W obliczu malejących przychodów ze świadczenia usług telekomunikacyjnych, usługodawcy stoją przed trudnym zadaniem zachowania równowagi. Z jednej strony muszą rozwijać swoją sieć, aby dotrzymać kroku eksplodującej przepustowości i oczekiwaniom klientów, a z drugiej muszą ponosić duże koszta inwestycyjne i operacyjne niezbędne do obsługi istniejących platform i tworzenia nowych, konkurencyjnych ofert.

Dostawcy usług zaczęli przekształcać swoje sieci w konwertowane architektury obsługujące technologię 5G, aby sprostać rosnącym wymaganiom związanym z ruchem w ich sieciach. Jest to jednak dość skomplikowane przedsięwzięcie, ponieważ warstwowa i silosowa natura infrastruktury sieciowej, wraz z wielowarstwowymi schematami odporności, często skutkuje słabym wykorzystaniem i monetyzacją zasobów sieciowych.

Dotychczasowa architektura sieciowa przyczynia się również do skomplikowanego zarządzania i manualnej interwencji na wielu poziomach, co stanowi wyzwanie przy wdrożeniu kompleksowej automatyzacji pętli zamkniętej.

Od wielu lat firma GREENNET pomaga dostawcom usług w przekształcaniu ich architektur w oparciu o wymagania rynku i trendy technologiczne, dzięki czemu mogą oni sprostać przyszłym wyzwaniom i nadal z powodzeniem się rozwijać.

Transport IP/MPLS & SR

Istnieje kilka podstawowych celów transportu IP/MPLS:

• Pierwszy jest oczywisty: zbudowanie infrastruktury zdolnej do utrzymania usług pakietowych i TDM wymaganych dla sieci mobilnej 2G/3G/4G.
• Drugim jest skalowalność, by architektura mogła obsługiwać wymagania sieciowe największych operatorów wykorzystujących technologię pakietową, począwszy od rdzenia aż do warstwy dostępowej sieci.
• Trzecim jest budowa wydajnej cenowo infrastruktury, tak aby w miarę przechodzenia od rdzenia w kierunku dostępu, płaszczyzna przekazywania i kontroli sprzętu sieciowego mogła stać się prostsza i bardziej opłacalna.

Transport IP/MPLS polega na podziale sieci na różne domeny i wprowadzeniu hierarchii, w centrum której znajduje się domena rdzenia IP (nie mylić z rdzeniem mobilnym), z otaczającymi ją domenami agregacji i dostępu. Każda domena jest odizolowana od pozostałych i działa na własnym protokole IGP (Interior Gateway Protocol). Tam, gdzie do dostarczenia usługi wymagana jest łączność między domenowa, Border Gateway Protocol (BGP) przekazuje odpowiednie prefiksy międzydomenowe, umożliwiając komunikację od początku do końca.

Technika ta okazała się niezwykle skuteczna i wielu dostawców usług decyduje się dzisiaj wdrożyć ich sieci z wykorzystaniem transportu IP/MPLS działającego w sieciach rdzeniowych, metro i dostępowych.

Mimo, że architektura transportowa IP/MPLS jest niezwykle skuteczna i szeroko rozpowszechniona, występują w niej pewne utrudnienia. Obejmują one stopień złożoności płaszczyzny sterowania, liczbę protokołów płaszczyzny sterowania oraz ilość konfiguracji na poziomie urządzeń wymaganych podczas budowania usługi obejmującej wiele domen.

Jednym z proponowanych sposobów rozwiązania problemów związanych z transportem IP/MPLS jest przekształcenie płaszczyzny sterowania i danych sieci transportowej w kierunku routingu segmentowego, z możliwością przejścia na infrastrukturę zorientowaną na sieci definiowane programowo (SDN). Takie podejście redukuje protokoły płaszczyzny sterowania, takie jak Label Distribution Protocol (LDP) i Resource Reservation Protocol – Traffic Engineering (RSVP-TE), usuwa stan przepływu danych z sieci i zapewnia kilka opcji implementacji płaszczyzny sterowania. Opcje te dotyczą zarówno w pełni dystrybuowanej implementacji, jak i podejścia hybrydowego, w którym router i kontroler SDN dzielą funkcjonalność między siebie.

