Le passage au haut-débit a été une révélation pour de nombreux consommateurs. Les connexions Internet se sont accélérées, bouleversant leur expérience numérique. Mais il ne s’agit pas uniquement de vitesse. Ils ont aussi constaté que tous les contenus et services numériques qu'ils utilisaient étaient devenus plus riches, plus dynamiques, plus personnalisés. Et ce n’est pas la vitesse qui permet cela, c’est la capacité.
Maintenant, prenez le sentiment de ces consommateurs découvrant le haut-débit et décuplez-le, vous commencerez à vous rapprocher de ce que les fournisseurs de cloud, les fournisseurs de services de communication (CSP) et les entreprises peuvent espérer d'une connectivité Ethernet 400 gigabits (400GbE). En mettant à niveau les datacenters et les liaisons de transport réseau étendu (WAN) à 400 GbE - soit quatre fois la capacité des tuyaux les plus gros que la plupart des organisations utilisent aujourd'hui – on repousse le champ des possibles. Tout aussi important, en fournissant une capacité de 400GbE avec seulement 2,5 fois la consommation d'énergie de 100GbE, tous ces acteurs pourront répondre beaucoup plus efficacement aux besoins insatiables de leurs clients en matière de contenus et de services numériques.
Mais alors que les vendeurs et les analystes parlent de 400GbE depuis un certain temps, nous n'avons pas encore vu se déployer de solutions commerciales 400GbE à grande échelle. Les avantages du 400GbE - ou l'urgence de l'adopter - ont-ils été exagérés ? La réponse est un non catégorique. Les énormes améliorations en capacité, en densité et en efficacité énergétique qui accompagnent le 400GbE sont très demandées, et cette demande ne fait que croître. Le retard s'explique par des facteurs plus prosaïques. Tout d'abord, l'industrie doit s’accorder sur des standards. Plus important encore, les optiques enfichables 400GbE doivent devenir disponibles en volume et à un coût raisonnable. Heureusement, l'industrie progresse sur ces deux volets.
En route vers le 400GbE
Pour comprendre l'histoire du 400GbE, commençons par regarder du côté des acteurs qui le réclament le plus ardemment : les fournisseurs cloud hyperscale (à très grande échelle). Des entreprises comme Google, Amazon, Facebook et bien d’autres sont confrontées à une croissance exponentielle du trafic dans leurs datacenters. Facebook, par exemple, génère 4 pétaoctets de nouvelles données chaque jour. Les besoins de Google en matière de réseaux de datacenters doublent quant à eux tous les 12 à 15 mois. Essayer de répondre à ces demandes avec des liens 100GbE, c'est comme essayer de faire passer le débit d’un tuyau incendie à travers une paille. Clairement, il est souhaitable d’envisager une autre méthode.
Et les fournisseurs cloud hyperscale sont loin d’être les seuls demandeurs. Les fournisseurs de services sont confrontés à des tendances de croissance similaires dans leurs propres réseaux, et les datacenters des grandes entreprises ne sont pas loin derrière. Alors quels sont les moteurs de cette croissance ?
- Nouvelles demandes : Nous assistons à une croissance exponentielle des applications numériques et cloud, en particulier la vidéo. Les contenus vidéo HD et ultra-HD 4K consomment actuellement 73 % de la bande passante mondiale, et devrait dépasser 82 % d'ici 2021. L'utilisation croissante de l'intelligence artificielle (IA) et du machine learning dans les datacenters cloud engendre également un besoin d'augmentation substantielle en capacité et en vitesse.
- Évolution des dorsales des datacenters : Alors que les fournisseurs hyperscale adoptent de nouvelles architectures pour répondre à ces demandes, ils passent de connexions de serveurs 50GbE à 100GbE. La seule façon de transporter ce volume de trafic de manière économique est d'utiliser des optiques 400GbE.
- Emergence des réseaux 5G : Le déploiement de la 5G rapproche les exigences réseau des opérateurs de téléphonie mobile de celles des fournisseurs hyperscale. De nombreuses applications de la 5G entraîneront un besoin de liaisons plus rapides : haut débit, télémédecine, expériences de réalité virtuelle immersive, et bien d'autres. Mais le simple fait de connecter des sites cellulaires 5G nécessitera d'énormes augmentations de capacité. Grâce aux technologies d'antennes MIMO (entrées multiples, sorties multiples), un site cellulaire qui avait besoin de quatre interfaces 10GbE pour desservir une zone urbaine dense pourrait bientôt avoir besoin de 250 interfaces.
