パケットトランスポートテクノロジーの適用性
パケポク
ジ
適 性と課題大垣健一@KDDI研究所

MPLS Japan 2008/10/29

KDDIR&D Labs., Inc. Proprietary1

アジェンダ
1.
2.
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7.

背景
ネットワークの現状
サービスの特徴
トランスポートネットワークの役割
パケットトランスポートテクノロジーの適用性
レガシーサービスマイグレーション
レイヤ1(DWDM)ネットワークとの連携

MPLS Japan 2008/10/29

KDDIR&D Labs., Inc. Proprietary

2

背景
•

サービスの多くがパケット中心に–•

アプリケーションのトランスポートメディアがパケット(IP)ベースに• レイヤ2/3 VPN、ISP• VoIP、Videoストリーミング
ストリ ミング

TDMベースのトランスポートからパケットベースのトランスポートへの移行が議論、進行中– PWE3(MPLS‐TP)、PBB‐TEに期待
期待– 長所と欠点•

電話(PSTN)、TDM専用線、Mobile BackHaulingのためにレガシーサービス(TDM)の継続的な提供は必要–•サービスがパケットになってもTDMインフラは当分残る

サービストポロジや、物理トポロジを考えて新しい技術の適用性の検討が重要–

既存の物理トポロジを変更するのは大変なので。。。

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KDDIR&D Labs., Inc. Proprietary3ネットワークの現状••••

NTT GC局にコロケーションした弊社設備を中継ダークファイバ等でリング状に接続(GCリング)、関東エリアは自社設備、ファイバによるツリートポロジのネットワーク構築
サービスネットワークはバックボーンのDWDMネットワーク上へ構築
お客様、au基地局を、自社ファイバ、NTT加入者ダークファイバ等で収容
企業ユーザは他事業者アクセス回線等も利用して収容
NTT
GC

NTT
POI
NTT NWKDDI
NWC
WDM/ADM

KDDI
NWC

KDDI
KDDI
Backbone NW NWC

WDM/ADM Ring

Kanto NWAP

POI

Power company
NCC NWNTTPOINTTGC

GC Ring
RiBTS
Own fiberEnterprise
LeasedMPLS Japan 2008/10/29
line

Dark fiber

SubscriberEnterprise
KDDIR&D
Labs., Inc. Proprietary GC: NTT Group unit Center
Ether-VPN

AP: Access Point

4サービス収容例• GCリング等を利用した加入者、携帯基地局収容
GCリング等を利用した加入者 携帯基地局収容• KDDI局への直接収容⇒対応エリアの広がりに課題
他事業者アクセス回線を利用した収容も必要

TDM NW
M/C, ONU(PON),
DSLモデムL2/L3 SW
L3NW

Home GW/STB
お客様宅

M/C, OLT(PON),DSLAM

WDM NWADM
L2NW

NTT GC局
コロケーション

GCリング

KDDI局

※TTC創立20周年シンポジウム「KDDIの次世代ネットワーク戦略」より抜粋
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KDDIR&D Labs., Inc. Proprietary5

サービスの特徴•サービストポロジ•– サービスの形態に基づくトポロジの分類• ポイント‐ポイント– 専用線• ハブ& スポーク(rooted multi‐point)– Mobile BackHauling– ISP• マルチポイント‐マルチポイント– IP/Ethernet/VPNs

要求されるサービスレベル– 専用線、Mobile BackHauling(音声)• 帯域保証• 目標障害復旧(サービス断)時間: ex.)~50ms• レイテンシ変化– IP/Ethernet VPNs, Mobile BackHauling(データ),g
ISP• 帯域確保(トランスポートネットワークでの統計多重を許容)• 目標障害復旧(サービス断)時間: ex.)~50ms

Point to Point
Multi-Point to Multi-Point
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Hub & Spoke

KDDIR&D Labs., Inc. Proprietary8トランスポートネットワークの役割(1)••トランスポートネットワークは全てのサービスネットワークの共通インフラ
バックボーンネットワークでは––•サービスハブノード間にポイント‐ポイントコネクションを提供• レイヤ2/3VPN:
イヤ
コア、エッジL2SW,
ジP,PEルータタハブ& スポーク型のコネクションにより、あるサービスハブノードをサービス提供ノードへ収容• Mobile BackHauling(音声、データ), ISP

