100G CWDM4とPSM4の違いは何ですか？

データセンターの急速な発展に伴い、100G SR4がサポートする伝送距離は短すぎ、コストも高すぎるという課題があります。このような状況の中、市場には100G中距離ソリューションが登場しました。100G PSM4および100G CWDM4光モジュールは中距離伝送を代表する主要製品ですが、用途と利点が異なります。この記事では、適切な100G QSFP28トランシーバーを選択できるよう、100G CWDM4と100G PSM4  の違いをご紹介します。

100G PSM4および100G CWDM4の概要

100GBASE-PSM4とは何ですか？

100G PSM4光モジュールを紹介する前に、まず100G PSM4規格について理解しましょう。100G PSM4 (Parallel Single-Mode 4)規格は、Multi-Source Agreement (MSA)であり、これに加えて、シングルモードファイバー上で4つの25Gbps波長を伝送するための低コストソリューションを提供する目的で策定されました IEEE 100G Ethernet 仕様。

100G QSFP28 PSM4トランシーバーは、100G PSM4規格に準拠し、シングルモード光ファイバーによる並列伝送方式を採用しています。4つの並列伝送チャネルを備え、各チャネルの伝送速度は25Gbpsです。PSM4光トランシーバーは、波長1310nmのシングルモードファイバー上で  500メートルの信号伝送を実現できます。 

QSFP28 100G PSM4は、一般的に以下の代表的な用途で使用されます:

データセンター相互接続：通常、データセンター内のサーバー、スイッチ、ルーターを接続し、高速かつ広帯域幅の通信をサポートするために使用されます。

ハイパフォーマンスコンピューティング：大規模なデータ処理と分析を必要とするHPC環境では、QSFP28 100G PSM4の高速データ転送により、システム全体のパフォーマンスが向上します。

Storage Area Network（SAN）：ストレージアレイやディスクドライブなどのストレージデバイスの接続に使用され、この光モジュールの高いデータ転送速度と低レイテンシーにより、効率的なデータの保存と取得が実現します。

100GBASE-CWDM4とは何ですか？

100G CWDM4 QSFP28は2014年に発表された規格で、シングルモード粗波長分割多重（CWDM）技術に基づく100G伝送方式であり、 QSFP CWDM4モジュール この規格に準拠するものは、デュプレックスLCコネクタを使用し、光信号の伝送に1271nm、1291nm、1311nm、1331nmの4つの中心波長を利用します。

QSFP28 CWDM4トランシーバーはどのように動作しますか？送信側では、100G QSFP28 CWDM4光トランシーバーはまず、伝送速度25Gbpsの4つの電気信号を4つのCWDM光信号に変換し、その後、それらを1本の光ファイバー上で多重化して100Gbps伝送を行います。受信側では、100G QSFP28 CWDM4光モジュールはまず、入力光信号を4チャネルのCWDM光信号に分離し、その後、それらを4つの電気出力信号に変換します。 

100GBASE-PSM4および100GBASE-CWDM4トランシーバーモジュールが必要なのはなぜですか？

100Gモジュールの種類は実際に非常に多く、100G SR4、100G DR、100G LR4、100G FR、100G ER4、100G ZR4などがあり、これらはいずれもIEEE標準で定義されています。しかし、これらの光モジュールの伝送距離は、多くの場合、短すぎるか長すぎるかのどちらかであり、データセンター用途の要件を十分に満たせません。たとえば、100G DRは100G PSM4と同様に最大500メートルの距離をサポートできますが、100Gから4x25Gへの用途には対応しておらず、消費電力もより多くなります。 

疑問に思う方もいるでしょう。100G QSFP28 LR4光トランシーバーは10キロメートルの伝送が可能であり、100G QSFP28 CWDM4光モジュールの伝送範囲をカバーしています。それでは、なぜ100G QSFP28 CWDM4光モジュールを選ばずに、100G QSFP28 LR4光モジュールを直接使用しないのでしょうか。これは、100G QSFP28 LR4光モジュールの消費電力とレーザーコストが100G QSFP28 CWDM4光モジュールよりも高いためです。そのため、2キロメートルの伝送範囲では、100G QSFP28 LR4光モジュールと比較して、100G QSFP28 CWDM4光モジュールを選ぶ方が経済的です。

総じて、100GBASE-CWDM4および100GBASE-PSM4光モジュールの需要は、最新のデータセンターにおける費用対効果が高く効率的な中距離伝送ソリューションの必要性に由来しています。

PSM4とCWDM4 QSFP28モジュールの比較：知っておくべき共通点

プロトコル

100GBASE-PSM4モジュールと100GBASE-CWDM4モジュールは、いずれもMSAによって定義されています。

メディアタイプ

100GBASE-PSM4と100GBASE-CWDM4の両方のトランシーバーは、100Gデータ伝送にシングルモードファイバーを使用します。

レーン数

100GBASE-PSM4と100GBASE-CWDM4は、4レーンを使用して最大100 Gbpsを実現します。

100G PSM4と100G CWDM4光トランシーバーの違いとは？

以下の表では、ファイバー数、コネクタタイプ、動作波長、技術、伝送距離、動作原理、コストなどの主要な機能の違いを比較することで、これら2つの100G QSFP28トランシーバーについてより深く理解できます。

上記から、100G CWDM4とPSM4の特性と用途は異なることがわかるため、選定は実際の需要とインターネット距離の設計に応じて評価し、決定する必要があります。その中で、QSFP28 PSM4光モジュールは、伝送距離が500m未満の場合の理想的なソリューションです。一方では、100Gから100Gへの直接接続に使用できます。他方では、QSFP28 PSM4光モジュールは短距離で25Gから100Gへの移行を実現するためにも使用できます。しかし、PSM4光モジュールと比較すると、価格が低いだけでなく伝送距離も長いため、CWDM4光モジュールの利点はより明らかであり、現時点では100G CWDM4も多くの人にとって第一の選択肢です。

結論 

結論として、100G PSM4と100G CWDM4の両光モジュールは、データセンターにおける中距離の100G Ethernet伝送に効果的なソリューションを提供します。100GBASE-CWDM4と100GBASE-PSM4は、ほとんどのデータセンターで好まれる高密度配線にも適しています。ただし、価格と用途には違いがあります。そのため、実際のネットワーク要件に応じて適切なものを選択できます。