Обзор и новые возможности архитектуры CisconLight. Платформа NCS 2000

1. Борис Черваков
Технический консультант
bchervak@cisco.com
Обзор и новые возможности архитектуры CisconLight. Платформа NCS 2000
01.12.2014
© 2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

2. А куда делся ONS?

3. ONS 15454 MSTP или NCS 2000
Single Module ROADM(s)
R9.1-Q42009
Enhanced Ethernet Xponder
R9.0–Q12009
OTU2Transponder
R 9.0 –Q12009
AnyRateXponder
R 9.4 –Q42011
80ch, 8-Degree WXC
R9.2–Q12010
40GCoherent
R9.2.1–Q12011
Co-Propagating Raman
R 9.3 –Q32011
R9.2–Q12010
96 Channel MAL-less EDFA’s
R 9.4 –Q42011
15216 Edge OADMs
R9.2–Q12010
100G
R 9.6 –Q22012
WSON Intelligence
R9.4–Q42011
15454 M6& M2Chassis
TNC & TSC Processors
R10 –Q1 2014
NCS 2006 & NCS 2002 Chassis
TNC & TSC Processors

4. Переход от MSTP к NCS

Переход осуществляется посредством замены программного обеспечения

Полная совместимость основных сервисных модулей

Совместимость на сетевом уровне

Единое управление
ONS 15454 MSTP
NCS 2000

5. Сервис NCS поверхMSTP
Сервис с NCS до MSTP
Гибридная сеть NCSиMSTP
Единое управление через CTC
NCS2K
MSTP
Совместное использование NCS и MSTP

6. Обзор Cisco nLightи Network Convergence System (NCS)

7. Гибкость, Конвергенция, Масштабируемость
Аппаратное совмещение функционала
Логическое объединение функционала
Единое многоуровневое управление

8. Гибкость, Конвергенция, Масштабируемость
Плотность и производительность IP-портов
Плотность и эффективность оптических портов
Программно- перенастраиваемый DWDM транспорт
Высокоскоростная обработка пакетов
Недорогой оптический или медный бекплейн
Единое логическое устройство
nV
Единое сетевое управления
Cisco PRIME™
Выравнивание скоростей и коммутация
Адаптивные мультискоростныеDWDM интерфейсы
nLightSilicon
Colorless-Omni-Flex nLight ROADM
Автоматизация
nLight
Control Plane
Эффективная агрегация низкоскоростных интерфейсов

9. NCS 2000
Гибкий и программируемыйтранспорт
NCS 6000
Большая пакетная
производительность
NCS 4000
Плотность и эффективность
использования оптики
Эффективное использование инфраструктуры
Простота эксплуатации
Адаптация к различным технологическим циклам
Обмен информацией между уровнями сети
Единое управление
Cisco Network Convergence System(NCS)

10. Семейство Network Convergence System(NCS)
NCS 6000
NCS 4000
NCS 2000
Магистральный маршрутизатор с высокой плотностью 100Гбит/с интерфейсов Производительность до 1Тбит/с на слот, с расширением до 5 Тбит/c
Поддержка мульти-шасси
OTN+Ethernet/MPLS+WDM
Производительностьдо 200Гбит/с на слот, с расширением до 500 Гбит/с
Поддержка мульти-шасси
Flex Spectrum, Omni-Directional, Colorless, ContentionlessROADM
Производительностьдо 200Гбит/с на слот
GMPLS/WSON
Магистральныймаршрутизатор
Агрегация и транспорт
Интеллектуальный DWDM

11. nLight
Silicon
nLight
ROADM
nLight
Control Plane
Конвергенция, Гибкость, Масштабируемость
Архитектура Cisco nLight
100G и далее…
Различные модуляции
Производительность
Обмен информациейАвтоматизация и оптимизация
Программируемость
Полная гибкость
Отсутствие ручных настроек
Масштабируемость

12. Новое семейство продуктов построенное с учетом требований по программируемости и конвергенции
Высокая масштабируемость, обеспечивающая 10 —15 лет жизненного цикла для оборудования
Межуровневое взаимодействие для управления и передачи данныхзначительное снижение капитальных и операционных затрат
NCS 4000
Сервисы TDM, Ethernet/IP/MPLS и OTN/DWDM на единой конвергентной платформе
NCS 2000
Полностью программируемый, не требующий ручного вмешательства, оптический уровень
Совместимость сONS 15454 MSTP
Транспорт нового поколения

13. Обзор платформы NCS 2000

14. Инновации и функционал Cisco nLight
Конвергенция
Гибкость
Масштабируемость
Network Convergence System 2000

