Rede aberta, programável, automatizada e controlada por software
A pandemia da COVID-19 mostrou como as redes de telecomunicações são críticas. Entre outros fatores, elas estão garantindo a continuidade dos negócios, atendendo e dando apoio às infraestruturas críticas. Também temos visto um aumento no crescimento dos dados, com mais capacidade em geral em execução sobre as redes. De acordo com um dos mais recentes projetos da ACG Research, as operadoras ao redor do mundo estão mostrando crescimento de tráfego entre 30% e 40% ano após ano, impulsionado pelas mídias sociais, pelos mais recentes lançamentos da tecnologia 5G, pelo aumento do fluxo online e pelas digitalização e “cloudificação” dos serviços.
Além da rede, a sustentabilidade e a responsabilidade ambiental estão levando as operadoras de rede a repensar constantemente suas redes e a considerar o impacto de suas operações, melhorando a eficiência energética, revisando a redução de desperdícios, e usando os recursos de forma mais eficaz. Além disso, as operadoras de rede estão continuamente transformando seus equipamentos e operações de rede envelhecidos, não escaláveis, proprietários e que consomem muita energia, em soluções mais novas, leves, abertas, escaláveis, padronizadas e muito mais econômicas. Essas não são tarefas simples e únicas e, na jornada de evolução da rede, uma migração muitas vezes segue a outra, e os ciclos de migração se aceleraram nos últimos tempos.
É importante que o setor de telecomunicações evolua continuamente para ajudar a reduzir custos, consumo de energia, espaço e ruído e para melhorar a escalabilidade da rede, mas também, igualmente importante, para ajudar a acelerar a tomada de decisões ao mesmo tempo em que acelera e automatiza projetos de migração de rede. Portanto, as principais etapas de otimização incluem a digitalização de redes, a remoção de metodologias proprietárias de gerenciamento e operações de redes e a implementação de interfaces padrão. Este é um passo crucial para permitir um gerenciamento de rede multifornecedor e multicamada mais fácil, mais rápido e mais produtivo. Esta etapa também marca o ponto de inflexão para aplicativos aprimorados de análise e automação de rede que agora podem ser implementados de forma mais eficiente, uma vez que os métodos operacionais estão mais unificados em toda a rede e em vários provedores de soluções. Os benefícios da automação de rede são muito poderosos:
- Melhorias gerais da eficiência no trabalho diário
- Aceleração das tarefas de operação da rede
- Melhor visibilidade da rede e do tráfego
- Utilização mais eficaz dos recursos da rede
- Redução de erros humanos
- Aceleração da migração de rede por meio da assistência de software
- Economia geral de CapEx e OpEx
As redes de transporte óptico, os domínios de camada 0 (zero) e camada 1 da infraestrutura de rede, são backbones de alta velocidade que precisam fornecer resiliência, escalabilidade, segurança e rendimento máximo. Estes eram tradicionalmente domínios de rede muito centrados em hardware que normalmente eram fechados, proprietários, e a mais estática de todas as camadas. Com as recentes evoluções tecnológicas, como a tecnologia coerente, e com a desagregação da camada 1 e da camada 0, as redes ópticas estão se tornando significativamente mais dinâmicas. A desagregação da camada de transporte óptico é valiosa, pois permite que as operadoras tenham mais opções, implementem inovações mais rapidamente e melhorem a economia. Cada geração de tecnologia de transponder de camada 1, por exemplo, normalmente melhora o custo total de propriedade entre 20% e 30%. A desagregação e a rede aberta são as últimas tendências, e um relatório “Heavy Reading” de 2021 mostrou que mais de 70% das operadoras de rede pesquisadas estavam muito propensas a implantar a mais recente tecnologia coerente de 800G de fornecedores de DWDM não incumbentes e a operar diferentes comprimentos de onda com o objetivo de reduzir o custo por bit e utilizar a fibra de forma mais eficiente.
Agora é imperativo que a camada de rede de transporte óptico se torne digitalizada e mais padronizada para que as operadoras possam implementar, gerenciar, operar e evoluir essas redes com mais rapidez e otimizá-las de forma mais abrangente, incluindo a coordenação em tempo real com as camadas superiores, como a camada 3 ou a camada IP, melhorando a comunicação máquina a máquina. A automação da rede irá acelerar ainda mais as operações de rede . No entanto, existem certas barreiras nas redes atuais e, de acordo com o relatório da ACG, as interfaces de programação de aplicativos abertas (APIs abertas) e os padrões abertos são os recursos mais importantes e exigidos. Normalmente, eles são abordados com uma camada de software intermediária, o chamado controlador de rede definida por software (SDN), que fornece uma maneira de abstrair a infraestrutura física e não exige que as operadoras substituam o hardware legado. A implementação do controle e do software da SDN é hoje um passo importante nas redes de vários fornecedores, e mais de 70% das operadoras o consideram como extremamente importante ou crítico para um futuro próximo.
