ファイバー容量増大テクノロジーは急速に現代の光ネットワークにとって最も実用的な拡張パスになりつつあります。データセンター、クラウドバックボーン、5Gトランスポート全体でトラフィックは増加し続けています。一方、ファイバーのルート、ダクト、サイトは実際の限界に直面しています。その結果、多くの通信事業者は現在、単純な「速度アップグレード」を超えて、システム レベルの容量の向上に重点を置いています。-
その文脈では、ファイバー容量増大テクノロジーは、混乱を最小限に抑えながら、既存のファイバーからより多くの利用可能なスペクトルとスループットを解放するという 1 つのことをうまく実行することを目指しています。ネットワーク全体を再構築するのではなく、現場ですでに実行されているものを再利用するインテリジェントな光レイヤーを追加します。
この記事では、ロジック、アーキテクチャ、エンジニアリングのトレードオフについて説明します。{0}}また、すべての光波長変換が、特定の条件下で報告されている 76.8 Tb/s のマイルストーンなど、単一ファイバの容量を新たな上限に向かって押し上げる理由も示しています。-
業界がより速い波だけでなく容量の増大を必要とする理由
業界は長年にわたり、単一波長レートを高めることで帯域幅を拡大してきました。{0} 100G から 400G に移行し、現在は 800G 以上に移行しています。ただし、波あたりの速度を速くするだけでは、すべてのボトルネックを解決できるわけではありません。{6}}
ファイバー容量増大テクノロジー日常の 3 つの制約に対処します。
建設制限:新しいファイバーの構築には数か月以上かかる場合があります。
サイト制限:多くの場合、新しい機器は電力、スペース、冷却によって制限されます。
運用上のリスク:大規模な再設計により、カットオーバーと停止のリスクが高まります。-
したがって、通信事業者は、ネットワークの中間部を安定に保つ拡張方法を重視します。また、既存のプロセスに適合するアップグレードを好みます。
本当の C- バンドのボトルネック: 容量が停滞し始める場所
C- バンド システムは、今日の長距離トラフィックと地下鉄トラフィックのほとんどを伝送します。-しかし、多くのネットワークはすでに利用可能な C 帯域スペクトルの多くを占めています。-その結果、チャネルを追加することは年々難しくなります。
スペクトルが不足する
チャネルグリッド、ガードバンド、フィルタリングマージンが密であると、実効スペクトルが減少します。さらに、ROADM フィルタリングは実際の帯域幅境界を作成します。
物理学が押し返す
発射パワーを上げると、OSNR が向上することがあります。ただし、非線形効果も増加します。チャネルをより密に詰めると、クロストークやフィルタリングのペナルティも増加する可能性があります。
エンジニアリング上の制約が支配的
L- 帯域または S- 帯域の直接拡張には、多くの場合、新しいアンプ、マルチプレクサ、モニタリング、運用ツールが必要です。さらに、チームは新しい故障モードと新しい最適化ルールを学習する必要があります。
それで、ファイバー容量増大テクノロジーラインシステムを再構築せずに容量を増やしたい場合に魅力的です。
ファイバー容量増倍テクノロジーが実際に何を意味するか
高いレベルでは、ファイバー容量増大テクノロジー光ドメイン技術を使用して、ファイバーあたりの使用可能な容量を「倍増」します。{0}スペクトルの再利用とよりスマートな波長構成に重点を置いています。
代表的なアプローチの 1 つは、すべての-光波長変換。この方法では、信号を電気的な形式に変換せずに、ある波長帯域から別の波長帯域にシフトします。その結果、信号がスペクトル内で存在する場所を変更しながら、元の変調情報を維持できます。
簡単に言えば、この戦略は「未使用のバンド」を使用可能なレーンに変えます。これにより、既存の C 帯域トランスポンダーやワークフローへの影響は最小限に抑えられます。-
すべての-光波長変換: コアイネーブラー
すべての光波長変換は、光学領域内で光をある波長から別の波長に移動させます。-これにより、リンクの途中での OEO の再生成が回避されます。したがって、遅延とハードウェアの複雑さを軽減できます。
