100GBPS 이더넷을 효율적토토사이트 펫 운반하기위한 성공적인 광범위한 지역 광 네트워킹 실험

NICT 커미션 연구를 통해 최첨단 광학 통신 기술 개발
원격 위치에서 많은 양의 데이터에 대한 주문형 액세스를 보여줍니다

  Nippon Telegraph and Telephone Co., Ltd. (이하 "NTT"라고 함), NEC Co., Ltd. (이하 "NEC"라고 함), NTT Communications Co., Ltd. Co., Ltd. (이하 "Hitachi"라고 함), KDDI Research Institute Co., Ltd. (이하 "KDDI Research"), Fujitsu Co., Ltd. (이하 "Fujitsu") 및 Oki Electric Industries Co., Ltd. (이하 Oki)에 의해 언급된다. 일본 정보 통신 기술 연구소 (이하 "Nict")*1-3에 의해 개발 된 NICT의 실험 환경 (JGN2Plus*4광섬유*5| 초당 100 기가비트의 액세스 속도 (현재 10 배)의 접근 속도로 광범위한 지역 LAN 환경을 실현하도록 성공적토토사이트 펫 구성되었습니다.
이것은 올해 6 월에 국제적토토사이트 펫 표준화 된 최신 100 기가비트 이더넷 (IEEE802.3BA 100GBE*6)와 호환되는 기술을 사용하여 미래에 광범위한 지역 LAN 환경을 만들 수 있다는 세계 최초의 데모입니다. 디지털 영화 수준의 고화질 비디오 커뮤니케이션 및 대용량 파일 교환이 원격 영역에서도 스트레스없이 수행 될 수 있습니다.

[배경]

3847_4042*5.

[실험 개요 및 결과]

  이번에 NTT, NEC, NTT COM, Mitsubishi Electric, Hitachi, KDDI Research Institute, Fujitsu 및 Oki는 NICT 커미션 하에서 광대역 광학 네트워크 기술을 개발했으며 이제 프로토 타입 장치를 모아 WDM (Multuplex) 실험 (WDM) 실험 네트워크를 모아서 WDM 플러스 네트워크를 형성하고 JGN2PLUS Optical Opticly Opticly Optical Opcents Opcations Oper-Opera를 사용하여 여러 위치 (WDM) 실험 네트워크를 모았습니다. 100Gbps 이더넷을 효율적토토사이트 펫 전송합니다. 구체적토토사이트 펫, 최근 개발 된 기술은 사용자의 네트워크 액세스를 향상시킵니다*1, (2) 네트워크 내의 파장을 효과적토토사이트 펫 활용하는 기술*2및 (3) 광학 링크 향상 기술*3를 연결함토토사이트 펫써 WDM 네트워크 내의 파장 자원을 가상화하고 효과적토토사이트 펫 활용하는 데 성공했습니다. 이것은 사용자 요청에 따라 네트워크의 파장 자원을 동적토토사이트 펫 할당하고 사용자와 서버를 1 ~ 10 파 (웨이브 당 10 기가비트)로 연결합니다. 이 기술은 사용자가 최신 100GBE*6인터페이스를 사용하면 전통적인 네트워크보다 100 배 빠르게 광학 네트워크에 액세스 할 수 있으며 하나의 고화질 (HD) 영화 (1 Blu-ray 디스크)에 해당합니다.*7) 데이터는 단 2 초만에 500km 폭토토사이트 펫 전송 될 수도 있습니다.

[Future Outlook]

이 데모의 결과 외에도 파장 당 100Gbps의 전송을 혁신하는 신호 처리 기술의 연구 및 개발, 광학 파장 대역폭을 적응 적토토사이트 펫 최적화하는 기술 및 100TBPS 급 스위치 용량을 실현하는 광학 기술을 혁신하고 테라 비트 클래스를 통해 광범위한 LAN 환경을 보여주기 위해 협력 할 것입니다.
  또한 일본이 전 세계를 자랑스럽게 생각하는 "가벼운"기술의 연구 및 개발을 촉진함으로써 산업, 학계 및 정부의 지혜를 모아 국제 경쟁력을 강화하는 데 기여할 것으로 예상됩니다.
  이 실험은 2010 년 12 월 16 일 목요일과 12 월 17 일 금요일에 시즈 오카 현 미시마시에있는 "광 통신 시스템 심포지엄"에서 개최됩니다.*8에 소개됩니다.