15. Гибкость
Конвергенция
Масштабируемость
Network Convergence System 2000
•
Предоставление сервисов по требованию
•
Автоматическая конфигурация с помощью SDN
•
Динамическая оптимизация ресурсов сети
•
Уменьшение количества сетевых уровней и элементов
•
Обмен информацией между уровнями
•
Коммутация и груммингL0 / L1 / L2 / L3
•
Транспорт для Internet of Everything
•
Адаптация интерфейсов полоса/дальность
•
Увеличение каналов, скоростей, плотности портов

16. Компоненты NCS 2000
Общие компоненты
Шасси, блоки питания
Вентиляторы
Модули управления
Layer 0
ROADM
Оптические усилители
Layer 1+
Транспондеры
Мукспондеры
Кросспондеры

17. Шасси NCS 2000
NCS 2002
2 RU
2 сервисный слота
1 модуль управления
AC или DC питание
200G+на слот
NCS 2006
6 RU
6 сервисный слотов
2 модуля управления
РезервируемоеAC илиDC
200G+на слот
NCS 2015
14 RU
15 сервисных слотов
2 модуля управления
РезервируемоеAC илиDC
FCS –середина2015 года

18. Cisco nLightROADM

19. Функционал nLightROADM
Перестраиваемый лазер
Colorless
Перестраиваемый приемник
Omni-Directional
Contentionless
Flex Spectrum
WSON
Wavelength Switched Optical Network
Полный контроль через программное обеспечение, без необходимости ручных перекроссировок

20. Гибкость ничто без «умной» подсистемы управления, способной найти и установить подходящий маршрут через оптическую сеть
Комбинациямеханизмов GMPLS и протокола WSON, позволяет включать оптические сервисы, учитывающего требования оптических интерфейсов и DWDM характеристики сети
Использование протокола GMPLS-UNI позволяет вышестоящим уровням автоматически запрашивать включение сервисов на оптическом уровне сети
Распределенное вычисление топологии обеспечивает скорость реакции и отказоустойчивость
WSON
Интегрированный интеллект
Интеллектуальная плоскость управления

21. АрхитектураROADM предыдущего поколения
•
Один WSS для добавления (Mux) каналов на каждом из направлений
•
Все входящиес направления каналы передаются на все другие направления и на локальный вывод (Drop)
•
Mux WSS блокируетканалы, которые не должны передаваться в этом направлении
•
Внедрение Omni-directional и Colorlessтребует большего количества портов и направлений
•
С ростом количества направлений становиться сложнее решать вопрос с изоляцией каналов
•
Увеличиваются потери в полносвязнойпатч-панели
WSS
‘Select’
WSS
‘Select’
WSS
‘Select’
Полносвязная
патч-панель
Drop
Drop
Degree A
Degree B
Degree C
“Broadcast & Select”
Add
Add

22. Архитектура nLightROADM
•
Добавлен второймодуль WSS, отвечающий за демультиплексирование (Demux)каналов на входном порту каждого направления
•
DemuxWSS «направляет»(Route)любую комбинацию длин волн с портаCOM-RX на любой Expressпорт
•
Mux WSS«выбирает»(Select)любуюкомбинацию длин волн со своих Express портов и передает их впорт COM-TX
•
Каналы изолируются на входе и выходе, что повышает оптическиехарактеристики
•
Отсутствие пассивного сплитерауменьшает вносимые потери(IL)
•
Позволяет внедрять Omni-DirectionalиColorlessузлы с большим количеством портов/направлений
Add
Drop
Полносвязная
патч-панель
WSS
‘Select’
WSS
‘Route’
WSS
‘Select’
WSS
‘Route’
WSS
‘Select’
WSS
‘Route’
Degree A
Degree B
Degree C
“Route& Select”

23. Детали работы «Route &Select»
Route
&Demux
Select
& Mux
Любаякомбинация неповторяющихся длин волн на любой порт
Любая комбинация длин волн на каждом из портов
96 каналов
96 каналов
НаправлениеX

24. nLight ROADM –больше каналов, больше направлений
Увеличение каналов в C-Band
Увеличение оптических направлений
50 GHz ITU Grid
•
80 96 длин волн
•
20% больше емкость
Новые каналы
Новые каналы
•
Более полносвязные(Mesh)топологии
•
Большее количество портов для построения Colorless и Omni-directional

25. 50ГГцROADM
Функционал nLightFlexSpectrum DWDM
Ch1
Ch2
Ch3
Ch4
50ГГц
50ГГц
50ГГц
TX1
TX2
TX3
TX4
Обычная 50ГГц DWDM система
nLight FlexSpectrumDWDM
λ
nLightSiliconDSP
Ограничение спектра каналов
nLight
Flex Spectrum
ROADM
Формирование суперканала

26. Формирование суперканала
Когерентный
приемник
Передатчик
с фильтром
Найквиста
100G(1)
100G(2)
100G(3)
100G(4)
400G Суперканал
(100G QPSK поднесущие)
Flex Spectrum ROADM
&
Splitter Drop
Flex Spectrum ROADM
&
Coupler Add
100G(1)
100G(2)
100G(3)
100G(4)

