IP時代のトランスポート：FLASHWAVE

Next-generation Transport Solution: FLASHWAVE

あ ら ま し

島田順一（しまだ じゅんいち） 第二トラ ンスポ ート事 業部第 二 ネットワーク部 所属 現在，ADM装置の開発に従事。 小林賢造（こばやし けんぞう） 複合シス テム事 業部第 二技術 部 所属 現在，ネットワーク＆アプリケー ションシステムの開発に従事。

インターネットの普及やIT化推進に伴うニーズに対応して，富士通ではコアからメトロ，

アクセス領域までを広くカバーするフォトニックトランスポート製品をFLASHWAVEファ

ミリーとしてラインナップしている。本稿ではこれらの概要を述べ，とくにIPトラヒックの

急増に適応した以下の2機種の製品を紹介する。

FLASHWAVE4530は10　Gbpsの容量を持ち，音声/専用線サービスとデータサービスに対

応するマルチサービス機であり，ギガイーサネットインタフェースとレイヤ2スイッチ機能

を搭載する。FLASHWAVE2750はIPサービス専用に最適化したパケットトランスポート機

であり，中継による遅延や通信品質の課題を解決し，フルIPネットワークを実現する。

これらの機種によるサービスの多様化は，通信キャリアのみでなく官公庁，自治体や企業

での新たなネットワーク構築を可能としている。

Abstract

Fujitsu’s FLASHWAVE family of photonic transport products covers a broad range of applications

including core, metro, and access networks for the Internet and digital era. This paper outlines the

family, focusing on two products designed to handle the rapid increase of IP traffic.

FLASHWAVE4530 is a multi-service model with a transport capacity of 10　Gbps that supports

voice/leased-line and data services. The model features a gigabit Ethernet interface and layer-2

switching function. FLASHWAVE2750 is a packet transport model optimized specifically for IP

services, and provides a full IP network by resolving transport delays and quality deterioration in

data relay processes. These products enable the diversification of services and creation of new

networks in government offices, corporations, and telecommunication carriers.

ま え が き

 ブロードバンド社会を創造する情報通信インフラに対 する高速大容量化，高信頼・高品質化，経済化などの要 求はますます強くなっている。とくに近年，国内ではイ ンターネットの著しい普及やe-Japan計画に基づく行政 によるIT化推進に伴い，利用分野が拡大している。富 士通ではこれらのニーズに対応すべくコアからメトロ， アクセス領域までを広くカバーするフォトニックトラン スポート製品をFLASHWAVEファミリーとしてライン ナップし，積極的な事業展開を図ってきた。最近では IPトラヒックの急増に呼応するように，トランスポー ト製品でもIPパケットやイーサネットインタフェース の収容が重要視されてきている。  本稿では，こうしたニーズに対応したFLASHWAVE 製品について述べる。

FLASHWAVEファミリー概要

 主なFLASHWAVE製品を図-1に示す。通信事業者を はじめとする多様なユーザに対応して，コアネットワー クからアクセスネットワークまでの広い領域をカバーす る製品群を形成している。  FLASHWAVE7700は世界最高水準の1.76　Tbpsを実 現し，コア領域で用いるDWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing：高密度波長分割多重）製品で ある(1)_{。FLASHWAVE4000シリーズは，メトロ領域に適}

用されるSDH（Synchronous Digital Hierarchy）また はSONET（Synchronous Optical Network：同期多重 システム）で，国別の要求仕様に合わせてアダプテー ションを行っている。  FLASHWAVE4530は，国内市場向けのインタフェー スに加え，ギガイーサネットインタフェースにレイヤ2 スイッチ機能を搭載したモデルである。  また，フルIPネットワークでの遅延や通信品質の課 題を解決するFLASHWAVE2750をラインナップに加え ている。  以下にFLASHWAVE4530/2750の2機種について紹介 する。

FLASHWAVE4530

 1998 年 頃 よ り ， 国 内 通 信 事 業 者 に お け る 2.5 　 G SDH/SONET ADM（Add Drop Multiplex）装置の導 入 が 活 発 と な り ， 富 士 通 は FLM2400ADM-J お よ び FBX2500-Jを市場に投入してきた。一方，近年のイン ターネットの爆発的普及や安価なイーサネット装置の登 場により，複数の通信事業者が，点在するLAN同士を 接続するデータ通信専用サービス（レイヤ2ネットワー クサービス）を提供し始めたこともあり，音声/専用線

