L'avènement de l'Ethernet 40/100 Gbits au cœur du réseau permettra aux opérateurs de répondre à la demande des abonnés pour plus de débit, tout en migrant vers une architecture réseau tout IP, offrant davantage de flexibilité. Cependant, l'Ethernet 40/100 Gbits nécessitera aussi des changements majeurs dans la façon de tester les réseaux de télécommunication, dans la mesure où les interfaces client seront basées sur des transmissions optiques parallèles multi-longueurs d'onde, plutôt que sur des transmissions série conventionnelles, comme dans les réseaux optiques actuels.
par Olaf Herr, JDSU et Geoff Kempster, Livingston
L'avènement de l'Ethernet 40/100 Gbits au cœur du réseau permettra aux opérateurs de répondre à la demande des abonnés pour plus de débit, tout en migrant vers une architecture réseau tout IP, offrant davantage de flexibilité. Cependant, l'Ethernet 40/100 Gbits nécessitera aussi des changements majeurs dans la façon de tester les réseaux de télécommunication, dans la mesure où les interfaces client seront basées sur des transmissions optiques parallèles multi-longueurs d'onde, plutôt que sur des transmissions série conventionnelles, comme dans les réseaux optiques actuels.
Les raisons de migrer vers une infrastructure réseau optique à débit plus élevé sont assez simples à saisir. Premièrement il faut renforcer l'épine dorsale mobile pour lui permettre de répondre à la demande de débit croissante générée par les communications 3G et LTE. En plus de cela, il y a eu une forte augmentation de la demande de débit ces dernières années, à cause du nombre croissant d'utilisateurs d'Internet, et de la popularité grandissante de certaines applications, et ceci n'est pas près de diminuer.
Les chiffres révélés par YouTube cet été, donnent une idée de l'importance du problème. YouTube a en effet vu son nombre de pages visionnées quotidiennement augmenter de plus de 50% par rapport à la même époque l'année dernière, pour atteindre 3 milliards par jour. Un impressionnant volume de 48 heures de contenu est téléchargé (vers YouTube) chaque minute. De la même manière, un autre site de vidéos bien connu, Vimeo, a vu quasiment quadruplé son nombre de visites mensuelles depuis début 2011 (voir Figure 1). En plus de tout cela, l'émergence du "cloud computing" (ou "informatique dans les nuages") signifie que les processus seront de plus en plus exécutés sur le réseau plutôt que localement. Une telle activité, encore une fois, nécessitera des débits montants et descendants plus élevés. Du fait de tels facteurs, le cabinet d'études de marché IDC estime que le nombre total d'internautes sera d'environ 2.7 milliards d'ici 2015, soit plus de 40% de la population mondiale, tandis qu'ABI Research prévoit que d'ici 2016, le trafic Internet mondial dépassera le million de giga-octets (1 000 000 Go).
Figure 1 : Visites mensuelles en 2011 du site Vimeo [compilé par Quantcast]
Entrée dans le monde parallèle
Même si cela n'est pas évident à première vue, le 100 Gbits est une technologie très en rupture, notamment au niveau de la couche physique avec des données transportées sur 4 longueurs d'onde optiques à 25 Gbits/s (ou 10 x 10 Gbits/s) en parallèle. Ceci permet d'accroître le débit d'un ordre de grandeur, en transportant des centaines de millions de paquets de données par seconde. Ces 4 ou 10 longueurs d'onde sont ensuite converties en 10 voies électriques chacune, avec 2 voies virtuelles à 5 Gbits. Ceci augmente la complexité de chaque implantation, génère de nouvelles erreurs et de nouvelles alarmes au niveau physique, et nécessite de recourir à une nouvelle approche de test, bien plus sophistiquée.
Actuellement les fabricants d'équipements réseau utilisent des modules transpondeurs CFP (C-Form-factor Pluggable, ou format C à brancher) de deux types différents. Le format physique a été spécifié par le groupe CFP MSA. L'interface LR4 4 x 25 GBits/s LR4 (100GBASE-LR4) normalisée par l'IEEE sous le code 802.3ba deviendra probablement le type dominant.
Considérations fondamentales pour le test de laboratoire
Effectuer les tests les plus simples, comme vérifier la puissance optique d'une interface 100 Gbits n'est pas possible avec un puissance-mètre traditionnel, parce qu'un tel appareil agrège la puissance de toutes les longueurs d'onde. Par conséquent l'utilisation d'un contrôleur de canal optique ou d'un analyseur de spectre optique est nécessaire pour mesurer la puissance optique par longueur d'onde spécifique.
