光マトリクススイッチで実現、未来の自動化・コスト削減
高まるトラフィック量、複雑化するルーティング、そして人為的なミスによるリスク。これらは、放送・電力業界のネットワーク運用担当者が日々直面する課題ではないでしょうか。本記事では、これらの課題を根本から解決するソリューションとして、H+S Polatis社製の光マトリクススイッチに焦点を当てます。競合にはない独自の技術と、それがもたらす驚くべき効果を、専門的な視点から分かりやすくご紹介します。
図1: OEO方式とOOO方式の信号処理フロー比較
この図は、OEO方式が光・電気の相互変換を伴うのに対し、OOO方式は光信号をそのまま物理的に切り替える原理を示しています。
1.将来的に必要になってくる光ネットワークの最新トレンド
光ネットワークは、今後ますます多様なトラフィックに対応する柔軟性と、障害発生時の迅速な復旧能力が求められてます。特に、放送分野での8Kや12G-SDIなど大容量映像のIP伝送、電力分野での分散型電源（太陽光発電など）やスマートメーターのデータ収集・制御といったアプリケーションでは、光信号のルーティングを自動化・遠隔制御できる光マトリクススイッチが不可欠となります。これにより、手作業による接続ミスをなくし、ネットワークの信頼性を飛躍的に向上させることができます。
1-1. 放送業界：IP化と8K映像伝送の課題解決
放送局のスタジオでは、SDIからIPへの移行が加速しており、映像、音声、データを一つのネットワーク上で扱う必要に迫られています。従来の物理的なパッチ盤では、多岐にわたる接続の管理が煩雑であり、ルーティング変更に膨大な時間と手間がかかっていました。光マトリクススイッチを導入することで、ソフトウェア上での迅速な経路変更が可能となり、制作現場の効率化と柔軟な運用を実現します。
図2: 放送業界におけるMoIPとリモートプロダクションのワークフロー
この図は、リモートプロダクションにおいて、現場から放送局への映像伝送に光マトリクススイッチが活用される様子を示しています。
1-2. 電力業界：スマートグリッド構築とネットワークの冗長化
電力インフラのデジタル化に伴い、スマートグリッドでは、発電所から各家庭に至るまで、膨大なデータをリアルタイムで収集・分析する必要があります。光マトリクススイッチは、ネットワークの冗長化にも貢献します。万が一、メインの光ファイバー経路に障害が発生しても、光マトリクススイッチが自動的にバックアップ経路に切り替えることで、電力供給の安定性を確保し、通信インフラの信頼性を高めます。
2. H+S Polatis社の技術的優位性：唯一無二の「DirectLight」
H+S Polatis社は、光マトリクススイッチ市場において、独自の「DirectLight」技術を駆使し、競合他社にはない圧倒的な優位性を確立しています。多くの競合製品がMEMS（Micro-Electro-Mechanical System）技術を用いて、微小なミラーの集合体で光を反射させるのに対し、Polatis社の技術は光を直接、物理的にスイッチングします。この根本的な違いが、比類ない性能と信頼性を生み出しています。
- 低挿入損失（Low Insertion Loss）: DirectLight技術は、光の経路に余計な反射や減衰をほとんど生じさせません。これにより、挿入損失が極めて低く、長距離伝送や複雑なネットワーク構成においても、信号品質を高いレベルで維持できます。
- 低偏波依存性損失（Low PDL）: 光ファイバー内の偏光状態に左右されないため、どのような環境でも安定した伝送性能を発揮します。これは、高精細な映像信号や高周波のRF信号など、信号品質に敏感なアプリケーションで特に重要となります。
- 優れた信頼性と堅牢性: MEMSのような微細な可動部品を持たないため、振動や衝撃に対する耐性が高く、長期間にわたる安定稼働を実現します。
図3: DirectLight技術の原理と他方式との比較
この図は、DirectLight技術が他の技術と比較して、いかに優位であるかを示しています。
3. H+S Polatis製品が実現する具体的な導入効果
H+S Polatis社の光マトリクススイッチの導入は、単なる機器の置き換えに留まらず、運用コストの削減、作業時間の短縮、そしてネットワークの信頼性向上といった多岐にわたる効果をもたらします。
3-1. 運用コストの劇的な削減
