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Beyond 100Gネットワークと フレキシブルレート適用の展望

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Beyond 100Gネットワークと
フレキシブルレート適用の展望
児玉賢彦 ([email protected])
Consulting Systems Engineer
APJ SP Routing Architecture team
November 2014
Beyond 100Gネットワークに向けて
フレキシブルレート適用の展望
まとめ
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Cisco Confidential
2
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3
Beyond 100Gネットワーク
1. 400G IFの立ち上がり時期
2. 10G、40G、100G、400G、1Tのステップ
3. 伝送ネットワークとの新たな関係
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4
1. 400G IFの立ち上がり時期
100G IFから学ぶと
Dell’Oro High End Routing Interface Forecasts
60%
40%
Other %
10GE %
20%
100GE %
0%
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
§ 
ハイエンドルータにおいて2018年までに100G IFが26%を占める
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2. 10G、40G、100G、400G、1Tのステップ
OTN Rates
OTNから学ぶと
OTU
ODU
Marketing
Rate
True
Signal
(OTU)
True
Payload
(OPU)
0
1.25G
NA
1.238G/s
1
1
2.5G
2.666G/s
2.488G/s
2
2
10G
10.709G/s
9.953G/s
3
3
40G
43.018G/s
39.813G/s
4
4
100G 111.809G/s 104.794G/s
ODUflex
is also defined by G.709. Similar to Virtual Concatenation,
but Flexは規定済み
avoids differential delay problem and is managed as a single entity
§  ODU
§ 
OTU-5の検討とともにOTUCnの検討も進んでいる。(Cはローマ数字で100(Centum))
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16 | Understanding OTN | April 2010
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3. 伝送ネットワークとの新たな関係
これまでは
Router/Switch
Transponder/Muxponder
1G/2.5G/10G/40G/100G
インターフェース
§ 
DWDM
10G/40G/100G
DWDMインターフェース
PacketノードIF:伝送ノードIFが1:1(Transponder)あるいはN:1(Muxponder)の関係
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3. 伝送ネットワークとの新たな関係
Beyond100Gネットワークでは
Router/Switch
Transponder/Muxponder
DWDM
:
100G/400G/1T
インターフェース
§ 
50G/100G/200G
DWDMインターフェース
PacketノードIF:伝送ノードIFが1:N、M:Nの新たな関係が発生
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3. 伝送ネットワークとの新たな関係
400G/1T伝送ネットワーク
§ 
§ 
400G/1T伝送を行う変調方式は1通りではない (Flex Modulation)
現状、到達性と周波数利用効率はトレードオフの関係
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Flex SpectrumとSuperchannel
Nyquist Superchannel : 複数のキャリアを1つのChannelとして伝送。周波数利用効
率の向上。周波数ステップはG.694.1で定義済みの12.5GHzステップを利用。
50Ghz
50Ghz
50Ghz
50Ghz
従来
100G PM-QPSK
既存ROADM
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50Ghz
50Ghz
50Ghz
50Ghz
波長シェイピング
Nyquistフィルタリング
既存ROADM
50Ghz
50Ghz
50Ghz
50Ghz
Flex Spectrum
Nyquist superchannel
フレックスROADM
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400G/1Tbps時代のネットワーク構成例
Transponder/Muxponder
Router/Switch
DWDM
Superchannels
2x50G 2x200G
:
???
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Flex Modulation 50G/
100G/200G
DWDM インターフェース
Flex Spectrum
フレキシブル nx12.5Ghz
チャネル
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フレキシブルレート:FlexMAC/MACFlex/FlexEthernet
フレキシブルレート機能(以下、FlexEthernet)は以下を目的/目標としています:
•  Router IFのデータレートを伝送レイヤのパフォーマンスに適応させる。複数波長上での伝送を実現
させる。
•  標準化団体で現在規定されている(これから規定される予定の)階梯にないデータレートにLAGを利
用することなく柔軟に適応させる。(25G/50Gの粒度)
•  ヒットレスな再設定、データレートの再構築
MAC$
FlexEthernet
MacFlex!
Reconcilia-on$
CGMII$
100Gb/s$Media$Independent$Interface$
PCS$
20$Virtual$
Lanes$
PMA$
10/4$Phy.$
Lanes!
