利用光电子融合设备和开放标准的多厂商产品在OFC2024上演示400Gbps/800Gbps IOWN APN

实现分布式数据中心低时延、低功耗的全光连接

新闻亮点:

• 在世界上最大的光网络技术国际会议上, “OFC2024,“IOWN的演示¹ APN² 兼容光网络将与“OFCnet”联合进行。, 哪个是前沿技术的示范环境.
• IOWN全球论坛合作³ 和开放公路MSA⁴ 演示多厂商400Gbps/800Gbps互操作性, 实现创新的Data Center Exchange服务.

光电子融合技术和先进的监控技术能够为远程数据中心提供低延迟、低功耗的高容量服务, 显著提高服务效率.

NTT公司(NTT)和NTT通信公司(NTT Com)将展示基于全光子网(APN)架构的数据中心交换(DCX)的多厂商演示, 目前由IOWN全球论坛(IOWN GF)定义。, 利用光电子融合装置⁵ 这是降低能耗的关键. 该演示将在圣地亚哥举行的2024光纤通信会议和展览会(OFC2024)上进行, USA, 从3月26日到28日, 2024(美国时间). 更紧凑，复杂的机柜和外壳设计.

Background

随着互联网和智能手机的普及, 伴随着人工智能服务的兴起, 数据中心的通信流量和功耗急剧增加. 以应对如此快速增长的交通和电力消耗, NTT集团正在推进IOWN APN的开发和部署, 下一代低功耗和低延迟网络基础设施通过利用光电子融合技术实现. 我们的策略是将数据中心从城市地区的集中转移到郊区，在那里电力和空间都很容易获得. 在这些由IOWN APN连接的分布式数据中心中, 预计多个站点的信息处理工作就像从单个数据中心位置操作一样. 因此, 实现DCX (Data Center Exchange)业务，灵活连接远程分布的大容量数据中心, 低延迟, 而低功耗端到端光波长路径已成为一种关键需求. 这种DCX的实现需要将传输距离和监控范围扩展到比以前更远的数据中心站点. However, 当前的光网络技术需要具有电再生能力来延长传输距离和监测范围, 在降低延迟和功耗方面提出了挑战. 与此形成鲜明对比的是, IOWN APN旨在扩大传输距离和监测范围，而无需电气终端, 在光电子器件之间使用端到端的光波长路径，以实现低延迟和节能的最终目标.

NTT集团一直在推进研究, 发展, 以及光传输技术的现场实验, 设备技术, 以及Open APN所需的软件技术, 由IOWN全球论坛(IOWN GF)定义, 实现DCX[1]. 除了, 实现一个开放的光网络, IOWN GF之间的合作, 开放公路MSA, and TIP⁶ 是否在促进网络架构的标准化，以便应用于分布式数据中心站点的远程监控.

展览的概述

OFC展会的912展位“IOWN Networking Hub”, 将展示DCX, IOWN APN的一个用例, 使用多家公司的产品. IOWN APN的DCX通过提供光波长路径，通过消除连接内的电气终端，保持低延迟和低功耗，显着提高了向远程位置提供高容量服务的效率. 该演示通过解决远程传输路径监控和远程传输光波长路径优化的技术挑战，展示了远程业务提供的解决方案.

端到端全光子网络演示:

我们将使用带有光电子融合装置的收发器建立IOWN网络中心之间的高容量光波长路径(400Gbps和800Gbps). 该连接通过OpenROADM MSA和OpenLab@UT Dallas提供的OpenROADM光网络⁷ 在邻近的916号展位. 两个展台之间的合作实现了远程用户站点之间端到端全光子网络的演示，该网络穿越基于roadm的核心域光网络.

传输链路表征及自动光波长路径优化:

利用远程控制代理，通过软件技术和数字纵向监测(DLM)技术对部署在远程数据中心的设备进行远程监控[2]，可视化端到端光信号在光波长路径上的功率水平, 我们可以用最新的多厂商产品在端到端多厂商光传输网络上提供最优质量的光波长路径.

开放多厂商网络

端到端演示所需的光网络设施使用Optica提供的网络演示环境OFCnet进行搭建, 以及提供的光纤和光学测量设备 OFSAnritsu和VIAVI. 此外, 通过连接领先的光传输设备和收发器供应商(如Ciena)的最新产品, Fujitsu, Molex, and NEC, 并利用NTT实验室和NTT COMWARE的光网络操作和监控系统, 实现了一个集成的演示. 另外, NTT公司计划在展台上介绍IOWN APN的未来运营愿景. IOWN GF与开放公路MSA的合作, 光通信行业领先论坛, 展示一个开放的架构和必要的关键技术，如光电子融合设备的商业化, 为IOWN实现DCX的多样化生态系统做出贡献. 通过演示证明，加入NTT集团提供的监控技术，通过连接参与公司的市场产品构建光网络，建立一个开放的DCX是可能的.

Outlook

IOWN用于分布式数据中心的多厂商DCX正在通过最大限度地利用IOWN GF等开放论坛实现的开放标准来实现, 开放公路MSA, and TIP. NTT集团正在与这些论坛密切合作, 旨在进一步开放和增强光网络.

NTT Com的目标是在日本2025财年推出利用光电子融合技术的新型电信设备, 启动一个新的通信服务，如数据中心连接, 基于进一步节能, 高容量, 低延迟IOWN APN. 另外, 检查已开始部署传输链路表征和远程监控等先进技术. NTT集团, 基于与多家公司和论坛的行业合作，使本次展览成为可能, 会加速节能的应用吗, 高容量, 低延迟IOWN APN到数据中心连接, 作为社会基础设施，哪些正变得越来越重要.

Note

演示的一部分(远程控制代理)由国家信息通信技术研究所(NICT)的拨款计划(采用号50201)资助。, Japan.

