Tecnologie di ultima generazione e performance 5 volte superiori su quasi 3.000 km di dorsale, con le alien wavelengths

Grazie ai risultati della sperimentazione sulle lambda aliene realizzata lo scorso anno, è stato portato a termine negli ultimi mesi un aggiornamento delle tecnologie e delle prestazioni della rete GARR anche al Centro-Nord.

L’upgrade ha coinvolto quasi 3.000 km di fibra ottica che collegano ad altissima velocità i principali nodi della rete a Roma, Bologna e Milano: è la prima volta che in Italia si realizza con questa tecnica un’infrastruttura pienamente operativa su tratte di lunga distanza: il più lungo dei 4 collegamenti messi in campo è infatti di oltre 1.000 km.

Prestazioni aliene

La tecnica delle lambda aliene è così chiamata perché rende possibile il trasporto dei segnali luminosi su una piattaforma ottica diversa da quella che li ha generati e permette di far parlare tra loro apparati differenti, massimizzando le prestazioni.

Utilizzando la funzionalità di amplificazione e instradamento dell’hardware esistente e aggiornando solo la funzionalità di generazione dei segnali è stato possibile realizzare una rete ottica di ultima generazione in soli 3 mesi, circa un terzo del tempo necessario ad ottenere lo stesso risultato realizzando la rete ex novo oppure aggiornandone tutti gli apparati, e senza bisogno di interrompere il servizio nemmeno per un minuto.

Con questo intervento, le principali direttrici italiane sono oggi interconnesse da una dorsale a 100 Gbps, facilmente espandibile con l’aumento delle esigenze di banda fino a capacità teoriche di 8 Tbps, e già è in programma nel breve periodo l’innalzamento della capacità a 200 Gbps.

L’aumento delle prestazioni ottenuto, che possiamo quantificare in circa 5 volte, non è comunque l’unico beneficio e forse nemmeno il principale: l’aspetto più dirompente di questa soluzione è infatti quello di mettere insieme le vecchie tecnologie ottiche (On-Off Keying, o OOK in breve) con le nuove (Coherent): così i vecchi apparati vengono valorizzati e acquisiscono nuove funzionalità. Questo significa non solo portare i servizi di nuova generazione dove servono, ma anche migliorare nell’installazione e nella gestione quotidiana della rete. La rete rinnovata potrà inoltre contare su una migliore efficienza spettrale grazie alla trasmissione coerente e renderà possibile un utilizzo più efficiente e flessibile della banda grazie all’esistenza di superchannel partizionabili a piacere, secondo le specifiche esigenze. Tutto questo è stato possibile senza un grande impatto economico, e quindi senza l’esigenza di dover trovare finanziamenti straordinari per aggiornare la rete: poter riutilizzare la dotazione di hardware già disponibile ha infatti permesso di ridurre i costi complessivi della rete a meno della metà, estendendo la vita dell’infrastruttura di almeno tre anni.

Ritorno al futuro

Ultima ma non ultima va considerata un’ulteriore caratteristica di questo approccio, cioè il fatto che questa soluzione ibrida permette di diminuire la dipendenza da una determinata scelta tecnologica. Non si tratta soltanto di ridurre considerevolmente il rischio di vendor lock-in, sia da un punto di vista economico che da quello più strettamente tecnologico, ma di sposare una filosofia, quella dell’open-line system (OLS in breve), che vede l’accento spostarsi sempre di più verso applicazioni in grado di controllare hardware eterogeneo. Così un possibile futuro delle reti ci parla di apparati ottici configurabili a basso livello (e prezzo relativamente basso) su cui veicolare i segnali di qualunque produttore. In questo senso, paradossalmente la minore automazione degli apparati più vecchi, che ne rende possibile l’utilizzo come semplici “tubi” su cui transita il segnale alieno, può darci un’idea di come sarà il futuro. Finora i sistemi di trasporto ottico sono stati concepiti come soluzioni chiuse, che comprendevano apparati di trasporto e terminali, amplificatori e un sistema proprietario di gestione della rete. L’obsolescenza di queste componenti è variabile: ad esempio, mentre la vita media di un apparato trasmissivo si aggira intorno ai 5-7 anni, quella degli apparati terminali è di solo 2 o 3.