- Croissance rapide des services numériques à domicile : La pandémie COVID-19 a déclenché un pic massif et soudain d’utilisation de services numériques à domicile. Comme de plus en plus de personnes sont en télétravail, les services de grande capacité qu'elles utilisent - vidéoconférence, espaces de travail à distance, vidéo en continu, jeux, etc. - ont un impact profond sur les schémas de trafic au niveau mondial. Certains de ces changements seront éphémères, tandis que d'autres auront des effets persistants. On peut également s'attendre à ce que les délais de mise à niveau des capacités des réseaux résidentiels soient accélérés.
Surmonter les obstacles
Les perspectives de revenus supplémentaires pour les acteurs impliqués sont conséquentes. Mais pour passer au niveau supérieur, ils ont besoin de plus de densité et d'échelle, d’une plus grande efficacité énergétique, à moindre coût. Le 400 GbE semble être la réponse logique. Alors pourquoi cette technologie n’est-elle pas encore effective ?
Tout d'abord, il faut du temps aux fournisseurs pour s'aligner sur des accords multi-sources (MSA) en matière de standards optiques, qui nécessitent ensuite des tests poussés. Ce type de processus peut être long et complexe, mais le résultat est souvent extrêmement bénéfique pour l'ensemble de l'écosystème. Nous pouvons nous attendre, de ce côté, à voir les choses avancer dans les six prochains mois.
Le principal frein est donc financier. Les clients ont besoin de solutions 400GbE qui peuvent être déployées à un prix raisonnable. Et si les fournisseurs d'équipements réseau et les fabricants d'ASIC ont déjà progressivement réduit le coût par bit, les coûts de l'optique n'ont pas suivi le rythme. Il y a dix ans, les optiques 10GbE représentaient environ 10 % du coût du matériel de mise en réseau des datacenters. Aujourd'hui, l’optique représente plus de la moitié.
Les processus de fabrication en gros, l'automatisation et les économies d'échelle qui permettent aux semi-conducteurs de devenir plus abordables à chaque nouvelle génération doivent être intégrés aux réseaux optiques. L'industrie y arrive, mais lentement. Les fournisseurs hyperscale commencent à déployer des optiques 400GbE à grande échelle (probablement d'ici la fin de l'année). Les prix devraient commencer à baisser.
Préparer l'avenir
Le 400GbE étant à l’aube de son exploitation commerciale, il faut s’attendre à des avancées majeures en matière d’optique cette année. Le développement en cours de la photonique sur silicium par exemple, fera progresser la convergence du transport optique avec le routage et la commutation, en offrant des capacités d'émetteur-récepteur enfichables sur des plateformes à configuration fixe ou directement sur des cartes en ligne pour les plateformes modulaires. Également à l'horizon : le 400ZR, qui peut transformer l'économie des cas d'utilisation du WAN, du métro et de la DCI en étendant la portée de l'Ethernet à haut débit et de l'optique cohérente jusqu'à 120 kilomètres.
Alors que vous vous préparez à ces avancées et que vous attendez que l'économie du 400GbE rattrape la demande, voici quelques éléments de réflexion :
- Ouverture et interopérabilité, sans verrouillage. Privilégiez des technologies basées sur des normes ouvertes, avec une interopérabilité multi-fournisseurs. Cela vous permet d'économiser à long terme sur les dépenses d'investissement et garantit une certaine flexibilité opérationnelle.
- 400GbE-ready. Dans le cadre des cycles de rafraîchissement du réseau, recherchez des solutions à configuration fixe ou modulaire prenant en charge les interfaces QSFP56-DD pour les services 400GbE, afin de pouvoir effectuer la transition rapidement et facilement, par exemple en remplaçant un module enfichable par un autre.
- Sécurité en ligne. Pour de nombreuses organisations, tout le trafic qui quitte le datacenter doit être chiffré. Recherchez des solutions 400GbE capables de fournir un chiffrement MACsec en ligne, afin de ne pas avoir à utiliser des composants tiers qui augmentent la consommation électrique et les coûts tout en sapant les performances.
- Télémétrie à l'échelle. Pour gérer et surveiller votre réseau au fur et à mesure de son évolution, vous avez besoin d'un équipement réseau capable d'adapter les capacités de télémétrie. Cela signifie qu'il faut pouvoir prendre en charge des millions de compteurs et des millions d'opérations de filtrage par seconde.
Dans tous les cas, si vous vous heurtez aux limites de capacité de votre réseau, il est temps d’envisager sérieusement le 400GbE. Nous approchons rapidement du point de bascule où les solutions commerciales deviennent viables. Prendre le train 400GbE dès aujourd’hui, c’est s’assurer d’être prêt pour fournir la prochaine génération de services et d'applications numériques.
Par Michaël Melloul, Directeur Technique, Juniper Networks France
