Réseaux et routage optiques François COLOMBIER Christophe PUGNOUD Réseaux et routage optiques Exposé Réseaux couches basses 29/11/2004

Réseaux et routage optiques Progrès importants augmentation significative des débits fiabilité et sécurité plus grandes Limites maîtrise des photons conversions opto-électriques lentes  Solution : tout optique

Réseaux et routage optiques Transport des signaux optiques fibre optique multiplexage WDM protocoles SONET/SDH Routage optique OADM, OXC RWA

Réseaux et routage optiques La fibre optique

Réseaux et routage optiques Fibre optique cylindre de verre : cœur + gaine le signal transite dans le cœur réflexion interne totale assurée par la gaine

Réseaux et routage optiques 3 types de fibres

Réseaux et routage optiques Fibre multimode plusieurs signaux de trajectoires ≠ atténuation assez importante (4 dB/km) distances courtes (< 4 km) Fibre monomode signal unique atténuation faible (0,35 dB/km) grandes distances (~ 600 km)

Réseaux et routage optiques Autres média fibre plastique moins performante moins chère Wi-Op (Wireless Optical Broadband) communication sans fil full duplex installation facile et peu coûteuse portée limitée

Réseaux et routage optiques Avantages de la fibre sur le cuivre débits plus importants (Gbps, Tbps) prix au bit plus faible plus économique à long terme fiabilité plus importante sécurité : pas de « rayonnement »

Réseaux et routage optiques Le multiplexage WDM

Réseaux et routage optiques Le multiplexage WDM Wave Division Multiplexing  FDM multiplexage de longueur d’onde indépendant de la fibre longueurs d’onde entre 1530 et 1565 nm 1,6 nm entre 2 longueurs d’onde  16 canaux

Réseaux et routage optiques Extensions du WDM Dense WDM et Ultra Dense WDM : jusqu’à 0,2 nm d’intervalle  160 canaux Coarse WDM : entre 1270 et 1610 nm intervalles de 20 nm  18 canaux

Réseaux et routage optiques Le WDM sur la fibre : 2 classes d’utilisation Le LASER : performant : émet sur 1 longueur d’onde signal émis puissant cher et nécessite de l’entretien  Utilisé sur fibre monomode avec WDM ou DWDM

Réseaux et routage optiques Le WDM sur la fibre : 2 classes d’utilisation Les LEDs : émettent sur plusieurs longueurs d’ondes simultanément signal émis et débit faibles composant bon marché  Réservé à la fibre multimode et nécessite CWDM

Réseaux et routage optiques Les protocoles SONET/SDH

Réseaux et routage optiques SONET / SDH fin des années 80 SONET : Synchronous Optical Network (US) SDH : Synchronous Digital Hierarchy (UE) portent sur les 2 premières couches de l’OSI (physique et liaison)

Réseaux et routage optiques SDH trames sous forme de matrices cycle de transmission de 125 µs hiérarchie de niveaux de trames : STM (Synchronous Transport Module), trame de base : STM-1 (9x270=2430o)

Réseaux et routage optiques Trame STM-1

Réseaux et routage optiques En-tête informations pour l’exploitation, la gestion et la maintenance du réseau pointeurs sur les données encapsulées Données trames quelconques (ATM, Ethernet, IP, …) encapsulées dans un Conteneur Virtuel (VC) VC+pointeur = Unité Administrative (AU)

Réseaux et routage optiques Techniques utilisées concaténation de trames car trame SDH de taille fixe encapsule des données de taille variable synchronisation grâce au « bit stuffing » niveau STM-n multiple de STM-1 débit fourni multiplié par n (n x 155,52 Mbps)

Réseaux et routage optiques SONET trame de 9 lignes par 90 colonnes débit 3 fois moins important hiérarchie OC (Optical Carrier) débit OC-1 = 51,84 Mbps le reste est identique (CV, pointeurs, concaténation, bit stuffing, …)

Réseaux et routage optiques Comparaison des niveaux STM et OC

Réseaux et routage optiques Le routage

Réseaux et routage optiques Topologies et équipements Technologies Protocoles

Réseaux et routage optiques Topologies et équipements Sub-divisions Longue distance (Long Haul) Régional Métropolitain (MAN) Accès

Réseaux et routage optiques Topologie générale

Réseaux et routage optiques Liaison DWDM (base)

Réseaux et routage optiques Liaison DWDM Avec OADM et OXC

Réseaux et routage optiques

Réseaux et routage optiques

Réseaux et routage optiques Add-Drop Multiplexer Principe

Réseaux et routage optiques Optical Add-Drop Multiplexer

Réseaux et routage optiques Optical Cross Connect (OXC)

Réseaux et routage optiques Optical Cross Connect (OXC)

Réseaux et routage optiques Gestion du réseau

Réseaux et routage optiques Gestion des trafics Couche Contrôle Couche données

Réseaux et routage optiques Les transports sur optique

Réseaux et routage optiques Les couches (suite)

Réseaux et routage optiques Contrôle du réseau Objectifs : Découvrir les ressources du réseau Calculer et construire les chemins Gérer la connexion (début, panne, fin)

Réseaux et routage optiques Découverte et réservation Problème RWA Route and Wavelength Assignment OSPF – TE RSVP – TE =>GMPLS

Réseaux et routage optiques Contrôle du réseau Défis : protocoles de gestion incompatibles Faire avec les parties sont opaques Contentions de longueurs d’onde Satisfaire les contraintes de protection

Réseaux et routage optiques Découverte et réservation ASTN Automatic Switched Transport Network

Réseaux et routage optiques Contrôle du réseau

Réseaux et routage optiques Gros plan sur « EN »

Réseaux et routage optiques GMPLS

Réseaux et routage optiques GMPLS (2)

Réseaux et routage optiques GMPLS (3)

Réseaux et routage optiques Une tendance : réduction des couches

Réseaux et routage optiques Les protections 1+1

Réseaux et routage optiques Les protections 1:1

Réseaux et routage optiques

Réseaux et routage optiques Brasseur Optique (MEMS) Fujitsu

Réseaux et routage optiques Principe MEMS 3D

Réseaux et routage optiques MEMS Détails

Réseaux et routage optiques Faire des simulations Logiciel Java « GLASS » (National Institute of Standard and Technology) Gmpls Lightpath Agile Switching Simulator

Réseaux et routage optiques Equipements « tout optique » disponibles ROADM OXC/MEMS En cours : Convertisseur Dédoubleur (pour le Multicast)

Réseaux et routage optiques Que nous réserve le futur ? « Je pense qu’il y a un marché mondial d’environ 5 ordinateurs » Thomas WATSON, président d’IBM en 1943 « Il n’y aucune raison pour les gens veuillent des ordinateurs chez eux » Ken OLSON, président-fondateur de DEC en 1977