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Soluciones de red multicapa IP/malla fotónica para un núcleo de red eficiente y escalable

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Autor: Juan Pedro Fernández-Palacios

El aumento progresivo de capacidad tanto en el acceso fijo como en el móvil está introduciendo una gran presión de tráfico en el núcleo de red lo que podría generar importantes problemas de escalabilidad y eficiencia en costes a corto y medio plazo. En este artículo, se propone la evolución hacia un nuevo modelo de red de transporte escalable y fácil de operar capaz de ofrecer nuevos servicios y de absorber las nuevas demandas de tráfico con un mínimo coste.

Situación actual del núcleo de red

En la actualidad, el transporte troncal y metropolitano se caracteriza por la multiplicidad de redes, tecnologías y suministradores. Las redes metropolitanas, encargadas de agregar el tráfico procedente de los diferentes nodos de acceso (p.ej DSLAM, OLTs, Nodos B, empresas, etc), están típicamente basadas soluciones MAN Ethernet de diferentes suministradores. Por otro lado, tanto el acceso a los centros de servicio (voz, video, datos, etc) como la interconexión con otros operadores se realizan sobre el núcleo IP/MPLS compuesto por nodos de acceso y de tránsito de diferentes suministradores.

Figura 1.-Modelo actual de núcleo de red

El núcleo de red podría constituir un cuello de botella

Las estimaciones para el futuro hacen pensar que el coste de incrementar la capacidad de transmisión de los nodos con las tecnologías actualmente utilizadas haga entrar a las operadoras entrar en márgenes negativos.

Una de las soluciones adoptadas por algunas operadoras  para hacer frente a este problema ha sido el despliegue de una malla fotónica capaz de conmutar circuitos ópticos de gran capacidad sin necesidad de realizar costosas conversiones optoelectrónicas.

Por otro lado, los procesos de planificación de la red IP/MPLS y la malla fotónica son totalmente independientes lo que impide la aplicación de mecanismos optimización conjunta que permitan minimizar los costes totales de la red para demandas crecientes de tráfico.

Complejidad de operación en el modelo actual

Actualmente las actividades de operación de red  se realizan mediante le uso de diferentes sistemas de gestión en cada segmento de red: MAN Ethernet, núcleo d red IP/MPLS y malla fotónica.  Los sistemas de gestión  requieren de frecuentes inversiones en infraestructura (e.g servidores) y mantenimiento. Además, los procesos de actualización debidos a la introducción, de nuevos servicios, tecnologías o suministradores son lentos y complejos ya que a menudo requieren la implementación de desarrollos específicos para el operador.  Por otro lado,  la provisión y monitorización de servicios de conectividad entre segmentos de red operados por diferentes sistemas se resuelven normalmente mediante el uso de procedimientos y actuaciones manuales lo que complica y ralentiza el proceso.

Figura 2.- Modelo de operación en el núcleo de red

En resumen, podemos concluir que el modelo actual basado en el uso de diferentes procesos de planificación y sistemas de gestión reduce la escalabilidad de la red, aumenta su coste y ralentiza, complica y encarece  la operación y desarrollo de nuevos de servicios.

Nuevo modelo de red multicapa

A continuación se describe un nuevo modelo de red propuesto en la iniciativa  “Scalable Multilayer Photonic Networks” de Telefonica I+D capaz de hacer frente a los problemas originados por el modelo actual.

¿Cómo simplificar la operación en el núcleo de red?

Se propone el uso de soluciones de plano de control multicapa capaces de coordinar de forma  automática los planos de control de la red IP/MPLS y la malla fotónica y de  reducir el tiempo y el número de actuaciones necesarias para la provisión de circuitos ópticos sobre malla fotónica entre nodos de la red IP/MPLS (e.g configuración automática de una nueva planificación, nuevos mecanismos de restauración multicapa, etc). La siguiente figura muestra el esquema genérico del escenario e demostración realizado en colaboración con Juniper en la conferencia OFC celebrada en Los Angeles en Marzo de 2011 [1]-[3].

Figura 3.-Escenario de demostración del prototipo de plano de control multicapa desarrollado por TID. OFC2011, Los Angeles 08 Marzo 2011

Este solución,  es capaz de coordinar automáticamente una red IP/MPLS y una malla fotónica de diferentes suministradores mediante el uso de interfaces de señalización estándar. Estamos participando activamente en los grupos CCAMP y PCE del IETF. Hasta el momento se han realizado pruebas de concepto con diferentes suministradores como Juniper, ADVA y Huawei.

¿Cómo aumentar la capacidad y escalabilidad de la red?

Se propone el uso de herramientas de planificación multicapa capaces de optimizar conjuntamente los recursos y la capacidad de la red IP/MPLS y la malla fotónica. Una herramienta de planificación multicapa integrada, facilitaría el dimensionado coherente de ambas capas en un único ciclo lo que generaría importantes ahorros en CAPEX. La siguiente figura muestra la evolución de inversiones en el núcleo de red según el modelo actual (IP transit) y en el caso de aplicar estrategias de planificación multicapa (IP offloading).

Figura 4.-Comparación del CAPEX relativo en una red de tamaño medio cuando se sigue el modelo actual y el modelo de planificación multicapa. Fuente:  “CAPEX Savings by a Scalable IP Offloading Approach ”, TID, OFC2011, Los Angeles 08 Marzo 2011

Referencias

[1] http://www.lightreading.com/document.asp?doc_id=209272&f_src=lrdailynewsletter

[2] http://www.lightwaveonline.com/networking/news/Juniper-Networks-Telefonica-demo-IPoptical-multilayer-architecture-124348324.html

[3]http://www.juniper.net/us/en/company/press-center/press-releases/2011/pr_2011_06_22-08_01.html

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Comentarios

2 Comentarios to “Soluciones de red multicapa IP/malla fotónica para un núcleo de red eficiente y escalable”

  1. filotecnologa on julio 20th, 2011 %H:%M 06Wed, 20 Jul 2011 18:06:49 +000049.

    Muy buen artículo. Me gustaría añadir un par de comentarios.
    En primer lugar la dificultad intrínseca de conseguir un plano de control multicapa por la naturaleza diversa de características y vendors, hace que este tipo de soluciones sean a largo, o puede que a muy largo plazo.
    Por otro lado, creo que el ahorro sería mas interesante desde el punto de vista del OPEX, más que del CAPEX, ya que el hecho de que se realice una planificación conjunta no implica necesariamente que los recursos sean menores, y desde luego para actuar en tiempo real con soluciones como el Offloading, la infraestructura tiene que estar disponible a priori.

  2. Pruebas en España de transmisión de datos a 400 Gigabit por segundo. « El blog de Hostarting on enero 12th, 2012 %H:%M 09Thu, 12 Jan 2012 09:33:51 +000051.

    [...] los últimos meses, Telefónica España está llevando a cabo el despliegue de mallas fotónicas de alta capacidad para conseguir velocidades de transmisión que garanticen la ventaja competitiva, [...]

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