HERD pour l'ère Gigabit | Corning

HERD pour l'ère Gigabit

HERD pour l'ère Gigabit

Par Katia Safonova et Kevin Bourg, Corning Optical Communications
Paru dans "Broadband Technology report",  29 août 2018

Alors que les opérateurs continuent de croître leurs réseaux hybrides fibre et coaxe (HFC), l'espace au sein de la tête de réseau ou du hub reste limité. Chaque  mise à niveau apporte de nouveaux équipements déployés aux côtés de nouveaux systèmes CMTS. Avec les transitions vers la fibre dans les bâtiments ou une installation coaxiale entièrement passive, les opérateurs peuvent faire face à 10 fois plus de nœuds sur le terrain - avec une prime encore plus élevée pour l'espace dans les installations.

La bonne nouvelle est que l'industrie des télécommunications dans son ensemble fait face à ces défis depuis des années, pas seulement les câblo-opérateurs. Les opérateurs de télécoms, les câblodistributeurs et les opérateurs municipaux font face à un espace limité dans leurs installations pour poursuivre leur expansion. Maintenant, on peut demander: " Pourquoi ceci serait-il une bonne nouvelle? " La réalité est que l'industrie cherche depuis des années comment fournir un environnement plus agile pour déployer la capacité et l'évolutivité tout en s'éloignant de plates-formes propriétaires. Il existe donc aujourd'hui un argument clair pour résoudre ces problèmes avec la virtualisation des fonctions réseau (NFV).

Soulager les problèmes d'espace grâce à la virtualisation

L'infrastructure réseau du central déployée depuis plus de 50 ans ne convient plus aux expansions futures. Le concept de ré-architecture d'un central en Data Center (CORD) a fait ses preuves : avec des structures logicielles flexibles et agiles, les opérateurs télécoms ont récolté les avantages de l'évolutivité et du déploiement rapide de nouveaux services.

CORD offre trois avantages principaux, le premier étant l'utilisation de logiciels contenus dans le Cloud. Cela reste un avantage polyvalent et fondamental de l'approche. Cependant, deux avantages supplémentaires - l'utilisation des réseaux définis par logiciel (SDN) et NFV - doivent aussi être considérés.

Le besoin accru de capacité vient d'une soif mondiale de vitesses plus élevées. Des réseaux ultrarapides sont nécessaires pour tenir la promesse des technologies émergentes, des villes intelligentes et de «l'Internet des objets». Dans le cas des MSO, la demande de services étendus allant de la vidéo à la demande à la télévision haute définition crée une pression accrue sur la tête de réseau et son réseau, en particulier lorsque nous cherchons à le développer.

Les augmentations de trafic peuvent être traitées en ajoutant des nœuds et des fibres, mais cette approche n'est faisable et évolutive que jusqu'à un certain point. Dans la tête de réseau, la surutilisation des fibres peut créer le besoin d'une identification longue et fastidieuse des longueurs et des itinéraires optimaux des câbles ainsi que de l'encombrement dans les armoires. Pire encore, cela peut entraîner des risques opérationnels et des problèmes de performances et, en fin de compte, une montée en gamme coûteuse.

L'application d'un paradigme CORD est un moyen robuste pour saisir des avantages évolutifs, aidant les opérateurs à devancer la demande en augmentant la capacité du réseau tout en réduisant les coûts.

Comment les MSO s'intègrent

Jetez un coup d'œil à l'approche en couches de l'architecture de fibre optique observée dans les réseaux HFC, comme le montre la figure 1, avec trois niveaux de fibre depuis une tête de réseau jusqu'au nœud final. Bien que ce cas général ne s'applique pas à tous les MSO (car certains n'incluront pas de nœud secondaire), il montre comment la pression sur la tête de réseau peut être réduite en appliquant plusieurs couches pour gérer les exigences de câblage.

