De acordo com essas características, existem basicamente duas soluções DCI convencionais:
1. Utilize equipamentos DWDM puros e um módulo óptico colorido + multiplexador/demultiplexador DWDM no switch. No caso de 10G de canal único, o custo é extremamente baixo e as opções de produtos são abundantes. O módulo óptico colorido de 10G já é produzido no mercado interno e o custo já é muito baixo (na verdade, o sistema DWDM de 10G começou a se popularizar há alguns anos, mas com o surgimento de requisitos de largura de banda maiores, teve que ser descontinuado, e o módulo óptico colorido de 100G ainda não estava disponível). Atualmente, os módulos ópticos coloridos de 100G começaram a aparecer na China recentemente e o custo ainda não é tão baixo, mas certamente contribuirá significativamente para a rede DCI.
2. Utilize equipamentos OTN de transmissão de alta densidade, que operam em 220V AC, têm formato de 19 polegadas e altura de 1 a 2U, facilitando a implantação. A função SD-FEC é desativada para reduzir a latência, e a proteção de roteamento na camada óptica melhora a estabilidade. Além disso, a interface northbound controlável aumenta a capacidade de expansão dos equipamentos. No entanto, a tecnologia OTN ainda apresenta algumas limitações e seu gerenciamento pode ser relativamente complexo.
Além disso, o que os construtores de redes DCI de primeira linha estão fazendo atualmente é principalmente desacoplar a rede de transmissão DCI, incluindo o desacoplamento da camada óptica (camada 0) e da camada elétrica (camada 1), bem como o desacoplamento dos sistemas de gerenciamento de rede (NMS) e dos equipamentos de hardware de fabricantes tradicionais. A abordagem tradicional consiste em exigir que o equipamento de processamento elétrico de um determinado fabricante opere em conjunto com o equipamento óptico do mesmo fabricante, e que o equipamento de hardware opere em conjunto com o software proprietário de gerenciamento de rede (NMS) do fabricante. Esse método tradicional apresenta diversas desvantagens importantes:
1. A tecnologia é fechada. Em teoria, o nível optoeletrônico pode ser desacoplado, mas os fabricantes tradicionais deliberadamente não o fazem para manter o controle sobre a tecnologia.
2. O custo da rede de transmissão DCI concentra-se principalmente na camada de processamento de sinal elétrico. O custo inicial de construção do sistema é baixo, mas, à medida que a capacidade é expandida, o fabricante aumenta o preço devido à ameaça de exclusividade técnica, o que eleva consideravelmente o custo da expansão.
3. Após a entrada em operação da camada óptica da rede de transmissão DCI, ela só pode ser utilizada por equipamentos da camada elétrica do mesmo fabricante. A taxa de utilização dos recursos dos equipamentos é baixa, o que não está em conformidade com a tendência de compartilhamento de recursos de rede e não favorece o agendamento unificado de recursos da camada óptica. A camada óptica desacoplada é investida separadamente no estágio inicial da construção, não ficando limitada ao uso futuro de um único sistema de camada óptica por múltiplos fabricantes, e combina a interface northbound da camada óptica com a tecnologia SDN para realizar o agendamento direcionado de recursos de canal na camada óptica, melhorando a flexibilidade operacional.
4. O equipamento de rede se conecta perfeitamente à plataforma de gerenciamento de rede da empresa de internet diretamente por meio da estrutura de dados do modelo YANG, o que economiza o investimento em desenvolvimento da plataforma de gerenciamento e elimina o software NMS fornecido pelo fabricante, melhorando a eficiência da coleta de dados e do gerenciamento de rede.
Portanto, o desacoplamento optoeletrônico é uma nova direção para o desenvolvimento de redes de transmissão DCI. Num futuro próximo, a camada óptica da rede de transmissão DCI poderá ser composta por tecnologia SDN, com ROADM e interface norte-sul, permitindo a abertura, o agendamento e a recuperação arbitrária de canais. Será possível utilizar dispositivos de camada elétrica de diferentes fabricantes, ou mesmo interfaces Ethernet e OTN em um mesmo sistema óptico. Nesse cenário, a eficiência operacional em termos de expansão e alteração do sistema será significativamente aprimorada, e a camada óptica também será mais facilmente utilizada, o gerenciamento da lógica de rede será mais claro e os custos serão consideravelmente reduzidos.
Para SDN, a premissa fundamental é o gerenciamento e a alocação centralizados de recursos de rede. Então, quais são os recursos de rede de transmissão DWDM que podem ser gerenciados na atual rede de transmissão DCI?
Existem três canais, caminhos e larguras de banda (frequência). Portanto, a luz na cooperação luz + IP é efetivamente realizada em torno do gerenciamento e distribuição desses três pontos.
Os canais IP e DWDM são desacoplados, portanto, se a relação correspondente entre um link lógico IP e um canal DWDM for configurada em um estágio inicial, e a relação correspondente entre o canal e o IP precisar ser ajustada posteriormente, pode-se usar o método OXC para realizar a comutação rápida de canais em nível de milissegundos, o que permite que a camada IP não perceba. Através do gerenciamento do OXC, é possível realizar o gerenciamento centralizado de recursos do canal de transmissão em cada site, de forma a cooperar com a SDN empresarial.
