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通信トラフィックの急激な増加に伴い、コアネットワークではより大容量かつ長距離のリンク伝送が求められ、100G光ネットワークの普及が進んでいます。こうした環境下において、サービスプロバイダーは100G DWDMバックボーンアプリケーションにコヒーレントトランシーバを採用しています。これまで、100Gトラフィックの長距離伝送やDWDMネットワークの一部としては、コヒーレントCFP/CFP2 DWDM光トランシーバが主流でした。本稿では、主にメトロネットワークアプリケーション向けの100GコヒーレントCFPモジュールについて解説します。
コヒーレント技術：100Gb/s を実現
10Gb/sから100Gb/sへの回線速度の移行には、技術的な課題が伴います。コヒーレント技術は、伝送距離を延長する手段として、1980年代から光伝送に研究されてきました。2010年から2011年にかけて、この技術は市場で成熟期を迎え、100Gのコヒーレント信号伝送が本格的に可能になりました。この成果は、100G以上の伝送速度の実現を目指す業界の取り組みの基盤となり、単一の光ファイバペアでテラビット級の情報を低コストで伝送することに貢献しています。これまで、コヒーレント技術は主に長距離ネットワークで導入されてきましたが、現在ではメトロネットワークへの導入も始まっています。
100Gのメトロ要件
100Gレートは当初、長距離ネットワークとコアネットワークで導入されました。メトロネットワークでは、10Gが依然として最も主流のレートです。今後数年間で、より大規模なメトロエリアやデータセンター接続において、100Gへの集約化の傾向がより顕著になるでしょう。メトロネットワークは幅広い距離をカバーします。メトロリージョナルとメトロコアはそれぞれ500～1000km、100～500kmの距離をカバーしますが、メトロアクセスリンクは一般的に100km未満のポイントツーポイント接続です。これらの距離は長距離リンクよりも短いですが、柔軟なプロトコルサポート、信号レートの粒度が高いこと、ノード数の増加など、メトロネットワークの特性により、100Gレートの要件が生まれます。
メトロネットワークアプリケーション向け 100G コヒーレント CFP モジュール
メトロアプリケーションと長距離アプリケーションでは要件が異なりますが、サービスプロバイダはメトロ向けの低コストな100G技術を求めています。この目標を達成するために、機器ベンダーはコヒーレントCFPモジュールをメトロ100G導入の究極のソリューションと見なしています。コヒーレント100G CFPは、光伝送の劣化を克服しながらも、許容できるパフォーマンスを実現します。
100Gレートは分散の影響を受けやすいため、追加の分散補償と光パワーブーストが必要になります。そのため、まず追加の100GHz DWDMマルチプレクサを使用してすべての100Gレートを結合し、その後に分散補償と増幅を組み合わせた段を設けます。このアーキテクチャは、サービスプロバイダーの「成長に合わせた拡張」モデルを便利にサポートします。帯域幅が枯渇した場合、既存のレガシー10Gチャネルを100Gサービスとシームレスに交換できます。残りのコンポーネントを再利用して、データレートを最大2.4Tb/sまで拡張することも可能です。
このシナリオでは、既存の48チャネル100GHz DWDMマルチプレクサに加え、24個の異なる色のCFPモジュールを導入する必要があります。すべての100Gサービスはまず多重化され、分散補償および増幅段は1つだけで済みます。このようなネットワークアーキテクチャは、既存のインフラを柔軟に再利用しながら、コストを抑えつつ高密度化を実現できることは明らかです。
このシナリオでは、シンプルな距離延長ソリューションとして、SFP+ OEOトランスポンダーを使用してスイッチをテストしました。スイッチからの100G出力信号は、より長距離伝送可能なDWDM信号に変換されます。このソリューションでは、コヒーレントCFPモジュールを使用して出力信号をラインファイバーに接続し、信号をより長距離伝送することで、距離制限を解消します。
Cisco CFP 100G光モジュールを用いてより高いケーブル密度を実現するために、 CWDM/DWDMハイブリッドに使用可能な16チャネルのデュアルファイバDWDM Mux/Demuxと8チャネルのデュアルファイバCWDM Mux/Demuxを組み合わせ、MTPハーネスケーブルとWDM SFP+ OEOコンバータを追加することで、通常のSR波長をDWDM波長に変換します。これにより、100GコヒーレントCFPモジュールを用いて、2500kmの長距離DWDMネットワークをコスト効率よく構築できます。
結論
100GコヒーレントCFPモジュールは、光ファイバーの劣化を費用対効果の高い電子イコライゼーションで補正し、広範なパフォーマンス監視機能を提供することで、設置とネットワーク管理を容易にします。これらのメリットにより、サービスプロバイダーは総所有コストを削減しながら、帯域幅需要の増加に対応できます。
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