情報通信

運用コスト低減に貢献する法人向け
イーサネットアクセス装置

Ethernet Access Switch for Carrier Ethernet That Contributes to Operation
Expenditure Reduction＊道又淳一

Junichi Michimata

Hisashi Katayama

片山久嗣

Kunihiko Nakamura

中村邦彦

井上徹

吉村明展

高橋博之

Toru Inoue

Akinobu Yoshimura

Hiroyuki Takahashi

当社で新たに開発した、通信事業者の運用コスト低減に貢献する、法人向けイーサネットアクセス装置を紹介する。従来は異なる装置で実現していたメディアコンバータ機能と集約機能を1装置に備えることで、省電力化と省スペース化を実現した上で、ヒットレスファー
ムウェア更新に対応した。さらに、ゼロタッチプロビジョニングや NETCONF、警報通知、回線監視を備えることで運用管理業務の削減を実現している。本稿では、加えて、障害予兆検知手段として期待される Streaming Telemetry の実験結果を報告する。

Sumitomo Electric Industries, Ltd. has developed an Ethernet access switch for Carrier Ethernet that contributes to thereduction of operation expenditures. We have integrated functions of a fiber optic media converter and a layer-2 aggregator
into one Ethernet access switch. This has enabled a power- and space-saving solution compared with conventional device
sets. The switch features hitless upgrade, zero touch provisioning, NETCONF, alarm notifications, and line test capabilities.
At the end of the paper, we report on the experimental results of Streaming Telemetry.
キーワード：法人向けイーサネット、100G Ethernet、ゼロタッチプロビジョニング、NETCONF、Streaming Telemetry

1.

緒言

国内のブロードバンドサービス契約者の総ダウンロードトラフィックは年々増大しており、2019年は前年比約20％増で推移している（1）。一般加入者向けには、大容量のデータを送受信できる光ファイバを用いた PON（PassiveOptical Network）方式が普及している。この方式は、多数のユーザを効率よく収容できるように、複数の加入者が1本の光ファイバを共有する接続構成をとる。当社でも2005
年から GE-PON（最大1Gbps）、2011年から10G-EPON

図1

FSU8100の接続構成（最大10Gbps）を開発、製品化してきた（2）～（4）。
一方、企業や官公庁が通信サービスを利用する場合は、法人向け通信サービスを契約することが多い。これらの通信サービスでは信頼性の観点より、光ファイバを共有しな

宅 側 装 置 は 通 信 速 度 に 応 じ て3タ イ プ（FTE8011、

い1対1の接続で構成される。当社はこの接続構成に対応しFTE8023、FTE8032）あり、局側装置と光ファイバで接たイーサネットアクセス装置 FSU8100シリーズを新たに続するアクセス網インタフェース（ANI）およびサービス契開発したので報告する。

約者側の装置と接続するユーザ網インタフェース（UNI）の速度はそれぞれ100Mbps、1Gbps、10Gbps である。

2.

FSU8100概要と特徴

2－1

概要

宅側装置で最大256個の VLAN を識別でき、回線監視や回線試験を VLAN 毎に実施できる（表1）。
局側装置は収容可能な宅側装置に応じて2タイプあり、

FSU8100シリーズは、通信事業者の通信局に設置する局FSU8120は FTE8011と FTE8023を収容でき、FSU8130

側装置と、サービス契約者の拠点に置く宅側装置で構成さは更に FTE8032も収容できる。いずれの局側装置も宅側装れ、両装置間を最大80km の光ファイバで接続して使用す置と接続するアクセス網インタフェース（ANI）を46ポートる（図1）。

具備する。上位装置を接続するネットワーク網インタフェー

62

運用コスト低減に貢献する法人向けイーサネットアクセス装置

ス（NNI）は4ポートあり、通信速度は FSU8120が1Gbps

2－2

特長および10Gbps をサポートし、FSU8130が100Gbps をサ（1）省電力・省スペースポートする。局側装置は最大4096個の VLAN を識別可能

一般的に法人向け通信サービスの実現には、アクセス区で、VLAN タグの付与／削除や書き換え処理ができる。宅間にメディアコンバータを使い、通信局で複数のメディア側装置の管理機能として、ゼロタッチプロビジョニング、コンバータを L2スイッチで上位装置へ集約する構成が採用