À mesure que les déploiements de périphériques PHY distants (RPD) augmentent, les MSO sont en mesure de commencer la virtualisation de la tête de réseau. Dans un déploiement RPD, la couche physique DOCSIS est déplacée de la tête de réseau vers le champ au sein d'un nœud HFC distribué. L'espace pour les grands émetteurs analogiques et les récepteurs numériques / analogiques n'est plus nécessaire sur site. En outre, le CMTS commence à ressembler à un switch MAC de couche 2 qui peut être virtualisé dans une plate-forme de services non propriétaires. Cette nouvelle architecture basée sur RPD réduit les contraintes de refroidissement et d'espace au niveau de la tête de réseau et du hub, avec un équipement standard inspiré des Data Center. Ainsi, le concept de ré-architecture en Data Center peut être appliqué efficacement dans ce que nous appellerons la tête de réseau ré-architecturée en tant que Data Center (HERD).

 

   
  Figure 1. Architecture HFC traditionnelle.  

Rejoignez le troupeau

En adoptant un cadre plus agile, les opérateurs CATV peuvent créer un réseau rationalisé qui peut être mis à l'échelle efficacement et de manière rentable. Une architecture à deux niveaux Spine-Leaf, comme le montre la figure 2, peut aider à faciliter HERD, qui est plus pratique pour transférer des données à partir de modems câble ou de décodeurs vers le routeur (d'est en ouest).

 

   
  Figure 2. Architecture Spine-Leaf à deux niveaux.  

 

Cette architecture de réseau se compose principalement de deux parties - une couche switch Spine et une couche switch Leaf. Chaque switch Leaf est connecté à chaque switch Spine, améliorant considérablement l'efficacité et réduisant le délai entre serveurs. De plus, l'architecture Spine à deux niveaux permet aux MSO d'éviter des achats d'équipements de couche centrale coûteux, tout en facilitant l'ajout de switchs et de périphériques pour une expansion en fonction des besoins au lieu d'un investissement initial.

Avec l'approche HERD, les câblo-opérateurs peuvent rationaliser leurs infrastructures en déplaçant les fonctions de contrôle et de plan de données du réseau d'accès au sein de plates-formes CMTS propriétaires, situées dans la tête de réseau ou réparties dans les hubs, vers des serveurs standard blancs et des switchs au niveau de la tête de réseau.

Une implémentation SDN permet une structure de réseau simplifiée qui permet de séparer les plans de contrôle et de données tout en permettant la programmation du contrôle. La capacité SDN est implémentée par un logiciel fonctionnant sur des serveurs disponibles dans l'industrie, contrôlant les switchs standard et les blades I/O via une interface ouverte. (Cependant, des défis subsisteront dans la mesure où certaines blades devront être utilisées dans des sites ou emplacements distants des hubs.)

Dans l'exemple de NFV, qui favorise l'utilisation de la virtualisation dans le plan de données, les serveurs de boîte blanche fournissent à nouveau un hub central au sein de la tête de réseau pour une orchestration logicielle plus agile.

Solutions logicielles activées par le matériel

Une approche réorganisée pour répondre à l'augmentation de la demande en données et en agilité des réseaux MSO offre des avantages d'intégration et de positionnement d'une solution logicielle. Cependant, elle nécessite aussi du matériel adapté pour obtenir un résultat HERD complet.

Pour une mise en œuvre optimale et évolutive des racks virtuels sur la tête de réseau, un système de gestion des fibres haute densité doit être couplé avec des fibres optimisées. Une armoire haute densité avec accès avant ou arrière qui permet des applications de cross- et d'interconnexion offre une mise en œuvre plus facile des intégrations SDN et NFV. Le matériel évolutif signifie également que, même s'il y a une croissance significative dans un réseau donné, la tête de réseau peut continuer d'offrir des demandes et exigences accrues.

Une réponse prête pour l'avenir

L'adoption d'une approche HERD tire parti des logiciels et du matériel disponibles pour permettre une mise en réseau prête pour l'avenir. Les demandes en capacité et l'évolution des technologies continueront de faire pression sur l'infrastructure existante qui a besoin d'une technologie évolutive adaptée.

La transformation en un réseau de distribution normalisé offre aux MSO la possibilité d'évoluer vers une infrastructure optique prête pour l'avenir. Pour offrir les performances et les capacités que leurs clients attendent, les câblo-opérateurs migrent maintenant leurs réseaux vers l'ère gigabit. Les capacités à grande vitesse à l'horizon occuperont l'intégralité du réseau. Cela commence au niveau de la tête de réseau par un passage à la virtualisation.

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