手動でのパッチング作業や、OEO方式に必要だった高価な光電変換モジュールが不要になることで、大幅なコスト削減が期待できます。実際に、H+S Polatis社の導入事例では、年間で400万円以上のコスト削減を実現したケースも報告されており、これは運用担当者の人件費や機材費用を考慮すると、極めて大きなメリットとなります。
図4: 光マトリクススイッチ導入前後の年間コスト比較
このグラフは、導入によって年間で大幅なコスト削減が実現されることを示しています。
3-2. 作業時間の短縮と生産性の向上
リモートでの光パス設定が可能になることで、現場での物理的な作業が不要になり、作業時間を大幅に短縮できます。これにより、エンジニアはルーティング変更作業から解放され、より価値の高い業務（例えば、ネットワークの最適化や新しいサービスの開発など）に集中することが可能になります。これは、コスト削減だけでなく、企業全体の生産性向上に直結します。
3-3.MTBF（平均故障間隔）について
製品の信頼性を示すMTBFは、非常に長い期間となっており、モデルのポート構成によって異なります。
- 64×64 モデル: 49年
- 96×96 モデル: 38年
- 192×192 モデル: 21年
4. 競合製品と徹底比較：H+S Polatisが選ばれる理由
4-1. OEO方式スイッチとの「遅延」「プロトコル依存性」の比較
H+S Polatis社の光マトリクススイッチは、光のまま信号を処理する全光（OOO）方式を採用しており、光信号を電気に変換するOEO方式とは根本的に異なります。OEO方式は、変換プロセスで必ず遅延が発生するため、リアルタイム性が求められる放送や電力といった分野には不向きです。また、電気的に信号を扱うため、特定のデータレートやプロトコルにしか対応できないという制約があり、将来的なネットワークの高速化や規格変更に柔軟に対応できません。
これに対し、Polatis社のOOO方式は、信号を透過的に扱うため、SDIやIPなどプロトコルを問わず、また1GbEから400Gbps以上の高速伝送まで対応します。これは、未来のネットワークを見据えた投資として、長期的なコスト削減と拡張性の確保に貢献します。
図5: OOO方式とOEO方式、および競合OOO方式の比較表
この表は、H+S Polatis社の技術が、他の光スイッチング技術と比較して、いかに優れた信頼性とパフォーマンスを誇るかを示しています。
4-2. 他社OOO方式との「安定性」「信頼性」の比較
全光（OOO）方式のスイッチは、H+S Polatis社以外にも存在します。例えば、MEMS（微小電気機械システム）方式や、メカニカル方式の製品が市場にあります。これらの方式と比較したPolatis社の最大の強みは、独自技術「DirectLight」に裏打ちされた、運用上の「安定性」と「信頼性」です。Polatis社製品は、光路の変動が非常に小さく、信号の品質が安定していることが証明されています。
一方で、一部の他社製品では、わずかな光路の漏洩や、外部環境による性能の変動が課題となるケースも報告されています。H+S Polatis社が選ばれる真の理由は、単に超低遅延やプロトコル非依存性といったOOO方式の一般的なメリットだけでなく、ミッションクリティカルな環境で求められる極めて高い信頼性を、独自の技術で一貫して提供できる点にあります。
5. よくある質問 (Q&A)
Q1: H+S Polatis社の光マトリクススイッチは、どのような環境で活用できますか？
A1: 放送業界のスタジオ内ネットワーク、データセンター間接続、電力会社のスマートグリッド、防衛やセキュリティ関連のインフラなど、高速・大容量の光通信が求められるあらゆる分野で活用可能です。
Q2: OOO方式とOEO方式の主な違いは何ですか？
A2: OEO方式は光信号を電気信号に変換してスイッチングするため、遅延が発生し、プロトコル依存性があります。一方、OOO方式は光信号を直接スイッチングするため、遅延がほとんどなく、プロトコルに依存しない透過性を持ちます。
Q3: DirectLight技術は、従来のMEMS技術と比較してどのような利点がありますか？
A3: DirectLight技術は、機械的なミラーの代わりにピエゾアクチュエータを使用するため、可動部が少なく、より高い信頼性と耐久性を実現します。また、挿入損失が極めて低く、信号劣化が少ないため、長距離伝送にも適しています。
Q4. Polatisスイッチの耐震性はどのような対策がありますか？
A4: Polatisスイッチは、厳格な耐震試験である「GR-63 試験」に合格済みです。
本スイッチは、10年以上にわたり日本国内で利用されており、IOWNにおける重要なネットワーク拠点にも導入されております。