Федеральное агентство связи

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и

информатики»

(СибГУТИ)

Кафедра многоканальной электрической связи и оптических систем (МЭС и ОС)

10.05.02 Информационная безопасность телекоммуникационных систем, специализация Защита информации в системах связи и управления (очная форма обучения)

Изучение ASON

отчет по лабораторной работе № 8

дисциплины «Защищенные оптические сети и системы передачи»

Выполнил:

студент ФАЭС,

гр. АБ-75 /А.Е. Карелин/

(подпись)

«__»_________ 2021 г.

Проверил:

доц. каф. МЭС и ОС / В.Г. Фокин/

«__»_________ 2021 г. (подпись)

Новосибирск 2021

1. Цель работы

Изучение технологии автоматически коммутируемых оптических сетей и принципов программного конфигурирования транспортных сетей.

2. Содержание работы

1. Изучение основные положения стандартов на сети ASON, принципы их построения и применения в оптических транспортных сетях.

2. Составление кратких ответов на контрольные вопросы.

3. Контрольные вопросы

1. плоскость оптической транспортной сети OTN (Optical Transport Network) с соответствующими коммутаторами (Switch) и интерфейсами пользователей (клиентов) UNIdata (User Network Interface); плоскость сигнального управления ASON с серверами сигнализации ООС (Optical Connection Controller) и каналами передачи данных, межузловыми интерфейсами NNI (Network-Network Interface), сигнальными интер- фейсами пользователей UNIcontrol, интерфейсами сетевого управления коммутаторами CCI (Connection Control Interface); плоскость сетевого административного управления с интерфейсом управления NMI (Network Management Interface)

2. логическое построение сети ASON предусматривает существование трех отдельных логических плоскостей: оптическая транспортная плоскость, плоскость (или уровень) сигнального управления, плоскость (или уровень) административного управления

3.основная сеть

4.функциональные возможности, связанные с услугами пользователей, обеспечивают разнообразие возможностей в терминах QoS. При этом транспортные возможности приспосабливаются к запросам. Функциональные возможности, связанные с основной сетью (ядром сети), в пограничном узле обусловлены необходимостью установления соединения оптического канала OCh между входом и выходом, обмена информацией между узлами для установления и поддержки соединения.

5.открытая топология сети (или открытый ресурс сети). Эта функциональная возможность поддерживается протоколами маршрутизации достаточной информации о топологии сети (т.е. о ресурсах сети) для выполнения вычисления маршрута в интересах пользователя

6. Каждый сетевой элемент имеет базу данных, где фиксируется информация обмена, поступающая через межсетевые интерфейсы NNI. Интерфейсами пользователей (клиентов) UNIdata. интерфейсами сетевого управления коммутаторами CCI. интерфейсом управления NMI. интерфейсы транспортной и сигнальной сетей (IrDI, Inter Domain Interface или возможно обозначение E-NNI для внедоменного интерфейса).

7. варианты на основе SDH и ОТН. Варианты построения ядра сети ASON также могут различаться используемым преобразованием волн и оптическим кроссированием.

8.построение сети ASON-SDH предполагает «мелкую» детализацию потоков трафика в пределах виртуальных путей VC-12, VC-3, VC-4, что существенно меньше пропускной способности оптической волны.

9. варианты группирования нагрузки пользователей в их оборудовании, например, коммутаторами АТМ, Ethernet, IP, TP-MPLS. Также возможно группирование в ядре сети ASON, например, исполнением функций сцепки – конкатенации (VC-4-Xc,v), что позволяет создавать коммутируемый ресурс на скорости до 40 Гбит/с в интересах потребителей услуг ASON. В пользовательские интерфейсы заложены эффективные механизмы группирования: общая процедура разбиения на кадры (GFP, General Framing Procedure), виртуальная конкатенация (VCAT, Virtual Concatenation), схема регулировки емкости канала (LCAS, Link Capacity Adjustment Scheme).

