MPLS Japan 2023 (Optical セッション)
B400G最新動向 ならびに将来の光伝送に向けた課題と期待
2023/10/26

栃尾 祐治 (富士通)1© 2023 Fujitsu Limited振り返り・今日お話しすること⚫ 過去数年(2019, 2022年)、B400G動向としてお話したことの更新になります⚫ https://mpls.jp/2019/presentations/MPLS_Japan_2019_tochio_web-1.pdf⚫ https://mpls.jp/2022/presentations/mpls2022-tochio_web.pdf⚫ 2019年では、各標準化団体の動向を中心にB100Gに関わる動向を振り返り、B400Gの課

題について紹介⚫ 2022年では、B400G, 特に 800G をめぐる動向について、課題を含め紹介⚫ 今回は、以下の２点について紹介⚫ 800Gイーサネット(IEEE P802.3df)が大詰めを迎え、連動して進めてきたITU-T, OIFにおける800G関連の標準化、特に、ITU-TにおけるB400G関連の最新動向を中心に紹介⚫ 将来の光伝送に向けた課題と期待 (B400Gに限らない)⚫ 1.6Tに向けた状況と予測⚫ WDM(Media, L0)おける運用面の課題⚫ 光伝送における新領域への適用における期待2© 2023 Fujitsu Limited

構成⚫ B400G光伝送(特に800G)標準化動向⚫ IEEE802.3⚫ お断り⚫ 基本的に標準化動向に基づく個人の見解が中心であり一部を除き、弊社の見解でありません⚫ P802.3df, P802.3df, P802.3cw⚫ 標準化に関しては原則公開情報をもとに資料を紹介します

が、一部審議中の資料が含まれます。取り扱いにご注意く
ださい (審議中資料は公開(web)には含めない予定)⚫ OIF 800ZR/800LR⚫ ITU-T⚫ 限られた時間の発表のため、スキップするスライドがあるかしれません(後日ご確認を)⚫ FlexO勧告大更新⚫ 参考: 弊社に関するフォトニクス関連最新情報⚫ 800GbE収容とG.709(OTN)多重階梯⚫ ECOC 2023 – Fujitsu Blog https://thecinict.com/ecoc-2023/⚫ (補足) fgOTN (fine grain OTN)

⚫ 将来の光伝送に向けた課題と期待⚫

Fujitsu All Photonic Network Vision⚫

1FINITY Ultra Optical System⚫ 1.6Tに向けた状況と予測 ↑⚫ WDM(Media, L0)における運用面の課題⚫ 光伝送における新領域への適用における期待⚫ Data Center向けネットワーク

⚫ まとめ
3

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B400G光伝送(特に800G)標準化動向

4© 2023 Fujitsu Limited

B400G標準化動向における基本的な考え方
IEEE⚫ 現在の400G光伝送の世界

400G, 800G, 1.6T,…のB400Gの基本的な伝送規格は、まず Ethernet (IEEE802.3)
が起点になって検討⚫ IEEE802.3⚫ ITU-T (Q11/15)⚫ OIF 400ZR

ITU-T (OTN)⚫ OpenZR+

Ethernet (MAC or Code(64B/66B))を、光ネット
ワークで転送することを目的に、基本となるデジタ
ルインタフェース規格(フレーマー、マッピング、FEC、電気光IF)をWDM規格*も考慮しながら検討⚫ Open ROADM⚫ B400G光伝送(特に800G)の動向*WDM規格はQ6/15で担当⚫ IEEE802.3

OIF, OpenZR+など⚫ ITU-T work (FlexO & B400G検討)

IEEE, ITU-Tを念頭に、コンポーネント(DSP, フォームファクターなど)規格も考慮しながら光伝送システムとして検討⚫ OIF 800ZR/LR⚫ 800G MSA etc
注: ここで紹介するものは、(光)伝送特性・フォーマットなどが中心であり実装観点については深く掘り下げていない点ご了承ください
5© 2023 Fujitsu Limited

B400Gを実現するための課題など⚫ 以下のトレードオフとどう対処していくかが、B400G、当面は800G光伝送技術実現に向けた課題⚫ 効率よいクライアント収容と多重: 従来のOTNマッピング規定に従うか、一部を割愛して帯域増加を抑えるか⚫ パス管理・警報処理: 帯域増加を抑えOH処理を割愛すると、従来のOTN技術で培われたパス管理・警報処理を犠牲に…
⚫ 適切なBaudレート定義：実際の光伝送速度を決める大事なファクター。800Gで120-130Gbaudあたりが予測されるが、高baudレートは、波長帯域幅増加(多重効率低下)にもつながるので、高 baudレートを目指せばいい、ということでもない

6(LD, MZ, Drvなど)

光送信器

DAC

デジコヒ変調方式
デジコヒ変調方式(偏波分離, PDなど)

光受信器

FEC

パス管理・警報処理

マッピング処理に伴う帯域増加

TS

適切なBaud(Symbol)レート定義

FlexO

ADC

OPUCn
ODUCn
OTUCn

FEC

効率よいクライアント収容と多重

OPUk
ODUk

光送受信器

DSP

OTN Framer

分散補償
偏波処理

Client Interface© 2023 Fujitsu Limited

IEEE802.3⚫ IEEE802.3⚫ IEEE802.3において、主要な400Gイーサネットの規格は標準化完了⚫ IEEE802.3-2022として発行済み⚫ 現在継続中の(光伝送による) 400Gイーサネットは⚫ P802.3cw (400GBASE-ZR) ならびに、⚫ 800GE/1.6TEも視野にTask force化されたP802.3df, P802.3djのサブセット定義⚫ P802.3cw (400GBASE-ZR)⚫ Physical Layers and Management Parameters for 400 Gb/s Operation over DWDM

