У 2022 році постачальники послуг забезпечили коректну роботу понад 8 мільярдів персональних мобільних пристроїв та 4 мільярдів IoT підключень.
— Cisco WonderWall

Через зменшення доходів провайдерам доводиться балансувати між двома вимірами. З однієї сторони, потреби розвивати свою мережу, щоб йти у ногу зі зростаючою пропускною здатністю та задовольняти очікування клієнтів. З іншої – великі витрати (CapEx та OpEx), необхідні для роботи чинних платформ та створення нових конкурентоспроможних пропозицій.

Постачальники послуг почали перетворювати свої мережі в конвергентні архітектури, готові до 5G, щоб задовольнити потреби у трафіку, що продовжують зростати. Однак це досить складне завдання, оскільки багаторівнева й ізольована природа мережевої інфраструктури, а також багаторівневі схеми стійкості, часто призводять до низького рівня використання та поганої монетизації мережевих ресурсів.

Застаріла архітектура також призводить до ускладненого менеджменту та ручного втручання на декількох рівнях, створюючи проблеми у впровадженні наскрізної автоматизації із замкнутим циклом.

Протягом багатьох років GREENNET допомагає трансформувати свою архітектуру клієнтам-постачальникам послуг, орієнтуючись на вимоги ринку та технологічні тенденцій. Все для того, щоб подолати майбутні виклики та продовжити успішний розвиток.

Механізми передачі даних IP/MPLS & SR

В IP/MPLS є ряд основних цілей.

  • Перша та найочевидніша – побудувати інфраструктуру, здатну підтримувати пакетні та TDM-послуги, необхідні для мобільної мережі 2G/3G/4G.
  • Друга – це масштабованість. Завдяки їй архітектура може підтримувати мережеві вимоги найбільших операторів, які використовують пакетні технології. Починаючи від ядра та закінчуючи рівнем доступу мережі.
  • Третя – створення економічно ефективної інфраструктури. Такої, щоб при переміщенні від рівня ядра до рівня доступу площини контролю та передачі (Control and Forwarding/Data Plane) мережевих пристроїв ставали простішими та ефективнішими в економічному плані.

IP/MPLS покладається на поділ мережі на різні домени та введення ієрархії, яка має домен IP ядра у центрі (не плутати з мобільним ядром) та домени агрегації та доступу, що оточують це ядро. Кожен домен ізольований від інших та використовує власний протокол маршрутизації (IGP). Коли для надання послуги потрібне міждоменне з’єднання, діє Протокол Граничного Шлюзу (BGP), що містить відповідні міждоменні префікси. Таким чином є комунікація між кінцевими точками. Цей метод виявився надзвичайно успішним. Сьогодні багато мереж постачальників послуг розгорнуті з використанням саме IP/MPLS, що працює в мережах ядра, та мережах доступу.

Попри те, що архітектура IP/MPLS є надзвичайно успішною, існують певні труднощі. Вони пов’язані зі складністю рівня керування (CP), кількістю протоколів та конфігурацій на рівні пристрою, необхідних для створення служби, яка відразу охоплює багато доменів.

Як же розібратись із цими негараздами? Для вирішення пропонується еволюція в напрямку сегментної маршрутизації (SR) з можливістю переходу до інфраструктури, що орієнтована на програмно-визначені мережі (SDN). Такий підхід зменшує кількість протоколів на рівні керування (CP), таких як протокол розподілу міток (LDP) та протокол резервування ресурсів – інженерія трафіку (RSVP-TE). Також він видаляє стан потоку з мережі та надає декілька варіантів реалізації рівня керування (CP). Варіювання відбувається від повністю розподіленої реалізації до гібридного підходу, коли маршрутизатор та контролер SDN поділяють функціональні можливості між собою.

Ця 5G інфраструктура передачі здатна надавати широкий спектр сервісних технологій із відповідними угодами про рівень обслуговування на основі IP (SLAи), включаючи технології VPN на основі BGP: EVPN і VPNv4/v6, нові SD-WAN VPN технології.

Оптична транспортна мережа

Зміни в телекомунікаційному вимірі настільки масштабні, що вони підштовхнули розвиток оптичних мереж до створення передових інновацій: від гнучкої оркестровки світла до когерентних оптичних модулів, 400 Гбіт/с QSFP-DD та маршрутизованої оптичної мережі.

