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Solution

U2Net：ユビキタス・ウルトラブロードバンド・ネット

ワーク・アーキテクチャー

～IP動画・クラウド・アプリケーションに対応

LTE向け次世代モバイル・ベアラ・ネットワークを構築～

U2Net (ubiquitous ultra-broadband network architecture)は、通信事業者がモバイル・ベアラ・ネットワークを構築する際のエンド・ツー エンド ソリューションです。･ファーウェイは、急激に進化するインターネット・サービスに対応し、 IP 動画およびクラウド・サービス向けインフラ「ウルトラブロードバンド・ネットワーク」の早期実現に貢献いたします。

2011 年、北米の固定ブロードバンド・ユーザーの平均ダウンロード量は 23GB を上回り、複合成長率は 20%を上回っています。同年の欧州では 40GB となり、複合成長率は 25%を上回っています。Google、Facebook、YouTube、Amazon など、インターネットのサービスは、絶えず人々の暮らし方や仕事の進め方を変えてきました。クラウド・コンピューティングが広範囲で活用されるにつれ、さらに大きく変化することは必須です。通信事業者はウルトラブロードバンド・ネットワークの提供を期待され、ユーザーとクラウドを結ぶ「パイプ」として 100Mbps 以上の固定アクセスと 75Mbps以上のモバイル・アクセスが求められるでしょう。

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既存アクセス・ネットワークの通信速度を上げることで

新規敷設コストを省く

アクセス・ネットワークの「ラストワンマイル」の拡張が非常に難しいという事実は、ブロードバンド・ネットワーク展開の歴史を見ても明らかです。ネットワークがユーザーに近いほど、サイトの設置や回線の敷設環境は複雑になります。また、アクセス・ネットワークのラストワンマイルには既設の銅線や同軸ケーブルなどが大量に敷設されていることもあり、このすべてを一夜で光ファイバーに置き換えることはできません。既設のリソースは、通信事業者の貴重な財産であることは言うまでもありません。このため、銅線や同軸ケーブルといった従来のリソース上で光ファイバーと遜色ない高帯域幅を提供することが往々にして通信事業者にとって最適なソリューションとなります。

ファーウェイ「U2Net」では Vectoring 技術を採用することで既存の銅線の帯域幅を拡張し、より安定した速度を提供します。さらに、同梱線の内部クロストーク状況を測定し、トランシーバー技術を用いてクロストークを回避し、VDSL2 速度を 100m 以内で 100Mbps まで向上させます。また、シングルペアまたは複数ペアのバンドル適用が可能で、シングルペアの固定アクセスまたは複数ペア・バンドルの企業専用線および基地局サイトまでのラストワンマイルにおいて、ブロードバンド・サービス提供コストを大幅削減を図ることができます。

同軸ケーブルについては、U2Net では HFC+DPoE/EoC などの体系を採用します。DOCSIS3.0 の定義に基づくマルチチャネル・ボンディング技術により、4 つの 6MHz

2023-5-18 华为保密信息,未经授权禁止扩散 第 2页, 共 8页

文档名称 文档密级（欧州は 8MHz）チャネルに対するボンディングを許可し、下り 100Mbps を超える帯域幅のアクセスを実現します。一方でコストを長期的に考えると、新築のビルや新規にネットワークを構築するエリアに関しては、光ファイバーを直接引き込むことが効率的です。

GPON 技術は、現状、非常に成熟しており、次世代の 10G GPON ネットワークの展開を支えています。通信事業者は、GPON と 10G GPON を併用することで、下り 10Gbps 上り 2.5Gbps を提供できます。さらに、サイト数を最小限に抑えるために、U2Net は SingleFAN（Fixed Access Network：http://www.huawei.com/en/solutions/broader-smarter/hw-001624.htm ） ソリューションを採用いたします。SingleFAN は、アクセス・ネットワークの大容量化、基地局サイトの省スペース化を実現するため、大容量バックプレーンを採用し、かつカードを追加装備することにより異なるアクセス方式の組み合わせを実現します。

