Прыжок к 100G

За последние два года количество транспортных платформ 100G выросло с одной почти до дюжины. Поскольку спрос на полосу пропускания вырос, операторы задают себе вопрос: «Как экономично и эффективно перейти к технологии 100G с сохранением высокой масштабируемости?».

Что делать операторам, желающим не отставать от непрерывно растущего спроса на полосу пропускания? И хотя многие операторы продолжают устанавливать транспортные платформы 10 Гбит/с и 40 Гбит/с, все же большинство из них выбирает более выгодные решения, такие как 100G.

По мнению большинства операторов, спрос на полосу пропускания ежегодно возрастает в среднем на 33%. Ожидается, что к 2014 году доля потокового видео в общем объеме интернет-трафика должна составить 58% (Informa Telecoms and Media, 2011). К 2020 году в мире будет работать более 20 миллиардов мобильных устройств (источник — Strategy Analytics). А всего через два года свыше 80% нового ПО будет доступно в виде облачных услуг, что потребует внедрения новых моделей доставки и хранения контента (Bell Labs: Value of Cloud for a Virtual Service Provider, 2011).

А как следует из результатов отчета Telegeography: International Bandwidth Deployments, 2002–2016, некоторые операторы говорят, что им приходится удваивать сетевую емкость каждые полтора года (рис. 1). Согласно другим источникам, общий объем контента, передаваемого по мировым сетям, увеличится с 800 000 петабайт в 2009 году до 35 зеттабайт в 2020 году. Это значит, что к концу нынешнего десятилетия операторам нужно будет увеличить емкость своих сетей ни много, ни мало — в 44 раза (IBM Software: Delivering a New ROI for Communications, 2012).

Растущий рынок

Чтобы предоставить операторам необходимую им сетевую емкость, поставщики технологий активно разрабатывают коммерческие сетевые системы 100 Гбит/с. Первый шаг в этом направлении компания Alcatel-Lucent сделала еще 2007 году, проведя первые в отрасли полевые испытания систем оптической передачи 100G. По мере того как технология 100G становилась все более зрелой, на рынке появлялись такие платформы от разных вендоров. Сегодня на рынке имеется как минимум 10 различных платформ 100G.

Разработка коммерческих решений 100G радует операторов, которым нужна зрелая технология для модернизации и развития сетей. Сейчас технология 100G стала широко доступной, и операторы могут, наконец, приступить к расширению сетевой емкости на основе стандарта, который сохранится на рынке в течение многих лет.

Разные варианты для разных целей

Каждая сеть имеет свой уникальный набор требований. Это значит, что одно решение 100G не сможет удовлетворить всех заказчиков. Операторам нужна гибкость и свобода выбора, позволяющая развиваться в условиях широкого ассортимента технологий для IP-сетей и оптических сетей. Вот некоторые из этих технологий:

— интерфейсы маршрутизации услуг 100 Gigabit Ethernet, которые можно установить в любом месте транспортной сети — в городском сегменте, на сетевой периферии или в ядре. В некоторых сетях критически важным элементом являются высокоскоростные опорные маршрутизаторы и соединения между центрами обработки данных. В других сетях важнее поддержать технологию 100GbE для передачи больших объемов трафика в городской сети или повысить эффективность работы периферийных сегментов IP-сети;

— когерентные оптические технологи 100G с одной несущей, сочетающие когерентное распознавание с современными алгоритмами обработки сигналов и сложными методами модуляции для увеличения скорости передачи и повышения эффективности использования оптических каналов. Данный подход позволяет одновременно обрабатывать трафик в оптических каналах 10G, 40G и 100G. В результате операторы могут беспрепятственно переводить свою сетевую инфраструктуру на более высокие скорости без ущерба для производительности.

Технология 100G стала переломным этапом в развитии IP-сетей и оптических транспортных сетей. Хотя у разных операторов могут быть разные причины для перехода на 100G, все они могут начинать переход с любого сегмента (оптического или IP) или с обоих сразу, в зависимости от индивидуальных особенностей сетевой архитектуры и стратегии.

