光クロスコネクトを用いる陸上海底
統合光ネットワークテストベッド試験
株式会社KDDI研究所 光ネットワークグループ 大谷 朋広、林 通秋、鈴木 正敏、山本 周(1)、戸田 信一(2) (1) ㈱KDDI米国研究所発表概要
¾ 研究の背景 ¾ 陸上海底ケーブル統合ネットワークアーキテクチャ ¾ テストベッド構成 ¾ テストベッドデモンストレーション ¾ FECによるパフォーマンスモニタ ¾ まとめ研究の背景
¾ 陸上(国内)ケーブルネットワークと海底(国際)ケー ブルネットワーク z SONET/SDHのTDMレベルでの相互接続 z 構築、運用は独立して実施 ¾ IPトラヒックをはじめとする非電話通信需要の増大 z 波長サービスの出現 z 装置インタフェースの高速化(>10Gbit/s) z 多様な装置インタフェース(SONET/SDH、 PoS、10GbE、 RPR) ¾ End-to-endでの迅速で効率的なNW構築・運用陸上・海底ネットワーク統合アーキテクチャ
¾ 光クロスコネクト装置(OXC)を用いた大規模光ネッ トワークアーキテクチャの出現 ¾ 陸上、海底統合型アーキテクチャ z 陸揚げ局での電気グルーミング z 光クロスコネクト装置によるメッシュ接続 z POP(Point of presence)間をトランスポートに直接伝送 するCity-to-City型 ¾ ネットワークテストベッド実験によるデモンストレー ションテストベッド構成(1)
OXC-Tokyo 6,600km SLTE SLTE OXC-Osaka OXC-Seattle 250km 50kmSubmarine network Terrestrial network SLTE SLTE 2,000km OLS SLTE OLS SLTE 250km SLTE SLTE OLS OLS 50km OXC-LA OXC -NY 4WDM 4WDM 4WDM 4WDM 4WDM 4WDM 4WDM4WDM 4WDM 4WDM 4WDM 4WDM
テストベッド概要
¾ OXC：5ノード（4ノード：陸揚げ局、1ノード：陸上局） ¾ OXC機能概要 z NMSによる集中管理 z 3次元MEMSベース光マトリクススイッチ(256×256) z 内部冗長による高信頼化¾ 伝送端局：Submarine Line Terminating Equipment (S-LTE)もしくはLine Terminating Equipment (LTE) ¾ 伝送レート：OC-192/STM-64 (一部OC-48)
テストベッド構成(2)
SDTV 信号 Switch (HUB) IP 変換 ADM Router#1 GbE OC-3 HDTV 信号 SDHアナライザ#1a Encoder #2 SDHアナライザ#2a ADM Encoder #1 OC-3 OC-48 ADM Router #2 SDHアナライザ#2b Decoder #1 TV モニタ Switch (HUB) Router #3 GbE ADM OC-3 SDHアナライザ#1b OC-48 IP 変換 OC-192 Decoder #2 OC-192 OC-192 ¾クライアント装置接続概要テストベッド概要(2)
¾ 波長パスのポイント&クリックプロビジョニング ¾ ネットワーク中に4波長パスを設定 ¾ SONET/SDHクライアント信号(OC-192) ¾ IP PoS信号(OC-3/OC-48) ¾ アプリケーション z HDTV信号/IP z SDTV信号/IP z HDTV信号(圧縮[DVB-ASI])/SONET(OC-3)OXC-Tokyo 6,600km SLTE SL TE OXC-Osaka OXC-Seattle 250km 50km
Submarine network Terrestrial network SLTE SL TE 2,000km OLS SL TE OLS SL TE 250km SLTE SLTE OLS OLS 50km OXC-LA OXC -NY 4WDM 4WDM 4WDM 4WDM 4WDM 4WDM 4WDM4WDM 4WDM 4WDM 4WDM 4WDM
波長パス切り替えデモンストレーション
ハイビジョン画像テストベッド評価項目
¾ パスプロビジョニング(片方向・両方向) ¾ パス属性(予備パスあり、なしなど) ¾ 障害時の切り替え動作（プロテクション） ¾ 現用パスから予備パスへの強制切り替え及びそ の逆 ¾ カード障害などに対する切り替え 切り替え時間以外は良好な特性を確認OXCによる波長パス切り替え動作
