データ主導型の世界に向けての分散型ネットワーク

AIの時代に突入する中で、光学系からエレクトロニクスに至るまで、Coherentはネットワークイノベーションを推進し続けています。

 

2023年12月6日、Coherent

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現在のデータ主導型の世界において唯一変わらないのは、あらゆるものが増加し続けることです。データの増加。データタイプの増加。バンド幅の増加。スピードの増加。ネットワークに対する要求の増加。たとえば、生成AIへの爆発的な関心は、インターネットの出現とiPhoneの登場以来、ネットワークにあふれてきた大量のデータ需要にさらに拍車をかけています。さらに、まだ拡大の余地が残っています。事実、世界中の36億人がいまだにインターネットにアクセスできていません。

ネットワーク処理を合理化するアプローチとして、分散型ネットワークが挙げられます。これは、従来のネットワークインフラストラクチャのさまざまなハードウェアコンポーネントやソフトウェア機能を、別個の交換可能かつ相互運用可能なコンポーネントに分離または分散させたアーキテクチャです。これは、通常、ルーティング、スイッチング、その他のネットワーク機能のために単一ベンダーの統合プロプライエタリシステムが使用される従来のネットワーク設定とは大きく異なります。 

 

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データセンター内の接続のために稼働する分散型ネットワーク。現在、これらはデータセンター相互接続（DCI）や一部の電気通信用途に導入されています。

 

分散型ネットワークの概歴

分散型ネットワークは目新しいものではありません。ソーシャルメディア、オンライン小売の増加、ストリーミングサービスの急成長をきっかけに、データの爆発的な増加への対応策として、データセンター内ネットワークが形成されました。これらのネットワークは大量のデータを処理するため、それに見合う設備、スペース、エネルギー、人材への投資を必要としました。データセンターの関係者にとって最も重要な考慮事項は、コストとリスクを最小限に抑えることでした。分散型ネットワークは、これらのメリット以上のものをもたらしました。 

その後、新興のハイパースケーラーが分散型アプローチを支持し、マーチャントシリコン、オープンSW、プラグイン可能なトランシーバーで活用しました。 

現在、通信距離の長いアプリケーション（遠距離通信やデータセンターの相互接続など）では、データセンターの世界で長年享受してきたのと同じメリットを実現するために、分散型アプローチの使用が検討されています。

 

分散型ネットワークの10のメリット

分散型ネットワークには多くのメリットがあります。その適切な組み合わせと重要性は、ネットワークのタイプとサイズによって異なります。 

  1. 装置のコスト削減。単一ベンダーにロックインされることなく、パフォーマンスと価格に基づき、スイッチ、ルーター、トランシーバー、回線システムなどのコンポーネントを自由に選ぶことができます。 
  2. 運用コストの削減。ブラックボックスの少ない効率的なシステムを使用することで、エネルギー消費量と冷却要件を削減できます。 
  3. 市場投入までの期間短縮。複数のベンダーからコンポーネントを調達することで、単一ベンダーのサプライチェーンのボトルネックを回避できます。
  4. パフォーマンスの向上。クラス最高のコンポーネントとソフトウェアを選ぶことができます。現在、多くのソフトウェアベンダーが、さまざまなハードウェアプラットフォームで動作する、ベンダー非依存のネットワークオペレーティングシステム（NOS）製品を提供しています。これらはソフトウェアデファインドネットワーク（SDN）として動作し、オープンなアプリケーションプログラマブルインターフェイス（API）を介して制御されます。
  5. 装置のコストの最適化。ビジネスに適していないバンドル機能やオプションの購入を回避できます。冗長性を避けて、必要な機能のみを備えたネットワークの構築やアップグレードが可能です。
  6. システム障害の低減。さまざまなクラス最高のコンポーネントから構築されたネットワークでは、堅牢性と回復力がより優れています。
  7. セキュリティの向上。新たな脅威が出現したとき、より簡単かつ迅速な方法は、互換性の問題がないオープンアーキテクチャシステムに最適な修正を適用することです。
  8. 修理の迅速化。故障、エラー、障害を修正するために、単一ベンダーの専門家からの支援を待つ必要はなくなりました。 
  9. スペアパーツのコスト削減。最適な組み合わせによる交換可能な非依存性のコンポーネントを使用することで、スペアパーツの在庫量を減らすと同時に、同じアップタイムを実現できます。
  10. ライフサイクルの独立性。単一ベンダーに縛られないことで、ベンダー製品のライフサイクルの影響をなくすことができます。

特定のネットワークのニーズ、地理的詳細、その他の要因に応じて得られる利点を適切に組み合わせることで、多くの潜在的なメリットが得られます。しかし、肝心なのは、分散型ネットワークにより、設備投資と運用コストを削減し、価値の向上を実現できることです。

 

