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Diffusion contrôléeWorkshop AIMS 99ATM-IP-Multimedia Services
11-12 May 99
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Diffusion contrôlée
Outline
P918, Motivation and Objectives Optical Transport Network IP backbone IP over WDM, why ? IP/ATM/SDH & WDM Layers IP over WDM : First layering Network Scenarios POL Packet Over Ligthwave: Cisco SRP and NTT MAPOS
Concepts Integration of IP over WDM: MPLS to control WDM Standardisation : OIF Forum Conclusion
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Diffusion contrôlée
P918 Motivation
The exponential increase of IP traffic
The emerging of Giga-Tera bit Routers with STM-16/ STM-64 interfaces
The emerging of High bit rate Optical Network using OADM/OXC Network Elements
The need of simplified network scenario for IP over WDM
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Diffusion contrôlée
P918 Objectives
•To Provide an overview of Giga/Tera Bit Routers IP protocols RTP, Multicast, Diff Serv ..
•To investigate different techniques to carry IP over WDM (new interface & protocol)
•To identify different IP transport network scenarios assessing IP, ATM, SDH and WDM Inter-Networking
•To contribute to standardization bodies IUT-T, ETSI, IETF and the new Optical Inter-networking Forum OIF
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Diffusion contrôlée
Optical Transport Network :
• 1995-1998: Point to point WDM (G.692)
4, 8, 16, 32 et 64? à 2.5 et 10 Gbit/s
640 Km
ODemux1-n
i
OMuxOptical Amp.
OADM
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Diffusion contrôlée
Optical Transport Network :
OADM
1- n
1- n
1- n
i
j
1- n
1- n
Reconfiguration time:
1 - 300 ms
OXCi j
•Optical network elements
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Diffusion contrôlée
IP backbone
Edge RouterGSR
Gigabit Switch Router
IP Packets
IP Packets
LAN
WAN
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Diffusion contrôlée IP Gigarouter productsHardware AVICI
(TSR)NEXABIT(NX64000)
PLURIS(TNR)
ARGON(GPN)
TORRENT(IP9000)
JUNIPER(M40)
CISCO(12000)
Internal dataformat
Cells Packets 64 bytes cells Cells Cells 64 bytes cells
AggregateBandwidth
32 Tbits/s(14*40*60Gbits/s)
6,4 Tbits/s(4*1,6 Gbits/s)
164 Tbits/s(128*16*80Gbits/s)
160 Gbits/s(8*20 Gbits/s)
10 Gbit/s (IP9010)20 Gbits/s(IP9520)
40 Gbits/s 60 Gbits/s(4*15 Gbits/s)
IP forwardingEngine
ASICs (pipeline)7 Mpps.
142 ns/packet/module
ASIC25 Kpps.
40 µs/packet/module
ASIC33 Mpps
30 ns/packet/module
ASIC7,8 Mpps.
128 ns/packet/module
FPGA1.25 Mpps.
800 ns/packet/module
centralised ASIC40 Mpps (total).
25 ns /packet
ASIC + R5000300 Kpps(256oct.).3,2µs / packet(256oct.) / module1 Mpps (74oct.).0,95µs / packet(74oct.) / module
CoS / QoSCongestionControl
RED RED, WRED,RIO
eWRED RED EPD, LPLQ, bitCLP
RED, WRED RED, WRED
TrafficEngineering(TE)1
MPLS (RSVP)Protected TE
MPLS (RSVP) MPLS (RSVP) MPLS (RSVP) Tag Switching
Line cards OC 48c (POS)OC 12c (POS)OC 3c(POS/ATM)OC 192c (POS)(99)
OC 48c (POS)OC12c(POS/ATM)OC 3c(POS/ATM)OC 192c (POS)(99)Gigabit (99)
OC 192 (POS)OC 48 (POS)
OC48c(POS/ATM)OC12c(POS/ATM)DS3
OC 48c (POS)OC12c(POS/ATM)OC 3c(POS/ATM)DS310/100 Base T
OC 48c (POS)OC12c(POS/ATM)OC 3c(POS/ATM)DS3Gigabit (99)
OC 12(POS/ATM)OC 3(POS/ATM)GigabitOC 48 (with a newASIC for L3F)OC 192 (99)
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Diffusion contrôléeIP over WDM, why ?IP and Optical transport capacity evolution
105
104
103
102
101
Mbit/s
1985 1990 1995 2000
Trans
IP
(WDM)
STM-64
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Diffusion contrôlée
IP/ATM/SDH & WDM Layers
Routing/Addressing IPv4, IPv6 ..
