2025年AIデータセンターとCubro TAP:400G時代の「パケットロスゼロ」可視化戦略
2025年、データセンター業界は、AI導入の本格化と400G/800Gへのネットワーク移行という、二つの大きな技術的変革の波に直面しています 1。これらの超高速・大容量トラフィックは、従来のSPAN(ポートミラーリング)による監視手法の限界を露呈させています 4。パフォーマンスのボトルネック、セキュリティの死角、そして高価なGPUリソースの非効率化は、すべて「不完全な可視性」に起因します。
なぜ従来の手法では不十分なのでしょうか。そして、なぜCubro社の「Optical TAP(オプティカルタップ)」が、2025年以降のデータセンターにおいて「パケットロスゼロ」の可視性を確保するための「必須の基盤」と断言できるのでしょうか 4。
本記事では、データセンターの専門家である皆様に対し、2025年以降の予測トレンドを紐解きながら、Cubro Optical TAPが皆様の深刻な課題を解決する具体的なユースケースと、その技術的優位性を徹底的に解説します。
1: 2025年データセンターのパラダイムシフト:AIと400G/800G化が突きつける可視性の課題
2025年以降のデータセンターインフラは、もはや従来の延長線上にはありません。AIワークロードの台頭と、それを支えるネットワークの超高速化が、可視性に対する要求の「質」を根本的に変えています。
1-1: AIワークロードが要求する「ロスレス・ネットワーキング」の現実
1-1-1: 2025年以降のAIデータセンター・トレンド
2025年以降、AI需要は継続的に勢いを増し、データセンターの設計思想を牽引しています 1。このAI革命の核にあるのはGPU技術の進歩であり、AIモデルのトレーニングは、かつてない規模の計算リソースを必要とします 1。
この結果、ネットワークインフラは急速な高速化を迫られています。市場のトレンドは400Gが主流となり、2025年から2026年にかけては800Gが新たな標準として400Gに取って代わると予測されています 2。ある分析によれば、AIのバックエンドネットワークで使用されるスイッチポートの大半は、2025年に800G、2027年には1.6Tに達する見込みです 3。このAI主導の高速化は、単なる「帯域幅の増加」ではなく、「ネットワークの質」に対する新たな要求を突きつけています。
1-1-2: なぜAI(GPU)はパケットロスを許容できないのか
AI、特に大規模言語モデル(LLM)のトレーニングにおいて、最大の課題は巨額の投資(数百万ドル規模)が投じられたGPUクラスタの利用率をいかに最大化するか、という点にあります 7。AIネットワークは「ロスを嫌う(loss-averse)」よう設計される必要があります 8。
その理由は、わずかなパケットロスやジッター(遅延の揺らぎ)が発生するだけで、GPUへのデータ供給が滞り、GPUが「処理待ち」のアイドル状態に陥るためです 7。このアイドル時間は、「Job Completion Time(JCT:ジョブ完了時間)」の致命的な悪化、すなわち投資対効果の深刻な毀損に直結します 8。
したがって、2025年のAIインフラは、RoCEv2 (RDMA over Converged Ethernet) などのプロトコルを用い、パケットロスを許容しない「ロスレス・ネットワーキング」の実現が絶対命題となっています 7。
1-2: 400G/800Gへの移行が引き起こす新たな「監視の死角」
ネットワークの高速化は、同時に新たな「監視の死角」を生み出します。これは「量」と「質」の二つの側面から発生します。
1-2-1: 高速化に伴う監視インフラのボトルネック
ネットワークの本線を400Gや800Gにアップグレードしても、監視インフラ(監視ツール、プローブ、パケットブローカー)がそのトラフィック量を処理できなければ、可視性は失われます 10。100Gネットワークですら、従来の1G/10G向けに設計された監視ツールでは、バッファオーバーロードによるパケットドロップが容易に発生します 5。
400G環境ではこの問題が指数関数的に悪化し、監視インフラ全体がボトルネックとなります。インフラの高速化は、可視性における「スケーラビリティの崖」を生み出しているのです 11。
1-2-2: 暗号化トラフィック(TLS 1.3)による可視性の低下
量の問題と同時に、暗号化(質の問題)が可視性を奪っています。2025年において、エンタープライズトラフィックの90%以上が暗号化されていると推定されています 12。さらに深刻なのは、サイバー攻撃の85%以上が、検知を逃れるためにこの暗号化チャネルを悪用しているという事実です 14。
