100GBASE-SR4と100G AOCの比較：ネットワークに最適な短距離100G接続の選び方

今日のデータセンターでは、短距離相互接続技術が、サーバー、ストレージデバイス、スイッチ間の膨大なデータ転送を処理しています。クラウド、ビッグデータ、AIの成長に伴い、100Gネットワークは高性能な処理を行ううえで重要な要素となりつつあります。その主な目的は、十分な帯域幅、低遅延、安定したリンクを提供し、リアルタイムコンピューティングや計算負荷の高いワークロードを確実に支えることです。

このような短距離相互接続のシナリオでは、100G SR4光モジュールと100G QSFP28 AOC（アクティブ光ケーブル）が、現在最も広く採用されている2つのソリューションです。どちらも100 Gbpsの速度を実現しますが、技術アーキテクチャの違いにより、パフォーマンス、導入の柔軟性、配線方法、総コストの特性が異なります。この記事では、実際のデータセンター運用要件に基づいて、これら2つの相互接続ソリューションを分析します。

QSFP28 SR4およびAOC製品の概要と技術仕様

100G SR4 光モジュール

100G SR4光モジュールは、QSFP28フォームファクターをベースとした高速モジュールです。4×25.78 Gbpsのパラレル光チャネルにより、合計103.125 Gbpsという優れた伝送速度を実現します。短距離リンクにはOM3またはOM4マルチモードファイバーを使用し、OM3では最大70メートル、OM4では最大100メートルをサポートします。このため、データセンター内の広帯域接続に最適です。このモジュールは12芯MPO/MTPインターフェースを備えており、光ファイバーパッチコードとモジュールを個別に交換できるため、後から配線を調整したりリンクをアップグレードしたりすることが容易です。通常の消費電力は2.5ワット未満で、IEEE 802.3bm 100GBASE-SR4仕様および関連するQSFP28 MSA規格に準拠しています。代表的な用途には、ToRおよびEoRスイッチ間接続、高速ストレージシステムインターフェース、HPCクラスターノード間通信などの低遅延が求められるシナリオがあります。

QSFPTEK 100GBASE-SR4 Module

100G QSFP28 AOC (アクティブ光ケーブル)

その 100G QSFP28 AOC 光トランシーバーとマルチモードファイバーを固定式の一体型リンクに統合しています。工場で電気光学変換、信号校正、包括的な性能試験が完了しています。両端にQSFP28インターフェースを備え、ファイバー部分は工場で終端および封止され、増幅回路とイコライゼーション回路が統合されているため、直接プラグアンドプレイで動作できます。 

AOCには多くの利点があります。個別のパッチコードや光ファイバーの挿入・取り外しが不要になります。ほこりや汚染に強く、挿入損失による性能変動を最小限に抑えます。通常、消費電力は3.5ワット未満で、最大100メートルまでデータを伝送できるため、ラックとデバイス間における高速接続のニーズの大半を満たすのに十分です。IEEE 802.3bmおよびSFF-8665仕様に準拠するよう設計されたAOCは、主流のスイッチおよびサーバーインターフェースと互換性があり、100GbEとInfiniBand EDRの両方のネットワーク環境をサポートします。 

QSFPTEK 100G AOCケーブル

これらは一般的に、高速なラック間接続、大規模な固定長ケーブリング、高密度実装環境で導入されています。

QSFP28 SR4およびAOC製品の概要と技術仕様

100G SR4 光モジュール

100G SR4光モジュールは、以下をベースとする高速モジュールです QSFP28フォームファクター. 4×25.78 Gbpsのパラレル光チャネルにより、合計103.125 Gbpsという優れた伝送速度を実現します。短距離リンクにはOM3またはOM4マルチモードファイバーを使用し、OM3で最大70メートル、OM4で最大100メートルをサポートします。これにより、データセンター内の高帯域幅接続に最適です。このモジュールは12芯MPO/MTPインターフェースを備えており、ファイバーパッチコードとモジュールを個別に交換できるため、後から配線調整やリンクのアップグレードを簡単に行えます。通常、消費電力は2.5ワット未満で、IEEE 802.3bmに準拠しています 100GBASE-SR4 仕様および関連するQSFP28 MSA規格。一般的な用途には、ToRおよびEoRスイッチ間の相互接続、高速ストレージシステムインターフェース、HPCクラスターノード間通信などの遅延に敏感なシナリオが含まれます。