一般的な設計では次のようになります。
ネットワークは C- バンドのコヒーレント信号を生成または受信します。
変換モジュールは、その信号を別の波長領域にマッピングします。
複数のバンドが 1 本のファイバー上で一緒に伝播します。
2 番目の変換モジュールは、必要に応じて信号をマッピングし直します。
この構造が支えているのは、ファイバー容量増大テクノロジー実効スペクトルフットプリントが拡大するためです。同時に、ネットワーク エッジへのメジャー アップグレードが制限されます。
「新しい L/S{0}} バンドギアはありません」がなぜ意味をなすのか
通信事業者が完全な L/S 帯域インフラストラクチャを追加せずに、どのようにして追加の帯域を使用できるのか疑問に思われるかもしれません。{0}鍵は範囲と境界にあります。
とファイバー容量増大テクノロジー、多くの場合、目標は完全な平行線システムを避けることです。つまり、次のことを回避または削減しようとすることになります。
フリート全体にわたる専用の L/S- バンド コヒーレント トランスポンダ
多くのサイトにわたる完全な L/S- 帯域増幅チェーン
マルチバンドの計画とトラブルシューティングのための個別の運用ドメイン-
代わりに、ネットワークは戦略的なポイントで波長変換を追加します。次に、制御されたマルチバンド構成を使用します。-したがって、アップグレードは増分的なままにすることができます。
とはいえ、このソリューションには依然として慎重な電源管理と監視が必要です。したがって、エンジニアは規律を持ってアーキテクチャを計画する必要があります。
76.8 Tb/s マイルストーンを正しく理解する
ピーク時のキャパシティの数値は重要ですが、コンテキストはそれ以上に重要です。単一のファイバーの容量は通常、次の要素によって決まります。-
チャンネル数
-チャンネルあたりのデータレート
チャネル間隔とスペクトル効率
エンドツーエンドの OSNR と減損マージン
報告されたデモンストレーションでは、システムは次のレベルに達しました。単一ファイバーで 76.8 Tb/秒特定の条件下で。この数字は、光変換によるスペクトル利用の拡大によって可能になった高いチャネル数と高いチャネルあたりレートを反映しています。-
ただし、そのような数値は「最良の場合」の基準点として扱う必要があります。-実際には、到達距離、ROADM 数、ファイバ タイプ、およびアンプの設計によって結果が変わります。したがって、プランナーは初期設計時に控えめなマージンを使用する必要があります。
それでも、ファイバー容量増大テクノロジーは依然として強力な価値提案を提供しており、全面的な再構築を強いることなく上限を引き上げます。
実際のネットワークで機能する導入モデル
実行可能な導入では、既存の ROADM レイヤ、運用ルール、およびメンテナンス期間を尊重する必要があります。そのため、多くのデザインではエッジ重視の挿入が使用されています。-
中断を最小限に抑えるための両端挿入-
変換モジュールはスパンまたはドメインの終端に配置します。その後、中間サイトはほとんど手つかずのままになります。その結果、カットオーバーがより簡単になります。
再設計ではなくオーバーレイ思考
新しいスペクトル レーンをオーバーレイとして扱います。その間、従来の C- バンド サービスは通常どおり実行され続けます。
監視と制御は進化する必要がある
変換により、監視する新しいパラメータが追加されます。例えば：
変換効率と安定性
ポンプの健全性とドリフト動作
帯域-対-のパワーバランス
バイパスおよび保護アクションに関連付けられたアラーム
それで、ファイバー容量増大テクノロジー可観測性が向上し、容量が向上すると成功します。
通信事業者とデータセンター ネットワークにとっての主なメリット
デザインと運用が一致すると、ファイバー容量増大テクノロジーいくつかの明確な利点を提供できます。
より迅速な容量拡張
ファイバーの構築を待たずにスループットを得ることができます。したがって、容量が増加するまでの時間が短縮されます。--
