In base a queste caratteristiche, esistono sostanzialmente due soluzioni DCI convenzionali:
1. Utilizzare apparecchiature DWDM pure e moduli ottici a colori + multiplexer/demultiplexer DWDM sullo switch. Nel caso di 10G a canale singolo, il costo è estremamente basso e le opzioni di prodotto sono numerose. I moduli ottici a colori da 10G sono già prodotti in Cina e il costo è già molto basso (in realtà, il sistema DWDM da 10G ha iniziato a diffondersi alcuni anni fa, ma con l'arrivo di requisiti di larghezza di banda maggiori, è stato necessario abbandonarlo e i moduli ottici a colori da 100G non erano ancora disponibili). Attualmente, i moduli ottici a colori da 100G hanno appena iniziato a comparire in Cina e il costo non è ancora sufficientemente basso, ma daranno sempre un forte contributo alla rete DCI.
2. Utilizzare apparecchiature OTN di trasmissione ad alta densità, che sono a 220 V CA, da 19 pollici, con un'altezza di 1~2U, e l'implementazione è più conveniente. La funzione SD-FEC è disattivata per ridurre il ritardo e la protezione di routing a livello ottico viene utilizzata per migliorare la stabilità, e l'interfaccia northbound controllabile migliora anche la capacità di sviluppo delle funzioni di espansione delle apparecchiature. Tuttavia, la tecnologia OTN è ancora riservata e la gestione sarà ancora relativamente complessa.
Inoltre, ciò che i costruttori di reti DCI di primo livello stanno attualmente facendo è principalmente disaccoppiare la rete di trasmissione DCI, compreso il disaccoppiamento dell'ottica al livello 0 e dell'elettrica al livello 1, nonché il disaccoppiamento delle apparecchiature hardware e del sistema di gestione della rete (NMS) dei produttori tradizionali. L'approccio tradizionale prevede che le apparecchiature di elaborazione elettrica di un determinato produttore debbano cooperare con le apparecchiature ottiche dello stesso produttore, e che le apparecchiature hardware debbano cooperare con il software NMS proprietario del produttore per la gestione. Questo metodo tradizionale presenta diversi svantaggi principali:
1. La tecnologia è chiusa. In teoria, i livelli optoelettronici potrebbero essere disaccoppiati, ma i produttori tradizionali evitano deliberatamente di farlo per mantenere il controllo sulla tecnologia.
2. Il costo della rete di trasmissione DCI è principalmente concentrato nello strato di elaborazione del segnale elettrico. Il costo iniziale di costruzione del sistema è basso, ma quando la capacità viene ampliata, il produttore aumenterà il prezzo a causa della minaccia dell'unicità tecnica, e il costo di espansione aumenterà notevolmente.
3. Dopo l'entrata in funzione del livello ottico della rete di trasmissione DCI, questo può essere utilizzato solo da apparecchiature del livello elettrico dello stesso produttore. Il tasso di utilizzo delle risorse delle apparecchiature è basso, il che non è in linea con la direzione di sviluppo della condivisione delle risorse di rete e non favorisce una pianificazione unificata delle risorse del livello ottico. Il livello ottico disaccoppiato viene sviluppato separatamente nella fase iniziale di costruzione e non è limitato dal futuro utilizzo di un singolo sistema di livello ottico da parte di più produttori, e combina l'interfaccia northbound del livello ottico con la tecnologia SDN per eseguire la pianificazione direzionale delle risorse di canale a livello ottico, migliorando la flessibilità aziendale.
4. Le apparecchiature di rete si connettono senza soluzione di continuità alla piattaforma di gestione di rete proprietaria dell'azienda Internet direttamente attraverso la struttura dati di YANGmodel, il che consente di risparmiare sugli investimenti di sviluppo della piattaforma di gestione ed elimina la necessità del software NMS fornito dal produttore, migliorando così l'efficienza della raccolta dati e della gestione della rete.
Pertanto, il disaccoppiamento optoelettronico rappresenta una nuova direzione per lo sviluppo delle reti di trasmissione DCI. In un futuro prossimo, il livello ottico delle reti di trasmissione DCI potrebbe essere costituito da tecnologia SDN composta da ROADM + interfaccia nord-sud, consentendo l'apertura, la programmazione e il ripristino del canale in modo arbitrario. Sarà possibile utilizzare dispositivi di livello elettrico di diversi produttori, o persino un utilizzo misto di interfacce Ethernet e OTN sullo stesso sistema ottico. In tal caso, l'efficienza operativa in termini di espansione e modifica del sistema migliorerà notevolmente, e il livello ottico risulterà più facilmente distinguibile, la gestione della logica di rete più chiara e i costi notevolmente ridotti.
Per l'SDN, il presupposto fondamentale è la gestione e l'allocazione centralizzata delle risorse di rete. Quindi, quali sono le risorse di rete di trasmissione DWDM che possono essere gestite sull'attuale rete di trasmissione DCI?
Esistono tre canali, percorsi e larghezze di banda (frequenza). Pertanto, la luce nella cooperazione luce + IP si realizza di fatto attorno alla gestione e alla distribuzione di questi tre punti.
I canali IP e DWDM sono disaccoppiati, quindi se la relazione corrispondente tra un collegamento logico IP e un canale DWDM viene configurata in fase iniziale e successivamente è necessario regolare la relazione corrispondente tra il canale e IP, è possibile utilizzare il metodo OXC per eseguire una commutazione di canale rapida a livello di millisecondi, senza che il livello IP se ne accorga. Attraverso la gestione di OXC, è possibile realizzare la gestione centralizzata delle risorse del canale di trasmissione in ciascun sito, in modo da collaborare con la SDN aziendale.
