これらの特性に基づくと、従来のDCIソリューションは大きく分けて2種類あります。
1. 純粋な DWDM 機器を使用し、スイッチ上でカラー光モジュール + DWDM マルチプレクサ/デマルチプレクサを使用します。シングルチャネル 10G の場合、コストは非常に低く、製品の選択肢も豊富です。10G カラー光モジュールは国内ですでに生産されており、コストはすでに非常に低くなっています (実際には、10G DWDM システムは数年前に普及し始めましたが、より大きな帯域幅の要件が出現したため、排除する必要があり、100G カラー光モジュールはまだ利用できませんでした。現在、100G 関連のカラー光モジュールは中国で登場し始めたばかりで、コストは十分に低くはありませんが、常に DCI ネットワークに大きく貢献します。
2. 高密度伝送OTN機器を使用する。これらは220V AC、19インチ機器、高さ1～2Uで、設置がより容易である。SD-FEC機能をオフにして遅延を低減し、光レイヤでのルーティング保護を使用して安定性を向上させる。また、制御可能な北向きインターフェースにより、機器拡張機能の開発能力も向上する。ただし、OTN技術は依然として保守的であり、管理は依然として比較的複雑である。
さらに、現在、第一層のDCIネットワーク構築者が行っているのは、主にDCI伝送ネットワークの分離であり、これにはレイヤ0の光とレイヤ1の電気の分離、および従来メーカーのNMSとハードウェア機器の分離が含まれます。従来のアプローチでは、特定のメーカーの電気処理装置は同じメーカーの光処理装置と連携する必要があり、ハードウェア機器は管理のためにメーカー独自のNMSソフトウェアと連携する必要があります。この従来の方法には、いくつかの大きな欠点があります。
1. この技術は閉鎖的である。理論的には、光電子レベルは互いに分離可能であるが、従来のメーカーは技術の支配権を維持するために意図的に分離を行わない。
2. DCI伝送ネットワークのコストは主に電気信号処理層に集中しています。システムの初期構築コストは低いものの、容量を拡張する際には、メーカーは技術的独自性を盾に価格を引き上げ、拡張コストが大幅に増加します。
3. DCI伝送ネットワークの光レイヤが運用開始された後、同一メーカーの電気レイヤ機器でのみ使用可能となるため、機器リソースの利用率が低く、ネットワークリソースプーリングの発展方向と合致せず、統一された光レイヤリソーススケジューリングにも適さない。分離型光レイヤは構築初期段階で個別に投資されるため、将来的に複数のメーカーによる単一の光レイヤシステムの使用に制限されず、光レイヤの北向きインターフェースとSDN技術を組み合わせることで、光レイヤにおけるチャネルリソースの直接スケジューリングを実現し、ビジネスの柔軟性を向上させる。
4. ネットワーク機器は、YANGmodelのデータ構造を介してインターネット企業のネットワーク管理プラットフォームと直接シームレスに接続し、管理プラットフォームの開発投資を削減し、メーカーが提供するNMSソフトウェアを排除することで、データ収集とネットワーク管理の効率を向上させます。
したがって、光電子分離はDCI伝送ネットワーク開発の新たな方向性である。近い将来、DCI伝送ネットワークの光レイヤはROADM+南北インターフェースで構成されるSDN技術となり、チャネルの開放、スケジューリング、復旧を任意に行えるようになる。メーカーの異なる電気レイヤ機器を混在させたり、同じ光システム上でイーサネットインターフェースとOTNインターフェースを混在させたりすることも可能になる。そうなれば、システム拡張や変更時の作業効率が大幅に向上し、光レイヤの識別も容易になり、ネットワークロジック管理が明確になり、コストも大幅に削減されるだろう。
SDN（ソフトウェア定義ネットワーク）の核心となる前提は、ネットワークリソースの一元的な管理と割り当てです。では、現在のDCI伝送ネットワーク上で管理可能なDWDM伝送ネットワークリソースとは何でしょうか？
チャネル、パス、帯域幅（周波数）の3つが存在します。したがって、光とIPの連携における光伝送は、実際にはこれら3つの要素の管理と分配を中心に行われます。
IPとDWDMのチャネルは分離されているため、初期段階でIP論理リンクとDWDMチャネル間の対応関係が設定され、後でチャネルとIP間の対応関係を調整する必要がある場合は、OXC方式を使用してミリ秒単位で高速なチャネル切り替えを実行できます。これにより、IPレイヤは変更を認識せずに済みます。OXCによる管理を通じて、各サイトの伝送チャネルのリソース集中管理を実現し、ビジネスSDNとの連携が可能になります。