(dense wavelength division multiplexing) systems⚫ ターゲット： 80km
⚫ 2024/9承認予定⚫ 800G/1.6TイーサネットはP802.3df, djで作業中⚫ 詳細次スライド7© 2023 Fujitsu Limited

IEEE802.3 (P802.3df & P802.3dj)⚫ 2021/11: 800G/1.6T向けイーサネットとしてP802.3dfがスタート

https://www.ieee802.org/3/
B400G/public/21_1028/B40
0G_overview_c_211028.pdf⚫ 後(2022/11)に、1.6Tならびに200G signaling rate (200G lane)については、完成の時期を考慮して、

P802.3djとして分離独立。 2026/3承認を目指す⚫

P802.3dj: 200Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s, and 1.6 Tb/s Ethernet Task Force⚫ スコープを分割されたP802.3dfは、800G, 400Gを対象に2024/7承認を目指し活動中⚫ ただし、今年中に Standards Association ballot が発行されるため、技術的には今年中に固まる見込み8© 2023 Fujitsu Limited

IEEE802.3 (P802.3df & P802.3dj)⚫ P802.3dj (800G/1.6T関連)⚫ P802.3df (400G/800G関連)•••⚫ Non rate specific:

Non rate specific:oSupport a BER of better than or equal to 10-13 at the MAC/PLS
service interface (or the frame loss ratio equivalent)oProvide support to enable mapping over OTN⚫

⚫ 800 Gb/s Related:

400 Gb/s Related:oSupport a MAC data rate of 400 Gb/soSupport Physical layer specification of 400 Gb/s over 4 pairs of
SMF with lengths up to at least 2 km

800 Gb/s Related:oSupport a MAC data rate of 800 Gb/soSupport optional eight-lane 800 Gb/s attachment unit
interfaces for chip-to-module and chip-to-chip applicationsoSupport Physical layer specification of 800 Gb/s operation:▪

over 8 pairs of MMF with lengths up to at least 50 m▪

over 8 pairs of MMF with lengths up to at least 100 m▪

over 8 pairs of SMF with lengths up to at least 500 m▪

over 8 pairs of SMF with lengths up to at least 2 km

Same as p802.3df⚫

Support a MAC data rate of 800 Gb/s⚫

Support optional four-lane 800 Gb/s attachment unit interfaces forchip-to-module and chip-to-chip applications⚫

Support Physical layer specification of 800 Gb/s operation:⚫

over 4 pairs of SMF with lengths up to at least 500 m & 2km⚫

over 4 wavelengths over a single SMF in each direction with lengths
up to at least 2 km & at least 10 km⚫

over 1 wavelength over a single SMF in each direction with lengths up
to at least 10 km⚫

over a single SMF in each direction with lengths up to at least 40 km⚫ 1.6 Tb/s Related:⚫ Support a MAC data rate of 1.6 Tb/s
⚫ Support optional sixteen-lane or eight-lane 1.6 Tb/s

attachment unit interfaces for chip-to-module and chip-tochip applications⚫ physical layer specification of 1.6 Tb/s operation:(電気系IFは割愛)⚫

over 8 pairs of SMF with lengths up to at least 500 m⚫

over 8 pairs of SMF with lengths up to at least 2 km

(電気系IFは割愛; 1.6T関連で2km以上の規定は現時点では未検討)

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OIF 800ZR/800LR
800ZR/800LRともに2023/4Q完了予定であるが2024年にずれ込む予定 昨年(MPLS Japan)の資料に一部加筆⚫ 800ZR: 400ZRをそのまま800G対応にしたもの⚫ Single channel 800G coherent interface, 150GHz spacing

参考文献:
https://www.oiforum.com/wp-content/uploads/ECOC2022-Market-Focus-Gass-final1.pdf⚫ Inter-DC applications over 80km reach⚫ 100GE/200GE/400GE/800G-ETC/800GE client types⚫ DP-QAM16 & OFEC, 118.2Gbaud⚫ ITU-T FlexO-8ベース(FlexO-8e)のフレーム定義⚫ 800LR:https://www.oiforum.com/wpcontent/uploads/OFC2023_OIF_800ZR_800LR_JosefBerger.pdf⚫ Unamplified link (6-8dB loss)⚫ Single channel 800G coherent interface⚫ Intra-DC applications up to 10km reach⚫ DP-QAM16 123.6Gbaud⚫ FEC: RS(544, 514)/outer & BCH(126.110)/inner⚫ 400GE and 800G-ETC/800GbE⚫ Form factor agonistic⚫ 低遅延、低消費電力なモジュール実現を目指し新たなコヒーレントIF
10© 2023 Fujitsu Limited

