Si bien la convergencia IP/óptica no es un tema nuevo para el sector, la confluencia de las nuevas dinámicas del mercado, la consecuente necesidad de modernización de la red IP y las nuevas innovaciones tecnológicas la están ubicando en el primer plano de las discusiones sobre la evolución de las arquitecturas.  

Desde la perspectiva de las comunicaciones, el escenario está cambiando fundamentalmente. La dinámica del mercado asociada a la variable oferta de servicios empresariales, el 5G, y la nube—así como la conectividad residencial y de centros de datos—están creando nuevos casos de uso y grandes oportunidades de crecimiento de los ingresos para los proveedores de servicios. Los flujos de tráfico de los consumidores se están desplazando en gran medida hacia el hogar para el soporte de la pequeña oficina en casa (SOHO), los juegos y el aprendizaje en línea. Las empresas están acelerando su transformación digital y avanzan hacia las funciones de red virtualizadas (VNF) y las aplicaciones en la nube, que incluye la red de área amplia definida por software (SD-WAN), para reducir costos. Las decisiones sobre los despliegues de 5G están empezando a acelerarse a medida que los proveedores evalúan las opciones de actualización de xHaul y planifican su evolución de 4G a 5G.

Estos cambios en el mercado están dirigiendo el tráfico hacia el borde de la red. Desde el punto de vista de las aplicaciones, esto significa que el poder de la computación ya no será centralizado sino distribuido. Las aplicaciones seguirán virtualizándose y se acercarán a los usuarios finales, tanto humanos como máquinas, para reducir la latencia y mejorar la calidad de la experiencia (QoE). Esto requerirá la terminación de servicios en la nube y puntos de interconexión más cercanos al borde de la red. Como resultado, muchos proveedores de servicios están ahora planificando la creación de nuevos puntos de acceso al edge cloud y a la metro. También está explorando nuevas tecnologías para estar preparados para admitir los nuevos flujos de tráfico y el número potencialmente exponencial de nuevos servicios que necesitarán entregar en los próximos años.

La necesidad de desarrollar su red para capitalizar estas nuevas oportunidades está impulsando la modernización de la red IP. Los elementos clave de la modernización de IP incluyen la evolución de las redes de acceso y agregación de una infraestructura de capa 2 a una de capa 3, ampliar el plano de control de capa 3 hasta el acceso y la transición hacia la entrega simplificada de servicios de red de extremo a extremo a través de Ethernet VPN para un solo servicio y el enrutamiento de segmentos (SR) para un solo transporte.  Otro aspecto importante que debe evaluarse es la convergencia IP/óptica. De hecho, según un estudio reciente, el 87 por ciento de los proveedores consideran que la convergencia IP/óptica es muy importante o crítica para sus redes de próxima generación.*

Existen tácticas de hardware y software para la convergencia IP/óptica y algunas o todas ellas pueden emplearse para lograr la simplificación de la red.  Desde el punto de vista del hardware, las nuevas innovaciones tecnológicas en el procesamiento digital de señales (DSP) coherentes y la miniaturización de la electro-óptica están facilitando la integración de la óptica coherente en las plataformas de enrutadores a través de conectables coherentes compactos que se ajustan al mismo factor de forma que las ópticas del lado de cliente, como 100GbE y 400GbE. Se están contemplando dos factores de forma ya conocidos:

  • QSFP-DD para agregación y transporte Ethernet de alta capacidad sin impacto en la densidad de conmutación del enrutador
  • CFP2-DCO para mayor rendimiento y un funcionamiento sencillo sobre la infraestructura ROADM existente

Dado que la óptica representará más del 80 por ciento del costo del enrutador en el futuro, es importante seleccionar el conectable coherente cuya capacidad y rendimiento sean los adecuados para el caso de uso específico de la red.

