The Automatic Switched Optical Network (ASON)

The Automatic Switched Optical Network (ASON)

Why ASON Trend teknologi NGN yang berkembang saat ini telah mendorong perubahan yang cukup cepat di dunia telekomunikasi. Evolusi terjadi pada setiap layer jaringan untuk menuju perkembangan bisnis telekomunikasi yang mengarah pada platform IP dan layanan berbasis data. Beberapa faktor penting yang terjadi saat ini berperan mendorong terjadinya evolusi adalah: Pertumbuhan aplikasi berorientasi layanan data. Kebutuhan bandwidth yang terus berkembang. Model bisnis yang sudah tidak menjanjikan lagi, dimana biaya yang dikeluarkan lebih besar dari pendapatan. Kebutuhan akan evolusi jaringan untuk mereduksi kebutuhan biaya operasi. Kebutuhan akan persyaratan jaringan yang terus berkembang mengikuti perkembangan lingkungan bisnis. Jaringan transport optik sebagai elemen jaringan yang berevolusi menuju NGN merupakan layer utama yang berdampak langsung terhadap evolusi yang disebutkan diatas.

Issue Teknologi optik saat ini telah dibangun secara efektif untuk mendukung berbagai teknologi yang ada dan format trafik yang digunakan dalam teknologi tersebut. Saat ini teknologi optik telah diarahkan untuk memiliki kemampuan dalam dua hal yang utama yaitu: Kapabilitas teknologi switching berbasis optik (Optical switching technologies). Kemampuan untuk men-deliver trafik Ethernet. Isu kapasitas, reliabilitas dan kualitas menjadi dominan pada layer jaringan ini mengingat kebutuhan akan jaminan kualitas layanan yang tinggi kepada pelanggan. Jaringan optik merupakan solusi yang bisa memenuhi kebutuhan tersebut. Dan Teknologi Automatic Switching Optical Network (ASON) merupakan platform teknologi yang diusung untuk menjawab tantangan kapasitas, reliabilitas dan kualitas pada jaringan berbasis optik.

Konsep Teknologi Optik Terkini

Permasalahan Jaringan Optik Permasalahan dalam jaringan berbasis optik muncul dengan melihat kenyataan dan kondisi sebagai berikut: Setiap operator pada umumnya akan menerapkan kebijakan manajemen jaringan yang berbeda-beda pada jaringan transport-nya. Setiap operator juga kemungkinan besar akan mengimplementasikan produk dari mitra yang berbeda-beda. Kondisi bisnis dan kebutuhan konektivitas akan mendorong operator-operator untuk melakukan integrasi jaringan pada batas-batas jaringan. Hal ini tentu akan memunculkan permasalahan interoperabilitas diantara produk pemasok. Permasalahan interoperabilitas umumnya akan memerlukan waktu yang tidak sedikit dan tidak jarang bergulir menjadi permasalah yang kompleks.

Kompleksitas Network Management Masalah interoperabilitas yang kompleks bagi operator jaringan harus dihindari dan diminimisasi. Karena pada saat melakukan provisioning melalui bermacam sistem dan bermacam protokol (Lihat Gambar IP, ATM, SDH, DWDM etc), dengan masalah interoperabilitas yang muncul, maka akan dibutuhkan waktu provisioning yang sangat panjang. Hal ini tentu merugikan dalam aspek pelayanan kepada pelanggan dan kemudahan dalam melakukan proses OMAP bagi operator jaringan.

What is ASON? The Automatic Switched Optical Network (ASON) is both a framework and a technology capability. (Automatic Switched Optical Network (ASON) merupakan sebuah framework dan sebuah teknologi ) As a framework that describes a control and management architecture for an automatic switched optical transport network. (Sebagai framework yang menggambarkan suatu arsitektur pengendalian dan manajemen untuk mendukung fungsi kerja jaringan switch otomatis berbasis transport optik.) As a technology, it refers to routing and signalling protocols applied to an optical network which enable dynamic path setup. (Sebagai sebuah teknologi yang memiliki fungsi routing dan signaling yang diaplikasikan pada jaringan optik sehingga proses dynamic path setup bisa dijalankan dengan mulus. ) Recently changed names to Automatic Switched Transport Network (G.ASTN) Feb. 5, 2002 EECS - UC Berkeley

ASTN/ASON ITU-T Recommendation G.805/G.8080 Architecture that defines the components and interactions between components Distributed control plane Task of control planes Call and connection control Path control based on network state Discovery for self configuration Rekomendasi ITU-T G.805/G.8080 Arsitektur yang mendefinisikan komponen dan interaksi antar komponen Distributed control plane Tugas control plane Panggilan dan kontrol koneksi Control path berdasarkan keadaan jaringan Penemuan untuk self konfigurasi

Sepenuhnya Terhubung, Un-switched network Ports Ports Problem - terbatas dan tidak bisa scale ke ribuan atau jutaan pengguna Solution - switched network 9

