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市場には400G光モジュールの種類がいくつありますか?

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John

翻訳者 ともや
2018年9月20日 に投稿された
2020-09-25 18:09:07
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5G、loT、およびクラウドデータセンターの高帯域幅に対する大きな要件により、400Gイーサネットの焦点は数年間続いています。シスコ、アリスタ、ジュニパーなどのベンダーは、400Gイーサネットネットワーク向けのテクノロジーを開発およびテストしています。光ネットワークを相互接続するための主要なハードウェアデバイスとして、400G光モジュールが業界の主流になるという論争はありません。400G光モジュールにまだ興味がありますか?このペーパーでは、アプリケーション、インターフェース標準、フォームファクターなど、さまざまな特性のさまざまな400G光モジュールタイプを包括的に紹介します。

光モジュールアプリケーション

光モジュールの用途に応じて、光モジュールは、クライアント側光モジュールと回線側光モジュールの2つのカテゴリーに分類できます。

クライアント側伝送用の400Gイーサネット光モジュール

クライアント側の光モジュールは、メトロネットワークと光バックボーンを相互接続するために使用されます。「クライアント側」という用語は、回線側に比べて比較的短い距離、通常50m〜10kmを指し、ファイバーに接続された光モジュールは1つだけであるため、コヒーレント光学系は不要です。IEEEおよびMSAによって標準化されたさまざまな光モジュールインターフェイスがあります。最も重要なことは、ネットワーク接続に使用される、合意され標準化されたインターフェースを備えていることです。PAM4は、IEEE 802.3bsによって400GEクライアント側の伝送に選択されています。

ラインサイド伝送用の400Gコヒーレント光モジュール

クライアント側とは異なり、回線側はDWDMを使用して80km以上の伝送距離に達します。コヒーレント技術は、400G回線側伝送を実装することが期待されています。OIFは、DCIおよびその他のメトロ/アクセスアプリケーション向けに、400GコヒーレントDWDMインターフェイスの標準化に取り組んできました。コヒーレントトランスポートの信号処理は、短距離PAM4データセンター送信の信号処理よりもはるかに大きく、クライアント側の送信よりも多くのDSPと電力が必要です。

インターフェイス標準

光モジュールのインターフェースは、インターフェース規格によって定義されています。次の図は、一般的な400Gイーサネット標準と対応するインターフェースを示しています。

インターフェイス標準 インターフェイス リンク距離 メディアタイプ 光アーキテクチャ
IEEE 802.3bs 400GBASE-SR16 100m MMF 16× 25G NRZ 850nm
400GBASE-DR4 500m SMF 4× 100G PAM4 1300nm
400GBASE-FR8 2km SMF 8× 50G PAM4 WDM
400GBASE-LR8 10km SMF 8× 50G PAM4 WDM
IEEE P802.3cm 400GBASE-SR8 100m MMF 8× 50G PAM4 850nm
400GBASE-SR4.2 100m MMF 8× 50G PAM4 BiDi 850/910nm
IEEE P802.3cn 400GBASE-ER8 40km SMF 8× 50G PAM4 WDM
IEEE P802.3ct 400GBASE-ZR 80km SMF Coherent DWDM
100G Lambda MSA 400GBASE-FR4 2km SMF 4× 100G PAM4 CWDM
400GBASE-LR4 10km SMF 4× 100G PAM4 CWDM
CWDM8 MSA 400G-CWDM8-2 2m to 2km SMF 8× 50G CWDM
400G-CWDM8-10 2m to 10km SMF 8× 50G CWDM

注:400GBASE-SR16は、光モジュールベンダーによってリリースされていません。400GBASE-SR16インターフェースには多数のファイバー数(二重リンクごとに32ファイバ)が必要であるため、この規格は400G光モジュール市場に参入する予定はありません。

400G光モジュールフォームファクター

主流の400Gフォームファクターがいくつかあります。400GQSFP-DD、OSFP、CFP8、COBOなどがあり、その一部は市場に投入されており、一部はまだデザインとして残っています。


  • CFP8は第1世代の400G光モジュールで、物理サイズが比較的大きく、ポート密度が最も低くなっています。

  • COBOは、オンボードオプティクスのコンソーシアムにちなんで命名され、制御された環境でラインカード機器に内部的にインストールされているため、柔軟性に欠けています。

  • OSFPはOctal Small Form Factor Pluggableの略で、新しい種類のプラグ可能なフォームファクターです。ウェブサイトですでに400G OSFP光モジュールを販売している会社がいくつかあります。

  • 400G QSFP-DD光モジュールは現在、市場で最も人気のある光モジュールの1つであり、Finisar、Innolight、FS.COMなどによって発売および製造されています。

    QSFP-DD vs OSFP vs CFP8.jpg

以下の表には、OSFP、QSFP-DD、CFP8の3つの主要なフォームファクターのサイズ、互換性、消費電力などの詳細な比較が含まれています。

  OSFP QSFP-DD CFP8
適用シナリオ データセンター&テレコム データセンター テレコム
サイズ 22.58mm× 107.8mm× 13mm 18.35mm× 89.4mm× 8.5mm 40mm× 102mm× 9.5mm
最大消費電力 15W 12W 24W
QSFP28との下位互換性 アダプター経由 はい いいえ
電気信号(Gbps) 8× 50G 8× 50G 8× 50G
スイッチポート密度(1RU) 36 36 16
メディアタイプ MMF & SMF MMF & SMF MMF & SMF
ホットプラグ可能 はい はい はい
熱管理 直接 間接 間接
800Gサポート あり なし なし

これら3つの光モジュールフォームファクターの中で、他の2つの400G光モジュールとは異なり、CFP8には密度が欠けていることが明らかです。OSFPモジュールは800Gを念頭に置いて設計されています。QSFP-DDフォームファクターには、QSFP28をサポートする高密度、小型サイズ、および下位互換性という主な利点があり、400Gイーサネットへの移行が容易になり、高速で高密度のネットワーキングに対する業界のニーズに対応しています。したがって、QSFP-DDフォームファクターが400Gイーサネットアプリケーションに最適なフォームファクターになることが期待されます。

概要

400G光モジュールの上記のカテゴリーとは別に、ファイバーモード、波長なども、光光モジュールの分類で使用される一般的な特性です。高速データ伝送の需要は急増しています。光モジュール市場がシフトする傾向にあるため、次世代データセンターでの400Gイーサネットの導入と、近い将来の400G光光モジュールの人気が期待できます。 400G光モジュールのテストにおける課題と機会 の両方が研究段階にありますが、400Gイーサネットは依然として避けられない傾向です。