Architectures Protocolaires pour le haut débit André-Luc BEYLOT ENSEEIHT Département Télécommunications et Réseaux
Plan Général Panorama Historique La couche physique : PDH, SDH La solution ATM Packet Over Sonet Interface OTN (G.709) 2
Evolutions Piles de Protocoles Frame Relay IP ATM?? SDH-SONET?? SDH-SONET/PDH WDM + MPLS, Ethernet et ses évolutions 3
PDH-Rappels PDH : Normalisation/Conception 1970-1985 Groupement de canaux identiques par multiplexage/démultiplexage Niveau le plus bas = MIC (32 canaux ou 24 canaux) Niveaux hiérarchiques = 1,5 ; 2 ; 6 ; 8 ; 34 ; 44 ; 140 Mb/s Extraction/Insertion : Démultiplexage (s) + Multiplexage (s) Désignation Nb voies utiles Débit Total Débit de base 1 64Kb/s E1 30 2 048Kb/s E2 120 8 448Kb/s E3 480 34 368Kb/s E4 1920 139 264Kb/s 4
Exemple Trame PDH = MIC Trame MIC 256 bits 125 m s 8 bits 3,9 m s IT0 IT1... IT15 IT16 IT17... IT31 sync canaux téléphoniques sig canaux téléphoniques longueur d une trame MIC = 32 * 8 = 256 bits débit d une trame MIC = 256 / 0,125 = 2,048 Mb/s Rem : Nombreuses Trames/Multi-trames Normalisées 5
SDH STS = Synchronous Transport Signal OC = Optical Carrier STM = Synchronous Transport Module Débits Bruts ITU-T SONET (OC/STS) Débit Maximum 51,84 STM-0 1 50,112 155,52 STM-1 3 150,336 622,08 STM-4=4STM-1 12 601,344 2488,32 STM-16=4STM-4 48 2405,376 9953,28 STM-64=4STM-16 192 39813,12 STM-256=4STM-64 768 9621,504 38486,016 6
Format Général PDH 140 Mb/s ATM IP/PPP C-4 x3 VC-4 AU-4 AUG xn STM-N x1 VC-3 TU-3 TUG-3 x3 PDH 45 Mb/s PDH 34 Mb/s C-3 VC-3 AU-3 x7 x7 PDH 6 Mb/s C-2 x1 VC-2 TU-2 TUG-2 2 Mb/s - E1 C-12 VC-12 TU-12 x3 1,5 Mb/s - DS1 C-11 VC-11 TU-11 x4 7
Atteindre de plus haut débit Concaténation de containers : C4-4c C4-16c C4-64c C4-256c OTU = Optical channel Transport Unit 8
Concaténation de VC 9
Trames STM-1 SDH 155,52Mbit/s 270 colonnes pointeurs SOH P O H Trame #1 Trame #2 10
IP/ATM/PHY IP Encapsulation LLC-SNAP AAL-5 CPCS SAR ATM PHY 11
ATM et PHY Sous-couche Convergence de Transmission (TC) Adaptation des débits ATM et PHY (Cellules vides) Embrouillage cellule Calcul/vérification HEC Délimitation cellule Adaptation au conduit de transmission génération/récupération du conduit et de la trame de transmission Sous-couche Media Physique (PM) Codage/Décodage Récupération du rythme Régénération des symboles Support Physique 12
ATM et PHY Cellules ATM ATM PHY Cellules PHY Cellules vides Délimitation : par le champ HEC 13
ATM sur PDH et sur SDH IT0 IT16 PDH 2Mbit/s Trame 1 Trame 2 Trame 3 Trame 4 SDH 155,52Mbit/s 270 colonnes VC-4 9 lignes Trame #1 Trame #2 Cellule ATM 14
IP sur ATM paquets IP => trames LLC-SNAP => AAL5-SDU (LLC) (OUI) (Ethertype) MTU par défaut 8ko (éventuellement jusqu à 64ko) AA-AA-03 00-00-00 08-00 (IP) Paquet IP Trame LLC AAL5-SDU PAD CPCS-PDU 15
IP/PPP/PHY ENCAPSULATION PPP/HDLC : RFC 1662 PPP over SDH : RFC 1619/2615 16
PPP over Simple Data Link (SDL) RFC 2823 0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ Packet Length Header CRC +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ PPP packet (beginning with address and control fields) +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+... +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ SDL CRC +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ Quand on n a rien à émettre, on émet des paquets vides Détection du paquet sur CRC comme en ATM 17
LAPS = Link Access Protocol for SDH 18
et Ethernet 19
Plus on est de fous 20
GFP, EoS et ng Sonet/SDH Les solutions précédentes ne sont pas générales : soient orientées PPP (soit ATM) en terme de format et de débit Ne permettent pas d agréger les clients et les débits Par ex: les débits Ethernet ne sont pas bien adaptés aux débits SDH 100 Mb/s sur 155 Mb/s en utilisant un VC-4 1 Gb/s?? Et au-delà? Les solutions précédentes d encapsulation ne résolvent pas ce problème : Solution GFP et EoS Generic Framing Procedure ITU-T G.7041 21
GFP 22
GFP PLI = Longueur de la trame Délimitation par le chec Synchronisation prise dès que N trames consécutives correctes Automate +/ à la ATM Payload header Type de trame : trames de contrôle ou de données Type de client : Ethernet, IP/MPLS/PPP, GbE (en mode transparent), DVB (en mode transparent) Permet le multiplexage (plusieurs clients) thec 23
Comparaison LAPS - GFP 24
Concaténation Virtuelle - VCAT Concaténation La concaténation souffre d une granularité pas assez fine Efficacité faible en particulier pour Ethernet Concaténation virtuelle : Ethernet over Sonet Ethernet 10Mb/s : VC-12-5v Ethernet 100 Mb/s : VC-3-2v Ethernet 1000 Mb/s : VC-3-21v ; VC-4-7v 25
VCAT ATTENTION : quand les chemins optiques ne sont pas point à point (e.g. réseaux maillés avec plusieurs EXC), les délais peuvent différer, il faut rattraper les écarts au niveau du destinataire 26
LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme) Utilisation dynamique des VC concaténés virtuellement Sans changer le format des trames SDH : Envois d information de contrôle dans l en-tête des trames SDH Reconfiguration dynamique : Dynamic Bandwidth Assignement Attention: les trames SDH ne sont toujours pas reconfigurées dynamiquement! 27
Sonet/SDH Next Generation 28
Nouveaux équipements 29
L avenir sans la SDH : OTN Agrégation de service 30
OTN: Optical Data Unit Débits 31
Hiérarchie OTN 32
Exemple RENATER 33
Format des trames OTU 34
Conclusion La SDH continue à faire de la résistance Débit croissant exploité Concaténation, Concaténation Virtuelle, DBA Mais : Nombreux formats d encapsulation OTN : permet d éviter un niveau d encapsulation On utilise toujours majoritairement la SDH Mise en place de réseaux optiques? Dynamicité? 35