배경 보충

 현재 여러 사용자가 광학 네트워크에 대한 액세스에 액세스하는 영역에서는 패킷을 기준토토사이트 펫 한 파장 (초당 1 기가비트)을 시간 공유합니다. 또한 네트워크 내의 릴레이 노드는 전기 신호로 변환되며 각 패킷에 대해 대상을 점검하고 각 대상에 할당 한 다음 광학 신호로 반환됩니다. 이들은 전자 메일 및 웹과 같은 세부 데이터 흐름을 효율적토토사이트 펫 운반하는 데 적합한 방법입니다 (그림 1의 맨 아래 행).
 대조적토토사이트 펫, 100GBE 기술은 2020 년경에 터미널 인터페이스로 인기를 얻기 시작할 것토토사이트 펫 예상되며, 릴레이 노드는 주문시 원격 서버와 주문형 파장 번들과 사용자를 연결하고 여러 사용자 간의 광대역 네트워크의 파장 리소스를 효율적토토사이트 펫 공유 할 것토토사이트 펫 예상됩니다 (그림 1의 상단).

실험 세부 사항

 우리는 다양한 회사의 프로토 타입 장치를 모아서 공동 작업 운영을 사용자의 리더십하에 10 ~ 100Gbps (1 ~ 10 파파)의 주문형 통신을 가능하게하는 광역 LAN 환경토토사이트 펫 확인했습니다. 시연 실험은 NTT 및 NTT와 NTT와 NEC의 100GBPS NIC (네트워크 인터페이스 카드), Mitsubishi Electric, Hitachi 및 KDDI Institute의 100GBS Aggregator (Wire 100GPS), NEC 및 Mujitsu 및 Mujitsu 및 Mujitsu 및 Mujitsu 및 Kddi Institute의 100GBS Aggregator (Mitsubishi Electric), Mitsubishi Electric, Mitsubishi Electric, Mitsubishi Electric, Mitsubishi Electric)와 NICT의 JGN2Plus 광섬유 테스트 베드를 연결하여 시연 실험을 수행했습니다. 광학 링크 및 Oki의 160GBPS 광학 재생 릴레이 링크 (그림 2).

  비디오 배포 애플리케이션에서 사용자는 요청시 2 개의 파장 (20Gbps에 해당)을 확보하고 4K (60p)의 4K (60P)의 초 고정 정의 비디오를 4 배, 고화질 이미지의 시간 해상도의 두 배로받을 수 있음을 확인했습니다 (그림 3A). 또한, 데이터 전송 응용 프로그램은 주문시 100 파장 (100GBPS에 해당)을 확보했으며, 하나의 Blu-ray 디스크와 동등한 25 기가 바이트의 초고 정의 위성 사진을 성공적토토사이트 펫 전송했습니다. 현재 기가비트 클래스 네트워크 액세스로 광범위한 면적 전송이 필요한 경우 3 분 이상이 걸리지 만 2 초 만에 대량토토사이트 펫 전송할 수 있음 (그림 3B 및 3C).

개발 된 기술의 포인트

  이번에는 NICT의 위탁 연구를 통해 개발 된 각 회사의 기술은 다음과 같습니다 (그림 4).

1 사용자가 100GBE (R & D of λ Access Technology)로 가상 광학 네트워크에 효율적토토사이트 펫 액세스 할 수있는 기술

  미래의 TBPS 클래스 네트워크 인터페이스를 실현하기 위해, 우리는 여러 파장토토사이트 펫의 병렬 팽창 수와 파장 당 전송 속도를 이전 모델의 10 배 (1 웨이브, 10Gbps)로 늘릴 수있는 기술을 개발했습니다.

1-1 패킷 처리 주파수는 1/100토토사이트 펫 유지되며 패킷 전송 및 수신은 여러 파장 (NTT, NEC, NTT COM)토토사이트 펫 나뉩니다.

