Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

1. Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

2. Introduction • Les MANs : évolution rapide • Besoins accrus en bande passante • Apparition de nouveaux services métropolitains : stockage, Ethernet, … • Deux directions de développement : • Ethernet associé à de nouvelles technologies orientées paquet • Solutions multitechnologiques : DWDM/WDM, SDH/SONET, ATM et MPLS Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

3. Les technologies abordées • Le multiplexage en longueur d’onde : DWDM/WDM • L’étiquetage de flux : MPLS et surtout le GMPLS • L’anneau optimisé pour le mode paquet : RPR • L’Ethernet métropolitain • Le multiservice Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

4. Le multiplexage en longueur d’onde (WDM) • A permis l’essor d’Internet en réduisant le coût par bit donc en augmentant la capacité de transmission des réseaux longues distances • Principes du DWDM • Envoi d'ondes lumineuses multiples dans une même fibre optique par modulation (intensité…) • Séparation des fréquences pour extraire l'information transmise par chaque voie • Possibilité de mélange de porteuse sur un seul support (pas de brouillage entres fréquences) Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

5. Le multiplexage en longueur d’onde (WDM) • Utilisation de modulateurs/démodulateurs • Servent à la conversion et reconversion des signaux optiques en données numériques • Utilisation des lasers à semi-conducteurs • Utilisation de multiplexeurs/démultiplexeurs • Servent au groupement et à la séparation des ondes lumineuses de fréquences différentes • Intercalage des fréquences (JDS à Ottawa) Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

6. Le multiplexage en longueur d’onde (WDM) • Commutation/routage DWDM • Routage sélectif des signaux optiques en fonction de leur longueur d'onde lors de leur cheminement dans les éléments de réseaux situés entre l'émetteur et le récepteur • Détermine la raie spectrale du signal optique • Si émission de signaux multiples à partir d’un seul nœud, chaque sélection de signal peut être destiné à un récepteur distinct (1 par signal) • Possibilité de réutiliser les longueurs d’ondes Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

7. Le multiplexage en longueur d’onde • Application du DWDM • Actuellement employée dans les réseaux dorsaux • Pour résoudre le goulet d’étranglemententre trafic de données et augmentation de l’accès rapide à Internet(DSL, SAN, UMTS) • Besoin de hautes connectivité et modularité • Compatibilité: ouvert à tous types de signaux • Supporte n’importe quel type d’architecture par l’utilisation de commutateurs, brasseurs optiques • Mécanismes de protection au niveau optique d’une longueur d’onde donnée (OSNCP) Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

8. MPLS (MultiProtocol Label Switching) Protocole de routage de paquets GMPLS (Generalized MultiProtocol Label Switching) Principe : Différence avec MPLS : supporte les réseaux optiques Capacité de routage de transmissions optiques Définition d’un plan de gestion commun aux différentes techniques de transport Utilisation d’un protocole de gestion de liens : plan de commande séparé du plan de transfert MPLS/GMPLS Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

9. GMPLS • Routage et adressage • Utilisation d’un routage distribué à état de liens tel que OSPF, mais adapté aux réseaux optiques • Signalisation • Utilisation de CR-LDP ou RSVP pour définir le processus d’établissement, de gestion ou de suppression des circuits • La validation des labels GMPLS est optimisé par rapport à MPLS • Gain de temps important en cas de système physique ayant une latence importante Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

10. GMPLS • Circuits bi-directionnels • GMPLS généralise la signalisation aux connexions bidirectionnelles • Le but : établir deux circuits partageant les mêmes attributs (bande passante, niveau de protection, délai) • Avantages • Réduction des problèmes de compétition sur les ressources à l’établissement d‘un circuit • Temps d’établissement de circuit minimum (aller-retour) Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

11. GMPLS • Sécurisation des circuits • Sécurisation GMPLS : • L’identification des ressources de sécurisation se fait par l’attribut (circuit primaire/protection) attaché à un circuit • La localisation de la panne et sa notification relève du protocole de gestion de liens (LMP) • Sécurisation du canal de commande • La sécurisation du réseau de commande s’effectue à l’aide du re-routage IP • Contrepartie : routage moins performant lors de la convergence des bases d’état des liens Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

12. GMPLS • Link Management Protocol • Les 4 fonctions de base de LMP • Gestion du canal de commande • Corrélation des propriétés des liens de transfert • Vérification de connectivité • Localisation des fautes Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

13. Resilient Packet Ring (RPR) • Principes • Anneaux optiques (technologie à grande échelle) • Résistant aux pannes pour obtenir un transfert efficace du trafic de paquets • Réseaux optimisés pour les données, la voix et la vidéo • 2 anneaux ayant des sens de circulation opposés • Les nombreux nœuds partagent et négocient la bande passante entre eux (contrôle d’équité FCA) • Pas de nécessité de circuits réservés Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

14. Resilient Packet Ring • Protocole MAC définissant: • L’utilisation de bande passante • La réaction face à la congestion et collisions • La régulation des accès (priorité aux paquets) • Protocole supportant 3 classes de services: • A (débit moyen garanti): voix, vidéo • B (moins besoin de latence): données d’affaires • C (best-effort): accès Internet privé Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