電源断通知、UNI リンクダウン通知を備え、保守管理手段されることが多い。この構成の課題は、通信局で2種類のとしては CLI、SNMP、NETCONF に対応する（表2）。

装置を組み合わせる必要があり、消費電力や収容スペースが大きくなってしまう点にある。通信事業者によっては他事業者に賃貸費用を支払って通信局にスペースを確保して

表1
項目

宅側装置 主要諸元サービスを提供するケースもあり、省電力化と省スペース仕様化を実現すれば運用コスト低減に貢献できる。FSU8100

製品型番FTE8011

FTE8023

FTE8032シリーズの局側装置は、メディアコンバータと L2スイッチ

最大サービス速度

100Mbps

1Gbps

10Gbpsの集約機能を同一装置で実現することで、従来構成と比較

ポート数

ANI

1形状

SFP

ポート数

UNI

形状

VLAN

SFP+

12※

1

RJ45

RJ45／SFP

SFP+数

して、省電力化と5分の1以下の省スペース化を達成している（図2）。

最大256個

回線監視

○

回線試験

○

外形寸法

210（W）× 164（D）× 32（H）

電源

AC 100V（電源アダプタ使用）※いずれか1ポートのみ利用可能

表2
項目仕様

製品型番
収容可能
宅側装置
ANI

FSU8120

FSU8130

FTE8011○○

FTE8023○○

FTE8032

×形状

VLAN

46
SFP

SFP/SFP+4（LAG×2組）

形状

SFP/SFP+QSFP28速度

1Gbps/10Gbps

100Gbps

100/1000BASE-T ×1
コンソールポート ×1

管理ポート数
タグ操作

図2

従来構成とFSU8100を用いた構成の比較

○

ポート数
ポート数

NNI

局側装置 主要諸元4096個／局側装置（256個／ANI）
透過、付与／削除、書き換え

動作モード

メディコンモード, 集約モード

リンク冗長

LACPおよびスタティック

ゼロタッチ
プロビジョニング○

宅側装置 電源断通知○

UNIリンクダウン通知○（2）ヒットレスファームウェア更新
法人向け通信サービスは、サービス契約者の社内イントラネットを構成するなど、業務の根幹を支えるものである。
一時的であったとしても通信サービスが停止する場合は、サービス契約者への通知や更新日時の調整、夜間対応など多くの業務が通信事業者に発生し、運用コストの増加につながる。そこで、多数のサービス契約者の通信を収容する局側装置では、通信を継続したままファームウェア更新ができるヒットレスファームウェア機能をサポートしている。

3.

運用管理業務の削減

日本における生産人口の減少に伴う労働者不足は通信設
備を運用管理する現場においても切実な問題となってお保守管理

CLI, SNMP, NETCONF

外形寸法

高さ1U, 424（W）× 520（D）

り、サービス開設時の省力化や運用管理の自動化が課題と

電源

DC -48V, AC 100V（2重化）なっている。さらに、通信事業者に対する低コストで安定した通信サービス提供への要求が高まっており、障害の検出と障害箇所の特定を容易に行えることが重要となっている。これらの課題を克服するため、開設業務を削減するゼ

2020 年 1 月・S E I テクニカルレビュー・第 196 号     63

ロタッチプロビジョニングや運用管理自動化に貢献する存在する管理プロトコルである SNMP のトラップを利用可

NETCONF、障害発生時オペレーションの自動化に貢献す能で、警報毎に通知有無を設定することができる。

る警報通知や回線監視に FSU8100は対応している（表3）
。

3－4

回線監視

法人向け通信サービスで通信障害が発生した場合、通信事業者はどの区間のどの経路で障害が発生したかを突き止
表3

運用管理に関する顧客課題と解決手段

課題やニーズ

解決手段

開設業務の省力化ゼロタッチプロビジョニング

運用管理の自動化

NETCONF

障害の検出

警報通知

障害箇所の特定回線監視める必要がある。FSU8100は、アクセス区間とサービス契約者の拠点間、つまり、エンドツーエンドの回線監視をサポートしており、この業務を容易に実施することができる。
アクセス区間の回線監視は、局側装置と宅側装置間の制御プロトコルを使い実現している。
エンドツーエンドの回線監視は、宅側装置間で送受信する Ethernet OAM により実現している。Ethernet OAMの送信は VLAN 毎に可能であり、最大256経路の障害有無

