双方向通信BiDi光トランシーバ：10G/40G/100G/400G
双方向テクノロジーとは、光ファイバを介して両方向（送受信）でデータを処理する通信モードです。2つのファイバを使用してデータを送信する従来の光モジュール（1つは送信用、もう1つは受信用）とは異なり、BiDiテクノロジーにより、光モジュールは単一の光ファイバ（図1を参照）を介して相互接続されたネットワークデバイス（ネットワークスイッチやルーターなど）との間でデータを送受信できます。これにより、ユーザーはケーブルシステムを簡素化し、ネットワーク容量を増やし、コストを削減できます。これらの利点により、BiDi光モジュールは5Gアプリケーションにとって重要です。
BiDi光モジュールのタイプとアプリケーション
市場では、BiDi光モジュールは、シングルファイバタイプとデュアルファイバタイプの2つの異なるインターフェイス設計を採用しています。
シングルファイバBiDi光モジュール
通常、ほとんどのBiDi光モジュールは1つのポートを備え、1G SFP BiDi、10G SFP+ BiDi、25G SFP28 BiDi、50G QSFP28ー光モジュールなどのLCシンプレックスシングルモードファイバを使用してデータを送信します（詳細については、BiDiモジュール類の製品ページに移行してデータシートをご覧下さい。）
現在、これらのシングルファイバBiDi光モジュールは、通常、ISPネットワーク、FTTX、または1/10/25/50Gbps伝送を必要とするデータセンターリンクなどのアプリケーションに導入されています。スイッチ、メディアコンバーター、OEOコンバーターにインストールして、高速で安定した光伝送システムを提供できます。ここでは、SFP+ BiDi光モジュールを例として、具体的なアプリケーションを示します。
シナリオ1：2つの10G BiDi光モジュールが単一のLCシンプレックス光パッチケーブルを介してリンクされ、2つの10Gスイッチの直接10G接続を構築します。
SFP+ BiDi光モジュールはネットワークスイッチで動作します。
シナリオ2：1組のBiDi SFP+光モジュールが2つのファイバメディアコンバーターとSMFで接続され、次にイーサネットケーブルを使用してメディアコンバーターとスイッチを接続します。このようにして、イーサネットからファイバへの伝送が実現されます。
SFP+ BiDi光モジュールは、メディアコンバーターに配置されます。
シナリオ3：BiDi SFP+を使用して、OEOコンバーターでデュアルファイバをシングルファイバに変換できます。接続を図4に示します。
SFP+ BiDi光モジュールはOEOコンバーターで使用されます。
さらに、25/50G BiDiモジュールはファイバリソースを節約し、データ伝送の高帯域幅、超低遅延、高信頼性をサポートできるため、5Gネットワークで歓迎されています。
デュアルファイバBiDi光モジュール
40G QSFP+ BiDi光モジュールは、LCデュプレックスインターフェイス設計を使用しています。図5に示すように、2つの20Gbpsチャネルをサポートし、それぞれがLCデュプレックスマルチモードファイバ上の2つの波長（850nmと900nm）で同時に送受信されます。この40G伝送は、OM3ファイバで100m、OM4ファイバで150mの距離に到達します。
QSFP+ BiDiの動作原理
QSFP+ 40G BiDi光モジュールは、10Gから40Gへのアップグレードのためのコスト効率の高いソリューションです。図6に示すように、一般的にユーザーはMTPファイバケーブルを使用して、両端に設置された40G QSFP+モジュールを接続する必要があります。ただし、10G接続は通常LCファイバによって実現されます。ユーザーが10Gシステムを40Gにアップグレードする場合は、ケーブルシステムをアップグレードする必要があります。今ではQSFP+ BiDi光モジュールを使用することで、技術者は既存の10G LCファイバケーブルを再利用できるため、10Gから40Gへのアップグレードでゼロコストのケーブル移行が可能になります。
BiDi光モジュールはペアで動作する必要があることに注意してください。つまり、相互接続されたBiDi光モジュールのTX波長とRX波長を一致させる必要があります。たとえば、1310nm TXと1490nm RXを備えたSFP+ BiDi光モジュールは、1490nm TXと1310nm RXを備えたSFP+ BiDi光モジュールでのみ機能します。
BiDi光モジュールは5Gアプリケーションで急速な発展
5Gエリアでは、フロント/ミッド/バックホール伝送には、遠隔医療、自動運転などのサービスをサポートするために、高速、低レイテンシ、高信頼性の方法でのデータ伝送が必要です。ファイバリソースとコストの節約を考慮すると、25/50G BiDi光モジュールは、5G通信の物理層でデータを配信するのに適しています。
5Gフロントホール伝送では、各AAU (Active Antenna Unit) とDU (Distribute Unit) は、多数のファイバを必要とする光ファイバポイントツーポイント接続によって実現されます。さらに、5Gでは4Gよりもダウンロード速度が少なくとも10倍向上する必要があるため、より高速な伝送が必要です。2つの側面によると、25G BiDi光モジュールは魅力的なソリューションです（詳細については、「 5Gフロントエンドネットワークが25G光モジュール市場を牽引」とのページをご覧ください）。
5Gミッドホールおよびバックホール伝送では、PAM4トランスミッターを備えた高速50G BiDi光モジュールは、コンバージェンスレイヤーおよびコアレイヤーで適用される100/200Gレートに十分に対応できるため、大容量およびネットワークスライス用の5Gベアラーの負荷要件を満たすことができます。
結論
BiDi光モジュールは、エンドユーザーがネットワーク配線を簡素化し、ネットワーク容量を増やすのに役立つ理想的で実現可能なソリューションです。さらに、25/50G BiDi光モジュールは、5Gネットワークでより高速で信頼性の高いデータ伝送を提供するための準備を整えています。
