Kostevaluatie van optische netwerkarchitecturen: Kostevaluatie van transparante routering in Medium en Long Haul optische netwerken

Transcriptie

1 Faculteit Toegepaste Wetenschappen Vakgroep Informatietechnologie Voorzitter: Prof. Dr. Ir. P. LAGASSE Kostevaluatie van optische netwerkarchitecturen: Kostevaluatie van transparante routering in Medium en Long Haul optische netwerken door Cindy De Smet Promotoren: Prof. Mario Pickavet, Dr. Didier Colle Scriptiebegeleiders: Dimitri Staessens, Sofie Verbrugge Scriptie ingediend tot het behalen van de academische graad van licenciaat informatica Academiejaar

2 Voorwoord Ik wil van de gelegenheid gebruik maken om mijn dank over te brengen aan mijn begeleiders en promotoren, Dimitri, Sofie, Mario en Didier, voor hun niet-aflatende steun en aanmoediging, zelfs wanneer ik het hen moeilijk maakte. Ook mijn dank aan Francine, voor haar professionele hulp, en aan mijn moeder, voor het extra zetje dat ik soms wel nodig had. Dit eindwerk is een lange weg geweest, zowel letterlijk als wat persoonlijke ontplooiing betreft, en ik ben dan ook blij eindelijk een compleet werk te kunnen voorleggen. Cindy De Smet, augustus 2006

3 Toelating tot bruikleen De auteur geeft de toelating deze scriptie voor consultatie beschikbaar te stellen en delen van de scriptie te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze scriptie. Cindy De Smet, augustus 2006

4 Kostevaluatie van transparante routering in Medium en Long Haul optische netwerken door Cindy De Smet Academiejaar Promotoren: Prof. Mario Pickavet, Dr. Didier Colle Scriptiebegeleiders: Dimitri Staessens, Sofie Verbrugge Faculteit Toegepaste Wetenschappen Universiteit Gent Vakgroep Informatietechnologie Voorzitter: Prof. Dr. Ir. P. LAGASSE Samenvatting Het doel van dit afstudeerwerk bestaat erin de economische haalbaarheid van transparante routering in Long Haul netwerken in te schatten. Met behulp van simulaties werd in dit werk een schatting gemaakt voor de CAPEX van hybride optische netwerken, d.w.z. optische netwerken met zowel opake als transparante routering in de knopen. In de eerste plaats werd gekeken naar de haalbaarheid van transparante routering. Er blijkt dat, bij voldoende prijsverschil tussen optische en elektronische netwerkpoorten en een laag aantal intermediaire regeneratiepunten op de links, het gebruik van transparante routering zeker werkbaar is. Verder werd ook gekeken naar capaciteitsverhoging door verhoging van de bitsnelheid, en de daarmee gepaard gaande extra kost voor dispersiecompensatie. Bij kleinere netwerken is zo n verhoging van de bitsnelheid zeker haalbaar, maar bij grotere netwerken kan de kostmarge die overblijft voor dispersiecompensatie zeer beperkend zijn. Trefwoorden optische transportnetwerken, transparante routering, capaciteit, dispersiecompensatie, CAPEX

5 Extended abstract The purpose of this work was to evaluate the economical suitability of transparant routing in optical Long Haul networks. The first technological accomplishments in the area of optical networking (TDM, WDM) lead to a bigger capacity, but also and more so more expensive electronical components, due to the large amount of data that had to be electronically handled each unit of time. An important development in this area was the PXC. These components allow for the completely optical transmission of transit traffic, so lessening the cost of electronical routing. In this work the impact of the MTL (Maximum Transparancy Length, the maximal length light may travel over a fibre before the data becomes unintelligible) on the CAPEX of a network operator will be studied, more specifically in the case of an operator wishing to introduce PXC s in his (pan-european or german) network. After this step, one can remark that the capacity of the optical network would be more fully used by increasing the bitrate at which the data is sent. The physical make-up of a PXC easily allows for such a change, but the effects of signal dispersion greatly diminish the reach of an optical signal. This lessening of the MTL would cause a strong increase in the number of regeneration stations in the network, and thus a heightening of the CAPEX. This could be countered by the implementation of dispersion compensation equipment. So, as a secundary goal, this work also investigates the possibilities for an acceptable cost for dispersion compensation in the event of an increase of the network bitrate from 2,5 Gbps to 10 Gbps. Both goals are approached by the simulation of traffic on 2 hypothetical networks, a paneuropean and a german long haul network, with several values of the MTL. The results of these simulations, in particular those concerning the usage of network ports and fibres, are then used as a base for the estimation of the total cost of the network in each case. This network cost includes the cost of the major components of both the nodes (XC s) and the regeneration and amplification stations on the links. The results of the first simulations show that for the implementation of transparant routing to be profitable, the price of an optical port must be low in relation to the cost of the electronical version. Furthermore, the network CAPEX is severly influenced by the number of regeneration points necessary on the links. When not too much regeneration is needed (high fibre MTL), an electronical vs. optical cost ratio of five seems sufficient. To also get reasonable results for somewhat lower MTL values, a ratio of 7 was chosen for further simulations on this project. For the upgrade of the network bitrate from 2,5 Gbps to 10 Gbps, one can conclude that this certainly seems profitable for sufficiently high values of MTL (and therefore low numbers of regeneration stations). It also seems that the implementation of dispersion compensation is preferable over the use of additional regeneration points to highten the effective signal reach, and that the cost of the dispersion compensation material does not have to be prohibitive for this. Indeed, depending on the amount of compensation needed, a reasonably large margin can be found available to fund the implementation of dispersion compensation.

