海底ケ ブ シ
海底ケーブルシステムの技術の進展
ム 技術 進展大谷 朋広
株式会社KDDI研究所

内容
 はじめに 海底ケ海底ケーブル回顧
ブル回顧

TPC-1～TPC-5、Japan US ・・・・・
 システムからネットワークへ
システムからネ トワ クへ

運用技術: Self healing ring
保守技術：C-OTDR
保守技術
 今後の方向性

Unity
ネットワークからシステムへ
高信頼化

2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary2

まず、はじめに・・・・ 今日の話は(G)MPLSではありません(多分・・・)。
 海底ケ
海底ケーブルシステムは(個人的には)
ブルシステムは(個人的には)、特定の専門技術
超長距離 超高信頼 超ポリティカル
超長距離、超高信頼、超ポリティカル ただし、ないと今の国際通信は致命的、衛星だと遅延が・・・・(電話しずらい)
遅延が(電話しずらい)(TCP)スループットが・・・・。
 技術的には、海に沈めることができれば、毎回グリーがば
グンフィールド
最新の伝送技術を適用してきた。

2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary3

今日のポイント 伝送技術真空管アンプからトランジスタアンプ、更には光アンプへ真空管アンプからトランジスタアンプ
更には光アンプへ
究極の伝送技術 ネットワーク技術
ネ トワ ク技術

海底ケーブルは基本的にポイントーポイント
当初は衛星と バ ク
当初は衛星とのバックアップを組み合わせ
プを組 合わTPC-5から大容量化したため、衛星でバックアップできなくなり ネ トワ ク化 (TPC-5CN:
なり、ネットワーク化(TPC 5CN CCablebl network)tk)
 海底特有のADMの開発：Network Protection Equipment (NPE) 海底特有のプロテクション規格：G.841
海底特有のプロテクション規格：G 841 annex A

ニーズの多様化 再びポイントーポイントの方向性
再びポイント ポイントの方向性 ケーブルシステムの組み合わせ2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary4中継器の写真2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary

5

中継器

2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary6ケーブルの写真

2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary7

ケーブルの種類
番号①②③④

ケーブル種別無外装ケーブル
強化ジャケットケーブル
一重外装ケーブル
二重外装ケーブル④

2008/10/28

用 途
深海部（水深 ～8,500 m）
深海部、海底地形の悪い箇所
沿岸・浅海部、埋設部、漁労等による外傷・切断の可能性の高い箇所③②

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary

①8

船の写真
 KDDI Ocean Link

 KDDI Pacific Link

※国際ケーブル・シップ株式会社のホームページより参照させていただきました。
2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary

9BU Branching unit: BU海底ケ ブルを分岐するもの
海底ケーブルを分岐するもの

給電のやり方が重要
給電のやり方が重要。
・ どこかが切れても給電し続けることが可能
・ シーアース

2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary10Trans--pacific cable (TPC) その１
Trans
 TPC: 太平洋<-> TAT: 大西洋
 先駆者の方々への畏怖の念

TPC-1：1964
 (確か)真空管の増幅器、同軸ケ(確か)真空管の増幅器 同軸ケーブルブル アナログ伝送：138回線

TPC-2:
TPC
2: 1974
 トランジスタ増幅器、同軸ケーブル
 ビットレート：845回線

2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary11Trans--pacific cable (TPC) その２
Trans 光技術の台頭

TPC-3:
TPC
3: 1989
 世界初で1.3μmの半導体レーザ、光ファイバ(single mode fiber :SMF)を導入
 光ファイバの海底ケーブル化技術
 半導体レーザの信頼性
 280Mbit/s

TPC-4: 1992
 世界初の1.55μm帯
世界初の1 55μm帯

DFB(distributed feedback laser)半導体レーザ
 中継距離の延伸
 560Mbit/s

2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary12Trans--pacific cable (TPC) その３
Trans コヒーレント vs. 光アンプ(論争?!?!)

再生中継距離を延伸するためのコヒーレント技術の開発
再生中継距離を延伸するためのコヒレント技術の開発
光増幅の検討
 半導体アンプ、光ファイ半導体アンプ、光ファイバアンプ(Erbium
アンプ(Erbium doped fiber amplifier:EDFA) 光増幅器の開発が本格化

TPC-5CN: 1996～
 世界初の光アンプ、無再生中継の大洋海底横断システム
 5Gbit/s (STM-16 x2: SDH対応:[新同期対応])
 FEC(Forward error correction)の導入
 NPEによるネットワーク化
NPEによるネ トワ ク化

2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary13

商用システムを用いた伝送特性検証
PPG
Data

Clock
Submarine
cable

OS

Submarine
cable

Submarine
cable

ATTOR
D
Data

Submarine
repeater

Cl k
Clock

Submarine
cable

ED

Submarine
repeaterSubmarine
cable

ATT
ATT

EDF
=WDM
CPL Isolator

Submarine
repeater

Pump
LD

2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary

14

線路保守
C-OTDR: Coherent optical time domain reflectmetry
Down Link
S
Span
1
Rep 2

Rep 15Span
15-1

CoherentDROTD

Rep 1

SSpan
14

Span
15-270km

UP LinkThrough[5dB/di ][5dB/div]