OIF 今後の展開⚫ 1.6T ZR(1600ZR)の作業開始合意⚫ 2023 3Q会合で合意⚫ 参考: 1600ZRのイメージ⚫ 以下の最上段⚫ https://www.oiforum.com/oifs-q3-technical-and-mae-

committees-meeting-spurs-four-new-innovative-projectslink-training-for-224g-electrical-interfaces-1600zr-datacenter-optical-network-coordination-energy-effi/⚫ Microsoft, Marvell, Cisco, Infinera& 多数サポーター⚫ DCI向けであることは共通⚫ 800ZRも進行中であることは承知の上で、1.6Tについても検討すべきという考えのもと新規プロジェクトとして承認⚫ 2026年完成予定⚫ なお、800G/1.6T FlexEも合意(済み)https://www.oiforum.com/wp-content/uploads/OIF-PanelTom-Williams-Final.pdf⚫ 2023 2Q⚫ https://www.oiforum.com/oif-launches-four-innovative-

projects-covering-a-broad-range-of-technologies-at-q2technical-and-mae-committees-meeting/11© 2023 Fujitsu Limited

ITU-T SG15(Q11)における近況
2023/4会合で以下の文書をコンセント(のち承認)

2023/11会合で以下の文書をコンセント予定⚫ G.709.1(FlexO-SR)改正4: まもなく発行予定⚫ G.709(OTN)関連⚫ FlexO-8の基本を定義

改正として以下を追記または更新⚫ 800GbEマッピング記載⚫ FlexO-8-RSなど詳細はこれから⚫ FlexO-xe(FlexO-8e, FlexO-4e)定義⚫ GMP(Generic mapping procedure)一般化⚫ fgOTN定義と記載⚫ OIF 400ZR/800ZR, OpenZR+(400G)で採用している

FlexO(相当) のイーサネットマッピング(直収)を可能に⚫ FlexO勧告再編⚫ GMPについても記載

以下4勧告(新規または改訂)をコンセント⚫ FlexO Regen(eration) を定義⚫ G.709.1をFlexO共通関連(フレーム, FlexOSecなど)を集約⚫ FlexO AIS, FlexO LCK定義⚫ G.709.3を B100G向け FlexO LR(Long reach)に改編⚫ G.798(OTN装置処理)改訂⚫ 100G, 200G, 400Gが対象 (追加はなし)⚫ G.709.1の RS FEC関連を、新勧告G.709.5として独立⚫ 既存のFlexO関連更新⚫ 800G も含む⚫ G.sup58改訂⚫ B400G LR相当FlexO を新勧告G.709.6として規定⚫ FOIC 1.1 (100G lane)等記載⚫ 400G, 800G が対象ざっくり記すと130Gbaud相当のFlexOとも

本日は、過渡期ではあるものの、大幅に更新されるFlexOの最新動向について、改正4を中心に、(再編されても、混乱を伴わないよう)紹介⚫ FlexO, fgOTN アーキを反映したG.872更新(Q12)⚫ fgOTN関連勧告(G.709.20), G.sup58更新
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G.709: OTN 多重階梯(2023)⚫ G.709: OTN 多重階梯(2023)
ODUflex(BMP)

400G/200GbE

ODUflex(BMP)

FlexE aware

ODUflex(BGMP)

Ethernet Packet

ODUflex(IMP)25n(n>4)

100GbE, PKT=<100G

G.709のスコープ

or ODUflex(CBR)ODUflex(IMP,s)ODU4Ethernet Packet(10, 40, 25n(n=<4))

ODUflex(IMP,s)PKT

ODUflex(GFP)

CBR40G*, 40GbE, PKT

OPUCn
ODUCn
(5G TS)

OTUCn
OTSi

ODU3

CBR10G3, 10GbE, PKT

FlexO(400G：OPUC4
ODUC4)ODU2e

CBR10G*, 10GbE, PKT

FEC

ODU2

CBR2G5*, PKTODU1

CBR*, 1GbE, PKT

ODU0Optical (Analogue) Signal

800GbE

Digital signal>100G

Clients

FEC
PT=20(AMP)or 21(GMP)

sub1G

fgOTN
ODUflex(µTS,k)

OTU4(1.25G or
2.5G TS)

OTU2

OTSi

OTU3

(ex OCh)

OTU1
OTU0

赤点線は年内合意予定
OPU50 only

主にEthernet, Packet, SDH中心に記載
FC, IB, SDIなどのクライアントは割愛

OPUk
ODUk

25G/50GbE

ODUflex(BMP)or ODUflex(CBR)

PT=21(GMP)

OPU25/50
ODU25/50(1.25G TS)

13

OTU50

OTSi

OTU25
FEC

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FlexO関連(G.709.1など)⚫ おさらい: FlexO とは昨年(MPLS Japan) 資料⚫ FlexO Frame structure (100G基本フレーム)⚫ G.709で既定の、B100G向けOTN (OTUCn)を転FlexO-xはこのフレームを再編・拡張送するためフレーマー定義•••⚫ 現在は100G, 200G, 400Gの光モジュールでの定義(FlexO-1,2,4)FlexO-2: 10280 x 128
FlexO-4: 10280 x 256
FlexO-8は今回決定⚫ FEC定義により複数の勧告で定義⚫ G.709.1 (FlexO-SR): RS FEC⚫ G.709.3 (FlexO-LR): SC FEC, CFEC, OFEC
例
n=8 i.e., 800G(OTUC8)を400G FlexO (m=4), i.e.,
FlexO-4で伝送する場合
OTUC ベースに8(n)個のFlexOフレームを作成

ここの処理が実は難解かつ重要(ITU-T G.709.1から抜粋)