特にTLS 1.3の普及は、従来のペイロード検査(DPI)をほぼ無力化し、セキュリティチームを「盲目」の状態に追い込んでいます 12。攻撃者はこの「暗号化された死角」を悪用し、侵入後の横展開(ラテラルムーブメント)を気づかれることなく実行します 15。
2: 既存の監視(SPAN)が限界を迎える理由
多くのデータセンターでは、依然としてスイッチのSPAN(Switched Port Analyzer、ポートミラーリング)機能が監視の主要な手段として利用されています。しかし、2025年の高速かつロスレスを要求される環境において、SPANは技術的な限界を完全に迎えています。
2-1: SPAN(ポートミラーリング)の構造的欠陥
SPAN機能の限界は、その設計思想に起因しています。
2-1-1: オーバーサブスクリプションによるパケットドロップ
第一に、SPANはスイッチの「付随的な(ancillary)」機能であり、スイッチの最優先の責務は常に「本番トラフィックの転送」です 4。SPANでコピーされたトラフィックの転送は、スイッチプロセッサにとって優先度の低いタスクとして扱われます 4。
トラフィックが輻輳(ふくそう)する高負荷時(=最も監視が必要な瞬間)において、スイッチは本番トラフィックを守るために、SPANのコピー・トラフィックを「意図的に」ドロップするよう設計されています 4。例えば、1Gの全二重リンク(理論上最大2Gbps)のトラフィックを、1GのSPANポートに出力するだけで、容易にオーバーサブスクリプション(帯域幅の超過)が発生し、パケットロスが起こります 4。
これが100Gや400Gの全二重リンクとなれば、SPANがパケットロスなしに全トラフィックをコピーすることは物理的に不可能です 5。
2-1-2: エラーパケットのフィルタリングとタイミングの歪み
第二に、SPANはトラブルシューティングに必要な「真実」のデータを歪めてしまいます。SPANポートは、破損したパケット(Errored frames)や不正なパケット(Malformed frames)、例えばCRCエラーなどを持つパケットを、「正常ではない」として破棄(ドロップ)する仕様になっています 4。しかし、ネットワークのパフォーマンス低下を調査する際、これらのエラーパケットこそが根本原因を示す最も重要な証拠となります。
さらに、SPANはコピー・トラフィックを転送する過程で、パケット間のタイミング(フレーム間隔)を変更し、遅延(レイテンシ)を加えてしまいます 4。これにより、AIワークロードや後述するHFT(高頻度取引)で必須となる、正確な遅延やジッターの測定が不可能になります。
表1: Optical TAP vs SPAN(ポートミラーリング)– 高速ネットワークにおける比較
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項目 |
Optical TAP (Cubro) |
SPAN (ポートミラーリング) |
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データ忠実度 |
100%(パケットロスゼロ) 4 |
高負荷時にパケットドロップ [4, 17] |
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100G/400G対応 |
◎(速度非依存) 4 |
×(オーバーサブスクリプション不可避) 5 |
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エラーパケット |
すべて転送 4 |
破棄 4 |
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遅延/タイミング |
影響ゼロ 4 |
歪み・遅延を発生 4 |
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ネットワークへの影響 |
ゼロ(非侵入型) 4 |
スイッチCPU/ASICに負荷 4 |
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セキュリティ |
傍受不可(OSI L1) 4 |
設定ミスで侵入経路になるリスク |
3: Cubro Optical TAPが実現する「パケットロスゼロ」の絶対的基盤
SPANが構造的な限界を抱えるのに対し、Optical TAPは2025年以降のネットワークが要求する「完全な可視性」を、異なる技術的アプローチによって実現します。
