PacketLight FAQページ

A.

サイバー脅威の高度化と量子コンピュータの開発により、光ネットワークが危険にさらされる可能性があり、セキュリティの強化と鍵交換方式の強化が求められています。量子鍵配送（QKD）は、量子物理学の原理を活用し、盗聴やハッキングの試みに耐性のある機密データの伝送を保護する。QKDは、非常に安全で解読不可能な暗号鍵が当事者間で共有されることを保証し、量子レベルの保護を提供します。

QKDは、メッセージの暗号化と復号化のために、2つの当事者だけが知っている共有の秘密鍵を生成できるようにすることで、2つの当事者間で暗号鍵を確立し、配布します。PacketLight社のDWDM/OTN装置は、レイヤ1暗号化ソリューションを強化するためにQKD装置をサポートしています。

QKDの仕組みは？

QKDは、相互接続された2つのネットワーク・サイト（アリス・サイトのAとボブ・サイトのB）で同一の鍵を作成し、情報を直接交換することなくファイバー上で「手がかり」を送信することで重要な役割を果たす光子を使用して通信チャネルを確立します。QKDはまた、量子システムを測定し、盗聴者が不注意に残した妨害を特定することで、暗号鍵を侵害しようとする第三者の試みを検出します。

レイヤ1暗号化とQKDを使用する2つのノード

QKDは、専用のダーク・ファイバー上でも、QKD装置を追加することで既存のファイバー上でも実装できます。

誰がQKDを必要とするのか？

医療、金融、政府のネットワーク、大学の研究ネットワークなど、機密性の高いデータを運び、光による暗号化を必要とする業界は、量子ベースの鍵交換でネットワークを強化し、データ・セキュリティを強化する必要があります。

Optical Transport Network(OTN)レイヤは、従来のデータサービスと新しいデータサービスを共通の光トランスポート・ネットワーク層に効率的に収束させることを可能にするために、DWDMネットワークのレイヤ1上で進化しました。

Optical Transport Network(OTN)レイヤとWDMレイヤは、汎用的なレイヤ1トランスポートネットワークを構成し、異なる種類のサービスが共存し、お互いのパフォーマンスに影響を与えることなく、透過的に同じインフラを共有することを可能にします。例えば、サービスプロバイダーは、ストレージ、データ、映像、音声サービスのあらゆる組み合わせを、同じ光ネットワーク・インフラ上で提供することができます。

OTN信号には、キャリアWDMネットワーク上でLAN、SONET/SDH、SAN、その他の低レートクライアントサービスを効率的にマッピングするために最適化されたオーバーヘッドが組み込まれています（図1）。

図1：OTNレイヤにマッピングされたサービス

OTN製品ファミリー

OTNレイヤは、イーサネットとファイバー チャネル SONET/SDH、プロトコル、レートの組み合わせを、同じ10G（OTU2）、100G（OTU4）、200G（OTUC2）、または400G（OTUC4）アップリンク・パイプに非常に効果的にマッピングするように設計されており、よりシンプルで透過的な高帯域幅機能を比較的低コストで提供します。

OTNレイヤの利点

OTNインフラストラクチャは、レイヤ内に組み込まれたforward error correction (FEC) を使用して、長距離およびメトロWDMインフラストラクチャ上で効率的かつコスト効率の高いマルチサービスプロビジョニングプラットフォーム（MSPP）を形成することにより、再生サイトなしで長距離伝送を行います。

FECレイヤは、従来のSONET/SDHネットワーク・バックボーンで必要とされる高価な再生サイトを使用することなく、OSNRを6-8dB向上させることにより、光ネットワーク距離を延長します（図2）。

図2：再生器が不要な長いOTNリンク

パフォーマンス・モニタリング

ネットワーク上で伝送されるサービスの種類に関係なく、OTNレイヤのみのパフォーマンス・モニタリングにより、モニタリングのコストとリソースが簡素化され、大幅に削減されます。OTNレイヤ上で伝送されるあらゆるプロトコル（イーサネット、ファイバーチャネル、またはSONET/SDH）は、同じエンド・ツー・エンドのパフォーマンス・モニタリング情報を共有します。

運用および光ネットワーク管理

効率的な運用、管理、保守、プロビジョニング（OAM&P）は、ネットワーク運用コストを削減する鍵です。OTNレイヤは信号フォーマットにOAM&P機能を組み込んでおり、リモート管理、信頼性の高いサービスプロビジョニングに必要なすべてのモニタリングと透明性を提供します。

WDMネットワークとは？

波長分割多重（WDM）技術は、複数の波長を1本の光ファイバーに結合する技術です。この技術は、ファイバーの容量を増やし、ファイバー資源が乏しく導入コストが高い長距離の効果的な光ネットワークの構築を可能にするため、ファイバーの利用率を向上させます。WDMネットワークでは、各波長はデータの速度と種類に対して透過的であり、データ、ストレージ、音声、映像サービスのあらゆる組み合わせが、ファイバーペアまたはシングルファイバー上で同時に伝送されます。