アクセス/メトロネットワークでは––

ハブ&スポーク型コネクションにより全てのサービスを拠点(サービスハブノード)に収容
バックボーンネットワーク越しにポイント‐ポイントコネクションをプロバイダエッジ間で設定• 専用線
Service NW

Service hub

Backbone
CE
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Access/Metro

Transport NW
KDDIR&D Labs., Inc. Proprietary9トランスポートネットワークの役割(2)–

既存のネットワーク
ATM/TDMベースの回線をADMで時分割多重してDWDMシステムで伝送•–サービスの多くはパケット中心に•–

パケットベースのトランスポートテクノロジへの期待•–

パケットベースの統計多重によるCAPEXの削減と、スケーラビリティの増加を要求

PWE3(MPLS‐TP), PBB‐TE

階層的(ツリ )トポ ジによる 統計多重の効率化
階層的(ツリー)トポロジによる、統計多重の効率化

Core SW
Core SWPE
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CE

nx10GbE
10GbE
GbE
FE

KDDIR&D Labs., Inc. Proprietary

10物理的なトポロジの制約•

物理(経済?)的制約– 既存のファイバや拠点、ダークファイバやコロケーションスペースの賃貸費用を考慮したネットワークトポロジの設計が要求される。
• アクセス/メトロネットワークは量が多いので容易に変更できない。

– 新たな技術も既存のネットワークトポロジへ適用？

•

既存のネットワークトポロジへのパケットベースのトランスポートテクノロジの適用性の検討が必要– アクセス/メトロネットワーク• リング、ツリートポロジ– サービストポロジ(P‐to‐P, Hub & Spoke,pMP‐to‐MP)– SLAs– 運用面

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KDDIR&D Labs., Inc. Proprietary11パケットベーストランスポートテクノロジの適用性(1)•ポイント‐ポイントサービスへの適用(ex. 専用線)
– ポイント‐ポイントコネクションベースのサービス設
定Hub Site

Backbone NW
PW• PWE3(MPLS‐TP), PBB‐TE– 帯域保証• Diffserv‐TE , 802.1p + ハードウェアQoSサポート CE• CallC ll Admission
Ad i i Control機構
Cl機構– MPLS‐TE , Network Management System

MetroRing NWRing topology
l– 耐障害性• 1:1パスプロテクション(<50ms)• ルートダイバーシティ– リングトポロジ» ハブ拠点でのノード(サイト)ダイバーシティ– ツリートポロジ» デュアルホーミング– レイテンシの維持(遅延差の抑制)

Metro
Tree NW

Tree topology• 現用/冗長系パスの明示的な経路制御
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KDDIR&D Labs., Inc. Proprietary12パケットベーストランスポートテクノロジの適用性(2)•ハブ&スポーク型サービス(ex. mobilebackhauling, ISP)

Service NodeReplication

Service HubService NW– 複数のポイント‐ポイントコネクションによるサービス(ハブ)ノードへのサービス収容• ハブノード付近では非効率なブロードキャスト/マルチキャストパケットのコピー(BUMトラヒック)– P‐to‐MP(Drop&Continue)機能が欲しい。
P‐to‐MP(Drop&Continue)機能が欲しい– 帯域確保
• 統計多重 + トラヒックモニタベースの中継リンクの増速

Ring topology– 耐障害性• 1:1パスプロテクション(ex. 50~500ms)
Replication– keep aliveメッセージ(CCM)のハブノードへの集中 が懸念• ルートダイバーシティ– P‐to‐P サービスと一緒

Tree topology
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KDDIR&D Labs., Inc. Proprietary13パケットトランスポートテクノロジの適用性(3)•

マルチポイント‐マルチポイントサービスへの適用(ex. IP/Ethernet VPN)
Replication Service HubService Hub
Loopback– 複数のポイント‐ポイントコネクションによるサービス(ハブ)ノードへのサービス収容
SameVPN• 同一VPN顧客が同じリング、サブツリーにいるとヘアピニングが発生– 帯域保証Ring topology• サービスハブノードまでのアクセスリンクは帯域保証が必要– 耐障害性• 1:1パスプロテクション(<50ms)– keep aliveメッセージ(CCM)のハブノードへの集中 が懸念• ルートダイバーシティ
ル トダイバ シテ– P‐to‐P サービスと一緒