FLASHWAVE

FLASHWAVE4500 FLASHWAVE2750 FLASHWAVE7700 FLASHWAVE2330 フォトニックIP，メトロ・アクセス

コアネットワーク

アクセスネットワーク

1.76 Tbps DWDM （10 G×176λλλλ) 小型メトロWDM (600 M/2.5 G×8λλλλ，ギガイーサネット対応) 10 G SDH (ギガイーサネット対応，国内仕様) 高密度ADSL フォトニックIPノード マルチサービスSDH・SONET WDM FLASHWAVE2040 FLASHWAVE7140 FLASHWAVE4530 FLASHWAVE4300 FLASHWAVE4100 FTTH用集合型メディアコンバータ　 10 G SONET（ギガイーサネット対応，北米仕様） 600 M/2.5 G SONET（ギガイーサネット対応，北米仕様） 150 M/600 M SONET（イーサネット対応，北米仕様） 図-1 主なFLASHWAVE製品 Fig.1-Main products of FLASHWAVE.

とイーサネットの双方を効率的に扱えるSDH/SONET ADM装置が求められている。  富士通は，トラヒック増加に対応する「大容量化 （10　G化）」と，「イーサネットインタフェース対応」を キーワードにFLASHWAVE4530を開発した。  一般的にリングトポロジのネットワーク形態としては， 図-2に示すように①レイヤ2/3スイッチによる光直接接 続，②SONET/SDH ADM＋スイッチの組合せ，③パ ケットリング＋スイッチの組合せ，の3種類が想定でき る 。 富 士 通 は ② の ソ リ ュ ー シ ョ ン と し て FLASHWAVE4530 を ， ③ の ソ リ ュ ー シ ョ ン と し て FLASHWAVE2750を提供している。 ● 特徴と実現技術  FLASHWAVE4530（図-3）は，従来の音声/専用線 サービスと，データサービスの双方に対応するマルチ サービスプラットフォームである。  イーサネットインタフェースについては，通信事業者 における多様なネットワーク形態に対応することを目的 とし，複数拠点のトラヒックを効率的に収容する「帯域 共有タイプ」と，2拠点間のトラヒックをフルワイヤス ピードで接続する「トランスペアレントタイプ」の2種 類を用意している。FLASHWAVE4530の伝送イメージ を図-4に示す。  「帯域共有タイプ」は，イーサネットインタフェース カード内にレイヤ2スイッチを具備，自局ポートのトラ ヒックと，他拠点からのトラヒックをミックスすること で，伝送帯域を有効活用する。したがって，インター ネットサービスプロバイダ（ISP）へのアクセスなどの ベストエフォート的サービスや，企業への帯域貸し出し サービスに最適である。  「トランスペアレントタイプ」は，遠隔地間のルータ やレイヤ2スイッチ間を高速に接続するサービスに最適 で，イーサネット専用線サービスなどの固定帯域（フル ワイヤスピード）確保が必要なサービスに最適である。  なお，両タイプとも，インタフェースカードにおいて イーサネットフレームをSDH/SONET信号に割り当て， 中継区間はSDH/SONET信号として伝送される。この 方式により，データ系サービスと音声/専用線サービス の同一ファイバ上の伝送を実現している。 SONET SONET XC oE SONET SONET SONET E E パケットSW E E E パケットSW E E E ②SONET/SDH ADM＋スイッチ ①レイヤ2/3スイッチによる光直接接続 ③パケットリング＋スイッチ リングプロテクション ［時分割多重］ リングプロテクション ［IPパケット多重］ ADM ADM IF IF IF XC IF IF IF IF IF ADM E E E パケットSW E E E パケットSW E E E SONET SONET XC IF IF IF XC IF IF IF パケットSW E E E oE oE パケットSW oE E E E oE パケットSW E E E oE oE パケットSW oE E E E SONET ADM E 図-2 リングトポロジのネットワーク Fig.2-Network of ring topology.

図-3 FLASHWAVE4530外観 Fig.3-Appearance of FLASHWAVE4530.