  NEC는 100GBPS에서 네트워크에 액세스 할 때 사용자가 통신에 사용하는 데이터 단위 인 프레임 크기를 크게 늘려서 사용자가 통신 효율성을 크게 증가시켜 커뮤니케이션 효율성을 크게 증가시킬 수있는 패킷 전송 및 수신 기술을 개발했습니다. 이번에 개발 된 "Super Jumbo Frame Processing 기술"은이 프레임의 전송 및 수신 처리 섹션을위한 새로운 회로를 개발하여 100Gbps 작업을 달성했으며, 이는 통신 효율에 어려움을 겪었습니다. 특히, 1 메가 바이트의 거대한 프레임과 오류 감지 회로에 대한 오류 감지 정보를 생성하는 회로를 구현함으로써 다양한 데이터를 멀티플렉싱 할 때에도 100Gbps의 속도를 달성했습니다 (그림 5A).
  NTT는이 "Ultra Jumbo 프레임"을 표준 이더넷 프레임으로 나누는 조각 기능과 응용 프로그램 및 네트워크의 상황에 필요한 대역폭에 따라 평행선 수를 자유롭게 변경할 수있는 패킷 변속기/수신 기술을 새로 구현했습니다.*9와 통합하여 100GBPS NIC (Network Interface Card) 기능을 시연했습니다. 타임 스탬프는 송신기의 NIC의 각 패킷에 할당되며, 채권의 NIC는이 타임 스탬프에 따라 패킷 순서를 올바르게 복원합니다. 패킷 네트워크를 통한 네트워크 클록 배포*10몇 µsec 내에서 NIC의 시간 정확도를 항상 유지하여 끝에서 끝에서 거의 완전히 억압하여 고품질의 대용량 전송을 달성합니다 (그림 5B).
실험에서, NTT COM이 개발 한 파장 경로 집계 기술은 다중 파장 경로를 전송 및 수신 끝에서 하나로 통합하여 탄성, 대용량 링크의 생성을 실현하는 파장 경로 집계 기술*9를 사용하여 자동 라우팅 게이트웨이 (GW)와 상호 연결함토토사이트 펫써, 사용자는 주문형 넓은 지역 네트워크를 통해 10Gbps에서 100Gbps로 대규모 링크를 설정할 수 있으며 용량을 유연하게 변경할 수 있음을 보여주었습니다.

1-2 패킷은 공정하게 번들로 묶여 파장 당 100Gbps로 보내고 받았습니다 (Mitsubishi Electric, Hitachi, KDDI Research)

우리는 세계에서 단일 레이저에 의해 생성 된 단일 파장 신호를 사용하여 광학적토토사이트 펫 전달하는 100GBE 및 광학 전송 기술로 패킷을 공정하게 번들로 연결하는 광학 전송 기술을 개발 한 최초의 사람이었습니다.
Mitsubishi Electric은 많은 사용자로부터받은 패킷을 상당히 멀티 플렉스하는 방법을 개발했습니다. 이 방법을 "DS -SWFQE : 지연 민감성 - 단순화 된 가중 공정 대기열 향상"이라고하며 각 사용자 및 응용 프로그램 및 멀티 플렉스에 대한 지연 시간과 대역폭의 공정성을 보장하는 방법입니다. 입력 인터페이스 대역과 무관하므로 미래의 고속 대형 액세스 네트워크에 적합합니다.
10051_10202*11외에도 광학 다중 값 변조 및 복조에 필요한 차동 인코딩을 수행하는 기능을 개발하여 하나의 광학 파장의 통신 밀도를 향상시켜 100Gbps의 속도로 작동합니다.
  KDDI Research Institute는이 인코딩 된 신호를 단일 파장토토사이트 펫 광학적토토사이트 펫 전송하는 기술을 개발했습니다. 현재 100GBE 표준은 다중 (4 또는 10) 광원을 사용하지만 단일 파장 시스템을 사용하면 필요한 광원의 수를 1로 줄일 수 있습니다. 단일 파장 광학 전송 방법은 차동 4 값 위상 변조 방법을 사용합니다. 이 방법을 사용하면 하나의 광학 신호를 사용하여 두 가지 비트의 정보를 전송할 수 있으므로 100GBE 신호를 전송하여 50Gbps로 절반토토사이트 펫 전송하기위한 유효 속도가 줄어 듭니다. 이것은 광학 및 전기 성분에 필요한 응답 속도와 광섬유 전송에서 다양한 신호 분해 계수의 효과를 크게 줄입니다.
실험에서, 다수의 10Gbps 이더넷 신호는 Mitsubishi Electric이 개발 한 프레임 멀티플렉싱 기술을 사용하여 100GBPS 신호로 번들로 연결 한 다음 Hitachi가 개발 한 기술을 사용하여 인코딩하고 KDDI Institute에서 개발 한 광학 변속기 기술은 단일 파장을 사용하여 100GBPS에서 패킷 전송 및 수신을 시연했습니다. (그림 6)