^[1] 新闻稿《beat365体育亚洲官网在线》, http://group.ntt/en/newsrelease/2023/10/13/231013a.html

^[2] T. Sasai, M. 中村,E. 山崎,年代. 山本,H. 西泽和Y. Kisaka, 光纤通信链路的数字纵向监测,《beat365登录》, vol. 40, no. 8, pp. 2390-2408,2022.

¹ 创新光无线网络(IOWN):
IOWN代表创新的光学和无线网络, NTT为网络和信息处理基础设施提出的概念. 自2021年1月起, IP输液是IOWN全球论坛(成立于2020年1月)的普通会员, 一个由支持IOWN愿景的公司和组织推动的国际论坛.
http://www.rd.ntt/e/iown

² 全光子网络(APN):
一个基于光子技术的创新网络，其架构由IOWN全球论坛公开开发. IOWN全球论坛正在开发APN，以便根据需要在任何位置之间提供直接的光波长路径，以实现IOWN的用例.
http://iowngf.org/wp-content/uploads/formidable/21/IOWN-GF-RD-Open_APN_Functional_Architecture-2.0.pdf

³ IOWN全球论坛:
一个新的行业论坛，促进实现由全光子网络组成的新型通信基础设施, 包括硅光子学, 边缘计算, 而无线分布式计算通过新技术的发展, 框架, 技术规格, 参考设计，以满足未来时代的数据和信息处理需求.
http://iowngf.org/

⁴ OpenROADM MSA:
OpenROADM多源协议(MSA)是运营商和供应商之间的合作成果，旨在创建和促进开放的开源网络, 分解, 而高效灵活的光网络生态系统, 可伸缩的, 以及支持各种服务和应用的全面运行网络.
http://openroadm.org/

⁵ 光电子融合器件:
结合电子和光学技术以提高小型化性能的设备, economy, 速度快，功耗低.
http://www.ntt-review.jp/archive/ntttechnical.php?contents=ntr202401fa9_s.html

⁶ 电讯基建项目:
TIP是一个协作的电信社区. 2016年2月推出, TIP最初的目标是加快电信行业的创新步伐.
http://telecominfraproject.com

⁷ OpenLab@UT达拉斯:
该组织由德克萨斯大学达拉斯分校建立，为光网络和系统互操作性提供开放的研究环境.
http://labs.utdallas.edu/openlab/

使用以下技术实现了DCX演示.

1. 远程光连接与OpenROADM/OpenZR+收发器

部署在远程位置的收发器使用OpenROADM MSA和OpenZR+ MSA定义的两种标准化400Gbps信号格式⁸. 演示设置确认了来自多个供应商的收发器可以通过由多个供应商组成的OpenROADM网络互连, 从生态系统的角度展示IOWN架构的灵活性.

OpenROADM格式的400Gbps连接, 采用IOWN GF和OpenROADM MSA中定义的光远程连接架构, 在没有任何电终端的情况下，光监控通道覆盖在传输到远端的数据信号上. 富士通和NEC的系统和收发器支持这种多供应商配置.

对于OpenZR+格式的400gbps连接，小尺寸收发器称为QSFP-DD⁹, 哪些与数据中心设备兼容, 在Ciena和Molex产品之间是相互关联的吗. 这些收发器具有较高的光输出信号电平, 适合传输光信号到较远的位置. Ciena和NTT是开放标准化的领导者，Ciena实施的模块支持OpenZR+ MSA等开放论坛中定义的14种传输模式, OpenROADM MSA, 和ITU-T, 允许根据要求选择最佳传输模式. Molex的400Gbps收发器, 由IOWN的光电子融合设备提供动力, 实现业界领先的+ 6dbm信号光输出. 端到端通信质量通过安立400Gbps以太网测试仪和两个QSFP-DD端口进行验证, 安装在线路终端.

2. 传输链路表征和自动光波长路径优化

传统上，分析传输链路的质量需要专门的设备. However, IOWN的光电子会聚装置可以捕获光传输链路中存在的各种噪声和信号畸变作为接收器数据. 将先进的信号处理技术应用于捕获的光学波形数据，可以使用配备光电子设备的收发器详细检查传输链路状态, 不需要专门的设备. 展会动态展示数字纵向监测(DLM), 哪一个可以可视化信号光通过光传输路径传播的功率级跃迁, 其中包括多个光纤和放大器. 另外, 它展示了基于传输链路特性分析和建议最佳光学设备配置的技术. 通过自动光波长路径设计技术引入和自动化操作，可以根据客户的环境和使用模式在数据中心之间灵活地提供光波长路径. 传输链路表征和路径优化方面的这些进步使得即使使用相同的传输设备，也可以提高光波长路径配置的效率和质量.

传输链路表征技术在富士通的800Gbps传输系统上实现，并应用于使用VIAVI的多端口光放大器和光纤放大器构建的多级传输线 OFS美国的低损耗光纤. 此外，还计划在展览场外利用OFCnet搭建的现场试验台网络进行多厂商800gb传输演示.

3. 远程控制代理

对远程部署的光模块进行远程监控是必要的. 远程控制代理, 在Kubernetes上作为容器运行的软件，通常用于数据中心, 支持远程操作，而不会对数据中心设施施加任何特殊负载. 该演示使用NEC的开放式800Gbps传输系统以及开放式NOS(网络操作系统)和开放式光放大器系统. 使用的NEC的开放式扩音器符合TIP的开放式光学 & 分组传输(OOPT)¹⁰ Phoenix¹¹，由NTT实验室和NTT Com的贡献开发. 监控系统采用NTT COMWARE提供的成熟的网络监控软件, 增强与数据中心系统的亲和性，将远程监控功能无缝集成到数据中心的正常运行中.

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