Dando vida a uma rede óptica aberta: histórias do campo

Por Andrés Madero, CTO, CALA, Infinera

A rede óptica aberta (OON, em inglês) é uma abordagem de rede cada vez mais popular em que os terminais ópticos são desacoplados do sistema de linha, possibilitando que as operadoras operem sinais gerados por transceptores de vários fornecedores em um sistema de linha aberta de multiplexação por divisão de comprimento de onda denso (DWDM) de um fornecedor diferente. Ela permite que as operadoras se tornem mais competitivas, viabilizando uma escolha mais ampla de fornecedores que contribui para uma cadeia de suprimentos mais resiliente, para o acesso mais rápido à inovação e para uma economia melhorada.

Há um número crescente de plugáveis ópticos coerentes de alto desempenho no mercado que podem ser equipados diretamente em switches e roteadores em implementações IP sobre DWDM (IPoDWDM). Estes ignoram o uso tradicional de transponders, simplificando a arquitetura e reduzindo custos. Faz parte de uma tendência mais ampla que vê as redes ópticas evoluírem para ambientes diversos em termos de fornecedores de equipamentos, mas também de plataformas de transporte.

Mas alguns fornecedores de serviços de comunicações (CSPs) estão hesitantes antes de embarcar de forma abrangente em implementações ópticas multifornecedores e multiplataformas, porque estão cautelosos com a potencial complexidade operacional. Isto aponta para a necessidade de simplificar e unificar o funcionamento de uma rede óptica aberta – especificamente, com uma componente de gestão e controle optimizada para este tipo de ambientes.

Existem três tipos de implementação em que a automação de software elimina com sucesso a areia nas engrenagens das operações OON.

1. Seguindo a jornada de abertura da rede

A maioria dos CSPs com quem trabalho iniciou suas jornadas ópticas abertas de forma exploratória, implantando alguns transponders isolados de um novo fornecedor em um sistema de linha existente. A interoperabilidade óptica não é difícil de alcançar se as regras do sistema de linha para potência óptica transmitida e larguras espectrais forem atendidas e ainda mais com sistemas de linha abertos que oferecem algoritmos de controle de ligação e potência.

Quando apenas alguns canais ópticos de um segundo fornecedor são adicionados, eles podem ser configurados e monitorados manualmente. Mas à medida que estas implementações aumentam, a introdução de uma solução adequada de gestão e controlo que funcione para equipamentos de qualquer fornecedor se torna obrigatória. Este tipo de software, um controlador de domínio óptico, lida com todos os elementos de rede que têm a mesma função de maneira consistente, independentemente do fornecedor, usando modelos de dados comuns e interfaces sul (southbound) bem definidas. Ele abstrai os detalhes da rede, expondo sua funcionalidade por meio de interfaces de programação de aplicativos (APIs) de direção norte (northbound) máquina a máquina, em direção a um controlador hierárquico ou a outros aplicativos de backoffice e automação.

Os CSPs selecionam controladores de domínio óptico alinhados com os mais recentes padrões de rede aberta e iniciativas do setor em termos de arquiteturas (por exemplo, TIP OOPT, ONF) e interfaces (por exemplo, OpenConfig, TAPI) para garantir ampla compatibilidade, integração perfeita e prontidão para evoluir. Os CSPs em que escolhem seguir a jornada das redes ópticas abertas tendem a adotar controladores de domínio óptico de maneira faseada:

i) Inicialmente, o controlador de domínio óptico é usado para descobrir a topologia e o equipamento de rede de vários fornecedores, bem como seus serviços, oferecendo visualização e supervisão de toda a rede, incluindo transponders e sistemas de linha, sob um único painel de vidro. A maioria das operadoras então integrando o controlador de domínio aberto com suas ferramentas de monitoramento e inventário – funcionalidades fundamentais sobre as quais as operadoras de rede podem construir uma automação mais complexa.

ii) Em seguida vem a criação de serviços ópticos. Isto é relativamente fácil de conseguir para a camada 1 (layer 1- ou seja, configuração de transponder de vários fornecedores), na qual os modelos de dispositivos padrão são mais maduros e semelhantes entre os fornecedores. Embora essa funcionalidade por si só ofereça um bom valor para CSPs, os melhores controladores de domínio óptico da categoria também oferecem provisionamento de serviços de camada 0 (layer 0) de ponta a ponta sobre os sistemas de linha, configurando todas as conexões ao longo do caminho óptico.

iii) A etapa final é a integração abrangente do backoffice, automatizando fluxos de trabalho específicos da operadora, incluindo interoperabilidade com sistemas de encomenda, com orquestradores de redes e serviços multicamadas e, ou até mesmo aplicativos de análise e aprendizado de máquina (machine learning) - a maioria dos CSPs com quem converso ainda não concluiu esta fase, mas as ferramentas estão lá.

2. Misturando e combinando transponders e plugáveis ópticos

O número crescente de plugáveis ópticos coerentes de vários fornecedores que podem ser equipados em roteadores é outra força motriz para redes ópticas abertas. 

Os provedores de conteúdo de Internet foram pioneiros no IPoDWDM com 400G ZR equipados em roteadores para interconexão de data centers a curta distância. A evolução tecnológica para módulos de maior desempenho (Open ZR+, XR) possibilita que plugáveis em roteadores se conectem diretamente também a redes metropolitanas e de longa distância baseadas em ROADMs. Os CSPs estão começando a adotar o IPoDWDM e a identificar a capacidade de gerenciamento como prioridade máxima ao selecionar plugáveis.

Além disso, quando plugáveis ópticos coerentes equipados em roteadores coexistem em uma rede com transponders, todos devem seguir a mesma abordagem de gerenciamento, compartilhando fluxos de trabalho, apoiados por uma solução de software comum. Os melhores controladores de domínio óptico da categoria fornecem controle consistente e independente do fornecedor para plugáveis ópticos e para transponders, consolidando seus dados com os do sistema de linha, numa jornada semelhante à descrita acima.

3. Abertos e ainda assim resilientes

Como acontece com qualquer tecnologia, existem pioneiros em redes ópticas abertas: operadoras que não apenas adotaram redes ópticas abertas, mas exigem delas funcionalidades avançadas, como restauração. A maioria das soluções de restauração óptica atualmente são implementadas usando planos de controle GMPLS, que, apesar das tentativas de padronização, continuam a depender de mecanismos de sinalização proprietários e não funcionam em ambientes em que coexistem vários fornecedores. Mas existem alternativas como aplicativos de restauração baseados em redes definidas por software (SDN) recentemente chegados ao mercado e que estendem essa funcionalidade para redes abertas, fazendo uso da funcionalidade oferecida pelos controladores de domínio óptico – supervisão de rede de vários fornecedores, computação de caminho independente de fornecedor e provisionamento de serviços. Um aplicativo de restauração reage a uma falha de rede, normalmente acionada por um alarme de transmissão de serviços ou por um alarme de equipamento, e orquestra a restauração de todos os serviços afetados, decidindo novos caminhos e depois reconfigurando os recursos necessários para recuperar o tráfego.

O momento perfeito para abraçar a diversidade da rede

As implementações em campo de redes ópticas abertas estão acontecendo em diversas regiões, com diferentes graus de complexidade e o seu número está aumentando com o suporte de soluções de software capazes de gerenciar equipamento de vários fornecedores. À medida que os fóruns da indústria trabalham em direção à convergência de arquiteturas de controle e padronização de interfaces, as soluções de software no mercado estão amadurecendo e suportando com sucesso cenários no campo de redes abertas cada vez mais avançados. É o momento perfeito para abraçar a diversidade da rede com confiança.