データセンターインターコネクト

2 つ以上の個別のデータセンターをリンクして、リソースのプール、ワークロードのバランス調整、データの複製、災害復旧計画の実施を行い、 エッジに近い場所にデータを提供するために使用されるテクノロジーのことです。光ファイバー DCI は、 短距離、中距離、長距離（通常は 5 ～ 150 km）で導入されます。クラウドコンピューティングと IoT が新たなレベルの拡張性と複雑性を推進し続ける中、帯域幅を最大化し、レイテンシを最小化するために、さまざまな光伝送テクノロジーが利用されています。

ストレージと速度に対する需要増により、世界中で新しい設置場所が増加しており、インターコネクトが数千に及ぶハイパースケールカテゴリのものも多くが含まれます。256 QAM 変調により、400G を単一の波長で実現できるようになりました。障害検出、スループット、レイテンシ、およびストレステストは、依然としてインストール時に不可欠ですが、このイノベーションにより、必要な容量が大幅に増加します。 

VIAVI は、DCIS の構築、試運転、拡張、監視のための強力で革新的なデータセンターソリューションを提供することで、データセンターインターコネクト市場を End-to-End でサポートします。この包括的なアプローチには、DCI に対する堅牢なパフォーマンス検証と、ハイパースケールエコシステムに不可欠な機器の包括的なテストが含まれます。  

• データセンターインターコネクトはハイパースケールとどのように異なりますか？ 

  「ハイパースケール」という用語は、一見無限に見える施設内に無数のサーバーを収容する大規模な場所と同義になっています。クラウドコンピューティング、インターネットコンテンツプロバイダー（ICP）、ビッグデータストレージの各業界は、実際に施設をかつてないレベルにまで拡張してきました。

  ハイパースケールは、これらの新しいデータセンターの規模だけでなく、そのアーキテクチャの定義にも使用されるようになっています。そのサイズとスケールは、出発点としては有用です。ハイパースケールデータセンターには、少なくとも 5,000 台のサーバーと、少なくとも 10,000 平方フィートの規模があります。. ただし、一般に、ハイパースケールの施設は非常に大きく、多くの場合、サーバー数は数万台に及びます。設置面積やサーバーの数以外にも、内部で何が起きているのかという点も同様に重要です。そこでは、ますます集約されていない高密度で使用電力を最適化したインフラを使用して、同種のスケールアウト型グリーンフィールドアプリケーションポートフォリオを構築しています。

  現在、世界には 500 を超えるハイパースケールデータセンター があります。2021 年までに、628 になると推定されています。現時点で、それらはインストールされているすべてのサーバーの 53%、すべてのトラフィックの 55%、すべての 処理能力の 69%、センターに保存されたデータの 65% を占めています。これらは、高度なアーキテクチャ、ネットワーキング、および自動化の記念碑と言えます。

  ハイパースケーラーは、数百万の顧客にほぼ完璧なサービスを提供でき、また提供する必要があります。カスタマイズされたコンピューティング、高速ネットワーク、高度な仮想化ソフトウェアが多くの都市よりも多くの不動産を占有するという利点があるにもかかわらず、1 つのセンターではこれらの需要に個々に対応できません。新しいハイパースケールのパラダイムでは、データセンター接続ソリューションによってすべての場所の間を結合する要素が提供され、大規模な複合体を 1 つのエンティティとして動作できるようになります。

  DCI の素早い導入は、サーバーの容量や床面積を追加することなく、拡張性と汎用性を維持するための効率的な方法です。この 重要な DCI テクノロジーをメトロと長距離の接続に利用すると、外部からの侵入、偶発的な破損、または切断による脆弱性が高まり、コストのかかるシステム停止が発生する可能性があります。このため、ファイバー監視ソリューションは、DCI を先を見越して保護し、平均修理時間（MTTR）を最小限に抑えるために不可欠なツールです。

