Réseaux et routage optiques François COLOMBIER Christophe PUGNOUD Exposé Réseaux couches basses...

Réseaux et routage Réseaux et routage optiquesoptiques

François COLOMBIER Christophe PUGNOUD

Exposé Réseaux couches basses 29/11/2004

Progrès importantsProgrès importants augmentation significative des débitsaugmentation significative des débits fiabilité et sécurité plus grandesfiabilité et sécurité plus grandes

LimitesLimites maîtrise des photonsmaîtrise des photons conversions opto-électriques lentesconversions opto-électriques lentes

Solution : tout optiqueSolution : tout optique

Transport des signaux optiquesTransport des signaux optiques fibre optiquefibre optique multiplexage WDMmultiplexage WDM protocoles SONET/SDHprotocoles SONET/SDH

Routage optiqueRoutage optique OADM, OXCOADM, OXC RWARWA

La fibre optiqueLa fibre optique

Fibre optiqueFibre optique

cylindre de verre : cœur + gainecylindre de verre : cœur + gaine

le signal transite dans le cœurle signal transite dans le cœur

réflexion interne totale assurée par la réflexion interne totale assurée par la

gainegaine

3 types de fibres3 types de fibres

Fibre multimodeFibre multimode plusieurs signaux de trajectoires ≠plusieurs signaux de trajectoires ≠ atténuation assez importante (4 atténuation assez importante (4 dB/km)dB/km) distances courtes (< 4 km)distances courtes (< 4 km)

Fibre monomodeFibre monomode signal uniquesignal unique atténuation faible (0,35 dB/km)atténuation faible (0,35 dB/km) grandes distances (~ 600 km)grandes distances (~ 600 km)

Autres médiaAutres média

fibre plastiquefibre plastique

moins performante moins performante

moins chèremoins chère

Wi-Op (Wireless Optical Broadband)Wi-Op (Wireless Optical Broadband)

communication sans fil full duplexcommunication sans fil full duplex

installation facile et peu coûteuseinstallation facile et peu coûteuse

portée limitéeportée limitée

Avantages de la fibre sur le Avantages de la fibre sur le cuivrecuivre

débits plus importants (Gbps, débits plus importants (Gbps,

Tbps)Tbps)

prix au bit plus faibleprix au bit plus faible

plus économique à long termeplus économique à long terme

fiabilité plus importantefiabilité plus importante

sécurité : pas de « rayonnement sécurité : pas de « rayonnement

Le multiplexage Le multiplexage WDMWDM

Le multiplexage WDMLe multiplexage WDM

Wave Division Multiplexing Wave Division Multiplexing FDM FDM

multiplexage de longueur d’ondemultiplexage de longueur d’onde

indépendant de la fibreindépendant de la fibre

longueurs d’onde entre 1530 et 1565 longueurs d’onde entre 1530 et 1565

1,6 nm entre 2 longueurs d’onde 1,6 nm entre 2 longueurs d’onde 16 16

canauxcanaux

Extensions du WDMExtensions du WDM

Dense WDM et Ultra Dense WDM : Dense WDM et Ultra Dense WDM :

jusqu’à 0,2 nm d’intervalle jusqu’à 0,2 nm d’intervalle 160 canaux 160 canaux

Coarse WDM : entre 1270 et 1610 nmCoarse WDM : entre 1270 et 1610 nm

intervalles de 20 nm intervalles de 20 nm 18 canaux 18 canaux

Le WDM sur la fibre : 2 classes Le WDM sur la fibre : 2 classes d’utilisationd’utilisation

Le LASER :Le LASER : performant : émet sur 1 longueur performant : émet sur 1 longueur d’onded’onde signal émis puissantsignal émis puissant cher et nécessite de l’entretiencher et nécessite de l’entretien

Utilisé sur fibre monomode avec WDM Utilisé sur fibre monomode avec WDM ou DWDMou DWDM

Le WDM sur la fibre : 2 classes Le WDM sur la fibre : 2 classes d’utilisationd’utilisation

Les LEDs :Les LEDs : émettent sur plusieurs longueurs émettent sur plusieurs longueurs d’ondes simultanémentd’ondes simultanément signal émis et débit faiblessignal émis et débit faibles composant bon marchécomposant bon marché

Réservé à la fibre multimode et Réservé à la fibre multimode et nécessite CWDMnécessite CWDM

Les protocoles Les protocoles SONET/SDHSONET/SDH

SONET / SDHSONET / SDH

fin des années 80fin des années 80

SONET : Synchronous Optical Network SONET : Synchronous Optical Network

(US)(US)

SDH : Synchronous Digital Hierarchy SDH : Synchronous Digital Hierarchy

(UE)(UE)

portent sur les 2 premières couches de portent sur les 2 premières couches de

l’OSI (physique et liaison)l’OSI (physique et liaison)

SDHSDH

trames sous forme de matricestrames sous forme de matrices

cycle de transmission de 125 µscycle de transmission de 125 µs

hiérarchie de niveaux de hiérarchie de niveaux de

trames : STM (Synchronous trames : STM (Synchronous

Transport Module), trame de base : Transport Module), trame de base :

STM-1 (9x270=2430o)STM-1 (9x270=2430o)

