マルチレイヤコンバージェンスプラットフォーム：FLASHWAVE 9130

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ありあしんまつ
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Multilayer Convergence Platform: FLASHWAVE 9130 あらまし次世代ネットワークの構築が加速されていく中, メトロネットワークでは SONET/SDH ベースのネットワークから IP,D を交えた様々なネットワークが構築されている一方, 専用線をはじめとする既存ネットワークもしばらくは存続するため, 伝送機器が多機種化し,

の特長について述べるさらに, 今後のトラフィック増加,IP トランスポートの進展に対応するための装置および機能拡充について示す Abstract Construction of the next-generation network is accelerating, and at the metro-network level, a variety of networks are being

1 Multilayer Convergence Platform: FLASHWAVE 9130 あらまし次世代ネットワークの構築が加速されていく中, メトロネットワークでは SONET/SDH ベースのネットワークから IP,D を交えた様々なネットワークが構築されている一方, 専用線をはじめとする既存ネットワークもしばらくは存続するため, 伝送機器が多機種化し, 運用管理も複雑化してきているこれらを解決するため, 富士通テレコムネットワークスはマルチレイヤコンバージェンス (MLC) プラットフォームを提案し, そのコンセプトに基づいた FLASHWAVE 9130 を開発している本稿では,MLC のコンセプトを紹介し,MLC の中核となり, 既存ネットワークと次世代ネットワークの融合を効率的に実現できる FLASHWAVE 9130 の特長について述べるさらに, 今後のトラフィック増加,IP トランスポートの進展に対応するための装置および機能拡充について示す Abstract Construction of the next-generation network is accelerating, and at the metro-network level, a variety of networks are being created as the SONET/SDH-based network (SONET: synchronous optical network, SDH: synchronous digital hierarchy) is replaced with ones based on Internet protocol (IP) and dense wavelength division multiplexing. At the same time, leased lines and other components of the existing network continue to exist, which results in diverse types of transmission equipment and complicated operations management. To alleviate this problem, Fujitsu Telecom Networks has proposed a multilayer convergence (MLC) platform and, on the basis of this concept, has developed the FLASHWAVE This paper introduces the MLC concept and describes how FLASHWAVE 9130, the heart of MLC, can efficiently merge the existing network and next-generation network. It also describes equipment and expanded functions for dealing with future increases in traffic and advances in IP transport. 斉藤文彦 ( さいとうふみひこ ) 富士通テレコムネットワークス ( 株 ) プロダクト開発センター所属現在, 光伝送システムの開発に従事 FUJITSU. 60, 4, p (07, 2009) 315

