NG SDH Multiservices Provisioning Platform OMS 1600 (1664)

Введение

Семейство Next Generation SDH Ericsson / Marconi OMS 1600 (1664) — это MSPP, которая позволяет своим пользователям создавать гибкие и масштабируемые сети класса Metro и интегрировать их с учетом быстро растущих потребностей оптических широкополосных сервисов. Ericsson / Marconi OMS 1600 дает возможность существенно упростить структуру сети, делая ее проще, дешевле и надежнее, при этом расширяя спектр предоставляемых услуг. Платформа изначально разрабатывалась с учетом будущих требований интеграции новых сервисов передачи данных, и сегодня представляет собой гибкую компактную транспортную и коммутационную платформу, способную поддерживать как классические TDM сервисы, так и интенсивно растущие сервисы передачи данных.

Возможности платформы

Ericsson / Marconi OMS 1600 (1664) представляет собой единую платформу для MSPP, поддерживая классические TDM сервисы, Ethernet выделенные линии, доступ к Internet и виртуальные частные LAN, используя одну аппаратную платформу. Все встраиваемые модули являются взаимозаменяемыми для каждого типа мультиплексоров. Семейство может развиваться как на больших сетях конечных пользователей, или выступать в качестве Metro узлов агрегации, давая:

• Сокращение стоимости за порт
• Гибкость и независимость от типа передаваемого трафика
• Поддержку коммутации данных

Платформа Ericsson / Marconi OMS 1600 (1664) объединяет Ericsson NG SDH с технологиями волнового мультиплексирования C&DWDM и сервисами передачи данных, обеспечивая:

• Агрегацию и коммутацию данных 
•  Поддержку TDM сервисов
• Интеграцию платформы в C&WDM сети

Уникальная архитектура гибридной SDH/Data шины гарантирует сохранение инвестиций и интеграцию в сети NGN. В частности, OMS 1600 семейство может безобрывно эволюционировать из чисто SDH платформы в платформу передачи данных, когда это будет необходимо. Платформа предлагает сервисы со скоростями до 10 Гбит/с и имеет VC12 неблокируемые 10, 20 и 60 Гбит/с матрицы коммутации.

Платформа Ericsson / Marconi OMS 1600 (1664) обладает высокой плотностью размещения модулей, что позволяет сократить занимаемое пространство. Новейшая элементная база позволила более чем в 2 раза сократить энергопотребление по сравнению с оборудованием предыдущего поколения. При этом платформа стала более гибкой и адаптируемой к потребностям заказчика. Все мультиплексоры могут конфигурироваться для работы в качестве терминальных узлов, узлов ввода/вывода и коммутаторов в линейных, кольцевых, древовидных и смешанных сетях.

Прямые цветные 10 Гбит/с DWDM интерфейсы позволяют оптимизировать взаимодействие с Metro DWDM сетями, исключая установку дорогостоящих транспондеров. Это позволяет до 35% сократить стоимость решения. Для организации экономичного взаимодействия с CWDM сетями в любой STM – 16 порт может быть установлен CWDM SFP модуль, оборудование может также компоноваться четырех или восьми канальным CWDM фильтром.

Дизайн платформы

Механический дизайн платформы базируется на двух основных типах корзин:

• Стандартная корзина: 966х495х295 мм
• Компактная корзина: 473х495х295 мм

Оба типа корзин имеют полностью идентичную функциональность, определяемую емкостью матрицы коммутации. Отличие состоит в различном количестве слотов для интерфейсных модулей.

Рис. Механический дизайн OMS 1600 (1664)

В стандартной корзине нижняя часть заполняется активными модулями, а верхняя используется для осуществления ввода/вывода трибутарных интерфейсов. После установки основной и резервной матрицы коммутации может быть установлено до 16 активных модулей.

В компактной корзине правая часть корзины используется для ввода/вывода трибутарных интерфейсов, а левая – для активных модулей. После установки основной и резервной матрицы коммутации может быть установлено до 8 активных модулей.

В Ericsson / Marconi OMS 1600 (1664) применяются три типа матриц коммутации:

• 64xSTM-1 Core Card (c позицией для STM 4/16 SFP)
• 128xSTM-1
• 384xSTM-1

Любой тип матрицы коммутации может быть установлен в любую корзину. В соответствии с этим существуют шесть модификаций мультиплексоров. В приведенной ниже таблице указаны названия мультиплексоров семейства OMS 1600 и их основные характеристики:

Core Card 64xSTM-1 применяется для организации транзитных STM–16 узлов ввода/вывода. Матрица коммутации 128xSTM-1 предназначена для организации STM–16 узлов коммутации средней емкости. Для больших сетей, требующих высокой агрегатной скорости и емкости, применяется матрица коммутации 384xSTM-1. Ее применение в стандартной корзине дает чрезвычайно гибкий узловой элемент высокой мощности.