● 通信事業者をはじめとした適用例  本装置は2001年9月より出荷を開始し，国内各通信事 業者における評価も高く，多数の導入が進んでいる。さ らにはe-Japan構想を追い風とした自治体向けネット ワークへの適用も進んでいる。  FLASHWAVE4530の主な適用事例を示す。 （1） 広域データ通信サービス  例えば遠隔拠点間に配備されたレイヤ2スイッチ間接 続にトランスペアレントタイプのインタフェースカード を適用することで，大容量かつ高信頼のサービスを提供 できる。 ATM ルータ キャリアネットワークセンタ GbE L2SW ATM MC MC MC MC MC ATM MC MC 10 Gリング GbE STM-1 10/100Base-T サーバ PC STM-1 コロケーション コロケーション コロケーション ユーザビル ：FLASHWAVE4530 ：イーサネット伝送パス （600 Mまたは1.2 G） （全拠点で共有） ：SDHパス （50 M，150 M，600 M) （ポイント-ポイント接続） ：10 Gbpsリング MC ：メディアコンバータ ：帯域共有型パッケージ MC MC MC 図-4 FLASHWAVE4530の伝送イメージ Fig.4-Transmission image of FLASHWAVE4530.

・・ ・ GbE（1.2 G） 高速回線 (10 Gまたは2.5 G） SDH（2.4 G） SDH（600 M） PT PT PT PT FLASHWAVE4530 ルータ FLASHWAVE4530 FLASHWAVE4530 FLASHWAVE4530

イーサネット

イーサネット

イーサネット

イーサネット

ルータ 図-5 シェアドパスによるリング接続 Fig.5-Shared pass in ring connection.

（2） 企業またはISPへの帯域貸しサービス  図-5に示すように，帯域共有タイプを適用してシェア ドパスによるリング接続を構成することで，効率的な サービスを提供できる。例えば企業ユーザまたはISPに 対して一定帯域（例600　M）を貸し出し，その帯域を自 由に使ってもらう帯域貸しサービスが提供できる。とく に各拠点のトラヒックがバースト的で，かつ合計トラ ヒックが1ギガに満たない場合，各拠点間をメッシュで 接続するより効率的である。 ● 今後の展開  データ通信トラヒックは，今後も指数関数的な伸びが 期待され，従来の音声/専用線サービスは，今後数年間 でほぼデータ通信（パケット通信）にシフトすると予想 される。一方でネットワークサービス品質への要求，顧 客運用効率化に対する要求がますます強いものになって きている。また，通信事業者間でのサービス競争・低価 格化競争の激化に伴い，装置導入コストやランニングコ スト（消費電力や設置スペースなど）に対する要求もさ らに厳しくなっている。これらの要求に対応するため， FLASHWAVE4530では以下の展開を進めている。 （1） 監視制御機能の充実  専用の監視制御装置（AW Navi）を用いたネット ワーク運用に加え，イーサネットレイヤでの運用を踏ま え ， SNMP （ Simple Network Management Protocol）マネージャによる運用も可能とする。 （2） 高密度実装  設置スペースの節減，および装置実装効率向上のため， ギガビットイーサネットインタフェースや2.5　Gインタ フェースのカードあたりの収容ポート数を拡大する。 （3） 既存インフラとの融合性  さらに，既存のSDH/SONETネットワークを活用し てイーサネットレイヤの伝送を可能とする。具体的には， 従来の音声/専用線信号である64　k∼600　Mなどのトラ ヒックと，データ通信で扱う100　M，150　M，600　M， 1　G，2.5　Gなどのトラヒックをレイヤ1レベルでクロス コネクトすることで実現する（図-6）。これにより，既 存ネットワークから次世代ネットワークへの展開を円滑 に実施することができる。  このように，FLASHWAVE4530は通信事業者のみな らず，ダークファイバ（使用されていない光ファイバ） を活用して自社ネットワーク構築を行う企業，自治体に 至るまで幅広く適用できるマルチプラットフォームと なっている。 FLASHWAVE4530 メディアクロスコネクト 音声ネットワーク 専用線ネットワーク レイヤ2ネットワーク IP-VPNネットワーク GbE 10 GbE GbE FE 2.5 G 600 M 600 M 図-6 レイヤ1のクロスコネクト Fig.6-Layer-1 cross connect.