単一チャネルとIPのデカップリング調整は、ほんの一部に過ぎません。チャネル調整と同時に帯域幅調整も考慮すれば、異なる時間帯における様々なサービスの帯域幅要件の調整という問題を解決できます。構築された帯域幅の利用率を大幅に向上させることができます。したがって、OXCと連携してチャネルを調整しながら、フレキシブルグリッド技術のマルチプレクサとデマルチプレクサを組み合わせることで、単一チャネルはもはや固定された中心波長を持たず、スケーラブルな周波数範囲をカバーできるようになり、帯域幅サイズの柔軟な調整が可能になります。さらに、ネットワークトポロジーで複数のサービスを使用する場合、DWDMシステムの周波数利用率をさらに向上させることができ、既存のリソースを飽和状態で使用できます。
最初の2つの動的な管理機能により、伝送ネットワークのパス管理は、ネットワークトポロジ全体の安定性を高めるのに役立ちます。伝送ネットワークの特性によれば、各パスは独立した伝送チャネルリソースを持つため、各伝送パス上のチャネルを統一的に管理および割り当てることが非常に重要です。これにより、マルチパスサービスに最適なパス選択が提供され、すべてのパス上のチャネルリソースの使用が最大化されます。ASONと同様に、ゴールド、シルバー、カッパーは異なるサービスごとに区別され、最高レベルのサービスの安定性を確保します。
例えば、3つのデータセンターA、B、Cで構成されるリングネットワークがあるとします。サービスS1（イントラネットビッグデータサービスなど）は、AからB、Cへとこのリングネットワークの1～5波を占有し、各波の帯域幅は100G、周波数間隔は50GHzです。サービスS2（外部ネットワークサービス）は、AからB、Cへとこのリングネットワークの6～9波を占有し、各波の帯域幅は100G、周波数間隔は50GHzです。
通常時は、このような帯域幅とチャネルの使用で需要を満たすことができますが、たとえば新しいデータセンターが追加され、短期間でデータベースを移行する必要がある場合、この期間のイントラネット帯域幅の需要は2倍になり、元の500G帯域幅（5×100G）は2T帯域幅が必要になります。この場合、伝送レベルのチャネルを再計算し、5つの400Gチャネルを波層に展開します。各400Gチャネルの周波数間隔は、元の50GHzから75GHzに変更されます。フレキシブルグレーティングROADMとマルチプレクサ/デマルチプレクサにより、伝送レベルのパス全体が最適化され、これらの5つのチャネルは375GHzのスペクトルリソースを占有します。伝送レベルのリソースが準備できたら、集中管理プラットフォームを介してOXCを調整し、元の1～5波長の100Gサービス信号で使用されていた伝送チャネルを、新たに準備されたミリ秒レベルの遅延を持つ5波長の400Gサービスチャネルに調整します。これにより、DCIサービス要件に応じた帯域幅とチャネルの柔軟な調整機能が完了し、リアルタイムで実行できます。もちろん、IPデバイスのネットワークコネクタは100G/400Gレート調整機能と光信号周波数（波長）調整機能をサポートする必要がありますが、これは問題ありません。
DCIのネットワーク技術に関して言えば、伝送によって完了できる作業は非常に低レベルです。よりインテリジェントなDCIネットワークを実現するには、IPと連携して実現する必要があります。例えば、DCIのIPイントラネットでMP-BGP EVPN+VXLANを使用してDC間でレイヤ2ネットワークを迅速に展開することで、既存のネットワークデバイスとの高い互換性を実現し、テナント仮想マシンがDC間を柔軟に移動できるというニーズを満たすことができます。また、DCIのIP外部ネットワークでセグメントルーティングを使用して、送信元業務区分に基づいてトラフィックパススケジューリングを実行することで、DC間出力トラフィックの可視化、高速な経路復元、高帯域幅利用率の要件を満たします。基盤となる伝送ネットワークは多次元OXCシステムと連携し、現在の従来のROADMと比較して、きめ細かなサービスパススケジューリング機能を実現できます。さらに、非電気伝送波長変換技術を使用することで、チャネルスペクトルリソースの断片化の問題を解決できます。上位レイヤと下位レイヤのリソースを統合して業務管理と展開を行い、柔軟な展開とリソース利用率の向上を図ることは、将来的に必然的な方向性となるでしょう。現在、国内の大手企業の中にはこの分野に注目しているところもあり、専門の新興企業の中には既に関連技術製品の研究開発に着手しているところもある。今年中に、関連する総合的なソリューションが市場に登場することを期待したい。おそらく近い将来、OTNはキャリアグレードのネットワークから姿を消し、DWDMだけが残るだろう。
投稿日時：2023年2月15日