中断リスクの低減
増幅チェーン全体にわたる大きな変化を回避します。結果として、カットオーバー範囲が縮小します。
資産寿命の向上
既存の光ファイバールートと C バンドへの投資の価値を拡張します。{0}}さらに、早期の支出を保護できます。
実用的なスケーラビリティ
ドメインとコリドーごとに拡張できます。その後、需要の増加に応じて段階的に拡大します。
計画しなければならないトレードオフ-
あらゆる容量のアップグレードにはコストがかかります。ファイバー容量増大テクノロジーコスト構造を取り除くのではなく、コスト構造を変更します。
OSNRと挿入損失マージン
変換モジュールは損失とある程度のノイズの影響をもたらします。したがって、エンジニアはエンドツーエンドのマージンを検証する必要があります。--
マルチバンド電力相互作用-
複数の帯域がファイバーを共有する場合、電力配分が重要になります。したがって、プランナーは傾きとバランスを管理する必要があります。
信頼性と保護戦略
ポンプソースと変換の安定性には冗長性が必要です。さらに、バイパスと復元の手順を明確にする必要があります。
相互運用性の境界
マルチベンダー ネットワークには、定義されたインターフェースが必要です。{0}したがって、プロジェクトには、フィールド展開の前に厳密なラボ検証を含める必要があります。
これらの項目を第一級の要件として扱うと、導入がはるかにスムーズになります。{0}}
他の拡張パスとの比較
ネットワーク チームは、一度に複数の拡張オプションを検討することがよくあります。したがって、トレードオフを明確に定めるのに役立ちます。-
C+L の直接拡張との比較
直接 L{0}} バンドを構築すると、大容量を実現できます。ただし、多くの場合、現場のアップグレードや運用の変更がさらに必要になります。
波長あたりのレートが高い場合と{0}}
レートを高くすると、帯域を変更せずに容量を増やすことができます。しかし、このアプローチにより、OSNR と非線形予算が急速に強化される可能性があります。
空間分割多重化との比較
SDM は長期的には大きな利益をもたらします。ただし、多くの場合、新しい種類のファイバーと新しいインフラストラクチャが必要になります。
したがって、ファイバー容量増大テクノロジー制御されたネットワーク変更による短期的な利益が必要な場合に最適です。{0}
ファイバー容量増倍テクノロジーが最適な場所
このアプローチは次の場合に使用します。
ファイバールートが高温になり、新しいビルドが遅く見える
ミッドスパンの変更を限定して容量を増やしたい場合{0}}
予算サイクルに合わせた段階的な計画が必要である
動作の安定性と迅速なアクティベーションを重視している
次の場合は、急いで展開することを避けてください。
マージンはすでに失敗しきい値近くにあります
監視と自動化は未熟なまま
実際のトラフィック混合下でパフォーマンスを検証することはできません
言い換えると、ファイバー容量増大テクノロジー簡単なパッチとしてではなく、規律あるエンジニアリング プログラムとして最適に機能します。
配信とプラットフォームに関する実践的な締めくくり
最良のコンセプトであっても、それは実行にかかっています。結局のところ、通信事業者は完全な伝送設計、安定したコンポーネント、反復可能な導入プレイブックを必要とします。
その精神で、HTFは、10 年以上の光通信の研究開発と製造の経験を持つチームによって構築されたファイバー製品と WDM システム ソリューションで世界中の顧客をサポートしています。さらに、HTF は、顧客がデータセンター、5G、クラウド、メトロ、アクセス ネットワーク向けのファイバー インフラストラクチャを構築、接続、最適化できるよう支援することに重点を置いています。
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最終的なポイント
ファイバー容量増大テクノロジー限られたアップグレード期間をスケーラブルな拡張に変えることで、容量計画を再構築できます。したがって、これは現代の光ネットワークのロードマップにおいて重要な位置を占めるに値します。
