[要約] RFC 4054は、光層ルーティングにおける障害とその他の制約に関する情報を提供するためのものです。このRFCの目的は、光ネットワークの設計と運用において、障害や制約を考慮するためのガイドラインを提供することです。
Network Working Group J. Strand, Ed.
Request for Comments: 4054 A. Chiu, Ed.
Category: Informational AT&T
May 2005
Impairments and Other Constraints on Optical Layer Routing
障害および光層ルーティングのその他の制約
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Copyright (C) The Internet Society (2005).
Copyright（c）The Internet Society（2005）。
Abstract
概要
Optical networking poses a number challenges for Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS). Fundamentally, optical technology is an analog rather than digital technology whereby the optical layer is lowest in the transport hierarchy and hence has an intimate relationship with the physical geography of the network. This contribution surveys some of the aspects of optical networks that impact routing and identifies possible GMPLS responses for each: (1) Constraints arising from the design of new software controllable network elements, (2) Constraints in a single all-optical domain without wavelength conversion, (3) Complications arising in more complex networks incorporating both all-optical and opaque architectures, and (4) Impacts of diversity constraints.
光学ネットワーキングは、一般化されたマルチプロトコルラベルスイッチング（GMPLS）の数の課題をもたらします。基本的に、光学技術はデジタルテクノロジーではなくアナログです。これにより、光学層が輸送階層で最も低く、したがって、ネットワークの物理的な地理と密接な関係があります。この貢献は、ルーティングに影響を与える光ネットワークの一部の一部を調査し、それぞれのGMPLS応答を識別し、次のようにします。（3）すべての光学的アーキテクチャと不透明なアーキテクチャの両方を組み込んだ、より複雑なネットワークで生じる合併症、および（4）多様性の制約の影響。
Table of Contents
目次
1. Introduction ................................................. 2
2. Sub-IP Area Summary and Justification of Work ................ 3
3. Reconfigurable Network Elements .............................. 3
3.1. Technology Background .................................. 3
3.2. Implications for Routing ............................... 6
4. Wavelength Routed All-Optical Networks ....................... 6
4.1. Problem Formulation .................................... 7
4.2. Polarization Mode Dispersion (PMD) ..................... 8
4.3. Amplifier Spontaneous Emission ......................... 9
4.4. Approximating the Effects of Some Other
Impairments Constraints ................................ 10
4.5. Other Impairment Considerations ........................ 13
4.6. An Alternative Approach - Using Maximum
Distance as the Only Constraint ........................ 13
4.7. Other Considerations ................................... 15
4.8. Implications for Routing and Control Plane Design ...... 15
5. More Complex Networks ........................................ 17
6. Diversity .................................................... 19
6.1. Background on Diversity ................................ 19
6.2. Implications for Routing ............................... 23
7. Security Considerations ...................................... 23
8. Acknowledgements ............................................. 24
9. References ................................................... 25
9.1. Normative References ................................... 25
9.2. Informative References ................................. 26
10. Contributing Authors ......................................... 26
Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) [Mannie04] aims to extend MPLS to encompass a number of transport architectures, including optical networks that incorporate a number of all-optical and opto-electronic elements, such as optical cross-connects with both optical and electrical fabrics, transponders, and optical add-drop multiplexers. Optical networking poses a number of challenges for GMPLS. Fundamentally, optical technology is an analog rather than digital technology whereby the optical layer is lowest in the transport hierarchy and hence has an intimate relationship with the physical geography of the network.
Generalized Multi-Protocolラベルスイッチング（GMPLS）[Mannie04]は、MPLSを多くの輸送アーキテクチャを含むように拡張することを目的としています。電気ファブリック、トランスポンダー、光学アドロップマルチプレクサ。光ネットワーキングは、GMPLに多くの課題をもたらします。基本的に、光学技術はデジタルテクノロジーではなくアナログです。これにより、光学層が輸送階層で最も低く、したがって、ネットワークの物理的な地理と密接な関係があります。
GMPLS already has incorporated extensions to deal with some of the unique aspects of the optical layer. This contribution surveys some of the aspects of optical networks that impact routing and identifies possible GMPLS responses for each. Routing constraints and/or complications arising from the design of network elements, the accumulation of signal impairments, and the need to guarantee the physical diversity of some circuits are discussed.
GMPLSには、拡張機能が既に組み込まれており、光レイヤーのユニークな側面のいくつかに対処しています。この貢献は、ルーティングに影響を与える光学ネットワークのいくつかの側面を調査し、それぞれの可能なGMPLS応答を識別します。ネットワーク要素の設計、信号障害の蓄積、および一部の回路の物理的多様性を保証する必要性から生じるルーティングの制約および/または合併症について説明します。
Since the purpose of this document is to further the specification of GMPLS, alternative approaches to controlling an optical network are not discussed. For discussions of some broader issues, see [Gerstel2000] and [Strand02].
このドキュメントの目的はGMPLSの仕様を促進することであるため、光ネットワークを制御するための代替アプローチについては説明しません。いくつかのより広範な問題の議論については、[gerstel2000]および[strand02]を参照してください。
The organization of the contribution is as follows:
貢献の組織は次のとおりです。
- Section 2 is a section requested by the sub-IP Area management for all new documents. It explains how this document fits into the Area and into the IPO WG, and why it is appropriate for these groups.
- セクション2は、すべての新しいドキュメントに対してサブIPエリア管理が要求したセクションです。このドキュメントがどのようにエリアとIPO WGに適合し、なぜこれらのグループに適しているのかを説明しています。
- Section 3 describes constraints arising from the design of new software controllable network elements.
- セクション3では、新しいソフトウェア制御可能なネットワーク要素の設計から生じる制約について説明します。
- Section 4 addresses the constraints in a single all-optical domain without wavelength conversion.
- セクション4では、波長変換のない単一のすべての光学ドメインの制約について説明します。
- Section 5 extends the discussion to more complex networks and incorporates both all-optical and opaque architectures.
- セクション5では、ディスカッションをより複雑なネットワークに拡張し、すべての光学的アーキテクチャと不透明なアーキテクチャの両方を組み込んでいます。
- Section 6 discusses the impacts of diversity constraints.
- セクション6では、多様性の制約の影響について説明します。
- Section 7 deals with security requirements.
- セクション7では、セキュリティ要件を扱います。
- Section 8 contains acknowledgments.
- セクション8には謝辞が含まれています。
- Section 9 contains references.
- セクション9には参照が含まれています。
- Section 10 contains contributing authors' addresses.
- セクション10には、著者の住所が貢献しています。
This document merges and extends two previous expired Internet-Drafts that were made IPO working group documents to form a basis for a design team at the Minneapolis IETF meeting, where it was also requested that they be merged to create a requirements document for the WG.
このドキュメントは、Minneapolis IETF会議で設計チームの基礎を形成するためにIPOワーキンググループドキュメントになった2つの期限切れのインターネットドラフトをマージおよび拡張します。
In the larger sub-IP Area structure, this merged document describes specific characteristics of optical technology and the requirements they place on routing and path selection. It is appropriate for the IPO working group because the material is specific to optical networks. It identifies and documents the characteristics of the optical transport network that are important for selecting paths for optical channels, which is a work area for the IPO WG. The material covered is directly aimed at establishing a framework and requirements for routing in an optical network.
より大きなサブIPエリア構造では、このマージされたドキュメントでは、光学技術の特定の特性と、ルーティングとパスの選択に課す要件について説明します。材料は光学ネットワークに固有のものであるため、IPOワーキンググループに適しています。IPO WGの作業領域である光学チャネルのパスを選択するために重要な光学輸送ネットワークの特性を識別および文書化します。カバーされている資料は、光ネットワークでルーティングのフレームワークと要件を確立することを直接目的としています。
Control plane architectural discussions (e.g., [Awduche99]) usually assume that the only software reconfigurable network element is an optical layer cross-connect (OLXC). There are however other software reconfigurable elements on the horizon, specifically tunable lasers and receivers and reconfigurable optical add-drop multiplexers (OADM). These elements are illustrated in the following simple example, which is modeled on announced Optical Transport System (OTS) products:
コントロールプレーンのアーキテクチャの議論（例：[Awduche99]）は通常、唯一のソフトウェア再構成可能なネットワーク要素が光レイヤークロスコネクト（OLXC）であると想定しています。ただし、地平線上には他のソフトウェア再構成要素、特に調整可能なレーザーとレシーバー、および再構成可能な光学アドロップマルチプレクサ（OADM）があります。これらの要素は、発表された光輸送システム（OTS）製品でモデル化されている次の簡単な例に示されています。
+ +
---+---+ |\ /| +---+---
---| A |----|D| X Y |D|----| A |---
---+---+ |W| +--------+ +--------+ |W| +---+---
: |D|-----| OADM |-----| OADM |-----|D| :
---+---+ |M| +--------+ +--------+ |M| +---+---
---| A |----| | | | | | | |----| A |---
---+---+ |/ | | | | \| +---+---
+ +---+ +---+ +---+ +---+ +
D | A | | A | | A | | A | E
+---+ +---+ +---+ +---+
| | | | | | | |
Figure 3-1: An OTS With OADMs - Functional Architecture
図3-1：OADMSのOTS-機能アーキテクチャ
In Fig. 3-1, the part that is on the inner side of all boxes labeled "A" defines an all-optical subnetwork. From a routing perspective two aspects are critical:
図3-1では、「A」とラベル付けされたすべてのボックスの内側にある部分は、すべての光学サブネットワークを定義します。ルーティングの観点から、2つの側面が重要です。
- Adaptation: These are the functions done at the edges of the subnetwork that transform the incoming optical channel into the physical wavelength to be transported through the subnetwork.
- 適応：これらは、サブネットワークを介して輸送される物理波長に着信光チャネルを変換するサブネットワークの端で行われる機能です。
- Connectivity: This defines which pairs of edge Adaptation functions can be interconnected through the subnetwork.
- 接続性：これは、サブネットワークを介して相互接続できるエッジ適応関数のペアを定義します。
In Fig. 3-1, D and E are DWDMs and X and Y are OADMs. The boxes labeled "A" are adaptation functions. They map one or more input optical channels assumed to be standard short reach signals into a long reach (LR) wavelength or wavelength group that will pass transparently to a distant adaptation function. Adaptation functionality that affects routing includes:
図3-1では、DとEはDWDMSであり、XとYはOADMです。「A」というラベルの付いたボックスは、適応関数です。それらは、標準の短いリーチ信号であると想定される1つ以上の入力光チャネルを、長い範囲（LR）波長または波長グループにマッピングし、透過的に遠い適応関数に渡す波長グループです。ルーティングに影響を与える適応機能には次のものが含まれます。
- Multiplexing: Either electrical or optical TDM may be used to combine the input channels into a single wavelength. This is done to increase effective capacity: A typical DWDM might be able to handle 100 2.5 Gb/sec signals (250 Gb/sec total) or 50 10 Gb/sec (500 Gb/sec total); combining the 2.5 Gb/sec signals together thus effectively doubles capacity. After multiplexing the combined signal must be routed as a group to the distant adaptation function.
- 多重化：電気TDMまたは光学TDMを使用して、入力チャネルを単一の波長に結合することができます。これは、有効容量を増やすために行われます。典型的なDWDMは、100の2.5 GB/秒信号（合計250 GB/SEC）または50 10 GB/秒（合計500 GB/SEC）を処理できる場合があります。2.5 GB/SECシグナルを組み合わせることで、効果的に容量が2倍になります。多重化後、結合された信号をグループとして遠くの適応関数にルーティングする必要があります。
- Adaptation Grouping: In this technique, groups of k (e.g., 4) wavelengths are managed as a group within the system and must be added/dropped as a group. We will call such a group an "adaptation grouping". Examples include so called "wave group" and "waveband" [Passmore01]. Groupings on the same system may differ in basics such as wavelength spacing, which constrain the type of channels that can be accommodated.
- 適応グループ化：この手法では、K（例：4）の波長グループがシステム内のグループとして管理され、グループとして追加/ドロップする必要があります。このようなグループを「適応グループ」と呼びます。例には、いわゆる「波動グループ」と「波形」[Passmore01]が含まれます。同じシステム上のグループ化は、波長間隔などの基本が異なる場合があります。これにより、収容できるチャネルのタイプが制約されます。
- Laser Tunability: The lasers producing the LR wavelengths may have a fixed frequency, may be tunable over a limited range, or may be tunable over the entire range of wavelengths supported by the DWDM. Tunability speeds may also vary.