3-1: Optical TAPの基本原則:「非侵入型」と「完全なコピー」
3-1-1: 光信号の物理的分岐(Optical Split)とは
Cubro Optical TAPは、光ファイバーリンクに物理的に挿入される、OSI参照モデルのレイヤー1(物理層)デバイスです 4。
その動作原理は非常にシンプルかつ堅牢です。SPANがレイヤー2/3で「ソフトウェア的」にパケットをコピーするのに対し、Optical TAPは内蔵された光スプリッター(プリズムのような光学部品)を用い、流れてきた光信号そのものを「物理的」に分岐(スプリット)させます 4。例えば50/50の比率であれば、光のパワーの50%を本線に、残りの50%を監視用ポートに分岐させます。
この物理的な構造により、スイッチのCPUやASICに一切の負荷をかけることなく、入力された光信号の100%忠実なコピーを、パケットロス「ゼロ」で生成することが絶対的に保証されます。
3-1-2: ネットワーク性能への影響ゼロ(非侵入型)
Cubro Optical TAPの核心的な価値は、「非侵入型(Non-intrusive)」である点にあります。TAPはライブネットワークのトラフィックにいかなる影響も与えません 4。遅延(レイテンシ)やタイミングの変化を一切加えることなく、トラフィックはTAPを通過します 4。
また、監視ポート(Monitor Port)は物理的に一方向(送信のみ)であり、監視ツール側から本番ネットワークへトラフィックを誤って(あるいは意図的に)送信することは不可能です 4。さらに、TAPはIPアドレスを持たず、リモートアクセスもできないため、TAP自体がサイバー攻撃の対象(侵入経路)になることはありません 4。これにより、本番環境の性能とセキュリティを最高レベルで維持したまま、完全な可視性を確保できます。
3-2: リアルタイム可視化と高信頼性
3-2-1: 複数ツールへの同時配信(Monitor Port)
現代のデータセンター運用では、セキュリティ部門(NDRツール)、ネットワーク部門(NPMDツール)、そしてAIOps基盤が、それぞれ独立して生のパケットデータを必要とします。SPANポートは通常、1つの宛先にしかトラフィックを送信できません 26。
Cubro Optical TAPは、分岐・コピーした監視ポート(Monitor Port)を使い、IDS、IPS、パフォーマンス監視ツールなど、複数の解析機器に「同時」に同一のデータを配信できます 4。TAPは、貴重な「パケットの原本」を一度だけ取得し、それを必要とする全てのツールへ公平に分配する「可視化のハブ」として機能します。
3-2-2: 電源不要のフェイルセーフ設計(高信頼性)
CubroのOptical TAPは、一部の特殊モデル(Converter TAPなど)を除き、完全にパッシブ(受動)なデバイスであり、動作に一切の電源を必要としません 4。
「電源が不要」という事実は、運用信頼性において絶大な意味を持ちます。電源ユニットの故障、PDU(電源タップ)の障害、メンテナンス時の人為的ミスなど、アクティブな機器が直面するあらゆるリスクから解放されます 27。Optical TAPは、一度設置すれば、ネットワークリンク自体が物理的に損傷しない限り、半永久的に動作し続ける、最も堅牢な可視化インフラ基盤となるのです 4。
4: 2025年以降の予測:Optical TAP主要ユースケース (セキュリティ)
Cubro Optical TAPが提供する「パケットロスゼロ」のデータは、2025年以降のデータセンター・セキュリティ戦略、特にNDR(ネットワーク検知応答)と暗号化トラフィック分析(ETA)の成否を左右します。
4-1: NDR(ネットワーク検知応答)の精度最大化
4-1-1: なぜNDRは100%のパケットキャプチャを必要とするのか
NDR(Network Detection and Response)ソリューションは、攻撃者がログを消去したり、エンドポイントのエージェント(EDR)を無効化したりした場合でも、ネットワークトラフィックを「不変の真実のソース(immutable source of truth)」として信頼し、脅威を検知します 28。
NDRは機械学習(ML)と振る舞い分析を用い、まず「通常時のネットワーク状態」のベースラインを学習し、そこからの逸脱(異常)を検知します 29。
ここでSPANポートの問題が再浮上します。もし、NDRが学習する「通常」データが、SPANから供給された「高負荷時のパケットがドロップ」され、「エラーパケットが破棄」された不完全なものであったならどうなるでしょうか。NDRが学習するベースラインそのものが歪んでしまい、結果として脅威の検知に失敗します 29。これは、攻撃者の潜伏(Dwell Time)を許す致命的な結果につながります 32。
