パケットトランスポートテクノロジーの 適 用 性 と 課 題 大 垣 健 一 @KDDI 研 究 所 1
アジェンダ 1. 背 景 2. ネットワークの 現 状 3. サービスの 特 徴 4. トランスポートネットワークの 役 割 5. パケットトランスポートテクノロジーの 適 用 性 6. レガシーサービスマイグレーション 7. レイヤ1(DWDM)ネットワークとの 連 携 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 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 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 3
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 NW NTT POI KDDI NWC KDDI NWC WDM/ADM KDDI KDDI Backbone NW NWC AP POI Power company NCC NW Kanto NW WDM/ADM Ring NTT POI GC Ring NTT GC Own fiber Enterprise Leased line Subscriber Enterprise KDDIR&D Ether-VPN Labs., Inc. Proprietary BTS Dark fiber GC: NTT Group unit Center 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 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 M/C, ONU(PON), DSLモデム L2/L3 SW TDM NW L3NW WDM NW Home GW /STB お 客 様 宅 M/C, OLT(PON), DSLAM NTT GC 局 コロケーション ADM GCリング KDDI 局 L2NW 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 5
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), 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 Hub & Spoke Multi-Point to Multi-Point 8
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: コア エッジL2SW, 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 CE Backbone Access/Metro Transport NW 9
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 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 パケットベースのトランスポートテクノロジへの 期 待 PWE3(MPLS TP), PBB TE 階 層 的 (ツリー)トポロジによる 統 計 多 重 の 効 率 化 Core SW PE Core SW 10GbE nx10gbe GbE FE CE 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, MP to MP) SLAs 運 用 面 11
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 PWE3(MPLS TP), PBB TE 帯 域 保 証 Hub Site Backbone NW P CE Metro Diffserv TE, 802.1p + ハードウェアQoSサポート Ring NW CllAd Call Admission i Control 機 構 l MPLS TE, Network Management System 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 ) 現 用 / 冗 長 系 パスの 明 示 的 な 経 路 制 御 Metro Tree NW W Ring topology Tree topology 12
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. mobile backhauling, ISP) Replication 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) 帯 域 確 保 P to MP(Drop&Continue) 機 能 が 欲 しい 統 計 多 重 + トラヒックモニタベースの 中 継 リンク の 増 速 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 Service Hub Ring topology Tree topology Service Node Service NW 13
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) 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 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 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 P to P サービスと 一 緒 Replication Replication Service Hub Ring topology Service Hub Loopback Same VPN Loopback Tree topology 14
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 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 障 害 時 の 遅 延 変 動 も BTS 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 Handover MSC 15
レガシーサービスマイグレーション(2) クロック 同 期 その 他 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 i Over Packet(ex. IEEE1588) 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 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 TDM OAM Ethernet OAM CES Packet Transport NW 16
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 Site Core NW P Hub Site Core WDM NW ROADM/WXC W CE Metro NW CE Metro WDM NW 17
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 Packet Transport NW 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 2. 複 数 障 害 に 備 えて 片 系 運 用 の 継 続 を 避 けるた 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 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 DWDM NW 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 CE (1) (2) 18
まとめ パケットトランスポート 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 トネットワ 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 トワークとパケットトランスポートネットワークの トトランスポ トネ クの 連 携 を 考 察 19