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100GソリューションでCPAK光モジュールが異なる理由

John

翻訳者 ともや
2017年4月20日 に投稿された

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今日、私たちは100G光モジュールの時代に入っていきます。パブリッククラウド、モノのインターネット(IoT)、人工知能(AI)の急速な発展に伴い、100Gシステムも大規模な展開が始まりました。現在、市場に導入されている主流の100G光モジュールには、主にCXP光モジュール、CFP/CFP2/CFP4光モジュール、QSFP28光モジュールが含まれています。ご存じのとおり、シスコは2013年3月にCPAKと呼ばれる独自の100G光モジュールを発売しました。これは、一連の高密度100 Gbps接続ソリューションを提供します。その光モジュールは、特にエンタープライズおよびサービスプロバイダーのデータセンターおよびサービスプロバイダーエッジネットワークでの接続に最適です。数年が過ぎ、技術の急速な発展に伴い、市場競争はますます激しくなっています。CPAKは以前と同じような場所を獲得することができますか?もう一度詳しく見てみましょう。

100G CPAK光モジュールとは何ですか?

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図1. 100G CPAK光モジュール

CPAK光モジュールは、シスコ独自の100Gフォームファクターですが、いくつかの異なるタイプで利用可能なIEEE標準インターフェイスが組み込まれています。100GBASE-SR10、100GBASE-ER4L、100GBASE-LR4、10x10G-ERLおよび10x10GBASE-LRは、さまざまな距離とファイバタイプ要件の100G接続をサポートすることができます。CPAK光モジュールは、合計100 Gbpsのデータレートで10 X 10 Gbpsおよび4 X 25 Gbpsモードをサポートすることができます。また、MPO-24ケーブルで高密度10Gブレイクアウトを動作させることもできます。CPAK 100G光モジュールは、シスコのスイッチとルーターのCPAKポートに差し込むことができます。そして、その最もユニークな利点の1つは、CPAKをより高いポート密度にするCMOSフォトニクスの適用です。QSFP28が登場する前に、Cisco CPAK光モジュールは、市場で利用可能な最大の密度、帯域幅と最小の消費電力を兼ね備えています。次の表に、さまざまなタイプのCisco CPAK光モジュールの詳細情報を示します。

CPAK光モジュール 波長 (nm) ケーブルの種類 コアサイズ(ミクロン) モデル帯域幅 (MHz*km) ケーブル距離
CPAK-100G-LR4 & CPAK-100GE-LR4
1310 SMFデュプレックス 9-ミクロン コア SMF ( G.652) / 10km
CPAK-100G-ER4L
1310 SMFデュプレックス
9-ミクロン コア SMF ( G.652) / 25km
CPAK-10x10G-LR
1310 SMF (24 ファイバ) 9-ミクロン コア SMF ( G.652) / 10km
CPAK-10x10G-ERL 1550 SMF (24ファイバ) 9-ミクロン コア SMF ( G.652) / 25km
CPAK-100G-SR10
850
MMF (24 ファイバ) 50.0 2000 (OM3) / 4700(OM4) 100m/150m
CPAK-100G-SR4 850 MMF (12 ファイバ) 50.0 2000 (OM3) 4700 (OM4) 70m/100m
CPAK-100G-CWDM4 1271, 1291, 1311, 1331 SMF デュプレックス 9-ミクロン コア SMF ( G.652) / 2km
CPAK-100G-PSM4 1295-1325 SMF (12 ファイバ) 9-ミクロン コア SMF ( G.652) / 500m

表1.既存の100G CPAK光モジュールの仕様

CPAKの機能と利点は何ですか?

COMSフォトニクスのアプリケーション

CPAK光モジュールの最もユニークな機能は、CMOSフォトニクスを使用した最初の100G光モジュールであり、非常に効率的な低電力光回路をもたらすことができ、これは、シスコ独自のテクノロジーです。CMOSフォトニクスは、シリコンフォトニクスとも呼ばれ、複数の回路コンポーネントを効率的な設計で統合し、回路全体をシリコンウエハーに直接印刷することにより、光学デバイスを製造する技術です。それは、電子の代わりに光子の流れを制御できます。したがって、COMSテクノロジーを利用した100G CPAK光モジュールは、フットプリントが小さくてもポート密度が高いため、非常に効率的で低電力の光回路を実現できます。

柔軟なインターフェースの選択

CPAK光モジュールは、さまざまな距離とファイバタイプの要件に対応できます。距離は、CPAK-100G-SR10の70 mからCPAK-100G-ER4LおよびCPAK-10X10G-ERLの25 kmまでさまざまです。コネクタとケーブルの場合、CPAKはデュアルSC/PCコネクタ、デュアルLCコネクタ、24ファイバMPO/MTPコネクタ、24ファイバMPO/MTPコネクタに準拠できます。CPAK光モジュールは強力な相互運用性もあります。通常、異なる100G光モジュールタイプは、同じ標準および同じ速度で相互に通信できます。たとえば、100GBASE-LR4は、CFP/CFP2/CFP4からでもCPAKからでも相互運用できます。