FLASHWAVE2750

 FLASHWAVE4530が従来型の音声/専用線サービスと データサービスを統合的に扱うことを特徴とするマルチ サ ー ビ ス プ ラ ッ ト フ ォ ー ム で あ る の に 対 し ， FLASHWAVE2750はIPサービスに特化し最適化したパ ケットトランスポートプラットフォームである。現在は， 伝送容量156　Mbpsと2.5　Gbpsの2タイプをラインナッ プしている。都市エリア規模のIPネットワークをLAN， WANとは区別してしばしばMAN（Metropolitan Area Network）と呼ぶが，本装置をダークファイバに直接 接続して，レイヤ3やレイヤ2のMAN規模のネットワー クを構成することができる。  富士通では，MANは従来のLAN-WAN構成アーキテ クチャだけではうまく解決できない要件があることに着 目し，本格普及に先立ってMANに適した技術開発に取 り組んできた。ここでは，従来方式と比較しながら特徴 を紹介する。 ● MANに期待される要件 （1） 基幹ネットワークとしてSDH/SONETネットワー クと同等の信頼性，耐障害性。 （2） 音声や画像ストリーミングのような等時性メディ アの本格普及に耐え得る品質保証サービスの実現。 （3） WANより限定されたエリアでより多くの拠点を 接続する密な構成で上記の信頼性・品質保証を経済 的に実現すること。 ● 高信頼性の実現方式  ここで図-2に示したリングトポロジにおけるネット ワーク形態を再確認する。  ①は長距離対応の光インタフェースによってLANを 長距離化する方式である。最も安価に構成可能であるが， スイッチ部分の障害が系全体に影響を及ぼし，また障害 時の迂回はスパニングツリーやOSPF（Open Shortest Path First）といったプロトコルベースであり，一般的 に数秒から数十秒の時間を必要とする。このようにアー キテクチャ自身が信頼性に対し弱いため，用途が限定さ れた小規模ローカル網の範囲において採用すべき方式と 言える。  ②はSONET/SDH ADM装置で時分割多重のリングを 構成する方式である。リングプロテクションによる，従 来から最も普及した高信頼なネットワーク構成方法であ る。ただし，クロスコネクトなどのマルチサービスのた めの機能がIP専用のネットワークとしては冗長なこと と，時分割多重による帯域利用効率が課題となってくる。  FLASHWAVE2750が採用する③の構成は，リングプ ロテクション上にパケットベースのADMとイーサネッ トインタフェースを配したパケットリング方式である。 SONET/SDHでは時分割多重方式における2重リングの 半分の帯域をプロテクション用として予約しておく必要 があるのに対し，本方式ではパケット単位で両リングを 使い分けており，パケット多重効果と併せ伝送利用効率 も高い。また，各拠点におけるMANへのアクセスチャ ネルを集約するスイッチ機能は，汎用のスイッチ装置を 選択的に本装置の外部に持たす分離構成とし，拠点のス ケーラビリティにも配慮している。  最近では，同様な着想に基づくソリューションが北米 を中心とするいくつかのMANベンダからも提案され始 めている。また，これらの光側MAC（Media Access Control）レイヤプロトコルに ついては標準化団体 IEEE802.17委員会でRPR（Resilient Packet Ring）と して標準化が進められてきている。今後このようなパ ケットリングという方式がMAN領域で急速に広まる可 能性は高いと予測できる。 ● 品質保証サービスの実現方式  IPベースでのサービス拡大には，ネットワークの信 頼性・経済性とともに，音声や画像ストリーミングに耐 えるQoS（Quality of Service）を実現する技術ブレー クスルーが重要である。とくに，多拠点を直結接続する ことを想定するMANでは，従来のスイッチ製品とは発 想を変えた解決が必要と考えられる。  汎用のスイッチ直結方式①と本パケットリング方式② によるパケット中継処理の違いを図-7に示す。  ①では各ノードでバッファリングとルーティングテー ブルを参照するルーティングが繰り返される。したがっ て，中継する必要のない局内のパケット処理や全体のト ラヒックの影響も受けて遅延時間が変動する。  ②では中継処理においてはバッファリングやルーティ ングを伴わない，いわゆるカットスルー中継が行われ， あて先アドレスが自局あてとしてヒットしたパケットの みを当該局で取り込む。本方式では中継処理における遅 延変動が発生しないため，品質を犠牲にすることなく中 継段数の多いネットワーク構成が可能となる。  本方式のQoS制御ポリシーを図-8に示す。スイッチ ネ ッ ト ワ ー ク で は 各 ス イ ッ チ 部 で の 優 先 度 別 FIFO （First-In First-Out）によるQoS制御が一般的である。 しかし部分的なQoS制御の単純な組み合わせで網全体で

