Beyond 100Gネットワークとフレキシブルレート適用の展望
児玉賢彦 (takodama@cisco.com)
Consulting Systems Engineer
APJ SP Routing Architecture teamNovember 2014

Beyond 100Gネットワークに向けてフレキシブルレート適用の展望
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Beyond 100Gネットワーク
1. 400G IFの立ち上がり時期
2. 10G、40G、100G、400G、1Tのステップ
3. 伝送ネットワークとの新たな関係© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

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1. 400G IFの立ち上がり時期
100G IFから学ぶと
Dell’Oro High End Routing Interface Forecasts

60%40%
Other %
10GE %20%

100GE %0%
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
§

ハイエンドルータにおいて2018年までに100G IFが26%を占める© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Cisco Confidential52. 10G、40G、100G、400G、1Tのステップ
OTN Rates
OTNから学ぶとOTUODUMarketing
Rate

True
Signal(OTU)

True
Payload(OPU)

01.25GNA

1.238G/s

1

1

2.5G

2.666G/s

2.488G/s

2210G

10.709G/s

9.953G/s

3340G

43.018G/s

39.813G/s

44100G 111.809G/s 104.794G/sODUflex is also defined by G.709. Similar to Virtual Concatenation,
but Flexは規定済み
avoids differential delay problem 	and is managed as a single entity§ ODU§OTU-5の検討とともにOTUCnの検討も進んでいる。(Cはローマ数字で100(Centum))
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16 | Understanding OTN | April 2010

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3. 伝送ネットワークとの新たな関係
これまではRouter/Switch

Transponder/Muxponder

1G/2.5G/10G/40G/100G
インターフェース
§

DWDM

10G/40G/100G
DWDMインターフェース

PacketノードIF：伝送ノードIFが1：1(Transponder)あるいはN：1(Muxponder)の関係© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

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3. 伝送ネットワークとの新たな関係
Beyond100Gネットワークでは
Router/Switch

Transponder/Muxponder

DWDM：	100G/400G/1T
インターフェース
§

50G/100G/200G
DWDMインターフェース

PacketノードIF：伝送ノードIFが1：N、M：Nの新たな関係が発生© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

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3. 伝送ネットワークとの新たな関係
400G/1T伝送ネットワーク§§

400G/1T伝送を行う変調方式は1通りではない (Flex Modulation)
現状、到達性と周波数利用効率はトレードオフの関係© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

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9Flex SpectrumとSuperchannel
Nyquist Superchannel : 複数のキャリアを1つのChannelとして伝送。周波数利用効率の向上。周波数ステップはG.694.1で定義済みの12.5GHzステップを利用。

50Ghz

50Ghz

50Ghz

50Ghz

従来
100G PM-QPSK
既存ROADM© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

50Ghz

50Ghz

50Ghz

50Ghz

波長シェイピング
Nyquistフィルタリング
既存ROADM

50Ghz

50Ghz

50Ghz

50Ghz

Flex Spectrum
Nyquist superchannel
フレックスROADM
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400G/1Tbps時代のネットワーク構成例
Transponder/Muxponder

Router/Switch

DWDM

Superchannels
2x50G 2x200G：	???

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Flex Modulation 50G/100G/200G
DWDM インターフェース

Flex Spectrum
フレキシブル nx12.5Ghz
チャネル

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12フレキシブルレート：FlexMAC/MACFlex/FlexEthernet
フレキシブルレート機能(以下、FlexEthernet)は以下を目的/目標としています：•••

Router IFのデータレートを伝送レイヤのパフォーマンスに適応させる。複数波長上での伝送を実現させる。
標準化団体で現在規定されている(これから規定される予定の)階梯にないデータレートにLAGを利用することなく柔軟に適応させる。(25G/50Gの粒度)
ヒットレスな再設定、データレートの再構築
MAC$FlexEthernet
MacFlex!

