Telekomunikační den Vývoj a nasazení Czech Light Ondřej Havliš Josef Vojtěch, Lada Altmannová, Stanislav Šíma, Jan Radil, Michal Hažlinský, Miloslav Hůla, Pavel Škoda, Jan Nejman, Radek Velc CESNET Oddělení optických sítí Ondrej.Havlis@cesnet.cz http://www.cesnet.cz/ http://czechlight.cesnet.cz/ 28. května 2015 1
Motivace Využití temných vláken (DF) Myšlenka vznikla 1999 Prezentováno CEF networks 2004 http://czechlight.cesnet.cz/cs/homepage/cef-networking/ http://archiv.ces.net/events/20040525/ Cenově výhodné nasazení gigabitových linek N x 1 GE, N x 100 GE Nedostatek optických přístrojů a zařízení vhodné pro NRENs (Národní Výzkumné Vzdělávací Sítě) 28. května 2015 Telekomunikační den 2
Motivace NRENs Spoléhají na pronájem DF Preferuji nemít aktivní prvky mezi vysílačem a přijímačem Využití zařízení bez konverze signálů O-E-O Linky bez opakovačů O-E-O 28. května 2015 Telekomunikační den 3
Ověření před stavbou Czech Light EDFA zesilování Laboratorní testování Otestování na živé trase Praha Pardubice 189 km/ 44 db Použit EDFA zesilovač Keopsys (Booster) Ověření technologie Možnost stavět sítě dle potřeb uživatelů Provozovat je společně s ostatními trasami v síti CESNET 2 Výsledky prezentované v roce 2004 http://czechlight.cesnet.cz/documents/publications/fiber-optics/2004/ RADIL_OBRYS.pdf http://czechlight.cesnet.cz/cs/publications/fiber-optics/2004/radil-final.ppt 28. května 2015 Telekomunikační den 4
Ochranná známka ČR USA?Czech Light? 28. května 2015 Telekomunikační den 5
?Czech Light? Koncept využití optických vláken Pár vláken Jedno vlákno (obousměrně) Aktivní prvky vyráběné pod licencí CESNETu OPTOKON a.s. RLC Praha a.s. Montabras Optics s.r.o. Web http://czechlight.cesnet.cz/ 28. května 2015 Telekomunikační den 6
Vývoj a popis Czech Light family První zařízení rodiny Czech Light byl zesilovač CLA PB01 CzechLight Amplifier 2in1, Booster and Preamplifier Nasazen v roce 2004 na trase mezi Prahou a Plzní (159 km) v CzechLight Experimental Facility Další nasazení v síti CESNET2 mezi Prahou a Hradcem Králové (150 km) 28. května 2015 Telekomunikační den 7
Vývoj a popis Czech Light family V roce 2005 jsme nasadili DI01 do Czech Light Experimental Facility mezi Prahou a Brnem (284 km) Začátkem roku 2006 jsme nasadili CLA PB01 na první trase Cross Border Fibre (CBF) mezi Brnem a Bratislavou (182 km) V polovině roku 2006 byl nasazen nový prototyp CLA PB02 na CBF mezi Brnem a Vídní (221 km) 28. května 2015 Telekomunikační den 8
Vývoj a popis Czech Light family Začátkem toho roku jsme rozšířili CLA o další typ Funkční vzorek obousměrného zesilovače CLA BiDi Nasazení na trase Pecný - Ondřejov pro přenos T/F 28. května 2015 Telekomunikační den 9
Vývoj a popis Czech Light family Postupem času jsme CL family rozšířili o CL-VMUX Czech Light variabilní multiplexer spojuje jednotlivé optické kanály do DWDM signálu a na opačném konci trasy DWDM signál opět rozděluje na jednotlivé optické kanály 40x až 80x CL- VMUX 28. květen 2015 Telekomunikační den 10
Vývoj a popis Czech Light family CLS & CLM Czech Light přepínač a Czech Light multicastový přepínač jsou zařízení, která přepínají optický signál z každého vstupu na jeden či více výstupů CLM 28. květen 2015 Telekomunikační den 11
Vývoj a popis Czech Light family CL-ROADM Czech Light rekonfigurovatelný Add-Drop multiplexer umožňuje operátorovi vzdáleně nastavit distribuci signálu v optickém uzlu sítě CL- ROADM 28. květen 2015 Telekomunikační den 12