より小さいサイズ &より低い消費電力

CPAKはCFP2の直後にリリースされました。CFPは100Gオプティクスの先駆者ですが、その大きなサイズは高密度データセンターの要求を満たすことができません。したがって、よりコンパクトなサイズのCFP2およびCFP4が開発されました。CPAKとCFP光モジュールを比較すると、CPAK光モジュールはCFP光モジュールのサイズの3分の1未満で、消費電力も3分の1未満です。CFP2光モジュールと比較すると、CPAK光モジュールは20%小さく、消費電力は40%少ないです。つまり、データセンタースイッチでCFP2光モジュール以外のCPAKを使用すると、ポート密度とフロントパネル帯域幅が20%向上することができます。CPAK光モジュールの消費電力は、CFP2よりも40%少なく、CFPフォームファクターよりも70%少ないです。ただし、それはCFP4およびQSFP28よりも少し高いです。

100G CPAKとQSFP28光モジュールの比較 

現在、CFP、CXP、CPAK、CFP2、CFP4、QSFP28など、さまざまなサイズのさまざまな100G光モジュールのオプションがあります。次の表に異なるところを示します。

光モジュール CXP CFP CFP2 CPAK CFP4 QSFP28
ラインレート 12x12G / 10x12G 40/100G 40/100G 40/100G 40/100G 4x25-28G
アプリケーション Infiniband、イーサネット イーサネット、Sonet/SDH、OTN イーサネット、Sonet/SDH、OTN イーサネット、Sonet/SDH、OTN イーサネット、Sonet/SDH、OTN Infiniband、イーサネット
ホットプラグ可能
寸法(WxLxH、mm) 21x29
82x145x14 41x104x13 34.8x101.2x11.6 22x92x10 18x52x8.5
電気インターフェース 12x QDR Infiniband または CPPI CAUI, XLAUI, SFI-S, SFI-5.2 CAUI-4, CAUI CAUI-4, CAUI CPPI-4 CPPI-4
マックスパワー 6W 3-18W 3-18W N/D 1.5-6W 3.5W

表2.すべての100Gフォームファクターのパラメーター

ここでは、主にCPAKとQSFP28の異なるところに注目します。

CPAK VS. QSFP28

QSFP28光モジュールは、その最小のフォームファクターと最小の消費電力により、最も有望な100G光モジュールと見なされています。フォームファクターに関して、QSFP28はCPAK光モジュールよりもコンパクトです。電力消費に関して、Cisco CPAK 100GBASE-LR4光モジュールは、SCコネクタを備えた標準のシングルモードファイバで最大10 kmのリンク長をサポートし、公称消費電力は5.5 W未満です。QSFP28 100GBASE-LR4は最大距離10 kmをサポートし、3.5W近くの電力を消費します。CPAKオプティクスは、QSFP28オプティカルトランシーバーと競合する場合、明らかにショットを持ちません。

CPAKの未来は何ですか?

CPAK光モジュールは、間違いなく光ネットワーキングの重要な進歩を表しています。独自のCMOSフォトニクステクノロジーの最大の利点は、特に高いポート密度とフロントパネル帯域幅を提供することです。シスコとその互換ベンダーは、CPAKポートを備えたスイッチも設計しています。この状況下では、この種類の100G光モジュールは、CFP2/4光モジュールおよびQSFP28光モジュールが登場する前の過去数年間に、他のフォームファクターの中で際立っていたようです。

ただし、このような激しい競争の激しい市場環境では、どの製品が長期にわたって人気を維持できるかを言うのは難しいです。結局のところ、テクノロジーがすべてを決定します。今日、CPAK光モジュールはもはやかけがえのないものになっています。おそらく、ここ数年は徐々にその魅力を失っています。これまでのところ、市場に勝つための最大の課題はQSFP28光モジュールです。その光モジュールは100Gネットワークの開発で驚くべき結果を達成しました。QSFP28光モジュールは、サイズが小さく消費電力が少ないため、市場で最も人気のある製品です。CPAK光モジュールの使用率は大幅に低下しましたが、一部の古い機器にとってはかけがえのないものです。

結論

現在、100G光モジュールのテクノロジーは徐々に成熟しています。100G CPAK光モジュールは、サイズが小さく、消費電力が少ないため人気があります。ただし、オープンソースの100G製品(CFP/CFP2/CFP4/QSFP28)と競合する場合、CPAKは100G高密度接続に理想的なものではありません。CXP、CFP、CFP2、CFP4、QSFP28も顧客に適切な選択肢を提供し、市場の主流です。一方、FSのような多くのサードパーティベンダーは、顧客に利益をもたらすさまざまなコスト効率の高い100G光モジュールを提供しています。弊社の製品にはすべて、試験認証、優れた技術サービス、保証サービスがあります。興味がある場合は、FS.COMに訪問するか、引き続きこのブログに注目してください。

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