6 INHOUDSOPGAVE i Inhoudsopgave 1 Inleiding 1 2 Uitleg van de gebruikte technologie en termen Algemeen Cross-connects als knopen Fibers Amplifiers en regenerators Amplifiers Regenerators Multiplexing MTL Werkwijze Algemene werkwijze Simulaties Netwerken Verkeersmatrices Kostenmodel Achtergrond Gebruik van de knopen Opbouw van de modellen Formules Kostenmodel

7 INHOUDSOPGAVE ii 5 CAPEX voor een Pan-Europese en een Duitse netwerkoperator: eerste resultaten Inleiding Resultaten op het Pan-Europese netwerk CAPEX voor een Duitse operator Conclusie Aanpassing van het kostenmodel Verantwoording Nieuw kostenmodel Tweede serie resultaten: CAPEX van het Pan-Europese en het Duitse netwerk met het nieuwe kostenmodel Inleiding Resultaten op het Pan-Europese netwerk CAPEX voor een Duitse operator Conclusie Dispersiecompensatie Inleiding Resultaten Europa Resultaten Duitsland Conclusie Conclusie 55

8 INLEIDING 1 Hoofdstuk 1 Inleiding Het doel van dit afstudeerwerk bestaat erin de economische haalbaarheid van transparante routering in Long Haul netwerken in te schatten. De eerste technologische ontwikkelingen op het gebied van optische netwerken (TDM, WDM) leidden naar grotere capaciteit, maar vooral ook naar duurdere elektronische componenten, door de grote hoeveelheden data die per tijdseenheid (elektronisch) moeten verwerkt worden. Een belangrijke ontwikkeling op dit gebied is de PXC. Deze componenten laten toe het transitverkeer in een knoop volledig optisch door te sturen, en dus kan de kostprijs voor elektronische routering dalen. In dit afstudeerwerk zal de impact van de MTL (Maximum Transparancy Length, of maximale lengte die het licht over een fiber kan afleggen voordat de data te onduidelijk wordt) op de CAPEX van een netwerkoperator worden bestudeerd, voor het concrete geval van een operator die PXC s in zijn (Pan-Europees/Duits) netwerk wenst te introduceren. Eenmaal deze horde genomen, kan men opmerken dat de capaciteit van een netwerk beter kan benut worden door de data aan hogere bitsnelheden te versturen. De opmaak van een PXC laat deze capaciteitsverhoging zonder veel problemen toe, maar door fysische effecten zoals dispersie wordt de reikwijdte van het optische signaal veel kleiner. Deze verkleining van de MTL zou een sterke verhoging van het aantal regeneratiepunten in het netwerk tot gevolg kunnen hebben, en dus ook een verhoging van de kost, of moet worden tegengegaan door het invoeren van dispersiecompensatie-apparatuur. Als secundair doel gaat dit afstudeerwerk ook op zoek naar de potentieel aanvaardbare kost voor dispersiecompensatie bij een dergelijke verhoging van de bitrate, in het bijzonder bij een overgang van 2,5 Gbps naar 10 Gbps.

9 UITLEG VAN DE GEBRUIKTE TECHNOLOGIE EN TERMEN 2 Hoofdstuk 2 Uitleg van de gebruikte technologie en termen 2.1 Algemeen Optische transportnetwerken zoals besproken in dit werk bestaan in se uit verschillende knooppunten, verbonden door glasvezel. Er zijn verschillende mogelijke structuren. Zo is er de ringarchitectuur, waarbij de knopen typisch OADMs (optical add/drop multiplexer) zijn, en deze knopen in ringvorm met elkaar verbonden zijn. In een vermaasde architectuur (mesh) zijn de knopen veel sterker onderling verbonden in een webvorm en worden meestal OXCs (optical cross-connect) gebruikt. De werking van een optisch netwerk is op zich eenvoudig. Een elektrisch signaal (typisch afkomstig van het lokale netwerk, bvb. van het verkeer van een ISP) wordt door een transponder omgezet in een lichtsignaal. Dit signaal wordt dan over een glasvezelkabel verstuurd naar de volgende knoop op het pad, en zo voort tot de bestemming. Onderweg wordt het signaal waar nodig versterkt (om verlies tegen te gaan). De ontvanger zet het optische signaal terug om in een elektrisch signaal, zodat het door het plaatselijke computernetwerk kan worden begrepen (waarbij vooral de verdere routeringsinformatie van belang is).

10 2.2 Cross-connects als knopen Cross-connects als knopen De beschouwde knooparchitectuur wordt in het Engels heel descriptief cross-connect genoemd. In dit werk komen 3 soorten voor: de optische/opto-elektronische cross-connect (OXC), de fotonische cross-connect (PXC) en de hybride cross-connect, die een combinatie van beide is. OXC (Optical Cross-Connect) In knooppunten van dit soort wordt een optisch signaal ontvangen, omgezet in een elektrisch signaal, verwerkt (gerouteerd, eventueel van of naar het lokale netwerk), omgezet in een optisch signaal, en weer verstuurd. De switching matrix (het deel dat instaat voor het doorverbinden van het signaal) is hier volledig elektronisch. PXC (Photonic Cross-Connect) In knooppunten van dit soort wordt het optische signaal niet omgezet, maar rechtstreeks doorgespiegeld naar zijn bestemming. Dit kan uiteraard zeer snel, maar doordat het signaal niet gelezen wordt is niet veel andere verwerking mogelijk. Het ontbreken van de transponders (die de signalen converteren tussen optisch en elektronisch) maakt het geheel veel goedkoper dan een OXC van vergelijkbare grootte. Zowel de switching matrix als de poorten (die signalen van de fiber opvangen en de knoop in sturen) zijn hier volledig optische componenten. Hybride Cross-Connect Combinatie van OXC en PXC. Waar mogelijk wordt het verkeer fotonisch doorgestuurd; als regeneratie of drop(/add) van het signaal nodig is wordt het naar de opto-elektronische component afgeleid. Dit is de belangrijkste knooparchitectuur die in dit werk wordt gebruikt en vergeleken met OXCs van vergelijkbare grootte. De switching matrix De switching matrix is het deel van de cross-connect dat ervoor zorgt dat het signaal van elke invoerpoort aan de juiste uitgangspoort terecht komt. We maken hier onderscheid tussen

