Dans le domaine des télécommunications, Provider Backbone Bridge - Traffic Engineering (PBB-TE), également connu sous le nom de Provider Backbone Transport (PBT), est un protocole de communication Ethernet de classe opérateur. Il repose sur des extensions du protocole Ethernet natif, protocole de niveau 2 habituellement utilisé dans les réseaux locaux d'entreprise, afin de le rendre plus fiable, extensible et déterministe et qu'il puisse être utilisé comme protocole de transport dans les réseaux de grande dimension, notamment les réseaux de nouvelle génération des fournisseurs de services de télécommunications. PBT reprend en particulier les concepts de marquage de VLAN selon la spécification IEEE 802.1Q, "Q-in-Q" selon la spécification IEEE 802.1ad (Provider Bridging) et "MAC-in-MAC" selon la spécification IEEE 802.1ah (Provider Backbone Bridge ou "PBB"). Mais PBB-TE désactive le concept de "flooding/broadcasting" et le protocole "spanning tree". PBB-TE a été normalisé en 2009 802.1Qay-2009 - IEEE Standard for Local and metropolitan area networks-- Virtual Bridged Local Area Networks - Provider Backbone Bridge Traffic Engineering standards.ieee.org, consulté en juin 2017, par l'IEEE sous l'intitulé 802.1qay.

Contexte et motivations

Ethernet est le protocole de communication de niveau 2 le plus fréquemment utilisé par les entreprises dans leur réseau informatique. Ethernet est également utilisé de plus en plus fréquemment par les opérateurs dans les Réseaux de Nouvelle GénérationPar exemple Infonetics Research (cité dans Light Reading, 3 avril 2008, "A Guide to PBT/PBB-TE" ) indique dans une étude que les opérateurs consultés ont observé une augmentation de 90 % du trafic Ethernet entre 2006 et 2007, et une augmentation de 70 % du trafic IP/MPLS., en particulier dans les segments d’accès et métropolitains. Les services et protocoles "Ethernet de classe opérateur" sont examinés par le Metro Ethernet Forum, l'IEEE, l'IETF et d'autres instances de normalisation afin de répondre aux exigences spécifiques de cet environnement.

