Laser Focus World JAPAN　レーザーフォーカスワールドジャパン

September 20, 2012, 東京--富士通研究所、Fujitsu Laboratories of America, Inc.と富士通は、将来の長距離、都市間の光ネットワークに向けて、世界で初めてサービスを中断することなく、光ネットワーク資源の構成を動的に変更し、利用効率を高める技術を開発した。
富士通は、光信号の波長、変調方式、経路に制約のない「フレキシブル光ノード」と、それらを用いて運用中の光ネットワーク資源の利用効率を高める、「波長デフラグメンテーション技術」を開発した。これにより、光ネットワークの通信容量を最大40％改善することが可能となる。
この技術により、光ネットワークの構成を必要に応じて柔軟に変更でき、ネットワーク資源の利用効率が向上するため、新規回線開通までに必要となる時間を短縮し、さらにネットワーク機器の削減による低消費電力化が可能となる。

光ネットワークの課題
・光ネットワークでの利用可能な波長帯域、通信経路の制約: 現在の光送受信機、光スイッチノードには装置内で用いる光部品、電子部品の制約により、通信に用いる光波長や帯域、変調方式、通信経路が自由に設定できない。そのため、新規回線の開通には、人手による配線のつなぎ替えや、新たな装置の導入が必要となる。
・運用中での通信経路の変更に伴う、光波長利用効率の低下: ネットワーク運用中に光波長の経路が頻繁に変更されることによって、初期設定時には、ネットワーク利用効率を最適にするために割り当てられていた光信号の配置に、断片的な未使用領域 (フラグメンテーション) が発生。この未使用領域によって、新規回線の開通に必要となる光ファイバ通信経路・帯域割り当てが出来ないために、伝送装置の利用効率が下がる。

開発技術の特徴
上の課題を解決するために、サービスを中断することなく、光ネットワーク資源の構成を動的に変更し、利用効率を高める技術を開発した。
1.ネットワークの構成をソフトウェア上で変更可能なフレキシブル光ノード（光送受信機、光スイッチ）: 光送受信機は、デジタル信号処理技術により、伝送方式をソフトウェア的に変更可能とする「ユニバーサル送受信機」構成。長距離伝送向けユーザに対しては、長距離伝送に適した、雑音に対する耐性の高い変調方式で比較的帯域幅の広い伝送方式に設定可能。また、短距離伝送向けユーザに対しては、短距離伝送に適した、雑音に対する耐性は高くないものの、周波数利用効率の高い伝送方式に設定することが可能。
光スイッチノードについては、通信帯域幅が変更可能で、複数の通信経路が選択可能な光スイッチ技術により、通信経路の設定をソフトウェア的に設定することが可能。これらを組み合わせることにより、1つの光送受信機を複数のユーザ間で共有し、ユーザの要求に応じて柔軟に設定、組合せ可能となるフレキシブル光ノードを実現している。

2. 波長デフラグメンテーションによる、ネットワーク運用中での波長資源の利用効率向上: 光波長の断片化された領域を、連続した領域に集約することで、大容量データへ割り当て可能な帯域を確保するデフラグメンテーションアルゴリズムを適用したネットワーク制御方式を開発。フレキシブル光ノード装置構成を用いて、断片化された光波長資源を、400Gbps級の広帯域信号に割り当て可能なサイズの波長帯域に、ネットワーク運用中に連続的に集約する。生成された波長帯域に、適切に設定された光信号を収容することで、波長資源の利用効率を向上できる。
今回、試作した4台の光スイッチノードが存在するネットワーク環境において、サービスを中断することなく、デジタル信号処理技術を用いる100GbpsのDP-QPSK光信号の移動を行う、デフラグメンテーション技術を世界で初めて実証した。デフラグメンテーションによって使用可能となった信号帯域を活用することで、光ネットワークの通信容量を40％改善することが可能となる。
この開発技術により、光ネットワークの構成を必要に応じて柔軟に変更でき、ネットワーク資源の利用効率が向上するため、新規回線開通までに必要となる時間を短縮し、ネットワーク機器の削減による低消費電力化が可能となる。