Même si la convergence IP/optique n’est pas un nouveau sujet dans le secteur, la confluence des nouvelles dynamiques de marché, le besoin de modernisation du réseau IP qui en résulte et les nouvelles innovations technologiques amènent le sujet au devant de la scène des discussions sur l’évolution d’architecture.  

Du point de vue des communications, l’environnement évolue de manière radicale. La dynamique du marché associée au changement du mélange des services d’entreprise, la 5G, le cloud, ainsi que la connectivité résidentielle et du data center, crée de nouvelles utilisations et des opportunités alléchantes de croissance de revenus pour les prestataires de services. Les flux de trafic client se déplacent fortement vers le domicile pour soutenir le SOHO (Small Office Home Office), les jeux et les formations en ligne. Les entreprises accélèrent leur transformation numérique et passent aux VNF (fonctions réseau virtuelles) et aux applications de cloud, notamment les SD-WAN (Software-Defined Wide Area Network), pour réduire les dépenses. Les décisions de déploiement pour la 5G commencent à apparaître alors que les prestataires évaluent les options de modernisation xHaul et planifient leur évolution de la 4G à la 5G.

Ces bouleversements de marché poussent le trafic vers la périphérie du réseau. Du point de vue des applications, cela signifie que la puissance de traitement devra évoluer d’un état centralisé pour devenir distribuée. Les applications continueront à devenir virtuelles et à se rapprocher des utilisateurs finals, qu’ils soient humains ou machines, avec un délai de transit réduit et une QoE améliorée. Cela demandera des points d’appairage et de terminaison des services cloud plus proches de la périphérie du réseau. Par conséquent, de nombreux prestataires de services mènent actuellement des discussions pour planifier la création de nouveaux points d’accès au cloud métropolitains et périphériques. Ils évaluent également de nouvelles technologies pour être prêts à prendre en charge de nouveaux flux de trafic, et le nombre de nouveaux services en croissance potentiellement exponentielle, qui sont prévus pour les prochaines années.

Le besoin de faire évoluer le réseau pour capitaliser sur ces nouvelles opportunités pousse à la modernisation du réseau IP. Les éléments clés de la modernisation IP comprennent l’évolution des réseaux d’accès et d’agrégation d’une infrastructure en couche 2 vers la couche 3, l’extension du plan de contrôle en couche 3 à l’accès et la transition vers une prestation simplifiée des services réseau de bout en bout recourant à EVPN (Ethernet VPN) pour un service simple et SR (Segment Routing) pour un transport simple.  Un autre aspect important en cours d’évaluation est la convergence IP/optique. De fait, selon une étude récente, 87 % des prestataires considèrent la convergence IP/optique comme importante, voire essentielle, pour leurs réseaux nouvelle génération*.

Il existe des tactiques matérielles et logicielles pour la convergence IP/optique et certaines d’entre elles peuvent être utilisées pour simplifier le réseau.  D’un point de vue matériel, les nouvelles innovations technologiques en DSP cohérents et en miniaturisation des éléments opto-électroniques facilitent l’intégration de l’optique cohérente dans les plates-formes de routeurs par le biais d’éléments enfichables, cohérents et compacts qui correspondent au même format que les éléments optiques face au client, comme 100GbE et 400GbE. Deux formats répandus sont à l’étude :

  • QSFP-DD pour le transport et l’agrégation Ethernet à haute capacité sans impact sur la densité de commutation du routeur.
  • CFP2-DCO pour des performances supérieures et une exploitation simple sur l’infrastructure ROADM existante.

Comme les éléments optiques constitueront plus de 80 % des coûts de routeur à l’avenir, il est important de choisir l’élément enfichable cohérent dont la capacité et les performances sont de taille adaptée à l’utilisation spécifique du réseau.

