 Logical Node
                                                                                                                                                                                                                             L’APPARATO (7/7)




                                                                                                        SHELF CONTROLLER                                                               SHELF CONTROLLER

       GARR-X: futuro della Rete Milano 1-4 aprile 2008
      GARR-X: ililfuturo della Rete _ - Milano 1-4 Aprile 2008                                                                    CHANNEL 09
                                                                                                                                  CHANNEL 10
                                                                                                                                                                                                   CHANNEL 09
                                                                                                                                                                                                   CHANNEL 10
                                                                                                                                                                       FAN1
                                                                                                                                                                                                                      FAN1




                                                                                                                                  CHANNEL 11                                                       CHANNEL 11
                                                                                                                                  CHANNEL 12                                                       CHANNEL 12
                                                                                                                                  CHANNEL 13                                                       CHANNEL 13
                                                                                                                                  CHANNEL 14                                                       CHANNEL 14
                                                                                                                                                                       FAN2
                                                                                                                                                                                                                      FAN2




                                                                                                                                  CHANNEL 15                                                       CHANNEL 15
                                                                                                                                  CHANNEL 16                                                       CHANNEL 16
                                                                                                                                                  WSS                                                        WSS
                                                                                                                                                                       FAN3
                                                                                                                                                                                                                      FAN3




                                                                                                                                                                                     DEGREE 3




                                                                                                 DEGREE 4
                                                                                                                                                                       FAN4
                                                                                                                                                                                                                      FAN4




  Canale di controllo
                 128 / 234
TECNOLOGIE OTTICHE IN GARR-X




       3 – Gestione della rete DWDM
                        Ingredienti e Ricetta




          A. Pancaldi – M. Scarpa – U. Monaco
  WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
  Scarpa
  GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   129 / 234
                     AGENDA

   RETE DI GESTIONE

 CANALE DI GESTIONE


SOFTWARE DI GESTIONE

 PIANO DI CONTROLLO
          AUTOMATICO
 WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
 Scarpa
 GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   130 / 234
          ACCENDIAMO I FORNELLI

       PER PARTIRE…….
UNA RICETTA CHE CONOSCIAMO



  Internet Protocol
          Piano dati e Controllo




    WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
    Scarpa
    GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   131 / 234
                    IP e il piano dati

                               FLUSSO DATI


           R2                                                     R1

                                                                        Network N1



      R3                               R5




                       R4                                         R6


Network N2
                WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                Scarpa
                GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008         132 / 234
                       IP e il piano di controllo (1/4)


              R2                                                      R1

                                                                           Network N1




                                          R5
             R3




                                                                      R6


Network N2
                                   R4


                   WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                   Scarpa
                   GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008       133 / 234
                           IP e il piano di controllo (2/4)
                                      FLUSSO DATI



                  R2                                                      R1

                                                                               Network N1




                                              R5
             R3




                                                                          R6


Network N2
                                       R4


                       WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                       Scarpa
                       GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008       134 / 234
                           IP e il piano di controllo (3/4)


                  R2                                                      R1

                                                                               Network N1




                                              R5
             R3                                                                    Telnet
                       FLUSSO DATI




                                                                          R6


Network N2
                                       R4


                       WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                       Scarpa
                       GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008       135 / 234
                           IP e il piano di controllo (4/4)


                  R2                                                      R1

                                                                               Network N1




                                              R5
             R3




                                                                          R6


Network N2
                                       R4


                       WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                       Scarpa
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                       IP - Piano di Controllo e Dati
Il traffico dati e’ totalmente connectionless

La segnalazione viaggia “in banda”  Dati, Protocolli di routing e protocolli
di controllo (es. SNMP) vengono veicolati “mescolati” gli uni agli altri

Ogni router effettua decisioni di instradamento solamente basandosi sulla
propria tabella di routing effetuando automaticamente, in caso di fault e
laddove possibile, reinstradamento del traffico  E’ possibile modificare il
percorso dei dati agendo anche su un solo apparato

In assenza di meccanismi di QoS, ogni router rende disponibili in modo
eguale risorse computazionali e di banda a tutti i pacchetti in transito

La gestione della rete viene effettuata in maniera “diretta”  Le modifiche
vengono effettuate accedendo ad ogni apparato (router) coinvolto
,mediante telnet o SSH, procedendo tramite CLI alla configurazione
                      WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                      Scarpa
                      GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   137 / 234
                  WDM e Piano Dati

                                          A

  R1                                                                        R2
                                 RICHIESTA:
CONNETTERE R1 AD R3 TRANSITANDO PER DWDM A
                             D
                  B                       E




                                                                          ???
                                            C




 STM-16 / OC-48                        R3


                  WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
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            WDM e Piano Dati

                                     A

   R1                                                                  R2



                           PROBLEMA:                   D
             B                       E
        I NODI WDM NON SONO RAGGIUNGIBILI

                      CONSEGUENZA:
                                                                     ???
RISULTA IMPOSSIBILE OPERARE SULLA RETE WDM !!!!!!
                        C



                 CAUSA DEL PROBLEMA:
   STM-16 / OC-48
  TOTALE ASSENZA DEL R3
                     PIANO DI CONTROLLO !!!!!!
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                 WDM e Piano di Controllo (1/2)
          Client Port

                                         A

             Control Port                                                 R2
R1

                                     ? ?
                                                           D
                                                                         ???
                 B                       E




