29. delavnica vitel brdo pri kranju, 28. maj 2013 ...adsl komunikacijsko omrežje itu-t y.2001 za...

MULTIPLEKSIRANJE OPTIČNIH SIGNALOV V MESTNIH DOSTOPOVNIH OMREŽJIH

[email protected]

29. Delavnica VITEL Brdo pri Kranju, 28. Maj 2013

Digitalna agenda razvojne strategije Evrope >2020

Razvitost gospodarstva, geografski in socialni pogoji so tisti, ki določajo način in obseg ponujanja komunikacijskih storitev v posamezni družbi.

Informacijski procesi so vse bolj osebni in mobilni. Postavi se vprašanje ali ni najbolj smiselno planirati dostopnost do posameznika, ki je del skupnosti.

V Sloveniji je izrazita dnevna migracija v nekaj urbanih središč. Večina družbene blaginje se ustavni v urbanih središčih z razvojem, proizvodnjo in ponujanjem storitev. Fokus razvoja omrežja naj bi bil ravno na urbanih središčih .

Kako najbolj učinkovito zgraditi komunikacijsko omrežje, ki se prilagaja dnevnim potrebam posameznika v takšnem okolju?

2


3 http://www.stat.si/novica_prikazi.aspx?id=4878


4

Ekosistem različnih komunikacijskih tehnologij

V Sloveniji je na razpolago obsežna infrastruktura bakrenih telekomunikacijskih kablov. Infrastruktura je bila postavljena za analogno telefonijo in ISDN. Dostopovno omrežje je imelo doseg od nekaj sto metrov do nekaj kilometrov (< 6 km).

Najnovejše tehnologije ( VDSL, Vectoring…) omogočajo pri kratkih

razdaljah kapacitete primerljive z GPON. Razvejano omrežje kabelskih operaterjev. DOCSIS 3.x.

Operaterji mobilnih omrežjih so pred posebnim izzivom. Kako s

pomočjo LTE tehnologijo zgraditi omrežje za prenos podatkov in ponudi konkurenčne storitve tudi v primeru, ko mobilnost ni od pomena.

5


6

XGPON

MPLS-TP

OTN GPON

GMPLS

Ethernet

IP4

DOCSIS 3.x

WI-FI VLAN

VDSL

LTE

SHDSL

TWDM-PON

UMTS

EPON

Q-in-Q ISDN

ADSL

Komunikacijsko omrežje ITU-T Y.2001

Za oceno možnosti posamezne tehnologje ne primerjati trenutno stanje ( posnetek) temveč je smiselno primerjati med dinamičnimi spremembami (videosekvencami) razvoja.

Kot parametri se določijo zahteve uporabnika storitev (QoE) in model omrežja določen s strani ITU-T Y.2001 .

Bistvena smer v razvoju omrežja je zlivanje dostopovnega in agregacijskega omrežja in povečanje o bmočja pokrivanja posameznega POP centra ( < 20 km).

S pravilno arhitekturo omrežja je možno preseči

pomanjkljivosti posameznih tehnologij. Optični CWDM in WDM-PON dostopovni sistemi v kombinaciji z LTE in Wi-Fi se pokažejo kot dolgoročno najboljša investicija.

7


VDSL istemi za prenos po bakrenih paricah in DOCSIS 3.x zmanjšajo časovno okno konkurenčnosti za GPON in XGPON sisteme do takšne mere, da je ciklus nadgraditve opreme prehiter in se postavi pod vprašaj dobičkonosnost investicijskih sredstev.

Scenarij nadgraditeve iz GPON na XGPON in TWDM-PON zahteva

posege ali celo zamenjavo elementov na lokaciji OLT in ONT.

V urbanem okolju ponuja Operaterski Ethernet v kombinaciji s CWDM ali WDM-PON tehnologijo na fizičnem sloju OSI sistema bistvene prednosti pri ponujanju storitev podjetjem.

Omogoča sinergijo z mobilnimi omrežji pri zbiranju prometa iz makro in majhnih (small cell) LTE sistemov.

Za učinkovito uporabo WDM-PON sistemov je bistveno veliko število

terminalnih enot ONU.

