Le trafic de données mobiles devrait augmenter d'un facteur 100 ou 1000 pour 2020, suite à l'arrivée prévue de la nouvelle norme 5G. Ceci explique la course pour trouver des solutions afin que les réseaux de télécommunications gèrent cette croissance considérable, et un projet de l'UE a déjà conçu une solution ultra rapide utilisant une transmission optique.
Le projet LIGHTNESS, piloté par des entreprises, a été lancé en 2012 pour renforcer les capacités de l'Europe à connecter les centres de données, et pour anticiper la croissance du trafic entre eux. Pour cela, il tire parti des avantages des transmissions optiques par rapport aux transmissions électriques, en termes de puissance, de rapidité et de rentabilité.
"L'infrastructure que nous concevons doit pouvoir évoluer pour la 5G, ce qui sera impossible pour les systèmes de commutateurs Ethernet groupés actuels", explique Matteo Biancani d'Interoute, le fournisseur de services cloud et télécommunications responsable du projet. "L'évolutivité est réellement la clé pour répondre à la demande future."
Transmettre les données à la vitesse de la lumière
Déjà, les réseaux 4G et 3G connaissent une forte demande pour des débits élevés et des temps de réponse très courts, suite à l'usage croissant de l'informatique haute performance, du Cloud et du stockage côté serveur. Les travaux du projet LIGHTNESS préparent l'arrivée de la 5G mais ils sont pertinents dès aujourd'hui.
L'objectif principal de LIGHTNESS était de concevoir des techniques innovantes de transmission et de commutation photonique, afin de mettre en place des connexions performantes et économiques entre et au sein des centres de données. C'est ainsi que les universités et les centres de recherche participant au projet, situés au Royaume-Uni, aux Pays-Bas et en Espagne, ont conçu des installations spéciales pour tester la commutation de circuit optique (Optical Circuit Switching, OCS) et la commutation de paquets optiques (Optical Packet Switching, OPS). Ces installations simulent un centre de données pour tester si les techniques répondent aux besoins des nouvelles applications en termes de très haute bande passante et de faible latence de réseau.
Pour assurer l'évolutivité, les chercheurs de LIGHTNESS ont conduit de nombreuses études et simulations afin d'évaluer les avantages de leur architecture dans des environnements de très grande taille. Ils ont utilisé simultanément plus d'une centaine de canaux différents, atteignant des débits de plusieurs Tbit/s pour chaque liaison par fibre optique. L'association de la commutation de circuit optique et de la commutation de paquets optiques représente la solution la plus prometteuse pour assurer la commutation de trafics de données très importants, littéralement à la vitesse de la lumière.
Des débits de 40 à 100 Gbit/s
Grâce aux installations de test, les chercheurs de LIGHTNESS ont mis au point un commutateur de paquets optiques qui apporte vraiment la latence à l'échelle de la nanoseconde nécessaire aux réseaux pour répondre à la demande future des utilisateurs mobiles. Ils ont aussi testé un commutateur de tête de rack (Top-of-Rack, ToR), pour relier les racks des équipements de stockage dans un centre de données équipé d'OPS et d'OCS, et agréger le trafic des flux de données à durée de vie courte ou longue. LIGHTNESS a testé le fonctionnement et atteint des débits sans précédent pour des commutateurs, allant de 40 à 100 Gbit/s.
Un déploiement d'ici 2018 dans les réseaux de centres de données
LIGHTNESS a présenté ses premiers prototypes l'an dernier à Paris lors de l'European Conference on Networks and Communications, remportant le prix Best Booth avec la démonstration de son nouveau réseau optique pour centre de données (Optical Data Centre Network, ODCN) défini par logiciel.
"L'implémentation complète des prototypes matériels et logiciels de LIGHTNESS est prête et se trouve en cours d'évaluation expérimentale et de validation sur nos installations de test. Une démonstration du concept complet aura lieu en septembre lors de l'European Conference on Optical Communications qui se tiendra à Valence. Nous fabriquons les équipements pour les déploiements dans nos réseaux de centres de données, et la production atteindra son régime de croisière dans deux ou trois ans", conclut M. Biancani.
LIGHTNESS est un projet de recherche spécifique ciblé qui a reçu 2,44 millions d'euros du 7e programme-cadre de l'UE. Il implique sept partenaires en Italie, aux Pays-Bas, en Espagne et au Royaume-Uni, et s'achève en octobre de cette année.
Pour plus d'information voir: Projet
LIGHTNESS