DWDM

DWDM

パッシブネットワークの構築、展開、管理を行う業界向けの DWDM テストソリューション。

VIAVI は、パッシブ DWDM ネットワークを構築、配備、管理するためのテストソリューションを業界に提供します。

VIAVI の DWDM システムの実現方法

過去40年間、シングルモード光ファイバの物理的特性は進化を続けてきました。製造における画期的な進歩により、パフォーマンスを制限するウォーターピークが取り除かれ、波長の利用と変調フォーマットによって環境収容力が指数関数的に増加し続けています。高密度波長分割多重(DWDM)は、光ファイバー伝送技術の進化における重要なマイルストーンです。

ネットワークライフサイクルの開始時には、波長に依存したパフォーマンス特性を完全に検証することが重要なパッシブ DWDM デバイスの製造と新規開発が行われています。 ケーブルプロバイダーおよび通信サービスプロバイダーがネットワークの進化を続けている中で、ファイバーをさらにネットワークの末端まで展開し、ネットワーク要素を加入者に近づけ、より小規模な契約者グループにサービスを提供する(サービスの速度と提供サービス内容を向上させるため)DWDM は、HFC 分散アクセスアーキテクチャ(DAA)および xDSL/Gfast ネットワークに不可欠な要素となっています。

また、中央集約型 RAN(C-RAN)を主要なアーキテクチャ機能として利用しているワイヤレスプロバイダーも、5G の導入により容量に対する需要がさらに高まるに従い、必要となる DWDM の利点を認識するようになりました。パッシブ光ネットワーク(PON)の所有者/オペレータは、ファイバー・トゥ・ザ・ホーム(FTTH)を提供する既存の E-PON および G-PON ネットワーク上に DWDM テクノロジーの利点を活用し始めています。 さらに、超大規模なハイパースケールおよびマルチテナントデータセンター(MTDC)事業者は、光データセンター相互接続(DCI)ネットワークに大容量 DWDM ソリューションを導入しています。

VIAVI は、DWDM テクノロジーの時代を先取りして、パッシブ DWDM ネットワークのアクティベーション、保守、トラブルシューティングの課題を解決するために必要なテストソリューションを業界に提供しています。

 

  • WDM とは

    波長分割多重(WDM)は、複数の周波数(または波長)を同じ ファイバー上で同時に伝送する技術です。これは、伝送チャネルが区別され重複しないように、 個別の波長および特定の波長にチューニングした出力で光トランスミッタまたは光トランシーバーを使用することにより実現されます。

    CWDM Channels

    低密度波長分割多重(CWDM)は、1260nm~1670nm の波長(O、E、S、C、L、および U 伝送帯域)を使用し、この領域内に最大 18 個の個別チャネルを作成し、20nm 間隔のチャネルで音声、データ、またはビデオの任意の組み合わせを伝送できます。CWDM は比較的低帯域幅の展開に適したコスト効果の高いソリューションですが、CWDM 信号は増幅できず、その 帯域をサポートできるブロードバンド光増幅器はなく、距離は 80km までに制限されます。

    高密度波長分割多重(DWDM)は、チャネル間隔を 0.8 nm 以下に減らし、動作波長範囲を縮小することで、WDM を次のレベルに引き上げるものです。これにより、80 以上のチャネルまたはトラフィックレーンが生成され、より高速で広帯域幅のアプリケーションへの扉が開かれます。

    驚くべきことですが、すべての DWDM 波長は、C バンドと呼ばれる狭い 1525nm~1565nm 帯域内に存在します。この帯域は、例えば O バンドや E バンドで検出される低波長と比較して、信号損失(ファイバー減衰)が低い(0.25 dB/km)ため、使用されています。狭いチャネル間隔の結果、チャネルのインテグリティを維持し、干渉を最小限に抑えるために、高精度レーザーとフィルタリングプロセスが必要になります。

  • DWDM アーキテクチャ

    パッシブ DWDM ネットワークアーキテクチャは、さまざまなトラフィックタイプおよびプロトコルのデータ入力を受信するトランスポンダーまたはトランシーバーから始まります。このトランスポンダーは、入力データを個々の DWDM 波長にマッピングする基本機能を実行します。各波長は光マルチプレクサー(MUX)に供給され、複数の波長をフィルタリングして単一の出力ポートに結合し、メイン/コア/共通 DWDM ファイバー上で伝送します。受信側のエンド波長を分離して、光デマルチプレクサー(DeMUX)を使用して個々のチャネルを分離すると、各チャネルは追加の波長マッチングトランスポンダーを介して適切なクライアント側の出力にルーティングされます。