100G QSFP28 AOC (アクティブ光ケーブル)

100G QSFP28 AOCは、光トランシーバーとマルチモードファイバーを固定式のオールインワンリンクに統合しています。工場で電気・光変換、信号校正、包括的な性能試験が完了しています。両端にQSFP28インターフェースを備え、ファイバー部分は工場で終端および密封されており、増幅回路とイコライゼーション回路が統合されているため、接続するだけですぐに使用できます。 

AOCには多くの利点があります。個別のパッチコードや光ファイバーの挿入・取り外しが不要になります。ほこりや汚染に強く、挿入損失による性能変動を最小限に抑えます。通常、消費電力は2.2ワット未満で、最大100メートルまでデータを伝送できるため、ラックとデバイス間の高速接続に関するほとんどのニーズを満たせます。IEEE 802.3bmおよびSFF-8665仕様に準拠するよう設計されたAOCは、主流のスイッチおよびサーバーインターフェースと互換性があり、100GbEとInfiniBand EDRの両方のネットワーク環境をサポートします。 

これらは一般的に、高速なラック間接続、大規模な固定長ケーブリング、高密度実装環境で導入されています。

100GBASE-SR4と100G AOCの帯域幅、遅延、安定性性能の比較

これら2つの短距離接続オプションの主な特長を説明した後、帯域幅、遅延、安定性の観点から性能を確認することで、データセンターは100Gネットワークを構築する際により適切な選択ができます。SR4モジュールとAOCはいずれも4x25Gbpsパラレルチャネルアーキテクチャを使用し、完全な100Gbpsスループットを実現します。SR4は通常、OM4ファイバーとの組み合わせで最高の性能を発揮するため、大量のデータを高速に処理するスイッチと高性能サーバー間のリンクに適しています。AOCは、ケーブル長に関係なく帯域幅を一定に保ちます。これは特に、固定構成で大規模な配線を備えたネットワークに役立ちます。

両者のレイテンシはほぼ同じですが、状況によって若干の違いがあります。SR4は信号経路が短く、処理チェーンもシンプルなため、信号を迅速に伝送する点で優れています。SR4は、高性能コンピューティング、リアルタイム分析、金融取引など、高速な信号伝送が求められる環境により適しています。より高品質な光ファイバーを使用すると、接続性を向上させることができます。AOCのレイテンシはわずかに高く、通常はピコ秒単位です。クラウドストレージや仮想化のように所要時間をそれほど重視しないサービスでは、この影響はごくわずかです。内部のアクティブドライバー回路により、リンクを常に利用可能な状態に保つことができます。

安定性に関しては、製品タイプごとにそれぞれ異なる特性があります。SR4の性能は、モジュール、光ファイバー、コネクタの品質に左右されます。光ファイバーの端面が汚れていたり、管理が不十分だったりすると、ビットエラー率が上昇する可能性があります。ただし、SR4はデジタルモニタリングに対応しているため、電力と温度をリアルタイムで追跡できます。専門的な運用・保守体制のもとでは、極めて高い安定性を維持できます。一方、AOCは、事前パッケージ化と工場出荷時の校正により、設置に伴う挿入損失のばらつきや汚染の問題を排除します。リンク全体で一貫して良好な性能を発揮するため、迅速なセットアップ、大規模な建設プロジェクトでの使用、または頻繁な保守が必要な状況では、より高い安定性を実現します。

アプリケーション指向の比較

実際のアプリケーション要件に基づいて100GBASE-SR4モジュールと100G QSFP28 AOCを比較すると、さまざまなシナリオにおける両者の違いが明確になります。金融取引システム、高性能コンピューティングクラスター、AIトレーニングネットワークなど、遅延が問題となる状況では、多くの場合100G SR4の方が適しています。リンク遅延がより低く、必要に応じてより高品質なマルチモードファイバーへアップグレードできるため、長期にわたって持続的な性能上の優位性が確保され、高速な応答と継続的な最適化を必要とするアーキテクチャに適しています。

