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CFPモジュールに関する包括的な理解

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David

翻訳者 ともや
2019年10月25日 に投稿された
2020-10-26 19:22:19
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100Gbit/sのラインレートを達成するために、ソリューションの1つは10レーンの10Gbit/sに基づいています。そのため、10Gから100Gへの変換のキャリアであるCFPモジュールが登場しました。CFPとは何ですか?CFPは何の略ですか?この記事では、ガジェットについて詳しく説明します。

CFP ウィキ

CFPはC form-factor pluggableの略で、高速デジタル信号の伝送用の光モジュールのフォームファクターを定義するマルチソースプロトコルです。CFPモジュールは、CFP MSAによって定義され、40Gb/s、100Gb/s及び400Gb/sのアプリケーションを可能にします。CFPモジュールには、ライディングヒートシンクと呼ばれる新しいコンセプトが採用されており、オペレーターがモジュールをホストボードに簡単に挿入できるようにしています。CFPモジュールは、イーサネットユーザーに100G接続の別のオプションを提供します。

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CFPモジュールのタイプ

CFPモジュールには、プラグ可能なCFP、CFP2、CFP4、及びCFP8モジュールが含まれ、データ通信ネットワークの高帯域幅要件をサポートします。注意すべきなのは、互換性はありませんが、適切なコネクタを使用して、光インターフェイスで互いに適用できることです。

40/100G用CFPモジュール

CFP(ローマ数字でC =100、Centum)は、プラグイン可能な100Gフォームファクターを指し、新しい超高速プラグイン可能なI/Oインターフェイスとして機能します。光接続は、4x10Gbps、10x10Gbps及び4x25Gbpsの両方のバリアントをサポートできます。100G CFPモジュールには、MMFで100mの100GBASE-SR10 CFP、SMF経由で10kmの100GBASE-LR10 CFP及び100GBASE-LR4 CFP、SMFで40kmの100GBASE-ER10 CFP及び100GBASE-ER4 CFPが含まれます。これらは、データセンターのアプリケーションに最適です。

40/100G用CFP2モジュール

CFP2は、CFPモジュールのサイズが1/2のフォームファクターでCFP MSAによって指定されました。モジュールの電気的インターフェースは一般に、さまざまな4x25Gbit/sインターフェースを中心にサプライヤー固有のカスタマイズを可能にするように指定されていますが、10x10Gbit/s、4x25Gbit/s、8x25Gbit/s、または8x50Gbit/sレーンをサポートすることもできます。ただし、200G CFP2および400G CFP2はこれまで使用されていませんが、CFP2は幅広い消費電力とアプリケーションに対応するために選択されています。

40/100G用CFP4モジュール

CFP4フォームファクターはCFP2モジュールの半分のサイズで、シングルモード光ファイバ(SMF)及びマルチモード光ファイバ(MMF)イーサネットオプティクスをサポートするように設計されています。CFP4には4x25G TXおよびRX I/O電気ペアがあるため、その公称信号レーンレートは25Gbit/sです。その電気的インターフェースは、4x25Gbit/sと4x10Gbit/sの両方のインターフェースをサポートするように指定されています。CFP MSAは、40G/100Gイーサネット、通信及びその他のアプリケーションに適用するためにCFP4を定義しました。

400G用CFP8モジュール

CFP2およびCFP4の命名に続いて、CFP8モジュールは2015年に提案され、そのフォームファクターはCFP2モジュールに似ています。小型の40mmx102mmx9.5mmのフォームファクタを備えた新しいCFP8モジュールは、既存の100Gソリューションの4倍の帯域幅を提供します。その電気的インターフェースは、一般的に16x25Gb/sおよび8x50Gb/sモードを許可するように指定されています。CFP MSAは、OFC 2017で400ギガビットイーサネットのCFP8(16x25Gb/s)フォームファクターを実証しました。400G CFP8モジュールは、イーサネットユーザーにコンパクトなサイズと低消費電力の高密度ポートおよび高スループットソリューションを提供します。帯域幅密度の角度から、CFP8モジュールはCFPモジュールの8倍、CFP2モジュールの4倍です。