Vývoj a popis Czech Light family CL-WSS Czech Light selektivní přepínač vlnových délek slouží ke směrovaní kanálů z vlákna do vlákna jiné linky CL- WSS 28. květen 2015 Telekomunikační den 13
Vývoj a popis Czech Light family Ostatní zařízení CL- Raman Amplifier CzechLight zesilovač, jeho funkce je založena na scmulaci Ramanového rozptylu CLC CzechLight laditelný kompenzátor chromaccké disperze vyrovná na trase vlivy chromaccké disperze CL- Channel Monitor CzechLight kanálový monitor slouží k detekci výkonu v kanálech 28. květen 2015 Telekomunikační den 14
Vývoj a popis Czech Light family Získané patenty oddělení optických sítí Dva ČR a USA patenty, první Evropský patent Op5cký mul5kast ČR podáno 2007, patent vydán 2009 USA podáno 2008, patent vydán 2013 (první americký patent CESNETu) US 8582967 B2 Device for mulccast of opccal signals in the internet and other networks h_p://pabt.uspto.gov/netacgi/nph- Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml %2FPTO%2Fsrchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=8582967.PN.&OS=PN/8582967&RS=PN/8582967 h_p://www.google.com/patents/us8582967 EU podáno 2008, patent vydán 2014 (první EU patent CESNETu) Validován pro UK, DE a FR h_p://www.google.com/patents/ep2227911a2 h_p://www.cesnet.cz/2015/01/prvni- evropsky- patent/ 28. květen 2015 Telekomunikační den 15
Vývoj a popis Czech Light family Získané patenty oddělení optických sítí Ramanovské zesilování ČR podáno 2008, patent vydán 2012 US podáno 2009, patent vydán 2014 (druhý americký patent CESNETu) US 8 630 035 B2 Modular set of devices for opccal amplificacon of signal by raman fiber amplifier h_p://pabt.uspto.gov/netacgi/nph- Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&u=%2Fnetahtml%2FPTO %2Fsearch- adv.htm&r=1&p=1&f=g&l=50&d=ptxt&s1=8630035.pn.&os=pn/8630035&rs=pn/8630035 h_p://www.google.com/patents/us8630035 28. květen 2015 Telekomunikační den 16
Nasazení Czech Light family Zkušenosti z více než 15 let vývoje Kompletní rodina zařízení pro optický přenosový systém Využívá komerčně dostupné transceivery Vysoké pokrytí 78 864 km 2 Nasazeno přes 80 prvků CL family páteřní síti Lepší využití kapacity vláken (souběh systémů C+L+BiDi) Zvyšování spolehlivosc sítě (23 zakruhovaných lokalit) 6400 km Nasvícení vláknové infrastruktury 4890 km Czech Light (CL) 1510 km 4890 km 2878 km 2012 km Cisco CL - pár vláken CL - jednovlákna 28. května 2015 Telekomunikační den 17
Systém pro přenos času a frekvence Obousměrný 800 GHz kanál (zelený) experimentálně zprovozněn 28. května 2015 Telekomunikační den 18
Nasazení Czech Light family Nasazení v síti CESNET 72x CLA, 8x CL-ROADM, 2x CLS-16x16, 2x CL-VMUX 28. května 2015 Telekomunikační den 19
Nasazení Czech Light family Nasazení mimo síť CESNET Středočeský kraj Jednovlákno Kladno Praha Bánovce nad Bebravou FTTx do asi čtyř desítek budov Zesilovače pro CATV Prezentováno na mezinárodní konferenci CEF 2012 ROWANet Páteřní optická síť kraje Vysočina Převážně jednovláknové spoje Plzeň CLA nasazena v síc PilsFree Mimo ČR zařízení nasazena také v Anglii, Dánsku, Egyptě, Jordánsku, Slovensku, Srbsku a na Ukrajině 28. května 2015 Telekomunikační den 20
Nasazení Czech Light family Optická síť ROWANet Zdroj: www.rowanet.cz 28. května 2015 Telekomunikační den 21
Rozvoj vláknové infrastruktury 28. května 2015 Telekomunikační den 22