3－1

ゼロタッチプロビジョニング

局側装置と宅側装置が接続されると、局側装置に事前に設判定や遅延測定、帯域測定、パケット損失の有無確認ができる。

定されたパラメータに従い宅側装置が動作する、ゼロタッチプロビジョニング機能を FSU8100は備えている。法人向け通信サービスの開設業務の一環として、サービス契約者

4.

Streaming Telemetry による障害予兆検知の拠点へ宅側装置を設置するが、従来の設置工事では、現従来のネットワーク機器の管理プロトコル（SNMP、場担当者が集中センターなどにいるオペレータと電話などNETCONF）では、運用管理システムから機器情報のデーでやり取りをしながら宅側装置を設定する必要があった。

タモデルに対する要求を発行し、その応答を受信すること一方で、ゼロタッチプロビジョニング機能があれば、設定で情報取得を行う。一方、機器から運用管理システムへは自動で行われるため、オペレータとのやり取りが不要と定期的に情報発信する Streaming Telemetry 技術（以下なり、局側装置へつながる光ファイバを宅側装置へ接続すTelemetry と記す）が昨今注目されており、機器情報をリるだけで良くなる。これにより、現場担当者とオペレータアルタイムに収集し、状態変化に応じた自律的機器制御をの業務削減と設置工事時間の短縮化を実現し、契約内容を実現する手段として期待されている（5）。そこで当社では、顧各装置に反映させる業務を一度に実行できるようにした。

客環境の障害を予兆検知し、自動的に対処する Telemetry

ゼロタッチプロビジョニングは局側装置と宅側装置間のの研究開発を進めている。第一段階の PoC（概念実証）で制御管理プロトコルを使い実現している。局側装置は宅側

は、従来方式と Telemetry 方式におけるデータ送受信時間装置が接続されたことを検出すると、事前に設定されたパを比較検証した。

ラメータを伝え、宅側装置はパラメータに応じて自身を設4－1定する、という一連の動作が行われる。
3－2

NETCONF

Telemetry の性能検証

従来の機器から情報取得する方式（Pull 型）では、機器情報毎に GET リクエスト（情報取得命令）を発行する必NETCONF は、統一した規格で異なるベンダの多数の要があるため、大量の情報を取得する場合、リクエスト送装置を運用管理することを目指した、装置の状態取得や設信に伴うオーバーヘッドにより、情報取得のための送受信定を行うためのプロトコルである。主な特長は設定時のト時間が増加することが課題であった。一方の Telemetry でランザクション管理である。複数の設定情報を一括して装は機器情報を収集する Collector が予め監視したい情報を置へ設定することに加え、一つでも設定に失敗すると全て購読宣言し、その内容に応じて機器から Collector へ定期の情報を自動でロールバック（復旧）することができるた

的にストリーム送信する Push 型の形態を取るため、前記め、運用管理の自動化にも親和性が高い。

オーバーヘッドは抑制される。更に、Telemetry の通信規

FSU8100は、NETCONF の機能を備えることで、運用約としては、一般的に RPC（遠隔手続き呼び出し）、特に管理の自動化にも対応できるようにしている。

Google 社が開発した gRPC が主流で、当社の PoC 検証で3－3も採用した。gRPC は、送信データをシリアライズ（デー警報通知

従来構成で用いられるメディアコンバータは故障を検知タ構造を維持）し、かつデータをバイナリ形式に圧縮するできないものもあった。そこで、FSU8100は、メディアコため、NETCONF 等の XML 形式と比較して、データサインバータに対応する宅側装置の故障を検知できるようにしズが小さく高速通信を可能とする。