のQoS秩序を得ることは原理的に難しい。これに対して， 本方式ではネットワーク全体で入力トラヒックを制御す る入力トラヒックシェーピング方式を採用している。制 御手段として両リングに監視パケットを巡回させ，各 ノードの入力パケット状態を監視する。その情報に基づ きネットワークの伝送許容量に対し破綻しないようにパ ケットの入力量や順番を調停する。その動作イメージを 図-8③に示す。瞬間的に伝送許容量を超えるオーバトラ ヒックのうち，プライオリティの低いトラヒックや ふくそう 輻輳時の帯域制限値を極端に超えるトラヒックから転 送を後回しにする。  以上により，品質を求める優先パケットは遅延なく転 送され，同時にバーストパケットはネットワークリソー

ADM ADM ADM ADM

A B C C B A ･･･ ･･･ ビデオ ルーティング テーブル A B C C B ･･･ ･･･ ･･･ ･･･ ビデオ A 品質保証困難 品質保証可能

Buf Buf Buf Buf

①汎用スイッチ直結 ②パケットリング ルーティング テーブル ルーティング テーブル ルーティング 　　　テーブル カットスルー中継 ルーティング中継 図-7 パケット中継処理の違い Fig.7-Variation of packet relay procedure.

時間 ot ot ot ot ②監視パケットとデータパケットの動作イメージ ※片系のみ示す。反対系も同様。 ③入力トラヒックシェーピング動作イメージ ot ot ot：瞬間的に帯域制限値を超えるトラヒック X，Y：プライオリティごとの輻輳時帯域制限値 ノード ノード ノード ノード ①リングのモデル図 プライオリティ別 入力FIFO 監視パケット （入力の監視） 時計まわりの データパケット 音声 データ 動画 音声 データ 動画 ot ot バ ー ス ト 優 先 最 優 先 Y X 図-8 QoS制御ポリシー Fig.8-QoS control policy.

（a）156 Mタイプ （b）2.5 Gタイプ

図-9 FLASHWAVE2750外観 Fig.9-Appearance of FLASHWAVE2750.

スを最大効率で利用して送ることを可能としている。 ● 諸元  FLASHWAVE2750の外観を図-9に，諸元を表-1に示 す。本装置では上述した方式の実装によりMANの基本 要件を満足する高信頼性・高品質と経済性を実現した。 さらに屋外インフラへの適用も考慮し耐環境性も確保し た設計としている。オフィス業務や家庭向けへのサービ スインフラにとどまらず，防災システム，社会公共イン フラ，産業プラントなど，従来IP化には課題があると されてきた広域ネットワークにも適用できる。

む  す  び

 FLASHWAVEファミリーの概要を紹介し，SDHを ベースにギガイーサネットインタフェース/レイヤ2ス イッチ機能を持つFLASHWAVE4530と，IPサービスに 特化したFLASHWAVE2750について述べた。これらの 機種によるサービスの多様化は，通信キャリアのみでな く官公庁自治体や企業といった，より広範なブロードバ ンド社会のニーズに応える，新たなフォトニックネット ワークの実現を可能としている。  IPトラヒックの急増を支えるべく，今後とも継続し て経済的で高信頼・高品質な製品の充実を図っていく。 参 考 文 献 （1） 山口伸英：フォトニックネットワーク．FUJITSU， Vol.51，No.6，p.413-418（2000）． 表-1 FLASHWAVE2750諸元 項目 156　Mタイプ 2.5　Gタイプ 構成トポロジ リング，カスケード 接続ノード数 最大128台 長距離インタフェース OC-3（155.52　Mbps） OC-48（2.488　Gbps） 適用光ファイバ SM1.31μμμμm 伝送可能距離 ノード間40　km/総延長5,000　km

LANインタフェース 100BASE-T×4ポート 1000BASE-T×4ポート 光経路切替時の通信復旧時間 50 ms以下

ネットワーク機能 レイヤ2/レイヤ3，帯域制御，優先制御，VLAN

消費電力 35　W以下 110 W以下

温度条件 −10∼＋55℃