WDM技術には2つのタイプがあり、それぞれ異なる環境、ネットワーク、ユーザー要件に適しています： DWDM（高密度波長分割多重）とCWDM（粗波長分割多重）

DWDMとは？

より長い距離で大容量アプリケーションをサポートする必要性が高まっているため、DWDMはグリーンフィールドの設置や既存のネットワークのアップグレードに選択される技術となっています（「Alien Wavelengths」を参照）。

DWDMはCバンドの全スペクトラムをサポートし、長距離、メトロ、DCIアプリケーション向けに、1波長あたり10G/100G/200G/400Gの容量を持つ複数の波長を1本のファイバーに集約することを可能にします。DWDMの最大の利点の一つは、光増幅器（EDFA/ラマン）の使用で、DWDMスペクトル全体を増幅します（図1参照）。光増幅器は、減衰やファイバー損失の長いスパンを克服し、再生器を必要とせず、長距離でのコスト効率の高い伝送を可能にします。光増幅器は、光ネットワークの一部として管理・設定され、ゲインや動作モードを調整することができます。

DWDM 光ネットワークソリューションは、ROADMも使用しており、リングネットワークやメッシュネットワークにおける波長の柔軟性とクロスコネクトを可能にしています。また、ROADMを使用することで、経路上の各ノードに技術リソースを送ることなく、ネットワーク全体で新しいサービス/波長を素早く簡単に立ち上げることができます。

図1：Mux/DemuxとEDFAを備えたDWDMネットワークの構成図

完全な光レイヤ・トランスポート・ソリューションには、マックスポンダ、トランスポンダ、ROADM、光増幅器、OTNレイヤ および NMSが含まれます。

図2:トランスポンダ、マックスポンダ、ROADM、Mux/Demux を含む DWDM 接続の例

再構成可能な、光信号を追加/削除できる多重装置（ROADM）は、ダイナミックで柔軟な波長ルーティングを可能にするDWDMリングおよびメッシュ・ネットワークの要素であります。新しい波長を追加したり、ネットワーク内の既存の波長の経路を変更したりできるため、既存のWDMネットワークを拡張・変更する上で重要な役割を担っています。光ネットワークが成長し、より多くのサイトで構成され、より複雑になるにつれて、ROADMの役割はより重要になっています。

ROADMはcolorlessおよびdirectionless機能をサポートし、多数のEDFA（エルビウム光ファイバ増幅器）と複数のチャンネルを持つリンクで重要な、ネットワーク全体の波長の自動パワーバランスを可能にします。

光ネットワークにおけるROADMの役割とは？

WDMネットワークは96もの波長を持つことができ、それぞれが異なる経路を持つ。ネットワーク管理者の課題には、波長の経路を変更すること、波長を追跡すること、波長の動作を監視すること、新しい波長を簡単に導入することなどがあります。

さらなる課題は、帯域幅の拡大に対応するために、既存のネットワーク・インフラをコスト効率よく拡張することである（DWDMネットワークの拡張には波長の追加が必要）。
ROADMはこのための不可欠な要素であり、ソフトウェアベースの波長プロビジョニングを含む。

ROADMは、ネットワーク全体の波長の光パワーの自動バランシングを可能にします。これは重要なタスクであり、パワーがバランスされていない場合、特定の波長やサービスに障害が発生したり、エラーが発生したりする可能性があるからです。

ROADMのコンポーネントは何ですか？

ROADMには以下のコンポーネントが含まれます。

・波長選択スイッチ（WSS）- 実際の波長スイッチングを行うアクティブ・コンポーネント。WSSは任意の波長を任意のポートに動的にルーティングし、波長をブロックまたはパスすることにより、必要に応じて接続性をシームレスに変更することができます。
・光チャネル監視（OCM） – 各波長の光パワーを監視します。
・可変オプティカルアッテネータ（VOA） – 各波長の光パワーの減衰を設定し、異なるチャネル間のパワーバランスと波長の平坦性を実現します。

ROADM ノードは、入力ポートを使って互いに接続された複数の ROADM デバイスで構成されます。次の図は、4つの入力ポートを持つ典型的なROADMデバイスの構造を示しています。各デバイスは、degreeと呼ばれる異なるROADMスイッチング方向に接続されています。

4-degree ROADMを用いた波長プロビジョニング

ROADMネットワークの利点は？

ROADMネットワークの主な利点の1つは、大規模なネットワーク変更や再設計を行う必要がなく、パスに沿ったすべてのサイトに技術者を派遣する必要もなく、リモートのNMS（ネットワーク管理システム）から波長をプロビジョニングできることです。NMSは自動的にネットワークトポロジーを検出し、ノード間の光パスを見つけ、パス内のすべてのROADMの関連コンフィギュレーションを決定し、必要な波長のプロビジョニングを実行します。

また、NMSは任意のサイトから任意のサイトへの波長または波長グループのルーティングを容易にし、ネットワーク管理者がパスを選択し、プロテクションパスを割り当てることを可能にします。