4-1-2: TAPがNDRツールに「真実」のデータを提供する仕組み
Cubro Optical TAPは、NDRツールに対し「グラウンド・トゥルース(Ground Truth:真実のデータ)」を供給します。つまり、ネットワーク上を流れる100%のパケットを、ドロップも歪みもなく、ありのままの形でNDRに提供します。
これにより、NDRはネットワークの真のベースラインを学習できます。攻撃者がC&C通信や横展開(ラテラルムーブメント)29 のために生成した、わずかな異常パケットや、意図的なエラーパケットも、TAPは取りこぼさずNDRに届けます。Cubro Optical TAPは、NDRソリューションの「目」として機能し、その導入効果を最大化するための必須の前提条件です。
4-2: 暗号化トラフィック(ETA)の脅威分析
4-2-1: 復号なしの分析(ETA)と帯域外(Out-of-Band)復号
2025年、可視性を阻む最大の壁である暗号化 12 に対し、セキュリティ業界は2つのアプローチで対応しています。
- ETA (Encrypted Traffic Analysis): トラフィックを復号せず、TLSハンドシェイク情報(JA3フィンガープリントなど)、セッション長、接続パターンといったメタデータから脅威を推測する手法です 33。
- 帯域外(Out-of-Band)復号: トラフィックのコピーを取得し、専用の復号ソリューションに送り、平文に戻してからNDRやIDSに渡す手法です 15。
重要なのは、どちらのアプローチを採用するにせよ、その大前提として、ライブネットワークから「暗号化トラフィックの完全なコピー」を非侵入型(Out-of-Band)で取得する必要があるという点です。Cubro Optical TAPは、このコピーをパッシブかつ安全に提供する、最も理想的なデバイスです 15。
5: 2025年以降の予測:Optical TAP主要ユースケース (パフォーマンス)
TAPの価値はセキュリティに留まりません。2025年のデータセンターにおける最重要課題である「AIワークロード」と、伝統的な課題である「超低遅延」の領域において、TAPはパフォーマンスを保証するための唯一の測定基盤となります。
5-2: 超低遅延(HFT)およびミッションクリティカルな監視
5-2-1: 金融(高頻度取引)におけるナノ秒単位の遅延監視
HFT(高頻度取引)市場では、ミリ秒(1000分の1秒)やマイクロ秒(100万分の1秒)単位の遅延が、莫大な利益の差を生み出します 41。2025年の最先端のHFTインフラは、ナノ秒(10億分の1秒)単位での遅延削減を競っています 43。
1ナノ秒は光が約30cm進む時間に過ぎません。このレベルの競争において、SPANが引き起こす「処理遅延」や「タイミングの歪み」4 は、もはや「誤差」ではなく「敗北」を意味します。CubroのパッシブOptical TAPは、光信号の物理的分岐以外に遅延要因が一切存在しないため 43、HFT環境における遅延を測定・監視するための唯一の「ゼロ地点(基準点)」を提供します。
5-2-2: サービスプロバイダー(ISP/MSP)のSLA準拠
CubroがVodafone 4 やDeutsche Telekom 4 といった大手サービスプロバイダーに選定されている理由は、SLA(サービス品質保証)の監視にあります。彼らは、STM-64/256, OTN, 1G~400Gイーサネットなど、顧客(銀行や政府機関など)のミッションクリティカルな高速回線の品質を保証する必要があります 24。
SPANはパケットロスやエラーを隠蔽してしまう 4 ため、SLA違反の証拠やトラブルシューティングのヒントを掴むことができません。Cubro Optical TAPは、発生したすべての問題を100%正確に報告します。これにより、サービスプロバイダーはSLA違反の根本原因を迅速に特定し、顧客に高い信頼性を提供し続けることができます。6: Cubro製品が選ばれる理由:品質、高密度、400Gへの拡張性
2025年の要件(AI、400G、セキュリティ)にOptical TAPが不可欠であることは明白です。では、なぜ「Cubro」のOptical TAPが選ばれるのでしょうか。その答えは、高速ネットワーク時代特有の課題を解決する「品質」と「実装密度」にあります。
6-1: 400G時代に不可欠な「品質」へのコミットメント
6-1-1: 100G/400Gリンクにおける光バジェットの重要性
