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 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 2 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 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 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 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 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 5 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)) Cisco Confidential © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 16 | Understanding OTN | April 2010 All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009 Internal Use Only 6 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 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 7 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 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 8 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 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 9 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 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 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 Cisco Confidential 10 400G/1Tbps時代のネットワーク構成例 Transponder/Muxponder Router/Switch DWDM Superchannels 2x50G 2x200G ： ??? © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 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 Cisco Confidential 11 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 12 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$ © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 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$Medium$ Cisco Confidential 13 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 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. . . . BIP insertion Physical Lane Multiplexer . . . Physical Lane Multiplexer Cisco Confidential 14 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) © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 15 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 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 200G 400G -> 600G Cisco Confidential 16 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) © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 17 Restoration時の適用 2X200G 1x100G © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 1x100G Cisco Confidential 18 Restoration時の適用 2X200G 1x100G © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 1x100G Cisco Confidential 19 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 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 20 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 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 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 Cisco Confidential 21 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Cisco Confidential 22 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 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 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 Cisco Confidential 23 Thank you.