                                           C




STM-16 / OC-48                        R3


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                   WDM e Piano di Controllo (2/2)
La rete WDM realizza CIRCUITI                         • Gli apparati WDM non
                                                      possono essere raggiunti per
                                                      mezzo della rete dati
                                                      realizzata tramite di loro
• Il traffico dati e’ connection
oriented
• Un circuito segue un percorso
specifico predeterminato
                                                      E’ NECESSARIA LA
• La configurazione/modifica di un                    PRESENZA DI UNA
circuito coinvolge tutti i nodi                       RETE ESTERNA DI
attraversati (creazione di “cross-
connessioni”)                                         GESTIONE E
                                                      CONTROLLO
• Tutti i nodi della rete WDM
devono essere raggiungibili
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            RETE DI GESTIONE (1/5)
 DATA COMMUNICATION NETWORK (DCN)
CENTRO DI
GESTIONE




      RETE DI
      DCN
     GESTIONE




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           RETE DI GESTIONE (2/5)

BASATA SU                                         REALIZZATA CON
PROTOCOLLO IP                                     COSTI CONTENUTI



            TECNOLOGIA xDSL
                   +
               VPN-MPLS


BASATA SU RETE                     REALIZZATA MEDIANTE
OPERATORE                          INDIRIZZAMENTO PRIVATO
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            GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   143 / 234
           RETE DI GESTIONE (4/5)
CREAZIONE DELLA DCN MEDIANTE RETE OPERATORE
                                                                         xDSL
                      Dominio dell’operatore
                                     PE
                        Rete MPLS
                        dell’operatore                                        xDSL
    CE

                       PE
                                   PE                                      xDSL



   CENTRO DI                    Legenda

   GESTIONE
                                          Flusso in transito sulla DCN        VRF assegnata per il trasporto
                                                                              della DCN
                                          BRAS gestito dall’operatore
                                                                         CE Customer Edge-MPLS
                                             Doppino telefonico                 Provider Edge-MPLS
                                                                         PE
                                             DSLAM
                                                                                  Dominio dell’operatore

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               GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008                            144 / 234
         INGREDIENTE




DATA COMMUNICATION NETWORK (DCN)
           Raggiungibilita’ dei nodi
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      GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   145 / 234
          RETE DI GESTIONE - PROBLEMA
OGNI NODO DELLA RETE DEVE ESSERE RAGGIUNGIBILE


       100 NODI                                                  200 NODI
  100 LINK VERSO DCN                                   200 LINK VERSO DCN


                  PROBLEMI DI COSTO
                    E DI GESTIONE



                       SOLUZIONE:
  OPTICAL SUPERVISORY CHANNEL (OSC)
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         Optical Supervisor Channel (1/3)
      “In Service” Out-Of-Band Channel

   1 Canale 100 Mbit FE trasportato su OC-3

Veicolato tipicamente su λ a 1330 nm o 1510 nm



            Canale non amplificato

        Out-Of-Band OSC

                                                                  Fibra Ottica


        Segnale Ottico Composito

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                     Optical Supervisor Channel (2/3)
                                                                      ILA




   OSC terminato su ogni
   nodo (non amplificato)


                                                        Optical Supervisory Channel
Optical Transport Section - OTS                                      (OSC)
     (Segnale Ottico composito
                 +
    Optical Supervisory Channel)
                                                                      ILA




                      WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                      Scarpa
                      GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008           148 / 234
                Optical Supervisor Channel (3/3)
                                                                 ILA

                                            A                                  D
 Ogni nodo dispone di un
indirizzo IP, NSAP (OSI) o
          entrambi

 La raggiungibilita’ di ogni
   L’OSC VIENE UTILIZZATO PER LA REALIZZAZIONE
    singolo nodo viene
     DEL PIANO DI CONTROLLO DELLA RETE WDM
generalmente segnalata a
mezzo protocollo di routing
    (RIP/OSPF, IS-IS)

  Ogni nodo puo’ essere                     B                                   C
raggiunto da una qualsiasi
  delle vie a disposizione
                                                                 ILA


                 WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                 Scarpa
                 GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   149 / 234
            INGREDIENTE




OPTICAL SUPERVISORY CHANNEL (OSC)
       In service “Out-Of-Band” channel
 Raggiungibilita’ dei nodi tramite la rete DWDM
         WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
         Scarpa
         GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   150 / 234
                            OSC e DCN (1/3)
                                                              ILA

CENTRO DI                               A                                      D
GESTIONE




                                                    Tutti i nodi sono
                                                  raggiungibili a partire
                                                   da un singolo nodo
     DCN

                                         B                                     C



                                                              ILA
 Gateway Network Element (GNE)
                 WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                 Scarpa
                 GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008      151 / 234
                       OSC e DCN (2/3)
OGNI NODO NECESSITA DI CIRCA 16Kbps  100Kbps di banda


PER MOTIVI DI RIDONDANZA E SICUREZZA DEVE ESSERE
PREVISTA LA PRESENZA DI 2/3 GNE


 OGNI GNE SERVE UN NUMERO MASSIMO DI 50/100 APPARATI




RETI NUMEROSE NECESSITANO DELLA PRESENZA DI DOMINI DI
    SEGNALAZIONE DISTINTI SERVITI DA DIFFERENTI GNE

               WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
               Scarpa
               GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   152 / 234
                          OSC e DCN (3/3)

                                                         RETE WDM
CENTRO DI
GESTIONE

                                          DOMINIO SEGNALAZIONE 1




                                                                          GNE
            DCN


                                           DOMINIO SEGNALAZIONE 2




                  WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                  Scarpa
                  GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008         153 / 234
               CENTRO DI GESTIONE (1/6)
                                                            ILA

CENTRO DI                             A                                   D
GESTIONE
   CENTRO DI
   GESTIONE
        CENTRO DI
        GESTIONE
               CENTRO DI   Tutti i nodi sono
                              CENTRO DI
                  CENTRO raggiungibili a partire
               GESTIONE   DI    da un singolo nodo
    DCN
                              GESTIONE
                         GESTIONE
                                       B                                  C