11 2.2 Cross-connects als knopen 4 een elektronische en een fotonische switching matrix. De eigenschappen van fotonische crossconnects kunnen onderling nog sterk verschillen naargelang de gebruikte technologie. Elektronisch (in OXC): heeft een kleine granulariteit (kan in principe per pakket de bestemming bepalen), maar is moeilijker schaalbaar (snelle elektronica is duur) Fotonisch (in PXC): is in principe goedkoper (geen elektronica voor conversie) en minder afhankelijk van veranderingen zoals versnelling van de bitsnelheid van het signaal. Er zijn zeer veel mogelijke technologieën, hoewel slechts enkele commercieel beschikbaar zijn. Veel gebruikt is MEMS (micro-electro-mechanical systems). Dit systeem bestaat uit een rooster van zeer kleine spiegeltjes die zo gedraaid worden dat het optische signaal (zonder interferentie) naar de juiste uitgang wordt gereflecteerd. Onder de andere mogelijke technologieën bevinden zich: Arrayed waveguide grating (AWG): bestaat uit een reeks fibers van verschillende lengte. De inkomende lichtstraal wordt gesplitst en over al deze fibers gelijktijdig verstuurd. Aangezien de padlengte verschillend is, komen de signalen met een lichte onderlinge verschuiving toe, die bij recombinatie toelaat dat elke golflengte van het licht in een eigen uitgaande fiber verdergaat. De AWG werkt dus als demultiplexer. De werking kan ook omgedraaid worden, wat resulteert in een multiplexer. Een AWG kan met enige aanpassing (een afstembare laser of wavelength converter past het inputsignaal aan zodat de juiste outputfiber gekozen wordt.) ook gebruikt worden als switch en heeft als dusdanig enige voordelen in zijn snelheid, betrouwbaarheid en schaalbaarheid. Bubble switches: op elk kruispunt van twee lichtkanalen is een holte met daarin een vloeistof met dezelfde refractie-index als het lichtkanaal en een luchtbel. Als de luchtbel niet op het kruispunt zit, gaat het licht gewoon rechtdoor, als de luchtbel zich op het kruispunt bevindt, wordt het licht weerkaatst. Beam steering: elke ingang van de switch is verbonden met een beweegbare laser die de lichtstraal doorstuurt naar een ontvanger aan de juiste uitgang. Elke zender wordt

12 2.3 Fibers 5 (mechanisch) naar de juiste ontvanger gericht. (Wat de schaalbaarheid erg beperkt.) Holografische switch: De lichtstraal wordt door een stuk glas geleid waarin elektrodes een hologram van een Bragg Grating kunnen doen verschijnen. Zon Bragg Grating weerkaatst 1 bepaalde golflengte van het licht (en een heel klein beetje van de andere golflengtes) en laat de rest door. Andere technologieën veranderen door warmte of stroomspanning de refractie-index van een stukje materiaal (vb. LiNbO 3 voor het elektrische geval) zodat een inkomende lichtstraal in een andere richting afgebogen wordt. Deze technologieën geven meestal een te groot verlies om op grote schaal bruikbaar te zijn. Ook de technologie achter amplifiers kan gebruikt worden in switches. Die zijn dan echter moeilijk schaalbaar. 2.3 Fibers Figuur 2.1: Doorsnede van een fiber De optische fibers of glasvezelkabels bestaan uit een kern van zeer puur glas (bijna puur siliciumdioxide, SiO 2 ), waardoor het licht zich voortplant, omgeven door een mantel met een lagere refractie-index dan de kern, die het licht binnen de kern houdt. Zelfs al is het glas zeer puur, het licht zal op zijn reis steeds een deel van zijn intensiteit verliezen. In optische vezel is het verlies (de attenuatie) het kleinst voor golflengtes in de buurt van 1550 nm. Die omgeving (de c-band) wordt meestal gebruikt. Oudere systemen gebruikten het gebied rond 1310 nm. Enkele bestaande soorten fiber: Multimode Fiber: relatief brede fiber, waar het licht onder verschillende hoeken (modes) door kan verstuurd worden (weerkaatst door de wanden van de fiberkern). Er zijn ongeveer 100 modes mogelijk, maar elke mode heeft een verschillende padlengte en dus voortplan-

13 2.3 Fibers 6 tingssnelheid. Het verzenden van verschillende modes door zon fiber zorgt ook voor een eigen vorm van dispersie (modal dispersion). Single Mode Fiber: heeft een kerndiameter van minder dan 10 keer de golflengte van het licht (ca. 8 micron), waardoor het licht er slecht in 1 richting door kan. Een van de categorieën in deze soort wordt gewoonlijk gebruikt. Dispersion Unshifted Fiber (USF, G.652) : Conventionele fiber, op veel plaatsen geïnstalleerd. Heeft nuldispersie rond 1310 nm; chromatische dispersie op 1550 nm is nogal hoog voor DWDM-systemen maar USF kan gebruikt worden mits toepassing van dispersiecompensatie. Dispersion Shifted Fiber (DSF, G.653) : heeft nuldispersie op 1550 nm, te lage dispersie zorgt voor niet-lineaire effecten (vb. interferentie van verschillende golflengtes die sterk genoeg wordt om een eigen signaal te vormen) die deze fiber ongeschikt maken voor DWDM Non-Zero Dispersion Shifted Fiber (NZDF, G.655) : lage dispersie op 1550 nm, zeer geschikt voor DWDM Dispersion Compensating Fiber (DCF) : heeft grote negatieve dispersie rond 1550 nm. Korte stukken van deze fiber kunnen conventionele fiber afwisselen om de dispersie te compenseren. Er moet wel rekening gehouden worden met het feit dat deze compensatie maar compleet kan zijn voor 1 golflengte, voor de andere golflengtes van de omgeving wordt de dispersie slechts gedeeltelijk gecompenseerd. Large Effective Area Fiber (LEAF) : bredere fiber, met de bedoeling de sterkte van het signaal te spreiden en zo de versterking van niet-lineaire effecten tegen te gaan. Heeft gewoonlijk lage dispersie rond 1550 nm All Wavelength Fiber: behandeld om de sterke attenuatie rond 1400 nm weg te nemen, zodat een veel breder spectrum aan golflengtes kan worden gebruikt (gesteld dat men zenders, ontvangers en versterkers heeft die op die golflengte werken)

14 2.4 Amplifiers en regenerators 7 Figuur 2.2: attenuatie/signaalverlies Figuur 2.3: verlies in functie van de signaalgolflengte 2.4 Amplifiers en regenerators Amplifiers Deze versterken het signaal en hoeven daarvoor (in tegenstelling tot regenerators) het optische signaal niet naar een elektrisch signaal te converteren. Nadeel is dat ook de ruis wordt versterkt. Voor de signalen met golflengte rond 1550 nm zijn Erbium-Doped Amplifiers (EDFAs) zeer geschikt. Ze bestaan uit een stuk optische fiber, gedoteerd met erbium. De erbium-ionen worden door een laser geëxciteerd, en geven hun energie af aan doorkomende optische signalen. Een andere mogelijkheid zijn semi-conductor amplifiers (SOAs). Deze geven minder versterking dan EDFAs, maar kunnen naast de 1550 nm golflengtes ook de golflengtes rond 1300 nm versterken. Ook bruikbaar is een effect dat Raman scattering wordt genoemd. Hierbij wordt een lichtsignaal van kortere golflengte mee in de fiber gepompt, dat dan op zijn weg een deel van zijn energie verliest aan het datadragende signaal en het hierdoor versterkt. Voordeel van Raman amplification is dat er geen specifieke amplifier stations nodig zijn, de versterking gebeurt

