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高速な光伝送技術が欠かせないデータセンター

データセンター市場は近年飛躍的な成長を遂げています。特に、データネットワークでは増加する帯域幅に伴い、データセンターなどの機器間を繋ぐ光トランシーバモジュール(以下光トランシーバ)の高速化が進んでいます。

本記事では、光トランシーバについてこれから学びたい初心者向けに、光トランシーバとはどのような物かご紹介します。

光トランシーバとは

光トランシーバは、以下の図のように電気信号と光信号を相互に変換するためのデバイスです。

Article header library 129745 pic01  1
イメージ図

ここでは、「光トランシーバ」がどのような物か、以下の4点に分けて解説いたします。

  1. 光トランシーバの種類
  2. 光トランシーバにアクセスするインターフェース
  3. 光ファイバーの種類
  4. 規格と距離の関係

1. 光トランシーバの種類

以下の表は各伝送速度に対応した光トランシーバです。

SFP/QSFPは下位互換性があり、例えば SFP28のケージの場合、全てのSFP(SFP,SFP+)が刺さります。もちろんQSFP28のケージにQSFP+が刺さりますし、QSFP-DDも同様にQSFP28,QSFP+が刺さります。ただし、CFPには互換性がありませんので注意が必要です。

10G25G40G50G100G200G400G
SFPSFP+SFP28SFP56SFP-DD
QSFPQSFP+QSFP28QSFP56QSFP-DD
OSFPOSFP
CFPCFPCFP
CFP2
CFP4
CFP8


また、光トランシーバのサイズは100G/400Gに注目すると下記の通りです。参考程度にご覧いただければと思います。

100Gモジュール400Gモジュール
CFPCFP2CFP4QSFP28CFP8QSFPQSFP-DD
機器前面W14.50mm16.00mm16.00mm20.00mm16.00mm20.98mm20.00mm
D82.00mm42.50mm22.10mm19.00mm40.80mm22.93mm19.00mm
機器内部(PCB側)W75.00mm41.50mm21.50mm18.35mm40.00mm22.58mm18.35mm
D130.25mm91.50mm76.00mm52.40mm86.00mm79.42mm58.26mm
H13.60mm12.40mm9.50mm8.50mm9.50mm13.00mm8.50mm


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上:QSFP28 / 下:SFP28

2. 光トランシーバにアクセスするインターフェース

SFP/QSFPはI2Cインターフェース、CFPはMDIOインターフェースです。これらインターフェースを介してシリアルIDやTX_FAULT/RX_LOS情報を外部から確認することが出来ます。

3. 光ファイバーの種類

光ファイバーの種類は、主に3つあります。

MMF(Multi-Mode fiber)

MMFは、光信号を複数のモードで伝送することができます。ただし、モードを分散させることでデータ損失が発生するため、長距離伝送や高速伝送には向いていませんが、価格は安価です。

SMF(Single-Mode fiber)

SMFは、MMFよりも高価ですが、長距離・高速伝送に適しています。単一のモードで光信号の伝播をするため、信号の減衰を抑えることができます。また、信号の到達時間が1つしかないため、モード分散によるデータ損失が発生しません。

AOC(Active. Optical Cable)

AOCは、下記の写真のように光トランシーバーと光ファイバケーブルを一体化した物です。後述の表で「AOC(MMF)」とある箇所は、光トランシーバーと、MMFのファイバーが一体化していることを指します。

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AOC製品

4. 規格と距離の関係

光トランシーバは規格ごとに使用するファイバーが決まっており、どの規格を使用するかによって伝送距離が変わります。下記は、40GE/100GE/200GE/400GEの規格、ファイバーの種類からおおよその伝送距離を記載しました。ぜひ、選定の参考にお使いいただけると幸いです。

アプリケーション規格ファイバー距離
40GE40GBASE-SR4MMF100m
40GBASE-FRSMF2km
40GBASE-LR4SMF10km
40GBASE-ER4SMF40km
100GE100GBASE-SR10MMF100m
100GBASE-LR4SMF10km
100GBASE-SR4MMF700m
100GBASE-ER4SMF40km
200GE200GBASE-DR4SMF500m
200GBASE-FR4SMF2km
200GBASE-LR4SMF10km
400GE400GBASE-DR4SMF500m
400GBASE-FR8SMF2km
400GBASE-LR8SMF10km
400GBASE-SR8AOC(MMF)100m
400GBASE-FR4SMF2km


光トランシーバの試験方法について知りたい方はこちら

いかがでしたでしょうか。弊社でお取り扱いしている光トランシーバは、Finisar社の製品がございます。価格や納期、選定についてお悩みでしたら、是非お気軽にお問い合わせください。

また、光トランシーバのシステムを測定するための測定機器、評価治具についてもご用意しています。詳しく知りたい方は、以下の記事をご覧ください。

光トランシーバの試験に必要な物

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