8

9

Omrežje naslednje generacije ITU-T Y.2001 in WDM-PON

Sloj L0/1

Sloj L0/L1/L2/L3

Podjetniško omrežje


Hrbtenično omrežjeDostopovno/agregacijsko omrežje

MPLS-IPMPLS-TP

OTN/WDM

Podatkovna baza

Agregacijsko stikalo

DSLAM

GPON OLT

IP/MPLS usmernik

BRAS

Paket/OTN/WDM stikalo

Rezident

WDM-PON ONU/ONT

Mobilno omrežje

LTE


ONT

Storitve za mobilne uporabnike

Večina operaterjev mobilnih omrežji je mnenja, da so majhne celice (small cells) ena od najbolj pomembnih lastnosti LTE tehnologije.

Konec leta 2012 je število majhnih celic v obratovanju ( 6, 4 milijonov) večje od števila makro celic ( 6 milijonov).

Tehnologije za realizacijo majhnih celic so Wi-Fi ali LTE.

Wi-Fi ponuja višje maksimalne kapacitete prenosa. Svoj frekvenči pas si deli z drugimi napravami , kot recimo CCTV kamerami.

LTE omogoča do pet krat večji doseg od Wi-Fi in večjo zanesljivost delovanja saj dela v licenčnem radijskem pasu

Tri poglavitna vzroka zakaj mobilni operaterji uporabljajo majhne celice : • Razbremenitev makro celic ( v povprečju dodanih 6 majhnih celic) • Zvišanje globine pokrivanja ( do 10 dodatnih majhnih celic) • Zvišanje kvalitete izkušnje uporabnika (QoE- Quality of Experience) • (o 5 do 30 dodatnih majhnih celic) .

10

Storitve za mobilne uporabnike

11

Pregled ocenjenih kapacitet prenosa v dotoku ( na osnovi SNR meritev ) za LTE majhne celice (small cells) pri ponujanju storitev znotraj stavb v testnem omrežju Virgin Media oktobra 2012 v mestu Newcastle.

Vloga optičnih tehnologij pri ponujanju storitev za mobilne uporabnike

Eden od izzivov pri postavitvi sodobnega LTE omrežja z uporabo makro in majhnih celic je agregacijsko- hrbtenično omrežje.

Odprtost omrežja za ponujanje različnih storitev in uporabo različnih tehnologij.

Simetričnost delovanja in majhna zakasnitev signala in brez tresenja (jitter) v omrežju.

Operaterski Ethernet v kombinaciji s CWDM in WDM-PON zagotavljata najmanjše investicijske in obratovalne stroške pri danih zahtevah.

1 GEthernet je optimalni vmesnik med optičnim in radijskim sistemom.

12

WDM – PON sistemi kot novi element

13

WDM-PON

Frankfurtsko letališče 2012

WDM – PON sistemi

Vsakem uporabniku je pri prenosu storitve skozi isto optično vlakno

namenjena posebna valovna dolžina. Delovanje po enem vlaknu ali parici vlaken.

Danes so dobavljivi WDM-PON sistemi s tako imenovano semensko (seed) svetlobo. Uporabnik (ONU) se na optični kabel priključi skozi AWG (Array Waveguide Gratings) optični multipleksor.

S semensko svetlobo se povzroči delovanje svetlobnega vira ( Fabry Perot laser) v SFP modulu na ustrezni valovni dolžini (optičnem kanalu).

ITU-T je februarja leta 2012 določila novi standard za WDM-PON sisteme s semensko svetlobo G. 698.3

Določeni so optični kanali po katerih sistem lahko deluje. Obenem je

standard dovolj odprt da lahko različni proizvajalci ponujajo svoje rešitve, ki se razlikujejo glede vira svetlobe, načina generiranja semenske svetlobe in izvedbe sistema. 14

WDM – PON sistem s Fabry Perot lasersko diodo in „seed“ svetlobo za določitev valovne dolžine delovanja

15

A

W

G

A

W

G

Injection Locked Fabry

Perot Laser Dioda

AWG – Array Waveguide

Gratings

Optična m

oč d

Bm

Valovna dolžina nm

40

dBm

nm

dBm

nm

< 20 km

OLT

ONU

40

ONU

ONU

ONU

Injection Locked Fabry

Perot Laser Dioda

Optična m

oč d

Bm

Valovna dolžina nm

OPTIČNI CIRKULATOR

OPTIČNO VLAKNO

VIR ŠIROKOPASOVNEGA

»SEED« SIGNALA

10 GEthernet

10 GEthernet

1 GEthernet

1 GEthernet1 GEthernet

1 GEthernet

1 GEthernet

SFP SFP

SFP

A) C pas- prenos po dveh

vlaknih

B) C in L pas- prenos po

enem vlaknu

Zgled odprte WDM-PON arhitektura

Vir moduliranega optičnega signala uporablja IL-FP-LD ( Injection Locked Fabry Perot Laser Diode).