Libros blancos
Lograr la convergencia IP/óptica aprovechando las redes existentes

Aunque el QSFP-DD coherente es equivalente en tamaño físico a la óptica 400GbE, existen diferencias importantes. Los QSFP-DD coherentes permiten la transmisión DWDM a larga distancia y la posibilidad de multiplicar por 60 la capacidad de la fibra; también consumen más de 5 W de energía debido al DSP más sofisticado utilizado para la modulación avanzada y la compensación electrónica de los efectos asociados a la propagación. Por este motivo, los conectables QSFP-DD coherentes solo son compatibles con enrutadores que fueron diseñados para el soporte de requerimientos adicionales de disipación térmica.

Ejemplos de conectores coherentes y enrutadores modernos

Image of a modern router and coherent pluggable

El aumento de 60 veces en la capacidad de la fibra solo se consigue cuando el conectable coherente se combina con el sistema de línea fotónica adecuado. Se elige un diseño de sistema de línea apropiado para ofrecer la flexibilidad y los niveles de costos adecuados para el caso de uso específico en la red. La inteligencia integrada en estas plataformas es importante para acelerar y simplificar la activación de los servicios y las operaciones. 

Desde la perspectiva del software, uno de los pilares de las arquitecturas de próxima generación será un controlador SDN centralizado para múltiples capas, que proporcione un motor de cálculo de rutas (PCE) y aplicaciones de red avanzadas. La telemetría de datos de streaming y la analítica de la red guían al PCE y mejoran las operaciones. Juntos, estos elementos proporcionan visibilidad, análisis y optimización de servicios avanzados, así como cálculo de rutas y aprovisionamiento automatizados. Se necesitan las API abiertas para  mostrar la funcionalidad de la red a los desarrolladores para permitir una rápida innovación y la introducción de nuevos servicios. También permiten el fácil acceso y la integración en dispositivos de terceros, lo que es esencial para un despliegue práctico. Por último, la convergencia del software implica la gestión de múltiples proveedores, múltiples capas y optimización de recursos a través de una interfaz unificada, que incluye la planificación, la correlación de fallas, la resiliencia del servicio y la optimización de la capacidad.

Administración de múltiples capas y optimización de recursos mediante una interfaz unificada

A Multi-layer management and resource optimization through a unified interface diagram

Esperamos que la convergencia IP/óptica siga siendo un tema estratégico de debate para muchos proveedores de servicios, al evaluar las ventajas de esta evolución de la arquitectura. En efecto, según una encuesta reciente realizada a proveedores de servicios a nivel mundial*, los tres principales beneficios que los proveedores de servicios quieren conseguir con la convergencia IP/óptica son los siguientes:

  • Operaciones más eficientes en las capas IP y óptica (61 por ciento de los encuestados)
  • Convergencia total de las funciones IP y óptica, incluido un plano de control común (47 por ciento de los encuestados)
  • Optimización de múltiples capas gracias a la optimización/automatización mediante software (47 por ciento de los encuestados)

El camino hacia la convergencia IP/óptica y la obtención de los beneficios mencionados dependerá de la realidad y el entorno de la red actual del proveedor de servicios. Pero no hay dudas de que la convergencia IP/óptica tendrá un papel fundamental en la modernización de las redes IP en el futuro, con la promesa de lograr redes más rentables, resilientes y convergentes.

El enfoque de Ciena hacia la convergencia IP/óptica se basa en la visión de Adaptive Network™ y comienza con Adaptive IP™—una forma automatizada, abierta y eficiente de entregar IP de manera diferente, junto con la óptica coherente  WaveLogic™ 5 que puede optimizarse en función del caso de uso para ajustarse a los requerimientos de red específicos. La base fotónica autoconfigurable e inteligente de Ciena permite una gestión flexible de los flujos de tráfico IP mientras que el Manage, Control and Plan (MCP) de Ciena y el software Blue Planet® proporcionan el control de red inteligente para simplificar y automatizar las operaciones de múltiples proveedores y capas mediante un enfoque abierto y nativo de la nube.

*Heavy Reading, “IP and Optical Convergence Survey”, mayo 2021, n = 220