Reconcilia-on$
CGMII$

100Gb/s$Media$Independent$Interface$

PCS$
20$Virtual$
Lanes$
PMA$
10/4$Phy.$
Lanes!
PMD$
MDI$© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Physical$Coding$Sub$Layer$
5Gb/s$Granularity$
Physical$Coding$Sub$Layer$(20:10$/$10:4)$
CAUI$–$100Gb/s$ALachment$Unit$Interface$(10.3Gb/s$per$Lane)$Physical$Media$Dependent$
Media$Dependent$Interface$Op-cal$Medium$

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FlexEthernet実装に向けた取り組み••••

NPUの高速化にあわせてサポート帯域を柔軟に変更できないかと考え提案• NPU/DSPの高速化と広帯域IF開発のギャップ
CAUI/XLAUIのVLスキームを再利用• 複数の物理IF上でシングルパイプとしての転送を可能に
CAUIのレーンアラインメントマーカーをFlexEthernet向けに再定義
別々のDWDM波長上でVL転送を実現するためのDeskew機能の改善

DataLane
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MACFlexFlex
MAC AM
AMinsertion
insertion

BIP
insertion

Flex
MAC AM
MACFlex
AM insertion
insertion

BIP
insertion

.
.
.

.
.
.

Flex
MAC AM
MACFlex
AMinsertion
insertion

BIP
insertion

Physical Lane
Multiplexer.
.
.

Physical Lane
Multiplexer

Cisco Confidential14

フレキシブルレート適用例• Loss of a sub carrier –例：400G IFを4x100GのSuperchannelで伝送していたが、あるサブキャリアが障害発生した場合への適用

4x100GX

300G200G• 増速を検討する際のオプションとしてCost400G

100G ->
Target 400G?

vs BW vs Performanceの最適化 –100Gを増速する際、400Gへではなく200Gの適用が可能に(LAG不要)© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

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15フレキシブルレート適用例• Restoration –400G -> 200G
400G

ファイバー障害が発生し、DWDMレイヤーでのRestorationが開始したが、OpticalImpairmentなどの理由により、障害前と同じ帯域を確保できない場合への適用• Spectrum Defragmentation –単独キャリアおよびSuperchannelの周波数帯を効率的に寄せることで周波数帯域全体の利用効率を最適化© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

200G

400G -> 600G

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WSON Restorationとは -可用性、耐障害性の向上にむけてWSON Dynamic Optical Restoration

ClientClient

Router/Switch

Router/Switch

伝送装置

障害発生
DWDM装置のWSON機能により新しいDWDMサーキットパスの検証(必要に応じて) DWDMラムダの変更を実施
DWDM装置による新しいパスへのOmni-directionalラムダスイッチ
既設クライアントIFおよびDWDM IFでの早急なサービス疎通回復。(現地に赴く必要なし)© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

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17Restoration時の適用

2X200G

1x100G© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

1x100G

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18Restoration時の適用

2X200G

1x100G© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

1x100G

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19Restoration時の適用

2X100G
1x100G••

1x100G

例：迂回経路では2x200Gの到達性を確保できず、また4x100Gで転送するためのTransponder機能が存在していない場合においても冗長系の回復(Restoration)を実現
Router側においてはFlexEthernet機能により200G化© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

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20移動後、開放Spectrum Defragmentation
例：増速したいが利用可能な周波数幅がない場合
C-Band
750G
200G
200G
200G

750G

400G

200G

500G

1000G

200G
200G

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500G

400G
200G
100G

1000G

500G

400G

500Gを750Gに増速したい

動かしましょう

合計周波数幅の余力はあるが連続でない
限られた周波数帯域を最大限有効活用
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400G/1Tbps時代はPacket機能と伝送機能がさらに近い存在に
Beyond100Gネットワーク全体でのリソースの有効活用およびフレキシビリティの向上を目指す

Transponder/Muxponder

Router/Switch

DWDM

Superchannels
2x50G 2x200G：	Flex Ethernet
フレキシブル nx25G
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Flex Modulation 50G/
100G/200G
DWDM インターフェース

Flex Spectrum
フレキシブル nx12.5Ghz
チャネル
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23Thank you.