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超長距離DCI：コヒーレント光技術が2,600kmの伝送を可能にする仕組み
クラウドコンピューティング、AIワークロード、分散ストレージの規模がさらに拡大する中、DCIサービスへの需要も新たな高みへと達しています。データセンターのネットワーク設計者は、数千キロメートルに及ぶ極めて長い距離を越えて通信を可能にするソリューションを求めていますが、その際、高コストな電子式リジェネレーション（OEO）を多数配置する必要がないことが求められています。こうした課題に対して、コヒーレント光技術が果たす役割がまさにここにあります。 シノテレコムテクノロジー有限公司 200G伝送を2,600kmにわたり実証済みであり、これは理論ではなく、実環境での運用実績です。
長距離伝送がこれほど困難な理由とは？
数百〜数千キロメートルに及ぶ光ファイバーを介した信号伝送には、さまざまな物理的課題が伴います。信号が数百〜数千キロメートルに及ぶ光ファイバーを通過する際には、CD（波長分散）、PMD（偏波モード分散）、および全体のOSNR（光信号対雑音比）の劣化など、複数の信号劣化要因が生じます。IM-DD（強度変調・直接検出）方式のトランシーバーは、基本的に何らかの信号レベルを識別しようとするものであり、分散や雑音に対処するための機能を本質的に備えていません。
従来は、信号再生のためにOEO（光→電気→光）変換に依存することが多くありました。この手法はスループットの観点では有効であることが実証されていますが、遅延や消費電力の増加というオーバーヘッドに加え、特定のルーター・システムへの実装に際して複雑さを伴います。これに対し、2,600 kmの伝送路ではIM-DD方式で35台の光リジェネレーターが必要となり、現実的な解決策とはなり得ません。
長距離伝送を支える一貫した技術――中国電信の成功事例
コヒーレント光通信は、光信号の強度に加えて位相も検出する、より高度な伝送技術です。通常、この技術では二重偏波多重化（Dual Polarization Multiplexing）とDSP（デジタル信号処理）アルゴリズムを併用します。一方、直接検出方式（Direct Detection）は光信号の強度のみを測定するのに対し、コヒーレント検出方式では、入射光信号と混信させるためのローカル発振レーザー（Local Oscillator Laser）を追加する必要があります。これにより、信号の強度に加え、位相および偏波状態も検出可能になります。当社シノ・テレコムは、常に長距離データ伝送の実現に向けた取り組みを推進してきました。その一環として、最近実施した注目すべきプロジェクトでは、低減衰特性を備えた最先端のG.654E光ファイバーと、強力なEDFA光増幅器群を活用しています。これらのEDFAは、信号を所定のレベルまで増幅します。しかし、本ソリューションの核となるのは、CD（群速度分散）、PMD（偏波モード分散）、周波数シフトをリアルタイムでデジタル補償可能なDSPエンジンです。このデジタル補償により、従来必要だった多数のインライン分散補償モジュールが不要となり、また光増幅器間の間隔を大幅に延長できます。その結果、長距離伝送が経済的に実現可能となり、当社のG.654E光ファイバーによるプロジェクトでもその効果が実証されています。
200Gで2,600km以上 — 実際の導入事例
中国電信の革新性は、本試験プロジェクトを通じて示されています。当社は、長距離伝送向けにオープン光ネットワークのモデルを構築することを目指し、G.654E光ファイバーとEDFA増幅器を活用して信号利得を向上させ、十分な伝送性能を実現しました。本プロジェクトでは、G.654Eファイバー上で200Gシステムを構築・試験し、電気的リジェネレーションを一切用いずに、単一波長信号を2,600kmにわたり伝送することに成功しました。その際の光中継スパン数はわずか35区間です。これはOEOリジェネレーション技術と比較して飛躍的な進歩であり、大陸横断型データセンター間接続においても大きな前進を意味します。
400Gで1,000km達成、そして次なるステップ