Muitos fornecedores de rede de transporte implementaram APIs abertas padrão em seus controladores SDN para que sua infraestrutura seja abstraída e digitalizada para os padrões mais recentes. Os fornecedores também estão permitindo APIs abertas nativas em suas plataformas e sistemas com base em modelos de dados padrão, como o YANG, para acelerar a adoção de suas soluções. Além disso, tanto fornecedores quanto provedores de serviços estão participando ativamente de iniciativas do setor, como Telecom Infra Project (TIP), Open ROADM MSA, Internet Engineering Task Force (IETF) e Open Networking Foundation (ONF) para garantir que a implementação esteja de acordo com as normas e para assegurar o interfuncionamento, enquanto as operadoras de rede garantem que seus casos de uso e seus interesses sejam cobertos.
O controlador SDN óptico normalmente gerencia os transponders e o sistema de linha, e ele interage diretamente com o hardware de rede, transponders e sistema de linha DWDM em direção ao sul através de interfaces proprietárias ou OpenConfig ou Open ROADM e para o norte em direção ao controlador hierárquico através, por exemplo, de uma interface T-API. Caso haja mais fornecedores ópticos a serem gerenciados, cada fornecedor implanta seu próprio controlador SDN. Como a rede tem mais camadas, como IP, esses provedores de soluções também implementam seus controladores SDN. O controlador hierárquico, também chamado de orquestrador multicamadas, traz todas as camadas de tecnologia para o sistema de suporte de operações ou sistema de suporte comercial com APIs abertas padronizadas, como a T-API. Com tal infraestrutura, as operações e a gestão são mais unificadas e simplificadas. Aplicativos tais como análise de rede, inteligência artificial e aprendizagem de máquina agora podem ser implementados mais rapidamente e facilmente, o que melhora ainda mais as operações de rede.
Nos últimos anos, vimos que as arquiteturas de software de gerenciamento e operações dessas redes de multicamadas e de vários fornecedores estão convergindo em termos de arquiteturas de controle de referência. No caso do TIP, IETF, ONF e Open ROADM, vemos uma configuração de arquitetura similar.
A evolução mais recente no ecossistema SDN é evoluir para controladores de domínio de vários fornecedores. Em vez de se ter um controlador SDN de cada fornecedor ou provedor de soluções, há uma tendência de implantar um controlador de domínio óptico que gerencia todos os equipamentos de rede óptica, independentemente do fornecedor. Da mesma forma, existe um controlador de domínio IP que gerencia todos os equipamentos de rede IP. Essa evolução exige que os elementos e sistemas de rede suportem APIs abertas padrão, com modelos de dados (YANG/OpenConfig) ganhando preferência.
A gestão e as operações agora estão mais simplificadas e unificadas. No entanto, ainda há algum trabalho a ser feito nas padronizações para cobrir todos os requisitos e preencher todas as lacunas. No entanto, essas evoluções prometem permitir uma integração mais rápida de tecnologias inovadoras de qualquer fornecedor, uma vez que o modelo operacional permanece o mesmo e apenas a adoção é necessária. O diagrama abaixo mostra uma arquitetura bastante simplificada para a qual as redes estão convergindo atualmente.
Resumo
A jornada de transformação da rede continua. As redes de transporte de telecomunicações e, especialmente, as redes de transporte óptico estão sendo transformadas de redes centradas em hardware, manuais, fechadas e proprietárias com operações reativas, para redes proativas, abertas, programáveis, automatizadas e orientadas por software. Estamos nos preparando para redes de nível superior mais programáveis, automatizadas e orietadas por valores na era das redes 5G e das redes em nuvem.
| Redes Tradicionais | Redes Evoluídas do Amanhã |
| Centrada em hardware | Orientada por software |
| Manual | Automatizada e autossustentável |
| Fechada/Proprietária | Aberta e Programável |
| Reativa | Proativa/Intuitiva |
| Orientada por custos | Orientada por valor |
Este artigo foi publicado pela primeira vez no Optical Connections News.
Andrés Madero, CTO da Infinera para América Latina e Caribe