た。制御管理プロトコルを使い宅側装置の状態を監視し、局側装置の ANI ポートを流れるトラフィックの統計情報

障害と判定した場合は上位の運用管理システムへ警報としを、従来方式と Telemetry 方式で収集した際に要した送て通知する。通知は前述した NETCONF に加え、古くから受信時間を示す。なお、取集対象とする ANI ポート数は64運用コスト低減に貢献する法人向けイーサネットアクセス装置

1および46ポートの2パターンで実施した。図3の通り、可視化を実現する（図5）。可視化されたリアルタイム収集

Telemetry 方式での送受信時間は短縮され、かつポート数データを AI に分析させることで、障害予兆検知を自動化す（取得対象）増加に伴う影響（オーバーヘッド）も抑制されることが可能になる。ていることが判る 。
（6）

図5

5.
図3

結

Telemetry データの可視化

言

本稿では、法人向け通信サービス用に開発した FSU8100

統計情報収集時間（比率）の比較シリーズについて報告した。従来、独立していたメディアコンバータと L2スイッチを一体化することで、省電力化と省スペース化を実現した。また、ヒットレスファームウェ
4－2

Telemetry による運用管理の自動化ア更新に対応している。さらに、開設業務の省力化するゼ

Telemetry で収集したデータを可視化し、サーバに搭載ロタッチプロビジョニングや運用管理の自動化に貢献するされた AI で画像解析などを行い、自動的に機器の設定動作NETCONF、警報通知や回線監視などに対応して、運用にフィードバックする Closed-loop な自律制御が提案され管理業務の削減につなげた。障害予兆検知の足掛かりとしている（7）。当社の PoC 検証で有効性を確認したリアルタイて、Streaming Telemetry の PoC 検証では統計情報の高ム収集により、図4で示した装置（およびネットワーク）速収集が実現できることを確認し、収集データの可視化をの自律制御の実現が可能となる。そこで、当社の第二段階行った。の PoC では、収集データの可視化を検証した。
可視化の具体的な実現方法は次のようなものである。
Collector が 収 集 し た Telemetry デ ー タ を 外 部 の 時 系 列

今後は、社会が求めるニーズに対応した機能の拡充や新技術に対する研究開発を進め、アクセスネットワーク領域の発展に貢献していきたいと考えている。

データベースに格納する。外部のダッシュボードは SQL 命
令で本データを抽出し、Web ブラウザ上に表示することで参考文献（1） 総務省報道資料、我が国のインターネットにおけるトラフィックの集計結果（2018年11月分）（2019年3月5日）（2） 勢濃 他、「ケーブルテレビ事業者向け FTTH システム」、SEI テクニカル
レビュー第183号、p. 30-37（2013）（3） 甲斐 他、「高速大容量スイッチを備えた10G-EPONシステム」、SEI テク
ニカルレビュー第189号、p. 46-51（2016）（4） 清水 他、「1G-EPON の更新と運用コストの低減を狙った10G-EPON 局側装置」、SEI テクニカルレビュー第191号、p. 27-31（2017）（5） Song, H. et al., Toward a Network Telemetry Framework, IETF
draft-song-ntf-02（2018, July）（6） 片山 他、Streaming Telemetry 対応光アクセス装置の検討、電子情報通信学会総合大会 通信講演論文集、no. 2、p. 26（2019）（7） L uo, Song et al. Improved operator experience throughExperiential Networked Intelligence (ENI), ETSI White Paper,
no.22（2017）

図4

従来方式とTelemetry 方式の概要

2020 年 1 月・S E I テクニカルレビュー・第 196 号     65

執筆者 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

道又淳 一＊ ：情報ネットワーク研究開発センター
主査

片山久嗣

：情報ネットワーク研究開発センター
主査中村邦彦：情報ネットワーク研究開発センター

井上徹：情報ネットワーク研究開発センター
グループ長

吉村明展

：IoT 研究開発センター
グループ長

高橋博之

：ブロードネットワークス事業部
グループ長

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＊主執筆者

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