Wspomniana infrastruktura transportowa gotowa do obsługi sieci 5G jest w stanie pokryć szeroki zakres technologii usługowych wraz z powiązanymi umowami o poziomie usług (SLA) opartymi na protokole IP, łącznie z technologiami VPN opartymi na protokole BGP, takimi jak EVPN i VPNv4/v6s, a także powstającymi technologiami SD-WAN VPN.

Optical Transport

Nadchodzące zmiany w sektorze telekomunikacyjnym są tak monumentalne, że przyczyniły się do rozwoju sieci optycznych, czyniąc z nich nowatorskie rozwiązania, od Flexible Light Orchestration po moduły Coherent Optical, 400Gbps QSFP-DD i Routed Optical Networking.

• Flexible Light Orchestration

Postępy w dziedzinie protokołu IP, takie jak Routing segmentowy, pozwalają zmniejszyć rozmiar tablicy routingowej przy jednoczesnym skalowaniu sieci. Nowsze osiągnięcia w dziedzinie optyki, takie jak Flexible Light Orchestration of Wavelengths, pozwalają na upakowanie większej pojemności w pojedynczym włóknie i zrównoważenie zależności między pojemnością a odległością. Można to zrobić, wykorzystując obecną sieć ROADM (Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer.

• Spójne moduły optyczne

Spójny moduł optyczny to zwykle transceiver optyczny posiadający możliwość hot plugging, który wykorzystuje koherentną modulację i zazwyczaj jest używany w aplikacjach transmisji danych o wysokiej przepustowości. Moduły optyczne charakteryzują się bocznym interfejsem elektrycznym, który łączy się z wnętrzem systemu, oraz bocznym interfejsem optycznym, który łączy się ze światem zewnętrznym za pomocą kabla światłowodowego. Spójne moduły optyczne podłącza się bezpośrednio do kart liniowych routera.

• 400G QSFP-DD

Transceiver optyczny jest jednym z najważniejszych elementów w optycznej sieci transportowej. Obecny moduł transceivera QSFP28 obsługuje aplikacje 100 gigabitowego Ethernetu. Jednak rynek wciąż ewoluuje, a moduł optyczny 400G QSFP-DD jest tak pozycjonowany, aby skutecznie zaspokoić zapotrzebowanie na większą przepustowość. Chociaż są różnice między obecnymi wtykowymi transceiverami QSFP-DD o przepustowości 400Gb/s a specyfikacjami technicznymi tradycyjnych transponderów DWDM, to jednak istnieją praktyczne, niezależne od producenta rozwiązania, a interoperacyjne systemy typu brownfield, należące do wielu producentów, są osiągalne z różnymi systemami DWDM typu brownfield.

• Routed Optical Networking

Rozwiązanie Routed Optical Networking składa się z szeregu istniejących i nowych produktów, w których optyka 400Gb/s QSFP-DD ZR/ZR+ jest zintegrowana z routerami dostępowymi i rdzeniowymi umożliwiając zapadanie się warstw i dostarczanie usług IP oraz TDM w sieci pakietowej. Ukierunkowana sieć optyczna ma ten sam poziom umów SLA i niezawodności, przy zachowaniu pełnej przejrzystości dla dedykowanego pasma, dzięki wykorzystaniu emulacji obwodu i emulacji linii prywatnej. Długości fal mogą być dostarczane od routera do routera lub od ROADM do ROADM w istniejących lub nowych sieciach.

Celem Routed Optical Networking jest usunięcie warstw z sieci i jej uproszczenie, aby umożliwić jej automatyzację i optymalizację. Zamiast dostarczać i zarządzać usługami w różnych warstwach sieci, Routed Optical Networking umożliwia klientowi dostarczanie wszystkich istniejących i przyszłych usług w jednej warstwie IP. Zastosowanie Telemetrii i Automatyzacji poprawia wydajność i skraca czas wprowadzania produktu na rynek, dzięki czemu klienci mają lepsze doświadczenia. W miarę jak branża odchodzi od dyskretnych systemów transportu optycznego, routerów i przełączników ethernetowych na rzecz konwergencji warstw, moduły ZR/ZR+, fotonika oraz nowe i istniejące układy ASIC umożliwią tę operację, zapewniając tym samym lepsze rozwiązania. Ukierunkowana sieć optyczna jest zbudowana w oparciu o standardy umożliwiające interoperacyjność stron trzecich na wszystkich warstwach.

