Passive Optical LAN -Carrier Technologie für Office Networks

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Klaus Förstner
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1 P R Ä S E N T I E R T Passive Optical LAN -Carrier Technologie für Office Networks Überblick und Vorteile Ein Beitrag von Dipl.-Ing. H.-J. Niethammer Director Technical Services EMEA Broadband Network Solutions TE Connectivity hjniethammer@te.com 2 1

2 Inhaltsverzeichnis POL die Technologie Vergleiche mit traditioneller LAN Technologie Architektur, Redundanz, Bandbreite, Verkabelung Vorteile und Nutzen von POL Verkabelungsoptionen für POL Was istpol? POL - Passive Optical Local Area Network (Enterprise) GPON - Gigabit Passive Optical Network (Carrier) GPON zwischen GVTs oder RZ und den Arbeitsplatzanschlüssen zwischen Central Office (CO) oder substation und den FTTx Endstationen Basiert auf dem ITU standard ITU-G.984, asymmetrische Bandbreite 2,488 Gb/s downstream// Gb/s upstream Fiber to the Office 2

POL - Passive Optical Local Area Network (Enterprise) GPON - Gigabit Passive Optical Network (Carrier) GPON zwischen GVTs oder RZ und den

3 Das POL Konzept Bis zu Gb/s Bis zu Gb/s Time Division Multiplexing Optical Network Terminal Ethernet Optical Line Terminal PASSIV (keine Stromversorgung notwendig) Aufbau, Komponenten und Anbieter - SitztimRZ oderimgvt - Verbindet POL mit den core switches mittels Ethernet pluggables - BietetRedundanz fürswitching, control und Spannungsversorgung - PON blades (mit 4-8 PON ports) - EinPON port bindet bis zu32 ONTs an - UnterstütztVLAN ONT Optical Network Terminal Ethernet Ports - VLAN, PoE, 802.1, QoS - Verfügbar als Stand- Alone und für Schrankeinbau 6 3

Komponenten und Anbieter - SitztimRZ oderimgvt - Verbindet POL mit den core switches mittels Ethernet pluggables - BietetRedundanz fürswitching,

4 Vergleich der Architekturen Traditional LAN Passive Optical LAN Redundanz-Vergleich Stable Ethernet mit Switches Reliability = > % (325 downtime minutes/year) Reliability = > % (204 downtime minutes/year) Reliability = > % (30 downtime seconds/year) ~ 8.7 hours ~ 3.5 hours % Verfügbarkeit (30 sec. Ausfallzeit pro Jahr ) Type-B PON redundancy OLT 2:x ODN Splitter X POL This architecture requires the use of two fiber NIC cards in each workstation POL Reliability = > % (5.13 downtime min./yr) Geographically dispersed OLTs OLT 2:x ODN Splitter Quelle: Tellabs Carrier Class Reliability OLT X 8 4

5 hours 99.9999 % Verfügbarkeit (30 sec.

5 Bandbreitenvergleich trad. Ethernet vs. POL Cisco Catalyst /100/1000BASE-T Vs GBE Uplink zum Aggregation Layer: - 1 Gb/s für 48 ports = 20 Mb/s pro User 10 GBE Uplink zum Aggregation layer: - 10 GBb/s für 48 ports = 208 Mb/s pro User Split-Ratio 1:32 DS 2,488 Gb/s = 77 Mb/s pro User US 1,244 Gb/s = 46 Mb/s pro User Untersuchung des Bandbreitenbedarfes Estimated Peak Bandwidth per User (Kbps) 2000 to 2013 Quelle: March 2013 Gartner Research How Cloud, Mobile and Video Will Increase Enterprise Bandwidth Needs Through Projected Peak Bandwidth per User 2017 (in Kbps) Base Low Cloud Med. CloudHigh CloudHigh VideoSuper User 5

ports = 208 Mb/s pro User Split-Ratio 1:32 DS 2,488 Gb/s = 77 Mb/s pro User US 1,244 Gb/s = 46 Mb/s pro User Untersuchung des Bandbreitenbedarfes 200 180 160 140 120 100 80 60 40