2 まえがき WiMAXに代表されるモバイルサービスの大容量化や放送品質映像配信サービスなど, ネットワークに流れるトラフィックは増加の一途をたどっている一方, 既存のIP(Internet Protocol) ネットワーク TDM(Time Division Multiplexing: 時分割多重 ) ネットワーク D(Dense Wavelength Division Multiplexing : 高密度波長分割多重 ) ネットワークからIPネットワークを中心とした次世代ネットワークへの移行において, それぞれのネットワークによって伝送機器および回線運用管理が必要となることで, 機器設置スペースの不足や複雑な管理保守になってしまっている富士通テレコムネットワークスは次世代ネットワークへの移行および既存ネットワークとの効率的な共存を行えることを目的とした, マルチレイヤコンバージェンス (MLC) のコンセプトを提案しており, そのコンセプトに基づいた伝送機器ネットワーク管理システムによって次世代ネットワークソリューションを提供している本稿では, マルチレイヤコンバージェンスのコンセプト, およびそのコンセプトの中核として開発を進めているTDMとIPのハイブリッド装置である FLASHWAVE 9130について紹介するマルチレイヤコンバージェンス (MLC) 次世代ネットワークの構築が始まる以前のネットワークはアクセスネットワーク, メトロネットワークおよびロングホールネットワークの三つのネットワークから構成され, アクセスネットワークはIP やPDH(Plesiochronous Digital Hierarchy), メトロネットワークはSONET/SDHリング, ロングホールネットワークはDというレイヤ構成であったところが, 次世代ネットワーク化により, アクセスメトロロングホールの区別がなくなりつつあり, とくにメトロネットワークではIPトラフィックの経済的な伝送を行うためにEoS (Ethernet over SONET) ではなく,Ethernet 信号のまま伝送する, またはトラフィックそのものの増大によりメトロでもDを適用するなど, レイヤが多岐にわたるようになってきているこのようなメトロネットワークにおけるレイヤの多様化, その多様化による回線運用管理の複雑化に対応するため, マルチレイヤコンバージェンスと称したコンセプトにより伝送機器の開発に取り組んでいる MLCの概念を図 -1に示す MLCを一言で表すとすべてのレイヤのネットワークを一つのシステムで提供するということであるここで言うすべてのレイヤとは,IP ( Packet ), SONET/SDH (TDM),D() および既存専用線などのレガシーネットワークであるPDHを示している MLCは構成したいネットワークに応じて, 各レイヤのブロックを組み合わせることにより, 機能最適なシステムの提供を可能とするビルディングブロック方式としているまた, すべてのレイヤのブロックを同一コンセプトに統一することにより, レイヤ間にまたがるパス管理や発生警報の主原因特定機能を充実させることで, 回線運用管理の簡素化が実現できる MLCの利点は下記のものが挙げられる (1) 既存のネットワークを存続させたまま, 次世代ネットワークへのマイグレーションが可能 (2) トラフィックの増大にシームレスに対応可能 (3) ネットワークを構成する機器の整理統合による省スペース, 省エネの実現 (4) 障害時の大量警報から根幹障害箇所の迅速な特定が可能 MSPP (TDM) TDM MSPP MSPP (DATA) (DATA) DATA MLC 統合アーキテクチャ Legacy Legacy 図 -1 マルレイヤコンバージェンスの概念 Fig.1-Concept of multilayer convergence. 316 FUJITSU. 60, 4, (07, 2009)

3 表 -1 FLASHWAVE 9130 仕様概要ノンブロッキング L2&TDM スイッチシステム ( ハイブリッド ) 8ユニバーサルインタフェーススロット STM-0,STM-1/OC-3,STM-4/OC-12 インタフェー STM-16/OC-48,STM-64/OC-192 ス種別 GbE 10GbE 64 khz+8 khz 入力 (CREC) 6.3 MHz 出力 (CSEND) クロック機能 64 khz+8 khz 出力 (CDIS) Line clock 同期 TL1プロトコル over LCN 監視制御遠隔ソフトウェアダウンロードリモートDB 退避外形寸法質量 FLASHWAVE 9130 の特長本章では,MLC の中核となる FLASHWAVE 9130 の特長について述べる FLASHWAVE 9130 の仕様概要を表 -1 に, また外観を図 -2 に示すハイブリッドスイッチ SONET/SDH ネットワークでの TDM スイッチングと IP ネットワークにおける L2(Layer 2) スイッチングではスイッチングの方式が大きく異なる TDMスイッチングは, 時分割多重された同期信号のスイッチングであるため, 信号流内のあらかじめ決められた位置 ( タイムスロット ) にある情報をスイッチングするのに対し,L2スイッチングは非同期信号であるパケット信号流の中の宛先データを見て, その都度スイッチングを行わなければならない SONET/SDH 信号とパケット信号の両方をサポートしようとした場合に, スイッチング方式はどちら幅 448 奥行 450 高さ 356(mm) 45 kg 図 -2 FLASHWAVE 9130の外観 Fig.2-FLASHWAVE 9130 appearance. か一方とし, 入出力部であるインタフェースユニットでスイッチング方式に合わせて信号流を変換する方式, 例えばEoSでの変換があるが, インタフェース部での処理が冗長になってしまう FLASHWAVE 9130では,TDMスイッチング機能とL2スイッチング機能を併せ持つハイブリッドスイッチ方式を採用することで, 同一装置の中で, SONET/SDHネットワークではTDMスイッチング, IPネットワークではL2スイッチングを行うことを可能としたハイブリッドスイッチとすることにより, メトロでのSONET/SDHネットワークを存続させながら, 新たにIPネットワークを構築する場合でも, 伝送機器を追加することなく,FLASHWAVE 9130で IPネットワークを収容構築することが可能であるまた, 将来 SONET/SDHネットワークを廃止してIPネットワークのみとするときに, 残存しているSONET/SDH 信号をCEP(Circuit Emulation over Packet) でパケット化することも可能であるため, ネットワークのレイヤのシームレスな移行を提供することができる高密度実装による省スペース化 FLASHWAVE 9130はハイブリッドスイッチデバイスやマルチレートのSONET/SDH 終端デバイスなどの大容量統合デバイスの採用, 着脱可能光モジュール (SFP:Small Form factor Pluggable) の高密度実装, および最先端のプリント板実装技術により,MSPP ( Multi-Service Provisioning Platform) 装置の3 倍のスイッチング容量,4 倍の EoSポート, 同等のSONET/SDHポートを有しながらも, 装置サイズが1/2と大幅な小型化を実現している ( いずれも当社比 ) この高密度実装による小型化と前述のハイブリッドスイッチでの異なるレイヤのネットワークの収容により, 機器の省スペース化および省電力化を図ることが可能であり, ネットワークの運用コストを大幅に削減させることができるキャリアグレード品質と信頼性メトロエリアでのIPネットワークでは, アクセスエリアからのトラフィック集約による大容量 L2 スイッチングとキャリアグレードの伝送品質および信頼性が求められるまた, 将来ネットワークのほぼすべてがクロック同期を必要としないIP + FUJITSU. 60, 4, (07, 2009) 317