  • Гнучка оркестровка світла
    Такі удосконалення IP, як сегментна маршрутизація (SR), може водночас зменшити розмір Вашої таблиці маршрутизації та масштабувати мережу. Нові оптичні досягнення, як-от гнучка оркестровка довжин хвиль світла, дозволяють упакувати більше пропускної здатності в окреме волокно й збалансувати місткість та відстань. Зробити це можна за допомогою наявної ROADM мережі (оптичний мультиплексор, що реконфігурується, з введенням-виведенням).
  • Когерентні оптичні модулі
    Когерентний оптичний модуль належить до звичайного когерентного оптичного приймача з можливістю гарячого підключення, який використовує модуляцію та часто долучений для додатків з високою пропускною здатністю. Оптичні модулі здебільшого мають електричний інтерфейс з однієї сторони, що підключається до внутрішньої частини системи, та ще оптичний інтерфейс на стороні, яка з’єднується із зовнішнім світом через волоконно-оптичний кабель. Когерентні оптичні модулі підключаються безпосередньо до лінійних карт маршрутизатора.
  • 400 Гбіт/с QSFP-DD
    Трансивер є одним з найважливіших елементів оптичної транспортної мережі. Сьогодні модуль приймача QSFP28 підтримує 100 Гбіт/с Ethernet. Однак, ринок продовжує розвиватися, тож оптичний модуль 400 Гбіт/с QSFP-DD має ефективно задовольнити потреби у більшій потужності. Незважаючи на те, що існують відмінності між трансиверами QSFP-DD 400 Гбіт/с і технічними специфікаціями традиційних транспондерів DWDM, є практичні рішення, які не залежать від постачальників, та є взаємозамінними. Ці рішення пропонують багато виробників та сумісні з різноманітними чинними системами DWDM.
  • Маршрутизована оптична мережа (RON)

    Рішення маршрутизованої оптичної мережі складається з набору наявних та нових продуктів, де 400 Гбіт/с QSFP-DD ZR/ZR+ оптика інтегрована у маршрутизатори рівнів доступу ядра для згортання рівнів і надання послуг IP. А також послуг TDM через пакетну мережу. Роутерна оптична мережа має той самий рівень SLA та надійності із повною прозорістю для виділеної пропускної здатності шляхом емуляції приватної лінії. Довжини хвиль можуть бути надані від роутера до роутера, або від ROADM до ROADM в наявних або нових мережах.

    Мета маршрутизованих оптичних мереж полягає в розширенні та спрощенні мережі для забезпечення її автоматизації\оптимізації. Замість надання та керування послугами на різних рівнях, RON дозволяє клієнту надавати всі чинні та майбутні послуги на єдиному рівні IP. Використання телеметрії та автоматизації підвищить ефективність та скоротить час виходу на ринок, орієнтуючись на краще обслуговування клієнтів. Індустрія переходить від дискретних оптичних транспортних систем, роутерів та комутаторів Ethernet до конвергенції рівнів, модулі ZR/ZR+, фотоніка. А нові та наявні ASICи допоможуть почати подорож та забезпечать найкраще рішення. Маршрутизована оптична мережа побудована на основі стандартів, щоб забезпечити взаємодію сторонніх розробників на всіх рівнях.

Мобільні послуги та IOT

(Р)Еволюція індустрії смартфонів серйозно вплинула на постачальників мобільних послуг. Клієнти відходять від традиційних голосових та SMS повідомлень до моделей споживання, орієнтованих на дані (IP). Тому сучасні мобільні провайдери зазнають ще більшого тиску ринку, і намагаються впоратись зі зростанням трафіку разом із падінням дохідності на абонента (ARPU). Це робиться шляхом заміни застарілих систем на легкі віртуалізовані, що працюють на базі стандартних серверів x86. Ера 5G вказує на нову планку для мобільної інфраструктури від ядра до пакетного ядра – зустрічайте веб-масштаб. Мобільні оператори відокремлюють рівні керування та користувача, переходячи від віртуальних машин до контейнерів, починаючи приймати концепцію OpenRAN для щільного розгортання 5G. В результаті їх інфраструктура невпинно рухається до складних ІТ-систем з високим рівнем автоматизації.