MPLS
Switching
DXC/ADM
ATM &QoS
VC
VP
SDH
VC-12 (c)
VC-4 (c)
Ethernet
10-100 Mbit/s 1Gbit/s
NEW
POLPacket over Light wave
Physical Interface ATM-Cell Based SDH Ethernet
OADM OXC (WDM)
O C H O M S
Optical Fiber O T S
O P
R
A O
T
M E
C
& T
I
O
N
CoS & RSVP
IP Based
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Diffusion contrôlée
IP over WDM : First layering Network Scenarios
IP ATM
ATM
Cell Based SDH
WDM
IP ATM
SDH VCnc
POS,SDL SDH
WDM
IP
Ethernet
GbE SDH
WDM
IP
MAPOS-SRP
SDH IP Based
WDM
ATM SDH Ethernet IP/WDM
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Diffusion contrôlée
The link is STM-16 for the first 3 methods, and GbE with a line rate of 1.25Gb/s for the last.
Encapsulation/Framing
Overhead Link capacityMb/s
IP/ATM/SDH 28% 1944IP/ATM/CB 23% 2016IP/PPP/SDH 6% 2335IP/SDL 3% 2411IP/GbE 11% 902
Overhead percentage comparison
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Diffusion contrôlée
Future IP over WDM integration
Time
Static
Highly Dynamic
Optical packetswitching
Optical packetswitching
Dynamic WDM channel routingDynamic WDM channel routing
Static network configuration
Static network configuration
Optical label switching
Optical label switching
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Diffusion contrôlée
Integration of IP backbone and WDM Network ??
CER
Colored Edge Router
13
13
IP/OXC
IP-MPLS
L2 Switch ?
SDH
WDM
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Diffusion contrôlée
OIF view of IP over WDM Network architecture
Optical Network
ONE
ONE ONE
DATADATA
DATAVendor A
Vendor B
Vendor CVendor C
Optical UNI
ONE :Optical Network Element
Specification of
Optical UNI interface ?
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Diffusion contrôlée
Conclusion
Ask for P918 deliverables
D1 June 1999 : IP over WDM, transport and routing
D2 January 2000 :Network scenarios for IP over optical networks
D3 March 2000 : Optical Transport Network Management
D4 March 2000: Proposal for test-beds and experimental assessment
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Diffusion contrôlée
Annexes
•Functional description of Optical transport network G. 872
•Physical aspects of Optical transport network G. 959
•POL Packet Over Ligthwave :
•Cisco SRP Concept
•NTT MAPOS concept
•History of OIF Forum
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Diffusion contrôlée
OTS OTS OTS OTS
OMS OMS
OCH
OTS
OMS
OCH •OCH Optical Channel
•OMS Optical Multiplex Section
•OTS Optical Transmission Section
Optical Transport Network :
Functional description, G. 872
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Diffusion contrôlée
Optical Transport Network :
1999-2002: Physical aspect of G.959• 128 WDM at 10 Gbit/s, capacity of 1.28 Tbit/s
• OPS Optical protection, flexible OADM and OXC
OXC
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Diffusion contrôléePOL Packet Over Ligthwave : Cisco SRP Concept
SRP basedLAN/MAN
New Layer 2 MAC Technology SRP
–Spatial Re-Use Protocol •Uses SONET framing•Bandwidth efficient •Fairness (SRP-fa) •Scaleable•Protection switching IPS•Multicasting & priority•Dynamic, per-packet spatial reuse
75XX
GSR
GSR
75XX
75XX
75XX
75XX
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Diffusion contrôlée
PPP in HDLC (RFC1662) Packet over SONET/SDH(POS)
MAPOS16 version 2 (RFC2175)• Modification for 16bit addressing
MAPOS version 3 (forthcoming)• New header format with source address, Tag, QoS, and optional fields
POL : MAPOS concept
Flag0x7E
Address0xFF
Control0x03
Protocol(16bit)
Information Field(0-1500bytes)
FCS(16/32bits)
Flag0x7E
DestinationAddress(16bit)
Protocol(16bit)
Information Field(0-65280bytes)
FCS(16/32bits)
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Diffusion contrôlée
Standardisation : OIF Forum History: the OIF was initiated in May 1998 by:
Ciena, Cisco Systems, AT&T, Bellcore, Qwest, Sprint, World Com, and HP
Now: 90 principal members (April 99) including the most important Operators and manufactories
Goals : Standardization of a new Optical Internetworking UNI between Data vendor and optical network vendor
Organization in 3 WGs
– WG Requirement and network architectures
– WG Physical and link layer
– WG OAM & P