PMD$
MDI$
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Physical$Coding$Sub$Layer$
5Gb/s$Granularity$
Physical$Coding$Sub$Layer$(20:10$/$10:4)$
CAUI$–$100Gb/s$ALachment$Unit$Interface$(10.3Gb/s$per$Lane)$
Physical$Media$Dependent$
Media$Dependent$Interface$
Op-cal$Medium$
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FlexEthernet実装に向けた取り組み
• 
• 
• 
• 
NPUの高速化にあわせてサポート帯域を柔軟に変更できないかと考え提案
•  NPU/DSPの高速化と広帯域IF開発のギャップ
CAUI/XLAUIのVLスキームを再利用
•  複数の物理IF上でシングルパイプとしての転送を可能に
CAUIのレーンアラインメントマーカーをFlexEthernet向けに再定義
別々のDWDM波長上でVL転送を実現するためのDeskew機能の改善
Data
Lane
Scrambler
MACFlex
Flex
MAC AM
AMinsertion
insertion
BIP
insertion
Flex
MAC AM
MACFlex
AM insertion
insertion
BIP
insertion
.
.
.
Flex
MAC AM
MACFlex
AMinsertion
insertion
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.
.
.
BIP
insertion
Physical Lane
Multiplexer
.
.
.
Physical Lane
Multiplexer
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フレキシブルレート適用例
•  Loss of a sub carrier –
例:400G IFを4x100GのSuperchannelで
伝送していたが、あるサブキャリアが障害発
生した場合への適用
4x100G
X
300G
200G
•  増速を検討する際のオプションとしてCost
400G
100G ->
Target 400G?
vs BW vs Performanceの最適化 –
100Gを増速する際、400Gへではなく200G
の適用が可能に(LAG不要)
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フレキシブルレート適用例
•  Restoration –
400G -> 200G
400G
ファイバー障害が発生し、DWDMレイヤー
でのRestorationが開始したが、OpticalImpairmentなどの理由により、障害前と同
じ帯域を確保できない場合への適用
•  Spectrum Defragmentation –
単独キャリアおよびSuperchannelの周波数
帯を効率的に寄せることで周波数帯域全体
の利用効率を最適化
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200G
400G -> 600G
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WSON Restorationとは -可用性、耐障害性の向上にむけて
WSON Dynamic Optical Restoration
Client
Client
Router/Switch
Router/Switch
伝送装置
障害発生
DWDM装置のWSON機能により新しいDWDMサーキットパスの検証
(必要に応じて) DWDMラムダの変更を実施
DWDM装置による新しいパスへのOmni-directionalラムダスイッチ
既設クライアントIFおよびDWDM IFでの早急なサービス疎通回復。(現地に赴く必要なし)
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Restoration時の適用
2X200G
1x100G
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1x100G
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Restoration時の適用
2X200G
1x100G
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1x100G
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Restoration時の適用
2X100G
1x100G
1x100G
•  例:迂回経路では2x200Gの到達性を確保できず、また4x100Gで転送するためのTransponder
機能が存在していない場合においても冗長系の回復(Restoration)を実現
•  Router側においてはFlexEthernet機能により200G化
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移動後、開放
Spectrum Defragmentation
例:増速したいが利用可能な周波数幅がない場合
C-Band
750G
200G
200G
200G
750G
400G
200G
500G
1000G
200G
200G
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500G
400G
200G
100G
1000G
500G
400G
500Gを
750Gに増
速したい
動かしましょう
合計周波数幅の余力
はあるが連続でない
限られた周波数帯域を最大限有効活用
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400G/1Tbps時代はPacket機能と伝送機能がさらに近い存在に
Beyond100Gネットワーク全体でのリソースの有効活用およびフレキシビリティの向上を目指す
Transponder/Muxponder
Router/Switch
DWDM
Superchannels
2x50G 2x200G
:
Flex Ethernet
フレキシブル nx25G
インターコネクト
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Flex Modulation 50G/
100G/200G
DWDM インターフェース
Flex Spectrum
フレキシブル nx12.5Ghz
チャネル
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Thank you.
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