Для забезпечення нових напрямків отримання доходу, мобільні оператори шукають бізнес-моделі та розширюють пропозиції M2M/IoT. Нові технології енергоощадження, такі як eDRX і PSM, запроваджені з R14 3GPP, дозволили виробництво пристроїв із 10-річним терміном служби акумулятора. Приватні/публічні хмарні платформи IoT дозволяють постачальникам послуг керувати пристроями, збирати та продавати дані, послуги на основі IoT, відходячи від моделі «тупої мережі». Розквіт послуг IoT надихнуло корпоративних клієнтів переглянути концепції промислової автоматизації та адаптувати
бездротові технології з галузі постачальників послуг.

Влучним прикладом такого впровадження є зростальна кількість корпоративних клієнтів, що використовують приватні мережі LTE/5G. Це дозволяє їм мати стандартизоване та передбачуване бездротове підключення навіть для таких важливих додатків, як дистанційне керування автомобіля. Приватна мережа може сміливо розглядатись як надійну основу для технологічних даних і бути повністю розгорнутою всередині периметра мережі підприємства.

Віртуалізація функцій мережі
Бум пакетних послуг та зростання проєктів програмного забезпечення з відкритим кодом спричинили перехід від фізичних пристроїв до віртуальних мережевих функцій, які працюють на базі стандартного обладнання, такого як сервери x86. Ідея архітектури telco-cloud полягає у створенні комунікаційних систем на основі однакового апаратного
забезпечення та шару віртуалізації, а також для заміни традиційних “замкнутих” рішень. Завдяки технологіям веб-масштабування оператори можуть краще використовувати звичайне обладнання, змішуючи віртуалізовані мережеві функції з різними вимогами та оптимізацією стратегії резервного копіювання. Віртуалізація допомагає досягти не тільки покращення доступності та надійності, але й скорочує час розгортання за допомогою сучасних ІТ засобів автоматизації.
Управління та автоматизація
Вимоги до інфраструктури постачальників послуг викликають потребу в гнучкості мережі та контролю програм. Елементи мережі та системи керування повинні мати відкриті API, щоб дозволити різним системам управляти мережами, а також отримувати доступ до даних з них. Оркестровка мережі забезпечує основу для надання нових послуг і сприяє розвитку DevOps. Елементи мережі повинні підтримувати протоколи NetConf і моделі Yang, використовувати системи оркестровки для автоматизації конфігурації мережі, керування збоями та продуктивністю. Також автоматизація зменшує витрати на оплату праці, таким чином зменшуються оперативні витрати мережі.
Партнери
Механізми передачі даних IP/MPLS & SR
Cisco, Nokia, Ribbon
Оптична транспортна мережа
Cisco, Nokia, Ribbon
Мобільні послуги та IOT
Cisco, Ericsson, Oracle
Віртуалізація функцій мережі
Cisco, RedHat, VMware
Управління та автоматизація
Cisco, GREENNET’s Automation
Кейси
Механізми передачі даних IP/MPLS & SR

В IP/MPLS є ряд основних цілей.

  • Перша та найочевидніша – побудувати інфраструктуру, здатну підтримувати пакетні та TDM-послуги, необхідні для мобільної мережі 2G/3G/4G.
  • Друга – це масштабованість. Завдяки їй архітектура може підтримувати мережеві вимоги найбільших операторів, які використовують пакетні технології. Починаючи від ядра та закінчуючи рівнем доступу мережі.
  • Третя – створення економічно ефективної інфраструктури. Такої, щоб при переміщенні від рівня ядра до рівня доступу площини контролю та передачі (Control and Forwarding/Data Plane) мережевих пристроїв ставали простішими та ефективнішими в економічному плані.

IP/MPLS покладається на поділ мережі на різні домени та введення ієрархії, яка має домен IP ядра у центрі (не плутати з мобільним ядром) та домени агрегації та доступу, що оточують це ядро. Кожен домен ізольований від інших та використовує власний протокол маршрутизації (IGP). Коли для надання послуги потрібне міждоменне з’єднання, діє Протокол Граничного Шлюзу (BGP), що містить відповідні міждоменні префікси. Таким чином є комунікація між кінцевими точками. Цей метод виявився надзвичайно успішним. Сьогодні багато мереж постачальників послуг розгорнуті з використанням саме IP/MPLS, що працює в мережах ядра, та мережах доступу.