Monitoring a podpora CLMon Aktuální dohled CL zařízení Globální přehled Systém pro agregaci a korelaci alarmů Správa uživatelů s různými rolemi Možnost přidat i zařízení třetích stran 28. května 2015 Telekomunikační den 23
Monitoring a podpora CLI Management 28. května 2015 Telekomunikační den 24
Monitoring a podpora WEB Management Dlouhodobý trend vývoje sledovaných veličin Systém G3 Výkony, proudy, teploty, otáčky ventilátorů, napětí,... 28. května 2015 Telekomunikační den 25
Děkuji za pozornost Stránky pro čtení off- line následují 28. května 2015 Telekomunikační den 26
?CESNET? CESNET = Czech Education and Scientific NETwork Sdružení založily v roce 1996 veřejné vysoké školy a Akademie věd České republiky (AV ČR) Buduje, provozuje a vyvíjí českou národní e-infrastrukturu určenou pro potřeby vědy, výzkumu, vývoje a vzdělávání Se zabývá vlastním výzkumem a vývojem v oblasti pokročilých síťových technologií a aplikací, které je využívají CESNET v ČR plní roli NREN (National Research and Education Network) Zastupuje ČR v mezinárodních organizacích jako GÉANT Association (vznikla sloučením TERENA a DANTE), EGI nebo GLIF Podílí se na realizaci projektu celoevropské páteřní sítě GÉANT 28. května 2015 Telekomunikační den 27
?CESNET? E-infrastrukturu tvoří čtyři základní logicky ucelené komponenty: vysoce propustná komunikační infrastruktura s přenosovou kapacitou 100 Gb/s (síť CESNET2), gridová infrastruktura pro náročné výpočty, infrastruktura datových úložišť, infrastruktura pro spolupráci distribuovaných týmů a mobilitu koncových uživatelů. Mezi uživatelské instituce e-infrastruktury CESNET patří veřejné, státní a soukromé vysoké školy, ústavy Akademie věd České republiky, fakultní nemocnice, vědecké a další knihovny, technologická a inovační centra a vědeckotechnické parky, významné kulturní instituce a řada dalších vědeckých a výzkumných institucí. Celkový počet individuálních uživatelů v České republice, kteří mají přístup ke službám e-infrastruktury CESNET, dosahuje cca 450 tis. osob. 28. května 2015 Telekomunikační den 28
Projekt Velká Infrastruktura CESNET Pětiletý projekt 2011 2015 Vícevrstvá národní komunikační infrastruktura pro výzkum, experimentální vývoj, inovace a vzdělávání, která je propojena se zahraničními NRENs a je součástí pan-evropských infrastruktur GÉANT a EGI http://www.cesnet.cz/projekty/velka-infrastruktura-cesnet/ Je součástí Cestovní mapy ČR velkých infrastruktur pro výzkum, vývoj a inovaci http://www.msmt.cz/vyzkum-a-vyvoj/velke-infrastruktury-vyzkumu Soustředí se na rozvoj Komunikační infrastruktury Národní gridové infrastruktury Infrastruktury datových uložišť Nadstavbových služeb velké infrastruktury 28. května 2015 Telekomunikační den 29
Služby oddělení optických sítí a Czech Light Zjištění dostupnosti vláken Konzultace k nasvícení vláken Konzultace k nestandardním přenosům Projektovaní nasvícení vláken (pár/jedno) Dohled optických prvků v síti Měření v laboratoři Pronájem přístrojů 28. května 2015 Telekomunikační den 30
Pár vláken vs. jedno vlákno 28. května 2015 Telekomunikační den 31
Pár vláken vs. jedno vlákno Jednovláknové trasy Polovina kapacity, ale přesto dostačující, až 40 kanálů Úspora cca 40% z ceny pronájmu vlákna (cca 0,2 z 0,5 EUR/metr/rok*) Rozdíl v ceně přenosového systému je MALÝ Pro srovnání - roční odpis přenosového systému(10gbps)* 0,12 EUR/metr/rok systém velkého výrobce 0,042 EUR/metr/rok otevřený systém * S. Sima et al: Deliverable D3.2v3 of Porta Optica project: Economic analysis, dark fibre usage cost model and model of operations http://www.porta-optica.org/publications/pos-d3.2_economical_analysis.pdf 28. května 2015 Telekomunikační den 32
