Технология cisco nlight™ для построения транспортных...

Технология Cisco nLight™

для построения транспортных

инфраструктур нового поколения

Сергей Пахомов

Менеджер по развитию бизнеса

Ноябрь 2013

© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.19.12.2013

Тренды в индустрии транспортных сетей

© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.19.12.2013 2

• Рост трафика

Общемировой трафик растет более чем на 40% ежегодно

Российский международный трафик - в 6 раз за период с 2010г по 2015г (прогноз)

Основной тип трафика – пакетный, рост доли видео

Россия как естественный мост между Европой и Азией

• Сетевая архитектура

Перемещение основных затрат в оптику в комплексных проектах

Интеграция DWDM систем с роутерами - упрощение сетевой архитектуры

Оптические сети – переход к каналам 100G и гибкому DWDM уровню

Миграция к высокоскоростному пирингу и соединению дата центров

• Требования современных бизнес моделей

Упростить сетевую архитектуру – интеграция пакетных и оптических технологий

Оптимизация капитальных и эксплуатационных затрат (CAPEX и OPEX)

IP / OTN + Optical - концептуальное объединение

19.12.2013 © 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 3

На сегодняшний день сетевые уровни обособлены.

• Причина – Управление сетевыми структурами требует различных навыков.

Различие между IP, OTN и Optical серьезно выросло за время их раздельного

существования. При этом, внедрение IP и OTN решений в области оптического

транспорта неуклонно возрастает.

• Неэффективность сетей на данный момент – Реализация механизмов настройки,

защиты, надежности в каждом уровне сильно отличается. Межуровневая

оптимизация представляется сложной задачей

• Изменение концептуального подхода к созданию сетевой инфраструктуры,

заключающееся в объединении уровней – IP, OTN & optical открывает новые

возможности сохранения затрат OPEX & CAPEX.

• Перспектива – Концепт IP+Optical способен сократить затраты OPEX и CAPEX на

50%

Направления эволюции


• Оптические операции с WSON / GMPLS

• Оптимизация спектра

• Восстановление сервиса на уровне L0

• Оптимизация по полосе пропускания

• Каналы 400G/1Tbit

• Динамически перестраиваемый тип модуляции для разных сетевых сценариев

• Оптимизация затрат Capex и Opex

• Многоуровневая надежность

• Flow thru / операции на любом уровне

Гибкость

Объединенный

Пакетно-

Оптический

Транспорт

Спектральная

Эффективность

ContentionLess

Add/Drop

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200

f [GHz]

Суперканалы

Передовые форматы модуляции

100 G

bp

s

400 G

bp

s

1 T

bp

s

100 G

bp

s

1 T

bp

s

100 G

bp

s

Flex-Spectrum

Объединенный Транспорт

Многоуровневая

архитектура управления

Технологические основы архитектуры IP+Optical


IP-поверх-DWDM

Проактивная Защита

Touchless Оптический уровень

nLight ROADM

Интеграция управления

Виртуальный транспондер /

Виртуальный интерфейс

Многоуровневая архитектура управления

nLight Архитектура управления

MSTP MSTP

Transponder ROADMRouter

Cisco DWDM ONS15454 MSTP


Лидирующие показатели по плотности портовОдин 100G Транспондер на 1RU42 X 100G Транспондеров на одну стойкуНизкое энергопотребление

Гибкость и удобство внедрения10G 100G Pay-As-You-Grow MукспондерЛинейные платы с характеристиками оптимизированным дл Metro ULH сетейВозможность внедрения в сушествующих сетях

Характеристики сверх-дальней связи4800 km, без регенерации, Совместимость с каналами 10GБолее 70 успешных трайл проектов

IP / Optical ИнтеграцияTransponder based Pre-FEC Proactive FRR

10x10G Client Card

100G Coherent Transponder / Trunk

100G CPAK Coherent transponderLR4 or SR10 in Single slot Card

ONS 15454 MSTP M6

4800 km

ONS 15454ASR9K

Ключевые составляющие компоненты

Cisco nLight


Программируемость, Объединение, и Масштабирование

200G на один чип (SoC)

100G+ Когерентная технология

Адаптивная скорость

Передовые характеристики

Взаимообмен информацией

Автоматизация и Оптимизация

Полноценная гибкость

Нет необходимости ручного

вмешательства

Легко масштабируемая сеть

WSON

GMPLS CP

NPU нового поколения

Etna ASIC DSP

Silicon Photonics (SiP)

