10G SFP+ DACケーブルと10GSFP+Cu
10GbEは、帯域幅要件の増加や企業向けアプリケーションの増加により、長年にわたり、企業のデータセンターから中堅企業のネットワークまでその範囲を広げることに成功しました。価格、性能、柔軟性により、10GbEは魅力的な選択肢となりました。一方、マルチコアプロセッサー搭載のサーバーの導入が加速しているため、顧客からは柔軟で拡張性の高いI/Oソリューションが求められています。その結果、上記の要件を満たす10GSFP+Cuが人気を博しています。
10GSFP+Cuの基礎知識
定義
10GSFP+Cuは、10GBASE-CR、10GBASE-CX1、10G SFP+ダイレクトアタッチ銅線とも呼ばれます。10GSFP+Cuは、SFP+ MSA(マルチソースアグリーメント)に基づき、安価なTwinax銅線ケーブルアセンブリと両側のSFP+コネクタを使用した銅配線で構成されています。規格は伝送距離が10mで、10GBASE-CX4と同様に、低消費電力、低コスト、低遅延という利点があります。また、この規格は10GBASE-CX4と異なり、ケーブルがかさばらず、SFP+のような小さなインタフェースを持つという利点もあります。
種類
SFP+ダイレクトアタッチでは、アクティブまたはパッシブな Twinaxケーブルアセンブリとして提供される銅製の10GbEケーブルを使用し、SFP+ハウジングに直接接続します。10G SFP+アクティブ銅線ケーブルアセンブリは、ケーブルの性能を高めるためにシリコンチップを搭載しています。チップがない場合は「パッシブ」ケーブルとみなされます。このアクティブブーストにより、ケーブルはパッシブ型に比べ、よりコンパクトに、より細く、より長く、より速くデータを伝送することができます。パッシブ銅線ケーブルは、減衰やクロストークによる劣化の影響を受けやすい特性があります。ケーブルにチップ技術を組み込むメリットは、ケーブル製造に使用する銅を削減し、ケーブル全体のフォームファクタと重量を減らすことができます。その他、到達距離が長く、消費電力が少ないなどのメリットもあります。一般的にSFP+ダイレクトアタッチは、ケーブルの長さが固定されています。7mより短いTwinaxケーブルはパッシブ、7mより長いケーブルはアクティブです。
詳細はこちら:10G SFP+ DAC・AOCケーブルの選び方
10G光モジュールを交換するためのこの費用対効果の高い技術ソリューションは、ラック上部のスイッチスタックの相互接続や、ラック内のサーバーやストレージデバイスのスイッチポートとイーサネットインタフェース間の短距離接続に有効です。SFP+ DACを物理的なインフラに組み込むことで、企業は追加の信号処理や変換を行うことなく10G性能を達成することができます。これにより、ToRスイッチングの展開において、理想的な低消費電力かつ低遅延の10Gbpsサーバーの相互接続オプションが提供されます。
10GSFP+Cuリンク
10GSFP+Cuリンクでは、ケーブルによってもたらされる符号間干渉(ISI)を補償するために、ホストポートの物理層PHY/SerDesに受信イコライザを採用しています。SFP+光モジュール、10G SFP+ DAC、ホストの電気的および機械的仕様は、業界の幅広い協力を得てSFF委員会が策定したSFF-8431仕様に定義されています。10GSFP+Cuの相互運用性テストは、各ホストPHYまたはネットワークインタフェースカード(NIC)で実施することができ、様々なケーブル長さ、ホストチャネル、PHYで10GSFP+Cu仕様の一貫性とホスト相互運用性を実証することができます。
10GSFP+CUの信号伝達成分
ダイレクトアタッチTwinaxケーブルは、10Gbpsの光ファイバリンクで使用されているSFP+コネクタモジュールを使用しています。SFP+ポートは、アクティブまたはパッシブDACケーブルのいずれか、または両方をサポートすることができます。このケーブル種類の規格はないため、ダイレクトアタッチポートがどちらのケーブル種類にも対応していると考えることはできません。DACケーブルとそのSFP+コネクタモジュールは、「SFP+高速シリアル電気インタフェース」と定義されるSFIという電気信号インタフェースを使用しています。SFIの定義では、各方向の単一の差動信号経路で、合計2組または4線接続の10Gbps動作が可能です。ツインアキシャルケーブルは、2対の信号伝達用ワイヤーを同軸ケーブルの形式で含み、ケーブルの長さにわたって高性能で安定した信号伝送を提供します。
10GSFP+CU信号の符号化
DACケーブルのSFP+ MSA仕様では、10GSFP+Cu接続は、共通の電源接地があるシステムでのみ使用可能であることが注記されています。スイッチやコンピューターの電源は、DACケーブルで接続されています。これらは、すべてのデバイス間で共通の接地を持つ同じ地域の電力網に接続されている必要があります。そうでない場合は、インタフェースやデバイスに電気的な損傷を与える可能性があります。