                                                            ILA


               WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
               Scarpa
               GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   154 / 234
        CENTRO DI GESTIONE (2/6)
IL CENTRO DI GESTIONE PRENDE ANCHE IL NOME DI
     OPERATION SUPPORT SYSTEM - OSS

                        CONFIGURATION
                          MANAGEMENT                    OSS
   FAULT                  ACCOUNTING                        SECURITY
 MANAGEMENT               MANAGEMENT                     MANAGEMENT

                         PERFORMANCE
                          MANAGEMENT




      OSS DI TIPO FCAPS
           WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
           Scarpa
           GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008       155 / 234
             CENTRO DI GESTIONE (3/6)
                  GUI




          OSS-Software

         Sistema Operativo


Sistema in H.A.




    DB

OSS-Hardware
                                                                 DCN
                                    Protocollo
                                   proprietario
                  WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
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                  GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   156 / 234
                  CENTRO DI GESTIONE (4/6)
  CREAZIONE E GESTIONE CIRCUITI/SERVIZI
  VISUALIZZAZIONE DELLA RETE TRAMITE MAPPA
  VISUALIZZAZIONE ALLARMI DI RETE
  VISUALIZZAZIONE RECORD DI PM RELATIVI AI CIRCUITI/SERVIZI


                               NETWORK MANAGER
  OSS
 DWDM
                               ELEMENT MANAGER


 PRESA IN CARICO HARDWARE (SCHEDE, TRANSPONDER, ….)
 VISUALIZZAZIONE LAYOUT FISICO DEL NODO COMPRENSIVA DI
EVENTUALI ALLARMI
 VISUALIZZAZIONE RECORD DI PM RELATIVI AD OGNI INTERFACCIA FISICA
DEL NODO (POTENZA OTTICA, BER, FEC CORRECTION, …)
                  WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                  Scarpa
                  GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   157 / 234
CENTRO DI GESTIONE (4/5)




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 GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
                               - Milano 1-4 Aprile 2008   158 / 234
CENTRO DI GESTIONE (4/5)




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 GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
                               - Milano 1-4 Aprile 2008   159 / 234
CENTRO DI GESTIONE (4/5)




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 GARR-X: il futuro della Rete _ Milano 1-4 aprile 2008
                               - Milano 1-4 Aprile 2008   160 / 234
          CENTRO DI GESTIONE (5/6)
L’OSS FORNISCE UNA INTERFACCIA GRAFICA
(JAVA, X, …) PER LA GESTIONE DEL SISTEMA

IN CONDIZIONI NORMALI DI FUNZIONAMENTO LA
GESTIONE DELLA RETE DWDM AVVIENE SEMPRE
ATTRAVERSO IL SISTEMA DI GESTIONE (OSS)

GLI APPARATI DWDM DISPONGONO DI UNA
CONSOLE (CRAFT TERMINAL) LOCALE DI TIPO
GRAFICO, GENERALMENTE JAVA BASED,
ACCESSIBILE MEDIANTE UN QUALUNQUE
BROWSER
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           GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   161 / 234
                  CENTRO DI GESTIONE (6/6)

        SISTEMA DI GESTIONE ESTERNO

            XML        SNMP                      CORBA            TEXT, ….
 OSS
DWDM
       DB
                      NORTHBOUND INTERFACE
                                                                         GUI
                                                                      INTERFACE
 NETWORK
 MANAGER
                        SOUTHBAND INTERFACE
 ELEMENT
 MANAGER

                                      To Network (Q3, Corba, …)




                  WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
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      INGREDIENTE




OPERATION SUPPORT SYSTEM
  Software gestione rete DWDM
        Interfaccia utente (GUI)
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   GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   163 / 234
        PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO (1/12)

I CIRCUITI VENGONO CONFIGURATI CREANDO
MANUALMENTE CROSS-CONNESSIONI SU TUTTI I
NODI COINVOLTI

                                   DISPENDIOSO IN
                                  TERMINI DI TEMPO


 COMPLESSO E
  LABORIOSO
                                     FONTE DI
                                 POTENZIALI ERRORI


    ESISTE UNA ALTERNATIVA ?
               WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
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         PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO (2/12)
IN CASO DI FAULT, ANCHE IN PRESENZA DI PERCORSI
ALTERNATIVI, IL REINSTRADAMENTO DEL TRAFFICO
DEVE ESSERE EFFETTUATO MANUALMENTE




INEFFICIENTE                     TEMPI DI INTERVENTO MOLTO
                                            ELEVATI




     ESISTE UNA ALTERNATIVA ?
               WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
               Scarpa
               GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   165 / 234
           PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO (3/12)



     PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO



                                              GESTIONE DEI GUASTI “IP-LIKE”
   CONFIGURAZIONE CIRCUITI
 AUTOMATICA TRAMITE SEMPLICE                      A SEGUITO DI GUASTO
INDICAZIONE DEI PUNTI TERMINALI                 REROUTING AUTOMATICO SU
                                                     VIA ALTERNATIVA




                WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
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           PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO (4/12)


   PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO


        IETF-GMPLS                                        ITU-T ASON/ASTN
            (RFC 3945)                                              (G.8080/Y.1304)


Basato su IP/MPLS                               Definisce una architettura
                                                generale, i componenti che
Definisce una suite di                          la costituiscono e le loro
protocolli utilizzabili per                     interazioni, anche in
l’implementazione                               ambiente multi-vendor
Approccio di tipo bottom-up                     Approccio di tipo up-bottom
                  WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
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                 PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO (5/12)
Protocolli di routing robusti     Gestione di circuiti virtuali            Automatizzazione
Circuito: Entita’ Sconosciuta        Provisioning Manuale              provisioning circuiti virtuali