6 Traffic Management mitpol Split-Ratios and Web Browsing Voice over IP Common LAN Service Per User Cloud-based Services (data storage, enterprise s/w, collaboration, etc...) Low Cloud-based Services (data storage, enterprise s/w, collaboration, etc ) High Wireless Access Point Capacity (IEEE a/b/g/n) Wireless Access Point High Capacity (IEEE ac/ad, dual radio) IP Video Surveillance Standard Definition (MPEG4/H.264) IP Video Surveillance High Definition (MPEG4/H.264) IP Video Conferencing / Telepresence (720p-Good, includes primary/auxiliary) IP Video Conferencing / Telepresence (1080p-Best, includes primary/auxiliary) ODN Split Bandwidth 500Kbps 110Kbps 50Kbps 100Kbps 24Mbps 300Mbps 2Mbps Netzwerk-Designer planensplit-ratios und ONT-Anzahlentsprechendder Bandbreitenanforderungen Niedrige Bandbreitenanforderungen ermöglichen hohe Split-Rations (z.b. 1:32) 1:32 1:32 1:32 1:32 1:16 6Mbps 2Mbps 15Mbps Niedrige Bandbreitenanforderungen durch niedrigere Split-Rations (z.b. 1:8) 1:4 1:16 1:16 1:16 1:16 Tellabs Confidential Proprietary 11 Bandbreiten-Management mit QoS Striktes Quality of Service (QoS) durch Traffic-Klassifizierung durch VLAN Prioritätenvergabe gemäß IEEE 802.1p, IEEE 802.1q und DP Datenraten-Limitierung durch CIR und EIR (shaping) Buffering & Scheduling glättet burst traffic Tellabs Confidential Proprietary 12 6

11 ac/ad, dual radio) IP Video Surveillance Standard Definition (MPEG4/H.264) IP Video Surveillance High Definition (MPEG4/H.

7 Vergleich der Verkabelungsmedien Traditionelles LAN Kategorie 3 Für Sprache Versorgt 120 Endpunkte Bandbreite in Mb/s Kategorie 6 Für Sprache und Daten Versorgt 120 Endpunkte Bandbreite in Gb/s POL Single Mode Fiber / -APC Sprache, Daten,Video etc. D Versorgt 128 Endpunkte Bandbreite in Tb/s 13 Warum sollte uns das interessieren? Potential als disruptive technology oder game changer??? (Film-Fotografie vs. Digital oder DVDs vs. Streaming oder Mainframe vs. Desktop PC) Benötigtbiszu90% weniger Platz Spart bis zu 80% Energiekosten Spart % der Anschaffungskosten Reduziert Klimatisierung, Kühlung, Lüftung Vereinfacht Netzwerkbetrieb und Management Reduziert Trainingskosten Benutzt die zukunftsicherste Verkabelung 14 7

Potential als disruptive technology oder game changer??? (Film-Fotografie vs. Digital oder DVDs vs. Streaming oder Mainframe vs.

8 Das Bild kann zurzeit nicht angezeigt werden. Das Bild kann zurzeit nicht angezeigt werden. Passive Optical LAN im Gebäude Kupfer Passive basierendes Optical LAN Ethernet LAN Fire Suppression HVAC PON x Floor n Fiber 32 Long PoE Cables Short PoE Cables WLAN Enterprise Aggregation Switch 3 2 Access Switches Fiber 1 Heavy Duty Cable Trays Light weight or no Cable Trays Short Long CAT-5/6 CAT-5/6 Distribution Switch Core Router WAN 56 PON Ports Multi-Mode Fiber Single-Mode Fiber (20km reach) AC 4 PON 1 Access Switches Floor Fiber 8 Fiber 1 Long PoE Cables Heavy Duty Cable Trays Light weight or no Cable Trays WGT s 4-port Work Group Terminals Short PoE Cables Short CAT-5/6 WLAN Ethernet Ports Served MDF UPS IDF Office Space Long CAT-5/6 Kostengegenüberstellung 16 8