4 Dとなった場合でも, 既存の同期網がすべてなくならない限り, 網同期のための同期クロック伝送経路を確保しておかなければならない FLASHWAVE 9130 は Ethernet 信号を同期網クロックに同期させて伝送させることで, 網同期用クロックを伝送するSynchronous Ethernet 機能を提供するパケット信号の送受信クロックおよび装置内の処理クロックを網同期用クロックに同期させることにより,FLASHWAVE 9130 間のデータ周波数の誤差が現在のIPネットワークの ±100 ppmから SONET/SDHでの ±20 ppmとなるこれにより, 周波数誤差に起因するバッファオーバフローによるパケットロスが生じることなくEthernet 信号を伝送することができ, 伝送品質および信頼性が現在の SONET/SDHと同等となる充実したEthernet 機能 FLASHWAVE 9130はL2スイッチングによるIPT (IP Transport) 装置としてネットワークを構築することが可能であり,IPTとしてのEthernet 機能を充実させている具体的にはポート単位はもとより, フロー単位での制御も可能とし, フローごとのQoS (Quality of Service),Classification, ポリシング, スケジューリングをサポートしているまた, ITU-T Y.1731およびIEEE 802.3Qayに準拠した Ethernet-OAM(Operations,Administration and Maintenance) 機能も搭載しており, エンドユーザの様々な形態のサービス要求に対応するこれによりモバイル, 音声 (VoIP), ファイル転送, そして放送映像配信など帯域や品質の異なるサービスを同一のネットワークで提供することが可能である特長の継承と拡充 FLASHWAVE 9130はMLCプラットフォームのコンセプトに基づいたSONET/SDHとIPを融合可能な装置として開発しているが, これまでのMSPP 装置で培ってきた以下のような特長は排除することなく受け継ぎ, さらなる拡充を図っている (1) ユニバーサルスロット運用 SONET/SDHネットワーク,IPネットワークにかかわらず, 提供している多種多様なインタフェースユニットはどのインタフェーススロットにも収容可能としている (2) Data over SONET 方式 L2スイッチ機能によるEthernet 信号の伝送のほか, 従来のEther over SONET 機能も引き続き提供することで,IPネットワーク構築前においても Ethernet 信号を従来どおり収容可能としている (3) Dシステムとのシームレスな接続 MLCとして, トラフィックの増大によりD ブロック ( 装置 ) と組み合わせることにより, 大規模なDネットワークのクライアント信号入力部とすることが可能である (4) マルチシェルフ運用 FLASHWAVE 9130は, 後述するFLASHWAVE 9140とのマルチシェルフ運用を行うことにより, スイッチング容量の拡張が可能であり, より柔軟にネットワーク容量の変化に対応できる今後の展開 FLASHWAVE 9130は,MLCのコンセプトを基に, 次世代ネットワークにおけるトラフィックの更なる増加,IPトランスポートの進展にいち早く対応するべく, 機能拡充を行っていく予定であるとくに今後のトラフィックの増加に対して, FLASHWAVE 9130より更に大容量のスイッチング容量にするとともに, インタフェースポート数を増やしたFLASHWAVE 9140をFLASHWAVE 9100シリーズとして展開していく以下にFLASHWAVE 9140およびIPトランスポート機能の拡充として予定しているConnection-Oriented Ethernetについて述べる (1) FLASHWAVE 9140 FLASHWAVE 9140 は, 本稿で紹介してきた FLASHWAVE 9130より, スイッチング容量およびインタフェースポート数を増加させ, 今後も急増していくトラフィックに対応する FLASHWAVE 9140の仕様概要を表 -2に示すインタフェースユニットはFLASHWAVE 9130のインタフェースユニットと互換であり, トラフィックが集中する中央局にはFLASHWAVE 9140を配置し, 地方局にはFLASHWAVE 9130を配置することで, より効率的なネットワーク構築を可能とするまた, 将来的にスイッチング容量を2 倍に引き上げることができるアーキテクチャとしており, トラフィックの増加によって新たな機器を設置することはなく, より安価に運用後のグレードアップで対応可能である 318 FUJITSU. 60, 4, (07, 2009)