Защита передаваемого трафика

Для работы с различными приложениями оборудованию и трафику требуются разнообразные формы резервирования. Платформа OMS 1600 дает возможность своим пользователям широкий выбор всех стандартизированных методов защиты оборудования и передаваемого трафика.

Ericsson / Marconi OMS 1600 (1664) поддерживает следующие схемы резервирования:

• Дублирование источников питания
• Дублирование матриц коммутации и Core Card
• Резервирование 1:1 и 1:N трибутарных модулей
• 1:1 и 1:N MSP
• Кольцевые схемы SDH резервирования: SNCP, двух и четырех волоконная MS – SPRing
• ASTN fast restoration

Интеграция в систему механизмов восстановления трафика на базе ASTN fast restoration дает возможность оборудованию легко интегрироваться в магистральные оптические сети.

ASTN — это семейство стандартов, адаптируемых ITU–T для транспортных сетей с автоматической плоскостью управления, которая использует специальные стандартизированные процедуры сигнализации для установления соединения, управления им и освобождения ресурсов.

Реализация Marconi ASTN базируется на вложенной (overlay) модели ITU – T, в которой плоскость управления является отдельным уровнем. Конечные пользователи взаимодействуют с этим уровнем, а не напрямую с сетью. Такая модель имеет следующие преимущества:

• Топология сети и информация о доступных ресурсах остается скрытой от конечного пользователя
• Различные подсети могут развиваться независимо друг от друга, что совершенно неочевидно для плоской модели
• Обеспечивается взаимосвязь оборудования различных производителей, осуществляемая через открытые стандартные интерфейсы

Высокая плотность сетевых интерфейсов

В платформе Ericsson / Marconi OMS 1600 (1664) применяются интерфейсные модули с высокой плотностью интерфейсов, за счет этого удается существенно сократить занимаемое пространство. В приведенной ниже таблице дается количество трибутарных и агрегатных интерфейсов для каждого мультиплексора семейства:

Кроме того, что в платформе применяются модули высокой плотности, была реализована концепция мультискоростных модулей.

Основной проблемой оптических мультиплексоров предыдущего поколения была большая номенклатура оптических модулей. Например, для STM–1 модуля могут быть четыре типа интерфейсов: электрический, S1.1, L1.1, L1.2. Для каждого из этих интерфейсов разрабатывался отдельный модуль. Это приводило к большой номенклатуре оборудования, как следствие этого к удорожанию его производства. Кроме этого, оператор вынужден держать на складе ZIP для каждого из используемых интерфейсов.

Начиная с Marconi SMA Series 3 начала реализовываться концепция общих интерфейсных модулей с дополнительными встраиваемыми модемами, определяющими тип сетевого интерфейса. Это позволило решить вопросы с ZIP и уменьшением номенклатуры оборудования.

Развитие технологии Small Form Factor Pluggable модулей позволило отказаться от дорогостоящих встраиваемых модемов и заменить их существенно более дешевыми SFP модулями.

Однако оставалась проблема унификации модулей. Например, для нужд пользователя необходимо 2xSTM-4 и 3xSTM-1 интерфейсов. Используя стандартный подход для OMS 1600 необходимо установить 2 модуля: 16xSTM-1 и 4xSTM-4 и соответствующие встраиваемые или SFP модули. При этом модуль 16хSTM-1 загружен менее чем на 20%, а модуль 4хSTM-4 — на 50%. Такое решение не является гибким, поскольку требует от пользователя сети больших капитальных затрат на начальном этапе строительства сети.

Чтобы решить эту проблему была принята концепция мультискоростных модулей, сущность которой заключается в разработке общего модуля определенной емкости, в который вставляются SFP модули различных скоростей. Общая сумма скоростей при этом не превышает общей интерфейсной емкости модуля.