15 2.5 Multiplexing 8 over de hele fiber. Bij gebruik van DWDM zijn er echter wel enkele verschillende pomp -signalen nodig om het volledige spectrum te versterken. Gewoonlijk worden er amplifiers geplaatst vlak na de zendende knoop (power booster), onderweg op de fiber (in-line amplifier), en vlak voor de ontvangende knoop (preamplifier) om de signaalduidelijkheid te verhogen. Figuur 2.4: Amplifiers Regenerators Deze zijn vooralsnog niet volledig optisch. Het lichtsignaal wordt opgevangen en omgezet naar een elektrisch signaal, dat dan weer gebruikt wordt om een nieuw optisch signaal te genereren, sterker en zonder de verschuivingen en onduidelijkheden van het oude signaal. Dit noemt men 3R-regeneratie: reamplification, retiming en reshaping. In een DWDM-systeem moeten de verschillende informatiedragende golflengtes eerst worden gedemultiplexeerd, zodat ze elk apart kunnen worden geregenereerd. Het nieuwe signaal wordt uiteraard terug gemultiplexeerd. 2.5 Multiplexing Om de beschikbare bandbreedte van een fiber zo goed mogelijk te gebruiken, wordt onder andere multiplexing gebruikt. Hierbij worden verschillende datastromen (door een multiplexer) gecombineerd tot 1 stroom. Figuur 2.5: Multiplexing

16 2.5 Multiplexing 9 We onderscheiden 2 belangrijke technieken: TDM of Time Division Multiplexing: verschillende (tragere) datastromen (bvb. van verschillende zenders) wordt elk een tijdsslot toebedeeld. Het samengestelde signaal bestaat dan uit een cyclische opeenvolging van deze tijdsslots. Dit zorgt voor een efficiënter gebruik van de beschikbare bandbreedte. Figuur 2.6: Werking Time Division Multiplexing In praktijk wordt voor deze functie in optische netwerken de SDH standaard gebruikt. SDH staat voor Synchronous Digital Hierarchy en omschrijft een protocol om nieuwe bitstromen samen te stellen uit verschillende tragere datastromen, samen met de nodige controlefuncties om alles goed te doen verlopen. Er zijn verschillende formaten omschreven; zo heeft een STM-1 datastroom een bitsnelheid van 155,52 Mbps, STM-4 heeft een snelheid van 622 Mbps, en STM-16 2,5 Gbps. In de USA en Japan wordt SONET gebruikt, dat eenzelfde werking heeft, en waarvan sommige formaten zelfs overeen komen met die van SDH. Zo heeft STS-3 dezelfde bitsnelheid als STM-1. De controlefuncties van beide standaarden zijn echter niet compatibel. WDM of Wavelength Division Multiplexing: de verschillende signalen worden elk op een eigen (licht)frequentie doorgestuurd (wat de effectieve bandbreedte vergroot). Hierbij is het van belang dat de verschillende golflengtes niet met elkaar interfereren. Momenteel worden er standaard 40 of 80 golflengtes (ook kanalen genoemd) per kabel gebruikt, maar ook 160 kanalen/fiber is al mogelijk. Bij meer dan 8 golflengtes per fiber spreekt men van Dense Wavelength Division Multplexing (DWDM).

17 2.6 MTL 10 Figuur 2.7: Wavelength Division Multiplexing 2.6 MTL MTL of Maximum Transparency Length: Een optisch signaal wordt door chromatische dispersie (CD) en polarisation mode dispersion (PMD) verzwakt. Hoe groter de afstand, hoe onduidelijker het signaal wordt. Chromatische dispersie wordt veroorzaakt doordat de verschillende golflengtes van licht (en dus van een optisch signaal) een verschillende voortplantingssnelheid hebben, wat over een voldoende grote afstand zorgt voor een merkbare tijdsshift in het signaal. PMD wordt veroorzaakt doordat verschillende polarisatietoestanden van het lichtsignaal bij verschillen in dichtheid van de fiber met verschillende snelheid reizen. Het lichtsignaal verbreedt ook tijdens zijn reis door de fiber (door onzuiverheden etc). Hoe sneller de modulatie van het signaal (in 0- en 1-bits), hoe groter de verbreding (en dus hoe onduidelijker het signaal). Figuur 2.8: dispersie in DSFibre, in functie van signaalgolflengte De MTL is de maximale afstand die een lichtsignaal kan afleggen voordat regeneratie (versterking, hervorming en her-timing) noodzakelijk wordt. Deze waarde is (onder andere) afhankelijk van het soort fiber, de afstand tussen de verschillende kanalen/golflengtes (m.a.w. het aantal kanalen per fiber), en de bitsnelheid van het signaal (hoe sneller, hoe dichter de bits bij elkaar liggen, en hoe groter de dispersie).

18 2.6 MTL 11 Als op het moment dat het signaal in een knoop aankomt, regeneratie nodig is, kan dit automatisch door de OXC (evt. als component van een hybride knoop) gedaan worden. Indien de afstand tussen twee knopen groter is dan de MTL, moeten tussenin regenerators geplaatst worden. Figuur 2.9: ontstaan van chromatische dispersie Figuur 2.10: signaalvervorming door polarization mode dispersion De figuren gebruikt in dit hoofdstuk behoren aan [1, 2].