10GSFP+Cuと10GBASE-T
10GBASE-Tは、IEEE 802.3an規格で、10ギガビットイーサネットを非シールドまたはシールド付きツイストペアケーブルで最大100m伝送する技術の構築をサポートするものです。10GBASE-Tの開発に先立ち、SFP+ダイレクトアタッチ銅線は、データセンターでの10Gbps接続において、従来のファイバやツイストペアの銅線ケーブルに代わる低コストな選択肢となります。SFP+ DACは、高密度配備のための優れたケーブルマネジメントと、最も信頼性の高い信号伝送のための強化された電気特性を提供します。
ここでは、10GSFP+Cuの10GBASE-Tに対する優位性を以下のようにまとめています。
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- 10G SFP+ DACケーブルの接続は、5mの距離を10ギガビット/秒のフルデュプレックス速度で伝送することが可能です。
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- 10G SFP+ DACケーブルは、現行の10GBASE-T Cat 6/Cat 6a/Cat 7ケーブルシステムと比較して、モジュールの遅延を15~25倍低減しています。現在の10GBASE-T仕様の1.5~2.5μsに対して、SFP+付きTwinaxケーブルは0.1μsです。
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- SFP+によるツインアックスの消費電力は約0.1Wで、これも10GBASE-Tの4~8Wに比べるとはるかに優れています。
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- Twinax銅線ケーブルのBERは10-18より優れています。
そのため、クリティカルな環境でのアプリケーションに適しています。詳細はこちら:10GBASE-T SFP+ DAC:10GbEネットワークの構築に必要なのは
10GSFP+Cuの導入に関する考察
1. SFP+ DACケーブルの曲げ半径を超えないこと
ケーブルの曲げ半径を適切に保ち、ケーブルに適切なストレインリリーフを施すことが重要です。適切な曲げ半径を維持するために、SFP+ DACケーブルのアメリカンワイヤーゲージ(AWG)を最初に確認することをお勧めします。SFP+ダイレクトアタッチ銅線ケーブルは、長さによって異なるケージ規格で提供されます。ケーブルの最小曲げ半径は、ケーブルのサイズ(AWG)により異なります。下表は、SFP+ DACケーブルの持続曲げ半径として一般的に認められる最小値をまとめたものです。
2. SFP+ DACケーブルの長さを計算すること
SFP+ケーブルを84"の45RUキャビネット内に配置する場合、控えめに見ても、上部Uから下部までの接続は7ft(2.1m)、両端のポートまでは約1.5ft(0.45m)が最長接続となります。ラックトップ型スイッチ2台、2Uサーバー20台、SFP+ NIC(ネットワークインタフェースカード)2枚、合計40本のSFP+ケーブルを使用したキャビネットを例として紹介します。したがって、最遠のポートに到達するために必要な最長のケーブルは、2.1+2×0.45≈3mとなります。つまり、必要なのはSFP+ Twinax銅線ケーブルを3mで購入することです。
3. ケーブル管理ツールで重いSFP+ DACケーブルを支えること
束ねたケーブルの重量を管理し、時間が経ってもたるまないようにするため、SFP+ DACケーブルを支え、水平面に沿ってストレインリリーフバーを設置する必要があります。ストレインリリーフバーは、ケーブルとコネクタをポートに正しく配置することを容易にし、コネクタに近いケーブルのメーカー要件と曲げ半径の遵守を支援します。また、ストレインリリーフバーは、サーバーやスイッチの真後ろのスペースにケーブルを通さないため、機器内の熱抵抗を減らし、効果的な冷却とエアフローを促進します。そのほか、ケーブルタイでケーブルを束ね、ストレインリリーフバーやケーブルマネージャーに縛り付ける必要があります。この作業は、ケーブルがしっかりと固定され、動かないように慎重に行う必要がありますが、ケーブルの被覆を変形させたり、ストレスを与えたりするような締め付けではありません。
結論
これまでのメディアシステムは、40Gb/sや100Gb/sのイーサネット信号を短距離の銅製同軸ケーブルで伝送するように進化してきたのです。このように、イーサネットシステムは、より柔軟で信頼性の高いケーブリングを提供し、高速化によるネットワークトラフィックの急増に対応し、今日の複雑化したネットワークシステムにより多くの機能を提供するために再発明されたのです。また、ダイレクトアタッチ銅線は、通信業界において今後も重要な役割を担っていくでしょう。
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