WDMとOTNのどちらを選ぶべきか？

インターネットは私たちの生活に革命をもたらし、それなしでは生活が困難になるほどの大きな利便性を提供しています。しかし、その急速な成長によりネットワーク伝送能力に負荷がかかり、データセンターにおける超大容量帯域幅への需要が高まっています。光ネットワーキングは、このニーズに対応する成熟した広く採用されている技術です。しかし、高帯域幅への需要が高まるにつれて、光ネットワークの伝送容量は、インターネット情報およびデータサービスの急増する要件を満たす必要があります。では、帯域幅の課題にどのように取り組めばよいのでしょうか？WDMとOTNに関するこの記事が、あなたの疑問に答えます。

WDMとOTN技術の比較：包括的な分析

WDM

波長分割多重（WDM）は、複数の光波長（すなわち色）を利用して単一の媒体を通じてデータを伝送することで、光ファイバー伝送に革命をもたらします。この技術により、1本の光ファイバー上で2色以上の光を同時に伝送でき、光スペクトル全体にわたる異なる波長または周波数で、光導波路を通じて複数の信号を伝送できます。

典型的なWDMモデル

現在、主に2種類の波長分割多重（WDM）が使用されています：

低密度WDM (CWDM): CWDMシステムは、ファイバーあたりのアクティブ波長が18未満であることを特徴としています。CWDMは主に短距離通信に利用され、波長間隔が広く離れた広範囲の周波数を使用します。この設計には、動作中の温度変動によって生じる波長ドリフトに対応するため、標準化されたチャネル間隔が含まれています。CWDMはコンパクトで費用対効果が高いことから好まれており、スペクトル効率が重要な要件ではない場合に理想的な選択肢です。

高密度WDM（DWDM）: DWDMシステムは周波数に基づいて定義されます。CWDMとは異なり、DWDMはより狭い波長間隔を利用して1本のファイバーにより多くのチャネルを収容しますが、導入コストと運用コストは高くなります。ファイバー1本あたり8つを超えるアクティブ波長を使用するシステム向けに設計されたDWDMは、スペクトルを細かく分割することで、Cバンド周波数範囲に40を超えるチャネルを収容できます。

高密度波長分割多重（DWDM）では、ベンダー各社が、固定間隔の40、80、または96波長を光ファイバーのCバンドスペクトルに収容するためのさまざまな技術を開発してきました。従来のDWDMラインシステムでは、固定50GHzまたは100GHzフィルターを備えた波長選択スイッチ（WSS）が使用されています。これらの固定グリッドラインシステムは、使用するフィルターに応じて、波長に必要なスペクトル幅が50GHzまたは100GHz未満である旧世代のコヒーレントトランスポンダーのチャネルに対応できます。

現在、高帯域幅アプリケーションと継続的な帯域幅の増大を伴うネットワークが容量限界に近づくにつれ、C+L-bandソリューションへの移行が進んでいます。これらのソリューションは、光ファイバーのC-bandだけでなくL-bandスペクトルも活用することで、増大し続けるデータ伝送需要に対応するために、光ファイバーの容量を倍増できる可能性があります。

OTN

光伝送ネットワーク（OTN）は、G.709やG.798などのITU勧告で規定されている標準的な通信プロトコルです。これは、光ネットワーク内の大容量波長上でさまざまなサービスを伝送、交換、多重化するための効率的な方式です。現在、ネットワークプロバイダーは光インフラストラクチャ内でOTN対応技術に大きく依存しており、耐障害性の向上、運用の効率化、サービスレベル契約（SLA）の改善、前方誤り訂正（FEC）による伝送距離の延長、エンドツーエンドのサービス提供を確実かつ効率的に保証しながら波長利用率を最大化できる能力などのメリットを享受しています。

「デジタルラッパー」と呼ばれることが多いOTNは、各クライアント／サービスをコンテナに透過的にカプセル化して光ネットワーク上でシームレスに伝送し、クライアント固有の構造、タイミング情報、管理データの完全性を維持します。高度な多重化機能により、IP、Ethernet、ストレージ、デジタルビデオ、SONET/SDHなどの多様なトラフィックをOTNフレーム構造上で効率的に伝送できることが、OTNの普及を促進する重要な要因となっています。

2001年の確立以来、OTNは当初のSONET/SDHラッパーとしての役割を大きく超えて進化してきました。現在主流のクライアントサービスであるEthernetに対応できるよう、1GEから400GEまで細かく最適化されています。OTN対応テクノロジーは、新しいEthernetインターフェース、Multi-Protocol Label Switching (MPLS)、Segment Routing、Time Sensitive Networking (TSN)などの多様なパケット技術をサポートすることで、次世代光ネットワークの基盤となることがよくあります。