FlexO-４フレーム x 2に再編。FECをつけて光伝送を行う14⚫ EOH/BOH: Extended/basic Overhead⚫ 次以降に紹介⚫ FlexO-4における実伝送速度(10～25%の帯域増加)⚫ FlexO-4-RS (RS FEC): 447.237898 Gbps
⚫ FlexO-4-SC (SC FEC): 450.937476 Gbps
⚫ FlexO-4-DSH (CFEC): 502.639686 Gbps
⚫ FlexO-4-DO (OFEC): 505.115743 Gbps
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FlexO関連 (BOH) ※これまで⚫ OTU同様にマルチフレーム構成⚫ FlexO と FlexO-x とで微妙に異なる点注意⚫ 現在、定義されているフィールドと目的⚫ STAT (Status)⚫

現在は RPF (Remote Physical Layer Fault) 1ビットのみ、FlexO-xの instance#1 に定義⚫ GID (group identification)⚫

FlexO-x-<fec> interface が属する Group に対する ID。受信側で指定された FlexO Groupに属することを確認。instance ごとに設定
される⚫

20 bit で定義され双方向で定義される⚫ IID (instance identification)⚫

Group 配下に属する 各 instance 番号。8 bit⚫ MAP (PHY/member map)⚫

256ビット(1～254が有効)で定義され、各 instance ID (IID) のGroup への属し方を示す。IID 相当のビット位置に 1 のフラグを立てることで、各 instance の存在を示す⚫ AVAIL (OTUC availability)⚫

FlexO-1-RS 100G interfacesに対し1をセット(するが、実質使われない)⚫ PT (payload type) は後述

⚫ CRC
⚫

CRC-16/MFAS, OSMC and FCC を除くOHに対して実行
⚫

⚫ FCC
⚫

FlexO management communications
channel⚫

896-bit⚫ OSMC⚫

OTN synchronization message
channel⚫

SSM ないしは PTP messagesがGFPを介いて実装される

x16 + x6 + x5 + x3 + 1

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FlexO (EOH)⚫ 現在のFlexO OH (EOH)で定義されているものは、FlexOfec と FlexOsecだけ⚫ FlexOfec⚫ Staircase FEC block alignment (FBA)を定義 (G.709.3)⚫ FlexOsec⚫ 以下を定義⚫

Authentication tag (AT)⚫

Frame number (FN)⚫

Key index (KI)⚫

Cipher suite type (CST)⚫

Key exchange communication channel (KCC)⚫ GCM-AES-256 を前提定義 (詳細はAnnex A参照)⚫

暗号化

FlexO 100G インスタンスごとに実行
認証

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G.709.1改正4 主な更新事項⚫ FlexO-8の基本を定義⚫ 800G FlexO-8(e) frame structure⚫ FlexO-xe(FlexO-8e, FlexO-4e)定義⚫ OPU/ODU/OTUを用いず、Ethernetを直収可能な

FlexOフレームを定義⚫ 改正4では、LR系FlexO-8(e) (16QAM) interfaceにの⚫

み言及し、Interleaving z=128 と記されているが、SR系 FlexO-8 (z=10)も許容

ZRフレーム(FEC付加前)と等価⚫ 右下の図＞G.709.5にColumns
1 480

...

Rows
1 AM
2

5140 19601280
EOH BOH480
AM

5140 19601280
EOH BOH480

5140 19601280

AM EOH BOH

480
AMPayload area

Payload area

Payload area

FlexO #A

FlexO #B

FlexO #C

5140

9601280
EOH BOH

Payload area

128

Columns
1 480

...

Rows
1
2

5140 19601280

AM EOH BOH

480

5140 19601280480

FlexO #D

5140 19601280

AM EOH BOH

AM EOH BOH

480

5140

9601280

AM EOH BOH

Payload area

Payload area

Payload area

Payload area

FlexO #E

FlexO #F

FlexO #G

FlexO #H

128

Columns
1
Rows
1
2
3

3840

7680

10240 10280

EOH

BOH

Payload area

...

...

FlexO-8

512
G.709. 1 -Y.1331. 1(2x )_F 8- 4

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17

G.709.1改正4 主な更新事項⚫ PT拡張⚫ FlexO AIS/LCK⚫ ODU AIS/LCKと同じパターンデータを規定⚫ 以下を追加定義⚫ 0x05: FlexO-xe (GMP based Ethernet mapping)⚫ AIS: 1111 1111

⚫ 0xFE: PRBS test (PRBS31)⚫ LCK: 0101 0101

⚫ 0x55/0xFE: LCK/AIS向けに確保 (パターンデータで上書き)⚫ BOHも上書きの対象に⚫ なお、OIF向けの確保(0x40, 0x41)は改正3で実施済み

MSB
1234
0000
0000
0000
0000
0000
0100
0100
0101
1000
1111
1111

Table 9-4 − FlexO payload type code points
Hex
Interpretation
code(Note 1)
0000
00
Bit synchronous OTUC mapping, see clause 10
0001
01
Experimental mapping (Note 2)0010
02
GMP based OTUC mapping for OTUCn multiplexing
for FlexO-x-<fec> interfaces, see [ITU-T G.709.3]
0100
04
Reserved for FlexOsec SquelchText value
0101
05
GMP based Ethernet mapping for FlexO-xe-<fec>interfaces
0000
40
Reserved OIF 800ZR mapping and multiplexing of
Ethernet clients
0001
41
Reserved OIF 800ZR PRBS test pattern
0101
55
Reserved for STAT LCK maintenance signal
xxxx
80-8F
Reserved codes for proprietary use (Note 3)
1110
FE
PRBS test pattern, see clause 10.3
1111
FF
Reserved for future STAT AIS maintenance signals
LSB
5678