Попри те, що архітектура IP/MPLS є надзвичайно успішною, існують певні труднощі. Вони пов’язані зі складністю рівня керування (CP), кількістю протоколів та конфігурацій на рівні пристрою, необхідних для створення служби, яка відразу охоплює багато доменів.

Як же розібратись із цими негараздами? Для вирішення пропонується еволюція в напрямку сегментної маршрутизації (SR) з можливістю переходу до інфраструктури, що орієнтована на програмно-визначені мережі (SDN). Такий підхід зменшує кількість протоколів на рівні керування (CP), таких як протокол розподілу міток (LDP) та протокол резервування ресурсів – інженерія трафіку (RSVP-TE). Також він видаляє стан потоку з мережі та надає декілька варіантів реалізації рівня керування (CP). Варіювання відбувається від повністю розподіленої реалізації до гібридного підходу, коли маршрутизатор та контролер SDN поділяють функціональні можливості між собою.

Ця 5G інфраструктура передачі здатна надавати широкий спектр сервісних технологій із відповідними угодами про рівень обслуговування на основі IP (SLAи), включаючи технології VPN на основі BGP: EVPN і VPNv4/v6, нові SD-WAN VPN технології.

Оптична транспортна мережа

Зміни в телекомунікаційному вимірі настільки масштабні, що вони підштовхнули розвиток оптичних мереж до створення передових інновацій: від гнучкої оркестровки світла до когерентних оптичних модулів, 400 Гбіт/с QSFP-DD та маршрутизованої оптичної мережі.

  • Гнучка оркестровка світла
    Такі удосконалення IP, як сегментна маршрутизація (SR), може водночас зменшити розмір Вашої таблиці маршрутизації та масштабувати мережу. Нові оптичні досягнення, як-от гнучка оркестровка довжин хвиль світла, дозволяють упакувати більше пропускної здатності в окреме волокно й збалансувати місткість та відстань. Зробити це можна за допомогою наявної ROADM мережі (оптичний мультиплексор, що реконфігурується, з введенням-виведенням).
  • Когерентні оптичні модулі
    Когерентний оптичний модуль належить до звичайного когерентного оптичного приймача з можливістю гарячого підключення, який використовує модуляцію та часто долучений для додатків з високою пропускною здатністю. Оптичні модулі здебільшого мають електричний інтерфейс з однієї сторони, що підключається до внутрішньої частини системи, та ще оптичний інтерфейс на стороні, яка з’єднується із зовнішнім світом через волоконно-оптичний кабель. Когерентні оптичні модулі підключаються безпосередньо до лінійних карт маршрутизатора.
  • 400 Гбіт/с QSFP-DD
    Трансивер є одним з найважливіших елементів оптичної транспортної мережі. Сьогодні модуль приймача QSFP28 підтримує 100 Гбіт/с Ethernet. Однак, ринок продовжує розвиватися, тож оптичний модуль 400 Гбіт/с QSFP-DD має ефективно задовольнити потреби у більшій потужності. Незважаючи на те, що існують відмінності між трансиверами QSFP-DD 400 Гбіт/с і технічними специфікаціями традиційних транспондерів DWDM, є практичні рішення, які не залежать від постачальників, та є взаємозамінними. Ці рішення пропонують багато виробників та сумісні з різноманітними чинними системами DWDM.
  • Маршрутизована оптична мережа (RON)

    Рішення маршрутизованої оптичної мережі складається з набору наявних та нових продуктів, де 400 Гбіт/с QSFP-DD ZR/ZR+ оптика інтегрована у маршрутизатори рівнів доступу ядра для згортання рівнів і надання послуг IP. А також послуг TDM через пакетну мережу. Роутерна оптична мережа має той самий рівень SLA та надійності із повною прозорістю для виділеної пропускної здатності шляхом емуляції приватної лінії. Довжини хвиль можуть бути надані від роутера до роутера, або від ROADM до ROADM в наявних або нових мережах.