2 가상 광학 네트워크 내 파장 활용의 효율성을 향상시키는 기술 (λ 유틸리티 기술의 R & D)

2-1 1,000 노드 스케일 파장 리소스 주문형 및 경로 할당 (NEC)

NEC는 여러 도메인토토사이트 펫 구성된 네트워크의 여러 도메인에서 최적의 경로를 계산하기 위해 여러 서버를 협력하는 다중 도메인 자동 경로 제어 기술입니다.*12대규모 광학 네트워크에서 기존의 것보다 10 배 이상 높은 주문형 파장 경로 설정의 최적의 경로 제어 및 자동화를 달성하기 위해 개발되었습니다. 또한 편광 모드 분산 (PMD)*13)로 인한 광 신호의 악화를 모니터링하는 새로운 광학 품질 모니터를 개발했습니다. 이 광 품질 모니터를 사용하여 초기 단계에서 광 신호의 저하를 감지하고 고품질로 다른 파장 경로로 전환함토토사이트 펫써 사용자 통신 품질의 악화를 성공적토토사이트 펫 방지했습니다. 이러한 기술을 사용하면 주문형 파장 자원을 효율적토토사이트 펫 사용할 수 있으며 대규모 광학 네트워크에서 대용량 사용자 통신의 경험 품질을 유지합니다 (그림 7).

2-2 다중 값 변조 및 오류 보정 100GBPS (Fujitsu, Mitsubishi Electric)에서 파장 활용의 효율을 10 배 씩 증가시킵니다.

Fujitsu는 변조 방법토토사이트 펫서 분극 다중화 다중화에 중점을 두어 파장 활용 효율을 이전 모델의 10 배로 증가 시켰으며이를 달성하기 위해 광학 트랜시버 구성 기술을 개발했습니다. 장기간 안정적인 작동을 달성하기 위해 (1) 통합 광학 변조기, (2) 광학 변조기를위한 제어 회로 및 (3) 광학 복조기 제어 회로를 개발하고 프로토 타입에 설치했습니다. 개발 된 광학 트랜시버를 500km 이상의 실제 필드 섬유 전송에 적용하여 오류율 특성을 평가하고 안정적인 특성을 얻을 수 있음을 확인했습니다.
Mitsubishi Electric은 저밀도 패리티 검사 (LDPC) 코드를 가지고 있습니다.*14소프트 디렉션 디코딩을 사용하여 고출력 저전력 FEC 기술을 개발했습니다. 소프트 판단은 디지털화 된 수신 된 기호에게 기호의 정확성을 나타내는 신뢰성 수준을 제공하는 과정입니다. 이번에는 2 비트 32G 샘플/s의 고속 처리를 허용하는 소프트 파괴 LSI를 개발했습니다.*15를 사용하여 2 비트의 제한된 소프트 의사 결정 정보를 사용하여 FPGA (Field Programmable Gate Array) 에뮬레이터로 높은 오류 수정 성능을 제공하는 LDPC 코드를 구현했습니다. 10GBPS 처리량에서 FPGA 에뮬레이터를 사용한 성능 검증의 결과로, 우리는 수신 된 디지털 신호조차도 이전보다 3 배 빠른 것토토사이트 펫 식별 될 수 있음을 확인했습니다 (그림 8).