Dans le segment du cœur de leur réseau, beaucoup d'opérateurs utilisent MPLS pour assurer l’ingénierie de trafic et la qualité de service. En revanche, l’extension de MPLS dans les segments d’accès et métropolitains du réseau est moins avancée. Cette solution, si elle est techniquement viable, introduit dans certains cas de figure un ensemble de difficultés liées à la gestion et à l'évolutivité du réseau, qui en fin de compte augmentent le coût et la complexité d'exploitation. Plusieurs solutions alternatives émergentes ont été proposées parmi lesquelles Transport MPLS (T-MPLS)Le principe T-MPLS est de définir un sous-ensemble de MPLS en masquant certaines de ses complexités, et donc ses problèmes de coûts et de dimensionnement. Pour plus de détails, voir l’article détaillé correspondant, « Provider VLAN Transport » (PVT)PVT est également appelé « brassage de VLAN », « VLAN cross connect » ou « VLAN-xc » et PBT. L’intérêt du marché pour cette dernière solution est allé croissantVoir par exemple journal "Telecom magazine" du 7 janvier 2008 : « Independent research shows that interest in PBT is growing. While responses did vary, new research from both Synergy Research and CIMI Corp. confirmed that service providers continue to inquire about what PBT and PBB-TE can do for them. Synergy Research reported that even though views on PBT and PBB-TE in the 37 major service providers it polled varied, two incumbents plan to deploy it this year, while six are evaluating the technology. Meanwhile, a recent CIMI Corp. poll of carriers showed that 10 out of 10 service providers are now interested in PBB-TE. This was up from just three out of 10 last year ». en partie depuis que BT a annoncé en vouloir la déployer dans son réseau métropolitainSelon journal “Réseaux & Télécoms” du 19 janvier 2007 . Voir également entretien donné par Mick Reeve au journal « Telecommunications On-line », article du 5 février 2007 . Mick Reeve a travaillé pendant 35 ans chez BT, dernièrement en tant qu'architecte en chef de l'initiative 21CN. Depuis cette date, plusieurs industriels ont intégré PBT à leur catalogueListe non exhaustive d'industriels ayant annoncé des produits supportant PBT, voir "A Guide to PBT/PBB-TE" article paru dans la revue Light Reading du 3 avril 2008 , qui comprend notamment un tableau comparatif . Ciena, Extreme Networks, Huawei, Nokia Siemens Networks, Nortel, Tellabs, Worldwide Packets et d'autres sont les industriels plus avancés dans la mise en œuvre de "PBT" sur leurs produits. et l’IEEE a créé un groupe de travail afin de normaliser formellement la technologie (802.1Qay). Estimant que l'activité de normalisation en cours ne modifierait pas de manière fondamentale les spécifications préliminaires, plusieurs opérateurs ont commencé à évaluer ou à déployer ces solutionsLe journal Light Reading distingue un premier groupe d'opérateurs qui ont annoncé des déploiements de PBT dans leur réseau. Il faut citer en premier lieu BT qui est l’un des acteurs précurseurs sur ce sujet qu'il étudie dans ses laboratoires depuis 2004. Dans le cadre de son projet de réseau de nouvelle génération baptisé "21st Century Network", l’opérateur britannique est parvenu à la conclusion que le déploiement de MPLS dans la partie métropolitaine de son réseau entraînerait dans certains cas de figure une augmentation excessive de ses coûts d’exploitation et a donc lancé une étude et des consultations pour trouver d’autres solutions. En janvier 2007, BT a retenu deux industriels (Nortel et Nokia Siemens Networks) pour déployer PBT dans son réseau métropolitain dans le cadre d’un contrat pluriannuel (source: journal "Light Reading" du 12/05/2006, "BT Likes Nortel's New Ethernet Flavor" , Light Reading su 15/01/2007, "Nortel, Siemens Win PBT Deals at BT" ). BT est très actif dans les instances de normalisation. PBT est déjà déployé et en production dans son réseau notamment en Grande Bretagne et en Italie (source: Light Reading, 3 avril 2008, "A Guide to PBT/PBB-TE"). Light Reading cite également dans ce premier groupe des opérateurs comme Dakota Carrier Network LLC et Citizens Communications Company (Frontier) (des opérateurs de services locaux américains), groupe-e (une entreprise suisse spécialisée dans la fourniture de services au public de type électricité, gaz etc.), Highland Telephone Cooperative (un opérateur de type coopérative en zone rurale aux États-Unis), l'aéroport international de Bombay, Promigas Telecomunicaciones (un opérateur en Colombie), Silk telecom (un opérateur en Australie) et Southern Light (un opérateur qui exploite un réseau optique dans l'État du Mississippi, de l'Alabama, de la Floride et en Louisiane). Light Reading distingue un deuxième groupe d'opérateurs qui en sont au stade de l'évaluation de la technologie. Par exemple la division recherche et développement de Telefónica a annoncé avoir évalué PBT dans le cadre d'un programme de tests pan-européens (source : journal « Light Reading » du 5/2/2008, « Telefónica Checks Out PBT » ). D'autres opérateurs comme Bell Canada, Deutsche Telekom, France Telecom, NTT, Swisscom, TeliaSonera et Verizon Communications sont ou seraient également dans ce groupe..

PBT est une technique fondée sur Ethernet qui vise à obtenir des performances comparables ou meilleures que celles de solutions basées sur MPLS (VPWS et VPLS) : ingénierie de trafic ; administration et maintenance (OAM) ; garanties en ce qui concerne la qualité de service et la bande passante ; rétablissement des connexions en moins de ; scalabilité équivalente.

Avec les avantages d'Ethernet sur le plan des économies et de la simplicité : facilité d'apprentissage ; facilité de gestion.