                                    Automatico non adatto


                                              fec
                 tcp             PROBLEMA:                                       RSVP-TE
      udp
             IPospf    MPLS       MPLS-TE
             UTILIZZABILE SOLO IN RETI
                            ldp                                                  OSPF-TE

  A COMMUTAZIONE DI PACCHETTO !!!!!
                  PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO
                     PER RETI A CIRCUITI VIRTUALI

                         WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
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    PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO (6/12)

      PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO
         PER RETI A CIRCUITI VIRTUALI

       IP                                    MPLS-TE
                        MPLS
      UTILIZZABILE IN RETI
        EVOLUZIONE ED ESTENSIONE
A COMMUTAZIONE DI CIRCUITO !!!!!
      PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO
      PER RETI A CIRCUITO (SDH-OTTICHE)


     Generalized MPLS
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       WORKSHOP GARR_08
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               PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO (7/12)

                      PROTOCOLLI GMPLS

       OSPF-TE                                                      RSVP-TE
Estensione di OSPF, introduce per
i link informazioni relative alla:
Banda Disponibile                                         Estensione di RSVP:
Banda non riservata                                       Protocollo di segnalazione per la
Massima banda riservabile                                 creazione di circuiti virtuali
                                                          Permette inoltre la riservazione di
                                                          banda
Le informazioni aggiuntive
vengono utilizzate dall’algoritmo
CSPF (Constrained SPF) per il
calcolo dei percorsi
                       WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                       Scarpa
                       GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008           170 / 234
               PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO (8/12)
L’algoritmo CSPF calcola il                                        ILA
percorso a minor costo aderente                       LSA                        LSA         D
                                              A
ad una serie di parametri.
In altre parole l’algoritmo SPF
viene eseguito senza tenere conto                         LSA                LSA
dei link che non rispondono alle
richieste
                                   LSA                                   F                    LSA

   OSPF-TE                        (Cost)
                                (Bandwith
                                                    LSA
                                  Info)

      Link State
      Database                                B       LSA                        LSA          C



                                                                   ILA
                                                                               Adiacenza
                                                                                 OSPF
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                      WORKSHOP GARR_08
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                                                    - Milano 1-4 Aprile 2008               171 / 234
        PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO (9/12)
     Il circuito viene segnalato in due fasi distinte
                                      A
In seguito alla creazione del circuito, tramite un meccanismo di
HELLO, ogni nodo mantiene informazioni relative allo stato del
circuito stesso

                      FASE 1: Verifica del path



    B
    B                                F                                 D




                      FASE 2: Creazione Circuito

                                                             RSVP-TE
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                                            - Milano 1-4 Aprile 2008       172 / 234
                PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO(10/12)
SI VUOL CREARE UN CIRCUITO                                             ILA
1 GE TRA B e D                                   A                                   D


1) Viene calcolato il path migliore
aderente alle spefiche fornite

 2) Il circuito viene segnalato e
 costruito                                                                   F




                                                 B                                    C



                                                                       ILA


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                PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO (11/12)
PRESENZA DI FAULT SUL LINK                                              ILA
F-D                                               A                                          D

1) Viene segnalato il
malfunzionamento del circuito ai
nodi coinvolti ed il circuito viene                                               BOOM
rimosso

2) Viene calcolato il migliore path                                           F
alternativo aderente alle spefiche
fornite

3) Il circuito viene segnalato e
costruito
                                                  B                                           C



                                                                        ILA


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           PIANO DI CONTROLLO AUTOMATICO (12/12)

         PIANO DI CONTROLLO
     AUTOMATICO GMPLS o ASON/ASTN


  CONFIGURAZIONE CIRCUITI                                      RESTORATION

Esistono implementazioni                    Esistono implementazioni
commerciali che ne fanno uso sia            commerciali che ne fanno uso sia in
in reti SDH che in reti OTTICHE             reti SDH che in reti OTTICHE

                                            Potenziali problemi a seguito di
Buon grado di maturita’ e
                                            fault multipli che coinvolgono
ottimo funzionamento
                                            piu’ circuiti simultaneamente
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       INGREDIENTE




      GMPLS o ASON/ASTN
    Piano di controllo automatico
Provisioning e restoration automatiche
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                     SFORNIAMO IL RISULTATO!!!!!

DATA COMMUNICATION                 OPTICAL SUPERVISORY CHANNEL (OSC)
  NETWORK (DCN)                              In service “Out-Of-Band” channel
 Raggiungibilita’ dei nodi           Raggiungibilita’ dei nodi tramite la rete DWDM




   GESTIONE E CONTROLLO RETE DWDM


OPERATION SUPPORT SYSTEM                                   GMPLS o ASON/ASTN
   Software gestione rete DWDM                           Piano di controllo automatico
       Interfaccia utente (GUI)                    Provisioning e restoration automatiche
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TECNOLOGIE OTTICHE IN GARR-
X




   4 – Costruiamo la rete (il LEGO)




         A. Pancaldi – M. Scarpa – U. Monaco
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 Scarpa
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                         Costruiamo la rete
 SERVIZI GARR-X:

                                 IP Servizi
                                  Avanzati              e2e                SAN
             IP                                                          Extension
          Commodity




 IP Commodity: rete IP pubblica gestita da GARR
 Servizi IP avanzati: Servizi IP a valore aggiunto riservati agli utilizzatori della
  comunità GARR
 E2e: Servizi di trasmissione dati fra utilizzatori della comunità scientifica
  internazionale
 SAN Extension: Servizi di storage distribuiti fra utilizzatori della comunità
  GARR