- レーザーの調整性：LR波長を生成するレーザーは、固定周波数を持つか、限られた範囲で調整可能である場合があり、DWDMがサポートする波長の全範囲で調整可能である場合があります。調整性速度も異なる場合があります。
Connectivity between adaptation functions may also be limited:
適応関数間の接続も制限される場合があります。
- As pointed out above, TDM multiplexing and/or adaptation grouping by the adaptation function forces groups of input channels to be delivered together to the same distant adaptation function.
- 上記で指摘したように、適応関数によるTDM多重化および/または適応グループ化は、入力チャネルのグループグループが同じ遠い適応関数に一緒に配信されるようにします。
- Only adaptation functions whose lasers/receivers are tunable to compatible frequencies can be connected.
- レーザー/レシーバーが互換性のある周波数に対して調整可能な適応関数のみを接続できます。
- The switching capability of the OADMs may also be constrained.
- OADMのスイッチング機能も制約される場合があります。
For example:
例えば：
o There may be some wavelengths that can not be dropped at all.
o まったく落とすことができない波長があるかもしれません。
o There may be a fixed relationship between the frequency dropped and the physical port on the OADM to which it is dropped.
o ドロップされた周波数と、それがドロップされているOADM上の物理ポートとの間には固定関係がある場合があります。
o OADM physical design may put an upper bound on the number of adaptation groupings dropped at any single OADM.
o OADM物理設計では、単一のOADMでドロップされた適応グループの数に上限がある場合があります。
For a fixed configuration of the OADMs and adaptation functions connectivity will be fixed: Each input port will essentially be hard-wired to some specific distant port. However this connectivity can be changed by changing the configurations of the OADMs and adaptation functions. For example, an additional adaptation grouping might be dropped at an OADM or a tunable laser retuned. In each case the port-to-port connectivity is changed.
OADMSおよび適応関数の固定構成の場合、接続性は固定されます。各入力ポートは、基本的に特定の遠隔ポートに硬質化されます。ただし、この接続性は、OADMSおよび適応関数の構成を変更することで変更できます。たとえば、追加の適応グループ化は、OADMまたは調整可能なレーザーリタンスでドロップされる場合があります。いずれの場合も、港からポートへの接続が変更されます。
These capabilities can be expected to be under software control. Today the control would rest in the vendor-supplied Element Management system (EMS), which in turn would be controlled by the operator's OSes. However in principle the EMS could participate in the GMPLS routing process.
これらの機能は、ソフトウェア制御下にあると予想されます。今日、コントロールはベンダーが提供する要素管理システム（EMS）に残り、オペレーターのOSによって制御されます。ただし、原則として、EMSはGMPLSルーティングプロセスに参加できます。
An OTS of the sort discussed in Sec. 3.1 is essentially a geographically distributed but blocking cross-connect system. The specific port connectivity is dependent on the vendor design and also on exactly what line cards have been deployed.
Secで説明されている種類のOT。3.1は、基本的に地理的に分布しているが、クロス接続システムをブロックすることです。特定のポート接続は、ベンダーの設計と、正確にどのラインカードが展開されているかに依存します。
One way for GMPLS to deal with this architecture would be to view the port connectivity as externally determined. In this case the links known to GMPLS would be groups of identically routed wavebands. If these were reconfigured by the external EMS the resulting connectivity changes would need to be detected and advertised within GMPLS. If the topology shown in Fig. 3-1 became a tree or a mesh instead of the linear topology shown, the connectivity changes could result in Shared Risk Link Group (SRLG - see Section 6.2) changes.
GMPLがこのアーキテクチャに対処する1つの方法は、ポート接続を外部から決定したものと見なすことです。この場合、GMPLに既知のリンクは、同一にルーティングされた波帯のグループになります。これらが外部EMSによって再構成された場合、結果として生じる接続の変更を検出してGMPLS内で宣伝する必要があります。図3-1に示されているトポロジーが示されている線形トポロジの代わりにツリーまたはメッシュになった場合、接続性の変化により共有リスクリンクグループ（SRLG-セクション6.2を参照）が変化する可能性があります。
Alternatively, GMPLS could attempt to directly control this port connectivity. The state information needed to do this is likely to be voluminous and vendor specific.
あるいは、GMPLSはこのポート接続を直接制御しようとする可能性があります。これを行うために必要な州の情報は、膨大であり、ベンダー固有のものである可能性があります。
The optical networks deployed until recently may be called "opaque" ([Tkach98]): each link is optically isolated by transponders doing O/E/O conversions. They provide regeneration with retiming and reshaping, also called 3R, which eliminates transparency to bit rates and frame format. These transponders are quite expensive and their lack of transparency also constrains the rapid introduction of new services. Thus there are strong motivators to introduce "domains of transparency" - all-optical subnetworks - larger than an OTS.
最近まで展開されていた光ネットワークは、「Opaque」（[TKACH98]）と呼ばれる場合があります。各リンクは、O/E/O変換を行うトランスポンダーによって光学的に分離されています。これらは、3Rとも呼ばれるレットタイミングと再形成で再生を提供し、ビットレートとフレーム形式への透明性を排除します。これらのトランスポンダーは非常に高価であり、透明性の欠如は、新しいサービスの迅速な導入も制約しています。したがって、「透明性のドメイン」 - オールオプティカルサブネットワークをOTよりも大きく導入する強力な動機があります。
The routing of lightpaths through an all-optical network has received extensive attention. (See [Yates99] or [Ramaswami98]). When discussing routing in an all-optical network it is usually assumed that all routes have adequate signal quality. This may be ensured by limiting all-optical networks to subnetworks of limited geographic size that are optically isolated from other parts of the optical layer by transponders. This approach is very practical and has been applied to date, e.g., when determining the maximum length of an Optical Transport System (OTS). Furthermore operational considerations like fault isolation also make limiting the size of domains of transparency attractive.
オールオプティックネットワークを介したLightPathsのルーティングは、広範な注目を集めています。（[yates99]または[ramaswami98]を参照）。すべての光学ネットワークでルーティングについて議論する場合、通常、すべてのルートが適切な信号品質を持っていると想定されています。これは、トランスポンダーによって光学層の他の部分から光学的に分離された限られた地理的サイズのサブネットワークにすべての光学ネットワークを制限することによって保証される場合があります。このアプローチは非常に実用的であり、光学輸送システム（OTS）の最大長を決定する際に、これまでに適用されています。さらに、断層分離などの運用上の考慮事項により、透明性のドメインのサイズを魅力的に制限します。
There are however reasons to consider contained domains of transparency in which not all routes have adequate signal quality. From a demand perspective, maximum bit rates have rapidly increased from DS3 to OC-192 and soon OC-768 (40 Gb/sec). As bit rates increase it is necessary to increase power. This makes impairments and nonlinearities more troublesome. From a supply perspective, optical technology is advancing very rapidly, making ever-larger domains possible. In this section, we assume that these considerations will lead to the deployment of a domain of transparency that is too large to ensure that all potential routes have adequate signal quality for all circuits. Our goal is to understand the impacts of the various types of impairments in this environment.
ただし、すべてのルートが適切な信号品質を持っているわけではない透明性の含まれたドメインを考慮する理由があります。需要の観点から、最大ビットレートはDS3からOC-192、まもなくOC-768（40 gb/秒）に急速に増加しました。ビットレートが増加するにつれて、電力を増やす必要があります。これにより、障害と非線形性がより厄介になります。供給の観点から見ると、光学技術は非常に急速に進歩しており、ますます大きなドメインを可能にしています。このセクションでは、これらの考慮事項が、すべての潜在的なルートがすべての回路に適切な信号品質を確保するには大きすぎる透明性のドメインの展開につながると仮定します。私たちの目標は、この環境におけるさまざまなタイプの障害の影響を理解することです。
Note that, as we describe later in the section, there are many types of physical impairments. Which of these needs to be dealt with explicitly when performing on-line distributed routing will vary considerably and will depend on many variables, including:
セクションの後半で説明するように、身体障害には多くの種類があることに注意してください。オンライン分散ルーティングを実行する場合、これらのどれが明示的に対処する必要があります。
- Equipment vendor design choices, - Fiber characteristics, - Service characteristics (e.g., circuit speeds), - Network size, - Network operator engineering and deployment strategies.
- 機器ベンダーの設計の選択、 - ファイバーの特性、 - サービス特性（回路速度など）、 - ネットワークサイズ、 - ネットワークオペレーターエンジニアリング、展開戦略。
For example, a metropolitan network that does not intend to support bit rates above 2.5 Gb/sec may not be constrained by any of these impairments, while a continental or international network that wished to minimize O/E/O regeneration investment and support 40 Gb/sec connections might have to explicitly consider many of them. Also, a network operator may reduce or even eliminate their constraint set by building a relatively small domain of transparency to ensure that all the paths are feasible, or by using some proprietary tools based on rules from the OTS vendor to pre-qualify paths between node pairs and put them in a table that can be accessed each time a routing decision has to be made through that domain.
たとえば、2.5 GB/秒を超えるビットレートをサポートするつもりのないメトロポリタンネットワークは、これらの障害のいずれにも制約されない可能性がありますが、O/E/Oの再生投資を最小限に抑え、40 GBをサポートしたいと考えた大陸または国際ネットワーク/SEC接続は、それらの多くを明示的に考慮する必要がある場合があります。また、ネットワークオペレーターは、透明性の比較的小さなドメインを構築してすべてのパスが実行可能であることを確認するか、OTSベンダーからのルールに基づいてノード間のパスを事前に資格を取得することにより、制約を削減または排除することさえあります。ペアを使用して、そのドメインを介してルーティング決定を行う必要があるたびにアクセスできるテーブルに入れます。
We consider a single domain of transparency without wavelength translation. Additionally, due to the proprietary nature of DWDM transmission technology, we assume that the domain is either single vendor or architected using a single coherent design, particularly with regard to the management of impairments.
波長変換のない透明性の単一のドメインを検討します。さらに、DWDM伝送技術の独自の性質により、ドメインは単一のベンダーまたは単一のコヒーレントデザインを使用して、特に障害の管理に関してアーキテクチャ化されていると想定しています。
We wish to route a unidirectional circuit from ingress client node X to egress client node Y. At both X and Y, the circuit goes through an O/E/O conversion that optically isolates the portion within our domain. We assume that we know the bit rate of the circuit. Also, we assume that the adaptation function at X may apply some Forward Error Correction (FEC) method to the circuit. We also assume we know the launch power of the laser at X.
単方向回路をIngressクライアントノードXからクライアントノードYへの出力Yにルーティングしたいと考えています。XとYの両方で、回路はドメイン内の部分を光学的に分離するO/E/O変換を通過します。回路のビットレートを知っていると仮定します。また、Xでの適応関数は、回路に何らかの前方エラー補正（FEC）メソッドを適用する可能性があると仮定します。また、Xでレーザーの発射力を知っていると仮定します。
Impairments can be classified into two categories, linear and nonlinear. (See [Tkach98] or [Kaminow02] for more on impairment constraints.) Linear effects are independent of signal power and affect wavelengths individually. Amplifier spontaneous emission (ASE), polarization mode dispersion (PMD), and chromatic dispersion are examples. Nonlinearities are significantly more complex: they generate not only impairments on each channel, but also crosstalk between channels.
障害は、線形と非線形の2つのカテゴリに分類できます。（障害の制約に関する詳細については、[TKACH98]または[Kaminow02]を参照してください。）線形効果は、信号の出力とは無関係であり、波長に個別に影響します。増幅器自発放出（ASE）、偏光モード分散（PMD）、およびクロム分散は例です。非線形性は大幅に複雑です。各チャネルで障害を生成するだけでなく、チャネル間のクロストークも生成します。
In the remainder of this section we first outline how two key linear impairments (PMD and ASE) might be handled by a set of analytical formulae as additional constraints on routing. We next discuss how the remaining constraints might be approached. Finally we take a broader perspective and discuss the implications of such constraints on control plane architecture and also on broader constrained domain of transparency architecture issues.