Эта концепция имеет следующие преимущества:

• Тип и скорость физического интерфейса определяются SFP модулями
• Возможность комбинации SFP модулей различных скоростей дает возможность более гибкого удовлетворения потребностей заказчика

В OMS 1600 (1664) применяются три типа мультискоростных модулей:

• STM 1/4 multirate модуль емкостью 16xSTM-1: 4xSTM-4/16xSTM-1
• STM 1/4 multirate модуль емкостью 8xSTM-1: 2xSTM-4/8xSTM-1
• STM 1/4/16 multirate модуль емкостью 32хSTM-1: 2xSTM-16/8xSTM-4/316xSTM-1 (только для матрицы 384xSTM-1)

Рассмотренный выше пример реализуется с помощью одного STM 1/4 multirate STM-16 модуля, в который устанавливаются два SFP STM-4 и три SFP STM-1.

Эффективная передача Ethernet трафика

В Ericsson / Marconi OMS 1600 (1664) реализована концепция Next Generation SDH для передачи пакетных данных через классические SDH сети, в частности для передачи Ethernet over SDH (EOS).

Эта концепция реализуется на базе трех основных процедур:

• Инкапсуляция: Generic Frame Procedure (GFP – F) в соответствии с ITU – T G.7041
• Объединение: Virtual Concatenation (VCAT) в соответствии с ITU – T G.707/G.783
• Защита трафика: Link Capacity Adjustment Scheme (LCAS) в соответствии с ITU – T G.7042

Инкапсуляция (GFP – F) определяет набор процедур по адаптации Ethernet фреймов в SDH виртуальные контейнеры. Объединение (VCAT) определяет количество и расположение SDH виртуальных контейнеров, задействованных для передачи Ethernet трафика. Минимальная гранулярность виртуальных контейнеров для передачи Ethernet составляет VC12_n, поддерживается также гранулярность на уровне VC3_n и VC4_n. LCAS определяет набор процедур, описывающих поведение Ethernet трафика при возникновении аварий в сети.

• PacketSpan: 16 портов 10/100 Ethernet (электрические интерфейсы или на базе SFP). Максимальная интерфейсная емкость модуля составляет STM – 16, что достаточно для передачи 16 полных FastEthernet, GFP – F /VCAT/ LCAS с гранулярностями VC12_n и VC3_n.
• PacketSpan: 2 порта Gigabit Ethernet (на базе SFP). Максимальная интерфейсная емкость модуля составляет STM – 16, GFP – F / VCAT/ LCAS с гранулярностью VC4_n.
• Packet Span: 8 портов Gigabit Ethernet (на базе SFP). Максимальная интерфейсная емкость модуля составляет STM – 16, GFP – F / VCAT/ LCAS с гранулярностью VC4_n.
• PacketSpan: FastEthernet + GigabitEthernet (8 портов на базе SFP). Максимальная интерфейсная емкость модуля составляет STM – 16, GFP – F / VCAT/ LCAS с гранулярностью VC4_n для Gigabit Ethernet и VC3_n – для FastEthernet.

Однако, стандартизированная реализация EOS имеет ряд существенных недостатков:

• Передача трафика ориентирована только на соединения типа “точка – точка ” 
•  Выделяется фиксированная полоса пропускания, не учитывающая динамики передачи трафика, что может приводить к нерациональному использованию полосы пропускания
• Существует ограничение на количество пользователей, вносимое числом физических интерфейсов
• Ограниченные возможности передачи широковещательного трафика

Для преодоления ограничений компанией Ericsson был разработан специализированный модуль агрегации второго уровня L2C. Идея этого модуля состоит в использовании VLAN тегов для идентификации различных пользователей.

Это позволяет:

• Сформировать общий канал передачи данных для нескольких пользователей, в котором осуществляется динамическое уплотнение трафика от различных пользователей. распознавание пользователей осуществляется с помощью VLAN тегов.
• Эмулировать соединение каждый с каждым на базе виртуальной частной LAN 
•  Снять ограничение по числу пользователей на один порт.

В OMS 1600 используется следующий модуль агрегации 2 уровня:

• PacketSpan Layer 2 Aggregation (L2C): 2 порта Gigabit Ethernet (на базе SFP). Максимальная интерфейсная емкость модуля составляет STM – 16, GFP – F / VCAT/ LCAS с гранулярностью VC4_n.

Интеграция в DWDM Metro и Long Haul сети

Интеграция Ericsson / Marconi OMS 1600 (1664) в Metro и LH DWDM сети осуществляется за счет использования прямых цветных 10 Гбит/с G.709 интерфейсов. Эти интерфейсы имеют NRZ кодирование и FEC & EFEC.