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                   Design della rete
Infrastruttura ottica: trasporto DWDM
Infrastruttura di switching: trasporto TDM
Infrastruttura IP (su WDM o TDM)




 IP


 TDM o IP


  Ottico


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                                  Design: Garr-G
Gestito da
GARR
             Layer 3



Gestito da
operatori
             Layer 2




             Layer 1




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                                   Design: Garr-X
Gestito da
GARR
             Layer 3




             Layer 2




             Layer 1



Gestito da
operatori
             Layer 0


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                        Design di GARR-X
• Il controllo della infrastruttura trasmissiva consente di realizzare
  molteplici reti “ritagliando” le risorse disponibili

               Rete IP #1                                            Rete IP #2




                                                                      Rete FC




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            Design della rete: Fibra ottica geografica
• Il design della rete parte dalla acquisizione dei parametri e della
  topologia fisica della fibra ottica
• Solo in pochissimi casi e’ possibile richiedere che la fibra sia posata
  ad-hoc ed in genere il percorso della fibra dipende da vincoli
  sull’utilizzo dei cavedi o del fondo stradale
• Spesso la fibra disponibile si presenta come mix di diverse tipologie
  di fibra anche sulla singola tratta (Es. G.652 – G.655 – G.652)




                                     G.652                 G.655

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               Layer 0: fibra ottica
• Acquisizione dei parametri della fibra

Tipo (G.652, G.655,…)
Lunghezza
Attenuazione
Dispersione cromatica
PMD, effetti non lineari




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               Layer 0: fibra ottica
La fibra influenza il design della rete
                             -dB             # amplificatori (1R)




                                                                OSNR
                                                  Budget ottico
                                               (lunghezza massima span)




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                                 Planning – 3R
Un segnale ottico che viaggia su una rete O-O-O dopo aver coperto una
certa distanza, attraversando un dato numero di amplificatori e di tratte
in F.O. deve essere rigenerato 3R.

La rigenerazione 3R viene effettuata mediante una conversione O-E-O
che puo’ essere realizzata con due transponder connessi back-to-back
                             3R




La connessione fra i transponder e’ realizzata mediante patch cord.
I transponder da collegare devono essere del tipo giusto. Ad esempio
non è possibile rigenerare una lambda modulata 10Gbps POS
utilizzando transponder 10GEthernet LAN PHY

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                 Planning – 3R con back-to-back
In una rete con una matrice di traffico statica e nota a priori il 3R viene
gestito in fase di planning prevedendo una coppia di transponder
opportunamente posizionati in rete laddove necessario.


Pro:
contenimento costi (installazione di HW aggiuntivo solo dove
realmente necessario)


Contro:
ogni nuovo circuito richiede analisi di fattibilità e potrebbe richiedere
l’installazione di nuovo HW o patching anche nei nodi di transito.
Tempi di provisioning lunghi.



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                   Planning – 3R con stazioni di
                             servizio
In una rete con una matrice di traffico non nota a priori (matrice any-to-
any) il 3R viene gestito ipotizzando i percorsi peggiori per raggiungere
2 qualsiasi punti della rete.

Si introducono siti di rigenerazione 3R equipaggiati per la
rigenerazione delle lambda lungo le tratte di rete.

La rigenerazione e’ configurabile via software dal sistema di gestione.

Pro:
tempi di provisioning piu’ rapidi (la rete e’ sempre pronta per la
realizzazione di nuovi circuiti e non richiede interventi on-site)
Contro:
presenza di HW non utilizzato  COSTI MAGGIORI E INNEFICIENZE



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            Planning – dislocazione del
                        3R
Il posizionamento dei punti di rigenerazione 3R e’ uno degli
output della fase di planning della rete WDM.

L’equipaggiamento dei siti di rigenerazione dipende dalla
capacità delle singole tratte.

In un modello di rete geografica nazionale con matrice di
traffico any-to-any (GARR-X) la rigenerazione on-demand
può generare problemi in fase di provisioning (lentezza,
complessità, interventi on-site anche nei siti di transito,
ecc.)



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                       Planning - sintesi
• Input:
   – Matrice di traffico
   – Topologia della rete ottica
   – Parametri della fibra
   – Margini

• Output:
  – Tipologia e dimensionamento dei nodi ottici
  – Posizionamento e dimensionamento amplificatori
  – Posizionamento e dimensionamento moduli di
    dispersione cromatica (DCM)
  – Posizionamento dei siti di rigenerazione 3R
  – Margini residui

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                    Planning – metodi
• Manuale:
  – E’ un lavoro molto complesso che richiede
    profonda conoscenza dei fenomeni ottici e
    della tecnologia


• Automatico:
  – Utilizza tool di simulazione.
  – Maggiori margini rispetto al metodo manuale
    ma e’ molto piu’ rapido e non richiede
    competenze eccessivamente spinte
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         Planning: le varie fasi


                                        simulatore




Fattibilità                  No           Fattibilità

                specialista
   Si




                                              Si
                  Provisioning


        WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
        Scarpa
        GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   193 / 234
                 La multiplazione di tempo
Domanda: Posso utilizzare una lunghezza d’onda modulata a 10Gbps
per trasportare piu’ segnali a frequenza inferiore?