19 WERKWIJZE 12 Hoofdstuk 3 Werkwijze 3.1 Algemene werkwijze We stellen een kostenfunctie op voor een hybride en opake (OXC) knoop gebaseerd op een algemene structuur en voor de fibers tussen de knopen. Dan dimensioneren we een testnetwerk voor zowel opake als hybride knopen, om een idee te krijgen van het benodigde aantal poorten en kanalen. Dit wordt herhaald voor verschillende waarden voor de MTL, om het effect van dispersie en dispersiecompensatie te simuleren. Voor de andere variabelen in de kostenfunctie, namelijk de kost van het gebruikte materiaal, worden relatieve (gemiddelde) waarden gebruikt. Zo kan voor elke MTL-waarde en beide soorten knopen een relatieve kost voor het volledige optische (test)netwerk worden berekend. Deze waarden kunnen dan gebruikt worden als startpunt voor verdere vergelijkingen. 3.2 Simulaties Met het simulatieprogramma WDMGuru van OPNET [3] werd een dimensionering uitgevoerd van het pan-europees basisnetwerk en een theoretisch Duits netwerk. Dit gebeurde voor verschillende waarden voor de Maximum Transparency Length (MTL) en voor de verkeersmatrices gebaseerd op verwachtingen voor het verkeer in Beide matrices bevatten dezelfde vraag, maar uitgedrukt in respectievelijk STM-16 en STM-64 eenheden. Ook voor het Duitse netwerk werden de verkeersmatrices voor 2004 beschouwd. 3.3 Netwerken Het eerste testnetwerk is het pan-europese referentienetwerk zoals beschreven in het Europese COST266 project [4]. Dit netwerk heeft 28 knopen, 41 links, linklengtes tussen 200 en 1500 km en een netwerk-

20 3.3 Netwerken 13 diameter van 5051 km. Figuur 3.1: Het Pan-Europees Referentienetwerk Het tweede testnetwerk is een (hypothetisch) Duits netwerk. Dit netwerk heeft 17 knopen en 26 links, met linklengtes tussen 36 en 353 km en een netwerkdiameter van 951 km. Door de kleinere afstanden zal hier waarschijnlijk veel minder versterking en regeneratie nodig zijn, en deze functies zullen meer in de knopen gelokaliseerd zijn.

21 3.3 Netwerken 14 Figuur 3.2: Het Duitse netwerk De eigenschappen van beide netwerken staan nog eens samengevat in tabel 3.1. Tabel 3.1: Eigenschappen van de gebruikte testnetwerken Europees netwerk Duits netwerk Aantal knopen Aantal links Minimale graad knopen 2 2 Maximale graad knopen 5 6 Gemiddelde graad knopen 2,93 3,06 Minimum linklengte [km] Maximum linklengte [km] Gemiddelde linklengte [km] 625,4 170,3 Netwerkdiameter [km] Gemiddelde afstand [km] 1983,1 513,5 Netwerkdiameter [hops] 8 6 Gemiddelde afstand [hops] 3,56 2,70

22 3.4 Verkeersmatrices Verkeersmatrices Voor de verkeersmatrices van 2004 werd gerefereerd naar [5]. In dit werk werd statistische data betreffende de vraag bij data-, voice- en IP-verkeer geëxtrapoleerd en geaggregeerd tot een waarschijnlijke verkeersmatrix voor de beschouwde netwerken voor het jaar Deze matrices werden genormaliseerd tot STM-16 en STM-64 eenheden. Een soortgelijke redenering werd gebruikt voor de verkeersmatrix voor Ter illustratie worden hieronder de verkeersmatrices voor 2004 gegeven. Voor elke twee knopen wordt de vraag gegeven, uitgedrukt in aantal STM-16 pakketten (m.a.w. eenheden van 2,5 Gbps). De STM-64 matrices gaan uit van dezelfde vraag, maar uitgedrukt in aantal STM-64-pakketten. Zoals u kan zien werd uitgegaan van symmetrische matrices. Dit is een lichte vereenvoudiging, aangezien in realistisch IP-verkeer de vraag op een link zelden gelijk is in beide richingen. Het steeds meer voorkomende gebruik van peer-to-peer mechanismen heeft echter deze assymmetrie enigszins verzacht. Tabel 3.2: STM-16 verkeersmatrix voor Duits netwerk B HB Do D E F HH H Ka K L Ma M No N S Ul Berlin X Bremen 5 X Dortmund 7 3 X Duisburg X Essen X Frankfurt X Hamburg X Hannover X Karlsruhe X Köln X Leipzig X Mannheim X München X Norden X Nurnberg X 7 5 Stuttgart X 8 Ulm X

23 3.4 Verkeersmatrices 16 Tabel 3.3: STM-16 verkeersmatrix voor Europees netwerk Am At Ba Bg Be Bo Br Bu Co Du Fr Gl Ha Lo Ly Ma Mi Mu Os Pa Pr Ro Sh Sb Vi Wa Za Zu Amsterdam X Athens 1 X Barcelona 3 1 X Belgrade X Berlin X Bordeaux X Brussels X Budapest X Copenhagen X Dublin X Frankfurt X Glasgow X Hamburg X London X Lyon X Madrid X Milan X Munich X Oslo X Paris X Prague X Rome X Stockholm X Strasbourg X Vienna X Warshaw X 2 3 Zagreb X 1 Zurich X

24 KOSTENMODEL 17 Hoofdstuk 4 Kostenmodel 4.1 Achtergrond De kostfunctie werd gebaseerd op de structuur van de knopen (en links). Er wordt berekend hoeveel van elke component een knoop nodig heeft om alle connecties in het netwerk te onderhouden. Een analoge redenering wordt gebruikt voor de fibers en in-line materiaal zoals regenerators. Een sommatie van al deze kosten over alle knopen en links van het netwerk geeft dan een benaderende (relatieve) kost voor het volledige netwerk Gebruik van de knopen We onderscheiden bij een opake knoop (OXC) twee soorten verkeer: doorgaand (trunk) verkeer dat in het optische transportnetwerk blijft, en add/drop verkeer (tributary traffic) dat van het lokale netwerk in het optische long haul netwerk binnenkomt, en omgekeerd, het long haul netwerk verlaat naar het (hier) elektronische lokale netwerk. Het verkeer in het plaatselijke netwerk kan evengoed optisch gebeuren, maar we gaan ervan uit dat er steeds een omzetting naar elektronische informatie nodig is. Bij een hybride knoop (HXC) onderscheiden we drie soorten verkeer: add/drop verkeer van en naar het lokale netwerk, doorgaand (optisch) verkeer waarvoor geen regeneratie nodig is, en doorgaand verkeer dat moet geregenereerd worden, waarbij de regeneratie gebeurd door een OEO-conversie (van optisch naar elektronisch en terug) in het OXC-deel van de knoop Opbouw van de modellen Een opake knoop (OXC) heeft volgende belangrijke onderdelen. Inkomende fibers passeren eerst een (pre-)amplifier, dan een demultiplexer. (We gaan uit van 40 kanalen/golflengtes