時が経つにつれ、OTN技術は世界中のネットワークに広く導入され、幅広い用途へとその適用範囲を拡大してきました。現在では数十万のOTNポートが稼働しており、ネットワークエッジからメトロ、コア、さらに海底通信の用途に至るまで重要なトラフィックを伝送しています。これは、現代の通信インフラにおいてOTNが不可欠な役割を果たしていることを示しています。

WDMとOTN伝送技術の違い

1. WDM技術は光レイヤー内でのみ動作しますが、OTNは光レイヤーと電気レイヤーを包含します。

2. 従来のWDMネットワークでは、各波長で伝送できるサービスは1つだけですが、OTNネットワークでは、1つの波長で複数のサービスを同時に伝送できます。

3. 従来のWDMサイトには通常、波長変換用のOTUボードのみが搭載されていますが、OTNには個別のトリビュータリボードとラインボードに加えて、電気クロスコネクトボードも組み込まれています。OTUボードをOTN製品に直接統合することもできます。

4. OTNは、ネットワークの自己修復能力と信頼性を向上させる堅牢なオーバーヘッド機能と監視機能を提供します。OTNは光レイヤーと電気レイヤーの保護をサポートしますが、WDM技術が提供するのは光レイヤーの保護のみです。

5. OTNは、より幅広いサービスをサポートし、ボードの統合度も高くなっています。

6. 電気レイヤーのクロスコネクション・グルーミングにより、OTNはチャネルリソースを動的に割り当てることができ、帯域幅の利用率を向上させます。

7. WDMとは異なり、OTNは完全なフレーム構造を備えています。

8. OTNサイトでは電気レイヤーボードが多用されるため、それほど多くの電気レイヤーボードを必要としないWDMサイトよりもネットワーク構築コストが高くなります。

9. 従来のWDMは主にアクセス層にOTMサイトとして導入される一方、OTNネットワークは大粒度サービスに利用され、アグリゲーション層およびコア層でOADMサイトとして機能します。

QSFPTEKのWDMデバイスとOTNデバイスを比較

QSFPTEK 波長分割多重 (WDM) システムは、ネットワーク容量を大幅に向上させ、光ファイバーリソースの利用を最適化します。単一波長あたり 1.25Gbit/s から 100Gbit/s までの伝送速度に対応し、最大で 64 チャネル さまざまなネットワーク構成をサポートしています。波長変換モジュール、MUX、DEMUX、光ファイバーアンプ、分散補償器、ネットワーク管理ユニット、およびその他の主要コンポーネントで構成されるQSFPTEK WDMシステムは、ネットワーク信号のシームレスな伝送、整形、受信を実現し、信頼性の高いWDM伝送インフラストラクチャを構築します。その主な特長には、柔軟なネットワーク構築オプション、堅牢な拡張性、安全な管理方式などがあります。QSFPTEK WDMシステム製品は、メトロ、リージョナル、およびCWDMまたはDWDMネットワーク環境で使用されています。

QT850、QT860、QT900モデルを含むQSFPTEK光伝送ネットワーク（OTN）シリーズは、光伝送市場向けに設計された新世代の波長分割製品です。これらのシステムは、マルチフレームカスケード接続とシームレスな拡張機能に対応し、円滑なアップグレードパスを提供します。10Gbit/sから100/200/400Gbit/sサービスへのビジネスアップグレードを促進し、40～80波または48～96波への円滑なアップグレード機能をサポートします。単一の光ファイバーで最大伝送容量9.6T@QT860/25.6T@QT850&QT900を実現し、多様なネットワーク構築オプションを提供します。QSFPTEK OTNシステムは、光多重化端局装置（OTM）、光ライン増幅装置（OLA）、光ライン保護装置（OLP）、電気中継装置（REG）、光分岐挿入多重化装置（OADM）などの機器タイプとして柔軟に構成でき、ポイントツーポイント、チェーン、リング、メッシュ構成を含むさまざまなネットワーク構築方式に対応します。

結論：ネットワークにOTNをより推奨する理由

情報技術とビジネス帯域幅の拡大に伴い、光伝送ネットワーク（OTN）がDWDMの派生技術として登場しました。この技術は、SDHとWDMの両方の長所を組み合わせるとともに、進化するビジネス伝送のニーズに対応できるようネットワーク機能を強化しています。特に、ネットワークアプリケーション、ディスパッチング、ビジネスアクセス、管理監視の改善により、新たなサービス品質基準への対応能力が大幅に向上します。OTNシステムは、透過的なビジネス伝送、強力な誤り訂正機能、光レイヤーとフォトニックレイヤーの両方における柔軟なスケジューリングを備えています。5G時代のネットワーク構築に伴い、OTN技術の市場での活用が急増しており、これは将来のネットワーク発展における必然的な傾向です。