このセクションの残りの部分では、最初に、ルーティングの追加の制約として分析式のセットによって2つの重要な線形障害（PMDとASE）がどのように処理されるかを概説します。次に、残りの制約にどのようにアプローチされるかについて説明します。最後に、より広い視点を取り、制御プレーンのアーキテクチャと、透明なアーキテクチャの問題のより広範な制約された領域にも、そのような制約の意味を議論します。
For a transparent fiber segment, the general PMD requirement is that the time-average differential group delay (DGD) between two orthogonal state of polarizations should be less than some fraction a of the bit duration, T=1/B, where B is the bit rate. The value of the parameter a depends on three major factors: 1) margin allocated to PMD, e.g., 1dB; 2) targeted outage probability, e.g., 4x10-5, and 3) sensitivity of the receiver to DGD. A typical value for a is 10% [ITU]. More aggressive designs to compensate for PMD may allow values higher than 10%. (This would be a system parameter dependent on the system design. It would need to be known to the routing process.)
透明な繊維セグメントの場合、一般的なPMD要件は、偏光の2つの直交状態の間の時間平均差動グループ遅延（DGD）がビット期間の一部のフラクションAよりも少ない必要があることです。ビットレート。パラメーターaの値は、3つの主要な要因に依存します。1）PMDに割り当てられたマージン、例えば1db。2）ターゲットを絞った停止確率、例：4x10-5、および3）DGDに対する受信機の感度。Aの典型的な値は10％[ITU]です。PMDを補償するためのより積極的な設計により、10％を超える値が可能になる場合があります。（これは、システムの設計に依存するシステムパラメーターです。ルーティングプロセスに既知が必要です。）
The PMD parameter (Dpmd) is measured in pico-seconds (ps) per sqrt(km). The square of the PMD in a fiber span, denoted as span-PMD-square is then given by the product of Dpmd**2 and the span length. (A fiber span in a transparent network refers to a segment between two optical amplifiers.) If Dpmd is constant, this results in a upper bound on the maximum length of an M-fiber-span transparent segment, which is inversely proportional to the square of the product of bit rate and Dpmd (the detailed equation is omitted due to the format constraint - see [Strand01] for details).
PMDパラメーター（DPMD）は、SQRT（km）あたりPICO秒（PS）で測定されます。スパン-PMD二乗として示される繊維スパンのPMDの正方形は、DPMD ** 2の積とスパン長の積によって与えられます。（透明ネットワークのファイバースパンは、2つの光アンプの間のセグメントを指します。）DPMDが一定の場合、これによりM-Fiber-Span透明セグメントの最大長の上限が得られます。ビットレートとDPMDの積（詳細については[Strand01]を参照してください）のために、詳細な方程式は省略されています）。
For older fibers with a typical PMD parameter of 0.5 picoseconds per square root of km, based on the constraint, the maximum length of the transparent segment should not exceed 400km and 25km for bit rates of 10Gb/s and 40Gb/s, respectively. Due to recent advances in fiber technology, the PMD-limited distance has increased dramatically. For newer fibers with a PMD parameter of 0.1 picosecond per square root of km, the maximum length of the transparent segment (without PMD compensation) is limited to 10000km and 625km for bit rates of 10Gb/s and 40Gb/, respectively. Still lower values of PMD are attainable in commercially available fiber today, and the PMD limit can be further extended if a larger value of the parameter a (ratio of DGD to the bit period) can be tolerated. In general, the PMD requirement is not an issue for most types of fibers at 10Gb/s or lower bit rate. But it will become an issue at bit rates of 40Gb/s and higher.
制約に基づいて、kmの平方根あたり0.5ピコ秒の典型的なPMDパラメーターを持つ古い繊維の場合、透過セグメントの最大長は、それぞれ10GB/sおよび40GB/sのビットレートで400kmおよび25kmを超えてはなりません。繊維技術の最近の進歩により、PMD制限距離は劇的に増加しています。kmの平方根あたり0.1ピコ秒のPMDパラメーターを持つ新しい繊維の場合、透明セグメントの最大長（PMD補償なし）は、それぞれ10GB/sと40GB/のビットレートで10000kmおよび625kmに制限されています。現在、PMDの値が低いことは、今日の市販のファイバーで達成可能であり、パラメーターA（ビット期間に対するDGDの比率）のより大きな値を許容できる場合、PMD制限をさらに拡張できます。一般に、PMD要件は、10GB/s以下のビットレート以下のほとんどのタイプの繊維の問題ではありません。しかし、それは40GB/s以上のビットレートで問題になります。
If the PMD parameter varies between spans, a slightly more complicated equation results (see [Strand01]), but in any event the only link dependent information needed by the routing algorithm is the square of the link PMD, denoted as link-PMD-square. It is the sum of the span-PMD-square of all spans on the link.
PMDパラメーターがスパンによって変化する場合、わずかに複雑な方程式の結果（[STRAND01]を参照）がありますが、いずれにしてもルーティングアルゴリズムで必要なリンク依存情報は、リンクPMDの正方形であり、リンクPMDスクエアとして示されます。。これは、リンク上のすべてのスパンのスパンPMDスケアの合計です。
Note that when one has some viable PMD compensation devices and deploy them ubiquitously on all routes with potential PMD issues in the network, then the PMD constraint disappears from the routing perspective.
実行可能なPMD補正デバイスがある場合、ネットワーク内のPMD問題を抱えているすべてのルートに遍在する場合、PMD制約はルーティングの観点から消えてしまうことに注意してください。
ASE degrades the optical signal to noise ratio (OSNR). An acceptable optical SNR level (SNRmin), which depends on the bit rate, transmitter-receiver technology (e.g., FEC), and margins allocated for the impairments, needs to be maintained at the receiver. In order to satisfy this requirement, vendors often provide some general engineering rule in terms of maximum length of the transparent segment and number of spans. For example, current transmission systems are often limited to up to 6 spans each 80km long. For larger transparent domains, more detailed OSNR computations will be needed to determine whether the OSNR level through a domain of transparency is acceptable. This would provide flexibility in provisioning or restoring a lightpath through a transparent subnetwork.
ASEは、光信号とノイズ比（OSNR）を分解します。ビットレート、トランスミッターレシーバーテクノロジー（FECなど）、および障害に割り当てられたマージンに依存する許容可能な光学SNRレベル（SNRMIN）は、受信者で維持する必要があります。この要件を満たすために、ベンダーはしばしば、透明セグメントの最大長とスパン数の観点から一般的なエンジニアリングルールを提供します。たとえば、現在の伝送システムは、長さ80 kmそれぞれ最大6つのスパンに制限されていることがよくあります。より大きな透明なドメインの場合、透明性のドメインを介したOSNRレベルが許容できるかどうかを判断するために、より詳細なOSNR計算が必要になります。これにより、透明なサブネットワークを通じてLightPathのプロビジョニングまたは復元に柔軟性が提供されます。
Assume that the average optical power launched at the transmitter is P. The lightpath from the transmitter to the receiver goes through M optical amplifiers, with each introducing some noise power. Unity gain can be used at all amplifier sites to maintain constant signal power at the input of each span to minimize noise power and nonlinearity. A constraint on the maximum number of spans can be obtained [Kaminow97] which is proportional to P and inversely proportional to SNRmin, optical bandwidth B, amplifier gain G-1 and spontaneous emission factor n of the optical amplifier, assuming all spans have identical gain and noise figure. (Again, the detailed equation is omitted due to the format constraint - see [Strand01] for details.) Let's take a typical example. Assuming P=4dBm, SNRmin=20dB with FEC, B=12.5GHz, n=2.5, G=25dB, based on the constraint, the maximum number of spans is at most 10. However, if FEC is not used and the requirement on SNRmin becomes 25dB, the maximum number of spans drops down to 3.
トランスミッターで発売された平均光学電力はPであると仮定します。トランスミッターから受信機へのLightPathは、Motical Amplifiersを通過し、それぞれがノイズパワーを導入します。すべてのアンプサイトでUnityゲインを使用して、各スパンの入力で一定の信号電力を維持して、ノイズパワーと非線形性を最小限に抑えることができます。スパンの最大数の制約を取得することができます[Kaminow97]は、Pに比例し、Snrmin、光学帯域幅B、アンプのゲインG-1および自然発光係数Nに反比例します。およびノイズフィギュア。（繰り返しますが、形式の制約のために詳細な方程式は省略されています。詳細については[Strand01]を参照してください。）典型的な例を見てみましょう。p = 4dbm、snrmin = 20db fec、b = 12.5ghz、n = 2.5、g = 25db、制約に基づいて、スパンの最大数は最大10です。ただし、FECが使用されていない場合は、Snrminは25dBになり、スパンの最大数は3に低下します。
For ASE the only link-dependent information needed by the routing algorithm is the noise of the link, denoted as link-noise, which is the sum of the noise of all spans on the link. Hence the constraint on ASE becomes that the aggregate noise of the transparent segment which is the sum of the link-noise of all links can not exceed P/SNRmin.
ASEの場合、ルーティングアルゴリズムで必要なリンク依存情報は、リンクのノイズであるリンクのノイズです。これは、リンク上のすべてのスパンのノイズの合計です。したがって、ASEの制約は、すべてのリンクのリンクノイズの合計である透明セグメントの集合ノイズがP/SNRMINを超えないことになります。
There are a number of other impairment constraints that we believe could be approximated with a domain-wide margin on the OSNR, plus in some cases a constraint on the total number of networking elements (OXC or OADM) along the path. Most impairments generated at OXCs or OADMs, including polarization dependent loss, coherent crosstalk, and effective passband width, could be dealt with using this approach. In principle, impairments generated at the nodes can be bounded by system engineering rules because the node elements can be designed and specified in a uniform manner. This approach is not feasible with PMD and noise because neither can be uniformly specified. Instead, they depend on node spacing and the characteristics of the installed fiber plant, neither of which are likely to be under the system designer's control.
OSNRのドメイン全体のマージンで近似できると考えられる他の多くの障害制約があり、場合によってはパスに沿ったネットワーキング要素（OXCまたはOADM）の総数に対する制約があります。偏光依存性損失、コヒーレントなクロストーク、および効果的なパス帯域幅を含むOXCまたはOADMで発生したほとんどの障害は、このアプローチの使用に対処できます。原則として、ノードで生成された障害は、ノード要素を均一な方法で設計および指定できるため、システムエンジニアリングルールに縛られる可能性があります。どちらも均一に指定できないため、このアプローチはPMDとノイズでは実行不可能です。代わりに、それらはノード間隔と設置された繊維プラントの特性に依存しますが、どちらもシステム設計者の制御下にある可能性があります。
Examples of the constraints we propose to approximate with a domain-wide margin are given in the remaining paragraphs in this section. It should be kept in mind that as optical transport technology evolves it may become necessary to include some of these impairments explicitly in the routing process. Other impairments not mentioned here at all may also become sufficiently important to require incorporation either explicitly or via a domain-wide margin.
このセクションの残りの段落には、ドメイン全体のマージンで近似するように提案する制約の例が示されています。光学輸送技術が進化するにつれて、これらの障害の一部をルーティングプロセスに明示的に含める必要があるかもしれないことを念頭に置いておく必要があります。ここではまったく言及されていない他の障害は、明示的またはドメイン全体のマージンを介して組み込むことを要求するために十分に重要になる可能性があります。
Other Polarization Dependent Impairments Other polarization-dependent effects besides PMD influence system performance. For example, many components have polarization-dependent loss (PDL) [Ramaswami98], which accumulates in a system with many components on the transmission path. The state of polarization fluctuates with time and its distribution is very important also. It is generally required that the total PDL on the path be maintained within some acceptable limit, potentially by using some compensation technology for relatively long transmission systems, plus a small built-in margin in OSNR. Since the total PDL increases with the number of components in the data path, it must be taken into account by the system vendor when determining the maximum allowable number of spans.
その他の偏光依存障害PMD以外の他の偏光依存性効果は、システムのパフォーマンスに影響を与えます。たとえば、多くのコンポーネントには、偏光依存性損失（PDL）[Ramaswami98]があり、これは送信パス上に多くのコンポーネントがあるシステムに蓄積されます。偏光の状態は時間とともに変動し、その分布も非常に重要です。一般に、パス上の総PDLは、比較的長い伝送システムに何らかの補償技術を使用し、さらにOSNRに小さな内蔵マージンを使用することにより、許容可能な制限内で維持することが必要です。データパス内のコンポーネントの数とともに合計PDLは増加するため、最大許容スパン数を決定する際には、システムベンダーが考慮する必要があります。
Chromatic Dispersion In general this impairment can be adequately (but not optimally) compensated for on a per-link basis, and/or at system initial setup time. Today most deployed compensation devices are based on Dispersion Compensation Fiber (DCF). DCF provides per fiber compensation by means of a spool of fiber with a CD coefficient opposite to the fiber. Due to the imperfect matching between the CD slope of the fiber and the DCF some lambdas can be over compensated while others can be under compensated. Moreover DCF modules may only be available in fixed lengths of compensating fiber; this means that sometimes it is impossible to find a DCF module that exactly compensates the CD introduced by the fiber. These effects introduce what is known as residual CD. Residual CD varies with the frequency of the wavelength. Knowing the characteristics of both of the fiber and the DCF modules along the path, this can be calculated with a sufficient degree of precision. However this is a very challenging task. In fact the per-wavelength residual dispersion needs to be combined with other information in the system (e.g., types fibers to figure out the amount of nonlinearities) to obtain the net effect of CD either by simulation or by some analytical approximation. It appears that the routing/control plane should not be burdened by such a large set of information while it can be handled at the system design level. Therefore it will be assumed until proven otherwise that residual dispersion should not be reported. For high bit rates, dynamic dispersion compensation may be required at the receiver to clean up any residual dispersion.