Risposta: Si. Posso utiluizzare i muxponder




           1GE                                                      1GE
           1GE                                                      1GE
           1GE                                                      1GE




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                  La multiplazione di tempo
Domanda: Posso utilizzare una lunghezza d’onda modulata a 10Gbps
per trasportare piu’ segnali a frequenza inferiore ed intercettarne parte
lungo il percorso?
Risposta: No. il solo strato ottico non e’ sufficiente




            1GE                                                      1GE
            1GE                                                      1GE
            1GE                                                      1GE




                            X1GE




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                        La multiplazione di
                            frequenza
Sul piano ottico si opera una multiplazione di frequenza. E’ possibile fare
switching ma l’entità minima “switchabile” e’ la lambda.
E’ possibile strutturare le lambda in modo complesso ma lungo il percorso non
e’ possibile accedere a parte del contenuto della lambda.
Le lambda sono entità punto-punto e per accedere al loro contenuto bisogna
terminarle.



          l1


          l2                                            Gigabit Ethernet
                                                                                                Vlan 1
                                                      Internet    VoIP
                                                                                            Vlan 2
                                                                                   Vlan 3

                                        10G          Internet    VoIP         SDH/SONET
                                         l2                                   2.5G
                                                                           SDH/SONET
                                                                           2.5G
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              La multiplazione di tempo
• Se ho pochi punti dove spillare segnali client trasportati
  in una lambda e sopratutto sono statici posso terminare
  la lambda in ciascun punto intermedio e rigenerarla
  reinserendo solo la parte del segnale che deve
  proseguire

         FC     A                                     C
         GE
        POS



                             B




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              La multiplazione di tempo
 • Per ciascun punto dove spillare parte del contenuto
   informativo trasportato da una lambda occorre una
   coppia di transponder ed una coppia di bretelle ottiche
   per ciascun client che prosegue il suo cammino.
                  TXP
             GE
             GE
             GE

                                    TXP TXP




Pro:                                           Contro:
•Rigenerazione 3R ad ogni nodo                 •Sistema rigido
(nessun problema di budget ottico)             •Provisioning di nuovi circuiti
                                               complesso
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                 La multiplazione di tempo
I sistemi ottici WDM sono in grado di fornire uno strato flessibile di
trasporto di segnali con bit rate pari a quello di una lambda. Non e’
possibile accedere al contenuto informativo di una lambda in siti
intermedi.
Si introduce lo strato TDM per poter accedere in maniera flessibile a
parte del contenuto informativo trasportato da una lambda.


           GE
           GE
           GE




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               La multiplazione di tempo
• L’introduzione del TDM richiede una migliore identificazione della
  matrice di traffico e della tipologia di servizi trasmissivi che la rete
  deve erogare
• E’ possibile realizzare piu’ layer TDM sulla stessa rete ottica WDM
  utilizzando lambda diverse
• La topologia dello strato TDM puo’ essere differente dalla toplogia
  dello strato WDM
• Generalmente si suddividono i servizi per layer (es. <10Gbps su
  TDM >=10Gbps su WDM)




          Layer 2




          Layer 1



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          Interazione fra TDM e WDM
Se bisogna realizzare una rete TDM con questa topologia




…e si dispone di fibra e sistemi WDM con questa topologia
…e’ possibile




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              Interazione fra TDM e WDM
Bisogna fare attenzione alle interazioni fra i vari livelli della rete
Se si pensa solo al piano TDM:




Sul piano WDM:




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                       Shared Risk Link Group
                              (SRLG)
L’interazione fra I vari livelli (es. IP/MPLS e livello ottico) di una rete multilivello
oggi viene gestita utilizzando sempre piu’ spesso la tecnologia Generalized
Multiprotocol Label Switching (GMPLS).

Es.:
L’esigenza che nasce e’ quella di informare un livello della rete su come
scegliere i path in modo da renderli fra di loro disgiunti e quindi adeguati a creare
le condizioni per la protezione.

Un SRLG e’ un gruppo di collegamenti che condividono una
stessa risorsa trasmissiva




Cavo su cui passano
piu’ coppie
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                            Esempio di SRLG
        B               C
                2
    1                          3
A                                    D
                2,3,4    3,4
        1
            F             E 4




                                                  SRLG1 = {AB,BF}
                                                  SRLG2 = {BC,BE}
                                                  SRLG3 = {CD,CE,BE}
                                                  SRLG4 = {CE,DE,BE}


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                              No risk link (NRL)
In una rete multilivello ben disegnata e’ possibile implemetare meccanismi di
protezione ad uno o piu’ livelli della rete.

Ad oggi le protezioni non sono correlate (Es. la protezione di anello SDH non e’
correlata alla protezione OSNCP del livello WDM – La protezione offerta dal
layer IP non e’ correlata alla protezione di anello del layer SDH, ecc.)

A ciascun livello della rete e’ possibile identificare dei No Risk Link (NRL)

Un NRL e’ un collegamento che risulta protetto da un livello
di rete inferiore
 OSNCP




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                       Esempio di NRL
    B          C

A                            D

        F          E




                                          NRL1 = AB
                                          NRL2 = BE
                                          …



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             Esempio di utilizzo di SRLG
E’ possibile disegnare la topologia dei servizi in modo che in
presenza di un fault la rete continui ad erogare i servizi
anche se non tutti i servizi sono singolarmente protetti.

