Reti Fotoniche (Optical Networks)

Presentazione sul tema: "Reti Fotoniche (Optical Networks)"— 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 d’accesso 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 L’attuale 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) SDH - Synchronous Digital Hierarchy (equivalente europeo ed internazionale di SONET) 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-1 51.84
STM-1 STM-4 STM-8 STM-16 STM-64 STM-256 STM-1024 51.84 155.52 622.08

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

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

8 Trama STM-1 in SDH/SONET
L’overhead 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). L’administrative unit (AU) è l’insieme di VC e dei relativi puntatori.

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-4
1080 byte 36 byte byte 0 s Framing Puntatori tempo overhead virtual container 125 s STM-1 # STM-1 # STM-1 # 3 STM-1 # 4

11 Stratificazione SONET/SDH standard ITU-T G.78x
terminale SDH physical layer section line path ADM 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 all’acquisizione 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 d’accesso (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 50% 25% 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.

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 d’accesso (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.