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違いは何ですか:SONET/SDHとDWDM

Worton

翻訳者 ともや
2018年9月4日 に投稿された


 従来のSONETまたはSDHと比較すると、次世代の DWDM(高密度波長分割多重)は、高いスケーラビリティ、容量の追加/削除、複数のリング終端、マルチサービス、および複数のファブリックを備えたシンプルなアーキテクチャと見なされます。それでは、SONETとSDHとDWDMを比較すると、正確にはどのような違いがありますか?

SONET/SDHの基本

SONETとSDH

 SONET/SDHは、ほとんどのメトロおよび長距離ネットワークに採用されている主要技術です。これは、異なる容量のデジタル信号を伝送することができる一群の光ファイバ伝送速度を指します。1990年頃の標準化団体からの出現以来、SDHとその変形SONET(北米で使用されています)は、光ファイバーに基づいた電気通信ネットワークの性能を大幅に向上させました。SDHの基本単位は同期伝送モジュールレベル1(STM-1)です。SONETの基本単位は、光搬送波レベル1(OC-1)です。OC-3、OC-12、OC-18、OC-24、OC-36、OC-48、OC-96、およびOC-192は、この基本レートから得られます。

PDHとSDH/SONET

 PDH(プレシオクロナスデジタル階層)とSDH/SONETのTDMベースのネットワークは、長い間、セルラートラフィックのために標準的なトランスポート・プラットフォームを務めてきました。PDHおよびSDH/SONETは、最大アップタイム、最小遅延、およびサービス継続性を保証してバルク音声回線を処理するように最適化されています。SDHは、さまざまなベンダーの機器間の相互運用性とPDHシステムを置き換えるために作成されました。STM-1(155 Mbps)、STM-4(622 Mbps)、STM-16(2.5 Gbps)、STM-64(10 Gbps)およびSTM-256(40 Gbps)の間でいくつかの回線速度が定義されていて、信号階層は広く採用されています。

DWDMの基本

 DWDMは、既存のファイバプラントに比べて帯域幅を増やすための最善の技術の1つと考えられています。1つの物理的なファイバ上に複数の「仮想ファイバ」を作成することができます。これは、光の異なる波長(または色)を光ファイバーで伝送することによってこれを行います。DWDMは当初、遠距離通信事業者に採用されました。増幅、分散補償、再生の支出が、地域および国内SONETネットワークのネットワーク機器コストの大半を占めていたからです。DWDMは、ローカル交換機の持ち運びがネットワークを拡大したときにメトロネットワークでますます普及しました。ファイバ消耗以外にも、トラフィック量は、メトロネットワークにDWDM技術を導入するための主要な経済的要因です。

DWDMチャネルの周波数

 DWDMは、光ファイバの低損失ウィンドウに対応し、いわゆるCバンドと呼ばれる1530ー1565nmの範囲で動作します。これは、エルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA)が動作する範囲です。許容波長/動作周波数のグリッドは、193.1THzの周波数、または1553.3nmの波長を中心とするITU-T当たりであり、その中心周波数の周りに25GHz(= 0.2nm)の倍数で間隔を置かれたあらゆる種類の周波数です。商用システムには、同じシステムでのこれらの組み合わせに加えて、2.5Gbps、10Gbps、40Gbps(後者は最近商用化されている)のチャネルがある場合があります。ビットレートが高いほど、パワーバジェットからのニーズが大きくなります。つまり、レーザーのS/N指数が向上し、 光増幅器の間隔を狭める必要があります。たとえば、2つのDWDM光増幅器を直列に使用するなどして、増幅を高くする必要があります。10Gbpsで64のDWDMチャネルは、最大距離約1,500 kmに達し、増幅器の間隔は100 kmに近くなります。1,500kmを超えて最大4,500 kmまでの長距離伝送システムも、高度ではるかに高価なシステムを使用して市販されます。

DWDM技術応用

 DWDMレイヤはプロトコルとビットレートに依存しないため、非同期転送モード(ATM)、SONET、および/またはIPパケットを同時に伝送できます。WDM技術は、伝送、スイッチングおよびルーティング全体が光モードで行われるアクセスネットワークである受動光ネットワーク(PON)でも使用されています。DWDMシステムの内部に最近の3R(reshape、retime、 retransmit)デバイスを含めることで、DWDM機器のみを利用する回路を国全体に構築できるようになりました。これらのデバイスには新しいパフォーマンスモニタリング機能が組み込まれているため、リンクのメンテナンスと修復を行うことができます。伝送方式としてDWDMを使用すると、既存のファイバープラントの帯域幅が最大になります。

SONET/SDHとDWDM:どちらが良いですか?