Pro:
maggiore banda disponibile in condizioni di normale
funzionamento

Contro:
bisogna analizzare bene gli SRLG per evitare che un
singolo fault causi la perdita completa delle funzionalità
della rete


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                 Esempio di utilizzo di SRLG
Ad esempio un servizio 1GE da B ad F protetto può essere configurato in molti modi
Non tutti garantiscono la disponibilità del servizio a fronte di un guasto:
Es1:                                   Es2:
Path primario: BA-AF                   Path primario: BA-AF
Path secondario: BF                    Path secondario: BE-EF
                                      B             C
 KO: path primario e                       2               OK: path primario e
 secondario condividono 1                                  secondario sono non correlati
                            1
                                           2                3
                             1                           3
                   A                                              D
                                          2,3,4
                                  1                3,4

                                                             4
                                                                 4


                                          F              E
                        WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
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               Coordinamento delle protezioni
•Esistono meccanismi di protezione ad ogni livello della rete.
•Bisogna scegliere bene a quale (o quali) livelli attivare la protezione
•La protezione attiva su piu’ livelli puo’ generare condizioni di
mancato o ritardato ripristino




    IP


    TDM o IP


    Ottico


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           Interazione fra i livelli di rete
Le regole d’oro:
• pensare la rete in modo da avere piu’ vie possibili ed
  incorrelate per i servizi di ciascun livello
• conoscere bene le interazioni fra i vari livelli
• identificare con precisione a quale livello far intervenire
  la protezione

In una rete multilivello anche con pochi nodi e’ facile
   perdere il controllo della correlazione fra i vari livelli della
   rete. Per questo oggi ci si affida sempre piu’ spesso a
   meccanismi automatici per l’identificazione dei percorsi
   in rete (GMPLS)


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                         Costruiamo la rete
Topologia della rete f.o.                    Topologia della rete IP
Utilizzo del WDM                             Protezione rete IP
Utilizzo del TDM                             Dimensionameto rete IP


                                             Regole per i servizi
                                             E2E
                                             Criteri di protezione dei
                                             servizi E2E




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         Una semplice topologia IP

                        IP6 R4 IP7                          IP8
                                                                        R1
         IP5
                                                                  IP1
                                                R2
  R3     IP4                              IP3         IP2


                DWDM#4
                                                       l4               DWDM#1

               l3
                        f.o.                           l1
                                                              f.o.
                        f.o.

DWDM#3                            l2                 DWDM#2




                WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                Scarpa
                GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008            212 / 234
         Tecnologia ottica per la rete
                     IP

                        IP6 R4 IP7                          IP8
                                                                        R1
          IP5
                                                                  IP1
                                                R2
  R3     IP4                              IP3         IP2


                DWDM#4
                                                       l4               DWDM#1

               l3
                        f.o.                           l1
                                                              f.o.
                        f.o.

DWDM#3                            l2                 DWDM#2




                WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                Scarpa
                GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008            213 / 234
                Una semplice topologia IP
La rete IP dispone di efficaci meccanismi di routing in grado di
sopperire al fault di un link.

Se si effettua un planning attento dei servizi trasmissivi asserviti alla
rete IP e’ possibile aumentare la banda disponibile in condizione di
normale funzionamento.

Bisogna studiare attentamente le interazioni fra lo strato ottico ed i link
IP.




                    WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                    Scarpa
                    GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   214 / 234
                               GARR-X: rete IP
E’ possibile realizzare un CORE a 3 nodi utilizzando NRL per interconnettere i
router




Oppure aumentare la banda utile in rete utilizzando link non protetti per
interconnettere i router senza ridurre l’affidabilita’ complessiva della rete
realizzando due livelli di CORE
                                                 1




                                                    2



                     WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                     Scarpa
                     GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008      215 / 234
                    La topologia della fibra
                            ottica
Una possibile topologia della fibra ottica per realizzare il CORE
IP potrebbe essere:

       A      F

                                                      A          F
                      E

                                              E                             D
                      D




                                                      B           C
       B       C




                    WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                    Scarpa
                    GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008       216 / 234
                      I path dei link di CORE
Una possibile allocazione dei link di core sulla infrastruttura
trasmissiva può essere la seguente:


          A      F                                            A           F


                           E                          E                           D


                           D


                                                              B               C



          B       C



                      WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                      Scarpa
                      GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008           217 / 234
                 Analisi dei guasti


A   F                                           A           F


             E                          E                           D


             D


                                                B               C



B   C



        WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
        Scarpa
        GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008           218 / 234
                  I path dei link di CORE - 2
Una altra possibile allocazione dei link di core sulla infrastruttura
trasmissiva può essere la seguente:


          A      F                                             A           F


                            E                          E                           D


                            D


                                                               B               C



          B        C



                       WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                       Scarpa
                       GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008           219 / 234
                       Routing and Wavelenght
                             Assignment
Il problema di allocazione e routing dei servizi su una rete ottica e’
molto complesso

Esistono differenti approcci al problema

Al crescere della complessita’ della rete e della magliatura diventa
molto complesso trovare il routing ideale.

Oltre al routing bisogna pensare anche alla possibilità di reinstradare
qualche servizio a fronte di major fault di una tratta.
Due lambda uguali non possono viaggiare sulla stessa tratta.

Il probelma ha due aspetti:
•Routing
•Wavelenght assignment


                   WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                   Scarpa
                   GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   220 / 234
                            La rete IP GARR-X
Per poter fornire il servizio di IP commodity la rete GARR-X utilizzerà un core IP a
due livelli.

Ogni XPOP sarà connesso al Core in dual homing con una connessione su
ciascun livello.