Alien Wavelengthsとは、既存のOTNやDWDMネットワークインフラに追加する波長のことです。これは、ネットワーク容量が枯渇し、帯域幅の需要増をサポートするためにバックボーンを拡張する必要がある場合に重要です。帯域幅に対するネットワーク要件が突然急増することが前触れなしに発生することがあり、容量ニーズをサポートするためにネットワークを拡張する必要があります。

クライアント側でサードパーティのイーサネットやファイバーチャネルスイッチにベンダーを問わないマックスポンダやトランスポンダを使用し、より大容量のOTNアップリンクにマッピングすることで、Alien Wavelengthsを追加します。これにより、既存のOTNまたはDWDMネットワーク・インフラ上でコスト効率よく容量を増やすことができます。

イーサネット、ファイバーチャネル、OTU2～4サービスを100G/200G/400GのDWDM波長に集約することで、既存のサードパーティーベンダーのDWDM/OTNネットワーク上に100G/200G/400Gの大容量波長を接続することができます。これにより、バックボーン・インフラに変更を加えることなく、既存のネットワークに容量を追加することができます。
変更には財政的投資と時間が必要です。

また、光ネットワーク・バックボーン上を走る専用回線のセキュリティを高めるために、転送されるデータすべてにレイヤ1のAES-256暗号化を付加することもできます。

Alien Wavelengthsは、ネットワーク容量が必要になったときに迅速なアップグレードを可能にし、ベンダーロックインを解決する。これは、コンポーネントが不足し、その納期が通常より長い場合に特に重要です。

OTNネットワーク上のAlien Wavelengths

また、Alien Wavelengthsは、レイヤ1暗号化機能を持つ波長を追加することで、あるいは既存のバックボーンにアドオンすることで、ネットワークに変更を加えることなく暗号化を追加することができます。これにより、通信事業者は、高い機密性を要求する顧客に安全なインフラを提供することができます。

PacketLight Networksは、データセンター相互接続（DCI）、メトロおよび長距離光ファイバーネットワーク上でデータ、ストレージ、音声およびビデオプロトコルを伝送するための最先端の DWDM および OTN 装置を開発、製造しています。
PacketLight社の装置には、オプションでレイヤ1暗号が組み込まれており、波長あたり最大400Gの安全な伝送を可能にします。

1.PacketLightの高度に統合されたトランスポンダとマックスポンダは、アンプ、Mux/Demux、光スイッチを統合し、わずか1Uのフォームファクターで最大4.8Tの容量を提供します。これにより、ラックスペースを節約し、管理を簡素化し、一般的にネットワークコストを削減します。

2.PacketLightの高品質装置は最も厳しい規格に準拠しており、ネットワークの信頼性の鍵となります。

3.PacketLightの装置は、ユーザーフレンドリーなWebベースのGUIとLightWatchネットワーク管理システム（NMS）により、設置、保守、設定が簡単なため、光ネットワーキングの専門家を必要としません。PacketLightの柔軟なトランスポンダとマックスポンダは、さまざまなプロトコルとレートをサポートしており、ポートをアクティブにしたり、ポートのサービスタイプを変更したりするためにライセンスは必要ありません。

4.PacketLightのROADM装置はオープンで、波長やdegreesの追加にライセンスは必要ありません。

5.PacketLightの標準化されたプラガブルモジュールは、ネットワークの拡張をシンプルかつコスト効率よく行い、ベンダーロックインのないことを保証します。

光ファイバーケーブルのインフラを自作することで、設備投資と運用コストを劇的に削減することができます。

プライベート・ネットワークの構築を検討しているITリーダーは、以下のステップに従ってください。

1.ダークファイバーの取得 – お客様のご要望を満たし、現在および将来のニーズに対応できる、予算内で、ファイバーの品質が良いプロバイダーを選択します。

2.コロケーションサイトの決定 – コスト、ロケーション、レンタル電力、セキュリティ、サーバーへの近接性など、企業独自のニーズに合ったサイト（ハイブリッドクラウド、オンプレミスなど）を選択します。

3.機器ニーズの定義 – 容量要件、サイト間の継続的なデータ転送、必要なセキュリティレベル、将来のネットワークニーズに対応したインフラのスケーラビリティを考慮する。

4.スタッフのトレーニング – 組織のインフラにスムーズに統合できるよう、ネットワーク管理者とITチームを育成してください。

マルチプレクサ（略してmux）デバイスは、異なるソースから複数の入力波長を取り込み、1本のファイバーに集約するものです。これにより、複数の波長が同じファイバーを共有することになり、ネットワーク上のデータ転送量を増加させることができます。デマルチプレクサ（略称：Demux）は、これとは逆の働きをします。複数の波長を持つ1本のファイバー入力を受け取り、それぞれが1本の波長を持つ複数のファイバーに分解するのです。Mux/Demuxデバイスはパッシブであり、電力を必要としません。DWDMシステムにおいて、効率を高め、運用コストを削減するために重要な役割を担っています。パケットライトのMux/Demuxソリューションは、4/8/16/48/96波長の容量をサポートし、波長間の間隔を変えることができます。