Switched Network Pervasif, bandwidth tinggi, handal, transparan 10

Optical Network Elements - Switches Optical Bidirectional Line Switched Rings Optical Cross-Connect (OXC) Efisiensi penggunaan fasilitas serat optik yang ada di tingkat optik menjadi penting sebagai penyedia layanan dari pengalihan panjang gelombang sekitar glob. Routing dan perawatan merupakan bidang utama dan di sanalah OXCs digunakan. International Engineering Consortium, 2004 11

Switching Fabric Electro-optical 2 x 2 switching elements are the key devices in the fabrication of N x N optical data path. The switching elements rely on the electro-optic effect (i.e., the application of an electric field to an electro-optical material changes the refractive index of the material). The result is a 2x2 optical switching element whose state is determined by an electrical control signal. Can be fabricated using LiNbO3 as well as other materials. Electrical control Electrical control Optical input Optical output Optical input Optical output 12

Switching Fabric contd. Input interface Output interface Switching fabric Switching control 13

............ Switching Fabric contd. 1.3 mm intra-office...... Transponders Optical Crossconnect (OXC) Optical transport system (1.55 mm WDM) Terminating equipment SONET, ATM, IP... 14

ASON Network Model (Source: TELECOM Lab)

Implementasi Di dalam implementasi teknologi ASON dibutuhkan sebuah protokol yang memiliki peran sangat dominan dalam proses pengontrolan jaringan. Protokol yang didorong oleh organisasi standar internasional internet ini adalah GMPLS (Generalized Multi Protocol Label Switching). GMPLS adalah protocol tambahan yang dibutuhkan untuk memisahkan control plane dari data plane di dalam jaringan.

ASTN/ASON (Continued ) Protocols must support multi-layer, multi-vendor network Layering Administrative partitioning Operational partitioning Types of interfaces in the control plane

GMPLS (Generalized Multi Protocol Label Switching). Unified control plane for packet and circuit switching technologies Four interfaces. Interface Switching Capability No NNIs. Control plane terpadu untuk paket dan teknologi circuit switching Empat interface. Kemampuan Antarmuka Switching Tidak ada NNIs.

GMPLS (Continued ) Extension of routing protocols OSPF-TE and ISIS-TE Signaling protocols, RSVP-TE and CR-LDP Label Switched Paths (LSP) Perpanjangan protokol routing OSPF-TE dan ISIS-TE Signaling protokol, RSVP-TE dan CR-LDP Label Switched Paths (LSP)

Multi-layer Resource Model Representation In GMPLS Basic topology abstraction is TE link Link interface can support one or more interface switching types defined Interface Switching Capability (ISC) ISC descriptor describes related TE properties A particular resource on a link is represented by a label Abstraksi Topologi dasar adalah Link TE Link antarmuka dapat mendukung satu atau lebih jenis switching antarmuka yang didefinisikan Kemampuan Antarmuka Switching (ISC - Interface Switching Capability ) ISC descriptor menjelaskan kaitan sifat TE Sebuah sumber daya tertentu pada link diwakili oleh label

In GMPLS (Continued...) Basic service abstraction is a LSP Concept of hierarchical LSP LSP in server region represented as TE link or Forwarding adjacency in client region Client LSP routed over a TE link == tunneled within a server LSP

Multi-layer Resource Model Representation In ASON ISC concept has been reduced Konsep ISC telah berkurang Optical part of OTN hierarchy is mapped to LSC Bagian Optical dari hirarki OTN dipetakan ke LSC Digital path layers of OTN and SDH hierarchy is mapped to TDM Lapisan jalur digital dari OTN dan hirarki SDH dipetakan ke TDM

In ASON (Continued )

In ASON (Continued ) Transport networks functional model G.805 Client/server association between adjacent / berdekatan layers Each layer partitioned to reflect internal structure

In ASON (Continued ) Partitioning concepts Starting from the smallest indivisible subnetwork / subnetwork terpisahkan Contained and containing /mengandung subnetwork Contained subnetwork cannot provide connectivity / menyediakan konektivitas not available / tersedia in containing subnetwork Ports on boundary of containing subnetworks and interconnection capability are represented by contained subnetworks

In ASON (Continued ) Partitioning concepts (contd )

In ASON (Continued ) Layering concepts Layer networks in a client-server model Termination/terminasi-akhir and Adaptation Functions Topology and connectivity not visible to client

In ASON (Continued )

Overview of MPLS/GMPLS (Generalized Multi Protocol Label Switching) Concepts Forward Equivalence Class Label LSR LSP Label allocation Next Hop Label Forwarding Entry (NHLFE) Route selection

From: Dr. Harry Perros, Connection Oriented Networks (CSC 576), Fall 06

From: Dr. Harry Perros, Connection Oriented Networks (CSC 576), Fall 06

Control Plane Architecture In GMPLS (Generalized Multi Protocol Label Switching) Peer model Overlay model Augmented model

Tiga Tipe Koneksi Dalam implementasinya ada tiga tipe koneksi yang bisa dibentuk oleh ASON, yaitu: Permanent : dibentuk dari management system dengan network management protocols secara dedicated/permanent. Soft permanent : dibentuk dari management system dengan menggunakan signaling dan routing protocol untuk membangun koneksinya. Switched : dibentuk oleh customer berdasarkan demand dengan menggunakan signaling dan routing protocols untuk membangun koneksinya.