⚫ 詳細動作はG.798(OTN装置処理)で今後記載予定

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G.709.1改正4 主な更新事項⚫ FlexO Regen定義⚫ Regen OHは、EOHに対して定義⚫ Linkとして定義していたFlexOに3R機能を定義⚫ FlexO-xで再生(regen)⚫ 5-20 bitのreservedを定義⚫ FlexO-8 to 2xFlexO-4という異なるPHY間のregenは⚫ FCC0 (従来のFCCはFCC1に)⚫ 他Regen向けMFAS(RMFAS), RTTI, RSTATを定義

定義しない⚫ RSTATについては後述

FlexOfec

FlexO-n(OTUCn)

FlexO-n(OTUCn)

FlexOfec
application

1

2 ... 4

FBA

RES

.....

Regen

FlexO * nFlexO * nFlexO-x * m(Regen)FlexO-x * m

6... 10

11

12

RES

RTTI

RSTAT

13

21

FlexOfec
application

1

2 ... 4

FBA

RES

5
RMFAS

6

...
RES

11

12
RSTAT

13

.....

FlexOsec
application.....

FlexO-x

19

20

21

RES

RMFAS: Regen MFAS
RTTI: Regen Trail Trace Identifier
RSTAT: Regen status
FCC0: FlexO communication channel

36

52 53

FlexOsec

regenapplication

m

.....

Authentication Tag

Regen

m=n/x

FlexO-x

20

EOH bytes for FlexO instance #2-n.....
1 ..... 4 5
20 21
FlexOfec

FlexO-x * m

.....
FCC0

60

37

38

KCC

RES

.....

60

39
CST

40

41

RES

.....

48 49 ... 52

FN

RES

RES

.....

36

Authentication Tag
AT
CST:
FN:
KCC:
KI:

.....
RES

FlexOsec
application

regenapplication

5
RMFAS

52 53

FlexOsec

KI

G.798でEOH bytes for FlexO instance #1.....
1 ..... 4 5
20 21

FBA:
Authentication Tag
RES:
Cipher Suite Type
Frame Number
Key exchange communications channel
Key Index

37

38

KCC

RES

39
KI

⚫ FlexOsec含めた全体動作は、G.709.1改正ならびに

CST

40
RES

41

.....

48 49 ... 52

FN

RES

FEC Block Alignment
Reserved for future international standardization
G.709.1-Y.1331.1( 20 )_F9-1 4© 2023 Fujitsu Limited

G.709.1改正4 主な更新事項⚫ (参考)FlexO OH処理見直し⚫ FlexO OH (BOH)一部見直し⚫ BOH, EOHの定義更新したためFlexO OH処理見直しが⚫ Client mapping specific overheadを拡張⚫

発生

FlexO-xe (イーサネット直収)に対応したCSTATとして定義⚫ FlexO? FlexO-x?

2

3

4

5

6

STAT

GID

GID

IID

GI

MFAS bits
1[678] frame000
1 MFAS
001
2 MFAS
010
3 MFAS
011
4 MFAS
100
5 MFAS
101
6 MFAS
110
7 MFAS
110
111
8 MFASDRES

BOH bytes for FlexO instance #1

STAT AVAIL
Clientmapping

STAT
STAT
RES

STAT

PT

STAT

specific
overhead

STAT
STAT

7 8

9 10 11 12 13.....

26 27 28 29

MAP

CRC

FCC1

OSMC

MAP

CRC

FCC1

OSMC

MAP

CRC

FCC1

OSMC

MAP

CRC

FCC1

OSMC

MAP

CRC

FCC1

OSMC

MAP

CRC

FCC1

OSMC

MAP

CRC

FCC1

OSMC

MAP

CRC

FCC1

OSMC

.....

26 27 28 29.....

⚫ 現在は FlexO-x で処理が原則

40⚫ G.798(OTN装置処理)マターとして検討中
RES

2

3

4

5

6

STAT

GID

GID

GI
D
RE
S

BOH bytes for FlexO instance #2 to #n
MFAS bits
1[678] frame000
1 MFAS
001
2 MFAS
010
3 MFAS
011
4 MFAS
100
5 MFAS
101
6 MFAS
110
7 MFAS
110
111
8 MFAS

IID

CRC

RES

RES

MAP

CRC

RES

RES

Clientmapping

MAP

CRC

RES

RES

MAP

CRC

RES

RES

PT

MAP

CRC

RES

RES

MAP

CRC

RES

RES

MAP

CRC

RES

RES

MAP

CRC

RES

STAT
STAT
STAT
STAT
STAT

RES

9 10 11 12 13

MAP

STAT AVAIL
STAT

7 8

specific
overhead

.....

