Êtes-vous prêt pour la technologie 400G?
Nous utilisons les réseaux de données plus que jamais auparavant. Posez-vous la question : Combien de ces technologies dépendantes du réseau voyez-vous utilisées chaque jour?
- Internet des objets
- Infonuagique
- Informatique en périphérie
- Réalité virtuelle
- Diffusion vidéo en continu ultra-haute définition (4K et 8K)
- Intelligence artificielle
La réponse est probablement plus élevée que vous ne le pensez.
Et ce ne sont là que les technologies actuelles. Qui sait quelles innovations à venir feront augmenter encore plus fortement le trafic de réseau? Sans compter qu’avec le début de l’ère de la 5G, on peut s’attendre à ce que cette tendance à l’utilisation des réseaux s’emballe.
C’est pourquoi les opérateurs de réseaux et de centres de données travaillent avec les fabricants d’équipement pour valider dans leurs laboratoires les nouveaux éléments de réseau compatibles avec l’Ethernet 400G. Le fruit de ces travaux aidera les opérateurs à respecter les ententes de niveau de service avec la clientèle, qui s’attend à une vitesse et une capacité accrues des flux de données, tout en réduisant le coût et la consommation d’énergie par bit (et en améliorant par le fait même leur rentabilité).
Mais pour y arriver, il faudra s’attaquer à la 400G.
Qu’est-ce que cela signifie, une vitesse de 400G? Bref exposé des détails techniques
En deux mots, le débit réel d’une liaison Ethernet 400G est de 425 Gbit/s. Oui, vous avez bien lu.
La norme IEEE P802.3bs donne les spécifications techniques du débit de données Ethernet 400G. Cette norme établit également un mécanisme obligatoire de correction d’erreurs sans circuit de retour (FEC) pour non seulement détecter, mais aussi corriger les erreurs dans la transmission. Les bits supplémentaires requis pour le mécanisme FEC sont inclus dans le débit de ligne de 425 Gbit/s
Comment une transmission à 400 Gbit/s est-elle possible? Grâce à l’adoption de la modulation d’impulsions en amplitude à 4 niveaux (PAM4). Avec la PAM4, les opérateurs mettent en œuvre 8 voies de 50G ou 4 voies de 100G pour différents formats (p. ex. OSFP et QSFP-DD). Cette architecture d’émetteur-récepteur optique d’avant-garde prend en charge une vitesse de transmission Ethernet allant jusqu’à 400 Gbit/s sur des fibres optiques parallèles ou à longueurs d’onde multiples.
Par contre, la modulation multiniveau complique l’analyse. Nous avons donc besoin d’outils avancés, comme des histogrammes de diagramme en œil PAM4 et des capacités de préaccentuation et d’égalisation, pour gérer cette complexité.
Déploiement de réseaux 400G : Où en sommes-nous?
Les opérateurs de réseau testent actuellement de nouveaux équipements de réseau, notamment des commutateurs et des routeurs, capables de prendre en charge des interfaces client 400G ainsi que d’autres équipements de transport 400G. Ils modernisent également leur infrastructure. Mais cela pourrait aller plus vite.
Déploiement de réseaux 400G : Quels sont les défis?
En un mot : il y a en a plusieurs.
Les émetteurs-récepteurs optiques sont les éléments les plus importants pour ce déploiement. La maturité de leur développement, leur disponibilité, leur coût et leur fiabilité ne répondent pas encore aux attentes des opérateurs.
De plus, de nombreux types d’émetteurs-récepteurs différents sont utilisés en général dans divers environnements sur des distances variables. Les émetteurs-récepteurs QSFP56-DD et OSFP sont utilisés dans les réseaux 400G de laboratoires et de centres de données des opérateurs, tandis que l’optique cohérente est déployée pour les réseaux métropolitains et l’interconnexion de centres de données et le sera bientôt dans les réseaux sous-marins.
Parallèlement, dans les grands centres de données, la densification des ports se poursuit. Les équipes d’exploitation augmentent la capacité des liaisons d’agrégation en les faisant passer de 10GE à 25GE ou 50GE, et de 100GE à 200GE ou 400GE.