• データセンターのアーキテクチャ 

  規模と複雑さが発展し続けているため、アーキテクチャも進化しています。コアルーター、集約ルーター、およびスイッチで構成される従来の 3 層アーキテクチャモデルは、ハイパースケールソリューションのニーズを満たすためにリーフ／スパインアーキテクチャに置き換えられました。トップオブラック（TOR）アーキテクチャは、ラック内のスイッチとサーバー間の接続を同じ場所に配置することで、ケーブル配線を削減します。エンドオブロー／ミドルオブロー（EOR/MOR）アーキテクチャは、スイッチポートを指定された場所に統合し、場合によっては、接続の中心となる場所としてパッチパネルを使用することもあります。 

  テラビット/秒（Tbps）の範囲でデータセンター間のスループット要件を満たすために、アーキテクチャソリューションではデータセンターインターコネクト構成も考慮する必要があります。ファイバーインフラは、各センターの相対的な場所、東西のトラフィックフロー量、およびハードウェア構成に基づいて選択されます。このアーキテクチャの組み合わせでは、超高密度、高ファイバー数ケーブル配線、256 QAM、および 高密度波長分割多重（DWDM）が基本オプションです。80km 以上の長距離 DCI 転送でもレイテンシが増加し、EDFA またはラマン増幅、またはメトロやキャンパスでの展開では必要のないその他のアクティブな増幅要素が必要になる場合があります。

• データセンターインターコネクトはデータセンターにまで拡張されますか。

  DCI はデータセンターアーキテクチャに不可欠なコンポーネントですが、独自のテストと信頼性に関する考慮事項がある独立したエンティティでもあります。センター内の DCI の到達範囲は、簡潔でありながらイベントに満ちたものです。 

  エントランスルームの高度なラックマウント型インターフェイスソリューションは、 終端用の接続ポイントとアクセスポイントを提供します。これらのデバイス内のインターフェイスカードには、DCI からデータセンターへのハンドオフを完了するために不可欠なトランスポンダ機能、スイッチング機能、および多重化機能が備わっています。

  ほとんどのセンターにある圧縮され高密度に実装されたハードウェアフットプリントは、数百マイルにも及ぶ可能性のある繊細なソリューションとは対照的です。物理的な特性と制約の組み合わせにより、 テストと証明に関する独自の課題が発生しますが、包括的なテストソリューションのポートフォリオによってのみ軽減可能となります。

  VIAVI SmartClass Fiber OLTS-85  などの高度なファイバーネットワーク認定ソリューションにより、単一のコンパクトなデバイスで　Tier 1 のファイバーネットワーク認定試験を完了し、ローカルエンドとリモートエンドの両方のテストに可視性を提供します。MPOLx は、損失、極性、終端検査、およびネイティブ MPO 接続インターフェイス上の認定試験用に特別に設計されたフル機能の光損失テストセットです。

• ネットワークテストの課題 

  拡大し続ける顧客の需要により、新しいハイパースケールデータセンターや DCI の設置が急増し、より複雑なワークロードが発生しています。こうした構築の急増は、従来のスタンドアロン型センターから、DCI をさらに活用することで規定される「メッシュ」ネットワーク構造への移行を反映しています。テスト戦略も同様に進化し、自動化、依存関係、ファイバーネットワークセキュリティ、および接続の集約に重点をいくようになっています。 

  24 時間 365 日の稼働時間を達成するには、スループット、レイテンシ、ビットエラーレート（BER）などのパフォーマンスメトリックスを、センター内外で入念にテストおよび監視する必要があります。センター間の何マイルにも及ぶ接続ファイバーは、何百万人ものユーザーに影響を与える可能性のある故障や中断の新たな機会をもたらします。 

  複雑なネットワーク網では問題を特定するのが難しい場合があるため、DCI テストデータセンターの監視戦略とソリューションでは、可視性と拡張性を重視する必要があります。独自のハイパースケールロケーションと DCI を迅速に導入することで、変わった仕様や独自仕様に基づいた相互運用性プロトコルとインフラが増加し、テストソリューションの開発がさらに複雑になっています。 