Coherentが分散型ネットワークをどのようにサポートするか

分散型ネットワークのオペレーターとベンダーは、ソフトウェアレベルにとどまらず、ハードウェア面でも、ますます緻密な作業に取り組んでいます。その代表的なものが、光レイヤでの相互運用性と高度な設定可能性を提供するアプリケーションモジュールです。 

数十年にわたりイノベーションを主導してきたCoherentは、技術的な専門知識と比類のない垂直統合を独自の組み合わせで提供しています。当社は原材料からデバイス、サブシステムまで、あらゆる物を製造しています。また、製造施設を複数の大陸に分散することで、サプライチェーンのリスクを軽減しています。

Coherentが広範な分散型ネットワークをサポートするためにイノベーションソリューションを提供している2つの主な分野は、プラガブルモジュールのトランシーバーとプラグイン可能光回線システム（POLS）です。これは監視機能によって強化され、これらのネットワークをサポートするのに不可欠な送信/転送機能を提供します。 

 

強力なCoherentプラグイン可能光回線システム（POLS）

転送分野における当社の最も新しく最も興味深い製品の一つが、プラグイン可能光回線システムです。

Coherentトランシーバーを使用したIP over DWDM（IPoDWDM）アプローチの導入により、これらの信号を結合および増幅するコンパクトで効率的なソリューションに対する需要が増加しています。従来のDWDMシステムでは、リンクの送信側と受信側のMux/DeMux（マルチプレクサ/デマルチプレクサ）と増幅は、専用の光回線システムによって管理されます。これは、使用する特定の機器に応じて、ラック内の大きなピザボックスまたはラインカードになります。当社のPOLSは、この従来のアプローチに革命をもたらす解決策です。

当社のPOLS製品は、ネットワークスイッチまたはルーターのトランシーバースロットにアンプを直接プラグインできるソリューションを提供します。また、当社のPOLSは、当社のパッシブ光多重化ケーブルと組み合わせることで、さまざまな伝送チャネルからの光波長を多重化してから、リンクの一方の側でネットワーク上にそれらを増幅（ブースター）し、リンクのもう一方の端で、トランシーバーの受信側に到達する前に信号自体を増幅（プリアンプ）して逆多重化するという2つの機能を果たします。 

 

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POLSは8チャネルのDWDMに対するシンプルなプラガブルソリューションを提供

 

400ZRチャネル用に最適化されたPOLSは、実際には2つのEDFA（PAとBAの両方）と8チャネルの外部マルチプレクサ/デマルチプレクサのパッシブケーブルを統合したプラグイン可能なデュアルアンプモジュール（OSFPとQSFPの両方のフォームファクターで利用可能）で構成されています。それと同様に、プラグアンドプレイの完全に自律的な運用ができます。

POLSは、自動構成を提供するスマートソリューションでもあります。構成可能なコンポーネントがあることは、分散型ネットワークにとって明らかに重要なメリットですが、手動構成では従業員の生産性に限りがあり、エラーを引き起こす可能性があるため、両刃の剣ともなりかねません。 

代わりに、POLSは、出力とプロファイルを最適化するための適切な設定を自律的に見つけ、入力の変化（入力チャンネルの数）や回線の変化（スパンの長期化など）に即座に適応することができます。さらに、レーザの安全性にも配慮しています。ファイバーリンクが閉じられていない場合、内部アンプはオンにならず、ファイバーが切断されている場合はオフになります。

CMISインターフェイスを使用して、POLSを既存のルーター/スイッチに直接接続できるようになりました。これは、最大120 kmのポイントツーポイントスパンに8チャネルを必要とするデータセンターの相互接続に最適なプラグアンドプレイソリューションであり、データセンター内の他のグレー光学機器と同じくらい簡単にコヒーレントDWDMの設置を行うことができます。

 

将来は分散型が主流に 

将来を見据えると、長距離（ZR+）ネットワークアプリケーションのコヒーレント通信に対する投資の増加に伴って、非依存コンポーネントの重要性がさらに高まるでしょう。まだ初期段階にあるため、どのような形式やプロトコルが市場を制することになるかは誰にもわかりません。しかし、当社のイノベーションと技術的な深さにより、将来のフォーマットやプロトコルをサポートする機敏なポートフォリオ開発が可能になります。

Coherentは、ネットワーキングからディスプレイ製造、医療機器製造などに至るまで、非常に幅広い用途や業界をサポートしています。これらすべての市場に共通する課題は、適切なレベルの統合を選択することであると考えています。分散型ネットワークはこの典型的な例であり、多くのDCIや通信分野の関係者は今や、これは統合プロプライエタリシステムよりも効果的な総合的なオプションであるという選択をしています。

Coherentが次世代データセンター向けの人工知能と機械学習のイノベーションをどのように推進しているかについての詳細は、こちらをお読みください。

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