 SDHとDWDMの主な違いは次のとおりです:

アイテム SONET/SDH DWDM
同じトラフィックを伝送するトポロジ構造の数 多い 少ない
コスト 比較的に安い 比較的に高い
アプリケーションシナリオ 通常、過去のネットワーク構造に対して、設計で4〜10以下のOC-192リングが必要な場合の完璧な選択 設計で10を超えるOC-192リングが必要な場合に最適で、将来のネットワーク構築に最適
必要な光ファイバ数 多い 少ない

 SONETの細分性の必要性は、DS1/DS3などの低速サービス要求の存在と、DWDMプラットフォーム内の不十分なサブ波長グルーミングによるものです。DWDMは、できるだけ少ないトポロジー構造(リングなど)で同じトラフィックを伝送することを目標としています。DWDMはこれを犠牲にして、一部のビジターがSONETの場合よりも長い距離を移動できるようにします。どんな単純な例でも、最高のSONET設計はトポロジ的に異なるOC-48およびOC-192リングの束を生成する可能性がありますが、最も経済的なDWDMトランスポートネットワークは単一のDWDMリングのみで構成できます。

 従来のインターネットトラフィックは、ATMおよびSONET / SDHまたはIP over SDHに乗ってから光レイヤーに到達するIPで実行されます(下の図を参照)。IPがATM / SDHに乗っているという誤解は、IPトラフィックが小さく、コスト効率の高い配信のために他のサービスと組み合わせる必要があるという事実です。この妄想とは異なり、IP over DWDMの概念は音声、ビデオ、およびデータトラフィックをサポートし、残りを高速データトラフィック専用にします。レイヤー(SONET/ATM)を排除すると、ネットワーク管理のタスクが容易になり、費用対効果が高くなります。


Figure 1: Internet Traffic on SONET/SDH and DWDM

図1: SONET/SDHおよびDWDMでのインターネットトラフィック


過去のSONET

 予想通り、SONETシナリオの初期コストは低くなります。トラフィック量が少ない場合、SONETアーキテクチャはDWDMアーキテクチャに比べてはるかに経済的です。FS.COMのモデリングでは、OC-3、OC-12、OC-48、およびギガビットイーサネットを使用するSONETオーバーレイネットワークを設計する場合、設計に4ー10 OC-192リングが必要な場合にSONETネットワークが最適です。

現在と未来のDWDM

 トラフィック量が増加するにつれ、DWDMが最終的に普及し、ネットワーク技術の選択肢になります。このクロスオーバのタイミングは、スパン距離、価格設定、インタフェース密度などに対応しています。デマンドタイプの違いは、主に密度と価格の点で、これら2つのテクノロジのインターフェイスカードの設計効率によってもたらされます。FS.COMの調査によれば、スパン距離は、通常、ルート内の再生器、光増幅器、およびDCMの余分な要件を引き起こします。長いスパン距離は、中間ノードでファイバおよび光バイパス機能を効率的に利用するため、DWDMアーキテクチャに有利な傾向があります。

 さらに、ファイバのコストが高くなり、ファイバの制約が適用される状況では、DWDMは光ネットワーク内に非常に多くのファイバを節約するため、SONETよりもDWDMを考慮する必要があります。DWDMシステムは、多数のチャネルに対して計画することができますが、成長に応じた成長戦略を使用ファイバストアの需要に基づいてチャネルを追加すること ができます。システムのアンプ距離と全体的なパワーバジェットは、最初からチャネルの最終的な数量のために計算する必要があります。


Figure 2: SONET vs DWDM

図2: SONETとDWDM


結論

 異なった選択肢と、まったく同じネットワークを設計する際にそれらの経済的影響は、間違いなく興味深い研究です。SONETのポイントツーポイントはより良いパフォーマンスを発揮します。これらの結果は、すべての状況に当てはまるとは限りません。ただし、大規模なネットワーク設計では、最適化されたネットワークが必ずしも単一のアーキテクチャであるとは限りません。ネットワークの一部はリングを採用し、別の部分はポイントツーポイントを実装することができる。通常、ネットワークの中核部分はDWDMアーキテクチャを正当化します。

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