GMPLS: Wegbereiter zu dynamischen optischen Transportnetzen

GMPLS: Wegbereiter zu dynamischen optischen
Transportnetzen
Dr. Bernhard Edmaier1, Dr. Andreas Iselt2, Dr. Achim Autenrieth2, Dr. Andreas Kirstädter2
1
BT Global Services, Transport & Access
2
Siemens AG, Corporate Technology, Information & Communication
In zukünftigen Netzen werden Control-Plane-Technologien eine entscheidende Rolle spielen. Viele
Veröffentlichungen und Standards behaupten, dass Ansätze wie GMPLS (Genralized Multi Protocol
Label Switching) und ASTN/ASON (Automatically Switched Transport/Optical Networks) den
Netzbetrieb
vereinfachen
werden
und
neue
Dienste
ermöglichen.
Bisher
wurden
die
zugrundeliegenden Geschäftsprozesse jedoch nicht betrachtet. In dieser Präsentation wird ein
Überblick über die Technologien gegeben und es werden die aktuellen Standardisierungsaktivitäten
vorgestellt. Neben der technischen Betrachtung werden auch die Geschäftsprozesse typischer
Netzbetreiber analysiert. Anhand der Aufstellung der relevanten Wertschöpfungsketten werden die
wirtschaftlichen Vorteile der Technologie verdeutlicht. Es wird gezeigt, dass die Technologie nicht nur
jedem einzelnen Netzbetreiber Vorteile bietet, sondern auch die Kooperation der Netzbetreiber
untereinander automatisiert werden kann. Damit können einerseits wiederum völlig neue Dienste
ermöglicht werden (z.B. Ende-zu-Ende-Bandwidth on Demand) sondern es werden auch neue
Geschäftsmodelle möglich, die ähnlich dem Zusammenspiel von Automobilfirmen mit Ihren
Zulieferern, heute zu einer engen Verknüpfung in virtuellen Firmen führen werden.
GMPLS: Wegbereiter zu dynamischen
optischen Transportnetzen
Control Planes in Transportnetzen
Dr. Bernhard Edmaier
Dr. Andreas Iselt
BT Global Services, Transport & Access
Dr. Achim Autenrieth
Dr. Andreas Kirstädter
Online 2003
Düsseldorf
25.9.2003
Überblick
• Motivation
• Grundprinzip
• Einführungsszenarien
• Standardisierung
• Anwendungen
• Zusammenfassung
Siemens AG, Corporate Technology
Information & Communication
Motivation
Motivation: Aktuelle Probleme der Netzbetreiber
Rollout of new services
70%
Service provisioning
of existing services
70%
Challenges
Network management
and maintenance
Neue
NeueDienste
Dienste, ,
Bereitstellung
Bereitstellungund
und
Betrieb
Betriebsind
sindderzeit
derzeitdie
die
größten
größten
Herausforderungen!
Herausforderungen!
60%
Integrating new
technologies and products
50%
Internal network security
Managing legacy
infrastructure
Lösung
30%
Network growth
Einführung
Einführung einer
einer
20%
Control
Control Plane
Plane
20%
0%
20%
40%
60%
80%
Percent of Respondents Rating 6 or 7
(Infonetics Research: “Service Provider Networks: Access, Routing, Switching, and Optical, Europe”, 2002)
Grundprinzip
Netzsteuerung mit Control Plane
• Architektur
• Schnittstellen
• Funktionen
• Mehrschichtige Netze
Grundprinzip
Control Plane Architektur
Management Plane
Zentralisierte
Netzverwaltung
Control Plane
Verteilte Funktionalität
zur Steuerung des
Netzes
Transport Plane
Datenübertragung
und -vermittlung
Nutzer
Netz
Steuerung
Steuerung
Router
Crossconnect
Grundprinzip
Control Plane Schnittstellen
Switched Connection: Angestossen durch Kundennetz
Kundennetz
Kundennetz
Soft Permanent Connection (SPC):
Durch das Netzmanagement angestossen
UNI
Netzbetreiber A
UNI
Netzbetreiber C
Domain A
I-NNI
Domain C
I-NNI
Inter-Operator
E-NNI
Inter-Operator
E-NNI
Netzbetreiber B
Domain B.1
I-NNI
UNI User Network Interface
NNI Network Network Interface
(I-internal, E- external)
Intra-Operator
E-NNI
Kundennetz
(IP, ATM, SDH)
Domain B.2
I-NNI
UNI
Grundprinzip
Funktionen der Control Plane