    DWDM Network Construction

    DWDM テクノロジーは CWDM 周波数帯域と重複するため、「ハイブリッド」ソリューションも選択できます。このタイプのハイブリッドシステムでは、CWDM MUX および DEMUX ハードウェアをそのまま使用し、1530~1550nm の範囲の既存チャネルの上に DWDM 波長を挿入して、最大 28 の追加チャネルを形成します。ハイブリッド CWDM/DWDM システムにより、新しいファイバー敷設やインフラの全面的な変更を行うことなく、容量を大幅に増加させることができます。

    DWDM Network Wavelengths

    光分岐挿入装置(OADM)は、DWDM アーキテクチャのオプションコンポーネントで、パッシブまたはアクティブネットワークのいずれかに追加して、メイン/コア/共通 DWDM ファイバー上の中間ストリームロケーションから指定した波長を容易に混合または分離して取り出すことができるようにします。双方向アーキテクチャには、回線の両端にあるトランスミッターとレシーバー、および MUX/DEMUX デバイスの組み合わせが含まれます。

    DWDM-point-to-multipoint-network

    長距離回線ネットワークでは、DWDM アーキテクチャは複雑さを増し、信号の受信やデータ回復を不可能にする光損失を補償するために必要なアクティブシステムコンポーネントが追加されます。エルビウム添加ファイバー増幅器(EDFA)は、ブースターまたは起動アンプとして使用して、MUX から出るときに光出力レベルを上げることができます。一方、プリアンプは DEMUX に入る前に同じ機能を果たします。追加のインラインアンプも含まれる場合があります。EDFA を使用しないパッシブネットワークは、この複雑さを最小限に抑えます。 

  • ネットワークの帯域幅を増やす方法

    帯域幅の需要が拡大し続ける中、プロバイダーがこれらの要件を満たすことは、もはや仮定の問題ではなくなり、どのようにして実現するかというという問題となっています。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。追加のファイバーを敷設することは明らかに戦略の 1 つですが、多くの場合、帯域幅の制約に対処するための最も破壊的でコストのかかるオプションです。それでは、既存の資産(ファイバー)にもっと働いてもらったらどうでしょうか。

    CWDM と DWDM は、それぞれ ITU-T G.694.2 と  G.694.1 によって 2002 年に標準化 されました。 最近まで、DWDM レーザー、トランスポンダー、MUX 、De-MUX、および OADM コンポーネントに関連する導入コストと継続的な運用コストが高く、財務上のメリットがありませんでした。規模の経済と効率性の向上により、DWDM ネットワークのコストは減少し続け、高密度波長分割多重の導入はより説得力のあるものになってきました。

  • DWDM を検討する理由

    CWDM が帯域幅の需要に対応できている場合、DWDM の展開または変換の利点/理由はすぐには明らかではありません。インターネットトラフィックが年間 300% 増加しているため、プロバイダーは 6~9 か月ごとに帯域幅の需要が 2 倍になると見ています。このようにトラフィックは加速度的に増加し続けており、VoIP、UHD ライブ動画ストリーミング、クラウドホスト型ゲーム、また、同様のトラフィック容量の需要を生み出す自律型車両用などの新たな 5G フロントホール/バックホールアプリケーションなど低レイテンシーの範疇に入るトラフィックが多くなっています。このテクノロジーによるファイバー帯域幅の最適化と最大化は、トラフィック容量のジレンマに対して考案された予防型でコスト効果の高いソリューションです。

  • DWDM からどのような課題が生じる可能性がありますか。

    高密度波長分割多重に固有の隣接チャネルの近接性により、インテリジェントな保守とテストが必要となる課題が発生します。チャネルのインテグリティを維持するには、レーザーの正確な温度制御と信頼性の高い DWDM MUX/DeMUX デバイスが必要です。波長のわずかなドリフトでも、隣接するチャネルに干渉して信号品質を低下させるオフセットを発生させる可能性があります。SPF/SFP+ トランシーバーは、低価格という利点がありますが、波長のインテグリティの制御にはあまり効果がない場合があります。

