データセンター ネットワークの急速な発展により、光ネットワーク帯域幅の需要が急増しており、その需要は年率 20% 以上で増加しており、光伝送ネットワークの高速化と大容量化が進んでいます。
現在、単一波長 100G/200G WDM システムが通信事業者のバックボーン ネットワークに大規模に商用導入されており、単一波長 400G システムがメトロポリタン エリア ネットワークからバックボーン ネットワークに移行し、世界の注目と応用の焦点となっています。業界。 さまざまな標準化団体の 400G 光伝送規格がコンセンサスに達するにつれて、Beyond 400G がさまざまな標準化団体にとって新たな関心のトピックとして浮上しています。
光伝送標準化団体の概要
光伝送技術に関わる国際標準化団体には、主にITU-T SG15、OIF、IEEE802.3、各種MSA（マルチソースアグリーメント）があり、各国際標準化団体と光伝送装置との役割分担や対応は以下のとおりです。図 1 に示します。
図1. 国際標準化団体の関係図
光伝送顧客装置が出力する100/200/400/800GEイーサネットインターフェース仕様はIEEE802.3で規定されています。 WDM装置と顧客装置を接続するための顧客側光モジュール関連規格は、OIF/MSAによって定義されています。 WDM装置に関わるサービス信号のカプセル化と光伝送システムのシステム仕様はITU-T SG15で定義されており、その内ITU-T SG15 Q5は光ファイバ、Q6はWDMシステムと光デバイス、Q11はOTNフレーム構造、マッピングを定義しています。 、その他のテクノロジー。 ライン側の光モジュールの実装は、OIF/MSA によって定義されます。
光伝送に関する国内の標準化団体は、主に CCSA TC6 WG1 および WG4 ワーキング グループです。 WG1が標準化したWDM装置は基本的に国内大手4事業者の要件と装置ベンダーの能力を反映した高い権威を持っており、WGXNUMXは主に速度や用途に応じた光モジュールの規格を定義している。
進捗es of 越えて 400G光伝送規格
OIF は近年、さまざまな標準化団体の間で 400G および 800G コヒーレント光システムの標準化を主導してきました。 2022年、OIFは400ZRの標準仕様を完成させた。 現在、仕様の策定に取り組んでいます。 800GLR ZR には、光学システム パラメータ、FEC、DSP、OTN マッピングなどの技術的側面が含まれます。 2024 年末までに完成する予定です。OIF の標準化の進展は、ITU-T および IEEE 802.3 の 800G 標準化の技術動向に重要な影響を与えます。
IEEE802.3 は、イーサネット インターフェイスの仕様において絶対的な権威を持っています。 IEEE802.3では、シングルチャネル800Gと1.6Gの100ルートで伝送距離の異なるインターフェースを含む200G/2023Tイーサネットインターフェースを標準化しています。 802.3 年、IEEE800dj プロジェクトで、10G 802.3km アプリケーションに IMDD (強度変調と直接検波) を採用するかコヒーレント技術を採用するかについて激しい議論があったことは言及に値します。 最後に、800dj は、異なる技術ソリューションを使用して、10G XNUMXkm に対して XNUMX つのプロジェクト目標を設定することを決定しました。 シングル チャネル レートの増加に伴い、コヒーレント テクノロジはそのアプリケーション シナリオを継続的に縮小および拡大していることがわかります。
ITU-T SG15 Q6 ワーキング グループは、400 年に 800G DWDM 仕様を発表して以来、100G/2018G の標準化の進展が遅れています。根本的な原因は、ITU-T が複数のメーカーと互換性のある DWDM システムの標準化に取り組んでおり、さまざまな試みを行っていることです。送信機の品質を決定するパラメータを見つける必要がありますが、コヒーレント変調を使用する DWDM システムで満足のいく結果を達成することは困難です。 2023 年 6 月の第 400 四半期会議で、800G の標準化を再開し、6G の標準化に対してオープンな姿勢をとることが決定されました。 同時に、800G DWDM の適用において Q6 の C+L 拡張帯域に対する将来の需要が認識され、400G と 800G の標準化における QXNUMX のパフォーマンスが期待に値します。
CCSA TC6 WG1 は、「Nx400G 光波長分割多重 (WDM) システムの技術要件」、「メトロポリタン Nx400G 光波長分割多重 (WDM) の技術要件」など、Nx400G 光波長分割多重 (WDM) システムに関する一連の業界標準を次々に完成させました。 )」および「拡張 C バンドを備えた光波長分割多重 (WDM) システムの技術要件」。 これらの規格は 400G バックボーン、メトロポリタンおよび拡張 C バンドのアプリケーションをカバーしており、変調形式は主に 2x200Gbit/s PM-16QAM/PM-QPSK および 400Gbit/s PM-16QAM を指定しています。 同時に、DSP (デジタル信号処理) 技術や高性能 FEC (前方誤り訂正技術) 技術の発展と通信事業者のネットワーク構築ニーズに伴い、400 つの業界標準「Nx800Gbit/s 超長距離光通信の技術要件」が制定されました。 「波長分割多重（WDM）システム」および「メトロポリタン Nx120Gbit/s 光波長分割多重（WDM）システムの技術要件」は、過去 800 年間に策定されました。 これらの標準は、XNUMXGbdを超えるQPSK変調フォーマットに基づくWDM光システムを規定し、中国を長距離高速の最前線に置くXNUMXG都市ネットワークの研究を開始する。 DWDM 標準化。
