Koncepce CzechLight, nasazení ROADM v síti CESNET2

Transkript

1 czechlight.cesnet.cz Josef Vojtěch Lada Altmannová, Miloslav Hůla, Jan Radil Stanislav Šíma, Pavel Škoda vojtech (zavináč) cesnet (tečka) cz 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

2 Autoři pracují na těchto projektech: Velká infrastruktura CESNET ( GN3 GÉANT ( 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

3 Osnova Použité koncepty pro vývoj CESNET2 Otevřený fotonický systém CzechLight ROADM (tradiční, bezbarvé, s variabilní mřížkou) ROADM v síti CESNET2 ONS MSTP CzechLight Poděkování O a O 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

4 CESNET CESNET - Czech Educational and Scientific NETwork Sdružení založeno1996 jako nezisková organizace z.s.p.o. veřejné univerzity a Akademie věd ČR Provozuje: Národní síť pro vědu a vzdělávání CESNET2 Experimentální prostředí CzechLight 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

5 Použité koncepty Pronájem temných vláken (DF), od 1999 Vynechání linkových zesilovačů (NIL), od 2002 Jednovláknové trasy s obousměrným přenosem dat, od 2002 Přeshraniční vlákna (CBF), od 2003 Otevřený přenosový systém - CzechLight, od dubna, 2012 WDM Systems Summit

6 Otevřený přenosový systém Pasivy: MUXy, OADM, band-splittery, Optické zesilovače: EDFA+Raman Fixní a laditelné kompenzátory CD Zařízení pro dynamickou práci s lambdami: VMUXy a ROADM včetně bezbarvých, s flexibilní mřížkou a vícestupňových Vláknové přepínače, včetně multicastových Konvertory vlnových délek, monitory kanálů 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

7 Otevřený přenosový systém Pasivní prvky Pro velké počty kanálů (AWG) S minimálním útlumem (hranol) Flexibilní a kombinující CWDM s DWDM (TFF) Zdroj: Cisco 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

8 Otevřený přenosový systém Optické zesilovače CLA EDFA - PB, DI, CA Ramanovské kontinuální nebo TDM čerpání Booster amplifier Pre amplifier Zdroj: Cisco 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

9 Otevřený přenosový systém Kompenzátory CD pro 10G - CLC Založeny na FBG Kanálované (100/50 GHz) Širokopásmové (celé C pásmo) Laditelné (tradiční 40G) 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

10 Otevřený přenosový systém CL-VMUX, CL colorless VMUX Odstranění manuálních atenuátorů Monitoring signálů na vstupu/výstupu V bezbarvé verzi úplná redukce manuální práce Verze s flexibilní mřížkou CL-DSS-VMUX Traditional Necessary 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

11 ROADM První generace jednoduché topologie kruhy, lineární Zdroj: Cisco 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

12 ROADM Druhá generace založena na WSS Komplikovanější topologie Bezbarevnost Řeší směrovost Zdroj: Cisco Zdroj: JDSU 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

13 ROADM Stupeň >2 Linka 1 Split WSS WSS Split Linka 3 Linka 2 Split WSS Mux Demux 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

14 ROADM Bezbarvost Linka 1 Split WSS WSS Split Linka 2 Split Linka 2 WSS WSS WSS 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

15 ROADM Vícesměrnost Split WSS Linka 1 Linka 3 WSS Split Split WSS W S S Linka 2 WSS Split W S S 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

16 ROADM Bez blokování Linka 1 Split WSS WSS Split Linka 3 Linka 2 Split WSS WSS WSS MxN WSS 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

17 ROADM Třetí generace Flexibilní mřížka 400G a 1T Software Defined Optics 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

18 Otevřený přenosový systém CL-ROADM klasické varianty, stupeň 2 Verze pro malý počet kanálů, bezbarevný Ve verzi s plným počtem kanálů těží z hybridní integrace DROP ports ADD ports IN OUT 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

19 Otevřený přenosový systém CL-colorless WSS degree 4 Bezbarvé jádro ADD/DROP mohou být Barevné/bezbarvé Směrové/bezesměrné V bezbarvé a vícesměrné variantě úplná redukce manuální práce 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

20 CLS Koncepce CzechLight, Otevřený přenosový systém Čistě optické přepínání, ochrana, měření Mechanické/Planární CLM Distribuce velmi rychlých signálů jako třeba 4K, 8K video Mechanické/Planární 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

21 CLS/M Koncepce CzechLight, Otevřený přenosový systém 8x8, 16x16 3ms, MTBF 10 6 TX 4k IN 1 1 OUT 50% RX 4k TX 4k IN 1 1 OUT 90% RX 4k 50% RX 4k 5% OSNR TX 8k 33% RX 8k TX 8k 90% RX 8k % 33% RX 8k RX 8k % 5% OSNR Res CD 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

22 Otevřený přenosový systém Dohledový systém CLMon Vizuální zobrazování stavu zařízení Periodická kontrola stavu všech zařízení Víceuživatelský přístup s podporou pro dohledové centrum Grafický návrh topologie optické vrstvy sítě 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

23 Otevřený přenosový systém Systém je stále rozvíjen Vyvinutá technologie a znalosti jsou k dispozici zejména těm, kteří staví nebo využívají vlastní vláknovou infrastrukturu nebo inovují své komunikační služby Vývoj technologie a vznik znalostí hrazen z veřejných prostředků, výsledek za stejných podmínek dostupný všem Partner hradí pouze transfer a ne jejich vznik Licenční partneři CESNETu RLC Praha, a.s. MONTABRAS s.r.o. OPTOKON, a.s. Dostupné také jako služba nasvíceného vlákna ČD-Telematika, a.s. Tűrk Telecom (Pantel International CZ s.r.o.) UPC Česká Republika s.r.o. GTS Czech s.r.o. 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