100Gや400Gといった高帯域リンクは、10Gリンクなどと比較して、許容できる光の損失(ライトバジェット)が非常に厳しく(低く)なっています 4。Optical TAPを挿入すると、その構造上、スプリット比に応じた挿入損失(Insertion Loss)が必ず発生します 4。
もし、この挿入損失の計算を誤ったり、あるいは安価だが品質の低い(コネクタの汚染や製造不良がある)TAPを使用したりすると、どうなるでしょうか。TAPが引き起こす予期せぬ光損失がライトバジェットを超過し、監視対象であるはずの「本番のライブリンク」がダウンするという、最悪のシナリオを引き起こします 4。
6-1-2: Cubro独自の厳格な品質管理プロセス(全ファイバーテスト)
Cubroは、400G時代の厳しい要求に応えるため、他社とは一線を画す厳格な品質管理(QC)プロセスを確立しています 11。
- 全数検査: Cubroは「バッチ(ロット)サンプリング」を行いません。製造されたTAPの「全数」を検査します。
- 独自測定装置: 独自の測定装置を用い、TAPに搭載されている「すべてのファイバー」を「すべての帯域と波長」でテストします 4。
- 顕微鏡検査と記録: ファイバー顕微鏡を使用し、「すべてのコネクタ」の汚染や欠陥を視覚的に検査し、その写真をデータベースに保存します 4。
- 個別レポートの添付: 出荷されるすべてのOptical TAPには、これらの検査によって実測された、個体ごとの詳細な挿入損失テストレポートが付属します 4。
6-2: Optoslimが実現する業界最高水準のポート密度
2025年の高密度データセンターにおいて、「ラックスペース」は最も高価な資源の一つです。Cubroは、この課題に対し「Optoslim」という革新的なフォームファクタで応えます。
6-2-1: 1/3RUフォームファクタによるラックスペースの最大化
CubroのOptoslim TAPは、高さわずか 1/3 RU (1/3U) という、業界最高水準の薄型フォームファクタを採用しています 4。
これにより、標準の1RUラックスペースに最大3台のOptoslimユニットをマウントすることが可能です。これは、1RUあたり最大24のLCリンク(8リンクモデル $\times$ 3台)という圧倒的な高密度実装を実現します 4。一般的な1Uサイズの競合TAP製品 46 と比較して、ラックスペースというTCO(総所有コスト)を劇的に削減できます。
6-2-2: LC/MTPハイブリッドモデルによるNPBへの効率的な接続
Optoslimは、データセンター運用の現実を深く理解した設計になっています。特にLC/MTPハイブリッドモデル 4 は、その象徴です。
このモデルは、ライブリンク側は汎用的なLCコネクタ、監視ポート側は高密度なMTPコネクタを採用しています。これは、CubroのNetwork Packet Broker (NPB) が持つ $4\times10\text{G}$ や $4\times25\text{G}$ といったスプリットモードポートと完璧に連携するように設計されています 4。
例えば、8つの10Gリンク(LC)を監視する場合、従来は8本のモニターケーブル(合計16本のファイバー)をNPBまで配線する必要がありました。しかし、このMTPモデル 4 を使えば、MTPケーブルわずか2本(8ファイバー $\times$ 2)で8リンクの全二重トラフィックをNPBに集約できます 4。これにより、ケーブリングの作業工数、コスト、そして高密度環境におけるケーブルの輻輳(ふくそう)が劇的に軽減されます。
表2: Cubro Optoslim 高密度実装の優位性 (1RUあたり)
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フォームファクタ |
1RUあたり最大ユニット数 |
1RUあたり最大リンク数 (LC) |
48リンク監視に必要なRU |
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Cubro Optoslim (1/3RU) |
3 ユニット 4 |
24 リンク 4 |
2 RU |
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一般的な競合TAP (1RU) |
1 ユニット 46 |
16-24 リンク 46 |
2-3 RU |
7: よくある質問 (Q&A)
Q1: Optical TAPを挿入すると、光バジェット(光損失)が懸念されます。どのような対策がありますか?