¾ OXC切り替えトリガ：Loss of Light (LOL)
z OXCは端局の信号のパワーのみモニタ z トランスペアレントSwitching z 発出するAISを感知できない z OXC側端局IF：AISではなく光シャットダウン ¾ FEC(RS符号)による伝送路品質モニタ z 海底区間用端局（S-LTE)に実装 z シャットダウン：伝送品質が設定閾値より劣化 伝送路障害、伝送品質劣化に対する切り替え動作 の評価
S-LTE光インターフェース動作
ケーブル障害時
LTE LTE OXC OXC ケーブル 障害 LOL LOL シャット ダウン CNT CNT シャット ダウン LTE LTE OXC OXC 品質劣化 CNT CNT シャット ダウン品質劣化時
S-LETのパフォーマンスモニタ
OR OS λ1 11.4G RZ 波長多重装置 S-LTE CIT LTU λ1 波長多重装置 LTU S-LTE 海底 ケーブル S/P P/S Encoder Decoder FEC OR OS S/P P/S STM-64/ OC-192 STM-64/ OC-192 ¾誤り訂正 ¾伝送品質モニタ ¾閾値設定・比較 切り替えトリガー発 出(シャットダウン) 入力断検出 (LOL/LOF)伝送端局における品質閾値設定
10-1 10-2 10-3 10-4 10-12 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 W/O FEC W/ FECBER after FEC
所望のBERが得ら S-LETにおける誤り訂正特性
伝送端局のシャットダウン応答特性
6 msec LOL発生⇒ｼｬｯﾄﾀﾞｳﾝ ＜伝送端局による高速なシャットダウン応答を確認＞ 13 msec LOL回復⇒ ｼｬｯﾄﾀﾞｳﾝ解除 STM-64 Analyzer Client Interface (O R) LTU ATT O scilloscopeSig nal O n/O F F
Line Interface (O S) Client Interface (O S) Line Interface (O S) VO A
品質モニタによる切替え動作実験系
¾Node A→Node D：可変光減衰器により伝送品質を劣化 OXC OXC OXC OXC S-LTE S-LTE S-LTE S-LTE S-LT E S-LT E S-LT E S-LT E 6,600km 250km 2,000km 250km SDH Analyzer SDH Analyzer Node-A Node-B Node-C Node-D Working Protection設定閾値と波長パスの品質
1×10-8 ∼ Out of frame (波長パス品質が不安定) 5×10-3 Error Free 3×10-3 Error Free 1×10-3 OXC切替え時点の 波長パス品質(BER) 品質閾値 (BER) ¾FEC訂正限界に近い領域に設定 ¾サンプリング周期(1秒=1X10-10に相当)に品質がFEC訂正限界 サンプリングの短周期化/適切な閾値設定インターワーキングの標準化
¾Optical line interface (OLI): • WDMとOXCのインターワー
キング
• Link Management Protocol を拡張したWDM-LMP • Neighbor discovery/警報 転送/接続性確認/リンク 属性確認など WD M WD M OXC OXC OXC OXC GMPLS Control plane Routing(OSPF-TE) Signaling(RSVP-TE) LMP 光ドメイン NNI
今後の研究・標準化動向
• GMPLS及びUNI1.0
– 標準化に関する議論の収束
• Network Network Interface (NNI)
– Carrier’s requirements – サービスモデルの構築
• 定常的な帯域利用(Static provisioned bandwidth: SPB)
• 要求に応じた帯域利用(Bandwidth on demand: BOD)： UNIを利 用したクライアントによる接続
• Optical Virtual Private Network (OVPN)：あるネットワーク内の 一部のリソース(OXCポート、Lambdaなど)を自由に利用。
– BGPの概念の拡張(Optical BGP) – E-NNI(非トラスト)とI-NNE（トラスト）