25 4.1 Achtergrond 18 Figuur 4.1: Vereenvoudigd model voor een generieke OXC per fiber.) Na demultiplexen wordt elk kanaal opgevangen door een optische sensor, en het signaal wordt omgezet naar een elektrisch signaal door een transponder. Dan komt het signaal terecht in de eigenlijke switching matrix, die onder invloed van controle-software ervoor instaat dat het signaal op de juiste plaats de OXC weer verlaat. Uitgaande signalen worden omgezet naar een optisch signaal (transponder), samengevoegd (multiplexer) en versterkt (amplifier), waarna dit signaal zijn reis op de nieuwe fiber verder zet. In het geval dat het doel van het inkomende signaal in het lokale netwerk ligt (i.t.t. onderzochte LH netwerk) wordt het (in deze architectuur) in elektronische vorm door een interface doorgestuurd. Analoog wordt verkeer uit het lokale netwerk in elektrische vorm ontvangen door een dergelijke interface. Uiteraard heeft het geheel ook een behuizing, stroomvoorziening en dergelijke nodig. Een hybride knoop werkt deels analoog. Een optisch signaal dat in het long haul netwerk blijft en niet moet geregenereerd worden, wordt ontvangen door een optische interface, gaat door de optische switching matrix, en wordt weer verstuurd door een andere optische interface. Het passeert nog steeds de amplifiers, multiplexer en demultiplexer. Een optisch signaal dat geregenereerd moet worden maakt een omwegje langs de OXC-component. De optische switching matrix schakelt het signaal door naar een uitgang, met optische interface, die verbonden is met een ingang van de OXC met een transponder die het signaal omzet naar een elektrisch signaal. Dit elektrische signaal wordt door de elektronische switching matrix van de OXC doorgestuurd naar een uitgang met een transponder die het signaal terug omzet naar een optisch signaal (het hierbij regenererend); en die verbonden is met een (optische) ingang

26 4.2 Formules 19 Figuur 4.2: Vereenvoudigd model voor een generieke hybride XC van de PXC, waarvandaan het signaal dan zijn weg verder zet. En ook de hybride switch heeft natuurlijk controlesoftware, behuizing en stroomvoorziening nodig. Ten laatste, de links. Naast de fiber(s) zelf, zijn op elke (voldoende lange) link ook amplifier en regenerator stations nodig. In elk amplifier station is een amplifier voor elke fiber nodig, in de regenerator stations is een OEO-convertor voor elk kanaal nodig, samen met een multplexer en demultiplexer voor elke fiber. Hier worden gewoonlijk ook pre-amplifiers en power boosters voorzien. Ook moet in beide soorten stations stroomvoorziening en dergelijke beschikbaar zijn. 4.2 Formules Een eenvoudig kostmodel voor een optische cross-connect met WDM lijnsysteem wordt omschreven door volgende relatie: C OXC =(2 C OA + C MUX ) N LS + (C T r LS + C T r USM ) W NET + C T IF W LOC (4.1) + C K USM + C K CP M + F C Waarin: C OXC : Kost van een OXC, afhankelijk van het aantal aangesloten kabels, het aantal golflengtes/kanalen in het netwerk, het aantal tributary interfaces en het type (de grootte) van de switching matrix

27 4.2 Formules 20 C OA : Kost van een optische amplifier (uni-directioneel) (voor de hele fiber, d.w.z. W kanalen) C MUX : Kost van een gecombineerd MUX/DEMUX blok voor 1 line system/fiberkoppel (W input en W output golflengtes) (bidirectioneel) N LS : Aantal aangesloten line systems of fiberkoppels (koppels input/output fibers) W LOC (client)) : Aantal koppels van tributary golflengtes (koppels van 1 input- en 1 output- golflengte W NET : Aantal koppels netwerk I/O golflengtes (1 input en 1 output netwerk-golflengte) (aantal trunk bidirectionele kanalen) C T r USM : Kost van een transponder verbonden met de switch matrix voor een enkel bidirectioneel kanaal (1 input en 1 output netwerk-golflengte) (Short Range) C T r LS : Kost van een transponder verbonden met het WDM line system voor een enkel bidirectioneel kanaal (1 input en 1 output netwerk-golflengte) (Long Range) C T IF : Kost van een enkele tributary interface (1 input en 1 output client golflengte) C K USM : Kost van enkel de switch matrix van type K (unequipped) (zonder randtransponders, indien gebruikt) CCP K M : Kost van controle en management (software, niet personeel) voor materiaal dat een matrix van type K gebruikt. Enkel de software die de cross-connect verbindt met het management systeem en de werking van de cross-connect regelt wordt hier in aanmerking genomen, niet het management systeem zelf. F C : Fixed Cost (stroomvoorziening etc.) W : Aantal kanalen/golflengtes per fiber en met DIM K USM W LOC + W NET (4.2) De dimensie DIMUSM K van een (switching matrix van een) cross-connect van type K is een macht van 2 groter dan of gelijk aan het aantal (bidirectioneel) transponders dat nodig is. Analoog omschrijft de volgende formule de kost van een hybride cross-connect met WDM lijnsysteem: C HXC =(2 C OA + C MUX ) N LS + (C Op + C T r LS C T r USM ) (W LOC + W REG ) + C Op W NET + C T IF W LOC (4.3) + C K1 U SM + C K1 C P M + C K2 P USM + CP K2 CP M + F C Waarin:

28 4.2 Formules 21 C HXC : Kost van een Hybride XC, afhankelijk van het aantal aangesloten kabels, het aantal golflengtes/kanalen in het netwerk, het aantal tributary interfaces, de hoeveelheid te regenereren kanalen en het type (de grootte) van de switching matrix C OA : Kost van een optische amplifier (uni-directioneel) (voor de hele fiber, d.w.z. W kanalen) C MUX : Kost van een gecombineerd MUX/DEMUX blok voor 1 line system /fiberkoppel (W input en W output golflengtes) (bidirectioneel) N LS : Aantal aangesloten line systems of fiberkoppels (koppels input/output fibers) C Op : Kost van een optische interface (bidirectioneel) C T r USM : Kost van een transponder verbonden met de switch matrix voor een enkel bidirectioneel kanaal (1 input en 1 output netwerk-golflengte) (Short Range) C T r LS : Kost van een transponder verbonden met het WDM line system voor een enkel bidirectioneel kanaal (1 input en 1 output netwerk-golflengte) C T IF : Kost van een enkele tributary interface (1 input en 1 output client golflengte) W LOC (client)) : Aantal koppels van tributary golflengtes (koppels van 1 input- en 1 output- golflengte W REG : Aantal koppels van te regenereren golflengtes (koppels van 1 input- en 1 output- golflengte) W NET : Aantal koppels netwerk I/O golflengtes (1 input en 1 output netwerk-golflengte) (aantal trunk bidirectionele kanalen) C K1 USM : Kost van enkel de elektronische switch matrix van type K1 (unequipped) (zonder randtransponders, indien gebruikt) C K1 CP M : Kost van controle en management (software, niet personeel) voor materiaal dat een elektronische matrix van type K1 gebruikt. C K2 P USM C K2 P CP M : Kost van de fotonische switch matrix van type K2 (unequipped) : Kost van controle en management (software, niet personeel) voor materiaal dat een fotonische matrix van type K2 gebruikt. en met en DIM K1 USM W LOC + W LOC + W REG (4.4) DIM K2 P USM W LOC + W REG + W NET (4.5) De dimensie DIM K USM van een (switching matrix van een) cross-connect van type K is een macht van 2 groter dan of gelijk aan het aantal transponders dat nodig is (bidirectioneel). Voor het fotonische

