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100G QSFP28光モジュール:定義・仕組み・規格・選択方法を解説

Moris

翻訳者 ともや
2022年1月14日 に投稿された

 今日、100Gイーサネットネットワークの勢いは止められません。したがって、100Gモジュールの需要はますます大きくなり、ネットワーク構築コストの比較的高い割合を占めています。100Gトラフィックを接続できるさまざまな100G光モジュールの中で、100G QSFP28光モジュールは、小型化と低消費電力の長所を持つため、最も推奨されるモジュールです。本日、100G QSFP28光モジュールについて仕組み・規格およびそれぞれの違い・選択方法を包括的に紹介します。

100G QSFP28光モジュールとは

 QSFP+モジュールとまったく同じサイズとフェースプレート密度を持っていますため、QSFP+モジュールが4つの10Gbpsレーンを使用して実装されているように、100G QSFP28モジュールは、25Gbpsから潜在的に40Gbpsの範囲のデータレートの4チャネルの高速差動信号で実装されています。アップグレード電気インターフェースにより、QSFP28 100Gモジュールは最大28Gbpsの信号をサポートできます。したがって、100G QSFP28光モジュールは、100ギガビットイーサネット、EDR InfiniBand、または32Gファイバチャネル用に設計されています。

100G QSFP28 Optical Transceivers.jpg

図:100G QSFP28光モジュール

100G QSFP28モジュールにはQSFP 100G SR4, QSFP 100G LR4, QSFP 100G PSM4, QSFP 100G CWDM4、および QSFP 100G ER4の5つの一般的なタイプがあります。したがって、さまざまな伝送距離要件を満たすようにできます。100G CFP / CFP2 / CFP4トランシーバーと比べて、100G QSFP28モジュールは、その前身の物理的寸法をすべて維持していますが、密度を上げ、電力消費を減らし、ビットあたりの価格を下げる強力な能力を備えています。

100G QSFP28モジュールの仕様

 このセクションでは、規格、レーザーのタイプまた仕様、コネクター、伝送距離からこれらの100G QSFP28オプティクスの違いについて説明します。

100G QSFP28光モジュールの規格およびネーミングの意味

 100G QSFP28光モジュール規格は、主に2つの認証機関、つまりIEEEとマルチソースアグリーメント(MSA)によって定義されています。QSFP28 SR4、QSFP28 LR4、QSFP28 ER4はIEEEによって定義されています。これらの3つのモジュールをどのように名前から明確できますか。

QSFP
フォームファクタ
28
各レーンの最大伝送速度が28Gbpsである
SR
短距離(100m)
LR
長距離(10km)
ER
長距離(40km)
4
モジュールに4つのレーンがある

 たとえば、QSFP28 LR4は、長距離100Gモジュールであり、10kmの伝送距離で4つの波長で100G信号を伝送できることを意味します。100GBASE-SR4および100GBASE-LR4は、IEEEで定義されている最も一般的に使用される100Gインターフェイス仕様です。

 ただし、QSFP28 SR4の伝送距離は短すぎてすべての相互接続要件を満たすことができず、QSFP28 LR4のコストは大規模なデータセンターには高すぎます。そのため、MSAはミッドレンジ接続のソリューションを市場に投入し、QSFP28 PSM4およびCWDM4の標準を定義しました。

100G QSFP28レーザーのタイプまた仕様

 レーザーは、5つの主要なタイプ(VCSEL、FP、DFB、DML、およびEML)を持つ100G QSFP28光モジュールで重要な役割を果たします。レーザーのタイプは、動作波長、モード、およびアプリケーション環境も異なります。

レーザー 波長 動作パターン アプリケーション
VCSEL 850nm 面発光 <200M
FP 1310nm/1550nm 端面発光 500M-10KM
DFB 1310nm/1550nm 端面発光 40KM
DML 1310nm/1550nm 直接変調 500M-10KM
EML 1310nm/1550nm 外部変調、電界吸収 40KM

 シリコンフォトニクスとレーザーに興味があったら、詳しく『100G光モジュールのシリコンフォトニクスとレーザー』という文章をご覧ください。

100G QSFP28 コネクタータイプと伝送距離

 100G QSFP28光モジュールにはLCデュプレックスまたはMTP/MPO-12コネクターが装備されており、伝送距離は70mから40kmまでさまざまです。QSFP28 100Gモジュールはすべて、直接接続、企業内の相互接続、データセンターネットワークに適用できます。次の図表は、QSFP 100Gオプティクスの特定の違いを示しています。

QSFP28 SR4 LR4 ER4 PSM4 CWDM4
規格 IEEE 802.3 IEEE 802.3 IEEE 802.3 MSA MSA
コネクタ MTP/MPO-12 LCデュプレックス MTP/MPO-12 MTP/MPO-12 MTP/MPO-12
ケーブルタイプ MMF SMF SMF SMF SMF
波長 850nm 1295.56-1309.14nm 1295.56-1309.14nm 1310nm 1270-1331nm
伝送距離 70/100m 10km 40km 500m 2km
レーザータイプ VCSEL EML DML DML/FP DML

 QSFP 100G LR4の機能はQSFP28 CWDM4を完全にカバーしていますが、QSFP 100G CWDM4ソリューションは2km伝送のシナリオでQSFP28 LR4よりもはるかに安価で競争力があります。

100G QSFP28光モジュールの選択方法

 さまざまな種類の100G QSFP28光モジュールの違いを紹介した後、それらの基本的な理解を得ることができます。実際のアプリケーションでQSFP28 100Gモジュールを選択する方法は?下記が選択ガイドです。

5m~100mの伝送距離の場合、QSFP28 SR4(製品詳細)光モジュールを選択できます。OM3ファイバを使用して70m、OM4ファイバを使用して100mを送信できます。


100m~2kmの伝送距離の場合、QSFP 100G PSM4(製品詳細)またはQSFP28 CWDM4モジュール(製品詳細)を選択できます。QSFP28 CWDM4のコストは、QSFP28 PSM4よりもはるかに高くなっています。ただし、QSFP28 CWDM4は、QSFP28 PSM4の8つのシングルモードファイバよりもはるかに少ない2方向伝送で2つのシングルモードファイバのみを必要とし、コストにQSFP 100G PSM4よりも低くなっています。実際のアプリケーションでは、相互接続距離に応じて、QSFP28 PSM4またはQSFP28 CWDM4のどちらを使用するかを決定する必要があります。


10km~40kmの伝送距離の場合、最大10 kmのQSFP 100G LR4(製品詳細)または最大40kmに達するQSFP28 ER4(製品詳細)モジュールを選択できます。

結論

 要約すると、すべての100G QSFP28光モジュールは、高ポート密度と低消費電力特性を備えており、大規模データセンターや将来のネットワーク拡張の理想的な代替手段です。FSはプログラミングと広範な一連のプラットフォーム診断テストを実行してパフォーマンスと互換性を保証するすべての種類の100G QSFP28モジュールを提供します。それらについて詳しく知りたい場合は、遠慮なくfs.comにアクセスしてください。

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