40

RES

RES
G.709.1-Y.1331.1( 20 )_F9-7 A

20© 2023 Fujitsu Limited

G.709.1改正4 主な更新事項⚫ FlexO OHの拡張と警報転送機能追加⚫ RSTAT(EOH)

BOH bytes for FlexO instance #1
MFAS bits
1[678] frame000
1 MFAS
001
2 MFAS
010
3 MFAS
011
4 MFAS
100
5 MFAS
101
6 MFAS
110
7 MFAS
110
111
8 MFAS

2

3

4

5

6

STAT

GID

GID

GI
D
RE
S

⚫ STAT(BOH)

IID

STAT AVAIL
Clientmapping

STAT
STAT
RES

STAT

PT

STAT

specific
overhead

STAT
STAT

.....

26 27 28 29

MAP

CRC

FCC1

OSMC

MAP

CRC

FCC1

OSMC

MAP

CRC

FCC1

OSMC

MAP

CRC

FCC1

OSMC

MAP

CRC

FCC1

OSMC

MAP

CRC

FCC1

OSMC

MAP

CRC

FCC1

OSMC

MAP

CRC

FCC1

OSMC

7 8

9 10 11 12 13

.....

40

⚫ Regen(FlexO-x)のための定義
RES

BOH bytes for FlexO instance #2 to #n⚫

000 – Normal operation⚫

111 – AIS

⚫

RES

RES

CRC

RES

RES

Clientmapping

MAP

CRC

RES

RES

MAP

CRC

RES

RES

PT

MAP

CRC

RES

RES

MAP

CRC

RES

RES

MAP

CRC

RES

RES

MAP

CRC

RES

RES

4

5

6

GID

GI
D
RE
S

26 27 28 29

CRC

MAP

3
GID

IID

STAT AVAIL
STAT
STAT
STAT
STAT
STAT
STAT

RES

specific
overhead

7 8

9 10 11 12 13

.....

40

RES

EOH bytes for FlexO instance #1.....
1 ..... 4 5
20 21
FlexOfec

.....

Regen

52 53

FlexOsec

.....

60

RES

G.709.1-Y.1331.1( 20 )_F9-7 A

FlexOfec
application

1

2 ... 4FBA

RES
FlexOsec
application

regenapplication

5

6

RMFAS

... 10

11

12

RES

RTTI

RSTAT

13

.....

20

21

FCC0

101 – LCK

FlexOfec

AIS も LCK も動作的にはODU-AIS / ODU-LCKと同じになり、パター
ンデータ(スケルチングデータ)を生成AM, EOHを残し送信する

FlexOfec
application

1

2 ... 4

FBA

RES

.....

Regen

6

...
RES

11

12
RSTAT

13

FlexOsec
application

.....

20

21

RES

RMFAS: Regen MFAS
RTTI: Regen Trail Trace Identifier
RSTAT: Regen status
FCC0: FlexO communication channel

36

52 53

FlexOsec

regenapplication

5
RMFAS

.....

Authentication Tag

EOH bytes for FlexO instance #2-n.....
1 ..... 4 5
20 21

38
RES

.....

60

39
CST

40

41

RES

.....

48 49 ... 52

FN

RES

RES

.....

36

Authentication Tag
AT
CST:
FN:
KCC:
KI:

37
KCC

KI

⚫ MNT (Maintenance)：

.....

MAP

2
STAT

FBA:
Authentication Tag
RES:
Cipher Suite Type
Frame Number
Key exchange communications channel
Key Index

37
KCC

38
RES

39
KI

⚫ RF: RPF改め

MFAS bits
1[678] frame000
1 MFAS
001
2 MFAS
010
3 MFAS
011
4 MFAS
100
5 MFAS
101
6 MFAS
110
7 MFAS
110
111
8 MFAS

CST

40
RES

41

.....

48 49 ... 52

FN

RES

FEC Block Alignment
Reserved for future international standardization
G.709.1-Y.1331.1( 20 )_F9-1 4⚫ RF: Remote fault⚫ LD/RD: Local and remote degrade. FlexO-x-<fec>、

つまりFlexO向け光モジュールのdegrade通知

21© 2023 Fujitsu Limited

G.709.1改正4 主な更新事項⚫ FlexO OHの拡張と警報転送機能追加(続き)⚫ CSTAT定義⚫ クライアント向け⚫ CSTAT (BOHの一部)⚫ Client signal fail (CSF)⚫ FlexO-xe (イーサネット直収)に対応⚫ CSFを受信したら、LFをoverwite⚫ Maintenance (MNT)⚫ 000 – Normal operation⚫ 101 – LCK⚫

LCK投入したたらETC(クライアントイーサネット)は折り返
し⚫ Client local and remote degrades (LD, RD)⚫ am, RD, LD は400ZR/800ZRに順番⚫ Reserved (RES)

詳細動作はG.798(OTN装置処理)で今後定義の方向
22© 2023 Fujitsu Limited

G.709.x: FlexO 多重階梯(2023)
FEC

FlexO signals in*:

RS SC CFEC OFECn→ODUflex→ODUCn

OTUCn

OTUCni

n/2

Σxi=n

n/4

G.709.1

G.709.3

G.709.5
G.709.3
G.709.3 & G.709.6
G.709.5

FlexO-8

n/4

FlexO-neG.709.5

FlexO-4

n/8

GMP

G.709.3

FlexO-2

GMP

Σni=n

xi00GbE

FlexO-1

BMP

FlexO-nG.709.5

G.709.6

FlexO-4eG.709.6

n/8

FlexO-8e
23G.709.6
FOIC x.x(Gsup.58)*一部、12月合意内容を含む© 2023 Fujitsu Limited

(補足) fgOTN関連含むsub1G関連⚫ 勧告体系更新⚫ 以下の通り合意⚫ 黄マーカー部は次回コンセント予定⚫ 今回から fgはfine grainとして定め、fgOTN, fgMTNそれぞれ別レイヤとして定義する⚫ common sub1g layerは考えない