15. Resilient Packet Ring • Améliorations apportées par RPR • Rendement de bande passante: • 2 anneaux: moins de perte de bande passante • Paquets unicast: multiplication de bande passante • Multicast: des stations partagent un même paquet • Nouveaux services facilement adaptables par l’utilisation de classes séparées • Administration facilitée  (plug and play) sans configuration manuelle pour la découverte de topologie et la protection Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

16. Resilient Packet Ring • Résistance aux pannes (50 ms): un nœud a 2 chemins vers toutes les destinations • Capacité en taille: • 64 stations sur un anneau • Facilité d’insertion de nouvelles stations • Les promesses du RPR: • Rassembler le TDM et les services de paquets de données • Etre plus efficace que SDH et Ethernet pour la voix, vidéo. • Possibilité de multiplier la bande passante Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

17. L’Ethernet métropolitain • Les nouvelles technologies étendent l’Ethernet du LAN au MAN • Avantages : faible coût et facilité d’utilisation • L’Ethernet métropolitain repose plutôt sur la migration vers IP des services Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

18. L’Ethernet métropolitain • Caractéristiques de l’Ethernet métropolitains • Coté client : • offre de VLAN et de VPN configurés selon des contrats de niveau de services (SLA) • Coté fournisseurs de réseau : simplification • Ils n’ont plus à gérer toutes les connexions individuelles mais seulement les points d’entrée du réseau • Les équipements réseau sont partagés par plusieurs clients • L’Ethernet métropolitain favorisent l’externalisation des services Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

19. L’Ethernet métropolitain Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

20. L’Ethernet métropolitain • Le GigaEthernet comme technologie d’accès • L’Ethernet « dans le dernier kilomètre » (EFM) : hautes performances à faible coût • Compatible avec les infrastructures LAN : liaisons directes • L’ « Ethernet in the First Mile » est en cours de normalisation par le groupe IEEE 802.3ah et supportera le 802.1q (Tagging VLAN) et 802.1p (CoS) Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

21. L’Ethernet métropolitain • La Résilience du réseau • Utilisation de l’anneau optimisé en mode paquet (RPR) en association avec l’Ethernet métropolitain • Protection sélective des classes de services • Partage de la bande passante entre tous les nœuds de l’anneau • Qualité de service assurée de bout en bout Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

22. L’Ethernet métropolitain • L’Ethernet associé à MPLS • La confidentialité des données au niveau métropolitain : • L’étiquetage VLAN Ethernet peut être utilisé jusqu’à 4096 clients • Avec un nombre supérieur de clients, le protocole MPLS peut être une solution : chaque VLAN client peut être transposé sur un LSP (Label Switched Path) • MPLS peut aussi assurer la résilience des services en mettant en place des LSP de secours Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

23. Le multiservice • Demande croissante d’une gamme d’applications devant être introduites rapidement • Réduire les dépenses d’investissement et les coûts d’exploitation (meilleur compétitivité) • Donc pas de technologie unique émulant tous les services mais une combinaison efficace et native • Donc une solution multi-technologie modulaire • En maintenant le trafic dans le domaine optique • Ne pas remonter aux couches électroniques ou de commutation et routage Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

24. Le multiservice • SDH (Hiérarchie Numérique Synchrone) • fin des années 80:pour le trafic téléphonique • technologie dominante (intégration multiservices) • modification (agrégation + commutation) • possibilité de combiner Ethernet, IP ou ATM avec la téléphonie et les circuits fixes garantis • permet de rerouter le trafic pour contourner les points de défaillance (protection en fonction de la topologie) • fiabilité et capacité de survie éprouvées • adaptée aux exigences des contrats de niveau de service (SLA) entre opérateurs et clients Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

25. Le multiservice • Scénario métropolitain • Plusieurs protocoles d’accès fonctionnant à des vitesses différentes sur divers supports • Pas de convergence pour les voix et données • Trafic acheminé jusqu’à une station centrale puis dirigé vers une plate-forme de services • SDH indifférente au protocole mis en oeuvre • Bande passante généralement sous-employée • Pas de nécessité de commutateur de données • Pas de mise à jour complète (nouveau client) Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

26. Le multiservice • Les moteurs de la solution multiservice • DSL, LMDS, UMTS (large bande) utilisent toutes ATM • La commutation des nœuds optiques • Tout le trafic est brassé par la matrice SDH • Ethernet sur les nœuds optiques • Problème de haute fiabilité exigée: adaptation des trames Ethernet à SDH au niveau des nœuds optiques (connexion directe) Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

27. Le multiservice • La convergence avec WDM pour réseau métropolitain • Orienté vers des services transparents à plusieurs centaines de Mbits/s (et Gbits/s) en utilisant les mêmes infrastructures • La gestion des réseaux pour les solutions métropolitaines multiservices • Nécessité de souplesse et d’une architecture ouverte pour une introduction de nouveaux services et de fonctionnalités au rythme des besoins Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains

28. Conclusion • Les solutions proposées : • Technologies dominées par les services de longueurs d’onde et en mode paquet • Organisation hiérarchique allégée • Les composants optiques protègent les infrastructures de transport • Les technologies de couche 2 assurent les fonctions d’agrégation, de rétablissement et de commutation Les nouvelles architectures des réseaux métropolitains