A convergência óptica/IP não um é tópico novo no setor. No entanto, o encontro de novas dinâmicas de mercado, a resultante necessidade de modernização da rede IP e novas inovações tecnológicas estão trazendo isso para as principais discussões sobre a evolução da arquitetura.  

Da perspectiva dos serviços de comunicação, o panorama está mudando de modo significativo. A dinâmica do mercado associada à nuvem, ao 5G e à mudança nos serviços corporativos (além da conectividade residencial e de data center) estão criando novos casos de uso e gerando oportunidades de crescimento de receita para os provedores de serviços. Os fluxos do tráfego do cliente estão mudando em peso para as residências para dar suporte a escritórios de Pequeno Porte/Home Office (SOHO), jogos e e-learning. As empresas estão acelerando a transformação digital e migrando para as funções de rede virtualizadas (VNFs) e aplicações na nuvem, incluindo rede de longa distância definida por software (SD-WAN), para reduzir custos. As implantações de 5G estão aumentando à medida que os provedores avaliam as opções de upgrade do xHaul e se planejam para migrar do 4G para o 5G.

Essas mudanças no mercado estão impulsionando o tráfego para a borda da rede. Da perspectiva dos aplicativos, isso significa que o poder computacional precisará ser distribuído, em vez de centralizado. As aplicações continuarão sendo virtualizadas e ficarão mais próximas dos usuários finais, tanto humanos quanto máquinas, para ter uma latência menor e uma qualidade de experiência (QoE) melhor. Isso vai exigir o encerramento do serviço na nuvem e pontos de troca de tráfego perto da borda da rede. Como resultado, muitos provedores de serviços estão planejando discussões sobre a criação de novos pontos de acesso Cloud On-Ramp, de borda ou metropolitanos. Eles também estão avaliando quando novas tecnologias estarão prontas para suportar novos fluxos de tráfego (e o número exponencial de novos serviços) esperados nos próximos anos.

A necessidade de evoluir a rede para se beneficiar dessas novas oportunidades está estimulando a modernização da rede IP. Os principais elementos da modernização do IP incluem a evolução das redes de acesso e agregação da infraestrutura de L2 para L3, estendendo o plano de controle da camada 3 para o acesso e mudando para a entrega de serviços de rede de ponta a ponta simplificada com Ethernet VPN (EVPN) para serviço único e roteamento por segmentos (SR) para transporte único.  Outro aspecto importante que está sob avaliação é a convergência óptica/IP. Na verdade, de acordo com um estudo recente, 87% dos provedores consideram a convergência óptica/IP como algo importante ou essencial para suas redes de última geração*.

Existem táticas de software e hardware para a convergência óptica/IP, e todas ou algumas delas podem ser empregadas para simplificar a rede.  Do ponto de vista do hardware, novas inovações tecnológicas em DSP coerente e a miniaturização de eletro-ópticos estão facilitando a integração de óptica coerente em plataformas de roteador usando pluggables coerentes e compactos que se encaixam no mesmo fator de forma que a óptica padrão do cliente, como 100 GbE e 400 GbE. Dois fatores de forma conhecidos estão sendo considerados:

  • QSFP-DD para transporte e agregação de Ethernet de alta capacidade sem nenhum impacto na densidade do switch do roteador
  • CFP2-DCO para desempenho mais alto e operação simples na infraestrutura ROADM existente

À medida que mais de 80% do custo do roteador aumenta devido à óptica, é importante selecionar o pluggable coerente com capacidade e desempenho ideais para o caso de uso específico da rede.

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Alcançar a convergência IP/óptica: construir a partir de redes existentes

Embora o QSFP-DD coerente seja igual em tamanho físico à óptica de 400 GbE do cliente, existem diferenças importantes. QSFP-DD coerentes possibilizam a transmissão de DWDM por uma longa distância e podem atingir 60 vezes mais capacidade da fibra. Eles também consomem mais de 5W de energia devido ao DSP mais sofisticado utilizado para modulação avançada e compensação eletrônica de deficiências associadas à propagação. Por esse motivo, pluggables QSFP-DD coerentes só são compatíveis em roteadores que foram feitos para suportar requisitos adicionais de dissipação térmica.

Exemplos de pluggable coerente e roteador moderno

Imagem de um roteador moderno e um pluggable coerente

O aumento em 60 vezes na capacidade da fibra só é atingido quando o pluggable coerente é combinado ao sistema de linha fotônico apropriado. Um design de sistema de linha apropriado é selecionado para oferecer a flexibilidade e as faixas de preço ideais para o caso de uso específico na rede. A inteligência integrada nessas plataformas é importante para acelerar e simplificar as operações e ativação de serviço. 

Da perspectiva do software, um aspecto fundamental das arquiteturas de última geração será um controlador multicamada de SDN centralizado que ofereça um mecanismo de computação de caminho (PCE) e aplicações de rede avançadas. O streaming de telemetria de dados e a análise da rede devem ser usados para guiar o PCE e melhorar as operações. Juntos, esses elementos oferecem visibilidade avançada, análise e otimização de serviço, além de provisionamento e computação de caminho automatizados. As APIs abertas são necessárias para  mostrar a funcionalidade de rede aos desenvolvedores e permitir uma inovação rápida e a introdução de novos serviços. Eles também permitem fácil acesso e integração com dispositivos de terceiros, que são essenciais para a implantação prática. Por fim, a convergência de software envolve o gerenciamento multicamada de vários fornecedores e otimização de recursos com uma interface unificada, incluindo planejamento, correlação de falhas, resiliência de serviço e otimização de capacidade.

Gerenciamento multicamada e otimização de recursos com uma interface unificada

Um gerenciamento multicamada e a otimização de recursos com um digrama de interface unificada

Esperamos que a convergência óptica/IP continue sendo um tema de debate estratégico para muitos provedores de serviços à medida que eles avaliam os benefícios da evolução dessa arquitetura. Além disso, de acordo com uma pesquisa global recente com provedores de serviços*, os itens a seguir foram selecionados como os três principais benefícios que os provedores de serviços querem alcançar com a convergência óptica/IP:

  • Operação mais simplificada nas camadas óptica e de IP (61% dos participantes)
  • Convergência total das funções ópticas e de IP, incluindo um plano de controle comum (47% dos participantes)
  • Otimização multicamada usando automação/otimização de software (47% dos participantes)

O caminho para a convergência óptica/IP e a assimilação dos benefícios citados acima dependem do ambiente e da realidade da rede atual do provedor de serviço. Mas está claro que a convergência óptica/IP desempenha um papel importante na modernização de redes IP, prometendo oferecer redes mais unificadas, resilientes e econômicas.

A abordagem da Ciena para a convergência óptica/IP é baseada na visão do Adaptive Network™ e começa com o Adaptive IP™, um caminho automatizado, aberto e simples de entregar IP de maneira diferente, combinado à óptica coerente  WaveLogic™ 5, que pode ser automatizado de acordo com o caso de uso para atender a requisitos de rede específicos. A base fotônica autoconfigurável e inteligente da Ciena possibilita o gerenciamento flexível de fluxos de tráfego IP enquanto o Manage, Control and Plan (MCP) e o software Blue Planet® da Ciena oferecem controle de rede inteligente para simplificar e automatizar as operações de vários fornecedores e multicamada usando uma abordagem aberta nativa em nuvem.

*Heavy Reading, “IP and Optical Convergence Survey”, maio de 2021, n = 220