29 4.2 Formules 22 deel van de hybride cross-connect zijn transponders nodig voor het doorgaande (trunk) verkeer en voor het verkeer naar het opto-elektronische deel, de terminerende en de te regenereren connecties. De optoelektronische component heeft genoeg transponders nodig voor het verkeer vanuit het fotonische deel en voor het verkeer naar het lokale netwerk. Voor de links kunnen we tenslotte volgende formule gebruiken: Waarin: C i,j = C F d i,j + C A d i,j D A + C R d i,j MT L + F C L (4.6) C i,j : Kost van een glasvezelkabel tussen knopen i en j, inclusief de versterking en regeneratie nodig om een optisch signaal bestaande uit verschillende golflengten correct over te brengen d i,j : Afstand in kilometer tussen knopen i en j C F : Genormaliseerde kost-per-kilometer van een fiber. Dit omvat de glasvezels zelf, de kabel (beschermend en versterkend omhulsel) en de kost voor het graafwerk en installatie van de kabel in een niet-stedelijke omgeving. Men gaat uit van een kabel met 100 glasvezels, en de kost van het graafwerk wordt gedeeld door twee kabels. C A : Kost van een amplifier- (of versterkings-) station. D A : De maximale afstand tussen twee versterkingsstations, zo dat het signaal een voldoende intensiteit en signaal-ruisverhouding behoudt C R : Kost van een regeneratiestation. M T L : Maximum Transparancy Length, maximale afstand tussen regenerators (zo dat het signaal begrijpelijk blijft) F C L : behuizing, stroomvoorziening, etc van amplifier- en regeneratiestations De kost van de glasvezelkabel is hier vooral geïncludeerd omwille van de volledigheid. Deze kost is constant in de in dit werk onderzochte scenario s, maar sterk afhankelijk van bijvoorbeeld het soort fiber. Ook wordt vaak gebruik gemaakt van bestaande infrastructuur (via leasing) en dan zijn kosten zoals graafkost niet van toepassing. In de volgende hoofdstukken wordt deze fiberkost dan ook grotendeels buiten beschouwing gelaten, en wordt eerder gefocust op de veranderlijke kosten, meer bepaald het aantal en de grootte van de amplifier- en regeneratiestations.

30 4.3 Kostenmodel Kostenmodel Tabel 4.1: Kost van de switch matrix, inclusief controle hard- en software size 64x64 128x x x x x2048 kost OXC switch matrix kost PXC switch matrix Tabel 4.2: Kost van OXC componenten bitrate 2,5 Gbps 10 Gbps kost 1 short reach transponder (bidirectioneel) 0,3*2=0,6 1*2=2 kost tributaire interface (1 golflengte in, 1 uit) 0,6 2 kost 1 optische interface (1 golflengte in, 1 uit) 0,2 0,2 Tabel 4.3: Kost WDM systeem-componenten bitrate 2,5 Gbps 10 Gbps kost optische amplifier (40 kanalen, bidirectioneel) 3 3 kost gecombineerde mux/demux voor 40 golflengten, bidir. 9 9 kost long reach transponder (40 kanalen, bidirectioneel) 40*0,3*2=24 40*1*2=80 Voor de fixed cost FC wordt de waarde 0,625 gebruikt. Dit includeert behuizing (rek), batterij, en andere vaste, eenmalige kosten horende bij elektronische apparatuur zoals switches en regenerators.

31 CAPEX VOOR EEN PAN-EUROPESE EN EEN DUITSE NETWERKOPERATOR: EERSTE RESULTATEN 24 Hoofdstuk 5 CAPEX voor een Pan-Europese en een Duitse netwerkoperator: eerste resultaten 5.1 Inleiding De eerste simulaties met WDMGuru voor het de trafiekmatrices van 2004 op het Duitse en Europese netwerk, en op basis van het kostmodel uit vorig hoofdstuk, hebben de volgende resultaten. In principe werden in het hybride netwerk overal hybride knopen gebruikt, behalve waar de transparante mogelijkheden van dergelijke knopen totaal niet werden gebruikt. In dat geval werd gewoon een OXC gebruikt. Uitzondering hierop zijn de gevallen waar zelfs in zo n geval het hybride netwerk duidelijk duurder was dan het opake, in zo n geval werden gewoon overal opake knopen gebruikt. Als de implementatie van hybride knopen een sterke meerkost vereist, heeft dit dus tot gevolg dat in deze scenarios het hybride netwerk gewoon hetzelfde resultaat geeft als het opake.

32 5.2 Resultaten op het Pan-Europese netwerk Resultaten op het Pan-Europese netwerk Figuur 5.1: Vergelijking kost hybride en opaak Europees netwerk bij STM-16

33 5.2 Resultaten op het Pan-Europese netwerk 26 Figuur 5.2: Vergelijking kost hybride en opaak Europees netwerk bij STM-64 Algemeen heeft het netwerk een hoge kost bij lage MTL-waarden, vanwege het grote aantal regeneratiepunten. Vanaf een MTL van 1500 km is geen regeneratie meer nodig op de links. Men kan zien dat voor STM-16 (bitsnelheid 2,5 Gbps) er nooit effectief een hybride netwerk wordt gebruikt, aangezien het gebruik van opake knopen steeds voordeliger blijft. Bij STM-64 (bitsnelheid 10 Gbps) wordt bij hoge MTL-waarden (groter dan 800 km) het hybride netwerk ietwat goedkoper dan een volledig opaak netwerk. Deze hoge MTL-waarden zijn echter niet realistisch haalbaar zonder verregaande dispersiecompensatie, waarvan de meerkost de overgang tot een hybride netwerk hoogst waarschijnlijk ten zeerste zou ontmoedigen.

