Op basis van deze kenmerken zijn er grofweg twee gangbare DCI-oplossingen:
1. Gebruik pure DWDM-apparatuur en een kleurenoptische module + DWDM-multiplexer/demultiplexer op de switch. In het geval van een 10G-kanaal zijn de kosten extreem laag en is er een ruime keuze aan producten. 10G-kleurenlichtmodules worden al in China geproduceerd en zijn zeer goedkoop (het 10G DWDM-systeem werd een paar jaar geleden populair, maar door de toenemende vraag naar bandbreedte moest het worden afgeschaft, en de 10G-kleurenlichtmodule was toen nog niet beschikbaar). Momenteel verschijnen er in China pas gerelateerde 100G-kleurenoptische modules, en hoewel de kosten nog niet laag genoeg zijn, zullen ze zeker een belangrijke bijdrage leveren aan het DCI-netwerk.
2. Gebruik hoogwaardige OTN-transmissieapparatuur. Deze apparatuur werkt op 220V wisselstroom, heeft een schermdiagonaal van 19 inch en is 1 tot 2U hoog. De implementatie is daardoor eenvoudiger. De SD-FEC-functie is uitgeschakeld om vertraging te verminderen, routeringsbeveiliging op de optische laag verbetert de stabiliteit en de aanstuurbare northbound-interface vergroot de mogelijkheden voor uitbreiding van de apparatuur. OTN-technologie is echter nog steeds een technologie die nog steeds relatief beperkt is en het beheer ervan blijft relatief complex.
Daarnaast richten de belangrijkste DCI-netwerkbouwers zich momenteel voornamelijk op het ontkoppelen van het DCI-transmissienetwerk, inclusief de ontkoppeling van de optische laag op laag 0 en de elektrische laag op laag 1, evenals de ontkoppeling van NMS-systemen en hardware van traditionele fabrikanten. De traditionele aanpak houdt in dat de elektrische verwerkingsapparatuur van een bepaalde fabrikant moet samenwerken met de optische apparatuur van dezelfde fabrikant, en dat de hardware moet samenwerken met de eigen NMS-software van de fabrikant voor beheer. Deze traditionele methode kent echter een aantal grote nadelen:
1. De technologie is gesloten. Theoretisch gezien kunnen de opto-elektronische niveaus van elkaar worden losgekoppeld, maar traditionele fabrikanten doen dit bewust niet om de controle over de technologie te behouden.
2. De kosten van het DCI-transmissienetwerk zijn voornamelijk geconcentreerd in de laag voor de verwerking van elektrische signalen. De initiële bouwkosten van het systeem zijn laag, maar bij capaciteitsuitbreiding zal de fabrikant de prijs verhogen vanwege de technische uniciteit, waardoor de uitbreidingskosten aanzienlijk zullen stijgen.
3. Nadat de optische laag van het DCI-transmissienetwerk in gebruik is genomen, kan deze alleen worden gebruikt door apparatuur van de elektrische laag van dezelfde fabrikant. De benuttingsgraad van de apparatuurbronnen is laag, wat niet strookt met de ontwikkelingsrichting van netwerkresourcepooling en niet bevorderlijk is voor een uniforme planning van resources op de optische laag. Door in een vroeg stadium van de constructie apart te investeren in de ontkoppelde optische laag, is deze niet langer gebonden aan het toekomstige gebruik van één optisch laagsysteem door meerdere fabrikanten. In plaats daarvan combineert de ontkoppelde optische laag de northbound-interface met SDN-technologie om gerichte planning van kanaalresources op de optische laag mogelijk te maken en de bedrijfsflexibiliteit te verbeteren.
4. De netwerkapparatuur maakt naadloos verbinding met het eigen netwerkbeheerplatform van de internetprovider via de datastructuur van het YANG-model. Dit bespaart investeringen in de ontwikkeling van een beheerplatform en maakt de door de fabrikant geleverde NMS-software overbodig, waardoor de efficiëntie van gegevensverzameling en netwerkbeheer wordt verbeterd.