O ajuste de desacoplamento de um único canal e IP é apenas uma pequena parte. Ao considerar o ajuste da largura de banda simultaneamente ao ajuste do canal, é possível solucionar o problema de adequação das necessidades de largura de banda de diferentes serviços em diferentes períodos. Isso melhora significativamente a taxa de utilização da largura de banda construída. Portanto, ao coordenar o ajuste do canal com o OXC, em conjunto com o multiplexador e demultiplexador da tecnologia de grade flexível, um único canal deixa de ter um comprimento de onda central fixo, passando a abranger uma faixa de frequência escalável, possibilitando o ajuste flexível do tamanho da largura de banda. Além disso, no caso de múltiplos serviços em uma topologia de rede, a taxa de utilização da frequência do sistema DWDM pode ser ainda mais otimizada, permitindo o uso pleno dos recursos existentes.
Com os recursos de gerenciamento dinâmico dos dois primeiros, o gerenciamento de caminhos da rede de transmissão pode contribuir para uma maior estabilidade de toda a topologia da rede. Devido às características da rede de transmissão, cada caminho possui recursos de canal de transmissão independentes, sendo, portanto, crucial gerenciar e alocar os canais em cada caminho de transmissão de forma unificada. Isso proporcionará a seleção ideal de caminhos para serviços com múltiplos caminhos e maximizará o uso dos recursos de canal em todos os caminhos. Assim como no ASON, ouro, prata e cobre são diferenciados para diferentes serviços, garantindo a estabilidade do mais alto nível de serviço.
Por exemplo, existe uma rede em anel composta por três centros de dados A, B e C. Há um serviço S1 (como um serviço de big data de intranet) que opera de A para B e para C, ocupando de 1 a 5 ondas dessa rede em anel, cada onda com largura de banda de 100G e intervalo de frequência de 50GHz; há um serviço S2 (serviço de rede externa) que opera de A para B e para C, ocupando de 6 a 9 ondas dessa rede em anel, cada onda com largura de banda de 100G e intervalo de frequência de 50GHz.
Em tempos normais, esse tipo de largura de banda e utilização de canais atende à demanda. No entanto, em situações como a adição de um novo data center e a necessidade de migrar o banco de dados em um curto período, a demanda por largura de banda na intranet dobra, passando de 500G (5 × 100G) para 2T. Nesses casos, os canais na camada de transmissão precisam ser recalculados, com a implantação de cinco canais de 400G na camada de ondas. O intervalo de frequência de cada canal de 400G é alterado de 50 GHz para 75 GHz. Com o uso de ROADMs de grade flexível e multiplexadores/demultiplexadores, todo o caminho na camada de transmissão é otimizado, resultando na ocupação de 375 GHz de recursos de espectro por esses cinco canais. Após os recursos no nível de transmissão estarem prontos, ajuste o OXC por meio da plataforma de gerenciamento centralizada e altere os canais de transmissão usados originalmente pelas ondas 1 a 5 dos sinais de serviço de 100G para o novo canal de serviço de 400G, com um atraso de nível de milissegundos. Dessa forma, a função de ajuste flexível de largura de banda e canal de acordo com os requisitos do serviço DCI é concluída, podendo ser executada em tempo real. Naturalmente, os conectores de rede dos dispositivos IP precisam suportar funções de ajuste de taxa de 100G/400G e ajuste de frequência (comprimento de onda) do sinal óptico, o que não será um problema.
Em relação à tecnologia de rede do DCI, o trabalho que pode ser realizado pela transmissão é de nível muito baixo. Para alcançar uma rede DCI mais inteligente, é necessário implementá-la em conjunto com o IP. Por exemplo, usar MP-BGP EVPN+VXLAN na intranet IP do DCI permite implantar rapidamente uma rede de camada 2 entre os data centers, o que proporciona alta compatibilidade com os dispositivos de rede existentes e atende às necessidades de máquinas virtuais de locatários para movimentação flexível entre os data centers. Utilizar roteamento de segmentos na rede externa IP do DCI permite o agendamento de rotas de tráfego com base na distinção de negócios de origem, atendendo aos requisitos de visualização do tráfego de saída entre data centers, restauração rápida de rotas e alta utilização de largura de banda. A rede de transmissão subjacente coopera com o sistema OXC multidimensional, que, em comparação com o ROADM convencional atual, permite a função de agendamento de rotas de serviço com granularidade fina. O uso da tecnologia de conversão de comprimento de onda de transmissão não elétrica resolve o problema da fragmentação dos recursos de espectro de canal. A integração de recursos de camadas superiores e inferiores para gerenciamento e implantação de negócios, implantação flexível e melhor utilização de recursos será uma direção inevitável no futuro. Atualmente, algumas grandes empresas nacionais estão de olho nessa área, e algumas startups especializadas já estão realizando pesquisa e desenvolvimento de produtos técnicos relacionados. Esperamos ver soluções completas nesse segmento no mercado ainda este ano. Talvez, em um futuro próximo, a OTN também desapareça das redes de nível de operadora, restando apenas a DWDM.
Data da publicação: 15 de fevereiro de 2023