同時に、SingleFAN は、ネットワークのアップグレードにも備えます。例えば、OLT（Optical Line Terminal）プラットフォームが PON から 10G PON、さらに 40G PONへの展開をサポートします。ODN（Optical Distribution Network）基礎ネットワークは変化せず、MXU（Multi-dwelling Unit）に新しいサービス基板を追加するだけで、通信事業者は VDSL2 から Vectoringへ、将来の G.Fastへのスムーズな展開を実現できるのです。

もちろん、シームレスかつユビキタスなモバイル・アクセスは、固定アクセスと切り離せません。固定アクセスはモバイル・ネットワークの基盤です。無線基地局において Hetnet（Heteroteneous network）のバックホール ネットワークは、光ファイ･バーや銅線、マイクロ波など、どの媒体にも対応することが必須です。

また、LTE、LTE-A などの無線ネットワークが進化するなか、各マクロ基地局サイトにおいて、ミクロ・バックホール・ノードに要求される帯域幅は、少なくとも 1Gbps 以上です。光ファイバーをベースとする IP バックホールや GPON、マルチペア銅線をバンドルした SuperMIMO および G.fast、マイクロ波の IP フレームヘッダー圧縮、E-band などの技術を含め、ギガビット級のリターン需要を満たせるものとします。同時に、無線技術のクロックに対する要求のため、バックホールは同期イーサネット、1588v2、1588 の ACR など、各種のクロック同期技術を備えているべきです。

つまり、アクセス・ネットワーク側の U2Net は、どのような媒体を通しても 100Mbps ブロードバンド・アクセスを提供し、既存のアクセス・リソースおよび基地局サイトのトポロジーを変更しない前提において、アクセス・ネットワークの速度向上コストを大幅に低下させるのです。

WDMをメトロ・エリア・ネットワークに採用

アクセス・ネットワークの帯域幅を拡大するには、メトロ・エリア・ネットワークの容量を拡大することが必要です。ここ数年来、溢れかえるインターネット OTT（Over-the-Top）トラフィックも、通信データの容量が日に日にネットワークを逼迫する原因となっています。長時間接続や帯域を大幅に使う「IPTV」や「OTT」の動画サー

2023-5-18 华为保密信息,未经授权禁止扩散 第 3页, 共 8页

文档名称 文档密级ビスなどは大量のメトロ・エリア通信リソースを占拠し、メトロ・エリアの収斂比は 10:1 から 2:1 に低下します。

また、サービス側のサーバー能力が向上するにつれて、OTT 動画サービスの主流技術は P2P から HTTP に遷移しつつあります。HTTP ベースのアダプティブ・ストリーミングがメトロ・エリアのデータ通信容量を逼迫し、消耗をより加速させてしまいます。

こうなると、ポートおよびトラフィックの統合を主な機能とするメトロ・エリア統合ネットワークはますます扁平になり、大量にアクセスし BNGs（Broadband Network Gateways）への直接リンクがますます増えてきます。つまり、メトロ・エリアの光ファイバーの本数と通信容量に対してよりハイレベルの要求が突きつけられるということです。

メトロ・エリアの光ファイバーの数を拡張する方法は 2 つあります。1 つは光ファイバーの本数を物理的に増やすこと、もう 1 つはメトロ・エリアに

WDM（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重）システムを導入することです。実際に構成する段階では、前者は施工の難易度が高く拡張性も劣るため採用されません。後者は大量のサービス基板の使用および多重化、逆多重化が必要です。また光信号雑音比（Optical Signal-to-Noise Ratio: OSNR）の計算、波長分散モジュールおよび増幅器の選択設定、波長計画などのシステム設定が複雑で、コストが高く配置が困難です。

しかし、OTN（Optical-channel Payload Unit）および PID（Process ID）技術の成熟により、WDM は簡単に展開可能となり、コストの大幅削減も図ることができます。PID 技術は送受信および対応する多重化および逆多重化機能を統合したものです。PID技術の採用後、それまで十数枚あった基板が 1枚の PID に集約されます。従来の「サービス回路板」、「多重化および逆多重化用基板」、「波長分散モジュール」、「近距離増幅器」、「監視制御基板」を組み合わせたネットワーク構成が 1枚の PID 回路板を配置するだけで済み、WDM の構造とネットワーク構成が大幅に簡略化されるのです。