一般にクロム分散は、リンクごとに、および/またはシステムの初期セットアップ時間で適切に（しかし最適ではない）補償される可能性があります。今日、ほとんどの展開された補償装置は、分散補償繊維（DCF）に基づいています。DCFは、ファイバーとは反対のCD係数を備えたファイバーのスプールを使用して、繊維ごとの補償を提供します。繊維のCD勾配とDCFの間の不完全な一致により、一部のラムダは過度に補償される可能性がありますが、他のラムダは補償されます。さらに、DCFモジュールは、補償繊維の固定長でのみ利用可能である可能性があります。これは、ファイバーによって導入されたCDを正確に補正するDCFモジュールを見つけることが不可能な場合があることを意味します。これらの効果は、残留CDと呼ばれるものを導入します。残留CDは、波長の周波数によって異なります。パスに沿ったファイバーモジュールとDCFモジュールの両方の特性を知っていると、これは十分な精度で計算できます。しかし、これは非常に挑戦的な作業です。実際、波長ごとの残留分散は、システム内の他の情報（たとえば、非線形性の量を把握するための繊維を把握する）と組み合わせる必要があります。ルーティング/コントロールプレーンは、システム設計レベルで処理できる間、このような大きな情報に負担をかけるべきではないようです。したがって、それ以外の場合は、残留分散を報告すべきではないことが証明されるまで想定されます。高いビットレートの場合、残留分散をクリーンアップするには、受信機で動的分散補償が必要になる場合があります。
Crosstalk Optical crosstalk refers to the effect of other signals on the desired signal. It includes both coherent (i.e., intrachannel) crosstalk and incoherent (i.e., interchannel) crosstalk. Main contributors of crosstalk are the OADM and OXC sites that use a DWDM multiplexer/demultiplexer (MUX/DEMUX) pair. For a relatively sparse network where the number of OADM/OXC nodes on a path is low, crosstalk can be treated with a low margin in OSNR without being a binding constraint. But for some relatively dense networks where crosstalk might become a binding constraint, one needs to propagate the per-link crosstalk information to make sure that the end-to-end path crosstalk which is the sum of the crosstalks on all the corresponding links to be within some limit, e.g., -25dB threshold with 1dB penalty ([Goldstein94]). Another way to treat it without having to propagate per-link crosstalk information is to have the system evaluate what the maximum number of OADM/OXC nodes that has a MUX/DEMUX pair for the worst route in the transparent domain for a low built-in margin. The latter one should work well where all the OXC/OADM nodes have similar level of crosstalk.
Crosstalk光学クロストークは、目的の信号に対する他の信号の効果を指します。これには、コヒーレント（すなわち、イントラチャネル）のクロストークとインコーヘル（すなわち、チャネル）の両方が含まれています。Crosstalkの主な貢献者は、DWDMマルチプレクサー/Demultiplexer（MUX/DEMUX）ペアを使用するOADMおよびOXCサイトです。パス上のOADM/OXCノードの数が低い比較的まばらなネットワークの場合、クロストークは拘束力のある制約をせずにOSNRの低いマージンで処理できます。しかし、クロストークが拘束力のある制約になるかもしれない比較的密度の高いネットワークの場合、リンクごとのクロストーク情報を伝播して、対応するすべてのリンクのクロストークの合計であるエンドツーエンドのパスクロストークを確認する必要があります。ある制限内、たとえば、1dBペナルティを備えた-25dBしきい値（[GoldStein94]）。リンクごとのクロストーク情報を伝播せずに処理する別の方法は、低い内蔵のための透明なドメインで最悪のルートのMUX/DEMUXペアを持つOADM/OXCノードの最大数をシステムに評価することです。マージン。後者は、すべてのOXC/OADMノードが同様のレベルのクロストークを持っている場合、うまく機能するはずです。
Effective Passband As more and more DWDM components are cascaded, the effective passband narrows. The number of filters along the link, their passband width and their shape will determine the end-to-end effective passband. In general, this is a system design issue, i.e., the system is designed with certain maximum bit rate using the proper modulation format and filter spacing. For linear systems, the filter effect can be turned into a constraint on the maximum number of narrow filters with the condition that filters in the systems are at least as wide as the one in the receiver. Because traffic at lower bit rates can tolerate a narrower passband, the maximum allowable number of narrow filters will increase as the bit rate decreases.
ますます多くのDWDMコンポーネントがカスケードされているように効果的なパスバンドがあり、有効なパス帯域が狭くなります。リンクに沿ったフィルターの数、パスバンド幅、およびその形状により、エンドツーエンドの有効パスバンドが決まります。一般に、これはシステム設計の問題です。つまり、システムは、適切な変調形式とフィルター間隔を使用して、特定の最大ビットレートで設計されています。線形システムの場合、フィルター効果は、システム内のフィルターが少なくともレシーバーの条件と同じ幅であるという条件を持つ狭いフィルターの最大数の制約に変えることができます。より低いビットレートでのトラフィックは、より狭いパス帯域を許容できるため、ビットレートが低下するにつれて最大許容数の狭いフィルターが増加します。
Nonlinear Impairments It seems unlikely that these can be dealt with explicitly in a routing algorithm because they lead to constraints that can couple routes together and lead to complex dependencies, e.g., on the order in which specific fiber types are traversed [Kaminow97]. Note that different fiber types (standard single mode fiber, dispersion shifted fiber, dispersion compensated fiber, etc.) have very different effects from nonlinear impairments. A full treatment of the nonlinear constraints would likely require very detailed knowledge of the physical infrastructure, including measured dispersion values for each span, fiber core area and composition, as well as knowledge of subsystem details such as dispersion compensation technology. This information would need to be combined with knowledge of the current loading of optical signals on the links of interest to determine the level of nonlinear impairment. Alternatively, one could assume that nonlinear impairments are bounded and result in X dB margin in the required OSNR level for a given bit rate, where X for performance reasons would be limited to 1 or 2 dB, consequently setting a limit on the maximum number of spans. For the approach described here to be useful, it is desirable for this span length limit to be longer than that imposed by the constraints which can be treated explicitly. When designing a DWDM transport system, there are tradeoffs between signal power launched at the transmitter, span length, and nonlinear effects on BER that need to be considered jointly. Here, we assume that an X dB margin is obtained after the transport system has been designed with a fixed signal power and maximum span length for a given bit rate. Note that OTSs can be designed in very different ways, in linear, pseudo-linear, or nonlinear environments. The X-dB margin approach may be valid for some but not for others. However, it is likely that there is an advantage in designing systems that are less aggressive with respect to nonlinearities, and therefore somewhat sub-optimal, in exchange for improved scalability, simplicity and flexibility in routing and control plane design.
非線形障害これらは、ルーティングアルゴリズムで明示的に対処できる可能性は低いようです。これらは、特定の繊維タイプが通過する順序で、ルートを結合し、例えば複雑な依存関係につながる可能性があるためです[kaminow97]。さまざまな繊維タイプ（標準のシングルモード繊維、分散シフトファイバー、分散補償繊維など）は、非線形障害とは非常に異なる効果があることに注意してください。非線形制約の完全な処理には、各スパンの測定された分散値、ファイバーコア領域と組成、分散補償技術などのサブシステムの詳細の知識など、物理インフラストラクチャの非常に詳細な知識が必要になる可能性があります。この情報は、非線形障害のレベルを決定するために、関心のリンクに対する光学信号の現在の負荷に関する知識と組み合わせる必要があります。あるいは、非線形障害が境界を搭載していると仮定し、特定のビットレートで必要なOSNRレベルでx dbマージンをもたらすことができます。この場合、パフォーマンス上の理由は1または2 dBに制限され、その結果、最大数の最大数に制限を設定することができます。スパン。ここで説明するアプローチが役立つためには、このスパンの長さの制限が明示的に扱うことができる制約によって課されるものよりも長くなることが望ましいです。DWDM輸送システムを設計するとき、共同で検討する必要があるは、送信機、スパン長、および非線形効果で発売された信号電力の間にトレードオフがあります。ここでは、特定のビットレートで固定信号電力と最大スパン長で輸送システムが設計された後にX dBマージンが取得されると仮定します。OTSは、線形、擬似線形、または非線形環境で非常に異なる方法で設計できることに注意してください。X-DBマージンアプローチは、一部の人にとっては有効ですが、他の人にとっては有効です。ただし、スケーラビリティの改善、シンプルさ、およびルーティングおよび制御プレーンの設計の柔軟性と引き換えに、非線形性、したがってやや最適なシステムの設計には利点がある可能性があります。
There are many other types of impairments that can degrade performance. In this section, we briefly mention one other type of impairment, which we propose be dealt with by either the system designer or by the transmission engineers at the time the system is installed. If dealt with successfully in this manner they should not need to be considered in the dynamic routing process.
パフォーマンスを低下させる可能性のある他の多くの種類の障害があります。このセクションでは、他の1つのタイプの障害について簡単に言及します。これは、システム設計者またはシステムがインストールされた時点で、システムデザイナーまたはトランスミッションエンジニアによって対処されることを提案します。この方法でうまく対処された場合、動的ルーティングプロセスで考慮する必要はありません。
Gain Nonuniformity and Gain Transients For simple noise estimates to be of use, the amplifiers must be gain-flattened and must have automatic gain control (AGC). Furthermore, each link should have dynamic gain equalization (DGE) to optimize power levels each time wavelengths are added or dropped. Variable optical attenuators on the output ports of an OXC or OADM can be used for this purpose, and in-line devices are starting to become commercially available. Optical channel monitors are also required to provide feedback to the DGEs. AGC must be done rapidly if signal degradation after a protection switch or link failure is to be avoided.
単純なノイズ推定値の不均一性を獲得し、トランジェントを獲得するには、アンプはゲインフラット化されている必要があり、自動ゲイン制御（AGC）が必要です。さらに、各リンクには、波長が追加またはドロップされるたびに電力レベルを最適化するための動的ゲインイコライゼーション（DGE）が必要です。OXCまたはOADMの出力ポート上の可変光減衰器をこの目的に使用でき、インラインデバイスが市販され始めています。DGEにフィードバックを提供するには、光学チャネルモニターも必要です。保護スイッチまたはリンク障害を回避した後に信号分解を避ける場合、AGCは迅速に行う必要があります。
Note that the impairments considered here are treated more or less independently. By considering them jointly and varying the tradeoffs between the effects from different components may allow more routes to be feasible. If that is desirable or the system is designed such that certain impairments (e.g., nonlinearities) need to be considered by a centralized process, then distributed routing is not the one to use.
ここで検討した障害は、多かれ少なかれ独立して扱われていることに注意してください。それらを共同で検討し、異なるコンポーネントからの効果間のトレードオフを変更することにより、より多くのルートを実行可能にすることができます。それが望ましい場合、または特定の障害（非線形性）を集中プロセスで考慮する必要があるようにシステムが設計されている場合、分散ルーティングは使用するものではありません。
Today, carriers often use maximum distance to engineer point-to-point OTS systems given a fixed per-span length based on the OSNR constraint for a given bit rate. They may desire to keep the same engineering rule when they move to all-optical networks. Here, we discuss the assumptions that need to be satisfied to keep this approach viable and how to treat the network elements between two adjacent links.
