Сетевые операторы, в том числе поставщики телекоммуникационных услуг, операторы кабельных сетей, мультисистемные операторы (МСО) и глобальные поставщики контента, сталкиваются с проблемами, которые вынуждают их трансформировать и совершенствовать свои сети.

Поставщики услуг

Чтобы удержать существующих клиентов и привлечь новых, поставщики услуг инвестируют средства в инновационные услуги, например внедряют сервисы передачи оригинального видеоконтента (AT&T приобретает Time Warner) и обеспечивают подключение «умных» устройств дома и в мобильной среде (услуга Bell, обеспечивающая управляемую защиту IoT).  Кроме того, они оценивают имеющиеся среды и модернизируют их до уровня новых, более простых и масштабируемых архитектур доступа, чтобы предлагать новые услуги на базе 5G. Одним из самых ярких примеров перевода инвестиций в граничные сегменты являются анонсированная Verizon закупка волокна Corning на общую сумму 1 млрд долл. США в течение 3 лет и приобретение Verizon волоконной инфраструктуры WideOpenWest (WOW) в Чикаго.

В мультивендорных инфраструктурах с технологиями разных поколений поставщики услуг оптимизируют операции и повышают уровень автоматизации сети. Обслуживание ускоряется, удовлетворенность клиентов растет. В то же время они стремятся повысить производительность и сократить затраты за счет более открытой, программируемой инфраструктуры, которая быстро подстраивается под новые требования к пропускной способности и включает меньше оборудования. 

Кабельные/мультисистемные операторы (МСО)

Операторы кабельных сетей и МСО модернизируют свои архитектуры доступа: располагают оптоволоконные сети ближе к конечным пользователям, распределяют и виртуализируют функции. За счет этого повышается производительность, пропускная способность соединений и качество восприятия. Они переходят с устаревшей аналоговой инфраструктуры на новые цифровые оптоволоконные сети, благодаря чему получают экономические и конкурентные преимущества. Чтобы в соответствии с планами увеличить количество развернутых оптоволоконных узлов в 10 раз, необходима правильная архитектура с оборудованием, которое подходит для установки за пределами объекта, не требует многократного подключения, а также масштабируется для доступа на гигабитных скоростях и внедрения новых услуг. Наряду с успешной перестройкой сети важно развернуть подходящую программную архитектуру. В ней должны быть предусмотрены инструменты автоматизации и эффективного управления сложной сетью.

Глобальные поставщики контента

Глобальные поставщики контента ежегодно увеличивают пропускную способность в десятки раз и сообразно этому расширяют инфраструктуры городских, магистральных и подводных ЦОД (новый ЦОД Facebook в Сингапуре). Для масштабирования с целью наращивания пропускной способности на уровне города они проводят оптоволоконные сети региональных ЦОД в несколько зданий и административных комплексов. Из-за этого растет потребность в одиночных оптических соединениях с высокой полосой пропускания.  С точки зрения архитектуры, для максимально эффективной работы используются продвинутые технологии и программное обеспечение, в том числе программно-определяемые сети и искусственный интеллект. Поставщики стремятся предлагать клиентам инновационные услуги и прогнозировать требования конечных пользователей. Они первыми адаптируют новейшие технологии и перейдут с маршрутизаторов 100G на маршрутизаторы 400G, как только начнется их производство.

Всем поставщикам сетевых услуг требуется более гибкая, автоматизированная сеть с самооптимизацией.  В создании программируемой инфраструктуры важную роль играют продвинутые когерентные оптические сети, гибкий фотонный уровень и открытые интерфейсы прикладного программирования (API). В последние годы поставщики сетевых услуг приложили много усилий, чтобы их оптические сети соответствовали этим характеристикам. Они использовали принципы автоматизации с опорой на политики на основе намерений и аналитические данные для быстрого масштабирования, автоматической настройки и оптимизации сети. Эти новые сети в Ciena называют Adaptive NetworkTM.

Изменение роли когерентных технологий

Чтобы успешно решать свои бизнес-задачи, сетевые операторы стремятся стратегически расширить роль когерентных технологий, включая в них новые сетевые архитектуры на основе упомянутых выше бизнес-факторов. В зависимости от сценария использования когерентные решения развиваются в двух направлениях: решения с оптимизированной производительностью и решения с оптимизированным форм-фактором.  Решения с оптимизированной производительностью обеспечивают неограниченную производительность системы и максимальную автоматизацию на оптическом уровне. Решения с оптимизированным форм-фактором имеют фиксированные габариты и характеризуются энергопотреблением в определенных рамках.