このほか、PID の構成は SDH（Synchronous Digital Hierarchy）のようにトリビュータリー・カード、クロスコネクト・カードおよび回路板の 3 つしか部品がありません。同時に、PID のネットワーク構成も SDH とほぼ同じで、距離の違いに応じて異なる規格の PID 基板を選ぶだけでよく、従来の WDM 信号雑音比計算、磁気漏れ補償、波長計画といった作業が必要ありません。また、PID パイプは SDH パイプと同様、単一ポートで任意のサービスを目的地に呼び出すことができます。こうして、 SDH のオペレーターは開局および PID システムのメンテナンスをするだけで済みます。ここから、U2Net が OTN+PID 技術の採用によりメトロ・エリア波長分割の構成コストを大幅に低下させ、波長分割をメトロ・エリアに進出させる際の構成を真に簡略化することが分かります。

現在、ファーウェイの WDM は都市部において有用性が広く認められており、すでに 200 以上の都市で 300 以上の OTN ネットワークが構成されています。

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高品質で高効率なサービスを保証するために

IP 動画サービスの QoS はベスト・エフォートで提供されていました。動画リソースがメトロ・エリアの BNG 近くに配置されている場合、BNG からエンド・ユーザー端末までのネットワークで動画の QoS を保証しなければならないこともあるでしょう。現状では、快適なユーザー・エクスペリエンスを保証した上で高精細 OTT 動画を提供するためには、CDN（Contents Delivery Network）、またはメトロ・エリア・ネットワークにキャッシュを構成することが、現状では最善策でしょう。CDN およびキャッシュは OTTホットスポットに動画を保存すると同時に、ユーザーがクリックした動画を記録することができ、ユーザーがどのようにサービスを利用しているか、正確に分析することができます。

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サービス・プロバイダーは、サービスの融合につれ、ユーザーの一括管理をしやすくするため、BNG側でサービスのゲートウェイも向きを統一します。同時に、 IPv4アドレスの枯渇に伴い、ますます多くの通信事業者が既存ネットワークへの IPv6導入を考慮しています。将来の BNG は SR、BRAS、DPI、CGN など多種サービスのゲートウェイ能力を備え、IPv6へのスムーズな展開をサポートします。ブロードバンド・アクセス・サーバー（broadband remote access server：BRAS：ビー・ラス）に CGN 基板を統合し、U2Net は、会社や自宅のネットワークでプライベートアドレスを使い、そこからグローバルアドレスを使ってインターネットにアクセスする 大規模 NAT（Network Address Translation）の構成簡略化を実現するだけでなく、CGN 基板の交換を通じて CGN から DS-Lite（Dual-stack lite）、さらには純 IPv6 ネットワーク構成へのスムーズな展開ができます。

上方の BNG層はバックボーンネットワークを保有し、大きく 3種類のトラフィックに対応します。IGWへのアクセス・トラフィック、CDNへの OTT トラフィック、およびサーバーへのクラウド・サービス・トラフィックです。CDN が展開されれば、大部分の OTT トラフィックはメトロ・エリアに集約されます。その結果、バックボーン・ネットワークのトラフィックの逼迫状態が緩和されます。IGWへのトラフィック量は予測可能なので、バックボーン・ネットワークに対する負担は比較的容易にコントロールできるでしょう。さらに、エンド・ユーザーの端末からクラウド・サーバーまで、またクラウド・サーバー相互間では伝送遅延やジッターを極力減らすことが求められます。バックボーン・ネットワークでは、これに対するソリューションが重要です。

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バックボーン・ネットワークがフラットになるにつれ、アクセス・ネットワークはアクセス容量を拡張して提供する必要が生まれます。一方で、ネットワーク・センターは、高効率な転送能力を提供しなければなりません。U2Net は 100GE インターフェイスのルーターと 40/80波×100Gbps の OTN のネットワーク構成をサポートすることで、100GE の長距離伝送を実現します。

ファーウェイ U2Net は、IP 動画およびクラウドに向けた次世代ネットワークとして、通信事業者がクラウド時代のより高品質かつ高効率、大容量のパイプを構築し、ユビキタス・ウルトラ・ブロードバンドの実現をサポートします。

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