70km

10km

11km

70km
(Branch)C-OTDR

Signal Lev
vel [dB]

Rep 16

Add/DDrop
BU
70km

2008/10/28

S
Span
16

Loading

Loading

Through

拡大
R6 78

9R14

R15

R16

10 11 12 13 14 15
16
Span
14

Span
15-1

Span
16
Span
15 2
15-2

Distance [km][100km/div]
KDDI R&D Labs. Inc. proprietary

Distance [km][20km/div]

15

TPCのその後
TPCのその後
 WDM技術の台頭

Wavelength division multiplexingによる技術革新
OS-Wの開発プロジェクト
 SMW-3
S32.5G x8 (→10Gx8)
 China-US Cable Network
2.5Gx8、12,000km!?!?：検証が大変でした。

OS-W100Gの開発プロジェクト
 Japan-US, TAT-14, EAC

10Gx16
係わったのは この辺くらいまで係わったのは、この辺くらいまで

その後の話は及川さんにバトンタッチ

2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary16

ネットワーク化(1)ネットワーク化(1)
ITU-T G.841 annex A

Working FP
Protecting FP( ) 障害なしの場合(1)(4ファイバ双方向リング)

2008/10/28

障害発生

障害発生

( ) 通常のリング切り替
(2)
えの場合

(3) Annex A切り替えの場合• RPRでいうところのWrap• K1/K2 byteで切り替え
y切り替え• 最悪大洋横断を2回する可能性あり• RPRでいうところのSteer• K1/K2 byteで切り替え• 最短経路でプロテクション

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary17ネットワーク化(2)ネットワーク化(2) TPC5CN

6ノ ド構成6ノード構成2008/10/28

宮崎

二宮

Bandon(Oregon)

NPE

NPE

NPE

NPE

NPE

NPE

Tumon Bay(GUAM)

Keawaula(Hawaii)

San Luis Obispo((California))

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary18

WDMネットワーク
WDM
ネットワークzSME-3の構成
光(p)駆z全光(All-opticaｌ)ネットワークの先駆け
2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary19電気 vs. 光
160Gbit/s SDH Rings(4 fiberfib r ppairs)
ir )

WTU
(8 Bays)
LTU(16Bays)
ENPE(96Bays)

WTU(36 Bays)
LTU(256 Bays)

1.28Tbit/s SDH Rings(4 fiber pairs)

ENPE(768 Bays)

160G system
requires 300m2 floorarea whereas 1.28T
system 10 times
larger area.
LTU: Line Terminal Unit
WTU: Wavelength Terminal Unit
ENPE: Electric Network Protection Equipmentq p2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary20

テストベッド構成
テストベッド構成
OXCTokyo

OXCSeattle

4WDM

50km
OLS

SLTE

SLTE

6,600km

4WDM
OLS

4W
WDM

Submarine network

SLTE

250kkm

SLTE

4W
WDM

250kkmSLTE

Terrestrial
network

SLTE

2008/10/28

OLS
O

4WDM

OLS
SLTE
S

SLTE
S

2,000km

OXCOsaka

OXC
-NY

4WDM
50k50km

OXCLA
KDDI R&D Labs. Inc. proprietary21

ところで、、、、
ところで、、、、
 光業界バブル
 通信業界の再編 ・・・・・・

いろいろありました・・・・
いろいろありました とはいえ、大洋間・アジア域の大容量海底ケとはいえ 大洋間・アジア域の大容量海底ケーブル
ブルが複数構築されました。

2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary22

Unity# of FP: up to 5FP# of Wavelength per FP: 96
Ready for Service : 1Q 2010

イメージを表示できません。メモリ不足のためにイメージを開く こ とができないか、イメージが破損している可能性があります。 コンピュータ を再起動して再度ファイルを開いてください。それでも赤い x が表示される場合は、イメージを削除して挿入してください。

Chikura10,000km
イメージを表示できません。メモリ不足のためにイメージを開く こ とができないか、イメージが破損している可能性があります。コンピュータ を再起動して再度ファイルを開いてください。それでも赤い x が表示される場合は、イメージを削除して 挿入してください。

Los Angeles* Seattle landing optional

Unity Cable System

2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary

23

障害復旧
 複数のトランスポート技術が利用可能

SONET/SDH(T-)MPLS(-TP)
PBB TEPBB-TEOTN….
 コントロールプレーンによるインテリジェントな障害復旧

MPLS GMPLS
MPLS・GMPLS
 例えば、RFC4872: Protection and restoration
 Dynamic recovery,recovery preemption
preemption, shared protection
protection, などなど

後は、石井さんにお願いします。

2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary24まとめ 海底ケーブル技術の進展

長年にわたるテクノロジーの粋の凝縮。
長年にわたるテクノロジの粋の凝縮。
噛めば噛むほど味がでる。
 (個人的には)今の様々な研究のベース

伝送技術
全光ネットワ キング
全光ネットワーキング
OTN技術
コントロ ルプレ ン
コントロールプレーン
運用管理システムなどなど

2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary25

otani@kddilabs.jp@jp2008/10/28

KDDI R&D Labs. Inc. proprietary26