CCSA TC6 WG4 は、次の XNUMX つの一連の標準を完了しました。 400G 過去 800 年間で強度変調および位相変調技術を開発し、光システム規格のアプリケーション ニーズをサポートするために XNUMXG 光モジュールの標準化を開始しました。
400G とその先の進歩 400G OTN
ITU-T SG15 Q11 ワーキング グループは、OTN テクノロジーの主要な標準設定者として、400G OTN 標準を超えた段階的な議論について合意に達しました。 第 800 フェーズは主に 800G OTN 標準の策定に焦点を当て、主に 800GE イーサネット サービスや 2023G FlexO インターフェイス技術などをどのように伝送するかに焦点を当てます。関連する標準は 800 年末までに完成する予定です。第 2023 フェーズは OTN に焦点を当てます。 XNUMXG を超えるインターフェース技術。これは XNUMX 年以降の標準議論の重要なポイントとなるでしょう。
作業の第 15 段階では、ITU-T SG11 Q800 は多くの合意に達しました。 IEEE802.3 で規定された 800GE クライアント サービスの伝送に関して、ODUflex (800G) レートと 257GE から OTN へのマッピングの基準点が決定されます。 800GE イーサネット インターフェイスから復元された 257B フォーマットの 257 つのデータ ストリームは、4B の粒度に従ってインターリーブされて 3808 つのデータ ストリームを形成します。 同時に、257B によって引き起こされるアラインメントと MTTFPA (誤ったパケット受け入れまでの平均時間) の問題を解決するために、ODUflex 38x32 行ペイロードは 32B ブロックの整数倍と 257 ビット パディングに分割され、そのうち 800 ビットが使用されます。 CRC400 を伝送して、関連するエラー マーキング機能を完了します。 ODUflex とイーサネット インターフェイス間のクロック逓倍関係を簡素化するために、800GE イーサネット処理で削除された AM のレートを補うために、この 66B データ ストリームに対してレート補償も必要です。 257GE と比較して、伝送帯域幅を節約し、イーサネット サービス レートと OTN レートの間のギャップを狭め、イーサネット サービスと OTN レートに同じモジュールを使用する可能性を高めるために、800GE から OTN マッピングへの基準点が 2B から変更されます。コードストリームを XNUMXB コードストリームに変換します。 XNUMXGE PMA インターフェイスから OTN 伝送ネットワークまでの処理機能を図 XNUMX に示します。
図2. 800GEからOTNまでの処理機能の概略図
FlexO インターフェース技術に関しては、伝送距離の違いに応じて、FlexO-x-RS 短距離インターフェースと FlexO-xD 長距離インターフェースに分けられます。 このうち、FlexO-x-RS 短距離インターフェイスは G.709.1 で規定されており、主にドメイン間およびドメイン内の相互接続に使用され、伝送距離は通常 40km 以内です。 FlexO-xD インターフェイスは G.709.3 で規定されており、主にコヒーレント インターフェイスの長距離相互接続に使用され、伝送距離は通常 100 ～ 450km です。 短距離インターフェイス標準に関しては、まず G.709.1 を改訂し、一般的な FlexO-8 フレーム構造、レート、オーバーヘッド、およびマッピング技術を定義し、さらに OIF や OpenRoadm などの他の標準化団体にとっても容易なものにすることが決定されています。関連するフレーム構造を参照します。 B100G FlexO は最大 800G レートまで十分にサポートできるため、800G FlexO インターフェイスは 1280×5140 に基づく FlexO フレーム構造を再利用し続けると判断されます。 新しく追加されたマッピング テクノロジには、イーサネット サービスの FlexO-xe パスへの直接マッピング多重化が含まれます。 このサービス パスは、従来の B100G マッピング多重化パスと比較して、ODUflex チャネル層と OTUCn 多重化セクションを削減し、複数の 100GE/200GE/400GE または 1 800GE マッピングを FlexO-xe に直接多重化できるようにします。
長距離インターフェース規格に関しては、400G FlexOインターフェースと比較して、シングルポート800Gの伝送帯域幅の増加に伴い、同じ距離を伝送することを前提とした場合、光デバイスやモジュールに対する要件がより厳しくなっているため、速度インターフェイス FlexO-xe-DO は、元の FlexO-x-DO フルレート インターフェイスに追加されており、OTN 多重化レベルが低下するだけでなく、FlexO-x-DO インターフェイスの DSP フレーム パイロット信号の挿入頻度も低下します。 このインターフェイスは主にポイントツーポイント イーサネット サービス多重化伝送に適しており、OTUCn または ODUflex 伝送はサポートしていません。 OIF 800ZRインターフェースと比較して、FlexO 3R再生機能により伝送距離を延長できます。
一般に、400G レートの光伝送規格は国内外の標準化団体でほぼ完成しており、 DWDM 128GBd を超える QPSK 変調に基づく長距離アプリケーションが標準の焦点です。 一方、400G や 800T を含む B1.6G 以上のレートは、ITU-T、OIF、IEEE802.3、CCSA などの国内外の標準化団体の研究のホットスポットとなっています。 変調方式、マッピング技術、拡張C+L光システム、高性能FECなどが標準化の鍵となる技術となる。