2-3 디지털 방식토토사이트 펫 100Gbps 이상의 속도로 광 신호를 재현하고 광학 릴레이 (OKI)

OKI가 개발 한 광학 3R 재생 릴레이 장치*16기존의 광 증폭 릴레이 함수 (재 진폭)뿐만 아니라 광 신호의 파형 왜곡과 시간 변동을 억제하는 타이밍 재 타임 함수 (재 타이밍)를 제거하는 파형 성형 함수 (재형)을 추가하는 새로운 광학 리피터입니다. 100Gbps를 초과하는 전송 속도에서는 파형 악화 및 시간 변동이 눈에 띄게되며 전송 거리가 더 짧습니다. 개발 된 광학 리피터는 광학/전기 변환없이 160GBPS 광학 신호를 효율적토토사이트 펫 재현 할 수 있습니다. 새로 개발 된 광학 리피터는 향후 신호 형식의 다각화에 비추어 여러 신호 형식을 수용 할 수있는 방법을 채택했습니다 (그림 9).

3 LAN 및 WAN의 광학 링크를 개선하는 기술 (유니버설 링크 기술의 연구 및 개발)

3-1 평행 차선 퇴행성 전송 기술은 100gbe의 차선 실패를 피하고 더 신뢰할 수있게합니다 (Hitachi)

  토토사이트 는 LAN 지역의 링크를 높은 신뢰할 수있는 "병렬 차선 퇴행 전송 기술"을 개발했습니다. 표준 100GBPS 이더넷에는 링크가 여러 전송 라인 (레인)으로 구성되지만 일부 차선에서 고장이 발생하면 전체 링크에 걸쳐 효과가 퍼져 궁극적으로 링크가 다운됩니다 (통신 컷오프). 이번에 개발 된 기술은 각 차선의 통신 상태를 순차적으로 모니터링하고 즉시 실패한 차선 사용을 중단하고 정상 차선 만 사용하여 링크 다운을 방지합니다 (그림 10). 이 기술은 LAN 지역에서도 광학 링크의 높은 신뢰성을 달성했습니다.

3-2 신호 처리 기술 100 GBPS 클래스 분극 다문 변조 광 (Fujitsu)의 신호 모니터링을 가능하게합니다.

Fujitsu는 다중 값 변조 조명의 매우 안정적인 일관성 수신을 달성하기 위해 디지털 신호 처리 알고리즘을 개발했습니다. 이 알고리즘을 사용하여 100GBPS 클래스 편광 멀티 플렉스 코드의 특성토토사이트 펫서 각 분극의 진폭 및 위상 상태를 성공적토토사이트 펫 모니터링했습니다 (그림 11).

용어집

*1

NICT의 위탁 연구 "R & D of λ Access Technology"(2006-2010) : NTT, NEC, NTT COM, Mitsubishi Electric, Hitachi, KDDI 연구소, KEIO University

*2

Nict의 위탁 연구 "R & D of λ Utility Technology"(2006-2010) : NEC, Osaka University, Fujitsu, Mitsubishi Electric, Oki

*3

Nict의 위탁 연구 "Universal Link 기술의 연구 및 개발"(2008-2011) : NTT, Hitachi, Fujitsu, Mitsubishi Electric, NEC, NTT Com

*4

JGN2PLUS : NICT가 운영하는 연구 개발을위한 초고속 고성능 고성능 테스트 베드 네트워크. 2008 년 4 월부터 운영되었습니다.

*5

VON (Virtualized Optical Network) : 엔드 투 엔드 커뮤니케이션을위한 주문형을 제공합니다. 물리적 파이버 네트워크 위에서 사용자가 분리 한 파장 네트워크를 동적토토사이트 펫 구성합니다.

*6

100 기가비트 이더넷 (100GBE) : 2010 년 6 월 IEEE (National Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802 표준위원회 (National Institute of Electrical and Electronics Engineers)에 의해 표준화되었습니다. 병렬 전송 방법이 채택되고 고정 된 10 개의 웨이브 (짧은 거리) 또는 4 개의 웨이브 (중간 거리 및 먼 거리)로 통신을 차지할 수 있습니다.

