Black Link. IETF

Publicado: 10 diciembre, 2012 en Tecnología
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En esta entrada se realiza un resumen de gran parte del documento del  IETF , A framework for Black Link Management and Control (draft-kunze-black-link-management-framework-00). Así que si sigues leyendo, atente a las consecuencias.

RESUMEN

El término Black Link hace referencia a un conjunto de recomendaciones de la ITU, en las que se describen escenarios en los que un par transmisor/receptor, que pueden ser del mismo o diferente suministrador, se comunica a través de una red óptica WDM de otro suministrador. Estos estándares proporcionan las especificaciones para las interfaces de la capa física (sin gestión o control) de una serie de aplicaciones basadas en los black links.

  • G.695. línea óptica CWDM constituida en anillos punto a punto unidireccionales y bidireccionales. Sistemas de interfaces sobre una fibra monomodo multicanal (aproximación de black box) o un único canal (aproximación de black link), con una velocidad de hasta NRZ 10 G, sin amplificación y un máximo de 16 canales en la rejilla propuesta en la G.694.2
  • G.698.1. Sistemas de línea óptica DWDM punto a punto unidireccional o anillo, sobre fibra monomodo usando interfaces de canal único, con la distancia de transmisión en el rango de entre 30 Km y 80 Km (aplicaciones metro) y velocidades de 2.5 y 10 Gbps con una rejilla de 100 GHz, o de 10 Gbps en rejilla de 50 GHz (G.694.1)
  • G.698.2. Sistemas de línea óptica DWDM punto a punto unidireccional o anillo sobre fibra monomodo usando interfaces de canal único, con velocidades de 2.5 y 10 Gbps con  rejilla de 100 GHz y de 10 Gbps con rejilla de 50 GHz (G.694.1).
  • G698.3. Sistemas DWDM punto a punto bidireccionales sin amplificación, usando interfaces multicanal o de canal único, con velocidades de hasta 1.25 Gbps utilizando la rejilla de 100-GHz y distancia de unos 40 km.

 Estas recomendaciones son responsabilidad de la ITU-T, concretamente del  SG15 (questions Q6/15).  En los últimos tiempos, este grupo de trabajo se ha centrado en establecer un conjunto de parámetros y sus valores asociados para permitir la interoperabilidad multisuministrador entre los diferentes formatos de modulación existentes para 40 Gbps, revisando la G.698.2.

Un black link comprende el enlace DWDM entre el multiplexor y el demuliplexor óptico, así como los potenciales amplificadores o OADMs y la fibra que conecta el transmisor con el receptor.

Revisiones futuras podrían incluir formatos de modulación avanzados que son más apropiados para 40G, y especialmente 100G. Existe un acuerdo para la inclusión de P-DPSK, RZ-DQPSK, DP-QPSK debido  la penentración que presentan en ciertos mercados.

Dos métodos para testear estos nuevos formatos de modulación se posicionan como los más  apoyados:

  • Error Vector Magnitude for QPSK signals (propuesto por Ciena)
  • Demodulated Extinction Ratio for DPSK signals (propuesto por ALU).

Para el periodo 2013-2016, uno de las tareas más interesantes del Q6/15 será la inclusión de especificaciones de rejilla flexible para DWDM en las recomendaciones que están afectadas por esta “pregunta”, de manera que, la compatibilidad transversal (black box o black link) en un entorno multivendor multidominio pueda ser garantizado. Otras actividades serían el estudio de formatos multiportadora, como OFDM, SCM, etc, y la aplicación de técnicas de FEC a los sistemas de transmisión óptica terrena sobre todo para mejorar el margen del sistema o para relajar las especificaciones de los parámetros ópticos.

El documento proporciona un marco que describe una solución para la gestión y control de interfaces ópticas de acuerdo con la aproximación de Black Link especificada por la ITU-T G698.2. En particular examina los elementos topológicos y las medidas de gestión de red relacionadas.

El enrutado óptico y la asignación de longitud de onda basada en WSON queda fuera del ámbito de este documento. Nos centraremos en la gestión de las interfaces ópticas. La aplicación de un plano de control dinámico, para funciones como el autodescubrimiento o la distribución de parámetros de las interfaces es complementaria. En cualquier caso, este trabajo no entra en conflicto con WSON pero mejora y apoya los trabajos ya realizados para en plano de control y de gestión.

1. Introducción

El uso de black links  para redes de larga distancia y redes de agregación añade una opción adicional a los operadores para simplificar u optimizar las redes. La integración de interfaces ópticas coloreadas en los routers y en otro tipo de clientes podría aportar gran cantidad de beneficios, considerando un transporte eficiente y optimizado para servicios de alto nivel.

