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Reti Fotoniche (Optical Networks) Fabio Neri Politecnico di Torino 011 564 4076.

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Presentazione sul tema: "Reti Fotoniche (Optical Networks) Fabio Neri Politecnico di Torino 011 564 4076."— Transcript della presentazione:

1 Reti Fotoniche (Optical Networks) Fabio Neri Politecnico di Torino

2 Indice (I) Che cosa sono le reti ottiche? Perché le reti ottiche? Tipologie di reti ottiche: reti di trasporto reti metropolitane reti daccesso Commutazione di pacchetto o di circuito? Cenni a reti ottiche di prima generazione

3 Reti ottiche di prima generazione Nelle reti di prima generazione le fibre sostituiscono il rame come mezzo trasmissivo (strato fisico). Esempi: sistemi sottomarini SONET/SDH: evoluzione delle gerarchie TDM plesiocrone (PDH) dei sistemi telefonici. Offre flessibilità nella multiplazione dei flussi e funzionalità di gestione, protezione, interoperabilità, networking. ESCON, FiberChannel, HIPPI: standard per interconnettere elaboratori e periferiche ad alta velocità FDDI, Gbit Ethernet e reti locali (LAN) veloci RPR Resilient Packet Ring (IEEE )

4 SONET/SDH Lattuale infrastruttura della rete telefonica, su cui vengono sovente veicolati i canali di altre tipologie di reti, è in larga misura basata sulle gerarchie sincrone: SONET Synchronous Optical NETwork (segnali ottici multipli della velocità base di segnale di Mbit/s)SONET Synchronous Optical NETwork (segnali ottici multipli della velocità base di segnale di Mbit/s) SDH Synchronous Digital Hierarchy (equivalente europeo ed internazionale di SONET)SDH Synchronous Digital Hierarchy (equivalente europeo ed internazionale di SONET) STS Synchronous Transport Signal (standard corrispondente per i segnali elettrici)STS Synchronous Transport Signal (standard corrispondente per i segnali elettrici) La topologia è ad anelli per motivi di affidabilità.

5 Gerarchia SONET/SDH OC level STS level SDH level Mbit /s OC-1OC-3OC-12OC-24OC-48OC-192OC-768OC-3072 STS-1STS-3STS-12STS-24STS-48STS-192STS-768STS-3072 STM-1STM-4STM-8STM-16STM-64STM-256STM

6 Trama SDH/SONET Elemento base è la trama STM-1, con periodo di ripetizione 125 sElemento base è la trama STM-1, con periodo di ripetizione 125 s La trama è costituita da bit, corrispondenti a una velocità di Mbit/sLa trama è costituita da bit, corrispondenti a una velocità di Mbit/s Linformazione è organizzata in byte su 9 righe da 270 byte ciascunaLinformazione è organizzata in byte su 9 righe da 270 byte ciascuna

7 270 byte Puntatori Framing 9 byte261 byte overhead virtual container administrative unit 125 s tempo 0 s Trama STM-1 in SDH/SONET

8 Loverhead contiene le seguenti informazioni: byte di inizio trama puntatori nella trama dei vari canali multiplati numero di canali trasportati da un frame per identificare i puntatori validi informazioni di OAM che permettono la supervisione e la manutenzione del sistema Il virtual container (VC) è la sezione utile al trasporto dati (261 x 9 = 2349 byte). Ladministrative unit (AU) è linsieme di VC e dei relativi puntatori. Trama STM-1 in SDH/SONET

9 Gerarchia sincrona SDH: da STM-1 a STM-4 STM-4 ha una capacità di 622 Mbit/s, 4 volte superiore a quella di STM-1, pur mantenendo lo stesso periodo di ripetizione della STM-1. Si ottiene raggruppando in modo interlacciato quattro AU in un unico Administrative Unit Group

10 Gerarchia sincrona SDH: STM byte Puntatori Framing 36 byte1044 byte overhead virtual container STM 1 # s tempo 0 s STM 1 # 1 STM 1 # 2 STM 1 # 3

11 Stratificazione SONET/SDH standard ITU-T G.78x terminale SDH physical layer section layer line layer path layer physical layer section layer physical layer section layer line layer terminale SDH physical layer section layer line layer path layer ADM SDH rigeneratore connessione add/drop mux

12 Trasmissione ottica: principali attori Nortel Networks (33%) Lucent Technologies (27%) Ciena Corporation (15%) Alcatel SA (14%) Cisco Systems Inc. (5%) (grazie allacquisizione di Pirelli) Ericsson Telecom AB (3%) NEC Corporation (3%) Fujitsu Ltd. (2%) Anno Fonte: Pioneer Consulting LLC

13 FiberChannel Protocollo pensato per interconnessione di periferiche nei centri di calcolo. Velocità di 800 Mb/s con codifica di linea 8B/10B su fibre monomodali a 1300 nm.

14 FDDI: Fiber Distributed Data Interface E un token ring su fibra ottica a 100 Mb/s, con topologia a doppio anello controrotante. Caratteristiche: alta velocità e affidabilità ritardo poco dipendente dalle dimensioni della rete Usato come backbone di reti LAN o come rete Metropolitana (MAN).

15 FDDI Velocità di trasmissione 125 Mb/s a livello fisico 100 Mb/s a livello Data Link Numero massimo di stazioni: 500 Lunghezza massima della rete: 100 km Distanza massima tra due stazioni 100 m su rame 2 km su fibra multimodale > 20 km su fibra monomodale

16 FDDI Topologia Logica: anello monodirezionale Topologia fisica: doppio anello controrotante albero doppio anello di alberi Protocollo daccesso (MAC) a token temporizzato Dopo aver acquisito il token una stazione trasmette: traffico sincrono traffico asincrono (se rimane tempo)

17 Ethernet a 10, 100, 1000, … Mb/s Banda confrontabile con la velocità interna dei terminali Cavo coassiale condiviso Distanza limitata (~ 1 km) da attenuazione e ritardi di propagazione Bassi costi dovuti a semplicità ed economia di scala Hub o switch: banda e cavi condivisi o dedicati ai terminali

18 Ethernet a 10, 100, 1000, … Mb/s Collegamento tra le scatole in cavo metallico o fibra ottica. Se le scatole sono switch, aumenta la banda, migliora la gestibilità, ma abbiamo una rete a commutazione di pacchetto non controllata. Protocollo Spanning Tree per eliminazione cicli e recupero guasti. 50%25%

19 Ethernet a 10, 100, 1000, … Mb/s Le porte dello switch possono operare in half-duplex o full-duplex (un trasmettitore parla sempre con lo stesso ricevitore). Nel caso di full-duplex: non serve un protocollo daccesso (Ethernet diventa una tecnica di framing e trasmissiva) i limiti di distanza sono puramente di tipo trasmissivo (possiamo raggiungere decine di chilometri)

20 RPR IEEE Recente proposta di rete metropolitana ad anello che cerca di combinare i vantaggi di Ethernet (bassi costi, semplicità) con quelli di SONET/SDH (gestibilità, recupero veloce guasti). Resilient Packet Ring: topologia ad anello.


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