34 5.2 Resultaten op het Pan-Europese netwerk 27 Figuur 5.3: Vergelijking kost hybride Europees netwerk bij STM-16 en STM-64 In figuur 5.3 staan de totale kost van de hybride netwerken bij beide bitsnelheden nog eens samengevat. Hieruit blijkt dat zelfs als men overging tot het gebruik van hybride knopen een verhoging van de bitsnelheid van 2,5 to 10 Gbps de kost van het netwerk niet ten goede zou komen.

35 5.3 CAPEX voor een Duitse operator CAPEX voor een Duitse operator Figuur 5.4: Vergelijking kost hybride en opaak Duits netwerk bij STM-16

36 5.3 CAPEX voor een Duitse operator 29 Figuur 5.5: Vergelijking kost hybride en opaak Duits netwerk bij STM-64 Ook hier heeft het netwerk een hoge kost bij lage MTL-waarden, vanwege het grote aantal regeneratiepunten. Hier is vanaf een MTL van 350 km geen regeneratie meer nodig op de links. Vanaf MTL 950 km is zelfs totaal geen regeneratie meer nodig, ook niet in de knopen. Men kan zien dat voor STM-16 (bitsnelheid 2,5 Gbps) er nooit effectief een hybride netwerk wordt gebruikt, aangezien het gebruik van opake knopen steeds voordeliger blijft. Bij STM-64 (bitsnelheid 10 Gbps) wordt bij hoge MTL-waarden (groter dan 450 km) het hybride netwerk ietwat goedkoper dan een volledig opaak netwerk. Deze hoge MTL-waarden zijn iets minder onrealistisch dan in het Europese geval, maar nog steeds is er voldoende dispersiecompensatie nodig dat de kost daarvan een overgang tot een hybride netwerk hoogst waarschijnlijk ten zeerste zou ontmoedigen.

37 5.4 Conclusie 30 Figuur 5.6: Vergelijking kost hybride Duits netwerk bij STM-16 en STM-64 In figuur 5.6 staan de totale kost van de hybride netwerken bij beide bitsnelheden nog eens samengevat. In dit geval lijken de vooruitzichten voor een overgang naar een hogere bitsnelheid ietwat bemoedigender. 5.4 Conclusie Voorgaande resultaten geven weinig hoop op een significante winst bij implementatie van transparante netwerktechnologie. Op basis van voorgaande studies (zoals [6]) kunnen we aannemen dat de oorzaak daarvan veel te maken heeft met het kostenmodel, meer bepaald met de verhouding in kost tussen opake en transparante transponders. We zullen dit proberen te verhelpen in de volgende hoofdstukken.

38 AANPASSING VAN HET KOSTENMODEL 31 Hoofdstuk 6 Aanpassing van het kostenmodel 6.1 Verantwoording Uit vorig hoofdstuk blijkt dat met het huidige kostmodel de implementatie van een hybride netwerk er niet zo interessant uitziet. Dit was te verwachten, aangezien we weten uit de studie [6] dat voor een netwerk als het pan-europese de optische poorten ongeveer 5 keer goedkoper moeten zijn dan de opto-elektronische om een hybride netwerk aantrekkelijk te maken. Uit figuur 6.1 kunnen we opmaken dat deze waarde sterk beïnvloed wordt door het aantal regeneratiepunten op de links. De figuur toont de kostverhouding hybride t.o.v. opake netwerkkost in functie van de waarde b, de kostverhouding tussen opto-elektronische en optische poorten. Voor het Europese netwerk moet de MTL zeer groot zijn (en het aantal regeneratiepunten op de links dus zeer klein) om met een b-waarde van 5 genoegen te nemen. Voor het Duitse netwerk, waar er veel minder regeneratie nodig is op de links, lijkt een b-waarde van 4 al voldoende. Als compromis gaan we uit van een opto-elektronische transponder die 7 keer duurder is dan de optische poorten. En met de 2,5 Gbps transponder wordt uiteraard ook de prijs van een 10 Gbps transponder aangepast. 6.2 Nieuw kostenmodel Tabel 6.1: Kost van de switch matrix, inclusief controle hard- en software size 64x64 128x x x x x2048 kost OXC switch matrix kost PXC switch matrix

39 6.2 Nieuw kostenmodel 32 Figuur 6.1: Verhouding hybride t.o.v. opake netwerkkost i.f.v. b Tabel 6.2: Kost van OXC componenten bitrate 2,5 Gbps 10 Gbps kost 1 short reach transponder (bidirectioneel) 0,3*2=0,6 1*2=2 kost tributaire interface (1 golflengte in, 1 uit) 0,6 2 kost 1 optische interface (1 golflengte in, 1 uit) 0,2 0,2 Tabel 6.3: Kost WDM systeem-componenten bitrate 2,5 Gbps 10 Gbps kost optische amplifier (40 kanalen, bidirectioneel) 3 3 kost gecombineerde mux/demux voor 40 golflengten, bidir. 9 9 kost long reach transponder (40 kanalen, bidirectioneel) 40*0,3*2=24 40*1*2=80

40 6.2 Nieuw kostenmodel 33 Voor de fixed cost FC wordt nog steeds de waarde 0,625 gebruikt.

41 TWEEDE SERIE RESULTATEN: CAPEX VAN HET PAN-EUROPESE EN HET DUITSE NETWERK MET HET NIEUWE KOSTENMODEL 34 Hoofdstuk 7 Tweede serie resultaten: CAPEX van het Pan-Europese en het Duitse netwerk met het nieuwe kostenmodel 7.1 Inleiding Toepassing van dezelfde simulaties (dimensionering verkeer 2004 op het pan-europese en het Duitse netwerk) met het nieuwe kostenmodel geeft de volgende resultaten. Opnieuw werden hybride knopen gebruikt, tenzij het transparante deel totaal overbodig was, of het volledige netwerk duurder werd door de implementatie van hybride knopen. Het zou mogelijk zijn om in verdere studies uit te gaan van een per-knoop evaluatie van de voordeligheid van een hybride knoop ten opzichte van een opake knoop. Om praktische redenen werdt in deze studie de voorvermelde vereenvoudiging gebruikt.