400G ZR, 400G OpenZR+, 400G OpenROADM

DWDMネットワークの進化

急速に進化する光ネットワーキングにおいて、400G ZR、400G OpenZR+、400G OpenROADMは主要プロトコルとして台頭してきました。これらの技術は、DWDMネットワークにおける広帯域化、長距離化、および効率的なデータ伝送に対する要求の高まりに対応するものです。この記事では、これらのプロトコルの特徴、アプリケーション、比較優位性について解説します。

400G ZR：高密度・短距離ソリューション、400G ZRとは？

400G ZRは、Optical Interworking Forum (OIF)によって定義された規格で、高密度波長分割多重（DWDM）を用いて単一波長で400Gbpsのデータ伝送をサポートするように設計されています。主にQSFP-DDフォームファクターで実装され、高密度アプリケーションに最適です。400G ZRは、最大80～120kmのポイント・ツー・ポイントのデータセンター間相互接続（DCI）向けに最適化されています。

【用途】
400G ZRは主に短距離のDCIに使用され、データセンター間の効率的でコスト効率の高い接続を可能にします。オープンで標準ベースのアーキテクチャです。送信（Tx）パワーが低いため、400G ZRでは通常、ネットワークに光増幅器を追加する必要があります。

【メリット】
・コスト効率：Mux/DemuxとEDFAを統合したトランスポンダをベースとする400G ZRソリューションは、EDFAが複数の400G ZRモジュールを増幅するため、低コストの伝送を実現します。

・低消費電力：効率を念頭に置いて設計された400G ZRは、電力使用量を最小限に抑え、より環境に優しいデータセンター運用に貢献します。

・相互運用可能：OIF-400ZR規格に準拠することで、幅広い業界サポートとマルチベンダーの相互運用性が保証されます。

【デメリット】
・リーチの制限：400G ZRは、波長分散とC-FECによって到達距離が約120kmに制限されるため、長距離には適していません。

・固定変調：主に16 QAMをサポートしているため、さまざまなネットワーク状況に柔軟に対応することができません。

・OTNクライアントをサポートしていません。

・暗号化をサポートしていません。

400G OpenZR+：リーチと柔軟性の拡大、400G OpenZR+とは？

400G OpenZR+は、OpenROADMとOIFの両コミュニティの協力のもと、光ネットワーク業界のグループによって開発された400G ZR規格の拡張版です。イーサネットだけでなくOTN（Optical Transport Network）クライアントもサポートし、異なるネットワーク環境の特定のニーズに応じて性能を調整することができます。
【用途】400G OpenZR+は、以下のような多くのアプリケーションに適しています。

・拡張リーチ・ポイント・ツー・ポイント：高性能FEC(Forward Error Correction)で最大600kmをサポート。

・Metro OTN：都市部および地域ネットワークにおいて、より長いマルチスパン接続を可能にします。

・首都圏地域OTN：調整可能な光学フィルターと高度な変調技術により、最大限の到達距離と柔軟性を提供。

【メリット】
・ロングリーチ：400G OpenZR+は、120kmをはるかに超える伝送距離を実現できるため、都市部や地域ネットワークに適しています。

・柔軟性：設定可能なデータ・レートとイーサネットとOTNの両方をサポートする400G OpenZR+は、特定のネットワーク要件に合わせることができます。

・相互運用性とモジュール性：400G ZRと同様、マルチベンダー・エコシステムをサポートするが、より複雑なネットワーク構成に対応する機能が追加されています。

【デメリット】
・複雑：400G OpenZR+の強化された機能は、より複雑な実装と潜在的な高コストを伴う。

・高い消費電力：構成によっては、400G OpenZR+は、特に拡張リーチまたは高性能モードにおいて、より多くの電力を消費する可能性があります。

・暗号化をサポートしていません。

400G OpenROADM：オープンで相互運用可能なネットワーキング、400G OpenROADMとは？

OpenROADM（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer）は、マルチベンダーで相互運用可能な光ネットワーキング・エコシステムの構築を目指す取り組みです。独自なソリューションとは異なり、OpenROADMはハードウェアとソフトウェアの両方の標準を定義し、オープン性と柔軟性を促進します。

【用途】
400G OpenROADMは、キャリアネットワーク、特に柔軟性、拡張性、ベンダー間の相互運用性を必要とする環境で広く採用されています。FECと光学性能が優れているため、大規模なメトロネットワークや地域ネットワークに特に効果的です。

【メリット】
・高性能：400G OpenROADMは高性能で、100G/200G QPSK、300G QAM8など多くのアップリンク変調オプションをサポートしています。これにより、マルチホップROADMネットワークでの長距離伝送とエラーレス伝送をサポートすることができます。
・暗号化：400G OpenROADM規格は、OTNレベルでのデータの暗号化をサポートしています。
・さまざまなサービスをサポート：400G OpenROADMは、OTNとイーサネットベースのクライアント・インターフェースを組み合わせてサポートします。

【デメリット】
・全機能を使用した場合の消費電力はやや高い。

比較まとめ：適切なプロトコルの選択

400G ZR、400G OpenZR+、400G OpenROADMのいずれを選択するかは、ネットワークの特定のニーズによって決まります。400G ZRは短距離のDCIに最適で、コスト効率に優れた低消費電力ソリューションを提供します。400G OpenZR+は、これらの利点をより長距離で複雑なネットワークに拡張し、柔軟性とパフォーマンスを提供します。一方、OpenROADMは、多様なネットワーク環境に対応するオープンでスケーラブルなソリューションを提供し、暗号化やより困難で複雑なリンクをサポートします。

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