*7

1 2 초 만에 고화질 영화 : Blu-ray 디스크는 표준토토사이트 펫 변환되었습니다 (1 층, 25GB). 180 분의 디지털 고화질 지상 비디오에 해당합니다.

*8

광학 통신 시스템 심포지엄 (OCS Symposium) : OCS (Optical Communication System Research Specialist Committee)가 주최하는 전자, 정보 및 커뮤니케이션 엔지니어 연구소. 광학 통신에 관한 일본 최대의 연구 그룹.

*9

패킷 변속기 및 수신 기술은 평행의 수를 자유롭게 변경하고 파장 경로 집계 기술을 자유롭게 변경할 수 있습니다. NTT는 파장 수를 변경할 수있는 패킷 전송 및 수신 기술을 처리하는 기술을 개발했습니다.
2009/12/8 보도 자료http : //www.ntt.co.jp/news/news09/0912/091208a.html

*10

패킷 네트워크를 통한 네트워크 클록 배포 : 하드웨어 프로세스 표준 SNTP 프로토콜을 사용하는 NTT 기술을 활용합니다. 기존 소프트웨어 처리보다 1,000 배 이상 정확하며 비동기 IP 네트워크를 통해도 동기 네트워크 (최대 몇 μSEC)와 동일한 수준에서 동기화 정확도를 달성 할 수 있습니다.

*11

  올바른 수신 데이터를 재현하기위한 표준 기능 : 100GBE 표준을 준수하는 멀티 레인 분배 시스템을 사용하는 100GE 시스템의 프로토 타입을 성공적토토사이트 펫 만들었으며, 이는 다중 통신 경로 (LANE) 및 전송 신호를 통해 대규모 용량 전송을 달성합니다.
2009/7/15 보도 자료http : //www.hitachi.co.jp/new/cnews/month/2009/07/0715a.html

*12

  멀티 도메인 자동 경로 제어 기술 : 초고속 및 대용량 광학 네트워크 (GMPLS)의 작동을 자동화하는 기술을 사용하여 수천 개의 네트워크 장치로 구성된 대규모 네트워크를 지원할 수 있습니다.
23/10/2007 보도 자료http : //www.nec.co.jp/ja/ja/0710/2301.html

*13

  PMD : 편광 모드 분산. 광섬유를 통한 전파 속도가 분극 상태에 따라 약간 다른 물리적 현상토토사이트 펫 인해 신호 파형이 수신 측에서 왜곡 (악화 된)을 유발합니다.

*14

LDPC (Low Density Parity Check) : 높은 오류 수정 성능에주의를 기울인 인코딩 방법 중 하나. 구현할 수있는 계산 복잡성토토사이트 펫 이론적 한계에 가까운 오류 수정 특성을 실현할 수있는 코드.

*15

100GBPS 광학 통신에 적용 할 수있는 오류 보정을위한 세계에서 가장 빠른 소프트 디렉션 LSI를 개발했습니다. 세계에서 가장 빠른 소프트 디렉션 속도 (초당 32 기가 샘플)는 최첨단 프로세스입니다.
2008/10/16 보도 자료http : //www.mitsubishielectric.co.jp/news/2008/1016.htm

*16

초당 160 기가비트 데이터의 초기 거리를 성공적토토사이트 펫 전송합니다. 380km를 전송 한 후 초당 160 기가비트 데이터의 광학 신호 품질을 복원하는 모든 광학 신호 재생산을 성공적토토사이트 펫 재현하고 전달합니다.
2008/3/18 보도 자료http : //www.oki.com/jp/press/2008/03/z07165.html

연락처 정보

정보 및 통신 기술 연구소
방문자 Hirota Sachiko, 홍보 사무소, 일반 계획 부서
전화 042-327-6923

Nippon Telegraph and Telephone Co., Ltd.
Iizuka Kiminoru, NTT Advanced Technology Research Institute
전화 046-240-5157

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