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Atteindre la convergence IP/optique : construire à partir des réseaux existants

Même si le format QSFP-DD cohérent est équivalent en taille aux éléments optiques 400GbE clients, il existe des différences importantes. Les éléments QSFP-DD cohérents permettent la transmission DWDM sur de longues distances et la capacité de multiplier par 60 la capacité de fibre ; ils consomment également plus de 5 W de puissance en plus à cause du DSP plus sophistiqué utilisé pour la modulation avancée et la compensation électronique des affaiblissements associés à la propagation. Pour cette raison, les éléments enfichables QSFP-DD cohérents sont pris en charge uniquement sur des routeurs qui ont été conçus pour soutenir les exigences supplémentaires en termes de dissipation thermique.

Exemples d’éléments enfichables cohérents et de routeurs modernes

Image d’un élément enfichable cohérent et routeur moderne

La multiplication par 60 de la capacité de fibre est réalisée uniquement si les éléments enfichables cohérents sont associés au système de ligne photonique adapté. La conception de système de ligne adapté est choisie pour apporter la flexibilité et le prix adéquats pour l’utilisation spécifique sur le réseau. L’intelligence intégrée à ces plates-formes est importante pour accélérer et simplifier la mise en route des services et l’exploitation. 

D’un point de vue logiciel, une pierre d’angle des architectures de nouvelle génération sera un contrôleur multicouche, SDN et centralisé, fournissant un PCE (Path Computation Engine) et des applications réseau de pointe. La diffusion de la télémétrie des données et des analyses réseau doivent être utilisées pour guider le PCE et améliorer les opérations. Réunis, ces éléments assurent un niveau avancé de visibilité, d’analyses et d’optimisation des services ainsi qu’un dimensionnement et un calcul automatisés du trajet. Des API ouvertes sont requises pour  exposer la fonctionnalité du réseau aux développeurs et permettre une innovation rapide ainsi que l’introduction de nouveaux services. Elles permettent également un accès facile et une intégration aux appareils tiers, ce qui est essentiel à un déploiement pratique. Enfin, la convergence logicielle implique une gestion multicouche sur fournisseurs multiples et une optimisation des ressources à travers une interface unifiée, notamment pour la planification, la corrélation des erreurs, la résilience de service et l’optimisation de capacité.

Une gestion multicouche et une optimisation des ressources à travers une interface unifiée

Diagramme d’une gestion multicouche et optimisation des ressources à travers une interface unifiée

Il est attendu que la convergence IP/optique reste un sujet de discussion stratégique pour de nombreux prestataires de services dans leur évaluation des avantages de cette évolution d’architecture. De fait, selon une étude récente auprès de prestataires de services internationaux*, les éléments suivants ont été choisis comme les trois principaux avantages que les prestataires de services cherchent à atteindre à travers la convergence IP/optique.

  • Des opérations plus rationalisées sur les couches IP et optiques (61 % des participants)
  • Convergence totale des fonctions IP et optiques, y compris un plan de contrôle commun (47 % des participants)
  • Optimisation multicouche par optimisation/automatisation logicielle (47 % des participants)

La voie vers la convergence IP/optique et la concrétisation des avantages précédents dépendront de l’environnement et de la réalité du réseau actuel du prestataire de services. Mais il est clair que la convergence IP/optique va jouer un rôle clé dans la modernisation du réseau IP à l’avenir, pour tenir la promesse de réseaux plus rentables, résistants et unifiés.

L’approche de Ciena en matière de convergence IP/optique s’ancre dans la vision Adaptive Network™ et débute avec Adaptive IP™, une manière automatisée, ouverte et légère de fournir IP différemment, en association aux éléments optiques cohérents  WaveLogic™ 5 qui peuvent être optimisés en termes d’utilisation pour satisfaire aux exigences spécifiques du réseau. La couche photonique sous-jacente intelligente, auto-configurable de Ciena permet une gestion flexible des flux de trafic IP tandis que le MCP (Manage, Control and Plan) de Ciena et le logiciel Blue Planet® procurent un contrôle intelligent du réseau pour simplifier et automatiser les opérations multicouches sur fournisseurs multiples à l’aide d’une approche ouverte, native du cloud.

*Heavy Reading, « IP and Optical Convergence Survey », mai 2021, n = 220