FlexSpectrum

Суперканалы

Contention-Less

Cisco Network Convergence System


IP Transport Router

1Tb/Слот масштабируется до

более чем 5Tb / Слот

1.2 Pbps на

Систему с Мульти-Шасси

OTN + Ethernet / MPLS + DWDM

200G / Слотмасштабируется до

500G / Слот

Поддержка Мульти-Шасси

NCS 6000 Dense 100GE Routing

NCS 4000 Aggregation and Transport

NCS 2000Next-Gen ROADM

Touch-less Flex Spectrum ROADM

200G / Слот

Лидирующее в индустрии решение

100G DWDM

Network Convergence System 2000


Привнося инновации nLight

Програмируемость КонвергенцияМасштабируемость

Защита инвестицй в ONS 15454 MSTP


NCS 2000 Лямбды поверх MSTP ROADM Лямбды от NCS 2000 к MSTP

Смешанная ROADM Сеть Общие CTC, Prime™ Управление

NCS 2000 MSTP

Совместимость линейных плат

Взаимодествие програмного обеспечения

Применение новых схем

модуляции сигнала с высокой

спектральной эффективностью -

nLight Silicon


Cisco nLight Silicon

CMOS Photonics – интегральная оптика


CMOS Photonics производится также как ASICи и коммерческие IC

Свет - непрерывно излучаемая волна (DC в электричестве) производимая лазером

Свет модулируется в CMOS photonics и и объединяется в волокне для передачи в линию

CMOS Photonics проектируется стандартными инструментами проектирования IC

ЛАЗЕРцвет 1

ЛАЗЕРцвет 2

ЛАЗЕРцвет n

Передача

Сигнала Оптичмукс

Лазер с простыми

техническими

характеристиками

Сверхнизкое Энергопотребление

многочисленных компонентов,

исполненных на кремниевом

кристалле

Эволюция 100G трансиверов


• CMOS Photonics – обработка света в микросхеме

• 70% снижение размеров

• 70% снижение потребляемой энергии

• Стандартный интерфейс:

100GBASE-LR4

OTU4 (4I1-9D1F)

OIF (CEI-28G-VSR)

• До десяти CPAK трансиверов на слот

• Возможность применения “Универсальных портов”

o10 x 10GE

o 2 x 40GE

o 1 x 100GE

CFP

Short Reach

Long Reach

Cisco CPAK Optics

LR4SR10

Эволюция форм-факторов для карт 100G


CFP

821

40

13.6

E-interface: 4x10G

10x10G

CXP*

24

62

16.2

CXP2

16.2

2425

12

6 /

110

CPAK

10

1

35

11.6

CFP2

10

7

42

12.4

QSFP28

18

52

8.5

4x25G

CFP4

22

86

9.5

Энергопотребление

(ограничено

размером)

< 32 W < 4 W? < 7.5 W < 6 W? < 8 or 12 W? < 5 W? < 3.5 W?

Поддержка 4x25G

Интерфейсов 10x10G

Да

Да

Нет

Да

Да

Да

Нет

Да

Да

Да

Да

Нет

Да

Нет

Доступность сейча

с

сейчас сейчас Неизвестно 1HCY14? Неизвестно Неизвестно

CPAK предоставляет высочайшую плотность портов, самое низкое энергопотребление и полноценное

портфолио 100G оптики среди форм-факторов которые поддерживают 4x25G и 10x10G интерфейсы

специфицировано не специфицированоПередняя панель платы 100G

Cisco CPAK Optics


Новое поколение 100G Трансиверов на технологии CMOS Photonics

• Основаны на стандартах

Соответствие 100GBASE-LR4

Соответствие OTU4 (4I1-9D1F)

Соответствие электрическим интерфейсам OIF (CEI-28G-VSR)

• Высокая плотность портов

Новое поколение устрйств предоставляет >70% уменьшение габаритов

Предоставляет плотность портов на картах маршрутизаторов опорного уровня 10 x 100GE

4x 25G электрические интерфейсы

Предоставляет 1Tbps/плата используя 10x100G-CPAK-LR4 – плотность портов выше ~ в 2.5 раза

• Низкое энергопотребление

Новое поколение устрйств предоставляет >70% уменьшение энергопотребления

Новое поколение интегральных схем

Применение технологии CMOS photonics SMF позволяет достичь лучших показателей по энергопотреблению

Short ReachLong Reach

СPAK - 100G Линейная плата


Такие же харатеристики WDM линейного порта как и у существующей 100G WDM

линейной платы

CPAK вместо CXP поддерживает LR4 и SR10 клиентские интерфейсы

42x 100G LR4 Транспондеров в одной Телекоммуникационной стойке, 6x в корзине

(~ в 3 раза лучше чем реализовано на рынке в данный момент!)