    メトロ展開で使用されるアクティブ DWDM ネットワークでは、ノイズが更なる課題となります。EDFA および 再構成可能な光アッドドロップマルチプレクサー(ROADM)、また、増幅器も含まれているため、ネットワークにノイズが加えられる可能性があります。また、DWDM チャネルの帯域幅使用率を最大化し、データ損失や再送信の原因となるビットエラーを最小限に抑えるためには、適切な光信号対雑音比(OSNR)を維持するための微調整が必要です。

    アクセスネットワークで通常使用されるパッシブ DWDM アプリケーションは、ノイズの問題に悩まされることはありません。ノイズの原因となる増幅器はなく、距離が短いということは、光パワー損失(減衰)を最小限に抑え、受信トランスポンダー/SPF/SPF+ で適切な光パワーレベルを得ることが重要であることを意味し、したがって光ファイバーとコネクタの損失と反射が重要な懸念事項となります。

  • DWDM ユースケースのソリューション

    高密度波長分割多重は、光ファイバーデータ伝送の効率を最大化するために、最先端のレーザー光、電子回路、および変調技術を取り入れたものです。この技術の集合化が成功したのは、開発、導入、テスト、および保守の手法を End-to-End で調整するアプローチをとったからです。

    ファイバー端面とコネクターのネットワーク ライフサイクルのすべてのフェーズを通じて、ファイバー端面とコネクターの検査は信頼性の高い動作を確保するために非常に重要です。効率的な検査を実施するためには、ツールはファイバー端面を確認できるだけでなく、テストプロセス全体を自動化できなければなりません。FibreChek プローブマイクロスコープは、オートフォーカス、自動合否判定、自動データ保存、および自動端面検査ワークフローが可能なハンドヘルド型ソリューションです。

    ネットワーク構築中は、サービスの初回アクティベーションと信頼性の高いネットワークを確保するために、MUX/DEMUX 装置の設置前と設置後の両方でファイバーテストを実施することが不可欠です。VFLファイバーエンド検査ツールなどの従来型のファイバー端面検査ツールを、標準の 1310~1550nm テスト波長を使用して、接続/スプライスポイントとの距離および損失を特性評価し、DWDM ネットワークのメイン/コア/共通ファイバーで過度の光損失や曲がりなどの問題を発見する従来型の OTDR テスト機器とともに使用できます。

    MUX/DEMUX 接続が完了すると、MUX/DEMUX デバイスの性質上、1310 & 1550nm 波長がブロック(フィルターで除外)されるため、標準/従来の OTDR ツールは、役立たなくなります。DWDM リンクの End-to-End の特性を知るために必要なのは、特定のルートを検証できるように、正確な DWDM サービス波長で動作する、より特化した OTDR です。例えば、VIAVI DWDM OTDR モジュールは、チューナブル C バンド OTDR であり、まさにこのことを実行し、MUX および DeMUX を介して DWDM リンクの End-to-End の特性評価を可能にします。また、(OTDR テストポートを介して)チューナブルレーザー光源も内蔵されているため、サービスのターンアップ前の基本的な連続性テストも可能になります。スマートリンクマッパー(SLM)機能は、OTDR トレースのアイコンベースのビューを提供し、テスト結果の解釈を簡素化し、一般的な DWDM リンクコンポーネント/要素および障害を明確に特定します。

    DWDM ターンアップテスト

    ライブメトロ/アクセスリンクを介したチャネルパフォーマンスと波長プロビジョニングを確認するため、DWDM 光チャネルチェッカーモジュールを使用して、スペクトラム全体の波長とパワーを正確に評価できます。 

    光スペクトラムアナライザ(OSA)は、送信波長とパワーレベル、および最も重要な OSNR を検証できるアクティブシステム用の追加ツールです。OSA-110 シリーズ OSA モジュールは、MTS-6000A および -8000 プラットフォームと互換性のある、コンパクトな CWDM および DWDM テストソリューションです。OSA-110 は、フルバンド測定機能、高光学分解能、±.05nm の精度に対応したビルトイン校正機能を備えています。