27. Увеличение ёмкости системы DWDM
0
5
10
15
20
25
30
0,8
9,6
19 -22
24 -28
Ёмкость на пару волокон
100G
96 λ
>200G
96 λ
>200G
Flex Spectrum
до 150 λ
Терабитв секунду
10G
80 λ

28. Архитектура узла nLightROADM
Mesh
Add/Drop
16-WXC-FS
16-WXC-FS
16-WXC-FS
16-WXC-FS
Направление1
Направление2
Направление3
НаправлениеN
EDRA или MAL-less усилители
ROADM
Пассивная модульная патч-панель
Пассивная модульная патч-панель
Транспондеры и/или IPoDWDM
Усилители
Усилители
Усилители
Усилители

29. Логическая схема узла nLightROADM
Усилители
16-WXC-FS
16-WXC-FS
Усилители
16-WXC-FS
Усилители
CCOFSADD/DROP
Пассивная патч-панель для снижения количества кроссировок
Пассивная
патч-панель
Когерентное детектирование на Dropдля упрощения и повышения гибкости узла
Порты 16-WXC-FS могут быть использованы для подключения оптических направлений или локального Add/Drop

30. EDRA: новое поколение усилителей
EDRA –Erbium Doped Raman Amplifier. Модуль с интегрированнымиEDFA и Рамановскимусилителями позволяет получить оптимальные оптические характеристики и масштабируемость сети
Четыре типа модулей:
•
с встроеннымиPreиBooster EDFA (EDRA-2), усиление26дБ и 35дБ, для использования на узлах с ROADM
•
только с PreEDFA (EDRA-1), усиление26дБ и 35дБ, для использования на узлах промежуточного усиления
MPO для OCM/CD/OTDR
E2000 PS PC LINE-RX
2x LC для 16-WXC
2x LC дляOSC
1x LC дляLINE-TX

31. 16-WXC-FS Mechanical Details
16 дуплекс портов
8-fiber MPO Express &Add/Drop
UPG
COM (Trunk)
Основа для построения гибкого DWDM уровня
FlexSpectrumROADM с шагом 12,5 ГГц или поддержкой 96-ти 50ГГц каналов
Состоит из двух основных функциональных блоков:

Однонаправленный1 x 16 WXC демультиплексор

Однонаправленный 16 x 1 WXC мультиплексор
16портов для терминацииоптических направлений или подключения Add/Drop
Возможность расширения до 32 портов
Optical Channel Monitor (OCM) для контроля мощности по каждому из каналов

32. Пассивная модульная патч-панель
•
16 портов на ROADM позволяют создать Mesh-узел c M оптическими направлениями и N портами для подключения локальноговвода/вывода(гдеM+N=17)
•
Для транзитных каналов, порт ROADM для каждого оптического направления должен быть подключен к порту ROADM’оввсех других направлений
•
Omni-directional ввод/вывод требует чтобыN портов локального ввода/выводабыли подключены к М оптическим направлениям
•
Необходима полносвязнаяинфраструктура, которая обеспечить прямые оптические соединения между всеми мультиплексорами на узле
16xROADM + Add/Drop
16x ROADM
Патч-панель
Full Mesh = n*(n-1) портов(n=17) 272дуплех(TX/RX) порта!
Модульное решение –оптимальный подход!

33. Пассивная расширяемая патч-панель
•
Каждый16-WXC-FS имеет32 физических подключения (16x TX и16x RX)
•
Большое количество портов гарантирует гибкость и хорошую масштабируемость решения в будущем
•
Расширяемая патч-панель предназначена для соединения оптических компонентов узла друг с другом и позволяет значительно снизить количество физических кроссировокмежду ними, облегчая инсталляцию и дальнейшую эксплуатацию оборудования, повышая надежность
•
Использование MPO разъемов так же способствует уменьшению внутриузловых соединений
•
Модульная унифицированная конструкция позволяет расширять функционал различными пассивными компонентами, по мере необходимости
•
Все пассивные элементы оснащены USB портами для сбора инвентарной информации, а также для подачи эл. питания для работы встроенных фотодетекторов

34. 5 Degree Mesh
Пассивная модульная патч-панель
Пять различных модулейдля организации Mesh или Add/Drop подключений
Дочетырех модулей в одно шасси (1RU)
До 16-ти оптических направлений с шагом 4 направления
Поддержкабольшого количества Colorless иOmni-directional портов
Пассивное исполнение= максимальная надежность
Встроенные фотодетекторы для контроля оптической мощности
4Degree Upgrade
4x4 Colorless A/D
16x1 Colorless A/D
MPO LC Adapter