Applications

PBT a été conçu de manière à pouvoir mettre en œuvre des applications exigeantes en termes de bande passante et de qualité de service (QoS). Notamment PBT est pressenti : En tant que technologie de transport dans la partie du réseau des opérateurs chargés de la collecte (« backhauling ») du trafic haut débit mobile (3G/4G)Sur le marché intermédiaire, BT prévoit de proposer aux opérateurs mobiles un service de backhauling qui sera basé sur PBT. Voir journal Light Reading du 18 juillet 2007 « BT Sells PBT-Based Backhaul Service » ) et fixe (ADSL, ADSL2+, VDSL, FTTH / fibre optique). Les débits atteints rendent coûteuse l'utilisation de technologies traditionnelles SDH/SONET, aussi les opérateurs examinent la possibilité d'utiliser Ethernet comme solution alternative plus économique. En tant que technologie utilisée pour fournir les services VPN et Ethernet aux clients entreprises, un marché actuellement en pleine croissance. Certains opérateurs alternatifs commencent à offrir ce type de services avec un prix de revient inférieur à celui des opérateurs historiques qui utilisent les solutions traditionnelles SDH/SONET.

PBT est compatible avec la mise en œuvre de services aux utilisateurs comme les communications voix sur IP, les services VPN point à multi-points pour la diffusion de contenus vidéos numériques (IPTV)Voir par exemple journal "Telecom magazine" du 7 janvier 2008 , qui indique l'arrivée sur le marché de solutions PBT supportant les services VPN point à multi-points, connus sous le nom de E-Tree au sein du Metro Ethernet Forum, optimisés pour les services vidéo et IPTV. Il cite l'exemple d'un opérateur américain ayant d'importants clients broadcast qui utilise PBT pour le transport des flux vidéo., les services haut débit aux entreprises et les nouvelles applications multimédia interactives.

Dans bien des cas, PBT est positionné comme une solution complémentaire à MPLS, déployée à l'accès et dans la partie métropolitaine du réseau des opérateurs, et non pas seulement comme une solution de remplacement à MPLS.

Au-delà du marché des opérateurs, les grandes entreprises notamment dans le secteur de la finance, commencent également à montrer de l'intérêt pour la technologie PBTPar exemple l’aéroport international de Bombay (voir le communiqué « MIAL Chooses Nortel for New Communications Infrastructure at Mumbai’s Chhatrapati Shivaji International Airport » )

Ethernet dans les réseaux : interfaces, services et transport

PBT est basé sur la technologie Ethernet qui intéresse depuis plusieurs années les opérateurs pour le déploiement de réseaux métropolitains car ils doivent supporter un volume important de trafic en mode paquet lié aux nouveaux services comme la vidéo, les services mobiles 3G, et les services de connectique VPN et Ethernet aux entreprises.

Les interfaces Ethernet sont largement répandues dans les réseaux locaux, d'entreprise notamment, en raison de la simplicité d'utilisation et du faible coût des équipements.

Différents opérateurs dans différents pays offrent déjà divers types de services de connectivité Ethernet à travers leur réseau. Pour autant, cela ne signifie pas qu'ils utilisent Ethernet nativement en tant que technologie de transport sous-jacente dans leur réseau.

Technologies de transport employées jusqu'ici

Les opérateurs ont utilisé jusqu'ici différentes technologies de transportTechnology inside, The blog, entrée du 26/03/2007, "ethernet-over-everything, but whats everything?" , notamment les systèmes numériques traditionnels SDH, SONET ou RPR. Avec l'augmentation constante des transmissions de données (Internet, Voix sur IP, vidéo, mobiles 3G et connectivité en entreprise etc.), ces technologies sont toutefois en voie d'obsolescence.

Dans les réseaux de nouvelle génération, les opérateurs utilisent de plus en plus fréquemment un plan de transport en mode paquet, notamment IP et MPLS avec des protocoles de tunnellisation comme L2TPv3, Layer 2 MPLS VPN (L2VPN) ou VPLS.

L'utilisation d'Ethernet en tant que technologie de transport était jusqu'ici difficilement envisageable dans les réseaux d'opérateurs en raison de certaines fonctionnalités manquantes, disponibles avec PBT.

Principe de fonctionnement