高速（400G以上）を長距離で実現することは、場合によってはより複雑になることがあります。これは、より高い伝送速度が通常、より高いシンボルレートまたは変調方式を意味し、それによりOSNR劣化がさらに増大するためです。同一の試験シナリオにおいて、中国電信（Sino-Telecom）は、G.654Eファイバー上で1,000kmの伝送距離を達成する400G単一波長システムを試験・実証しました。この際、光中継区間はわずか15区間であり（電気的再生成は一切使用していません）。伝送容量が増加すると、伝送路に生じる各種劣化の影響により、伝送可能距離は短縮されます。今後は、強化された前方誤り訂正（FEC）や確率的コンスタレーションシェーピングを備えたデジタル信号処理（DSP）アルゴリズムの進展、および200Gbaudという超高速ボーレートの実現により、400Gだけでなく、将来的には800G、さらには1.6Tの超長距離DCIネットワークにおける伝送距離もさらに延長されていくでしょう。
長距離ルートの計画：設置場所の選定とマージン設計
超長距離伝送の導入 DCI リンクの構築は単なる「プラグアンドプレイ」では済みません。綿密な計画が不可欠です。光ファイバーの種類は、設置現場における重要な検討事項です。本件ではG.654Eを採用することで非常に低い損失を実現できますが、従来のG.652を用いた同一回線では、分散管理システムの導入を前提とした設計が必要になります。また、光増幅器の設置場所およびその密度も、慎重に算出しなければなりません。信号電力を高めることと、不要なノイズを増加させることとのバランスを取る必要があります。マージン設計も同様に極めて重要です。伝送品質（QoT）を解析するモデルには、コネクタ損失や増幅器の利得ばらつき、ファイバー種別の違いなど、不確定要素への対応として余裕マージンを含める必要があります。さらに高度なネットワークでは、一部の事業者が機械学習モデルを活用し、蓄積されたデータに基づいて段階的にこれらのマージンを縮小しています。
試験から本番運用へ：事業者が知っておくべきこと
モデルの検証が完了し、量産導入の準備が整ったら、運用担当者は以下の手順を実施する必要があります。すべての動作条件下で光増幅器を含む光伝送路システム全体の厳格な試験を行い、特性評価を徹底します。SNMPやNETCONFなどのオープンネットワークインターフェースを導入するとともに、B/Sアーキテクチャを採用した堅牢なネットワーク管理システム（NMS）を構築し、サードパーティ製統合ネットワーク管理システムとのシームレスな連携および動的プロビジョニングを実現します。段階的な展開計画を立て、まず暗光ファイバー1ペアから開始して試験・監視を行い、その後ネットワークを段階的に拡張します。光チャネル（OCH）保護など、光ファイバー切断時に高速フェイルオーバーを提供する堅牢な保護機構を確実に導入します。これらの対策を講じることで、超長距離DCIは概念実証（PoC）から本番導入までスムーズに移行できます。
結論
これまでに10万台を超える装置を世界中へ出荷してきた、グローバルにリードするDCIソリューションプロバイダーとして、 シノテレコム社による成功裏のデモンストレーション 2,600 kmで200G、1,000 kmで400Gという伝送性能——超低損失G.654E光ファイバー、EDFA増幅器、先進的なコヒーレント光学技術を活用——は、光ネットワーキング分野における目覚ましい進展を示しています。OEO再生を必要としない超長距離DCI（データセンター間接続）が実現したことで、データセンターを広範囲にわたって相互接続できるようになり、真に分散型のクラウド展開や大規模な人工知能（AI）処理ニーズへの対応が可能になりました。当社の包括的なコヒーレント光伝送ソリューション群——超コンパクトな2UサイズのSTN6800-D16-2Uプラットフォーム（最大12.8Tの超大容量伝送を実現）をはじめとする強力なDCIソリューションから、多様な光トランシーバまで——を用いて、中国通信（Sino-Telecom）はお客様の超長距離DCIネットワーク構築を全面的にサポートいたします。 お問い合わせ 本日すぐにお問い合わせください。超長距離DCIネットワークに関するご要望や、お見積り・詳細仕様のご確認、および2,600km伝送実証を含む導入事例の閲覧が可能です。これにより、これまで以上に広範囲にわたるネットワーク拡張を実現できます。