Opto-elektronische ontkoppeling is daarom een nieuwe richting voor de ontwikkeling van DCI-transmissienetwerken. In de nabije toekomst kan de optische laag van DCI-transmissienetwerken bestaan uit SDN-technologie, samengesteld uit ROADM+-noord-zuidinterfaces, waarbij kanalen naar believen kunnen worden geopend, gepland en hersteld. Het zal mogelijk zijn om apparaten met verschillende elektrische lagen van diverse fabrikanten te gebruiken, of zelfs een combinatie van Ethernet- en OTN-interfaces in hetzelfde optische systeem. Dit zal de efficiëntie bij systeemuitbreiding en -wijziging aanzienlijk verbeteren, de optische laag zal gemakkelijker te onderscheiden zijn, het netwerklogica-beheer zal overzichtelijker zijn en de kosten zullen sterk dalen.
Bij SDN draait het in de kern om het gecentraliseerde beheer en de toewijzing van netwerkbronnen. Welke DWDM-transmissienetwerkbronnen kunnen er dan beheerd worden op het huidige DCI-transmissienetwerk?
Er zijn drie kanalen, paden en bandbreedtes (frequenties). Het licht in de samenwerking tussen licht en IP wordt dus feitelijk beheerd en verdeeld via deze drie punten.
De IP- en DWDM-kanalen zijn ontkoppeld. Als de relatie tussen een IP-logische link en een DWDM-kanaal in een vroeg stadium wordt geconfigureerd en de relatie tussen het kanaal en IP later moet worden aangepast, kan de OXC-methode worden gebruikt om snel van kanaal te wisselen, zelfs op millisecondenniveau. Hierdoor merkt de IP-laag hier niets van. Dankzij OXC kan het beheer van de transmissiekanalen op elke locatie centraal worden uitgevoerd, waardoor de samenwerking met SDN-oplossingen wordt bevorderd.
De ontkoppeling van een enkel kanaal en IP is slechts een klein onderdeel. Door de bandbreedte aan te passen tegelijk met het kanaal, kan het probleem van de bandbreedtebehoeften van verschillende diensten op verschillende tijdstippen worden opgelost. Dit verbetert de benutting van de beschikbare bandbreedte aanzienlijk. Door de kanaalaanpassing in samenwerking met OXC te coördineren en de multiplexer- en demultiplexertechnologie van Flexible Grid te combineren, heeft een enkel kanaal geen vaste centrale golflengte meer, maar kan het een schaalbaar frequentiebereik bestrijken, waardoor een flexibele aanpassing van de bandbreedte mogelijk wordt. Bovendien kan, bij gebruik van meerdere diensten in een netwerktopologie, de frequentiebenutting van het DWDM-systeem verder worden verbeterd en kunnen de bestaande resources optimaal worden benut.
Met de dynamische beheermogelijkheden van de eerste twee kan het padbeheer van het transmissienetwerk bijdragen aan een hogere stabiliteit van de gehele netwerktopologie. Gezien de kenmerken van het transmissienetwerk heeft elk pad onafhankelijke transmissiekanaalbronnen. Het is daarom van groot belang om de kanalen op elk transmissiepad op een uniforme manier te beheren en toe te wijzen. Dit zorgt voor een optimale padselectie voor diensten met meerdere paden en maximaliseert het gebruik van kanaalbronnen op alle paden. Net als bij ASON worden goud, zilver en koper onderscheiden voor verschillende diensten om de stabiliteit van de hoogste serviceniveaus te garanderen.
Stel, er is een ringnetwerk bestaande uit drie datacenters A, B en C. Er is een dienst S1 (zoals een big data-dienst voor het intranet), van A naar B naar C, die 1 tot 5 golven van dit ringnetwerk beslaat. Elke golf heeft een bandbreedte van 100 Gbps en het frequentie-interval is 50 GHz. Er is een dienst S2 (externe netwerkdienst), van A naar B naar C, die 6 tot 9 golven van dit ringnetwerk beslaat. Elke golf heeft een bandbreedte van 100 Gbps en het frequentie-interval is 50 GHz.