• データセンターインターコネクト環境でテストする方法

  大量の接続と経路、およびアップタイムの信頼性に対して高い要求があるため、ネットワークとサービスの両方をテストすることがこの環境では不可欠になります。ハイパースケール DCI は、多くの場合、フルキャパシティで継続的に稼働することが期待されます。人間の介入をほとんどまたはまったく必要としない監視ソリューションは、これらの環境、特に仮想アクセスポイントから起動および制御できる環境に論理的に適しています。MAP-2100 ラックマウント型テストユニットは、無人設置場所間の DCI の高精度の帯域幅スループットテスト（RFC 2544, Y.1564）を実行できます。

  DCI のテスト戦略を成功させるには、計画段階と導入段階での End-to-End（E2E）の可視化戦略から始まります。戦略は、継続的な管理とメンテナンス段階を通して実施されます。相互運用性は、オープン API をサポートするテストツールによって柔軟性が向上し、ハイパースケールの組織が独自の自動化コードを確立できようになるため、DCI 環境におけるテストソリューションの重要な属性です。 
  これらの新しい環境が共生的な変革を推進する中、VIAVI ソリューションズは、オープンソースのイニシアチブと、独立性と革新への道を維持するベストプラクティスに関して、標準化団体と緊密に連携し続けています。 

• データセンターインターコネクトソリューション

  DCI のインストール、アクティベーション、および監視に関連する課題には、継続的なサービス品質を確保するために、最高のファイバーテストソリューションをまとめて使用する必要があります。ハイパースケール技術の急速な進化と、 DCI 経路の展開を促進する高い使用率がを組み合わせることで、エラーに対するマージンはほとんどなくなっています。

  端面検査

  ファイバーは、接続ソリューションの生命線です。汎用性の高い端面検査ソリューションは、検証の重要な要素であり、設置時に発生する欠陥や汚染によりパフォーマンスが低下することを防ぐことができます。自動ルーチン、コンパクトなフォームファクタ、および利用可能な多芯ファイバー接続を備えた VIAVI 検査ソリューションは、DCI のファイバー接続保証のための強固な基盤を確立します。  

  400G および 800G の高速伝送

  極端なネットワークに求められる帯域幅は、長距離にわたって大量の情報を伝送することになるため、インターコネクトにまで波及します。400G および 800G カテゴリのテラビットイーサネットは、より高度なレベルの BER テストと PAM-4 変調のサポートを必要とするデータセンターインターコネクトに採用されているトランスポートテクノロジーの 1 つです。これらの最先端のデータセンターテクノロジーを組み込んだテストソリューションは、ライフサイクルの開発、導入、およびメンテナンスの各フェーズにおいて非常に貴重です。

  メトロ 100G および 200G

  メトロカテゴリの DCI は、通常、 5～80 km の距離にあり、 近隣の都市や中規模の地理的地域のリンクロケーションにあります。メトロインターコネクトは、多くの場合、最適なパフォーマンスを確保するために、ファイバーリンクの認定、特性評価、およびパフォーマンステストを必要とする 100G または 200G のネットワークトポロジを使用します。自動化されたテストスクリプトを使用したオールインワンのネットワークおよびファイバーテストソリューションにより、ターンアップ、スループット、および高精度のレイテンシテスト要件に必要な効率が追加されます。

  オンデマンドのファイバー監視およびリモートファイバーテスト

  DCI では、最大の稼働時間と最小のレイテンシを保証するために、侵入、偶発的な停止、切断、中断に対し一貫して保護する必要があります。ファイバーの品質がわずかに低下しても、スループットが大幅に低下し、ビットエラーレートが上昇する可能性があります。