    Мета маршрутизованих оптичних мереж полягає в розширенні та спрощенні мережі для забезпечення її автоматизації\оптимізації. Замість надання та керування послугами на різних рівнях, RON дозволяє клієнту надавати всі чинні та майбутні послуги на єдиному рівні IP. Використання телеметрії та автоматизації підвищить ефективність та скоротить час виходу на ринок, орієнтуючись на краще обслуговування клієнтів. Індустрія переходить від дискретних оптичних транспортних систем, роутерів та комутаторів Ethernet до конвергенції рівнів, модулі ZR/ZR+, фотоніка. А нові та наявні ASICи допоможуть почати подорож та забезпечать найкраще рішення. Маршрутизована оптична мережа побудована на основі стандартів, щоб забезпечити взаємодію сторонніх розробників на всіх рівнях.

Мобільні послуги та IOT

(Р)Еволюція індустрії смартфонів серйозно вплинула на постачальників мобільних послуг. Клієнти відходять від традиційних голосових та SMS повідомлень до моделей споживання, орієнтованих на дані (IP). Тому сучасні мобільні провайдери зазнають ще більшого тиску ринку, і намагаються впоратись зі зростанням трафіку разом із падінням дохідності на абонента (ARPU). Це робиться шляхом заміни застарілих систем на легкі віртуалізовані, що працюють на базі стандартних серверів x86. Ера 5G вказує на нову планку для мобільної інфраструктури від ядра до пакетного ядра – зустрічайте веб-масштаб. Мобільні оператори відокремлюють рівні керування та користувача, переходячи від віртуальних машин до контейнерів, починаючи приймати концепцію OpenRAN для щільного розгортання 5G. В результаті їх інфраструктура невпинно рухається до складних ІТ-систем з високим рівнем автоматизації.

Для забезпечення нових напрямків отримання доходу, мобільні оператори шукають бізнес-моделі та розширюють пропозиції M2M/IoT. Нові технології енергоощадження, такі як eDRX і PSM, запроваджені з R14 3GPP, дозволили виробництво пристроїв із 10-річним терміном служби акумулятора. Приватні/публічні хмарні платформи IoT дозволяють постачальникам послуг керувати пристроями, збирати та продавати дані, послуги на основі IoT, відходячи від моделі «тупої мережі». Розквіт послуг IoT надихнуло корпоративних клієнтів переглянути концепції промислової автоматизації та адаптувати
бездротові технології з галузі постачальників послуг.

Влучним прикладом такого впровадження є зростальна кількість корпоративних клієнтів, що використовують приватні мережі LTE/5G. Це дозволяє їм мати стандартизоване та передбачуване бездротове підключення навіть для таких важливих додатків, як дистанційне керування автомобіля. Приватна мережа може сміливо розглядатись як надійну основу для технологічних даних і бути повністю розгорнутою всередині периметра мережі підприємства.

Віртуалізація функцій мережі
Бум пакетних послуг та зростання проєктів програмного забезпечення з відкритим кодом спричинили перехід від фізичних пристроїв до віртуальних мережевих функцій, які працюють на базі стандартного обладнання, такого як сервери x86. Ідея архітектури telco-cloud полягає у створенні комунікаційних систем на основі однакового апаратного
забезпечення та шару віртуалізації, а також для заміни традиційних “замкнутих” рішень. Завдяки технологіям веб-масштабування оператори можуть краще використовувати звичайне обладнання, змішуючи віртуалізовані мережеві функції з різними вимогами та оптимізацією стратегії резервного копіювання. Віртуалізація допомагає досягти не тільки покращення доступності та надійності, але й скорочує час розгортання за допомогою сучасних ІТ засобів автоматизації.
Управління та автоматизація
Вимоги до інфраструктури постачальників послуг викликають потребу в гнучкості мережі та контролю програм. Елементи мережі та системи керування повинні мати відкриті API, щоб дозволити різним системам управляти мережами, а також отримувати доступ до даних з них. Оркестровка мережі забезпечує основу для надання нових послуг і сприяє розвитку DevOps. Елементи мережі повинні підтримувати протоколи NetConf і моделі Yang, використовувати системи оркестровки для автоматизації конфігурації мережі, керування збоями та продуктивністю. Також автоматизація зменшує витрати на оплату праці, таким чином зменшуються оперативні витрати мережі.
Партнери
Механізми передачі даних IP/MPLS & SR
Cisco, Nokia, Ribbon
Оптична транспортна мережа
Cisco, Nokia, Ribbon
Мобільні послуги та IOT
Cisco, Ericsson, Oracle
Віртуалізація функцій мережі
Cisco, RedHat, VMware
Управління та автоматизація
Cisco, GREENNET’s Automation