1. Технология Cisco nLight™
для построения транспортных
инфраструктур нового поколения
Сергей Пахомов
Менеджер по развитию бизнеса
Ноябрь 2013
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

2. Тренды в индустрии транспортных сетей
• Рост трафика
 Общемировой трафик растет более чем на 40% ежегодно
 Российский международный трафик - в 6 раз за период с 2010г по 2015г (прогноз)
 Основной тип трафика – пакетный, рост доли видео
 Россия как естественный мост между Европой и Азией
• Сетевая архитектура
 Перемещение основных затрат в оптику в комплексных проектах
 Интеграция DWDM систем с роутерами - упрощение сетевой архитектуры
 Оптические сети – переход к каналам 100G и гибкому DWDM уровню
 Миграция к высокоскоростному пирингу и соединению дата центров
• Требования современных бизнес моделей
 Упростить сетевую архитектуру – интеграция пакетных и оптических технологий
 Оптимизация капитальных и эксплуатационных затрат (CAPEX и OPEX)
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
2

3. IP / OTN + Optical - концептуальное объединение
На сегодняшний день сетевые уровни
обособлены.
• Причина – Управление сетевыми структурами требует различных навыков.
Различие между IP, OTN и Optical серьезно выросло за время их раздельного
существования. При этом, внедрение IP и OTN решений в области оптического
транспорта неуклонно возрастает.
• Неэффективность сетей на данный момент – Реализация механизмов настройки,
защиты, надежности в каждом уровне сильно отличается. Межуровневая
оптимизация представляется сложной задачей
• Изменение концептуального подхода к созданию сетевой инфраструктуры,
заключающееся в объединении уровней – IP, OTN & optical открывает новые
возможности сохранения затрат OPEX & CAPEX.
• Перспектива – Концепт IP+Optical способен сократить затраты OPEX и CAPEX на
50%
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
3

4. Направления эволюции
•
Оптические операции с WSON / GMPLS
•
Оптимизация спектра
•
Восстановление сервиса на уровне L0
ContentionLess
Гибкость
Add/Drop
Суперканалы
Оптимизация по полосе пропускания
Оптимизация затрат Capex и Opex
•
Многоуровневая надежность
•
Flow thru / операции на любом
уровне
19.12.2013
Объединенный
ПакетноОптический
Транспорт
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
100 Gbps
•
Спектральная
Эффективность
1 Tbps
Динамически перестраиваемый тип
модуляции для разных сетевых
сценариев
100 150 200
1 Tbps
•
50
Передовые
форматы
модуляции
400 Gbps
Каналы 400G/1Tbit
0
f [GHz]
100 Gbps
•
-200 -150 -100 -50
100 Gbps
•
Flex-Spectrum
Объединенный Транспорт
Многоуровневая
архитектура управления
4

5. Технологические основы архитектуры IP+Optical
IP-поверх-DWDM
MSTP
MSTP
Проактивная Защита
nLight Архитектура управления
Интеграция управления
Router
Transponder
Touchless Оптический уровень
ROADM
Виртуальный транспондер /
Виртуальный интерфейс
19.12.2013
Многоуровневая архитектура
управления
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
nLight ROADM
5

6. Cisco DWDM ONS15454 MSTP
ONS 15454 MSTP M6
Характеристики сверх-дальней связи
4800 km, без регенерации,
Совместимость с каналами 10G
Более 70 успешных трайл проектов
4800 km
Лидирующие показатели по плотности порто
100G Coherent
Transponder / Trunk
Один 100G Транспондер на 1RU
42 X 100G Транспондеров на одну стойку
Низкое энергопотребление
Гибкость и удобство внедрения
10x10G Client Card
10G  100G Pay-As-You-Grow Mукспондер
Линейные платы с характеристиками
оптимизированным дл Metro ULH сетей
Возможность внедрения в сушествующих сетях
IP / Optical Интеграция
100G CPAK Coherent transponder Transponder
LR4 or SR10 in Single slot Card
19.12.2013
ASR9K
based Pre-FEC Proactive FRR
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
6
ONS 15454

7. Ключевые составляющие компоненты
Cisco nLight
Программируемость,
200G на один чип (SoC)
100G+ Когерентная технология
Адаптивная скорость
Передовые характеристики
Объединение,
и Масштабирование
Полноценная гибкость
Нет необходимости ручного
вмешательства
Легко масштабируемая сеть
NPU нового поколения
FlexSpectrum
Etna ASIC DSP
Суперканалы
Silicon Photonics (SiP)
Взаимообмен информацией
Автоматизация и Оптимизация
Contention-Less
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
WSON
GMPLS CP
7

8. Cisco Network Convergence System
NCS 6000
NCS 4000
NCS 2000
Dense 100GE Routing
Aggregation and Transport
Next-Gen ROADM
OTN + Ethernet /
MPLS + DWDM
Touch-less
Flex Spectrum ROADM
200G / Слот
масштабируется до
500G / Слот
200G / Слот
IP Transport Router
1Tb/Слот
масштабируется до
более чем 5Tb / Слот
1.2 Pbps на
Систему с
Мульти-Шасси
19.12.2013
Поддержка
Мульти-Шасси
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Лидирующее в
индустрии решение
100G DWDM
8

