100G QSFP28 ER4とCWDM4の違いとは

ネットワーク需要の増大とネットワークインフラのアップグレードに伴い、100Gモジュールはデータセンターおよび通信ネットワーク用途における主要コンポーネントになりつつあります。本記事では、100GBASE ER4と100GBASE CWDM4という2種類のモジュールについて解説し、性能と用途の違いを理解できるようにします。

100G QSFP28 ER4とは何ですか

100G QSFP28 ER4 IEEE 802.3bmおよびITU-T G.959.1 P1L1-2D2規格に従って定義されています。高速光ファイバー通信用の光モジュールです。伝送には4x 25Gbpsチャネルを使用しますが、一般的なモジュールとは異なり、LAN-WDM波長を使用し、前方誤り訂正技術（FEC）を継承することで、最大伝送距離40kmを実現します。QSFP28 ER4は、1本の光ファイバーで4チャネルの波長データを伝送することもでき、光ファイバーとポートのリソースを節約し、高密度のアプリケーション環境でより高いデータ伝送能力を提供します。QSFPTEKの100GBASE ER4は、LCデュプレックスパッチコード伝送、NRZ変調、送信側にEML、受信側にSOA+PINを使用し、最大消費電力は≤5Wです。通信接続、データセンター相互接続（DCI）、メトロポリタンエリアネットワーク、高性能コンピューティングネットワークで広く使用されています。

100G CWDM4とは

100G QSFP28 CWDM4 CWDM4 MSA組織によって標準化された短距離から中距離向けの光モジュールです。100Gbps高速光通信向けの光モジュールです。1271nm、1291nm、1311nm、1331nmの4つのCWDM波長を使用し、LCデュプレックスシングルモードパッチコードを介してデータを伝送します。各チャネルの伝送速度は25Gbpsで、最大伝送距離は2kmです。QSFP28 CWDM4モジュールはCWDM4 MSAおよび100G CWDM4規格に準拠しており、幅広い互換性を備えています。100G SR4モジュールと比較すると、2芯のシングルモード光ファイバーだけで100Gbpsのデータ伝送を実現できるため、配線コストを削減でき、より高いコストパフォーマンスを発揮します。QSFPTEKの100GBASE CWDM4はNRZ変調を使用し、送信機はCWDM DML、受信機はPINで、最大消費電力は≤3.5Wです。主にデータセンター、キャンパスネットワーク、企業のコアレイヤーなどで使用されます。

100GBASE ER4と100GBASE CWDM4の違い

伝送距離

QSFP28 CWDM4とQSFP28 ER4の主な違いは伝送距離です。CWDM4の伝送距離は2kmで、増幅用の追加機器を導入する必要がないため、キャンパス内リンクやデータセンター内リンクに非常に適しています。ER4の伝送距離は40kmで、メトロポリタン、通信、長距離DCIのニーズに対応できます。

光デバイス

CWDM4は、送信側にCWDM DMLを、受信側にPINフォトディテクターを使用します。伝送距離は短いものの、初期価格が低く、消費電力も低くなっています。ER4は、送信側にEMLを、受信側にSOA+PINを使用します。この光デバイスはより高価でコストも高くなりますが、より遠くまで伝送でき、信号もより安定しています。

FEC

伝送距離が短いため、CWDM4はFECを使用せずに動作できます。一方、ER4は長距離での信号減衰を補償するためにFECの使用が必要です。CWDM4はFECを必要としませんが、ホスト側のFECは引き続き適用可能な場合があります。

消費電力

CWDM4の消費電力は3.5W未満であり、放熱が限られ、電力バジェットが厳しい高密度環境での使用に適しています。消費電力が低いほど、発生する熱も少なくなります。ER4の消費電力は5W未満です。高性能レーザーと統合FECを使用しており、高い消費電力によってより長距離の伝送が可能になるため、100G ER4を導入する際には放熱の問題を考慮する必要があります。

アプリケーション環境

100G CWDM4は、データセンター内のラック間のスイッチ接続に使用できるだけでなく、スイッチとサーバーネットワークカード間の接続にも対応しています。高密度で導入する場合、低コスト、低消費電力、低発熱という利点があります。2kmの伝送距離により、ほとんどの接続要件にも対応できます。

100G ER4は、より多くの中距離および長距離伝送をサポートし、2つのデータセンター間またはメトロポリタンエリアネットワーク間の橋渡しとして機能します。たとえば、異なる2つのデータセンターにあるサーバー上のネットワークカードを接続するなど、異なる2地点のネットワークを接続することで、両データセンターのデータを共有できます。専用ロックを備えた光デバイスは、消費電力が高い一方、信号伝送時の安定性と信頼性に優れています。

結論

QSFP28 ER4とCWDM4には、伝送距離、消費電力、光デバイス、FEC、使用環境の点で違いがあります。データセンター内、または2km未満の伝送距離でデータを伝送するだけであれば、100G CWDM4を使用することで、ネットワークの導入コストとデータセンター全体の消費電力を削減できます。40kmの範囲内で伝送する必要がある場合は、信号伝送の安定性に優れた100G ER4が最適です。