Inventory and Resource Management
1. Neighbor Discovery
2. Global Topology Dissemination
Management Plane
Control Plane
Transport Plane
Dynamic Provisioning
Network Resilience
3. Signaling for Connection Provisioning
5. Distributed Recovery
4. Routing (Path Calculation)
6. Fault Localization
Grundprinzip
Control Planes in mehrschichtigen Netzen
Control Plane Zusammenspiel
Integration von durchschalte- und paketvermittelten Netzen
Multi-layer Optimierung (z.B. Shortcuts)
Management Plane
Control Plane
Transport Plane
Überlast am Router
Entlastung des Routers
Einführungsszenarien
Einführungsszenarien
UNI
NNI
UNI
NNI
UNI
NNI
Schnittstellen
werden vom NMS
bedient
Proxy-Lösung:
Dezentrale Control
Plane Einheiten
Für bestehende Netze
Standardisierung
Standardisierungsansätze
• Architektur, Funktionales Modell
and Anforderungen
• ASON / ASTN
• Multi-vendor Interoperabilität
and Signalisierungsschnittstellen
• UNI, NNI
• Generalized MPLS and Protokolle
• Routing: OSPF, IS-IS
• Signalisierung: RSVP-TE, CR-LDP
• Automatic Discovery
• Link Management
• Fehlerlokalisierung
LMP
Integration ins
Netzelement
Für neue Aufbauten
Standardisierung
ITU-T Recommendation Framework
Architecture &
Specification of
the DCN
High level requirements
G.8080
Architecture
Call &
Connection
Management
G.7712
PNNI
Based
G.807
Automatic
Discovery
Techniques
G.7713
G.7715
Detailed
Requirements
Protocols
In SDH &
OTN
networks
G.7713.2
CR-LDP
Based
G.7714
G.7714.1
G.7713.1
RSVP-TE
Based
Routing in
ASON
G.7713.3
Anwendung / Wertschöpfungskette
Value Chain und Value System
Value chain [Porter]
Firm Infrastructure
Human Resource Management
Technology Development
Procurement
Inbound Operations Outbound Marketing Service
Logistics
Logistics & Sales
Bandwidth
(e.g. SDH or Packet)
Bandwidth
(e.g. SDH)
e.g. Fibers
Transport Network
Operator
Customer
/ Retailer
Carrier
Value system [Porter]
Anwendung / Wertschöpfungskette
Network Operators’ Value Chain
Wertschöpfungskette nach Porter
Firm Infrastructure
Human Resource Management
Support
Activities
Technology Development
Procurement
Primary
Activities
Inbound Operations Outbound Marketing
Logistics
Logistics & Sales
Verringerung
Verringerungder
der
„Lagerhaltung“
„Lagerhaltung“
Automatisierung
Automatisierung
des
desEinkaufs
Einkaufs
Service
Automatisierung
Automatisierungder
der
Betriebsprozesse
Betriebsprozesse
(z.B.
(z.B.Interdomain)
Interdomain)
Geringere Investitionen
(CAPEX)
Verbesserte
Verbesserte
Fehlertoleranz
Fehlertoleranz
Geringere
Betriebskosten
(OPEX)
Unterstützung
Unterstützungder
der
Vertriebsprozesse
Vertriebsprozesse
Automatisierung
Automatisierung
des
desLieferprozesses
Lieferprozesses
Neue Dienste: z.B.:
Bandwidth on Demand
Bandwitdh brokerage
Anwendungen
Control Plane – Anwendungen & Vorteile
Prozessautomatisierung
• Automatisierter
Verbindungsauf- und -abbau
• Schnelle Bereitstellung
• Automatische Topologieerkennung
Verringerte
Betriebskosten
Verbesserte Netzausnutzung
• Verteilte Restoration
• Dynamische Erweiterung des
Netzes
Verringerte
Investitionskosten
Flexible Dienstbereitstellung
• Bandwidth on demand
Standardisierung
• Multi-vendor integration
Neue
Geschäftsmöglichkeiten
Zusammenfassung
• Vereinfachung des Betriebs und neue Dienste
als aktuelle Herausforderungen bei Übertragungsnetzen
• Control Plane-Technologie kann helfen diese Probleme zu lösen
• Wirtschaftliche Vorteile wurden durch Analyse der
Netzbetreiberwertschöpfungskette gezeigt
• Vielzahl an technischen Vorschlägen vorhanden
• Standardisierung wird in verschiednen Gremien vorangetrieben
• Weitere Forschung, Entwicklung und Standardisierung
notwendig