Topic
Support of sub1G clients
overview

fgOTN
G.709.20

fgMTN
G.8312.20

fg Layer Architecture
fg Interface
Server/fg adaptation

G.872 Annex
G.709 Annex
G.709 Annex
PT in main body

G.8310 Annex
G.8312 Annex
G.8312 Annex
PT in main bodyProtection
Equipment
Synchronization
Management Requirements
Protocol-neutral
Information Model

G.808.4
G.798 Annex
G.8251 Annex
G.874 Annex
G.875 Annex

G.8321 Annex
G.mtn-sync Annex
G.8350 Annex
G.8350 Annex24© 2023 Fujitsu Limited将来の光伝送に向けた課題と期待(1)WDM(Media, L0)における運用面の課題

25© 2023 Fujitsu Limited

光ネットワーク(OTN&WDM)の運用管理標準化の求められる(期待)されること⚫ 運用管理の視点からの要件定義とイン⚫ 運用管理として求められる姿

タフェース定義⚫ つまりユースケース、要求事項⚫

担当団体: OIF, ITU-T, MEF⚫ FCAPSがベースになるがAPI定義も関連(期待する)⚫ この要件定義、という言葉が意外とキーワード⚫ ネットワーク特性を考慮したアーキテクチャ(マジックワード)かも

定義(主にData plane)⚫ ネットワーク性能要件、顧客ならではの管理要件⚫ 担当団体: ITU-Tの具体化をどう定義するべきか⚫ ネットワークモデル定義⚫ 担当団体: ITU-T, IETF(TEAS, ccamp), OIF,

TIP, ONF⚫ UML, YANGなどの Information Model, Data Model⚫ ひいてはAPIにも関連⚫ 他、Intelligentな運用に向けた枠組み⚫ 自動化、自律化、AI/MLとの連携⚫ ユースケース・要求・要件定義との🐔🥚？？
⚫ 担当団体: ITU-T, IETF, OIF, ONAP

⚫ 担当団体: ITU-T, IEEE, IETF (ccamp)⚫ ONFは…
⚫ 実は、OSCなど含めると多数あり⚫ 当方のMPLS Japan 2017が参考になるかも☺

出典 https://blog.nic.ad.jp/2022/8417/
光ネットワーク運用管理における標準化動向 ～新しいアーキテクチャ勉強会(光の巻)振り返り その1～
26

© 2023 Fujitsu Limited

光ネットワーク(OTN&WDM)の運用管理標準化の求められる(期待)されること⚫ 運用管理の視点からの要件定義とイン⚫ 運用管理として求められる姿

タフェース定義⚫ つまりユースケース、要求事項⚫

担当団体: OIF, ITU-T, MEF⚫ FCAPSがベースになるがAPI定義も関連(期待する)⚫ この要件定義、という言葉が意外とキーワード⚫ ネットワーク特性を考慮したアーキテクチャ(マジックワード)かも

定義(主にData plane)⚫ ネットワーク性能要件、顧客ならではの管理要件⚫ 担当団体: ITU-Tの具体化をどう定義するべきか⚫ ネットワークモデル定義⚫ 担当団体: ITU-T, IETF(TEAS, ccamp), OIF,

TIP, ONF⚫ UML, YANGなどの Information Model, Data Model⚫ ひいてはAPIにも関連⚫ 他、Intelligentな運用に向けた枠組み⚫ 自動化、自律化、AI/MLとの連携⚫ ユースケース・要求・要件定義との🐔🥚？？
⚫ 担当団体: ITU-T, IETF, OIF, ONAP

⚫ 担当団体: ITU-T, IEEE, IETF (ccamp)⚫ ONFは…
⚫ 実は、OSCなど含めると多数あり⚫ 当方のMPLS Japan 2017が参考になるかも☺

ここのあるべき・ありたい姿の飽くなき探求、
これが将来への架け橋になる件

現場・現物・現状に忠実に理想を追い求める件
27© 2023 Fujitsu Limited将来の光伝送に向けた課題と期待(2)伝送における新領域(DC向けネットワーク)への適用における期待28© 2023 Fujitsu Limited

Data Center向けネットワーク: 今後に向けて
⚫ 背景

⚫ 課題

⚫ AI/MLによるデータ処理量の爆発的な増大とそれを支⚫ 現在のプラガブルでの限界(が、やがて来る)

えるサーバー構成・技術の革新への期待⚫ 800GE/1.6TE標準化(IEEE802.3)も200G laneは2026年まで延伸。2T以上では、従来の延伸では2030年までもつかどうか疑問⚫ 脱酸素社会の実現に向けた電力削減への取り組みとコミットの必要性⚫ 224G以上の電気レーンの実現性⚫ ネットワーク系では、半数を占めるDCネットワーク系の消⚫ 既存のラック構成ではCPU-MEM間リソースの最適配費電力削減が急務。特にサーバー系