La regolazione del disaccoppiamento di un singolo canale e IP rappresenta solo una piccola parte del problema. Se si considera la regolazione della larghezza di banda contestualmente alla regolazione del canale, è possibile risolvere il problema dell'adeguamento dei requisiti di larghezza di banda di diversi servizi in diversi periodi di tempo, migliorando notevolmente il tasso di utilizzo della larghezza di banda disponibile. Pertanto, coordinandosi con OXC per la regolazione del canale, in combinazione con il multiplexer e il demultiplexer della tecnologia a griglia flessibile, un singolo canale non ha più una lunghezza d'onda centrale fissa, ma può coprire una gamma di frequenze scalabile, consentendo così una regolazione flessibile della larghezza di banda. Inoltre, nel caso di utilizzo di più servizi in una topologia di rete, il tasso di utilizzo della frequenza del sistema DWDM può essere ulteriormente migliorato, consentendo di sfruttare appieno le risorse esistenti.
Grazie alle capacità di gestione dinamica dei primi due elementi, la gestione del percorso della rete di trasmissione può contribuire a una maggiore stabilità dell'intera topologia di rete. In base alle caratteristiche della rete di trasmissione, ogni percorso dispone di risorse di canale di trasmissione indipendenti, pertanto è di fondamentale importanza gestire e allocare i canali su ciascun percorso di trasmissione in modo unificato, il che consentirà una selezione ottimale del percorso per i servizi multi-percorso e massimizzerà l'utilizzo delle risorse di canale su tutti i percorsi. Proprio come in ASON, oro, argento e rame sono distinti per diversi servizi al fine di garantire la stabilità dei servizi di livello più elevato.
Ad esempio, si consideri una rete ad anello composta da tre data center A, B e C. Il servizio S1 (come ad esempio un servizio di big data intranet) si estende da A a B a C, occupando da 1 a 5 onde di questa rete ad anello, ciascuna con una larghezza di banda di 100G e un intervallo di frequenza di 50GHz; il servizio S2 (servizio di rete esterna) si estende da A a B a C, occupando da 6 a 9 onde di questa rete ad anello, ciascuna con una larghezza di banda di 100G e un intervallo di frequenza di 50GHz.
In condizioni normali, questo tipo di larghezza di banda e utilizzo dei canali può soddisfare la domanda, ma quando, ad esempio, viene aggiunto un nuovo data center e l'azienda ha bisogno di migrare il database in breve tempo, la domanda di larghezza di banda intranet in quel periodo raddoppia: la larghezza di banda originale di 500G (5 100G) ora richiede 2T. Quindi i canali a livello di trasmissione possono essere ricalcolati e vengono implementati cinque canali da 400G a livello di onda. L'intervallo di frequenza di ciascun canale da 400G viene modificato dagli originali 50GHz a 75GHz. Con ROADM a reticolo flessibile e multiplexer/demultiplexer, l'intero percorso a livello di trasmissione, quindi questi cinque canali occupano 375 GHz di risorse spettrali. Una volta che le risorse a livello di trasmissione sono pronte, regolare l'OXC tramite la piattaforma di gestione centralizzata e adattare i canali di trasmissione utilizzati dalle onde originali 1-5 dei segnali di servizio 100G al nuovo canale di servizio 400G 5 con un ritardo a livello di millisecondi, in modo da completare la funzione di regolazione flessibile della larghezza di banda e del canale in base ai requisiti del servizio DCI, operazione che può essere eseguita in tempo reale. Naturalmente, i connettori di rete dei dispositivi IP devono supportare le funzioni di regolazione della velocità 100G/400G e della frequenza (lunghezza d'onda) del segnale ottico, il che non rappresenta un problema.
Per quanto riguarda la tecnologia di rete di DCI, il lavoro che può essere svolto tramite trasmissione è di livello molto basso. Per ottenere una rete DCI più intelligente, è necessario realizzarla insieme a IP. Ad esempio, utilizzare MP-BGP EVPN+VXLAN sulla intranet IP di DCI per implementare rapidamente una rete di livello 2 tra i data center, che può essere altamente compatibile con i dispositivi di rete esistenti e soddisfare l'esigenza delle macchine virtuali dei tenant di spostarsi in modo flessibile tra i data center; utilizzare il segment routing sulla rete esterna IP di DCI per eseguire la pianificazione del percorso del traffico in base alla distinzione aziendale di origine, soddisfacendo i requisiti di visualizzazione del traffico in uscita tra i data center, ripristino rapido del percorso e utilizzo di banda elevata; la rete di trasmissione sottostante coopera con il sistema OXC multidimensionale, rispetto all'attuale ROADM convenzionale, può realizzare la funzione di pianificazione del percorso di servizio a grana fine; l'uso della tecnologia di conversione della lunghezza d'onda di trasmissione non elettrica può risolvere il problema della frammentazione delle risorse dello spettro del canale. L'integrazione delle risorse di livello superiore e inferiore per la gestione e l'implementazione aziendale, la flessibilità di implementazione e il miglioramento dell'utilizzo delle risorse rappresenteranno una direzione inevitabile per il futuro. Attualmente, alcune grandi aziende nazionali stanno prestando attenzione a questo settore e alcune start-up specializzate stanno già conducendo attività di ricerca e sviluppo di prodotti tecnici correlati. Si spera di vedere soluzioni complete di questo tipo sul mercato entro quest'anno. Probabilmente, in un futuro non troppo lontano, anche l'OTN scomparirà dalle reti di classe carrier, lasciando spazio solo al DWDM.
Data di pubblicazione: 15 febbraio 2023