今日、キャリアは、特定のビットレートのOSNR制約に基づいて、スパンあたりの固定長を考慮して、最大距離をエンジニアリングポイントツーポイントOTSシステムに使用することがよくあります。彼らは、すべての光学ネットワークに移動するときに同じエンジニアリングルールを維持したいと思うかもしれません。ここでは、このアプローチを実行可能に保つために満たす必要がある仮定と、2つの隣接するリンク間でネットワーク要素をどのように扱うかについて説明します。
In order to use the maximum distance for a given bit rate to meet an OSNR constraint as the only binding constraint, the operators need to satisfy the following constraints in their all-optical networks:
特定のビットレートの最大距離を使用してOSNR制約を唯一の結合制約として満たすために、オペレーターはすべての光学ネットワークの次の制約を満たす必要があります。
- All the other non-OSNR constraints described in the previous subsections are not binding factors as long as the maximum distance constraint is met.
- 以前のサブセクションで説明されている他のすべての非OSNR制約は、最大距離制約が満たされている限り、拘束力のある要因ではありません。
- Specifically for PMD, this means that the whole all-optical network is built on top of sufficiently low-PMD fiber such that the upper bound on the mean aggregate path DGD is always satisfied for any path that does not exceed the maximum distance, or PMD compensation devices might be used for routes with high-PMD fibers.
- 特にPMDの場合、これは、すべての光学ネットワーク全体が十分に低いPMDファイバーの上に構築されていることを意味します。これにより、平均集約パスDGDの上限が最大距離、またはPMDを超えないパスに対して常に満たされます。補償装置は、高PMDファイバーを備えたルートに使用される場合があります。
- In terms of the ASE/OSNR constraint, in order to convert the ASE constraint into a distance constraint directly, the network needs to have a fixed fiber distance D for each span (so that ASE can be directly mapped by the gain of the amplifier which equals to the loss of the previous fiber span), e.g., 80km spacing which is commonly chosen by carriers. However, when spans have variable lengths, certain adjustment and compromise need to be made in order to avoid treating ASE explicitly as in section 4.3. These include: 1) Unless a certain mechanism is built in the OTS to take advantage of shorter spans, spans shorter than a typical span length D need to be treated as a span of length D instead of with its real length. 2) Spans that are longer than D would have a higher average span loss. In general, the maximum system reach decreases when the average span loss increases. Thus, in order to accommodate longer spans in the network, the maximum distance upper bound has to be set with respect to the average span loss of the worst path in the network. This sub-optimality may be acceptable for some networks if the variance is not too large, but may be too conservative for others.
- ASE/OSNRの制約に関しては、ASEの制約を距離制約に直接変換するために、ネットワークは各スパンに対して固定ファイバー距離dを持つ必要があります（ASEをアンプのゲインによって直接マッピングできるようにする必要があります。たとえば、キャリアによって一般的に選択される80kmの間隔など、以前の繊維スパンの損失に等しい。ただし、スパンの長さの長さがある場合、セクション4.3のようにASEの扱いを避けるために、特定の調整と妥協を行う必要があります。1）より短いスパンを利用するために特定のメカニズムがOTに組み込まれていない限り、典型的なスパンの長さより短いスパンは、実際の長さではなく長さdのスパンとして扱う必要があります。2）Dよりも長いスパンは、平均スパン損失が高いでしょう。一般に、平均スパン損失が増加すると、最大システムリーチが減少します。したがって、ネットワーク内のより長いスパンに対応するために、ネットワークの最悪のパスの平均スパン損失に関して、最大距離上限を設定する必要があります。分散が大きすぎないが、他のネットワークがあまりにも保守的である可能性がある場合、この最適性は、一部のネットワークでは受け入れられる可能性があります。
If these assumptions are satisfied, the second issue we need to address is how to treat a transparent network element (e.g., MEMS-based switch) between two adjacent links in terms of a distance constraint since it also introduces an insertion loss. If the network element cannot somehow compensate for this OSNR degradation, one approach is to convert each network element into an equivalent length of fiber based on its loss/ASE contribution. Hence, in general, introducing a set of transparent network elements would effectively result in reducing the overall actual transmission distance between the OEO edges.
これらの仮定が満たされている場合、対処する必要がある2番目の問題は、挿入損失も導入するため、距離制約の観点から、透明なネットワーク要素（MEMSベースのスイッチなど）を2つの隣接するリンク間で扱う方法です。ネットワーク要素がこのOSNRの分解を何らかの形で補償できない場合、1つのアプローチは、各ネットワーク要素をその損失/ASEの寄与に基づいて同等の長さのファイバーに変換することです。したがって、一般に、一連の透明ネットワーク要素を導入すると、OEOエッジ間の全体的な実際の伝送距離が効果的に減少します。
With this approach, the link-specific state information is link-distance, the length of a link. It equals the distance sum of all fiber spans on the link and the equivalent length of fiber for the network element(s) on the link. The constraint is that the sum of all the link-distance over all links of a path should be less than the maximum-path-distance, the upper bound of all paths.
このアプローチを使用すると、リンク固有の状態情報はリンク距離、リンクの長さです。リンク上のすべてのファイバースパンの距離合計と、リンク上のネットワーク要素のファイバーの等価長さに等しくなります。制約は、パスのすべてのリンクにわたるすべてのリンク距離の合計が、すべてのパスの最大パス距離、上限よりも少ないことです。
Routing in an all-optical network without wavelength conversion raises several additional issues:
波長変換のないすべての光学ネットワークでのルーティングにより、いくつかの追加の問題が発生します。
- Since the route selected must have the chosen wavelength available on all links, this information needs to be considered in the routing process. One approach is to propagate information throughout the network about the state of every wavelength on every link in the network. However, the state required and the overhead involved in processing and maintaining this information is proportional to the total number of links (thus, number of nodes squared), maximum number of wavelengths (which keeps doubling every couple of years), and the frequency of wavelength availability changes, which can be very high. Instead [Hjalmtysson00], proposes an alternative method which probes along a chosen path to determine which wavelengths (if any) are available. This would require a significant addition to the routing logic normally used in OSPF. Others have proposed simultaneously probing along multiple paths.
- 選択されたルートには、すべてのリンクで選択された波長が利用可能である必要があるため、この情報はルーティングプロセスで考慮する必要があります。1つのアプローチは、ネットワーク内のすべてのリンクのすべての波長の状態に関するネットワーク全体に情報を伝播することです。ただし、この情報の処理と維持に必要な状態とオーバーヘッドは、リンクの総数（したがって、ノードの2乗の数）、波長の最大数（数年ごとに2倍になり続ける）、およびの頻度に比例します。波長の可用性は非常に高くなる可能性があります。代わりに、[hjalmtysson00]は、選択したパスに沿ってプローブする代替方法を提案して、どの波長（もしあれば）が利用可能であるかを決定します。これには、OSPFで通常使用されるルーティングロジックに大幅に追加する必要があります。他の人は、複数のパスに沿って同時にプローブすることを提案しています。
- Choosing a path first and then a wavelength along the path is known to give adequate results in simple topologies such as rings and trees ([Yates99]). This does not appear to be true in large mesh networks under realistic provisioning scenarios, however. Instead significantly better results are achieved if wavelength and route are chosen simultaneously ([Strand01b]). This approach would however also have a significant effect on OSPF.
- 最初にパスを選択し、次にパスに沿って波長を選択することは、リングや木などの単純なトポロジ（[Yates99]）で適切な結果を与えることが知られています。ただし、これは、現実的なプロビジョニングシナリオの下での大規模なメッシュネットワークでは当てはまらないようです。代わりに、波長とルートが同時に選択される場合（[Strand01b]）、大幅に優れた結果が得られます。ただし、このアプローチはOSPFにも大きな影響を及ぼします。
If distributed routing is desired, additional state information will be required by the routing to deal with the impairments described in Sections 4.2 - 4.4:
分散ルーティングが必要な場合、セクション4.2-4.4に記載されている障害に対処するために、ルーティングで追加の状態情報が必要になります。
- As mentioned earlier, an operator who wants to avoid having to provide impairment-related parameters to the control plane may elect not to deal with them at the routing level, instead treating them at the system design and planning level if that is a viable approach for their network. In this approach the operator can pre-qualify all or a set of feasible end-to-end optical paths through the domain of transparency for each bit rate. This approach may work well with relatively small and sparse networks, but it may not be scalable for large and dense networks where the number of feasible paths can be very large.
- 前述のように、コントロールプレーンに減損関連のパラメーターを提供する必要がないことを避けたいオペレーターは、ルーティングレベルでそれらに対処しないことを選択し、代わりに、それが実行可能なアプローチである場合、システム設計と計画レベルでそれらを扱うことができます。彼らのネットワーク。このアプローチでは、オペレーターは、各ビットレートの透明性のドメインを介して、すべてまたは実行可能なエンドツーエンドの光学パスのセットを事前に適格にすることができます。このアプローチは、比較的小さくてスパースネットワークでうまく機能する可能性がありますが、実行可能なパスの数が非常に大きくなる可能性のある大規模で密なネットワークではスケーラブルではない場合があります。
- If the optical paths are not pre-qualified, additional link-specific state information will be required by the routing algorithm for each type of impairment that has the potential of being limiting for some routes. Note that for one operator, PMD might be the only limiting constraint while for another, ASE might be the only one, or it could be both plus some other constraints considered in this document. Some networks might not be limited by any of these constraints.
- 光学パスが事前に適格でない場合、一部のルートに制限される可能性がある各タイプの減損のルーティングアルゴリズムによって、追加のリンク固有の状態情報が必要になります。あるオペレーターの場合、PMDは唯一の制限的な制約である可能性がありますが、別のオペレーターではASEが唯一の制約であるか、このドキュメントで検討されている他の制約の両方に加えている可能性があることに注意してください。一部のネットワークは、これらの制約のいずれにおいても制限されない場合があります。
- For an operator needing to deal explicitly with these constraints, the link-dependent information identified above for PMD is link-PMD-square which is the square of the total PMD on a link. For ASE the link-dependent information identified is link-noise which is the total noise on a link. Other link-dependent information includes link-span-length which is the total number of spans on a link, link-crosstalk or OADM-OXC-number which is the total crosstalk or the number of OADM/OXC nodes on a link, respectively, and filter-number which is the number of narrow filters on a link. When the alternative distance-only approach is chosen, the link-specific information is link-distance.
- これらの制約を明示的に処理する必要があるオペレーターの場合、上記のPMDで特定されたリンク依存情報は、リンク上の総PMDの平方であるリンク-PMD-Squareです。ASEの場合、特定されたリンク依存情報は、リンクの合計ノイズであるリンクノイズです。その他のリンク依存情報には、リンク上のスパンの総数であるリンクスパン長、リンク - クロスストーカー、またはそれぞれ総クロストークまたはリンク上のOADM/OXCノードの数が含まれています。リンク上の狭いフィルターの数であるフィルター番号。代替距離のみのアプローチが選択されると、リンク固有の情報はリンク距離です。
- In addition to the link-specific information, bounds on each of the impairments need to be quantified. Since these bounds are determined by the system designer's impairment allocations, these will be system dependent. For PMD, the constraint is that the sum of the link-PMD-square of all links on the transparent segment is less than the square of (a/B) where B is the bit rate. Hence, the required information is the parameter "a". For ASE, the constraint is that the sum of the link-noise of all links is no larger than P/SNRmin. Thus, the information needed include the launch power P and OSNR requirement SNRmin. The minimum acceptable OSNR, in turn, depends on the strength of the FEC being used and the margins reserved for other types of impairments. Other bounds include the maximum span length of the transmission system, the maximum path crosstalk or the maximum number of OADM/OXC nodes, and the maximum number of narrow filters, all are bit rate dependent. With the alternative distance-only approach, the upper bound is the maximum-path-distance. In single-vendor "islands" some of these parameters may be available in a local or EMS database and would not need to be advertised
- リンク固有の情報に加えて、各障害の境界を定量化する必要があります。これらの境界はシステム設計者の障害の割り当てによって決定されるため、これらはシステムに依存します。PMDの場合、透明セグメント上のすべてのリンクのリンク-PMDスケアの合計が（a/b）の平方ックよりも小さいことです。ここで、Bはビットレートです。したがって、必要な情報はパラメーター「A」です。ASEの場合、制約は、すべてのリンクのリンクノイズの合計がp/snrminよりも大きくないことです。したがって、必要な情報には、起動電源PおよびOSNR要件SNRMINが含まれます。最小許容可能なOSNRは、使用されているFECの強度と、他のタイプの障害のために予約されているマージンに依存します。その他の境界には、送信システムの最大スパン長、最大パスクロストークまたはOADM/OXCノードの最大数、狭いフィルターの最大数が含まれます。すべてがビットレートに依存します。代替距離のみのアプローチを使用すると、上限は最大パス距離です。単一ベンダーの「島」では、これらのパラメーターの一部はローカルまたはEMSデータベースで利用可能であり、宣伝する必要はありません
- It is likely that the physical layer parameters do not change value rapidly and could be stored in some database; however these are physical layer parameters that today are frequently not known at the granularity required. If the ingress node of a lightpath does path selection these parameters would need to be available at this node.
