Selon ces caractéristiques, il existe en gros deux solutions DCI conventionnelles :
1. Utilisez un équipement DWDM pur, composé d'un module optique couleur et d'un multiplexeur/démultiplexeur DWDM sur le commutateur. Dans le cas d'une liaison 10G monocanal, le coût est extrêmement bas et le choix de produits est vaste. Le module optique couleur 10G est déjà produit en Chine à un prix très abordable (en réalité, le système DWDM 10G a commencé à se populariser il y a quelques années, mais face aux besoins croissants en bande passante, il a dû être abandonné, et le module optique couleur 100G n'était pas encore disponible). Actuellement, les modules optiques couleur 100G commencent tout juste à apparaître en Chine et leur coût reste élevé, mais ils contribueront fortement au développement des réseaux DCI.
2. L'utilisation d'équipements OTN de transmission haute densité (220 V CA, 19 pouces, hauteur 1 à 2U) facilite leur déploiement. La fonction SD-FEC est désactivée pour réduire la latence, et la protection du routage au niveau de la couche optique améliore la stabilité. L'interface nord contrôlable accroît également les possibilités d'extension des fonctionnalités de l'équipement. Cependant, la technologie OTN reste encore relativement complexe à gérer.
De plus, les principaux constructeurs de réseaux DCI s'attachent actuellement à découpler le réseau de transmission DCI, notamment en découplant les composants optiques (couche 0) et électriques (couche 1), ainsi que les systèmes de gestion de réseau (NMS) et les équipements matériels des fabricants traditionnels. L'approche traditionnelle exige que les équipements de traitement électrique d'un fabricant donné soient compatibles avec les équipements optiques du même fabricant, et que les équipements matériels soient compatibles avec le logiciel NMS propriétaire du fabricant pour la gestion. Cette méthode traditionnelle présente plusieurs inconvénients majeurs :
1. Cette technologie est fermée. En théorie, les composants optoélectroniques peuvent être découplés, mais les fabricants traditionnels évitent délibérément ce découplage afin de conserver le contrôle de la technologie.
2. Le coût du réseau de transmission DCI est principalement concentré au niveau du traitement du signal électrique. Le coût initial de construction du système est faible, mais lors de l'extension de capacité, le fabricant augmentera les prix en invoquant un avantage technologique, ce qui fera grimper considérablement le coût de l'extension.
3. Une fois la couche optique du réseau de transmission DCI mise en service, elle ne peut être utilisée que par les équipements de la couche électrique du même fabricant. Le taux d'utilisation des ressources matérielles est faible, ce qui ne correspond pas à l'orientation du développement vers la mutualisation des ressources réseau et ne favorise pas une planification unifiée des ressources de la couche optique. La couche optique découplée, investie séparément dès les premières étapes de sa construction, n'est pas limitée par l'utilisation future d'un système de couche optique unique par plusieurs fabricants. Elle combine l'interface nord de la couche optique avec la technologie SDN pour effectuer une planification directionnelle des ressources de canal au niveau de la couche optique, améliorant ainsi la flexibilité opérationnelle.
4. L'équipement réseau se connecte de manière transparente à la plateforme de gestion de réseau propre à l'entreprise Internet directement via la structure de données du modèle YANG, ce qui permet d'économiser l'investissement de développement de la plateforme de gestion et d'éliminer le logiciel NMS fourni par le fabricant, ce qui améliore l'efficacité de la collecte de données et de la gestion du réseau.
Par conséquent, le découplage optoélectronique représente une nouvelle voie de développement pour les réseaux de transmission DCI. Dans un avenir proche, la couche optique de ces réseaux pourra reposer sur la technologie SDN, composée d'une interface nord-sud ROADM+. L'ouverture, la planification et la récupération des canaux seront alors possibles. Il sera envisageable d'utiliser des dispositifs de couche électrique de différents fabricants, voire une combinaison d'interfaces Ethernet et OTN au sein d'un même système optique. L'efficacité des opérations d'extension et de modification du système s'en trouvera ainsi grandement améliorée. La couche optique sera également plus facile à gérer, la logique du réseau sera simplifiée et les coûts seront considérablement réduits.
Pour le SDN, le principe fondamental est la gestion et l'allocation centralisées des ressources réseau. Quelles sont donc les ressources du réseau de transmission DWDM qui peuvent être gérées sur le réseau de transmission DCI actuel ?
Il existe trois canaux, chemins et bandes passantes (fréquences). Par conséquent, la transmission de la lumière dans le cadre de la coopération lumière + IP s'effectue en réalité autour de la gestion et de la distribution de ces trois éléments.
Les canaux IP et DWDM étant découplés, si la relation entre une liaison logique IP et un canal DWDM est configurée initialement, et que la relation entre le canal et l'IP doit être ajustée ultérieurement, la méthode OXC permet une commutation de canal ultrarapide (à la milliseconde près), transparente pour la couche IP. Grâce à la gestion OXC, la gestion centralisée des ressources des canaux de transmission est possible sur chaque site, assurant ainsi une parfaite intégration avec les réseaux SDN métiers.