Может использоваться вместе с 10x10G Линейной платой для реализации 100G

MXP

2 x 40G SR4 Клиентских интерфейсов MXP используя CPAK (нет необходимости

использовать CFP Line Card)

Поддерживается как в шасси MSTP M6 так и M2

Варианты технологической реализации

DP-QPSK модулятора


Физические габариты различаются в разы, в зависимости от применяемых технологий

~ в 2 раза меньше

~ в 4 раза меньше

~ в 10 раз меньше

габариты и тепловыделение


Применение Si CMOS позволяет уменьшить

габариты компонентов в десятки раз

Tx

Rx

Сравнение физических габаритов оптическик

компонентов


• Сверх-компактная схема

• Уменьшение физических габаритов

• Уменьшение тепловыделения

• Уменьшение себестоимости


Эксперементальные результаты

характеристик Si P модулятора

* Произведено измерение характеристик в когерентной оптической системе 112Gb/s PMQPSK (DP-QPSK).

* Сравнение реализованных OSNR характеристик Si P модулятора по отношению к Lithium Niobate (LN)модулятору для тех же самых условий :

Точка - ТочкаПередача до 2427km SMF

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

0 10000 20000 30000 40000 50000

OS

NR

Pe

na

lty [

dB

]

CD [ps/nm]

BER=1e-2 BER=1e-3

BER=1e-4 BER=1e-5

Менее чем 0.4dB отличие характеристи в

сравнении LN и SiP MZM при значениях

CD до 41,000ps/nm, i.e. ~2,400km

Выводы эккперимента по перспективам применения

Si P CMOS технологий в оптическом транспорте


* Характеристики Si P модулятора сравнимы с модулятором LN* SiP модулятор пригоден для организации Long-Haul транспорта,при этом предоставляя существеннейшие преимущества:

Уменьшение габаритов

o ~ в 10 раз - для Silicon MZ модулятора интегрированного с драйвером по сравнению с LN MZ Модулятором

o ~ в 100- раз сравнивая только модуляторы: Silicon MZ vs.

LN MZ Modulator

Уменьшение энергопотребления(<1W дляPolMUX-QPSKмодулятора и драйвера реализованных с помощью SiP CMOSvs. 8W LN модулятора и драйвера)

Эволюция Модуляции Сигнала


Используемые форматы модуляций

4 бит/символ

CP-DQPSK

Квадратурная

фазовая

модуляция в двух

поляризационных

состояниях


DQPSK

Квадратурная

Фазовая

модуляция

Амплитудная

модуляция


OOK

Путь к скоростям за 100G:

Высокоуровневые форматы модуляций


Модуляция по фазе, амплитуде и поляризации

Сигнальное созвездие для CP-16QAM

(4+4бит/символ)

Сигнальное созвездие для CP-64QAM

(6+6бит/символ)

X-pol Y-pol

Сравнение характеристик различных

форматов модуляций


Эволюция DSP – Инвестиции Cisco


Основа создания терабитных сетей нового поколения

Availability: Mid-CY14

Реализация суперканалов


Ch1 Ch2 Ch3 Ch4

50GHz

Ch1 Ch2 Ch3 Ch4

50GHz 50GHz

Оптический мультиплексор

TX1 TX2 TX3 TX4

Существующая WDM система в соостветствии с

50GHz частотной сеткой

N:1 Оптический делитель

Найквист WDM система высокой плотности

DSP

TX1

DSP

TX2

DSP

TX3

DSP

TX4

l

передатчики,

согласованные

с DSP

Формирование

сигнала

Colorless -

мультиплексор

Наиболее плотное

расположение

каналов

Суперканал 1 Терабит


100Gb/sCP-DQPSKSub-Carrier

1 Tb/s Super-Channel

Емкость DWDM Систем


0

5

10

15

20

25

30

9,6

12,8

19,2

28.8

Емкость для пары оптических волокон

CP-DQPSK

100G per carrier

96 chs at 50GHz

CP-16QAM

200G per carrier

96 chs at 50GHz

CP-16QAM

200G per carrier / sub-carrier

Flex Spectrum

СегодняНовое

поколение чипов

Новое поколение

чипов и ROADM

Тераб

иты

в с

еку

нд

у

CP-DQPSK

100G per carrier

Flex Spectrum

Компоненты оптического транспорта

нового поколения


ROADMNPU

Switch Fabric

Масштабирование

Новые I/O

Coherent

DSP

Поддержка Мульти

модуляций

Расстояние vs

Емкость

Програмный выбор

нужной модуляции

Pluggable DWDM

Optics

Интеграция

съемных модулей

Устойчивость

работы при отказе

отдельных модулей

Полноценная

гибкость

19.12.2013 © 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Пожалуйста, заполните анкеты.

Ваше мнение очень важно для нас.

Спасибо

Contacts:

Name: Sergey Pakhomov

Phone: +79859709726

E-mail: [email protected]

CiscoRu Cisco CiscoRussia

#CiscoConnectRu

Технология cisco nlight™ для построения транспортных...

Technology