Los proveedores de servicio despliegan sus redes como una infraestructura que combina paquetes y transporte. Esto asegura una elevada disponibilidad y flexibilidad en el transporte de datos.

Ambas tecnologías suelen gestionarse, habitualmente de manera separada, unidades operacionales diferentes que utilizan conceptos de gestión diferente. Este es el status quo en la mayoría de las redes desplegadas hoy en día. En el caso de despliege de un black link o una friendly wavelength, donde las interfaces coloreadas se desplazan al cliente (por ejemplo, router), es necesario establecer una conexión de gestión entre el cliente que proporciona la interfaz coloreada y el correspondiente EMS (Element Management System) de la red de transporte, para asegurar que los parámetros de dicha interfaz coloreada pueden ser gestionados de la misma manera que los despliegues tradicionales permiten.

Es conveniente tener en cuenta que plano de control y de gestión son dos entidades separadas que manejan la misma información de manera diferente. En este documento se habla tanto del plano de gestión como del plano de control para diferentes casos de operación de BL (Black Links) y de FW (Friendly Wavelength).

2. Terminología y Definiciones

  • Black Link: El enlace negro (ITU.G698.2) permite soportar un par óptico transmisor/receptor de uno o diferentes suministradores para inyectar un canal DWDM y desplegarlo sobre una red óptica compuesta de amplificadores, filtros, ADM de diferentes suministradores. Además el estandar define los parámetros de entrada y salida en la interfaz Ss y Rs
  • Interfaz Coloreada: el término interfaz coloreada define una interfaz de canal óptico que se usa para enlazar largas distancias y que se conecta directamente con un sistema DWDM. Las interfaces coloreadas operan sobre una longitud de onda fija o sintonizable (en una banda). Interfaz coloreada es un término más  genérico y es un superconjunto del enlace negro.
  • Friendly Wavelength. Longitud de onda amigable es una longitud de onda que se genera u origina por una interfaz óptica que no es parte de un sistema WDM pero que es completamente gestionada y conocida por el sistema WDM.
  • Alien Wavelenght, Lambda Alien es una longitud de onda que se genera u origina en una interfaz óptica que no es parte de un sistema WDM y que ni se gestiona ni se conoce por dicho sistema WDM.
  • Forward error correction (FEC):  es una manera (imprescindible) de mejorar la implementación de sistemas de transmisión ópticos de larga distancia. El empleo de FEC  en los sistemas de transmisión ópticos da paso a un diseño de sistemas que pueden aceptar un BER (Bit Error Rate) mayor  (mucho mas que 10-12) en la línea de transmisión (antes de la decodificación).
  • Interfaz Intradominio (Intra-domain Interface (IaDI): Es el lado de línea del sistema óptico. Se trata de una interfaz física dentro de un dominio de suministrador o administrativo, que puede ser tanto estandarizada (acorde con la G.698.2 ) o propietaria.
  • Interfaz Interdominio (Inter-Domain Interface(IrDI): Es una interfaz física que representa la frontera entre dos dominios administrativos, así como la frontera entre el cliente y el dominio óptico.
  • Plano de Gestión: Soporta capacidades FCAPS (Fault, Configuration, Accounting, Performance and Security   Management)
  • Plano de Control. Soporta señalización, cálculo de caminos, enrutado, establecimiento y restauración de caminos.
  • Capa de Red Cliente (Client Network Layer): Es la capa que se sitúa sobre el nivel  WDM, desde la perspectiva de la capa WDM.
  • Transpondedor: Es un elemento de red que implementa la conversión O/E/O (Optico/Electrico/Óptico). Se hará solo referencia a transpondedores 3R como se definen en ITU.G872

3. Solución de Gestión para un Black Link DWDM

Básicamente, la gestión de FW y de BL  maneja aspectos relacionados con provisionar y establecer canales y el mantenimiento de los mismos. Estas funciones son demandadas por la capa de red cliente que esté por encima del WDM. Para la gestión de BL y FW se consideran los siguientes tipos de red WDM:

  • WDM pasivo
  • WDM punto a punto (herencia)
  • WDM con OADM (herencia)
  • Redes ópticas transparentes que soportan funciones específicas de IPoWDM, interfaces y protocolos.

Adicionalmente, podrían considerarse los siguientes casos de despliegue:

  • Despliegues exclusivos de BL
  • Despliegue de BL combinados con interfaces grises de cliente, este caso estaría motivado por el uso de equipamiento heredado que seguirían usando las conexiones tradicionales.