Le découplage d'un canal unique et d'un protocole IP ne représente qu'une petite partie du problème. En ajustant simultanément la bande passante et le canal, on peut résoudre le problème de l'adaptation des besoins en bande passante des différents services à différentes périodes, améliorant ainsi considérablement le taux d'utilisation de la bande passante allouée. Par conséquent, grâce à la coordination avec OXC pour l'ajustement du canal et à l'utilisation de multiplexeurs et démultiplexeurs de la technologie de grille flexible, un canal unique n'a plus de longueur d'onde centrale fixe, mais peut couvrir une plage de fréquences évolutive, permettant ainsi un ajustement flexible de la taille de la bande passante. De plus, en cas d'utilisation de plusieurs services dans une topologie de réseau, le taux d'utilisation de la fréquence du système DWDM peut être encore amélioré, et les ressources existantes peuvent être utilisées à pleine capacité.
Grâce aux capacités de gestion dynamique des deux premiers éléments, la gestion des chemins du réseau de transmission contribue à une meilleure stabilité de l'ensemble de la topologie du réseau. Compte tenu des caractéristiques du réseau de transmission, chaque chemin dispose de ressources de canaux de transmission indépendantes. Il est donc essentiel de gérer et d'allouer les canaux de manière unifiée sur chaque chemin afin d'optimiser la sélection des chemins pour les services multi-chemins et de maximiser l'utilisation des ressources de canaux sur tous les chemins. À l'instar d'ASON, où l'or, l'argent et le cuivre sont distingués selon les services, cette approche garantit une stabilité optimale.
Par exemple, considérons un réseau en anneau composé de trois centres de données A, B et C. Le service S1 (tel qu'un service de données volumineuses intranet) utilise 1 à 5 ondes de ce réseau en anneau, de A à B puis à C. Chaque ondes a une bande passante de 100 Gbit/s et l'intervalle de fréquence est de 50 GHz. Le service S2 (service de réseau externe) utilise 6 à 9 ondes de ce réseau en anneau, de A à B puis à C. Chaque ondes a une bande passante de 100 Gbit/s et l'intervalle de fréquence est de 50 GHz.
En temps normal, ce type de bande passante et d'utilisation des canaux suffit à répondre à la demande. Cependant, lors de situations exceptionnelles, comme l'ajout d'un nouveau centre de données et la nécessité de migrer rapidement la base de données, la demande en bande passante intranet double. La bande passante initiale de 500 Gbit/s (soit 5 100 Gbit/s) requiert désormais 2 Tbit/s. Dans ce cas, les canaux de transmission sont recalculés et cinq canaux de 400 Gbit/s sont déployés dans la couche d'ondes. L'intervalle de fréquence de chaque canal de 400 Gbit/s passe de 50 GHz à 75 GHz. Grâce à la technologie ROADM à réseau flexible et aux multiplexeurs/démultiplexeurs, ces cinq canaux occupent une bande passante totale de 375 GHz. Une fois les ressources de transmission prêtes, configurez l'OXC via la plateforme de gestion centralisée et ajustez les canaux de transmission utilisés initialement par les signaux de service 100G (1 à 5 ondes) vers les 5 nouveaux canaux de service 400G (avec un délai de l'ordre de la milliseconde). Ainsi, la fonction d'ajustement flexible de la bande passante et du canal selon les exigences du service DCI est opérationnelle et peut être réalisée en temps réel. Bien entendu, les connecteurs réseau des équipements IP doivent prendre en charge les fonctions de réglage du débit 100G/400G et de la fréquence (longueur d'onde) du signal optique ; cela ne posera aucun problème.
Concernant la technologie réseau du DCI, les capacités de transmission sont limitées. Pour un réseau DCI plus intelligent, une intégration avec IP est nécessaire. Par exemple, l'utilisation de MP-BGP EVPN+VXLAN sur l'intranet IP du DCI permet un déploiement rapide d'un réseau de couche 2 entre les centres de données, assurant une compatibilité optimale avec les équipements réseau existants et répondant aux besoins de mobilité des machines virtuelles des locataires. Le routage segmenté sur le réseau IP externe du DCI permet une planification des chemins de trafic basée sur la distinction des activités sources, garantissant la visualisation du trafic sortant inter-centres de données, une restauration rapide des routes et une utilisation optimale de la bande passante. Le réseau de transmission sous-jacent, associé au système OXC multidimensionnel, offre une planification fine des chemins de service, contrairement aux ROADM conventionnels. Enfin, la conversion de longueur d'onde sans électricité résout le problème de la fragmentation des ressources spectrales. L'intégration des ressources des couches supérieures et inférieures pour la gestion et le déploiement des activités, le déploiement flexible et une meilleure utilisation des ressources constitueront une évolution incontournable. Actuellement, plusieurs grandes entreprises nationales s'intéressent à ce domaine, et certaines start-ups spécialisées mènent déjà des activités de recherche et développement sur des produits techniques associés. On peut espérer voir des solutions globales correspondantes sur le marché cette année. Il est possible que, dans un avenir proche, l'OTN disparaisse également des réseaux de classe opérateur, ne laissant place qu'au DWDM.
Date de publication : 15 février 2023