Les tests et le monitoring de réseau sont eux aussi plus importants que jamais. En effet, les nouveaux services 5G ne sont pas possibles sans des liaisons 400G performantes. Les mesures de latence restent un point de comparaison essentiel pour les opérateurs qui évaluent la qualité de l’expérience offerte par les fournisseurs de services. La qualité optimale de l’expérience dépend également du débit de données, de la perte de trames, de la variation de la latence (gigue) et d’autres paramètres.
Étant donné tous les défis inhérents aux liaisons 400G, il n’est tout simplement pas réaliste d’envisager le déploiement d’un réseau prêt à l’emploi. Les opérateurs de réseaux devront investir pour que leurs réseaux prennent efficacement en charge tous les services promis par les technologies nouvelles et émergentes. Ces investissements doivent porter sur les composants physiques (couche 1 : fibres optiques, connecteurs, connexions, etc.) et de niveau supérieur [couche 2 (liaison de données – Ethernet) et couche 3 (réseau – IP)].
Quelles sont les exigences en matière de tests des réseaux 400G?
Les exigences dépendent du contexte.
Tests sur le terrain
Les techniciens et ingénieurs sur le terrain doivent mettre à jour leurs procédures de test afin d’inclure les éléments requis pour la transmission 400G. En ce qui concerne les tests physiques, les techniciens doivent être en mesure d’évaluer si les connecteurs, les interfaces et les fibres optiques respectent normes de rendement plus élevées exigées par une vitesse de 400G.
Les émetteurs-récepteurs 400G doivent être validés selon certains critères comme :
- Évaluation du taux d’erreurs sur les bits avant et après FEC
- Consommation d’énergie
- Monitoring de température
- Évaluation physique du signal à l’aide d’un histogramme ou d’une préaccentuation/égalisation
Tests dans les laboratoires d’opérateurs
Les opérateurs reçoivent de nouveaux composants des fabricants d’équipement de réseau, mais ils doivent évaluer et mettre à l’épreuve soigneusement ces composants dans leurs laboratoires avant de les utiliser dans un réseau 400G. Les fournisseurs effectuent donc des tests et des évaluations comparatives en suivant des procédures de test normalisées, comme celles basées sur la recommandation RFC 2544 ou la mesure du taux d’erreur sur les bits.
Prestation de services
Pour l’utilisateur final, l’important, c’est la qualité du service qu’il reçoit. Cette qualité de service est déterminée par des facteurs tels que le débit, la latence, la gigue et la perte de trames. Les ententes de niveau de service définissent ces paramètres d’après des procédures reconnues et normalisées, comme celles de la recommandation UIT-T Y.1564.
Pour atteindre les objectifs des ententes de niveau de service, les opérateurs doivent valider non seulement le rendement des trames Ethernet de la couche 2, mais aussi l’efficacité de transmission des paquets IPv4 et IPv6 de la couche 3.
Revenons à notre question : Êtes-vous prêt pour la technologie 400G?
Une transformation numérique colossale aura lieu au cours des cinq prochaines années, et le déploiement de la technologie 400G est l’un de ses plus importants catalyseurs.
C’est pourquoi des investissements massifs dans les solutions pour des débits de 400G (et plus) ont déjà commencé. Une infrastructure de réseau solide et fiable basée sur des liaisons 400G est en cours de déploiement, ce qui permettra un nombre pratiquement illimité de connexions réseau.
Procurez-vous les bons outils de tests, de monitoring et d’analyse
La solution FTBx-88480 d’EXFO offre toutes les applications de test et les outils avancés nécessaires à la validation des réseaux 400G. Cette solution est prête pour le futur, car en plus de prendre en charge les interfaces optiques actuelles, elle est conçue pour être compatible avec les nouvelles technologies optiques qui deviendront disponibles.
La solution FTBx-88480 d’EXFO comprend le système d’émetteur-récepteur ouvert (OTS) exclusif qui prend en charge les interfaces QSFP28, CFP4, QSFP+, SFP28, SFP+ et SFP. Elle est également prête pour les nouvelles technologies, comme les émetteurs-récepteurs cohérents ZR et ZR+.
Moderniser de manière diligente et fiable l’infrastructure de réseau est un défi perpétuel. Grâce aux solutions d’EXFO, les opérateurs seront en mesure de relever ce défi pour de nombreuses années.