CFPモジュールのアプリケーション

CFPは、確立された主要なタイプの高速I/Oインターフェイス相互接続システムで、主にWAN、メトロ、無線基地局、ビデオ、その他の通信ネットワークシステムで使用されています。主要な市場セグメントの実装には、クラウドデータセンター、エンタープライズデータセンター、HPC(高性能コンピューティング)研究所、およびインターネットプロバイダーシステム内のさまざまなボリューム実装が含まれます。ここでは、CFPモジュールを含む2つのメトロネットワークアプリケーションを示します。

メトロネットワークアプリケーション向けの100GコヒーレントCFPモジュール

コヒーレント100G CFPは、光伝送の障害を克服し、依然として許容可能なパフォーマンスを実現できます。さらに重要なことは、1000 kmを超えるサイト間のデータ伝送を実現できることです。100Gメトロネットワークの大容量と長距離を満たすために、DWDMテクノロジーが利用され、コヒーレントCFPモジュールが展開されています。

シナリオ1:100GマルチチャネルDWDMネットワーキング

100Gレートは分散の影響を受けやすいため、追加の分散補償と光パワーのブーストが必要になります。したがって、最初に余分な100GHz DWDMマルチプレクサーを使用してすべての100Gレートを結合し、続いて分散補償および増幅ステージを結合します。このアーキテクチャは、サービスプロバイダーの「成長に応じて支払う」モデルを便利にサポートします。帯域幅が枯渇すると、既存のレガシー10Gチャネルを100Gサービスとシームレスに交換できます。同じ残りのコンポーネントを再利用して、データレートを最大2.4Tb/sまで拡張することもできます。

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このシナリオでは、48チャネルの100GHz DWDMマルチプレクサと一緒に24個の異なる色のCFPモジュールを展開する必要があります。最初にすべての100Gサービスが多重化されるため、1つの分散補償および増幅ステージで十分です。明らかに、このようなネットワークアーキテクチャは、既存のインフラストラクチャを柔軟に再利用する機能を備えた高密度でありながら、コストを抑えたままです。

シナリオ2:100G距離延長ソリューション

このシナリオでは、単純な距離延長ソリューションのために、スイッチをSFP+OEOトランスポンダーでテストしました。スイッチからの100G出力信号は、長距離伝送可能なDWDM信号に変換されます。このソリューションでは、コヒーレントCFPモジュールを使用して出力信号をラインファイバに接続し、信号を長距離伝送することにより、距離の制限を取り除きます。

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Cisco CFP 100Gオプティクスでより高いケーブル密度を達成するために、このアーキテクチャでは、MTPハーネスケーブルとWDM SFP+OEOコンバーターを追加することにより、CWDM/DWDMハイブリッドに使用できる16チャネルデュアルファイバDWDM波長合分波モジュールと8チャネルデュアルファイバCWDM波長合分波モジュールを混合しました 通常のSR波長をDWDM波長に転送します。したがって、100GコヒーレントCFPモジュールでの長距離2500km DWDMネットワークの構築と費用効果の高い方法が実現されます。

結論

CFPはSmall Form-factor Pluggable Transceiver(SFP)インターフェイスの後に設計されましたが、100Gbpsをサポートするために非常に大きくなっています。CFPの電気接続では、各方向(RX、TX)で10x10Gbpsレーンを使用します。光接続は、10x10Gbpsと4x25Gbpsの両方のバリアントをサポートできます。CFPには、より小型で高速な製品バリアントの独自の進化型イテレーションがいくつかあります。コヒーレント100G CFPは、100Gメトロネットワークの効果的なソリューションとして、光伝送障害の少ない望ましいパフォーマンスを確保できます。