一方、短期間で多数の100G接続を迅速に展開する必要があるシナリオでは、100G QSFP28 AOCの利点がより顕著になります。工場で端末処理済みの一体型ケーブルであるAOCは、設置時の手作業を大幅に削減し、汚染や組み立てエラーのリスクを低減するとともに、大規模展開の納期を効果的に短縮します。

将来の拡張性を重視するデータセンターでは、100G SR4が依然として主流です。分離可能なモジュールとファイバーの設計により、運用チームはリンクコンポーネントを段階的にアップグレードでき、ネットワークトラフィックが徐々に増加しても高い柔軟性を維持できます。

逆に、人員が限られている組織、運用チームの規模が小さい組織、または運用の安定性をより重視する組織には、100G QSFP28 AOC が比較的手間のかからないソリューションとなります。AOC はプラグアンドプレイが容易で、人的ミスのリスクを低減します。これは、スタッフの数が少ない場所や、スタッフがファイバーの保守に関する専門的なトレーニングを受けていない場所で特に役立ちます。

費用対効果分析

帯域幅、レイテンシ、安定性を比較した後、コストと運用の観点からSR4モジュールとAOCの違いを検討することで、実際の使用における総合的な価値を判断できます。

SR4モジュールには別途マルチモードファイバーが必要で、特に短距離接続が多数ある大規模ネットワークでは、初期費用がやや高くなります。ケーブル一体型構造のAOCは、通常、より安定した予測可能なコストになります。ラック間の距離が短い環境では、総投資額がSR4モジュールとファイバーを組み合わせたソリューションよりも低くなることがよくあります。

SR4モジュールと光ファイバーソリューションを組み合わせることで、損傷したモジュールや光ファイバーを個別に交換でき、ネットワークのアップグレードや局所的なトラブルシューティングの柔軟性が向上します。長期運用では、SR4の方が費用対効果に優れ、既存のケーブルシステムを再利用できます。AOCリンクに障害が発生した場合は、ケーブル全体と両端の2つのコネクターを交換する必要があるため、保守コストが増加します。ただし、単一箇所の交換作業はより簡単で、必要な作業量を削減できます。

柔軟性と調整のしやすさという点では、2つのソリューションにはそれぞれ異なる強みがあります。SR4は、頻繁なアップグレード、調整、または拡張が必要なデータセンターに適しています。AOCは、1回限りの一括かつ高効率なネットワーク導入に適しています。

総合的な結論

短距離相互接続のシナリオでは、100G SR4モジュールと100G QSFP28 AOCケーブルが2つの標準的なソリューションです。「柔軟な拡張性」と「効率的な導入性」の対比です。SR4モジュールは、容易にアップグレードでき、高速で、発生するネットワークの変更に対応できる点が優れています。高負荷なコンピューティングが必要な状況、スイッチングレイヤー間の接続、頻繁な拡張や変更が必要なデータセンターに最適です。AOCはケーブル一体型設計により、短距離リンクで非常に安定しており、保守も容易です。迅速な導入、運用リスクの軽減、または確立されたトポロジー内での一括設置を重視するシナリオでは、多くの場合、AOCの方が全体としてよりコスト効率の高い利用体験を実現します。

したがって、ネットワーク設計者は、ビジネスモデル、予算サイクル、既存のケーブルインフラストラクチャ、将来の拡張計画に加えて、柔軟性、性能要件、長期的な運用コストを評価し、最適な短距離接続ソリューションを選択する必要があります。QSFPTEKは、100G SR4やQSFP28 AOCを含む幅広い製品を提供しています。すべてのデバイスは、信頼性と性能を確保するために徹底的にテストされています。また、専門家がデータセンターの迅速な導入、良好な稼働の確保、必要に応じた拡張を支援します。