9. Network Convergence System 2000
Привнося инновации nLight
Програмируемость
19.12.2013
Масштабируемость
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Конвергенция
9

10. Защита инвестицй в ONS 15454 MSTP
Совместимость линейных плат
Взаимодествие програмного обеспечения
NCS 2000 Лямбды поверх MSTP ROADM
Лямбды от NCS 2000 к MSTP
NCS 2000
Смешанная ROADM Сеть
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
MSTP
Общие CTC, Prime™ Управление
10

11. Применение новых схем
модуляции сигнала с высокой
спектральной эффективностью nLight Silicon
Cisco nLight Silicon
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
11

12. CMOS Photonics – интегральная оптика
 CMOS Photonics производится также как ASICи и коммерческие IC
 Свет - непрерывно излучаемая волна (DC в электричестве) производимая лазером
 Свет модулируется в CMOS photonics и и объединяется в волокне для передачи в линию
 CMOS Photonics проектируется стандартными инструментами проектирования IC
ЛАЗЕР
Лазер с простыми
техническими
характеристиками
цвет 1
ЛАЗЕР
цвет 2
Сверхнизкое Энергопотребление
многочисленных компонентов,
исполненных на кремниевом
кристалле
ЛАЗЕР
цвет n
Передача
Сигнала
19.12.2013
Оптич
мукс
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
12

13. Эволюция 100G трансиверов
Cisco CPAK Optics
• CMOS Photonics – обработка света в микросхеме
• 70% снижение размеров
• 70% снижение потребляемой энергии
CFP
• Стандартный интерфейс:
100GBASE-LR4
OTU4 (4I1-9D1F)
OIF (CEI-28G-VSR)
• До десяти CPAK трансиверов на слот
• Возможность применения “Универсальных портов”
o10 x 10GE
Long
Reach
LR4
o 2 x 40GE
o 1 x 100GE
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Short
Reach
SR10
13

14. Эволюция форм-факторов для карт 100G
CFP2
CFP4
QSFP28
42
22
18
52
86
101
140
не специфицировано
35
62
82
CPAK
CXP2
24
25
107
CFP
CXP*
24
126 / 110
специфицировано
Передняя панель платы 100G
4x25G
E-interface:
4x10G
10x10G
13.6
Энергопотребление
(ограничено
размером)
Поддержка
4x25G
Интерфейсов 10x10G
Доступность
16.2
< 32 W
11.6
< 4 W?
< 7.5 W
16.2
< 6 W?
12.4
9.5
< 8 or 12 W?
< 5 W?
8.5
< 3.5 W?
Да
Да
Нет
Да
Да
Да
Нет
Да
Да
Да
Да
Нет
Да
Нет
сейча
с
сейчас
сейчас
Неизвестно
1HCY14?
Неизвестно
Неизвестно
CPAK предоставляет высочайшую плотность портов, самое низкое энергопотребление и полноценное
портфолио 100G оптики среди форм-факторов которые поддерживают 4x25G и 10x10G интерфейсы
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
14

15. Cisco CPAK Optics
Новое поколение 100G Трансиверов на технологии CMOS Photonics
Основаны на стандартах
Соответствие 100GBASE-LR4
Соответствие OTU4 (4I1-9D1F)
Соответствие электрическим интерфейсам OIF (CEI-28GVSR)
Высокая плотность портов
Новое поколение устрйств предоставляет >70% уменьшение
габаритов
Предоставляет плотность портов на картах
маршрутизаторов опорного уровня 10 x 100GE
4x 25G электрические интерфейсы
Предоставляет 1Tbps/плата используя 10x100G-CPAK-LR4
– плотность портов выше ~ в 2.5 раза
Низкое энергопотребление
Новое поколение устрйств предоставляет >70% уменьшение Long Reach
энергопотребления
Новое поколение интегральных схем
Применение технологии CMOS photonics SMF позволяет
достичь лучших показателей по энергопотреблению
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
15
Short Reach

16. СPAK - 100G Линейная плата
Такие же харатеристики WDM линейного порта как и у существующей 100G WDM
линейной платы
CPAK вместо CXP поддерживает LR4 и SR10 клиентские интерфейсы
42x 100G LR4 Транспондеров в одной Телекоммуникационной стойке, 6x в корзине
(~ в 3 раза лучше чем реализовано на рынке в данный момент!)
Может использоваться вместе с 10x10G Линейной платой для реализации 100G
MXP
2 x 40G SR4 Клиентских интерфейсов MXP используя CPAK (нет необходимости
использовать CFP Line Card)
Поддерживается как в шасси MSTP M6 так и M2
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
16