Poseben vir širokopasovnega optičnega signal se preko optičnih povezovalnikov – cirkulatorjev usmeri skozi AWG multiplekser v posamezne IL-FP-LD svetlobne vire. Pri prehodu skozi AWG se ustvari potrebna semenska svetloba (seed).

Sistem na obeh koncih uporablja enak opto električni modul v SFP formatu, ki jih je možno vgrajevati v stikala različnih proizvajalcev saj gre za element s standardnim električnim vmesnikom. Pri delovanju se na drugem koncu zveze vgradi enak SFP modul istega proizvajalca.

Koegzistenca z drugimi načini zagotavljanja storitev v dostopovnem omrežju. Zahvaljujoči uporabi cirkulatorjev na optični liniji je zveza prehodna tudi za druge optične signale na drugih optičnih kanalih saj je uporabljen AWG multiplekser z valovnimi dolžinami v ITU-T standardnem C obsegu.

16

Zgled modulov WDM-PON sistema

17

Modul za generacijo „seed“ svetlobe.

Modul povezovalnika na optično vlakno (dvojni cirkulator)

SFP modul z WDM-PON brezbarvnim oddajnikom in sprejemnikom linijskega signala.

Moduli so del transportnega sistema proizvajalca www.transmode.com

Operaterski Ethernet MEF (Metro Ethernet Forum)

Operaterski Ethernet MEF je standardizirana storitev definirana s petimi atributi, ki ga ločijo od LAN Etherneta.

18

Bled 2011

Pet atributov Operaterskega Etherneta: • Standardizirane storitve

• Možnost širitve

• Nadzor storitev v omrežju

• Zagotavljanje kvalitete storitev

• Zanesljivost

MPLS-TP – Multi Protocol Label Switching-Transport Profile

V letu 2008 določen skupni odbor ( JWC – Joint Working Committee) s strani IETF in ITU-T s ciljem določiti transportni protokol, ki lahko nadomesti obstoječe protokole v transportnih omrežjih.

Poenostavljen IP/MPLS z dodatnimi OAM funkcijami in mehanizmi zaščite v omrežju ?

Ločitev med podatkovnim slojem in kontrolnim slojem, ki je opcija. Sistem se lahko upravlja iz centralnega nadzornega sistema.

Osnovne funkcionalnosti distribuiranega kontrolnega sloja pri MPLS-TP so: signalizacija, usmerjanje in inženiring prometa.

Za OAM se določijo paketi, ki si delijo poti z uporabniškimi paketi. Uporablja se G- ACH (Generic Associated Channel) za identifikacijo OAM paketov.

19

OTN protokol v večslojnem omrežju

20

Dig

ita

lni O

TN

slo

jiO

ptičn

i O

TN

slo

j

ETHERNET

Uporabniški okvirOH

OH

OH ODUk

OPUk

FEC

OCh

FIBRE CHANNEL SDH

OTUk

ODU- Optical Data UnitFEC – Forward Error Correction

ITU-T G.709, G.798, G.872 ITU-T SG15 »Beyond 100G«

OPU -Optical payload unit

OTN – Optical transport unit

Se strinjate?

Lastnosti dostopovnega omrežja določijo kvaliteto izkušnje (Quality of Experience) uporabnika in s tem tudi njegovo „lojalnost“ do operaterja.

Investicije potrebne za implementacijo sistema in stroški obratovanja določijo ceno, ki jo uporabnik plačuje in s tem konkurenčnost omrežnega operaterja.

S pravilno izbiro WDM-PON sistema in skrbnim načrtovanjem je v kombinaciji z Operaterskim Ethernetom možno zagotoviti enostavnost implementacije sistema in ohraniti odprtost dostopovnega omrežja za optičen signale, ki so v skladu s standardom G.698.3 za C optični pasovni obseg delovanja.

S pravočasno uporabo WDM-PON dostopovnih omrežij se zmanjša število investicijskih ciklov in s tem zviša ekonomičnost ponujanja komunikacijskih storitev.

21

Izberite pravo smer > WDM-PON

22 Mala Planina 2013 Maj

Smart Com d.o.o. Brnčičeva ulica 45 1231 Ljubljana – Črnuče www.smart-com.si, [email protected]

29. delavnica vitel brdo pri kranju, 28. maj 2013 ...adsl komunikacijsko omrežje itu-t y.2001 za...

Documents