3.1. Descripción de la conexión WDM del lado cliente

3.1.1. Despliegues tradicionales WDM

La conexión típica de la capa cliente hacia un sistema WDM se basa a día de hoy en interfaces de cliente (grises) de cortas/medias distancias entre ambos. La señal óptica que entra al sistema WDM debe ser convertida mediante una conversión OEO a la correspondiente longitud de onda con el nivel de potencia adecuado para el camino de transmisión asignado. Esta conversión la realizza el transpondedor, tal y como se puede ver en la figura 1.

Después de esa conversión OEO la señal cumple con los parámetros que han sido especificados para ese enlace concreto WDM.

La figura 1 muestra esta interconexión cliente-WDM tradicional usando transpondedores para la conversión de las longitudes de onda. IrDI y IaDI, como se definieron en el apartado 2, especifican las diferentes áreas de demarcación relacionadas con las conexiones externas e internas.

FIGURA 1 BLACK LINK
La gestión y el control de las capas WDM y cliente se realizan mediante soluciones diferentes. Diferentes unidades operacionales suelen ser responsables de las interfaces de cliente y de la capa WDM.

3.1.2. Despliegues de Black Link

En el caso de un despliegue de Black Link, la figura 2  nos muestra con el transceptor DWDM se localiza directamente en el cliente, evitando las interfaces grises. En este caso, es necesario encontrar una solución para la gestión de esa interfaz coloreada para que sea equivalente a la gestión tradicional. Este requisito conviene que sea completamente asegurado especialmente en aquellos casos donde el equipamiento legacy y las interfaces BL y FW puedan ser usados en paralelo o conjuntamente y la forma de operar la red siga siendo la tradicional.

La figura 2 muestra un conjunto de puntos de referencias, para la aproximación de BL, para la conexión de un único canal (Ss y Rs) entre los transmisores (Tx) y los receptores (Rx). Aquí, los elementos de la red EDM incluyen un OM y un OD, , uno o más amplificadores ópticos y puede incluso incluir uno o más OADMs.

figura 2 black link

Independientemente de las redes WDM que han sido consideradas, el BL debe funcionar igual de bien en despliegues mixtos de sistemas legacy con equipamiento BL y FW.

5. Soluciones de gestión y control para los Black Link

La operación y gestión de los sistemas WDM es tradicionalmente un grupo homogéneo de tareas que podrían ser realizadas de manera más eficiente cuando se trata de un sistema de gestión único o paraguas que también  se encarga de administrar las longitudes de onda.

Este tipo de operación de red tradicional se diseñó pensando en una gran cantidad de tráfico orientado a conexión en las redes de los operadores. Este comportamiento ha cambiado completamente. Hoy en día el tráfico IP es el dominante en las redes y desde el punto de vista operacional es más beneficioso utilizar una aproximación común para la gestión y la operación. Debido a esta larga historia de separación operacional, debería ser posible gestionar los despliegues de BL de la manera tradicional.

Además, desde el punto de vista de la operación de la red, en un BL puro, o en una mezcla con equipamiento legacy (transpondedores) hay dos aproximaciones para gestionar y operar la red:

  1. Operación y gestión seaparada del cliente y de la red de transporte
    1. Enlace directo a los sistemas de gestión (EMS, OSS)
    2. Enlace indirecto al sistema de gestión, usando un protocolo entre el nodo propietario del enlace y el nodo del sistema WDM al que está directamente conectado para intercambiar información de gestión
  2. Operación y gestión común para IP y red de transporte

La primera opción mantiene el status quo en  redes de gran tamaño. En este caso, se deben asegurar por completo las funcionalidades FCAPS asociadas a la gestión (Fault, Configuration, Accounting, Performance and Security). Esto significa para el personal que gestiona la red que nada cambia. La interfaz óptica será parte del dominio definido por el sistema de gestión óptico y será gestionado por el personal de gestión del transporte.

La segunda opción debería ser la preferida si la capa de transporte WDM subyaciente se usa principalmente para interconectar nodos IP, y la restauración y creación de servicio se realiza en capas superiores (por ejemplo IP/MPLS). En este caso hay más beneficio en tener un nivel de integración y una gestión común será más eficiente.

5.1. Operación y Gestión separadas de BL

5.1.1. Conexión directa al sistema de gestión

Como se muestra en la figura 3 una posibilidad para gestionar la interfaz óptica dentro del cliente es una conexión directa con el sistema de gestión del dominio óptico. Esto asegura la gestionabilidad de la manera tradicional.

figura 3 black ling

El intercambio de información de gestión entre el cliente y el sistema de gestión asume que existe cierta forma de enlace directo entre el nodo cliente y el sistema de gestión WDM (por ejemplo EMS). Esto podría implementarse mediante un enlace Ethernet o una conexión DCN.