Mobilność i IOT

(R)ewolucja branży smartfonów poważnie wpłynęła na dostawców usług mobilnych. Klienci odchodzą od tradycyjnych usług głosowych i SMS-owych na rzecz modeli skoncentrowanych na danych (IP). Dlatego współcześni MSP doświadczają jeszcze większej presji rynkowej niż dostawcy stacjonarni, ponieważ muszą sprostać wzrostowi ruchu przy płynnie spadającym ARPU. MOS-y robią to poprzez zastąpienie starszych systemów opartych na urządzeniach zwirtualizowanymi, lekkimi NF-ami działającymi na szczycie serwerów off-the-shelf x86. Era 5G ustanawia nową poprzeczkę dla infrastruktury mobilnej od radia po rdzeń pakietowy – teraz trzeba sprostać skali internetowej. MSP robią to poprzez oddzielenie płaszczyzn sterowania i użytkownika, przejście z maszyn wirtualnych na kontenery i rozpoczęcie przyjmowania koncepcji OpenRAN dla zagęszczonych wdrożeń 5G. W rezultacie ich infrastruktury zmieniają się w kierunku złożonych systemów IT o wysokim stopniu automatyzacji.

Aby zapewnić nowe źródła przychodów, MSP poszukują nowych modeli biznesowych i możliwości rozszerzenia swojej oferty M2M/IoT. Nowe technologie powersave, takie jak eDRX i PSM, wprowadzone od R14 3GPP, umożliwiły produkcję urządzeń z żywotnością baterii aż do 10 lat. Platformy IoT oparte na chmurze prywatnej/publicznej pozwalają MSP kontrolować urządzenia IoT, zbierać i sprzedawać dane oraz oferować usługi oparte na IoT odchodząc od modelu “dumb pipe”. Wzrost popularności usług IoT sprawił, że klienci korporacyjni zaczęli rewidować koncepcje automatyki przemysłowej i adaptować technologie bezprzewodowe z branży usługodawców

Dobrym przykładem takiej adaptacji jest rosnąca liczba przedsiębiorstw, które korzystają z prywatnych sieci LTE/5G Dzięki temu posiadają ustandaryzowaną i przewidywalną łączność bezprzewodową nawet dla aplikacji krytycznych, obsługujących np. zdalnie sterowane samochody. Sieć prywatna może być spokojnie traktowana jako niezawodny szkielet dla danych technologicznych i być w pełni wdrożona wewnątrz obwodu sieci przedsiębiorstwa.

Wirtualizacja funkcji sieciowych

Rozkwit usług opartych na pakietach oraz rozwój projektów SW typu open-source spowodował odejście od urządzeń na rzecz zwirtualizowanych funkcji sieciowych działających na sprzęcie typu commodity, takim jak serwery x86. Koncepcja znana jako telco cloud pozwala operatorom budować systemy oparte na tym samym sprzęcie i warstwie wirtualizacji, zastępując tradycyjne, silosowe podejście. Dzięki technologiom web-scale operatorzy mogą lepiej wykorzystywać standardowy sprzęt, mieszając zwirtualizowane NF o różnych wymaganiach i optymalizując strategie backupu. Dzięki wirtualizacji można osiągnąć lepszą dostępność i niezawodność oraz skrócić czas wdrożenia przy użyciu dzisiejszych standardowych narzędzi automatyzacji IT.

Zarządzanie i automatyzacja

Wymagania stawiane przed nowoczesną infrastrukturą dostawców usług powodują konieczność zapewnienia elastyczności sieci i kontroli programowej. Elementy sieci i systemy zarządzania muszą mieć otwarte interfejsy API, aby pozwolić różnym systemom kontrolować sieci i wydobywać z nich dane. Orkiestracja sieci zapewnia ramy dla łatwego dostarczania nowych usług i ułatwiania DevOps. Elementy sieci muszą wspierać protokoły NetConf i modele Yang oraz wykorzystywać systemy orkiestracji do automatyzacji konfiguracji sieci, zarządzania awariami i wydajnością. Automatyzacja obniża nakłady pracy, zmniejszając tym samym OPEX sieci.