10. обеспечивает возможность объединения на логическом уровне нескольких контейнеров VC-12, VC-3 или VC-4 в один канал передачи данных

11. GFP-F-размещение данных в GFP кадр. Переменная длина кадра. Минимальная избыточность заголовка. Для кадров Ethernet (10, 100, 1000 Мбит/с), IP, PPP. GFP-T-фиксированная длина кадра.Минимальные задержки. 1000 Мбит/с Ethernet, FICON, ESCON, DVB-ASI

12. Построение ядра транспортной сети ASTN/ASON на основе OTN позволяет предоставлять услуги оптических каналов без электронной детализации

13. cеть ASON отличается от традиционной транспортной сети OTN/OTH существованием сигнального управления. Сигнальное управление обеспечивает требуемые возможности для обработки оптического канала из конца в конец. Сигнализация поддерживается пользовательским интерфейсом UNI

14.линейное оборудование с транспондерами (OLT) соединяется с узлом оптической коммутации (ОХС), транспондеры обеспечивают преобразование волн; линейное оборудование не содержит транспондеров и передает в кроссовый коммутатор (ОХС) только восстановленные после передачи волны i, оптический коммутатор отвечает за преобразование волн; линейное оборудование (OLT) и кроссовый коммутатор (ОХС) не содержат преобразователей, функции преобразователей возложены на выделенные устройства вне ОХС и OLT

15.транспондер

16. электронная коммутация не делает узел оптически прозрачным, оптическая прозрачность зависит от свойств транспортной сети, защитное переключение и восстановление на протяженности тракта OCh

17.достоинством прозрачных элементов ASON состоит в их меньшей стоимости, чем непрозрачных. Также прозрачные элементы функционируют независимо от трафиковых сигналов, что особенно привлекательно при смене спектра услуг и сохранении ядра оптической сети. У прозрачности элементов сети ASON есть и недостатки, например, такие как сложность контроля (сигнал/шум, дисперсия, нелинейные эффекты). Сложным является и процесс проектирования прозрачной сети и маршрутизация в ней. Требуется произвести много расчетов. Возможности восстановления соединений в прозрачности сети ограничены функциями 1+1.

18. предусматривает функциональные возможности для установления непрерывных связей для сигналов пользователей со свойствами продолжительности, планирования времени связи, защиты соединения, задания полосы частот и т.д

19. выбор наилучшего пути в сети, предполагает достаточно полное представление о топологии и ресурсах сети при составлении заявки на установление соединения

Контрольные вопросы 2

20. основным становится трафик с протоколами IP (Internet Protocol). Транспортные сети должны очень быстро реагировать на запросы по обслуживанию. Такие возможности создаются благодаря внедрению протоколов сигнального управления в транспортной сети, т.е. протоколов GMPLS (Generalized Multi Protocol Label Switching), обобщенной многопротокольной коммутации по меткам.

21.GMPLS, Generalised Multiprotocol Label Switching – обобщенная многопротокольная коммутация по меткам в версиях протоколов CR-LDP и RSVP-TE, предусмотренных рекомендациями ITU-T G.7713.2 и G.7713.3.

22. Для передачи сигнальных сообщений в ASON предложено использование обобщенных меток. Обобщенная метка содержит достаточно информации, чтобы позволить принимающему узлу программировать коммутацию вне зависимости от типа этого соединения.

23. 8 бит-тип кодирования, 8 бит-тип коммутации, 16 бит-тип поля данных

24. однонаправленная и двунаправленная

25.протокол резервирования ресурсов – проектирование трафика RSVP-TE (Resource Reservation Protocol – Traffic Engineering) является частью спецификаций интерфейсов UNI и E-NNI. Этот протокол сигнализации используется для соединений контроллера вызова, контроллера соединения и менеджера ресурсов соединения. К протоколу относится спецификация атрибута и сообщения, обмен сигнальной информацией, что позволяет поддерживать иерархическую, исходную и пошаговую маршрутизацию.

26. формат сообщений GMPLS RSVP-TE основан на базовой структуре пакета данных, определенной в стандартах RFC2961, RFC329. Сообщение RSVP состоит из заголовка и некоторого количества объектов, характерных для каждого типа сообщений.

27. обеспечивает включение оперативного управления вызовом, что позволяет располагать несколькими соединениями для одного вызова, изменять существующие соединения, составлять и выписывать счета за предоставленные вызовы. Протокол CR-LDP используется в контрольных точках интерфейсов UNI, I-NNI, E-NNI. При этом поддерживаются установление и разъединение соединений.