35. Схема узла nLightROADM
D2
E2
F2
G2
B2
A2
C2
E1
F1
G1
H1
MF-DEG-5
MF-DEG-5
AD2
AD1
H2
A1
B1
C1
D1
MF-DEG-5
4x Mesh + Add/Drop
+ 4направления

36. Cisco nLightSilicon

37. Инновации nLightSilicon
40G
100G
200G
Cisco CPAK
Эволюция DSP
Технология CMOS Photonics
70% снижение размеров и эл. потребления по сравнению с CFPи20/40% по сравнению с CFP2
Соответствие стандартам IEEE и ITU-T

38. 10G cервисныекарты для NCS 2000
SDHмультиплексор
Шифрование
Транспондер
L2 коммутатор
Мукспондер

39. 100G+ сервисные карты для NCS 2000
100G WDM Line Card –CXP клиент
100G WDM Line Card –CPAK клиент
100G/200G WDM Line Card –CPAK клиент

40. 100G когерентные транспондеры
Программная настройка режима работы
Metro иLH версии карт
Расстояниядо3000 кмсEDFAи до4800 кмс Рамановскимиусилителями
IEEE стандартныеLR-4 иSR-10 клиенты
6x 100G транспондеровв6RU
4,2Терабитана стойку
CXP клиент
CPAK клиент

41. 200G когерентный транспондер
Программный выбор формата модуляции:

100G QPSK

200G 16-QAM

50G BPSK*
ПоддержкаLR4иSR10 CPAK
Совместная работа с мультисервисными10x10G и10G/40G клиентскими картами
ПоддержкаHD-FEC иSD-FEC
Электронное ограничение спектра передаваемого сигнала для формирования суперканалов(фильтр Найквеста)

42. Форматы модуляции –ДальностьvsЁмкость
BPSK
28 GBaud
56 Gbps
50 Gbps
10,000 km
QPSK
32 GBaud
112 Gbps
100 Gbps
6,800 km
16-QAM
35 GBaud
224 Gbps
200 Gbps
1200 km
16-QAM
40 GBaud
280 Gbps
250 Gbps
1000 km
Modulation
Baud Rate
Line Rate
Payload Rate
Distance

43. Режимы работы 100G+ карты
100G/200G транк
100G Транспондер
100G/200G Регенератор
ChassisBackplane
Chassis Backplane
100G
клиентская
карта

44. 100G/200G мультисервисныйклиентские карты
10 x SFP+ Client Card
2 x CFP Client Card
Multi-Rate Client Card

45. 10G/40G мультисервиснаякарта агрегации
10G, 40Gи 100G клиентский модуль
2x 10G SFP+, 2x 40G QSFP+ и 1x 100G CPAK порты
Трафик 10G & 40G клиентов агрегируетсяи передается через бэкплейнили через 100G CPAK порт
Карта может взаимодействовать со 100G или200Gтранковойкартой
Агрегированный клиентский сигнал может быть зашифрован
Multi-Rate
Line Card
Nx10G
Nx40G
100G
клиенты
100/200G
WDM Line Card
Зашифрованный канал

46. Режимы работы 100G мукспондера
10x10G-LC
10G SFP+
Chassis Backplane
100G
DWDM
10G 100G Muxponding
40G 100G Muxponding
10G/40G 100G Muxponding
100G CPAK LC
Multi-Rate Client Card
100G
DWDM
100G SR-10 CPAK
+
2x40G SR-4
Breakout Cable
Chassis Backplane
100G
DWDM
40G QSFP+
10G SFP+
10G SFP+

47. Chassis Backplane
Chassis Backplane
Режимы работы 200G мукспондера
10G
SFP+
Chassis Backplane
10G/40G/100G 200G
10x10G client
Multi-Rate Client
200G Line Card CPAK
100G
CPAK
200G
DWDM
100G
CPAK
40G
QSFP
Различные комбинации карт:
10G
SFP+

48. Заключение

49. NCS 2000 Architectural Convergence
Единая платформа для
доступа, агрегациии ядра DWDM сети
Мультишассиимежплатформенное
масштабирование и единое управление
•
Снижает количество регенераций
•
Единое управление сервисами
•
Единая аппаратная база
•
Построение сети любого размера
•
Простое наращивание ёмкости
•
Унифицированное управление
NCS 2006
Multi-Shelf
NCS 4016 + NCS 2006
Unified Network Element
NCS 6008 + NCS 2006
nVOptical Satellite

50. CiscoRu Cisco CiscoRussia
Ждем ваших сообщений с хештегом
#CiscoConnectRu
Пожалуйста, используйте код для оценки доклада
9664Ваше мнение очень важно для нас.
Спасибо
Contacts:
Name: Борис Черваков
Phone: +7 985 6436485
E-mail: bchervak@cisco.com
01.12.2014
© 2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.