2 Access Switches Fiber 1 Heavy Duty Cable Trays Light weight or no Cable Trays Short Long CAT-5/6 CAT-5/6 Distribution Switch Core Router WAN 56 PON Ports Multi-Mode Fiber Single-Mode Fiber (20km

9 POL Anwendungsbeispiel Sandia National Laboratory VorPOL 13,000 User, 265 Gebäude und 600 Switches 600 Schränke Pro Port Installationskosten zw $ Verteiltes Netzwerkmanagement NachPOL Sandia National Laboratory 14 active Optical LAN switches (98% Reduzierung) Reduzierung der Energiekosten um 65% (Spart 1 Million kwh/jahr) Pro Port Installationskosten zw $ Zentrales Netzwerkmanagement für alle User, Gebäude und Equipment Sandia rechnet mit 20 musd Kosteneinsparung in den nächsten 5 Jahren 17 Verkabelungsarchitekturen für POL Distributed Distributed Data Center / MDF Home Run 18 9

Energiekosten um 65% (Spart 1 Million kwh/jahr) Pro Port Installationskosten zw.

10 POL Link Budget Die max. POL Distanz wird durch die optische Dämpfung bestimmt Das POL Dämpfungbudgetmuss zwischen 8 db and 28 db sein (d.h. kleinere Split-Ratios benötigen ggf. Inline-Dämpfungsglieder ) Attenuator Loss Unit Optical Loss 1310 nm 0.35 db/ Km Beispiel GPON Optical Budget Splitter (1:32) = 16.7 db Fiber loss (20km) = 7.0 db Connector / Splice loss = 3.5 db 27.2 db Optical Loss 1490 nm 0.25 db / Km Optical Loss 1550 nm 0.22 db / Km Splice Loss per unit 0.05 db Connector Loss 0.35 db 1X32 PON Splitter 16.7 db 1X16 PON Splitter 12.9 db 1X8 PON Splitter 7.8 db 1X4 PON Splitter 5.4 db 19 Flexible, verteilte Verkabelungsarchitektur Features Flexibility Material Cost Installation Time High High Medium low Etage Zone Arbeitsplatz GVT Splitter Point to Multipoint Rapid Distri Terminal MPO Fiber Distri Hub MPO MPO MPO 10

2 db Optical Loss 1490 nm 0.25 db / Km Optical Loss 1550 nm 0.22 db / Km Splice Loss per unit 0.05 db Connector Loss 0.35 db 1X32 PON Splitter 16.7 db 1X16 PON Splitter 12.9 db 1X8 PON Splitter 7.

11 Einfache, verteilte Verkabelungsarchitektur Features Flexibility Material Cost Installation Time Medium Medium Medium Medium Etage Zone Arbeitsplatz GVT Splitter Point to Multipoint MPO MPO/APC cassette Fiber Splitter Box MPO Verkabelungsarchitektur Homerun Features Flexibility Material Cost Installation Time Low Low Medium Low GVT Etage Zone Arbeitsplatz TFP Splitter MPO Rapid Distri Terminal Splitter Point to Multipoint MPO 11

Splitter Box MPO Verkabelungsarchitektur Homerun Features Flexibility Material Cost Installation Time Low

12 LAN-Ersatz Traditional LAN Passive Optical LAN page 23 / December 2011 POL Verbände und Standards APOLAN - Gegründet mit dem Ziele einer weltweit steigenden Akzeptanz der POL Netzwerk-Topologie im LAN Markt Gründungsmitglieder TIA-568-C.0-2 beinhaltet POL als Gebäudeapplikation seit August

steigenden Akzeptanz der POL Netzwerk-Topologie im LAN Markt www.apolanglobal.

13 Fragen? 25 Kontakt Tyco Electronics AMP GmbH Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Niethammer Director Technical Services EMEA Broadband Network Solutions Pfnorstr Darmstadt Tel.: hjniethammer@te.com 26 13

EMEA Broadband Network Solutions Pfnorstr.

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