置ができない⚫ 拡張にはCPU-MEM間低遅延化が望まれるが、メモ
リー伝送速度が伸びないことで、スケールしない⚫ 光電融合・高速伝送など光関連技術の進化⚫ 要求⚫ テラビット級DC/DCIの実現(提供)⚫ 起きていること(起ころうとしていること)⚫ リソース最適を図るサーバー構成技術⚫ DC内のDisaggregation(Composable)化⚫ スケールしかつ低遅延伝送方式の提供⚫ リソースの最適配置⚫

DC内に対してCPU-メモリ間の遅延削減による処理速度の向上・リソース最適化が求められるだけでなく⚫ Spine-Leaf に捉われないDCの拡張と構成⚫

高度なデータ処理(i.e. スケール)のためにはDC間において、伝送速度向上と伝送距離延伸化がもとめられる⚫ 光技術(コンポーネント)のDC/DCIへの適用⚫ CXLなど低遅延かつスケール可能なでのリソース間接⚫ これらを実現しつつ、省スペース・高度実装化・低消続技術の出現費電力化を提供できるDC/DCI構成・運用技術29© 2023 Fujitsu Limited

Data Center向けネットワーク: 今後に向けて⚫ DC内のDisaggregation(Composable)化 ⚫ CXLなどのリソース間接続技術の出現⚫ Brice Ekane et al, Network in Disaggregated⚫ Compute Express Link (CXL): PCIeベースのプロセッサーからメモリなど周辺機器・アクセラレーターへの新しいリンクプロ
トコル

Datacenters

https://arxiv.org/abs/2104.04060⚫ CPU-Memory の Desegregation を実現しつつ低遅延かつスケー

ルするDC、かつフレキシブルなリソース提供を実現⚫ R Lin, et al, Disaggregated Data Centers:

Challenges and Trade-offs

https://ieeexplore.ieee.org/document/8999422

https://0c141887-fbe4-4ec3-be17adc8d70d3922.usrfiles.com/ugd/0c1418_037d4ba31f4b44cf9fcb37f5b36ae4d6.pdf
30© 2023 Fujitsu Limited

Data Center向けネットワーク: 今後に向けて⚫ Spine-Leafに捉われないDCの拡張と構成⚫ 従来の Closトポロジの課題& 光技術(コンポーネント)のDC/DCIへの適用⚫ 接続速度が均一である必要があるため、リンクスピードの高速化を伴ったアップグレードが困難(パフォーマンスが出ない)⚫ Googleの光技術のデータセンターへの適用の紹介⚫ 光スイッチ(OCS; MEMS光スイッチ)のDC内導入ならびにスイッチ制御手法を提案⚫ DC内における従来と異なるAggregatorの提案⚫ 提案手法により電気スイッチおよび光トランシーバーの電力を41%削減、Capexを30%削減、伝送帯域を5倍以上⚫ DC間だけでなくDC内への光化への期待⚫ 光スイッチを伴った柔軟な接続を提供することでフレキシブルな⚫ 主な文献

トポロジーと接続を提供⚫ Leon Poutievski et al., Jupiter Evolving: Transforming

Google's Datacenter Network via Optical Circuit Switches andSoftware-Defined Networking⚫

https://conferences.sigcomm.org/sigcomm/2015/pdf/papers/p183.pdf⚫ R. urara et al, Mission Apollo: Landing Optical Circuit

Switching at Datacenter Scale⚫

https://arxiv.org/abs/2208.10041

31© 2023 Fujitsu Limited

Data Center向けネットワーク: 今後に向けて

APN網

IP網
RouterRouter
Spine

Spine

OCS

DC間・DC内双方の要求を最大限に活かす
NIC技術への期待

Spine

OCS
Leaf

Leaf

DC間
・長距離化 (>80km)・大容量 (～Tbps)
・低消費電力

OCS

OCS

Leaf

DC内
CXL SWCXL SWCXL SW

Composable Infrastructure

FY2023Top of Rack
Photonic Smart NIC
OSC: Optical Circuit Switch

・延伸化 (>km)
・大容量化 (～Tbps)
・フレキシブルな拡張
・計算リソース最適化
・仮想化
・低消費電力化

FY2030〜
IOWN GF文書(DCI FA, APN FA)ならびに、弊社資料(Fujitsu All Photonic Network Vision)もご参照くださいませ32© 2023 Fujitsu Limited

まとめ

33

© 2023 Fujitsu Limitedまとめ⚫ 以下の内容について紹介⚫ B400G光伝送(特に800G)標準化動向⚫ IEEE802.3 (P803.2df, djなど), OIF 800ZR/800LR, ITU-T G.709シリーズ(FlexO,
800GbE収容) の最新標準化動向⚫ 三者間で密接に関わった作業状況の紹介⚫ 800G関連標準化は今年度でほぼ完成⚫ 今後(2024～)は1.6Tに向けた活動に本格シフト?
⚫ 将来の光伝送に向けた課題と期待⚫ WDM(Media, L0)における運用面の課題⚫ 詳細はこちらを→https://blog.nic.ad.jp/2022/8417/
光ネットワーク運用管理における標準化動向 ～新しいアーキテクチャ勉強会(光の巻)振り返り その1～

⚫ 光伝送における新領域への適用における期待⚫ 今後のDC/DCIのあるべき姿と、光技術(伝送・デバイスなど)の進展への期待⚫ 一方、DC(コンピューティング)の世界とどう付き合う(or 距離を取る)のか、相手を知りつつ連携が必要かも34© 2023 Fujitsu Limited

Thank you© 2023 Fujitsu Limited