  容量が限界まで拡張されているため、パフォーマンス低下の余地はありません。OTU-5000 または OTU-8000 ラックマウント型 OTDR テストユニットは ONMSi 遠隔ファイバーテストシステムと連携して動作し、継続的な監視のためのプロアクティブな自動化ソリューションを形成します。ファイバーの不具合は、ピンポイントの精度で特定され、即時評価がトリガーされ、アラートが発生します。1625～1650nm の範囲の波長を使用して、修理後にサービス中にオンデマンドでテストしたり、ファイバーあたり非常に短いスキャン時間で定期的に監視できます。 リモートの自動ファイバー監視は、ファイバー障害を発見し場所を特定し、レイテンシやビットエラーレートを引き起こす可能性のある劣化を見つけるために経時的に追跡できます。 

  予防保守により、ファイバープラントによる停止の 20% を停止できます。専用ファイバーの場合、両当事者は客観的なデータにアクセスでき、ファイバー障害を区分し、適切なチームで修理し、MTTR（平均復旧/解決時間）の主要業績指標を管理することができます。 この手法は、データセンターの停止の 3 分の 1 がファイバープラントの問題に起因するため、稼動時間に関する SLA の契約条件を管理する上で重要です。

  DCI には通常、復元性と高可用性を提供するために、冗長で地理的に一意のファイバー経路が 2～3 つあります。SmartOTU 製品と ONMSi 製品はいずれも、データセンターインターコネクトの状態を可視化し、破損、曲がり、不良コネクタ、外れたパッチコードが送信を妨害する恐れがある場合に迅速に通知します。

  最後に、高出力のモジュール型 OTU-8000 を高感度モードで使用すると、トラフィックのコピーを取得しようとする光ハッカーからのセキュリティ上の脅威を自動的に特定できます。これは、光カプラーを回線に追加し、ファイバーを曲げて少量の光を取り込むことで実現されます。これは、数百万ドルもするデータセンタートラフィックに検出機能なしでアクセスするための低コストの方法です。超高性能 OTDR を使用したこのユースケース専用に設計されたファイバー監視ソリューションと特許取得済みの計算が、この侵入から保護するためには必要です。ほとんどの DCI は、規制対象の機密個人情報を伝送しているため、 盗難から保護する必要があり、自動監視は、最初の防衛線となります。 情報が暗号化されていても、コードは時間の経過とともに破損したり盗まれたりする可能性があるため、盗難を防止することが非常に重要です。

  

  仮想テストとアクティベーション

  メトロおよびコアネットワークメッシュテストは、仮想化されたテストエージェントによって大幅に簡素化されます。ソフトウェアベースの Fusion プラットフォームを使用すると、ネットワークに組み込まれた仮想テストエージェントとハードウェアを組み合わせて、仮想サービスのアクティベーションとパフォーマンス監視を容易に行うことができます。グローバルなデータセンターインターコネクトの拡大により、これらのツールは技術者の派遣を最小限に抑え、迅速な導入と検証を可能にし、SLA 上の保護に対応します。

  ファイバーテストと認証

  帯域幅が拡大し続ける中で、お客様の要件を満たすということは、ファイバー容量の増加を意味します。ファイバー容量を増やすことで、サービスの量と多様性が増し、端末/ユーザーが増え、無数の収益化の機会が生まれます。 ファイバーネットワークは、帯域幅の制約に対処するための明白なソリューションです。 

  OTDR/ファイバー特性評価 および OSA テストは、今日の大容量光ファイバーインターコネクトの試運転、構築、およびインサービステストをサポートします。VIAVI は、基本的なテストから詳細なテストまで、あらゆるニーズに対応する自動化機能を内蔵しており、設置、メンテナンス、トラブルシューティングのこのフェーズで必要となる基本的光ファイバーテストのための最も包括的なファイバーテスターを提供します。

  MPO

  マルチファイバープッシュオン（MPO）コネクタに固有のコンパクトな設置面積とファイバー密度は、非常に混雑したハイパースケールセンターおよびインターコネクトのもう 1 つのオプションです。ネイティブ MPO 接続のコンバージェンス、自動化されたワークフロー、および高速で信頼性の高いレポートを提供する検査およびテストツールにより、マルチファイバーコネクタの拡張性と効率性を最大限に活用できます。