Решения с оптимизированной производительностью

Архитектуры городского и магистрального уровней, в том числе сети соединения ЦОД (DCI), уже находятся в процессе перехода на концепцию Adaptive Network. Растет число сетевых операторов, предпочитающих автоматизированные и масштабируемые сети на основе ПО, которые обещают повышение эффективности, снижение затрат и гибкость обслуживания. Оптические сети перестали быть нейтральными и могут расставлять приоритеты при передаче данных.  Растет потребность в гибкой, отказоустойчивой оптической платформе, основанной на перенастраиваемых мультиплексорах ввода-вывода (ROADM), гибком и функциональном фотонном уровне и программном управлении уровня 0. Эти технологии позволили бы масштабировать сеть для достижения максимальной пропускной способности при самых низких затратах на бит, энергопотреблении и размере. 

Чтобы инфраструктуру можно было использовать в этих целях, необходимы когерентные решения с оптимизированной производительностью, которые можно настроить на поддержание оптимальной пропускной способности на любом маршруте в сети. Прямое соединение транспондера с фотонной линией, наилучшим образом реализуемое на высокооптимизированной транспортной платформе, позволяет добиться максимальной гибкости и отказоустойчивости. Ввиду скорого введения в эксплуатацию маршрутизаторов с интерфейсом 400G идеальное оптическое решение также должно упрощать переход на сети следующего поколения, поддерживать технологии коммутации большей пропускной способности и универсальную передачу с недоступными ранее скоростями на стороне клиента (например, 400GbE).

Помимо этого, решения с оптимизированной производительностью требуются там, где ограничено использование оптоволоконных сетей, а основным требованием является максимальная спектральная эффективность. Пример тому — подводные системы, включающие тысячи километров проложенных под водой кабелей.

Спектр требований к развитию транспортных сетей

Решения с оптимизированным форм-фактором

Инициативы в области уплотнения оптоволоконных каналов, ужесточение требований к полосе пропускания на поток, снижение затрат и энергопотребления благодаря когерентным решениям следующего поколения — все это привело к появлению новой области применения когерентных технологий, а именно рынка решений доступа. По мере развития в этом направлении требования поставщиков услуг и операторов кабельных сетей к сетям меняются. 

В этом случае компактный физический размер и расширенный диапазон рабочих температур важнее поддержки различных длин волн.  Среди операторов сетей появился спрос на легко разворачиваемые решения малого форм-фактора, которые объединяют множество соединений доступа и трафик транспортных сетей в централизованном расположении посредством одной небольшой (например, 100G) длины волны.

Кроме того, дополнительно увеличить эффективность сети и упростить ее помогает интеграция когерентной оптики и коммутации пакетов на одной платформе. Это также стимулирует появление отраслевых инноваций и разработку новых пакетных оптических решений.  Усовершенствование конструкции электрооптических компонентов и микросхем цифровой обработки сигналов (DSP) позволяет производить когерентную оптику в виде стандартизированных подключаемых устройств. Так как зачастую используются платформы доступа и агрегации разных производителей, дополнительным преимуществом таких соединений между двумя точками выступает взаимодействие линий.  Оно обеспечивает эффективное прямое подключение и не требует оборудования для преобразования оптического сигнала в электрический, а затем снова в оптический (OEO).

Чтобы соответствовать требованиям к мощности и компактности в соединениях ЦОД, глобальные поставщики контента планируют использовать когерентные подключаемые устройства (в частности на рынке однокомпонентных DCI «400ZR»).  Ключевое требование в этом случае — не поставить под угрозу плотность пакетной коммутации из-за внедрения когерентной оптики. Так как плотность услуг зависит от питания, главную роль играет энергопотребление. Еще одно важное свойство 400ZR — возможность взаимодействия когерентных линий для упрощения работы сети. И, наконец, чтобы пропускная способность оптоволокна масштабировалась, а маршрутизаторы 400GbE эффективно взаимодействовали, необходима поддержка длин волн 400G.

Решения с оптимизированным форм-фактором позволяют более гибко внедрять масштабируемую и простую в эксплуатации когерентную технологию в новые участки сети. Высокая пропускная способность соединений конечных пользователей и устройств способствует появлению инновационных услуг и помогает поставщикам сетевых услуг проектировать более адаптивные сети.

Уже в 2019 году мы станем свидетелями создания этих сетевых архитектур и узнаем, какие приложения и сервисы они предложат. Очень интересно наблюдать за тем, как растет значение когерентных технологий при масштабировании, обеспечении большей программируемости и достижении бизнес-целей.  И это только начало.