24 CESNET2 Cisco ONS MSTP 1410km CzechLight 2660km, včetně 905km 1vláknových 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

25 ONS MSTP dubna, 2012 WDM Systems Summit

26 ONS MSTP Stupeň 3, rozšiřitelné Stupeň dubna, 2012 WDM Systems Summit

27 Photonic services Fibre sharing dubna, 2012 WDM Systems Summit

28 Poděkování Jan Gruntorád, Miroslav Karásek, Martin Míchal, Jan Nejman, Václav Novák, Karel Slavíček, Vladimír Smotlacha 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

29 Děkuji za vaši pozornost! Otázky? vojtech (zavináč) cesnet (tečka) cz 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

30 Reference 1 [1] Petr Holub, Josef Vojtech, Jan Radil, et. al., Pure Optical (Photonic) Multicast, GLIF 2007 Demo, Prague, [2] Jan Radil, Stanislav Šíma, Customized Approaches to Fibrebased E2E Services, TERENENA 1st E2E Workshop, Amsterdam, [3] Stanislav Šíma, et. al., LTTx: Lightpaths to the application, From GOLEs to dispersed end users, GLIF 2008 Workshop, Seattle WA, [4] Josef Vojtěch, Jan Radil, Transparent all optical switching devices in CESNET, 25th APAN meeting, Honolulu HI, [5] Radil J., Vojtěch J., Karásek M., Šíma S.: Dark Fibre Networks and How to Light Them, 4th Quilt Optical Networking Workshop, Fort Lauderdale FL, dubna, WDM Systems Summit

31 References 2 [6] Deliverables [7] czechligh.cesnet.cz, Publications [8] Global Lambda Integrated Facility, [9] Vojtěch J., CzechLight and CzechLight amplifiers. In: 17 th TF- NGN meeting, Zurych, Switzerland, April dubna, 2012 WDM Systems Summit

32 Testy 100G 778 km, 208 db, 3x >22 db, + 300km přesný čas 1063km 276 db, 2x>22 db 655km, z toho 368km jednovlákno, 180 db, 3 spany 35.5, 34, 35.5 db, DCF+FBG Více dubna, 2012 WDM Systems Summit

33 Testy 100G, laboratoř 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

34 Testy 100G, laboratoř SPM 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

35 Testy 100G, přenos 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

36 DWDM v síti CESNET2 Transmission layer coexistence and interoperability of proprietary and open DWDM system Proprietární DWDM 8 linek 1410km of dark fibre Otevřený DWDM system 20 linek 2660km of dark fibre Including 905km single fibre lines with bidirectional DWDM transmission 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

37 CESNET2 Development dubna, 2012 WDM Systems Summit

38 New concepts Photonic Services CESNET suggested Photonic services in future GEANT network To allow non-data transmissions To support real time applications Transparency (partial) for future development Low and fixed latency propagation only 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit

39 Photonic Services - Demonstration Experiment Highly accurate time transfer comparison of atomic clock scales between Prague and Vienna (distance about 520 km). Accuracy under 1 nanosecond was achieved (1 ns corresponds to 30 cm light path in vacuum or about 20 cm in fibre). Involved national time and frequency labs in Prague and Vienna: IPE (Institute of Photonics and Electronics of Academy of Sciences of the Czech Republic) and BEV (Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen), Involved equipment: Open DWDM systems Press release A new method of accurate time signal transfer demonstrates the capabilities of all-optical networks dubna, 2012 WDM Systems Summit

40 Photonic Services - Demonstrations Multi-channel low-latency video transmissions for 4K/2K and 3D HD applications in medicine, engineering (CAVE-to-CAVE) and audiovisual processing ( Surgery demonstration for conference: live broadcast of minimally invasive thyroid surgery, watched by the participants of the Stresovice Spring 2010 an international medical discussion forum held on 4th March in Prague by the Otorhinolaryngology Clinic of the Third Faculty of Medicine of Charles University in Prague, in collaboration with the Central Military Hospital in Prague, see : Remote demonstration of a kidney surgery by robotic instrument (da Vinci robot) from the Masaryk Hospital in Ústí nad Labem to the Prague (about 130 km by fibre). Signal delay along the transmission stream was less than 1 ms, enabling a truly real-time 3D Full HD stereo broadcast, see dubna, 2012 WDM Systems Summit

41 Real Time Services, Expected Examples Present network usually support non-real-time services, i.e. no timeliness constraints are defined. For services with a guaranty of real-time constraints, the "best effort" principle is not acceptable. High performance and high speed data transmission need not to be real-time. Real-time has to do with timeliness constraints. Examples: Real time system control in industry and transport, vehicle control Radio frequency over fibre (signals from radio locator, sonar, etc.) Remote instrument control, telescope control HD Videoconferencing and multicast with quality guaranty Real time earthquake monitoring and emergency networks More details: dubna, 2012 WDM Systems Summit

42 New Concepts Fibre Sharing Sharing of fibre pair by more transmission systems: Long haul fibres are expensive No free pairs available Division in space e.g. two 1 fibre bidirectional systems Division in spectrum Band based - e.g. C/L band Sub-band based odd/even channels or red/blue sub-band To be solved: transparent all-optical wavelength conversion to minimize blocking probability 18. dubna, 2012 WDM Systems Summit