- 物理層パラメーターは値を迅速に変化させず、一部のデータベースに保存できる可能性があります。ただし、これらは、必要な粒度では今日しばしば知られていない物理層パラメーターです。LightPathのイングレスノードがパスを選択する場合、これらのパラメーターをこのノードで利用できるようにする必要があります。
- The specific constraints required in a given situation will depend on the design and engineering of the domain of transparency; for example it will be essential to know whether chromatic dispersion has been dealt with on a per-link basis, and whether the domain is operating in a linear or nonlinear regime.
- 特定の状況で必要な特定の制約は、透明性のドメインの設計とエンジニアリングに依存します。たとえば、クロマティック分散がリンクごとに対処されているかどうか、およびドメインが線形レジームまたは非線形レジームで動作しているかどうかを知ることが不可欠です。
- As optical transport technology evolves, the set of constraints that will need to be considered either explicitly or via a domain-wide margin may change. The routing and control plane design should therefore be as open as possible, allowing parameters to be included as necessary.
- 光学輸送技術が進化するにつれて、明示的にまたはドメイン全体のマージンを介して考慮する必要がある一連の制約が変化する可能性があります。したがって、ルーティングおよびコントロールプレーンの設計は可能な限り開いている必要があり、必要に応じてパラメーターを含めることができます。
- In the absence of wavelength conversion, the necessity of finding a single wavelength that is available on all links introduces the need to either advertise detailed information on wavelength availability, which probably doesn't scale, or have some mechanism for probing potential routes with or without crankback to determine wavelength availability. Choosing the route first, and then the wavelength, may not yield acceptable utilization levels in mesh-type networks.
- 波長変換がない場合、すべてのリンクで利用可能な単一の波長を見つける必要性は、おそらくスケーリングしない波長の可用性に関する詳細な情報を宣伝する必要性を導入するか、またはなしで潜在的なルートを調査するためのいくつかのメカニズムを持つ必要性を導入します。波長の可用性を決定するためのクランクバック。最初にルートを選択し、次に波長を選択すると、メッシュ型ネットワークで許容可能な利用レベルが得られない場合があります。
Mixing optical equipment in a single domain of transparency that has not been explicitly designed to interwork is beyond the scope of this document. This includes most multi-vendor all-optical networks.
透明性の単一のドメインで光学機器を混合することは、このドキュメントの範囲を超えています。これには、ほとんどのマルチベンダーのオールオプティカルネットワークが含まれます。
An optical network composed of multiple domains of transparency optically isolated from each other by O/E/O devices (transponders) is more plausible. A network composed of both "opaque" (optically isolated) OLXCs and one or more all-optical "islands" isolated by transponders is of particular interest because this is most likely how all-optical technologies (such as that described in Sec. 2) are going to be introduced. (We use the term "island" in this discussion rather than a term like "domain" or "area" because these terms are associated with specific approaches like BGP or OSPF.)
O/E/Oデバイス（トランスポンダー）によって互いに光学的に分離された透明性の複数のドメインで構成される光学ネットワークはより妥当です。トランスポンダーによって分離された「不透明」（光学的に分離された）OLXCと1つまたは複数のオールオプティックな「「」の両方で構成されるネットワークは、これがすべての光学技術（セクション2に記載されているようなものなど）であるため、特に興味深いものです。紹介されます。（これらの用語はBGPやOSPFなどの特定のアプローチに関連付けられているため、「ドメイン」や「エリア」などの用語ではなく、この議論で「島」という用語を使用します。）
We consider the complexities raised by these alternatives now.
現在、これらの選択肢によって提起された複雑さを考慮しています。
The first requirement for routing in a multi-island network is that the routing process needs to know the extent of each island. There are several reasons for this:
マルチアイランドネットワークでのルーティングの最初の要件は、ルーティングプロセスが各島の範囲を知る必要があることです。これにはいくつかの理由があります：
- When entering or leaving an all-optical island, the regeneration process cleans up the optical impairments discussed in Sec. 3.
- すべての光学島に入るか出発するとき、再生プロセスは、Secで議論されている光学障害を浄化します。3。
- Each all-optical island may have its own bounds on each impairment.
- すべての光学島は、各障害に独自の境界を持っている可能性があります。
- The routing process needs to be sensitive to the costs associated with "island-hopping".
- ルーティングプロセスは、「島ホッピング」に関連するコストに敏感である必要があります。
This last point needs elaboration. It is extremely important to realize that, at least in the short to intermediate term, the resources committed by a single routing decision can be very significant: The equipment tied up by a single coast-to-coast OC-192 can easily have a first cost of $10**6, and the holding times on a circuit once established is likely to be measured in months. Carriers will expect the routing algorithms used to be sensitive to these costs. Simplistic measures of cost such as the number of "hops" are not likely to be acceptable.
この最後のポイントには精緻化が必要です。少なくとも略しては、単一のルーティング決定でコミットされるリソースは非常に重要である可能性があることを認識することが非常に重要です。単一の海岸からコストのOC-192によって縛られた機器は、簡単に最初のものを持つことができることを認識することが非常に重要です。費用は10ドル** 6、およびかつて確立された回路の保持時間は数か月で測定される可能性があります。キャリアは、ルーティングアルゴリズムがこれらのコストに敏感であったことを期待します。「ホップ」の数などのコストの単純な尺度は、受け入れられる可能性は低いです。
Taking the case of an all-optical island consisting of an "ultra long-haul" system like that in Fig. 3-1 embedded in an OEO network of electrical fabric OLXCs as an example: It is likely that the ULH system will be relatively expensive for short hops but relatively economical for longer distances. It is therefore likely to be deployed as a sort of "express backbone". In this scenario a carrier is likely to expect the routing algorithm to balance OEO costs against the additional costs associated with ULH technology and route circuitously to make maximum use of the backbone where appropriate. Note that the metrics used to do this must be consistent throughout the routing domain if this expectation is to be met.
図3-1には、そのような「ウルトラの長距離」システムで構成されるすべての光学島のケースをとると、例として電気ファブリックOLXCのOEOネットワークに埋め込まれています。短いホップには高価ですが、長い距離では比較的経済的です。したがって、一種の「エクスプレスバックボーン」として展開される可能性があります。このシナリオでは、キャリアは、ルーティングアルゴリズムがOEOコストとULHテクノロジーに関連する追加コストと回路の追加コストと、必要に応じてバックボーンを最大限に活用することを期待する可能性があります。これを行うために使用されるメトリックは、この期待が満たされる場合、ルーティングドメイン全体で一貫している必要があることに注意してください。
The first-order implications for GMPLS seem to be:
GMPLSの1次の意味は次のとおりです。
- Information about island boundaries needs to be advertised.
- 島の境界に関する情報を宣伝する必要があります。
- The routing algorithm needs to be sensitive to island transitions and to the connectivity limitations and impairment constraints particular to each island.
- ルーティングアルゴリズムは、島の移行と、各島に特有の接続制限と減損制約に敏感である必要があります。
- The cost function used in routing must allow the balancing of transponder costs, OXC and OADM costs, and line haul costs across the entire routing domain.
- ルーティングで使用されるコスト関数は、トランスポンダーコスト、OXCおよびOADMコスト、およびルーティングドメイン全体にわたってライン運搬コストのバランスをとることを可能にする必要があります。
Several distributed approaches to multi-island routing seem worth investigating:
マルチ島ルーティングへのいくつかの分散アプローチは、調査する価値があるようです。
- Advertise the internal topology and constraints of each island globally; let the ingress node compute an end-to-end strict explicit route sensitive to all constraints and wavelength availabilities. In this approach the routing algorithm used by the ingress node must be able to deal with the details of routing within each island.
- 各島の内部トポロジと制約を世界中に宣伝します。Ingressノードは、すべての制約と波長の可用性に敏感なエンドツーエンドの厳密な明示的なルートを計算します。このアプローチでは、イングレスノードで使用されるルーティングアルゴリズムは、各島内のルーティングの詳細に対処できる必要があります。
- Have the EMS or control plane of each island determine and advertise the connectivity between its boundary nodes together with additional information such as costs and the bit rates and formats supported. As the spare capacity situation changes, updates would be advertised. In this approach impairment constraints are handled within each island and impairment-related parameters need not be advertised outside of the island. The ingress node would then do a loose explicit route and leave the routing and wavelength selection within each island to the island.
- 各島のEMSまたはコントロールプレーンに、コストやサポートされているビットレートとフォーマットなどの追加情報とともに、境界ノード間の接続性を決定および宣伝します。予備の容量の状況が変わると、更新が宣伝されます。このアプローチでは、障害の制約は各島内で処理され、減損関連のパラメーターは島の外で宣伝する必要はありません。イングレスノードは、ゆるい明示的なルートを実行し、各島内のルーティングと波長の選択を島に残します。
- Have the ingress node send out probes or queries to nearby gateway nodes or to an NMS to get routing guidance.
- Ingressノードにプローブまたはクエリを近くのゲートウェイノードまたはNMSに送信して、ルーティングガイダンスを取得します。
"Diversity" is a relationship between lightpaths. Two lightpaths are said to be diverse if they have no single point of failure. In traditional telephony the dominant transport failure mode is a failure in the interoffice plant, such as a fiber cut inflicted by a backhoe.
「多様性」はLightPaths間の関係です。2つのLightPathは、単一の障害点がない場合、多様であると言われています。従来の電話では、支配的な輸送障害モードは、バックホーによって負われる繊維カットなど、オフィス間プラントの障害です。
Why is diversity a unique problem that needs to be considered for optical networks? Traditionally, data network operators have relied on their private line providers to ensure diversity and so have not had to deal directly with the problem. GMPLS makes the complexities handled by the private line provisioning process, including diversity, part of the common control plane and so visible to all.
なぜ多様性が光学ネットワークを考慮する必要があるユニークな問題なのですか？従来、データネットワークオペレーターは、多様性を確保するためにプライベートラインプロバイダーに依存してきたため、問題に直接対処する必要はありませんでした。GMPLSは、多様性、共通制御プレーンの一部を含む、プライベートラインプロビジョニングプロセスによって処理される複雑さを、すべての人に見えるようにします。
To determine whether two lightpath routings are diverse it is necessary to identify single points of failure in the interoffice plant. To do so we will use the following terms: A fiber cable is a uniform group of fibers contained in a sheath. An Optical Transport System will occupy fibers in a sequence of fiber cables. Each fiber cable will be placed in a sequence of conduits - buried honeycomb structures through which fiber cables may be pulled - or buried in a right of way (ROW). A ROW is land in which the network operator has the right to install his conduit or fiber cable. It is worth noting that for economic reasons, ROWs are frequently obtained from railroads, pipeline companies, or thruways. It is frequently the case that several carriers may lease ROW from the same source; this makes it common to have a number of carriers' fiber cables in close proximity to each other. Similarly, in a metropolitan network, several carriers might be leasing duct space in the same RBOC conduit. There are also "carrier's carriers" - optical networks which provide fibers to multiple carriers, all of whom could be affected by a single failure in the "carrier's carrier" network. In a typical intercity facility network there might be on the order of 100 offices that are candidates for OLXCs. To represent the inter-office fiber network accurately a network with an order of magnitude more nodes is required. In addition to Optical Amplifier (OA) sites, these additional nodes include:
2つのLightPathルーティングが多様であるかどうかを判断するには、オフィス間植物の単一の故障ポイントを特定する必要があります。そのためには、次の用語を使用します。ファイバーケーブルは、シースに含まれる繊維の均一なグループです。光学輸送システムは、繊維ケーブルのシーケンスで繊維を占有します。各ファイバーケーブルは、繊維ケーブルを引っ張る可能性がある埋もれたハニカム構造のシーケンスに配置されます。行とは、ネットワークオペレーターがコンジットまたはファイバーケーブルを取り付ける権利を持つ土地です。経済的な理由で、鉄道、パイプライン企業、またはスルーウェイから行が頻繁に入手されることは注目に値します。多くの場合、いくつかのキャリアが同じソースから行をリースすることができます。これにより、多数のキャリアのファイバーケーブルが互いに近接していることが一般的です。同様に、メトロポリタンネットワークでは、いくつかのキャリアが同じRBOC導管にダクトスペースをリースしている可能性があります。また、「キャリアのキャリア」 - 複数のキャリアに繊維を提供する光学ネットワークもあります。これらはすべて、「キャリアのキャリア」ネットワークでの単一の障害によって影響を受ける可能性があります。典型的な都市間施設ネットワークには、OLXCSの候補者である100のオフィスがある可能性があります。インターオフィスファイバーネットワークを正確に表すには、より多くのノードが必要なネットワークが必要です。光アンプ（OA）サイトに加えて、これらの追加ノードには以下が含まれます。
- Places where fiber cables enter/leave a conduit or right of way;
- 繊維ケーブルが導管または右の右に入る/離れる場所。
- Locations where fiber cables cross; Locations where fiber splices are used to interchange fibers between fiber cables.