5 表 -2 FLASHWAVE 9140 仕様概要ノンブロッキング L2&TDM スイッチシステム ( ハイブリッド ) 16ユニバーサルインタフェーススロット STM-0,STM-1/OC-3,STM-4/OC-12 インタフェー STM-16/OC-48,STM-64/OC-192 ス種別 GbE 10GbE 64 khz+8 khz 入力 (CREC) 6.3 MHz 出力 (CSEND) クロック機能 64 khz+8 khz 出力 (CDIS) Line clock 同期 TL1プロトコル over LCN 監視制御遠隔ソフトウェアダウンロードリモートDB 退避外形寸法質量幅 448 奥行 450 高さ 356(mm) 45 kg (2) Connection-Oriented Ethernet の実装メトロエリアの IP トランスポートでは SONET/SDH ネットワークと同様に, あらかじめパケットフローごとの行先と帯域を決めておく Connection-Oriented Ethernetが最適であり, 現在 PBB-TE(Provider Backbone Bridge - Traffic Engineering) やMPLS-TP(Multi-Protocol Label Switching - Transport Profile) といった方式が標準化されようとしている FLASHWAVE 9130/FLASHWAVE 9140では次世代 IPトランスポートを提供するテクノロジとして, これらの Connection-Oriented Ethernet 機能をサポートする予定であるむすび本稿では, マルチレイヤコンバージェンスのコンセプトと,FLASHWAVE 9130の特長および今後の展開について述べた次世代ネットワークの構築の加速,IPネットワーク化の進展に伴い既存ネットワークと次世代ネットワークの融合およびマイグレーションをいかに効率良く, 迅速に, 廉価に行え, かつ長期に使用可能なネットワークにできるかが重要である富士通テレコムネットワークスはそのソリューションとして, マルチレイヤコンバージェンスコンセプトによる次世代ネットワークシステムとして,FLASHWAVE 9130 をはじめとする FLASHWAVE 9100シリーズを提供していく予定である FUJITSU. 60, 4, (07, 2009) 319

IP時代のトランスポート：FLASHWAVE

IP時代のトランスポート：FLASHWAVE IP FLASHWAV Next-generation Transport Solution: FLASHWAV IT FLASHWAV IP 2 10 Gbps / 2 FLASHWAV2750 IP IP Abstract Fujitsu s FLASHWAV family of phonic transport products covers a broad range of applications