大規模データセンタでのビッグデータの瞬時転送に期待

　NICTネットワークシステム研究所は10月2日、光ファイバで伝送されたパケット信号の経路を切り替える光交換技術において、従来の世界記録を4倍以上更新し、53.3Tbpsの光パケット信号のスイッチング実験に成功したことを発表した。
　この実験では、次世代光ファイバ技術である大容量マルチコア光ファイバに接続可能な高速並列光スイッチシステムを開発し、各コアの光信号の一括切替えに成功した。1回の経路切替えに要する時間は80ナノ秒と高速で、1秒間に390万回以上のスイッチングを達成したという。
　今回の実験成功により、光スイッチシステムが大規模データセンタなどのビッグデータが流通するネットワークのスイッチとして適応可能であることが示された。次世代光ファイバと光スイッチシステムを利用すると、ネットワーク装置の設置スペースの大幅な縮小や消費電力の低減が可能となる。
　なお、この論文は、第43回欧州光通信国際会議（ECOC2017）にて非常に高い評価を得て、最優秀ホットトピック論文（Post Deadline Paper）として採択された。

背景

　ネットワークを流れる情報量が世界規模で急増し、従来の光ファイバを更に増設する方法では、将来の通信需要にこたえられなくなることが見込まれる。そこで、NICTは産学と連携し、1本の光ファイバに7個から36個の光通信路（コア）を収めたマルチコア光ファイバを開発し、伝送容量の世界記録を更新してきた。
　さらに、マルチコア光ファイバで構成された網状の通信路を伝わる情報の経路を自在に設定し、瞬時に変更する交換機能を実現するため、光スイッチシステムの研究開発を進めてきた。

今回の成果

　今回NICTは、新たに高速並列光スイッチシステムを開発した（図1）。この光スイッチシステムとこれまで開発したマルチコア光ファイバを接続し、毎秒53.3テラビットの7コア多重光パケット信号のスイッチング実験に成功しました（図2）。この速度は従来の世界記録を4倍以上更新し、1秒間に非圧縮8K映像370チャネル相当の光信号に対応可能なものだ。
このスイッチシステムは、以下の要素技術から構成される。

• 小型で繰り返し高速切替えを行う新型並列光スイッチ
  （NICT委託研究「大規模フラットネットワーク基盤技術の研究開発」の成果の一部を利用）
• 光パケット信号の宛先に応じ、複数の新型並列光スイッチを同時に駆動させるスイッチコントローラ

　このスイッチシステムは、わずか80ナノ秒の時間で7コア多重光パケット信号の宛先を判断し、一括で同じ経路に切り替えることができる。例えば、通信幹線における無瞬断の経路変更や大規模データセンタにおけるビッグデータの瞬時転送等が可能となる。また、マルチコア光ファイバとこのスイッチシステムを利用することで、データセンタのネットワーク装置の設置スペースの大幅な縮小や消費電力の低減が可能だ。