- ファイバーケーブルが交差する場所。ファイバースプライスを使用してファイバーケーブル間の繊維を交換する場所。
An example of the first might be:
最初の例は次のとおりです。
A B
A-------------B \ /
\ /
X-----Y
/ \
C-------------D / \
C D
(a) Fiber Cable Topology (b) Right-Of-Way/Conduit Topology
(a) ファイバーケーブルトポロジー（B）公道/コンジットトポロジー
Figure 6-1: Fiber Cable vs. ROW Topologies
図6-1：ファイバーケーブルと行トポロジー
Here the A-B fiber cable would be physically routed A-X-Y-B and the C-D cable would be physically routed C-X-Y-D. This topology might arise because of some physical bottleneck: X-Y might be the Lincoln Tunnel, for example, or the Bay Bridge.
ここで、A-Bファイバーケーブルは物理的にA-X-Y-Bをルーティングし、C-Dケーブルは物理的にルーティングされますC-X-Y-D。このトポロジーは、物理的なボトルネックのために発生する可能性があります。X-yは、たとえばリンカーントンネルやベイブリッジなどです。
Fiber route crossing (the second case) is really a special case of this, where X and Y coincide. In this case the crossing point may not even be a manhole; the fiber routes might just be buried at different depths.
ファイバールートの交差（2番目のケース）は、xとyが一致するこの特別なケースです。この場合、交差点はマンホールでさえないかもしれません。ファイバールートは、さまざまな深さに埋もれている場合があります。
Fiber splicing (the third case) often occurs when a major fiber route passes near to a small office. To avoid the expense and additional transmission loss only a small number of fibers are spliced out of the major route into a smaller route going to the small office. This might well occur in a manhole or hut. An example is shown in Fig. 6-2(a), where A-X-B is the major route, X the manhole, and C the smaller office. The actual fiber topology would then look like Fig. 6-2(b), where there would typically be many more A-B fibers than A-C or C-B fibers, and where A-C and C-B might have different numbers of fibers. (One of the latter might even be missing.)
繊維スプライシング（3番目のケース）は、主要な繊維ルートが小さなオフィスの近くを通過するときにしばしば発生します。費用と追加の送信の損失を回避するために、少数の繊維のみが主要なルートから小さなオフィスに行く小さなルートにスプライスされます。これは、マンホールや小屋で発生する可能性があります。例を図6-2（a）に示します。ここで、a-x-bは主要なルート、xマンホール、および小オフィスです。実際の繊維トポロジは、図6-2（b）のように見えます。ここでは、通常、A-CまたはC-B繊維よりも多くのA-B繊維があり、A-CとC-Bには異なる数の繊維がある可能性があります。（後者の1つは欠落している可能性があります。）
C C
| / \
| / \
| / \
A------X------B A---------------B
(a) Fiber Cable Topology (b) Fiber Topology
(a) ファイバーケーブルトポロジ（B）ファイバートポロジ
Figure 6-2. Fiber Cable vs Fiber Topologies
図6-2。ファイバーケーブルとファイバートポロジ
The imminent deployment of ultra-long (>1000 km) Optical Transport Systems introduces a further complexity: Two OTSes could interact a number of times. To make up a hypothetical example: A New York - Atlanta OTS and a Philadelphia - Orlando OTS might ride on the same right of way for x miles in Maryland and then again for y miles in Georgia. They might also cross at Raleigh or some other intermediate node without sharing right of way.
超長（> 1000 km）の光輸送システムの差し迫った展開により、さらに複雑さが導入されます。2つのOTSが何度も相互作用する可能性があります。仮説的な例を構成するために：ニューヨーク - アトランタ・オットとフィラデルフィア - オーランド・オットは、メリーランド州のXマイル、そして再びジョージア州のYマイルのために同じ道に乗るかもしれません。彼らはまた、正しい道を共有することなく、ローリーまたは他の中間ノードで横断するかもしれません。
Diversity is often equated to routing two lightpaths between a single pair of points, or different pairs of points so that no single route failure will disrupt them both. This is too simplistic, for a number of reasons:
多様性は、単一のルート障害がそれらの両方を破壊することができないように、単一のポイントのペアまたは異なるポイントのペア間の2つのライトパスをルーティングすることに相当することがよくあります。これは、いくつかの理由から、あまりにも単純すぎます。
- A sophisticated client of an optical network will want to derive diversity needs from his/her end customers' availability requirements. These often lead to more complex diversity requirements than simply providing diversity between two lightpaths. For example, a common requirement is that no single failure should isolate a node or nodes. If a node A has single lightpaths to nodes B and C, this requires A-B and A-C to be diverse. In real applications, a large data network with N lightpaths between its routers might describe their needs in an NxN matrix, where (i,j) defines whether lightpaths i and j must be diverse.
- 光ネットワークの洗練されたクライアントは、最終的な顧客の可用性要件から多様性のニーズを導き出したいと考えています。これらは、2つのLightpaths間の多様性を単に提供するよりも、より複雑な多様性要件につながることがよくあります。たとえば、一般的な要件は、単一の障害がノードまたはノードを分離する必要がないことです。ノードAにノードBおよびCに単一のLightPathsがある場合、これにはA-BとA-Cが多様である必要があります。実際のアプリケーションでは、ルーター間にN LightPathがNXNマトリックスでニーズを記述する大規模なデータネットワークは、（I、J）がLightPaths IとJが多様でなければならないかどうかを定義します。
- Two circuits that might be considered diverse for one application might not be considered diverse for in another situation. Diversity is usually thought of as a reaction to interoffice route failures. High reliability applications may require other types of failures to be taken into account. Some examples:
- 1つのアプリケーションに対して多様と見なされる可能性のある2つの回路は、別の状況では多様とは見なされない場合があります。多様性は通常、オフィス間ルートの障害に対する反応と考えられています。高い信頼性アプリケーションでは、他のタイプの障害を考慮に入れる必要がある場合があります。いくつかの例：
o Office Outages: Although less frequent than route failures, fires, power outages, and floods do occur. Many network managers require that diverse routes have no (intermediate) nodes in common. In other cases an intermediate node might be acceptable as long as there is power diversity within the office.
o オフィスの停止：ルートの故障、火災、停電、洪水よりも頻繁に発生しますが、発生します。多くのネットワークマネージャーは、多様なルートには共通の（中間）ノードがないことが必要です。それ以外の場合は、オフィス内に電力の多様性がある限り、中間ノードが受け入れられる場合があります。
o Shared Rings: Many applications are willing to allow "diverse" circuits to share a SONET ring-protected link; presumably they would allow the same for optical layer rings.
o 共有リング：多くのアプリケーションでは、「多様な」回路がソネットリングで保護されたリンクを共有できるようにしています。おそらく、光学層のリングに同じことを許可するでしょう。
o Disasters: Earthquakes and floods can cause failures over an extended area. Defense Department circuits might need to be routed with nuclear damage radii taken into account.
o 災害：地震や洪水は、延長されたエリアで失敗を引き起こす可能性があります。国防総省の回路は、核損傷半径を考慮してルーティングする必要があるかもしれません。
- Conversely, some networks may be willing to take somewhat larger risks. Taking route failures as an example: Such a network might be willing to consider two fiber cables in heavy duty concrete conduit as having a low enough chance of simultaneous failure to be considered "diverse". They might also be willing to view two fiber cables buried on opposite sides of a railroad track as being diverse because there is minimal danger of a single backhoe disrupting them both even though a bad train wreck might jeopardize them both. A network seeking N mutually diverse paths from an office with less than N diverse ROWs will need to live with some level of compromise in the immediate vicinity of the office.
- 逆に、一部のネットワークは、やや大きなリスクを負う意思がある場合があります。例としてルートの障害をとる：このようなネットワークは、ヘビーデューティコンクリートの導管の2つのファイバーケーブルを、「多様」と見なされる可能性が低いと考えることをいとわないかもしれません。彼らはまた、鉄道線路の反対側に埋め込まれた2つの繊維ケーブルを、単一のバックホーがそれらを破壊する最小限の危険があるため、多様であると見なすこともできます。n未満の列を持つオフィスから相互に多様なパスを求めるネットワークは、オフィスのすぐ近くである程度の妥協とともに生きる必要があります。
These considerations strongly suggest that the routing algorithm should be sensitive to the types of threat considered unacceptable by the requester. Note that the impairment constraints described in the previous section may eliminate some of the long circuitous routes sometimes needed to provide diversity. This would make it harder to find many diverse paths through an all-optical network than an opaque one.
これらの考慮事項は、ルーティングアルゴリズムが要求者が受け入れられないと考えられる脅威の種類に敏感であることを強く示唆しています。前のセクションで説明されている障害の制約は、多様性を提供するために必要な長い回路のルートの一部を排除する可能性があることに注意してください。これにより、不透明なネットワークよりも多くの多様なパスを見つけることが難しくなります。
[Hjalmtysson00] introduced the term "Shared Risk Link Group" (SRLG) to describe the relationship between two non-diverse links. The above examples and discussion given at the start of this section suggests that an SRLG should be characterized by 2 parameters:
[HJALMTYSSON00]は、「共有リスクリンクグループ」（SRLG）という用語を導入して、2つの非眼鏡リンク間の関係を説明しました。このセクションの冒頭で与えられた上記の例と議論は、SRLGが2つのパラメーターによって特徴付けられるべきであることを示唆しています。
- Type of Compromise: Examples would be shared fiber cable, shared conduit, shared ROW, shared optical ring, shared office without power sharing, etc.)
- 妥協の種類：例は、共有ファイバーケーブル、共有導管、共有列、共有光学リング、パワーシェアリングなしの共有オフィスなどです。
- Extent of Compromise: For compromised outside plant, this would be the length of the sharing.
- 妥協点：侵害された外部植物の場合、これは共有の長さになります。
A CSPF algorithm could then penalize a diversity compromise by an amount dependent on these two parameters.
CSPFアルゴリズムは、これら2つのパラメーターに依存する金額によって多様性の妥協をペナルティすることができます。
Two links could be related by many SRLGs. (AT&T's experience indicates that a link may belong to over 100 SRLGs, each corresponding to a separate fiber group.) Each SRLG might relate a single link to many other links. For the optical layer, similar situations can be expected where a link is an ultra-long OTS.
2つのリンクは、多くのSRLGによって関連付けることができます。（AT＆Tの経験は、リンクが100を超えるSRLGに属し、それぞれが別のファイバーグループに対応していることを示しています。）各SRLGは、単一のリンクを他の多くのリンクに関連付ける可能性があります。光層の場合、リンクが超長いOTである場合、同様の状況が予想されます。
The mapping between links and different types of SRLGs is in general defined by network operators based on the definition of each SRLG type. Since SRLG information is not yet ready to be discoverable by a network element and does not change dynamically, it need not be advertised with other resource availability information by network elements. It could be configured in some central database and be distributed to or retrieved by the nodes, or advertised by network elements at the topology discovery stage.
リンクとさまざまなタイプのSRLG間のマッピングは、一般に、各SRLGタイプの定義に基づいてネットワーク演算子によって定義されます。SRLG情報はまだネットワーク要素によって発見できるようにする準備ができておらず、動的に変更されないため、ネットワーク要素による他のリソースの可用性情報で宣伝する必要はありません。一部の中央データベースで構成し、ノードに配布または取得したり、トポロジの発見段階でネットワーク要素によって宣伝されたりすることができます。
Dealing with diversity is an unavoidable requirement for routing in the optical layer. It requires dealing with constraints in the routing process, but most importantly requires additional state information (e.g., the SRLG relationships). The routings of any existing circuits from which the new circuit must be diverse must also be available to the routing process.