28. ASTN/ASON на основе SDH

29. Функции управления в ASON определены рекомендацией G.7718. Общая модель управления включает уровни: административного управления элементом сети ASON; административного управления сетью ASON; административного управления услугами сети ASON.

30. Уровень административного управления услугами – функция операционной

системы (ОС), уровень административного управления сетью – функция ОС, уровень административного управления элементом – функция ОС

31. Для управления ASON определен ряд функций применений административного управления: отображение комбинации адреса транспортного ресурса интерфейса UNI и идентификатора логического порта на одном экране; отображение по запросу гибкого постоянного соединения и его атрибутов; отображение сквозного пути, пройденного гибким постоянным соединением; различение видов соединений в сети (постоянное SPC или коммутируемое SC).

32. Услуги управления, реализуемые через компоненты управления, сокращенно представлены: услуга имени; услуга вызова; услуга соединения; услуга маршрутизации; услуга раскрытия и т.д.

33. Распределенное: модель управления - клиент/распределенный сервер, плоскость управления – сервер, система управления – клиент. Распределенная сеть MIB (распределенная база данных). В оборудовании атрибуты и сетевые атрибуты. Установка сети автоматическое из плоскости управления. Протокольная маршрутизация в программном обеспечении каждого узла. Время восстановления до 100 мс. Автоматическое взаимодействие системы управления с базами данных при установлении или восстановлении тракта (соединения)

Централизованное – модель управления: агент/менеджер, узел сети – агент, система управления – менеджер. Сетевые атрибуты и базы данных в оборудовании. Только атрибуты оборудования. Установка программных продуктов через агентов. Ручное назначение тракта или автоматическое вычисление программным обеспечением сетевого управления. Длительное время восстановления (секунды, минуты). Автоматическое взаимодействие.

34. Достоинства и недостатки централизованного управления состоят в следующем: недостатки: сложность централизованной системы для транспортных сетей, базирующихся на рекомендациях G.774, G.805, M3100, состоит в разработке модели физических ресурсов сети и логических ресурсов сети, запись моделей в централизованную базу данных NMS MIB, сложная модель защиты соединений и сложность ее реализации для короткого временного интервала. Достоинства: уникальность базы данных управления, которую нет необходимости синхронизировать с базами данных сетевых элементов, заменяемость MIB без воздействия на сетевые элементы.

Достоинства и недостатки распределенного управления состоят в следующем. Недостатки: трудно модернизировать базы данных без взаимных согласований между сетевыми элементами, нуждается в высокой помехоустойчивости и надежности программного обеспечения, особенно устойчивость к ошибкам маршрутизации и сигнальным компонентам в программном обеспечении. Достоинства: создание в автоматическом режиме требуемых маршрутов; автоматическое быстрое восстановление маршрутов в случае отказов; оборудования пользователей в единую сеть транспортировки благодаря интерфейсам UNI

35.каналы передачи включают многие возможные технологические ограничения, которые связаны с модуляцией, контролем и исправлением ошибок; тракты передачи данных (обозначаются LSPs – Label Switched Path – тракт коммутируемый по меткам) односторонний, однако на основе двух однонаправленных трактов организуются двунаправленные каналы

36. Сигнализация и управление в ASON немыслимы без сети передачи данных. Сеть передачи данных представляет собой сеть, которая поддерживает функциональные возможности трех уровней семиуровневой модели ISO/OSI. Это уровни: физический, канальный и сетевой. Сеть передачи данных, обозначаемая далее DCN, разрабатывается для поддержки передачи сообщений распределенного или централизованного управления, распределенной передачи сигнализации ASON и для других целей (служебная связь, передача файлов программного обеспечения и т.д.)

37. Классы обслуживания CoS необходимы для связи каналов OCh, их защиты, группирования по классам в интересах услуг. Услуги группируются по признакам QoS и CoS, учитывают типовые полосы пропускания (или скоростные режимы) OCh от 2,5 Гбит/с до 400 Гбит/с, включать также в перспективе суперканалы на скорости 1 Тбит/с и выше.

38. T-SDN – Transport Software Define Network – программно-конфигурируемая транспортная сеть;

Вывод: В данной лабораторной работе мы изучили технологии автоматически коммутируемых оптических сетей и принципов программного конфигурирования транспортных сетей.