A1: ご指摘の通り、特に100G/400Gの高速リンクでは光バジェットが非常に厳格です 4。Cubro社は、このリスクを深刻に受け止めています。対策として、Cubroは業界でも類を見ない厳格な品質管理を実施しています。全製造ユニットに対し、独自の測定器を用いた全ファイバーの帯域・波長テスト、ファイバー顕微鏡による全コネクタの視覚検査を行い、個別の挿入損失(Insertion Loss)実測レポートをすべての製品に添付しています 4。これにより、仕様通りの低損失が保証され、本番リンクのダウンリスクを限りなくゼロに近づけます。
Q2: 既存のSPANポートを使い続けることの、2025年における最大のリスクは何ですか?
A2: 最大のリスクは、「監視しているつもり」のまま、深刻なセキュリティ脅威やパフォーマンス低下を見逃すことです。SPANは、スイッチの設計上、高負荷時にパケットを「意図的に」ドロップし、トラブルシューティングに必要なエラーパケットを「破棄」します 4。2025年のAIワークロードやNDRセキュリティツールは、100%完全なデータを前提としています 7。不完全なSPANデータでは、AIのパフォーマンスは最適化できず、NDRは攻撃者の活動を検知できません。
Q3: Cubro Optical TAPは、将来の400Gや800G移行にどのように対応しますか?
A3: Cubro Optical TAPは、OSIレイヤー1で動作するパッシブデバイスであり、本質的に「速度非依存(プロトコル非依存)」です 4。つまり、現在100Gで使用しているTAPは、そのまま400Gや800Gのリンクにも(光バジェットの範囲内であれば)使用可能です。Cubroは製品テストにおいて100G/400Gの高速・低光バジェット環境を前提とした厳格な品質テストを実施しており 24、800Gが主流となる2025年-2026年のネットワークインフラ 2 への投資として、長期的な拡張性を保証します。
8: まとめ
まとめ(パターン1:データセンター管理者向け・実行喚起型)
2025年以降のデータセンターにおいて、AIの導入と400G/800Gへの移行は、もはや選択ではなく必須のロードマップです。皆様が直面している課題は、この高速・高性能なインフラから、いかにして「真実のデータ」を取得するか、という点にあります。従来のSPAN(ポートミラーリング)が提供する「見せかけの可視性」――すなわち、高負荷時にドロップされ、エラーが破棄されたデータ――では、高価なGPUクラスタの性能を最適化することも、暗号化トラフィックに潜む高度な脅威(NDR)を検知することも不可能です。
Cubro社のOptical TAPは、この根本的な課題に対する唯一の解です。「パケットロスゼロ」「非侵入型」「電源不要の高信頼性」という特性は、皆様のネットワークに一切の負荷をかけることなく、100%完全なコピーを提供します。Cubro独自の厳格な品質管理は400Gリンクの光バジェットに対する不安を払拭し、Optoslimの高密度設計は貴重なラックスペースのTCOを劇的に削減します。今こそ、推測に頼る運用から脱却し、「絶対的な可視性」の基盤へ投資する時です。
引用
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- Top 5 AI Network Monitoring Use Cases and Real Life Examples – AIMultiple https://aimultiple.com/ai-network-monitoring
- What Is Low Latency Trading? A Complete Guide for 2025 – QuantVPS https://www.quantvps.com/blog/what-is-low-latency-trading-a-complete-guide-for-2025
- Millions in Microseconds: Latency & Optical Networks for HFT – Fiberguide https://fiberguide.net/when-microseconds-equate-to-millions-of-dollars-latency-and-optical-networks-for-high-frequency-trading-hft/
- Patch Taps Integrated Fiber Optical Taps – Keysight https://www.keysight.com/us/en/products/network-visibility/network-taps/patch-taps.html
- Low-latency networks for trading infrastructure https://www.fujitsu.com/us/imagesgig5/LowlatencyTrading.pdf
- Case Study: Vodafone Idea Implements Cubro Solutions for Pan-India VoLTE Monitoring https://www.cubro.com/en/resources/case-studies/vodafone-india/
- Fiber Network TAPs – Garland Technology https://www.garlandtechnology.com/products/fiber-taps
- G-TAP M Series – Gigamon https://www.gigamon.com/content/dam/resource-library/english/data-sheet/ds-gigatap-m-series.pdf