Adottando un approccio openline è possibile allungare significativamente la vita delle infrastrutture e contemporaneamente rendere più veloce l’innovazione. Infatti intervenire in modo selettivo aggiornando un certo tipo di componente o blocco funzionale significa non solo spendere meno, ma soprattutto poter contare in ogni momento sulla migliore tecnologia disponibile, anche grazie alla possibilità di mettere in competizione tecnologie e fornitori diversi. La filosofia OLS è legata al più generale trend di disaggregazione che osserviamo in questi anni a livello di IT, che vede una separazione sempre più netta tra hardware, sistemi operativi e software applicativo (o, a livello di data centre, la separazione tra l’elemento storage da quello di calcolo).
Per le reti, questo trend ha cominciato a manifestarsi con la progressiva affermazione del paradigma SDN, che ha compiuto una piccola rivoluzione separando il piano di controllo da quello di inoltro e con la virtualizzazione delle funzioni di rete (NFV), che invece disaggrega l’hardware di rete dalle funzioni (software).

Si tratta di un approccio che permette di creare una vera corsia preferenziale per l’innovazione perché mentre in un modello tradizionale la capacità di innovazione della rete è pari a quella del singolo vendor e dei suoi fornitori, qui è possibile scegliere il meglio ad ogni livello. Certo, questo richiede a chi gestisce la rete un impegno maggiore in termini di integrazione software, specialmente negli scenari multivendor, ma si tratta di una sfida che vale la pena di accettare.

TUTTO QUELLO CHE AVRESTE SEMPRE VOLUTO SAPERE SUGLI ALIENI... IN 10 PUNTI

1. Prima volta su una rete in produzione. Le lambda aliene erano già conosciute come tecnica sperimentale, ma non erano mai state utilizzate su una rete di produzione su scala geografica nazionale. La realizzazione GARR arriva al termine di un anno di field trial per mettere a punto la soluzione.
2. Riuso. L’Impatto di questa soluzione è dirompente perché permette di creare una rete di ultima generazione riusando vecchio equipaggiamento, mettendo insieme le vecchie tecnologie ottiche (OOK) con le nuove (Coherent). In questo modo, i vecchi apparati vengono valorizzati e acquisiscono nuove funzionalità.
3. Tempi da record. I tempi di realizzazione della rete diventano una frazione di quelli necessari per la sostituzione e configurazione dell’hardware, con l’ulteriore vantaggio che le operazioni possono essere effettuate senza “spegnere” alcun tratto della rete, quindi in completa continuità di servizio.
4. Più capacità dove serve. La rete deve stare al passo con le esigenze della comunità della ricerca, che evolvono molto velocemente. Grazie a questa tecnica si può portare più banda dove serve senza dover adeguare l’intera infrastruttura.
5. Vita più lunga per l’infrastruttura. Grazie alla possibilità di “dopare” i vecchi apparati, questa tecnologia permette di preservare gli investimenti infrastrutturali: l’aggiornamento della rete GARR, ad esempio, ha permesso di allungarne la vita di almeno tre anni.
6. Indipendenza dai produttori di tecnologia. Permettendo di far convivere e utilizzare contemporaneamente sulla stessa fibra ottica apparati differenti, questa tecnica riduce il rischio di lock-in rispetto a un singolo produttore o soluzione tecnologica.
7. Risparmio. Con questa soluzione è stato possibile far evolvere la rete spendendo circa la metà di quanto sarebbe stato necessario per sostituire l’hardware esistente.
8. Tecnologia all’avanguardia. Non si tratta solamente di avere più banda ma di avere su tutta la rete nazionale una tecnologia più moderna: maggiore facilità nell’installazione e nella gestione quotidiana grazie a meccanismi di automazione, migliore efficienza spettrale grazie alla trasmissione coerente, utilizzo più efficiente e flessibile della banda grazie all’esistenza di superchannel partizionabili secondo necessità.
9. In anticipo sui tempi. Quando GARR ha cominciato la prima sperimentazione questa tecnologia era nuovissima e in pochi avrebbero scommesso su di essa per la loro infrastruttura di produzione. Tra gli operatori di telecomunicazione nazionali, ancora un anno e mezzo fa vi erano gli scettici, ma oggi si sono ricreduti.
10. Replicabilità ed espandibilità. Una volta stabilito e testato il modello, questa soluzione non presenta particolari difficoltà realizzative e si può applicare in altri contesti, a patto di possedere le giuste competenze. La filosofia alla base delle alien wavelengths può essere resa ancora più spinta attraverso il paradigma di open-line system, che rappresenta un possibile futuro per le reti: apparati ottici configurabili a basso livello su cui veicolare i segnali di qualunque produttore. Paradossalmente è proprio la scarsa automazione degli apparati più vecchi che rende possibile il loro utilizzo come semplici “tubi” su cui transita il segnale alieno.