Debe asegurarse que la interfaz óptica pueda ser gestionada de una manera estandarizada para permitir soluciones interoperables entre los diferentes suministradores de interfaces ópticas y suministradores de software de gestión para redes ópticas.  RFC 3591 define objetos de gestión para el tipo de interfaz óptica pero no cubre los escenarios que se describen en este documento. Además, una extensión de esta MIB para la interfaz óptica se ha esquematizado en el borrador  [Black-Link-MIB].  En este caso, se utiliza SNMP para el intercambio de datos entre el cliente y el sistema de gestión del dominio WDM.

Hay que dejar claro que una actualización de los componentes de la interfaz de cliente no implica necesariamente una actualización del software del EMS, y viceversa.

5.1.2. Conexión indirecta al sistema de gestión WDM

La alternativa que se muestra en la figura 4 puede usarse en los casos en los que se aspire a una relación más automatizada entre el nodo de transporte y el router. En este caso, se utilizará una combinación de las características de un plano de control rudimentario y una gestión manual. Sería el primer paso hacia un modelo de operación más orientado hacia el plano de control.

figura 4 black link

Para el intercambio de información entre el cliente y el nodo al que está directamente conectado de la red de transporte óptica puede utilizarse la  RFC 4209.  Esta extensión de LMP puede utilizarse entre el nodo propietarios y un nodo adyacente de la red óptica, tal y como aparece en la figura 4.

LMP basado en RFC 4209 no soporta la transmisión de datos de configuración (información). Esta funcionalidad debe ser añadida a las extensiones del protocolo existentes. El uso de LMP-WDM asume que alguna forma de canal de control existe entre el nodo cliente y el equipamiento WDM. Podría ser una longitud de onda dedicada, un enlace Ethernet o un DCN. Se ha propueto el uso de una señalización fuera de banda sobre un enlace separado o DCN para asegurar mayor disponibilidad.

5.2. Consideraciones del plano de control

Básicamente no es una imposición obligatoria el uso de un plano de control en escenarios de BL o FW, al menos no en los casos más simples donde los clientes se conectarán punto a punto usando una infraestructura WDM simple (multiplexor y amplificador). Como primer paso es posible configurar el enlace al completo usando un sistema de gestión estándar y una conexión directa del router o cliente al EMS de la red de transporte. La información de configuración puede ser intercambiada usando SNMP (mirar la sección 5.1.1.)

Teniendo en cuenta el plano de control, podemos considerar dos escenarios:

  • Un plano de control común para el transporte y los clientes; esto implica un responsable único de la operación tanto para el cliente como para la gestión de la red de transporte.
  • Un plano de control separado para cliente y para red óptica sin ninguna interacción

Como se dijo en 5.1.2  deberían usarse algunas funcionalidades mejoradas del plano de control, como LMP. En un escenario tan simple es posible utilizar sólo LMP para el intercambio de información entre los nodos y el dominio óptico. LMP debe correr entre ambos puntos del extremo a extremo del enlace y entre el nodo frontera y el primer nodo de la red óptica.

Referencias

   [ITU.G.872]       International Telecommunications Union,
                     "Architecture of optical transport networks", ITU-
                     T Recommendation G.872, November 2001.

   [ITU.G698.2]      International Telecommunications Union, "Amplified
                     multichannel dense wavelength division multiplexing
                     applications with single channel optical
                     interfaces", ITU-T Recommendation G.698.2,
                     November 2009.

   [ITU.G709]        International Telecommunications Union, "Interface
                     for the Optical Transport Network (OTN)", ITU-
                     T Recommendation G.709, March 2003.

   [RFC2119]         Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate
                     Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, March 1997.

   [RFC3591]         Lam, H-K., Stewart, M., and A. Huynh, "Definitions
                     of Managed Objects for the Optical Interface Type",
                     RFC 3591, September 2003.

   [RFC4209]         Fredette, A. and J. Lang, "Link Management Protocol
                     (LMP) for Dense Wavelength Division Multiplexing
                     (DWDM) Optical Line Systems", RFC 4209,
                     October 2005.
  [Black-Link-MIB]  Internet Engineering Task Force, "A SNMP MIB to
                     manage the optical parameters caracteristic of a
                     DWDM Black-Link", draft-galimbe-kunze-black-link-
                     mib-00 draft-galimbe-kunze-black-link-mib-00,
                     March 2011.
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comentarios
  1. Luis dice:

    Muy interesante, ya era hora que suceda lo mismo que en SDH, la interoperabilidad entre proveedores. Gracias

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