Normaal gesproken voldoet dit bandbreedte- en kanaalgebruik aan de vraag, maar wanneer er bijvoorbeeld een nieuw datacenter wordt toegevoegd en de bedrijfsdatabase op korte termijn moet worden gemigreerd, verdubbelt de vraag naar intranetbandbreedte. De oorspronkelijke bandbreedte van 500 Gbps (5 x 100 Gbps) vereist nu 2 Tbps. De kanalen op transmissieniveau kunnen dan opnieuw worden berekend en er worden vijf kanalen van 400 Gbps ingezet in de golflengtelaag. Het frequentie-interval van elk 400 Gbps-kanaal wordt gewijzigd van de oorspronkelijke 50 GHz naar 75 GHz. Met behulp van flexibele ROADM-roosters en multiplexers/demultiplexers wordt het gehele transmissiepad geoptimaliseerd, waardoor deze vijf kanalen 375 GHz aan spectrumbronnen in beslag nemen. Nadat de resources op transmissieniveau gereed zijn, wordt de OXC via het gecentraliseerde beheerplatform aangepast. De transmissiekanalen die oorspronkelijk werden gebruikt voor de 1-5 golven van de 100G-servicesignalen worden aangepast aan de nieuw voorbereide 5 golven met een vertraging van milliseconden. Hierdoor wordt de functie voor flexibele aanpassing van bandbreedte en kanaal aan de DCI-servicevereisten voltooid en kan dit in realtime worden uitgevoerd. Uiteraard moeten de netwerkconnectoren van de IP-apparaten de functies voor aanpassing van de 100G/400G-snelheid en de optische signaalfrequentie (golflengte) ondersteunen, wat geen probleem zal opleveren.
Wat betreft de netwerktechnologie van DCI, is het werk dat via transmissie kan worden uitgevoerd van een zeer laag niveau. Om een intelligenter DCI-netwerk te realiseren, moet dit in combinatie met IP worden geïmplementeerd. Bijvoorbeeld door MP-BGP EVPN+VXLAN te gebruiken op het IP-intranet van DCI om snel een Layer 2-netwerk over de datacenters heen te implementeren. Dit netwerk is zeer compatibel met bestaande netwerkapparatuur en voldoet aan de behoefte van virtuele machines van tenants om flexibel tussen datacenters te kunnen bewegen. Door segmentrouting te gebruiken op het externe IP-netwerk van DCI kan verkeerspadplanning worden uitgevoerd op basis van onderscheid tussen bronnen, waardoor de visualisatie van uitgaand verkeer tussen datacenters, snelle routeherstel en een hoge bandbreedtebenutting mogelijk zijn. Het onderliggende transmissienetwerk werkt samen met het multidimensionale OXC-systeem. In vergelijking met de huidige conventionele ROADM kan hiermee een fijnmazige servicepadplanning worden gerealiseerd. Het gebruik van niet-elektrische transmissiegolflengteconversietechnologie kan het probleem van fragmentatie van kanaalspectrumbronnen oplossen. De integratie van resources op boven- en onderliggende niveaus voor bedrijfsbeheer en -implementatie, flexibele implementatie en verbeterd resourcegebruik zal een onvermijdelijke ontwikkeling in de toekomst zijn. Momenteel besteden enkele grote binnenlandse bedrijven aandacht aan dit gebied en zijn er al enkele gespecialiseerde start-ups die onderzoek doen naar en ontwikkeling verrichten van gerelateerde technische producten. Hopelijk zullen er dit jaar nog totaaloplossingen op de markt komen. Mogelijk zal OTN in de nabije toekomst ook verdwijnen uit carrier-class netwerken, waardoor alleen DWDM overblijft.
Geplaatst op: 15 februari 2023