多様性に対処することは、光層でのルーティングのための避けられない要件です。ルーティングプロセスの制約に対処する必要がありますが、最も重要なことには、追加の状態情報（例えば、SRLG関係）が必要です。新しい回路が多様でなければならない既存の回路のルーティングも、ルーティングプロセスで利用できる必要があります。
At present SRLG information cannot be self-discovered. Indeed, in a large network it is very difficult to maintain accurate SRLG information. The problem becomes particularly daunting whenever multiple administrative domains are involved, for instance after the acquisition of one network by another, because there normally is a likelihood that there are diversity violations between the domains. It is very unlikely that diversity relationships between carriers will be known any time in the near future.
現在、SRLG情報を自己発見することはできません。実際、大規模なネットワークでは、正確なSRLG情報を維持することは非常に困難です。たとえば、あるネットワークが別のネットワークを獲得した後、複数の管理ドメインが関与する場合はいつでも、問題は特に困難になります。これは、通常、ドメイン間に多様性違反がある可能性があるためです。近い将来、キャリア間の多様性の関係がいつでも知られることはほとんどありません。
Considerable variation in what different customers will mean by acceptable diversity should be anticipated. Consequently we suggest that an SRLG should be defined as follows: (i) It is a relationship between two or more links, and (ii) it is characterized by two parameters, the type of compromise (shared conduit, shared ROW, shared optical ring, etc.) and the extent of the compromise (e.g., the number of miles over which the compromise persisted). This will allow the SRLGs appropriate to a particular routing request to be easily identified.
さまざまな顧客が受け入れられる多様性によって意味するもののかなりのばらつきが予想されるべきです。したがって、SRLGは次のように定義することを提案します。（i）それは2つ以上のリンクの関係であり、（ii）妥協のタイプ（共有導管、共有行、共有光学リングの2つのパラメーターによって特徴付けられますなど）および妥協の程度（例えば、妥協が持続したマイル数）。これにより、特定のルーティングリクエストに適したSRLGを簡単に識別できるようになります。
We are assuming OEO interfaces to the domain(s) covered by our discussion (see, e.g., Sec. 4.1 above). If this assumption were to be relaxed and externally generated optical signals allowed into the domain, network security issues would arise. Specifically, unauthorized usage in the form of signals at improper wavelengths or with power levels or impairments inconsistent with those assumed by the domain would be possible. With OEO interfaces, these types of layer one threats should be controllable.
議論でカバーされているドメインへのOEOインターフェイスを想定しています（例えば、上記の4.1セクションを参照）。この仮定が緩和され、外部から生成された光信号がドメインに許可された場合、ネットワークセキュリティの問題が発生します。具体的には、不適切な波長での信号の形で、またはドメインによって想定されるものと矛盾する電力レベルまたは障害を伴う不正使用の使用が可能です。OEOインターフェイスでは、これらのタイプのレイヤー1つの脅威は制御可能である必要があります。
A key layer one security issue is resilience in the face of physical attack. Diversity, as describe in Sec. 6, is a part of the solution. However, it is ineffective if there is not sufficient spare capacity available to make the network whole after an attack. Several major related issues are:
キーレイヤー1つのセキュリティの問題は、物理的な攻撃に直面した場合の回復力です。セクションで説明する多様性。6、ソリューションの一部です。ただし、攻撃後にネットワーク全体を作るのに十分な予備容量が利用できない場合は、効果がありません。いくつかの主要な関連する問題は次のとおりです。
- Defining the threat: If, for example, an electro-magnetic interference (EMI) burst is an in-scope threat, then (in the terminology of Sec. 6) all of the links sufficiently close together to be disrupted by such a burst must be included in a single SRLG. Similarly for other threats: For each in-scope threat, SRLGs must be defined so that all links vulnerable to a single incident of the threat must be grouped together in a single SRLG.
- 脅威の定義：たとえば、電磁干渉（EMI）バーストがスコープ内の脅威である場合（セクション6の用語で）、そのようなバーストによって破壊されるためにすべてのリンクが十分に近づきます。単一のsrlgに含める。同様に、他の脅威については、スコープ内の脅威ごとに、SRLGを定義する必要があり、脅威の単一のインシデントに対してすべてのリンクを単一のSRLGにグループ化する必要があります。
- Allocating responsibility for responding to a layer one failure between the various layers (especially the optical and IP layers): This must be clearly specified to avoid churning and unnecessary service interruptions.
- さまざまなレイヤー（特に光学層とIPレイヤー）間のレイヤー1つの障害に応答する責任を割り当てる：これは、かき回されないサービスの中断を避けるために明確に指定する必要があります。
The whole proposed process depends on the integrity of the impairment characterization information (PMD parameters, etc.) and also the SRLG definitions. Security of this information, both when stored and when distributed, is essential.
提案されたプロセス全体は、障害の特性評価情報（PMDパラメーターなど）の完全性とSRLG定義に依存します。この情報のセキュリティは、保存されたときと配布時の両方で不可欠です。
This document does not address control plane issues, and so control-plane security is out of scope. IPO control plane security considerations are discussed in [Rajagopalam04]. Security considerations for GMPLS, a likely control plane candidate, are discussed in [Mannie04].
このドキュメントは、制御プレーンの問題に対処していないため、制御面のセキュリティは範囲外です。IPO制御飛行機のセキュリティ上の考慮事項は、[rajagopalam04]で説明されています。[Mannie04]で議論されている可能性のあるコントロールプレーン候補であるGMPLのセキュリティ上の考慮事項。
This document has benefited from discussions with Michael Eiselt, Jonathan Lang, Mark Shtaif, Jennifer Yates, Dongmei Wang, Guangzhi Li, Robert Doverspike, Albert Greenberg, Jim Maloney, John Jacob, Katie Hall, Diego Caviglia, D. Papadimitriou, O. Audouin, J. P. Faure, L. Noirie, and with our OIF colleagues.
この文書は、マイケル・アイゼルト、ジョナサン・ラング、マーク・シュタイフ、ジェニファー・イェーツ、ドンメイ・ワン、広州LI、ロバート・ドーバーパイク、アルバート・グリーンバーグ、ジム・マロニー、ジョン・ジェイコブ、ケイティ・ホール、ディエゴ・カビグリア、D。、J。P。Faure、L。Noirie、そして私たちのOIFの同僚と。
[Goldstein94] Goldstein, E. L., Eskildsen, L., and Elrefaie, A. F., Performance Implications of Component Crosstalk in Transparent Lightwave Networks", IEEE Photonics Technology Letters, Vol.6, No.5, May 1994.
[Goldstein94] Goldstein、E。L.、Eskildsen、L。、およびElrefaie、A。F.、透明な光波ネットワークにおけるコンポーネントCrosstalkのパフォーマンスへの影響、IEEE Photonicsテクノロジーレター、Vol.6、No.5、1994年。
[Hjalmtysson00] Gsli Hjalmtysson, Jennifer Yates, Sid Chaudhuri and Albert Greenberg, "Smart Routers - Simple Optics: An Architecture for the Optical Internet, IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology, December 2000, Vo 18, Issue 12, Dec. 2000, pp. 1880-1891.
[hjalmtysson00] Gsli Hjalmtysson、Jennifer Yates、Sid Chaudhuri、Albert Greenberg、「Smart Routers -Simple Optics：光学インターネットのアーキテクチャ、IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology、2000年12月、Vo 18、号12、12月12日pp。1880-1891。
[ITU] ITU-T Doc. G.663, Optical Fibers and Amplifiers, Section II.4.1.2.
[itu] itu-t doc。G.663、光繊維およびアンプ、セクションII.4.1.2。
[Kaminow97] Kaminow, I. P. and Koch, T. L., editors, Optical Fiber Telecommunications IIIA, Academic Press, 1997.
[Kaminow97] Kaminow、I。P. and Koch、T。L.、編集者、光ファイバテレコミュニケーションIIIA、Academic Press、1997。
[Mannie04] Mannie, E., Ed., "Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Architecture", RFC 3945, October 2004.
[Mannie04] Mannie、E.、ed。、「一般化されたマルチプロトコルラベルスイッチング（GMPLS）アーキテクチャ」、RFC 3945、2004年10月。
[Rajagopalam04] Rajagopalan, B., Luciani, J., and D. Awduche, "IP over Optical Networks: A Framework", RFC 3717, March 2004.
[Rajagopalam04] Rajagopalan、B.、Luciani、J。、およびD. Awduche、「IP Over Optical Networks：A Framework」、RFC 3717、2004年3月。
[Strand01] Strand, J., Chiu, A., and R. Tkach, "Issues for Routing in the Optical Layer", IEEE Communications Magazine, Feb. 2001, vol. 39 No. 2, pp. 81-88.
[Strand01] Strand、J.、Chiu、A。、およびR. Tkach、「光層でのルーティングの問題」、IEEE Communications Magazine、2001年2月、Vol。39 No. 2、pp。81-88。
[Strand01b] Strand, J., Doverspike, R., and G. Li, "Importance of Wavelength Conversion In An Optical Network", Optical Networks Magazine, May/June 2001, pp. 33-44.
[Strand01b] Strand、J.、Doverspike、R。、およびG. Li、「光ネットワークにおける波長変換の重要性」、光ネットワーク誌、2001年5月/6月、pp。33-44。
[Yates99] Yates, J. M., Rumsewicz, M. P., and J. P. R. Lacey, "Wavelength Converters in Dynamically-Reconfigurable WDM Networks", IEEE Communications Surveys, 2Q1999 (online at www.comsoc.org/pubs/surveys/2q99issue/yates.html).
[Yates99] Yates、J。M.、Rumsewicz、M。P.、およびJ. P. R. Lacey、「動的に再構成可能なWDMネットワークの波長コンバーター」、IEEE通信調査、2Q1999（オンラインwww.comsoc.org/pubs/surveys/2q99issue/yates.html）。
[Awduche99] Awduche, D. O., Rekhter, Y., Drake, J., R. and Coltun, "Multi-Protocol Lambda Switching: Combining MPLS Traffic Engineering Control With Optical Crossconnects", Work in Progress.
[Awduche99] Awduche、D。O.、Rekhter、Y.、Drake、J.、R。、およびColtun、「Multi-Protocol Lambda Switching：MPLSトラフィックエンジニアリングコントロールと光学クロスコネクトを組み合わせる」、進行中の作業。
[Gerstel2000] Gorstel, O., "Optical Layer Signaling: How Much Is Really Needed?" IEEE Communications Magazine, vol. 38 no. 10, Oct. 2000, pp. 154-160
[Gerstel2000] Gorstel、O。、「光層シグナル伝達：本当に必要なものはどれくらいですか？」IEEE Communications Magazine、Vol。38いいえ。10、2000年10月、154-160ページ
[Kaminow02] Ivan P. Kaminow and Tingye Li (editors), "Optical Fiber Communications IV: Systems and Impairments", Elsevier Press, 2002.
[Kaminow02] Ivan P. Kaminow and Tingye Li（編集者）、「光ファイバー通信IV：システムと障害」、Elsevier Press、2002。
[Passmore01] Passmore, D., "Managing Fatter Pipes," Business Communications Review, August 2001, pp. 20-21.
[Passmore01] Passmore、D。、「Fatter Pipesの管理」、Business Communications Review、2001年8月、20-21ページ。
[Ramaswami98] Ramaswami, R. and K. N. Sivarajan, Optical Networks: A Practical Perspective, Morgan Kaufmann Publishers, 1998.
[Ramaswami98] Ramaswami、R。およびK. N. Sivarajan、光ネットワーク：実用的な視点、Morgan Kaufmann Publishers、1998。
[Strand02] John Strand, "Optical Network Architecture Evolution", in [Kaminow02].
[Strand02] John Strand、[Kaminow02]の「光ネットワークアーキテクチャの進化」。
[Tkach98] Tkach, R., Goldstein, E., Nagel, J., and J. Strand, "Fundamental Limits of Optical Transparency", Optical Fiber Communication Conf., Feb. 1998, pp. 161-162.
[Tkach98] Tkach、R.、Goldstein、E.、Nagel、J。、およびJ. Strand、「光学透明度の基本的な制限」、光ファイバーコミュニケーションConf。、1998年2月、pp。161-162。
This document was a collective work of a number of people. The text and content of this document was contributed by the editors and the co-authors listed below.
この文書は、多くの人々の集合的な仕事でした。このドキュメントのテキストと内容は、編集者と以下にリストされている共著者によって貢献されました。
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