Tomorrow Today Optical Network: Today vs. Tomorrow Applications Protection Topology Management - DS3 - STS-n - STS-nc - OC-48T, (OC-192T) - 1GE - (134Mb/s) - 140Mb/s - VC-4 - VC-4-nc - NUT - Extra Traffic - Broadcast - VC-4-nv - 10GE - Flexible i/f - Billing method (distance, time, bw, QoS) - Asymitric bw connections - Point-to-multipoint - sequential - 2F/4F BLSR - Matched Nodes - Head end ring prot. - NUT (non-preemptive unprotected traffic mixed with protected in ring/linear) - Unprotected (extra traffic) - Protection SW time - Clear P =60ms - With ET=160ms - MN = 250ms - Wider range of SLA capability - Path diversity verifiable - Scalable to large NW size - 2F/4F BLSR - Linear - 1+1-1:n - Path protection - Mesh - Port connectivity - unconstrained - arbitrary - Provisioned path connection - Trail management across multiple rings - Multiple product - Auto discovery of NW configuration - Connection provisioning of paths over unconstrained line topology - No pre-provisioning of connections? - User signaling i/f for connection provisioning - Scalable to very large NW - Fast connection establishment <2s - Resource (bw) management and monitoring Feb. 5, 2002 Optimized IP application - current driver for transparent NW Additional SLA capability EECS - UC Berkeley Mesh network ASON value added Auto connection & resource mgnt

Arsitektur ASON Aristektur ASON dibagi ke dalam tiga bagian (plane), yaitu; transport plane, control plane dan management plane.

Arsitektur ASON

Transport Plane Transport plane direpresentasikan dengan elemen jaringan, dengan kemampuan: Menyediakan kemampuan cross connect dalam jaringan. Mengakomodasi teknologi eksisting (SDH) atau teknologi Optical Transport Network (OTN).

Transport Plane Transport Plane dikenal juga sebagai data plane, yang merepresentasikan pemanfaatan sumber daya jaringan untuk menyampaikan suatu informasi antar user. Transfer informasi tersebut dapat merupakan bi-directional atau unidirectional. Transport plane juga dapat melakukan fungsi transfer informasi untuk kontrol dan sistem manajemen. Transport plane direpresentasikan dengan suatu komponen jaringan yang meliputi: transport entitas dan fungsi transport. Komponen jaringan tersebut dapat berupa IP, ATM, SDH, atau OTN.

Integrated Management ASON Network Architecture ASON control plane OCC OCC NNI OCC OCC IrDI_NNI User signaling UNI CCI Clients e.g. IP, ATM, TDM GHCT NE GHCT NE GHCT NE IrDI Clients e.g. IP, ATM, TDM Legacy Network Transport Network GHAT NE: Global High Capacity transport NE ASON: Automatic Switched Optical Network OCC: Optical Connection Controller IrDI: Inter Domain Interface Interfaces: UNI: User Network Interface CCI: Connection Control Interface NNI: ASON control Node Node Interface Feb. 5, 2002 EECS - UC Berkeley

ASON Layer Hierarchy Domain B Domain A Domain C Network Layer Domain E Domain D Domain Domain/Region Layer Fibers Conduit 1 Conduit 2 Conduit Layer Fiber Layer Feb. 5, 2002 l1 ln EECS - UC Berkeley l Layer

Resilient packet ring (802.17) Put lan on top of man 50ms protection Feb. 5, 2002 EECS - UC Berkeley

The Metro Bottleneck Other Sites Access Metro Feb. 5, 2002 End User Access Metro Core Ethernet LAN IP/DATA 1GigE T1 DS1 DS3 LL/FR/ATM 1-40Meg EECS - UC Berkeley OC-12 OC-48 1Gig+ OC-192 DWDM n x l 10GigE+

RPR - Expanding the LAN to the MAN/WAN LAN MAN/WAN LAN in the MAN Paradigm Distributed Switch Low Cost Simplicity Universality Feb. 5, 2002 Low Cost Simplicity Universality EECS - UC Berkeley + Scalability Reach Robustness

What is RPR? Ethernet networking on Optics (STS-Nc) Ethernet Frame Ethernet Frame Ethernet FrameEthernet Frame Ethernet Frame Ethernet Frame Ethernet Frame STS-N Envelope Feb. 5, 2002 EECS - UC Berkeley

Scalable Bandwidth and Services STS-N TDM VT s VT s VT s VT s OC-3 / 12 / 48 / 192 STS-Nc Ethernet 1000M 10M 300M 500M 1M 80M Feb. 5, 2002 EECS - UC Berkeley

Network & Customer Management Customer Ethernet Ports Feb. 5, 2002 Customer Privacy through managed Virtual LANs (802.1Q tags) Customer Agreements through flow attributes (802.1p prioritized queues and traffic policing) EECS - UC Berkeley

Move to optical The key is to find a way to use the infrastructure that we have available in an efficient manner What services are available? What can we do? Challenges? Feb. 5, 2002 EECS - UC Berkeley