Главное — планирование

Для наилучшей монетизации своих сетей операторам нужны максимально гибкие, эффективные и экономичные средства сетевого транспорта. Поэтому в ходе планирования перехода на технологию 100G нужно принимать во внимание целый ряд сложных переменных факторов:

— тип оптического волокна;

— расстояние между площадками;

— сетевую топологию;

— местоположение усилителей, электрических регенераторов и точек ввода/вывода цифровых потоков;

— масштабируемость платформы;

— размер капитальных и текущих расходов;

— совокупную стоимость владения (т.е. необходимость повышения компактности оборудования, снижения энергопотребления, уменьшения выездов на места и т.д.).

Задача состоит в том, чтобы добиться оптимального соотношения между всеми перечисленными элементами без ущерба для одного за счет другого (имеется в виду, например, сокращение линейной скорости на некоторых участках или установка дополнительных регенераторов, что может привести к общему падению производительности и снижению общей отдачи от инвестиций в технологию 100G).

Новейшие системы 100G, доступные на современном рынке, решают данные проблемы, предоставляя возможность передачи данных без регенерации на расстояние до 2 000 км и более. Хотя такие расстояния обычно считаются сверхдальними, они вполне могут встречаться в полносвязных региональных и городских сетях, которые часто ограничивают оператора скоростями 40G и даже 10G из-за разнородности оптической инфраструктуры и непредсказуемости сбоев в этой инфраструктуре.

Повышение производительности сетей 100G позволяет расширить адресуемый рынок этой технологии, повысить емкость сетей и сократить расходы. Несмотря на рост количества приложений, доступных для оператора, переход на технологию 100G нужно продумывать весьма тщательно и всесторонне.

Что будет после 100G?

Хотя большинство операторов уже переходят или планируют переходить на технологию 100G, непрерывный рост трафика вскоре заставит их искать еще более высокоскоростные решения. Более того, многие компании, первыми внедрившие 100G (например, финансовые учреждения и центры обработки данных), уже вышли на уровень, где возможности этой технологии оказываются недостаточными. Именно поэтому многие вендоры начали думать, что будет дальше, то есть после внедрения 100G.

Понимая, что спрос на полосу пропускания продолжит свой непрерывный рост, операторы хотят быть уверены в том, что после внедрения 100G им предоставят возможность плавно перейти на более высокоскоростные инфраструктуры. Однако большинство подобных вариантов требует существенных инвестиций в новое сетевое оборудование и волоконно-оптические каналы. Перестройка всей инфраструктуры каждые два-три года никак не может устроить операторов, поэтому современные платформы 100G обязательно должны быть масштабируемыми и обратно совместимыми.

На основе новейших оптических и процессорных технологий, для существующих платформ WDM были разработаны коммерческие чипсеты 400G, полностью совместимые с сетями 100G. В одном из проектов использование таких чипсетов в широкополосной системе 100G позволило на 50% увеличить дальность связи и более чем на 30% сократить энергопотребление и занимаемую рабочую площадь. При наличии транспортных решений 400G, та же система способна в четыре раза увеличить скорость передачи полезного трафика и плотность аппаратных модулей.

Вскоре на рынке появятся чипсеты 400G разных производителей. В идеале дизайн устройств нужно разрабатывать внутри компании и оптимизировать под конкретные вендорские продукты. Это лучше, чем подбирать готовые аппаратно-программные решения с присущими им пробелами в области производительности. Специализированные операторские чипсеты смогут быстрее появляться на рынке и поддерживать повышенную производительность практически в любой оптоволоконной инфраструктуре и в сетях с любой топологией. Более того, они создадут возможности для гладкой постепенной эволюции, позволяющей оператору пользоваться существующими активами и переходить на более современные технологии с  любой удобной скоростью по своему выбору. Это значит, что оператор сможет гарантированно удовлетворять растущий спрос на полосу пропускания и наращивать сетевую емкость с той скоростью, которая ему необходима.

В будущем растущие требования к полосе пропускания будут оказывать серьезное влияние на все стороны операторской деятельности. Ставки в этой игре очень высоки. Сегодня технология 100G вполне доступна. Последние ее усовершенствования еще более увеличивают сетевую емкость. Поэтому именно сейчас наступает время для решительных практических шагов в данном направлении.