Trame STM-1Trame STM-1

En-têteEn-tête informations pour l’exploitation, la informations pour l’exploitation, la gestion et la maintenance du réseaugestion et la maintenance du réseau pointeurs sur les données encapsuléespointeurs sur les données encapsulées

DonnéesDonnées trames quelconques (ATM, Ethernet, IP, trames quelconques (ATM, Ethernet, IP,

…)…)

encapsulées dans un Conteneur Virtuel encapsulées dans un Conteneur Virtuel

(VC)(VC)

VC+pointeur = Unité Administrative VC+pointeur = Unité Administrative

(AU)(AU)

Techniques utilisées Techniques utilisées

concaténation de trames car trame SDH de concaténation de trames car trame SDH de

taille fixe encapsule des données de taille taille fixe encapsule des données de taille

variablevariable

synchronisation grâce au « bit stuffing »synchronisation grâce au « bit stuffing »

niveau STM-n multiple de STM-1niveau STM-n multiple de STM-1

débit fourni multiplié par n (n x 155,52 Mbps)débit fourni multiplié par n (n x 155,52 Mbps)

SONETSONET

trame de 9 lignes par 90 trame de 9 lignes par 90

colonnescolonnes

débit 3 fois moins importantdébit 3 fois moins important

hiérarchie OC (Optical Carrier)hiérarchie OC (Optical Carrier)

débit OC-1 = 51,84 Mbpsdébit OC-1 = 51,84 Mbps

le reste est identique (CV, le reste est identique (CV,

pointeurs, concaténation, bit pointeurs, concaténation, bit

stuffing, …)stuffing, …)

Comparaison des niveaux STM et Comparaison des niveaux STM et OCOC

Le routageLe routage

Topologies et équipementsTopologies et équipements TechnologiesTechnologies ProtocolesProtocoles

Topologies et équipementsTopologies et équipements

Sub-divisions Sub-divisions Longue distance (Long Haul)Longue distance (Long Haul) RégionalRégional Métropolitain (MAN)Métropolitain (MAN) AccèsAccès

Topologie généraleTopologie générale

Liaison DWDM (base)Liaison DWDM (base)

Liaison DWDM Liaison DWDM

Avec OADM et OXCAvec OADM et OXC

Add-Drop MultiplexerAdd-Drop Multiplexer

PrincipePrincipe

Optical Add-Drop MultiplexerOptical Add-Drop Multiplexer

Optical Cross Connect (OXC)Optical Cross Connect (OXC)

Gestion du réseauGestion du réseau

Gestion des traficsGestion des trafics

Couche ContrôleCouche Contrôle Couche donnéesCouche données

Les transports sur optiqueLes transports sur optique

Les couches (suite)Les couches (suite)

Contrôle du réseauContrôle du réseau

Objectifs :Objectifs : Découvrir les ressources du réseauDécouvrir les ressources du réseau Calculer et construire les cheminsCalculer et construire les chemins Gérer la connexion (début, panne, Gérer la connexion (début, panne, fin)fin)

Découverte et réservationDécouverte et réservation

Problème RWA Problème RWA Route and Wavelength AssignmentRoute and Wavelength Assignment

OSPF – TEOSPF – TE RSVP – TERSVP – TE

=>GMPLS=>GMPLS

Défis :Défis : protocoles de gestion protocoles de gestion incompatiblesincompatibles Faire avec les parties sont opaquesFaire avec les parties sont opaques Contentions de longueurs d’ondeContentions de longueurs d’onde Satisfaire les contraintes de Satisfaire les contraintes de protectionprotection

Découverte et réservationDécouverte et réservation

ASTNASTNAutomatic Switched Transport NetworkAutomatic Switched Transport Network

Gros plan sur « EN »Gros plan sur « EN »

GMPLSGMPLS

GMPLS (2)GMPLS (2)

GMPLS (3)GMPLS (3)

Une tendance : réduction des Une tendance : réduction des couchescouches

Les protectionsLes protections

1+11+1

Les protectionsLes protections

1:11:1

Brasseur Optique (MEMS) Fujitsu

Principe MEMS 3D

MEMS Détails

Faire des simulations Faire des simulations

Logiciel JavaLogiciel Java « GLASS » « GLASS »(National Institute of Standard and Technology)(National Institute of Standard and Technology)

GGmpls mpls LLightpath ightpath

AAgile gile SSwitching witching SSimulatorimulator

Equipements « tout optique » Equipements « tout optique » disponiblesdisponibles

ROADMROADM OXC/MEMSOXC/MEMS

En cours :En cours : Convertisseur Convertisseur Dédoubleur (pour le Multicast)Dédoubleur (pour le Multicast)

Que nous réserve le futur ?Que nous réserve le futur ?

« Je pense qu’il y a un marché mondial d’environ « Je pense qu’il y a un marché mondial d’environ 5 ordinateurs »5 ordinateurs »

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« Il n’y aucune raison pour les gens veuillent des « Il n’y aucune raison pour les gens veuillent des ordinateurs chez eux »ordinateurs chez eux »

Ken OLSON, président-fondateur de DEC en Ken OLSON, président-fondateur de DEC en 19771977

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Documents

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