    リモートファイバーテストシステムおよび DWDM を使用したネットワーク監視

    ハードウェア: リモートファイバーテストシステムはラック搭載型ソリューションで、24 時間対応の OTDR 監視を提供できます。 自動化されたラック搭載型の光テストユニットを使用すると、スキャンルーチンまたはオンデマンドテストを介して DWDM 伝送を搬送するファイバーをテストでき、5G、FTTH、および高速ビジネスサービスの特定のトラブルシューティングと復元のユースケースに使用できます。

    1625~1650 nm の OTU-5000 などの VIAVI テスト装置は、アクティブ DWDM 伝送を妨げることのないアウトバンド波長のテスト用に設計されています。 これらの波長はテスト用に割り当てられています。チューナブル DWDM モジュールを備えた OTU-8000 では、DAA ネットワーク内の複数のブランチをテストできます。これにより、DEMUX を超えたノードに割り当てられた特定の伝送波長のテストを帯域内で実行するか、またはテスト用に割り当てた波長でアウトバンドでテストを実行します。 1000 ポートを超える拡張性を備えた両方の光テストヘッドは、貴重な技術リソースを解放しつつ、位置の詳細と統合マッピング機能で即時の障害アラートを提供します。

    ソフトウェア:コア、アクセス、メトロ、および FTTH アプリケーション用 ONMSi リモートファイバーテストシステムは、OTU により取得されるすべてのデータを制御および追跡する ソフトウェアです。 本製品はファイバーの健全性とチームソリューションの進捗状況についてネットワーク全体のビューを提供するように設計されており、ネットワーク全体のインテグリティデータを一元的に高度に可視化するポータルを生成する重要なテストソリューションです。これには、ネットワーク構築テスト、長期的なパフォーマンス監視、侵入検知(セキュリティ)などがあります。

    データセンターや産業用サイトなどの ネットワーク内の小規模、プライベート、または単一のリンクに対し、SmartOTU ソフトウェアは、インサービスのファイバーまたはダークファイバーの継続的な監視と障害検出を行うスタンドアロンソリューションです。SmartOTU は、サーバーやトレーニングの要件なしで、すぐに導入できます。

    DWDM のトラブルシューティング

    位置の特定および障害の修理高密度波長分割多重(DWDM) ネットワークが、既存のトラフィックを中断することなく素早く接続することは、過度のダウンタイムや SLA ペナルティを回避するための鍵となります。特定の波長での OTDR テストは、サービスを中断せずにライブネットワーク上で実施できます。光チャネルチェッカー(OCC)と OSA は、パワーおよび波長分析を使用して異常を特定することで、貴重なトラブルシューティングツールになる場合もあります。SFP/SFP+ トランシーバーを検証するための追加機能を備えたテストソリューションや、チューナブルトランシーバーデバイスをプログラムするテストソリューションにより、平均修復時間(MTTR)が大幅に短縮されます。

  • VIAVI の DWDM ソリューション

    VIAVI の End-to-End のテストソリューションは、製造およびラボ環境の初期段階から使用されており、ネットワークライフサイクル全体を通じて付加価値を提供し続けます。フィードでは、ONMSi  や XPERTrak などのリモートファイバーテストおよび監視ソリューションを使用することで、アラームにより問題を特定し、ファイバーとネットワーク要素の間で境界を設定し、特定の波長に対しオンデマンドでトラブルシューティングを行うことができるため、継続的なサービス問題、OPEX、MTTR を最小限に抑えることができます。

    任意のチャネルを迅速かつ正確に評価できるため、オペレータは、継続的なパフォーマンス保証と一致する正しく導入されたネットワークリンクと請負業者の検収に自信をもって対応することができます。DWDM OTDR モジュール、チャネルチェッカー、および OSA テストソリューションは、全体としてこの確実性を高め、アクティベーションの初回成功率を向上させます。

    設置された DWDM MUX/DEMUX を使用してファイバーとチャネルのインテグリティを証明し、新しい波長プロビジョニングを検証することにより、DWDM ネットワークトポロジーの運用要件を満たすことができます。さまざまな波長でのスペクトラムおよびドリフトテストは、ラボからサービスの開始まで、そして最終的には DWDM ネットワーク展開を成功させるための監視、保守、およびライブネットワークのトラブルシューティングの実施に至るまで拡張された追加機能です。

    今日のネットワークのパフォーマンス要件はこれまで以上に厳しくなっており、ラボ環境や本番環境からネットワークライフサイクル全体にわたって、機器やネットワークのテストは必要不可欠です。

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