Optická laboratoř CESNET 28. května 2015 Telekomunikační den 33
Showroom CESNET Ukázka optické trasy s využitím CLA zesilovače CLA PB02 (Booster+Preamp) a 150km optické trasy 28. května 2015 Telekomunikační den 34
Fotonický testbed (PT) Umožňuje sdílení zdrojů na fotonické vrstvě optických vláken, de/mux, zesilovačů, optických přepínačů... Inspirováno principy SDN a Testbed as a Service (TaaS) Flexibilní, snadno a rychle rekonfigurovatelná, reálná optická infrastruktura Poskytuje služby třetí straně (uživatelům/experimentátorům) Probíhá vývoj směřující k propojení fotonického testbedu a L2 testbedu a vytvoření vícevrstvého experimentálního prostředí Následně propojení s Geant Testbed Service (GTS) Fotonické testbedy ve světě JANET Aurora facility (UK), ESnet DF testbed (USA),JGN-X (Japonsko), KOREN (Korea) 28. května 2015 Telekomunikační den 35
Fotonický systém pro spolupráci Dvě nezávislé trasy Optické cívky G. 652 @ 300 km + kompenzátory disperze Optické cívky G. 655 @ 300 km Pro obousměrný přenos přesného času a frekvence T/F CLS Czech Light Switch Optický přepínač slouží jako centrální bod pro připojení/odpojení optických komponent (Mux/Demux, optických vláken, zesilovačů a kompenzátorů...) CLM Czech Light Multicast Switch Optický multicastový přepínač bude sloužit jako "univerzální monitor port pro měřící přístroje Následně propojení s Geant Testbed Service (GTS) 28. května 2015 Telekomunikační den 36
Připravované aplikace PT Přístup k měřicím přístrojům OSA - optický spektrální analyzátor pro měření vlnových délek a optického výkonu PM - power metr pro měření výkonu OTDR - optical time-domain reflectometer, metoda pro měření a analýzu optických tras (odhad délky vlákna a celkový útlum včetně spojů a použitých zařízení) Měření chromatické disperze CD a polarizační vidové disperze PMD Přístup k optickým zařízením (kvalitní on-line výuka pro studenty a doktorandy) Testování zařízení přenosové systémy, nedatové přenosy (čas, frekvence) Uvítáme zájemce o společný vývoj PT a jeho aplikací 28. května 2015 Telekomunikační den 37
Juniper EX2200 T1 Schéma laboratorního PT λ1=1550,92nm WSS-MUX 1 2 WSS-DEMUX 1 2 λ1=1550,92nm Juniper EX2200 R1 T2 λ2=1550,12nm 3 4 CLA1 Fiber CLA1 Fiber CLA1 Fiber CLA2 3 4 λ2=1550,12nm R2 T3 5 6 C 1 A2in A2out 2 3 DCU 4 B1in B1out 5 6 DCU 7 B2in B2out 8 9 DCU 10 Pin Pout 11 G.652 G.652 G.652 100km 100km 100km C 5 6 R3 T4 7 7 R4 Juniper MX5 8 9 8 9 Juniper MX5 T1 T2 T3 T4 λx=tunable XFP Juniper MX10 T1 T2 λx=tunable XFP In 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 CLS-1 Out 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 λx=tunable XFP λx=tunable XFP Juniper MX10 R1 R2 R1 R2 R3 R4 T3 R3 T4 R4 Fiber IDIL-BiDi EDFA 1 Fiber IDIL-BiDi EDFA 2 Fiber DELL SERVER Adapter T/F 1 2 3 IN OUT 4 5 6 Adapter IN OUT G.655 G.655 G.655 T/F 100km 100km 100km DELL SERVER In 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 CLS-2 Out 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 In 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 CLM Out 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 28. května 2015 Telekomunikační den 38