Loopback

Replication

Tree topology
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KDDIR&D Labs., Inc. Proprietary

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レガシーサービスマイグレーション(1)•TDM専用線の提供はしばらく続きます。
– 他キャリアのアクセスラインを使うにはSONET/SDH E‐NNI接続も必要•

MSC

CES(Circuit Emulation Service)が唯一の?ソリューション
– TDMoIP, CESoPSN, SAToP, CEP•

CESを実ネットワークに導入する際の注意– Mobile BackHaulingにおける遅延差• ハンドオーバの際の遅延差が許容値を超えるとハンドオーバできない。
BTS• 障害時の遅延変動も×
障害– パケットトランスポートネットワークの品質• 要求されるBER(Bit Error Rate) に対して、パケロス率は10^3良い必要– Ex.) T1ペイロードは192bytes(1536bits) フレームにパケット化

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KDDIR&D Labs., Inc. Proprietary

Handover15

レガシーサービスマイグレーション(2)– クロック同期• Adaptive timing(シーケンスナンバとRTP ヘッダのタイムスタンプからクロックリカバリ)• Synchronous Ethernet(ex. G.8261/8262)• Timing
Ti i OOver PPacket(ex.
k t( IEEE1588)•その他– 遅延とジッタ/ワンダ• ジッタ/ワンダ補償のためのバッファサイズと遅延のトレードオフ
ジ タ/ワンダ補償のためのバ フ サイズと遅延のトレ ドオフ– OAMインタワーキング• パケットトランスポートプロトコルのOAMと既存のトランスポートプロトコルのOAMの連携– 障害検知、警報転送
障害検知 警報転送
TDM OAM
Ethernet OAM
CES
Packet Transport NWMPLS Japan 2008/10/29

KDDIR&D Labs., Inc. Proprietary16レイヤ1(DWDM)ネットワークとの連携(1)
大容量専用線の収容•– GbE, 10GbE Ethernet専用線のパケットトランスポートネットワークへの収容は非効率• パススルートラヒックが中継リンク、ノードの帯域を消費、統計多重と相容れない。

– C/DWDMネットワークへの直接収容が効率的• DWDMレイヤでの1+1プロテクションが必要– Ex.) Optical UPSR

Hub SiteCore NWP

Hub SiteCore WDM NWROADM/WXCW

CE

Metro NWMPLS Japan 2008/10/29

CE

Metro WDM NWKDDIR&D Labs., Inc. Proprietary17レイヤ1(DWDM)ネットワークとの連携(2)•レイヤ間のプロテクション&レストレーション連携– 複数障害に対するより高い耐障害性を要求– パケットトランスポートレイヤで高速リカバリ
1. 初期障害に対するパケットトランスポートレイヤ
での1:1パスプロテクション

Packet Transport NW(1)

2. 複数障害に備えて片系運用の継続を避けるた CE
め、DWDMレイヤでのベストエフォートなリカバ
リにより障害パスを復旧– DWDMレイヤでの高速リカバリ(2)• DWDMレイヤでの1+1パスプロテクション• 両レイヤでの二重の障害復旧を防ぐために障害検知保護時間の調整、レイヤ間連携が必要• パケットトランスポートレイヤのリンク毎にDWDMレイヤでのプロテクションが必要

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KDDIR&D Labs., Inc. Proprietary

DWDM NW18

まとめ•パケ トトランスポ ト技術の既存ネ トワ ク の適用性を検討
パケットトランスポート技術の既存ネットワークへの適用性を検討– サービストポロジ、要求されるサービスレベルに基づく既存のサービスの特徴付け– 物理ネットワークトポロジ、機能、耐障害性、QoS等を考慮したパケットトラン
スポート技術のこれらのサービスへの適用性を検討••

パケットトランスポートネットワークへのレガシーサービスマイグレーショ
パケットトランスポ
トネットワ クへのレガシ サ ビスマイグレ ションの問題点を考察
効率的なサービス収容、より高い対障害性のためのレイヤ1(DWDM)ネッ
トワ クとパケ トトランスポ トネ トワ クの連携を考察
トワークとパケットトランスポートネットワークの連携を考察

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