17. Варианты технологической реализации
DP-QPSK модулятора
Физические габариты
различаются в разы, в
зависимости от
применяемых
технологий
~ в 2 раза меньше
~ в 4 раза меньше
~ в 10 раз меньше
габариты и
тепловыделение
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
17

18. Применение Si CMOS позволяет уменьшить
габариты компонентов в десятки раз
Tx
Rx
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
18

19. Сравнение физических габаритов оптическик
компонентов
• Сверх-компактная схема
• Уменьшение физических габаритов
• Уменьшение тепловыделения
• Уменьшение себестоимости
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
19

20. Эксперементальные результаты
характеристик Si P модулятора
* Произведено измерение характеристик в
когерентной оптической системе 112Gb/s PM
QPSK (DP-QPSK).
* Сравнение реализованных OSNR характеристик Si P
модулятора по отношению к Lithium Niobate (LN)
модулятору для тех же самых условий :
 Точка - Точка
 Передача до 2427km SMF
Менее чем 0.4dB отличие характеристи в
сравнении LN и SiP MZM при значениях
CD до 41,000ps/nm, i.e. ~2,400km
OSNR Penalty [dB]
1.0
BER=1e-2
BER=1e-3
BER=1e-4
BER=1e-5
0.5
0.0
-0.5
-1.0
0
10000
20000
30000
CD [ps/nm]
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
20
40000
50000

21. Выводы эккперимента по перспективам применения
Si P CMOS технологий в оптическом транспорте
* Характеристики Si P модулятора сравнимы с модулятором LN
* SiP модулятор пригоден для организации Long-Haul транспорта,
при этом предоставляя существеннейшие преимущества:
 Уменьшение габаритов
o ~ в 10 раз - для Silicon MZ модулятора интегрированного
с драйвером по сравнению с LN MZ Модулятором
o ~ в 100- раз сравнивая только модуляторы: Silicon MZ vs.
LN MZ Modulator
 Уменьшение энергопотребления(<1W дляPolMUX-QPSK
модулятора и драйвера реализованных с помощью SiP CMOS
vs. 8W LN модулятора и драйвера)
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
21

22. Эволюция Модуляции Сигнала
Используемые форматы модуляций
OOK
DQPSK
CP-DQPSK
Амплитудная
модуляция
Квадратурная
Фазовая
модуляция
Квадратурная
фазовая
модуляция в двух
поляризационных
состояниях
1 бит/символ
2 бит/символ
4 бит/символ
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
22

23. Путь к скоростям за 100G:
Высокоуровневые форматы модуляций
Модуляция по фазе, амплитуде и поляризации
Сигнальное созвездие для
CP-16QAM
(4+4бит/символ)
Сигнальное созвездие для
CP-64QAM
(6+6бит/символ)
Y-pol
X-pol
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
23

24. Сравнение характеристик различных
форматов модуляций
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
24

25. Эволюция DSP – Инвестиции Cisco
Основа создания терабитных сетей нового поколения
Availability: Mid-CY14
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
25

26. Реализация суперканалов
Существующая WDM система в соостветствии с
Найквист WDM система высокой плотности
50GHz частотной сеткой
передатчики,
DSP
DSP
DSP
DSP
TX1
TX2
TX3
TX4
TX1
TX2
TX3
TX4
согласованные
с DSP
Colorless мультиплексор
Оптический мультиплексор
N:1 Оптический делитель
Формирование
Наиболее плотное
сигнала
расположение
каналов
19.12.2013
Ch2
Ch1
Ch4
Ch3
l
50GHz
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
50GHz
50GHz
26

27. Суперканал 1 Терабит
1 Tb/s Super-Channel
100Gb/s
CP-DQPSK
Sub-Carrier
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
27

28. Емкость DWDM Систем
Емкость для пары оптических волокон
28.8
Терабиты в секунду
30
25
19,2
20
15
12,8
9,6
10
5
0
CP-DQPSK
100G per carrier
96 chs at 50GHz
Сегодня
19.12.2013
CP-DQPSK
100G per carrier
Flex Spectrum
CP-16QAM
200G per carrier
96 chs at 50GHz
Новое
поколение чипов
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
CP-16QAM
200G per carrier / sub-carrier
Flex Spectrum
Новое поколение
чипов и ROADM
28

29. Компоненты оптического транспорта
нового поколения
NPU
Switch Fabric
Coherent
DSP
Масштабирование Поддержка Мульти
модуляций
Новые I/O
Расстояние vs
Емкость
Програмный выбор
нужной модуляции
19.12.2013
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Pluggable DWDM
Optics
Интеграция
съемных модулей
Устойчивость
работы при отказе
отдельных модулей
29
ROADM
Полноценная
гибкость

30. #CiscoConnectRu
Спасибо
Пожалуйста, заполните анкеты.
Ваше мнение очень важно для нас.
Contacts:
Name: Sergey Pakhomov
Phone: +79859709726
E-mail: spakhomo@cisco.com
CiscoRu
19.12.2013
Cisco
© 2013 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
CiscoRussia