Afin d'assurer l'interopérabilité entre différents modules CFP, il est également fortement recommandé de vérifier la conformité à la norme et les marges opérationnelles, avant de passer au test des couches supérieures
Avec le concept de voies parallèles, le test des caractéristiques de "skew", au niveau de la couche 1, est d'importance primordiale. La conformité aux spécifications de skew peut être un sujet majeur dans le cas d'un réseau Ethernet 40/100 Gbits, avec des signaux arrivant à des moments légèrement différents. Certaines composantes du skew sont statiques par nature. Ceci tient au fait que les données sont transportées sur plusieurs voies, qui possèdent obligatoirement des paramètres et des temps d'acheminement légèrement différents. Ces éléments ne varient pas en fonction du temps. La composante principale du skew est le skew dynamique. Celui-ci est principalement attribuable aux variations des caractéristiques des composants optiques du réseau (sous l'effet de facteurs comme la température). Des tolérances sur le skew statique et le skew dynamique sont définies par l'IEEE et doivent faire l'objet de tests en charge avant déploiement, pour assurer un fonctionnement sans erreur lorsque le trafic client sera présent
Des tests BER (Bit Error Rate, ou taux d'erreur de bits) doivent être réalisés voie par voie, pour pouvoir identifier plus facilement les causes des erreurs de bits associées à des problèmes physiques (par exemple pour déterminer si les erreurs n'apparaissent que sur certaines voies spécifiques, ou si elles se produisent sur toutes les voies). Une fois le test de ces nouvelles implantations parallèles passé avec succès, il est recommandé d'effectuer les tests Ethernet IP habituels sur les couches 2 et 3, selon RFC-2544 ou d'effectuer des tests QoS (Quality of Service, ou qualité de service) sur plusieurs flux de trafic. Ceci garantit un bon respect des priorités le de trafic au niveau du réseau.
L'équipement nécessaire pour effectuer les tests décrits représente un investissement significatif. Etant donné le climat économique actuel, les opérateurs doivent maximiser les revenus qu'ils tirent de la nouvelle infrastructure réseau haut débit, tout en minimisant leurs investissements en coûteux matériel de test. La location d'équipement est désormais perçue comme très attractive pour atteindre ces objectifs. Elle permet aux opérateurs et à leurs sous-traitants d'éviter les investissements, et de s'affranchir des différents coûts liés à la propriété, comme l'entretien, le dépannage, la calibration périodique, ou l'assurance. En optant pour la location, l'équipement de test peut être envisagé comme un coût d'exploitation et, lorsqu'il est utilisé régulièrement, peut justifier sa rentabilité. En outre, les fabricants d'équipements réseau envisageront également la location de solutions de test comme une alternative viable, de sorte qu'ils pourront montrer à tout nouveau client qu'ils travaillent sur un projet 100 Gbits menant à des tests. Cela signifie que le fabricant n'aura plus à s'engager à acheter des équipements de test dès le départ, mais pourra au contraire les acheter une fois les tests terminés et le projet validé.
Conclusion
La popularité croissante des services à très haut débit, permettant aux utilisateurs de télécharger, de visionner en ligne, et de partager des contenus multimédia, ainsi que la généralisation du jeu en ligne et des appels ou conférences vidéo a d'énormes implications pour l'avenir du marché des télécoms. L'importance prise par Internet dans nos vies quotidiennes, et l'augmentation incessante du nombre d'utilisateurs dans le monde, oblige les opérateurs à faire évoluer leurs réseaux vers plus de débit, à l'aide de matériel haute densité.
Les solutions de test pour Ethernet 40/100 Gbits permettent aux opérateurs d'effectuer tous les tests nécessaires allant de la couche physique à la couche IP. L'utilisation d'équipements de test avec des caractéristiques plus serrées, et autorisant un plus large spectre de tests, permettra aux opérateurs de déployer l'infrastructure réseau haut-débit plus efficacement, et ainsi de mieux tirer parti des opportunités commerciales qu'elle peut offrir.
Le déploiement des réseaux Ethernet 40/100 Gbits aura non seulement comme conséquence une évolution des procédures de test, mais nécessitera également une ré-évaluation de la façon dont les opérateurs accèdent aux équipements de test. Compte tenu des coûts en jeu, les opérateurs tournés vers l'avenir et leurs sous-traitants sont déjà en train de revoir leur stratégie d'approvisionnement. Ceci a conduit le fabriquant d'équipements de test JDSU et le spécialiste de l'approvisionnement Livingston, à travailler ensemble pour proposer à leurs clients un accès aux tout derniers équipements de test, afin de répondre à leurs contraintes financières spécifiques, tout en conservant la plus grande souplesse.
Figure 1 : Visites mensuelles en 2011 du site Vimeo [compilé par Quantcast]