In questo modo senza ridurre l’affidabilità complessiva della rete si sfrutta
l’opportunità di utilizzare circuiti non protetti duplicati ma incorrelati


                                                                    RC




              RC

                      WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                      Scarpa
                      GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008     221 / 234
                             Connessione degli
                                utilizzatori
3 modalita’ di connessione degli utilizzatori alla rete GARR-X:

 Fibra Ottica fino all’X-POP
 Leased line acquisita da operatore
 Raccolta di traffico aggregato (grooming) mediante rete operatore


     Leased lines
                                                                      Operatore
                                    X-POP
                     X-POP                      X-POP

                                F.O. Backbone                           IP MPLS
                                                  X-POP
                        X-POP
                                      X-POP

     Operatore
                    F.O. Accesso

        L2                                          MAN


                    WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                    Scarpa
                    GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008         222 / 234
                              Connessione degli
                                 utilizzatori
 Fibra Ottica fino all’X-POP
 Leased line acquisita da operatore
 Raccolta di traffico aggregato (grooming) mediante rete operatore


                f.o. d’accesso
              (anello di raccolta)




                                            XPOP


             f.o. d’accesso                  XPOP
             in singola via

                                                XPOP




                          f.o. d’accesso
                           in doppia via
                          (diversificata)

                    WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                    Scarpa
                    GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   223 / 234
                                    Connessione degli
                                       utilizzatori
 Fibra Ottica fino all’X-POP
 Leased line acquisita da operatore
 Raccolta di traffico aggregato (grooming) mediante rete operatore
       UNIVERSIT Y


                                 1 Gigabit Ethernet (Max 80Km)

                                          Dark Fiber
                                                                  RC
Utilizzatore monoservizio
         (IP only)


       UNIVERSIT Y             l1                                        GARR-X
                               l2            CWDM Metro
        E2E
                               l3             Dark Fiber

Utilizzatore multiservizio

      User Site                                                       X-POP

         APM                                      GARR
                             WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                             Scarpa
                             GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   224 / 234
                                  Connessione degli
                                     utilizzatori
 Fibra Ottica fino all’X-POP
 Leased line acquisita da operatore
 Raccolta di traffico aggregato (grooming) mediante rete operatore




                                                                   RC


       UNIVERSIT Y                                                      GARR-X

                                      SDH/WDM
                                      Operatore
Utilizzatore monoservizio

      User Site                                                      X-POP

         APM                           Operatore                     GARR
                            WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                            Scarpa
                            GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   225 / 234
                                  Connessione degli
                                     utilizzatori
 Fibra Ottica fino all’X-POP
 Leased line acquisita da operatore
 Raccolta di traffico aggregato (grooming) mediante rete operatore


       UNIVERSIT Y




                                                                   RC

Utilizzatore monoservizio
       UNIVERSIT Y                                                      GARR-X

                                       IP/MPLS
                                      Operatore
Utilizzatore monoservizio

      User Site                                                      X-POP

         APM                           Operatore                     GARR
                            WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                            Scarpa
                            GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   226 / 234
                  L’operativita’ della rete
                         GARR-X
                     Direzione GARR-Via dei Tizii-RM



Utilizzatore 1
    …..                                                                    Supporto
 Utilizzatore N       NOC                           TOC                   Specialistico
                                                                            Vendor




          Rete IP GARR-X

                                       Rete trasmissiva GARR-X
                  WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                  Scarpa
                  GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008           227 / 234
                 X-POP: una radiografia


  Apparatimanagement
   Apparati trasmissivi
         di accessori
ApparatiX-POP IP
      Apparati




•Spazio
•Condizionamento
•Alimentazione
•Cablaggio strutturato


                 WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                 Scarpa
                 GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   228 / 234
                     Schema di un X-POP
                                 f.o. accesso

     X-POP                                                                    Sedi Utilizzatori non
               Nx10Gbps         e2e-1                                         raggiunte da f.o. GARR

                                        f.o. accesso e2e-2
 f.o. #1 del
 backbone                                       e2e-3




                                                                        Rete trasmissiva
                                         f.o. accesso                    dell’operatore
f.o. #2 del
backbone
                 2x 1Gbps
                                            l1,l2                           Connessione d’accesso
                                                                            Multi-Servizio (multi-service)
                     FC             f.o. accesso                  SAN
                                                             FC
                                                                            Su richiesta




                  WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                  Scarpa
                  GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008                        229 / 234
            X-POP: Apparati trasmissivi
Cestelli WDM                                      Cestelli TDM


Armadi ETSI o 19” (EIA 310-
                                              Alimentazione -48Vdc
D, IEC 60297, …)

Numero cestelli WDM cambia in ragione
del numero di vie e degli add/drop

Numero cestelli TDM               Richieste almeno 2 alimentazioni a -
molto contenuto (1 o 2)           48Vdc indipendenti e protette da batterie


Cablaggio tramite ODF



                 WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                 Scarpa
                 GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   230 / 234
                X-POP: Apparati rete IP
Router IP di core
Router IP di concentrazione

Switch dell’X-POP


Armadi 19” (EIA 310-D, IEC
60297, …)

Alimentazione -48Vdc o
220Vac

Cablaggio tramite ODF                Cablaggio tramite DDF



                    WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                    Scarpa
                    GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   231 / 234
                         X-POP: Apparati di
                            management
Router di DCN
Router di DCN (backup)
Terminal Server / consolle
switch

Armadi 19” (EIA 310-D, IEC
60297, …)

Alimentazione -48Vdc o
220Vac
Cablaggio tramite DDF




                 WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                 Scarpa
                 GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   232 / 234
             X-POP: Apparati accessori
Sonde di monitoring

Server direttamente connessi ai
PoP


Armadi 19” (EIA 310-D, IEC
60297, …)

Alimentazione 220Vac

Cablaggio tramite ODF             Cablaggio tramite DDF




                 WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                 Scarpa
                 GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   233 / 234
                                   Conclusioni
Maggiore controllo della rete

Maggiore banda disponibile

Possibilita’ di fornire servizi E2E




                   WORKSHOP GARR_08            Monaco, Pancaldi,
                   Scarpa
                   GARR-X: il futuro della Rete - Milano 1-4 Aprile 2008   234 / 234

				
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posted:4/8/2011
language:Italian
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